Laufrad für Fliehkraftverdiehter. Die Erfindung bezieht sich auf ein Lauf rad für Fliehkraftverdichter, bei dem die Nabenscheibe, mindestens eine Deckscheibe und die Schaufeln derart miteinander ver bunden sind, dass ein Teil Vorsprünge auf weist, die in Aussparungen eines andern Teils eingreifen. Bei den bekannten Ausfüh rungen dieser Art besitzen die Schaufeln an den gegen die Nabenscheibe und die Deck scheibe anliegenden ganten Vorsprünge, die in entsprechende Löcher der Nabenscheibe oder der Deckscheibe eingreifen.
Die hier durch bedingte erhebliche Schwächung der Deckscheibe wird bei andern ebenfalls be- lcannten Laufrädern dadurch vermieden, dass ein äusserer Kranz der ringförmigen Deck scheibe, welche die Verschaufelung seitlich abdeckt, mit dem Nabenstück und den Schau feln aus einem Stück besteht, oder dass ein äusserer Teil der Nabenscheibe mit den Schau feln und der Deckscheibe, welche die Ver- schaufelung seitlich abdeckt, aus einem Stück besteht.
Diese Ausführungen haben den Nachteil, dass die Schaufeln maschinell nicht oder nur unvollständig bearbeitet werden können. Im besonderen ist es bei diesen Ausführungen nicht möglich, die Schaufeln aus dem vollen Werkstoff von Schmiede stücken, welche die Nabenscheibe oder die Deckscheibe bilden, herauszuarbeiten, wie es für die Erreichung höchster Umfangsge schwindigkeiten nötig ist.
Auch bei quer zur Strömungsrichtung geteilten Schaufeln, bei denen die ringförmigen Deckscheiben, welche die Verschaufelung seitlich abdecken; mit dem Einlaufteil der Verschaufelung und des Nabenstückes aus einem Stück bestehen, ist der beiderseits von Ringen begrenzte Teil der Schaufeln einer maschinellen Bearbei tung schlecht oder gar nicht zugänglich.
Diesen bekannten Ausführungen gegen über zeichnet sich das Laufrad nach der Erfindung dadurch aus, dass die Nabeu- scheibe <I>(a)</I> und die Deckscheibe<I>(n</I> bezw. <I>n')</I> mit Schaufelteilen versehen sind, die mitein ander verzahnt sind. Dadurch können die Schaufeln bei den praktisch üblichen Schau felformen ihrer ganzen Länge nach maschi nell bearbeitet und zum Beispiel aus Schmiedestücken, welche die Nabenscheibe und die Deckscheibe bilden, herausgearbeitet werden.
Die Deckscheiben, welche am innern Umfang einen dicken Wulstring bilden können, können aussen sehr dünne Wand stärke erhalten, wenn Schaufelteile mit der Deckringscheibe ein Werkstück bilden und diese dadurch versteifen, wobei zweckmässig die Teilfuge der Schaufeln in Strömungsrich tung verläuft. Ausserdem werden die Schau feln, soweit sie nicht radial verlaufen, gegen Umknicken unter dem Einfluss der Flieh kraft gesichert, wenn der eine Schaufelteil über die ganze Schaufellänge mit der Naben scheibe, der andere Schaufelteil mit der Deck scheibe ein Stück bildet.
Solche Laufräder sind daher für höchste Umfangsgeschwindig keiten geeignet und gestatten hohe Verdich tungen in einem Laufrade. Sie ergeben einen hohen Wirkungsgrad, weil durch die an sich bekannten Deckscheiben, welche die Ver- schaufelung seitlich abdecken, die verlust reicheren, seitlich offenen Schaufelräder ver mieden werden und die Schaufeln nicht über die ganze Länge radial gerichtet zu sein brauchen.
Die Zeichnung zeigt beispielsweise zwei Ausführungsformen des erfindungsgemässen Laufrades. Fig. 1 bis 3 zeigen die erste, Fig. 4 und 5 die zweite Ausführungsform.
Der 3Ieridianschnitt (Fug. 1) zeigt die N abenscheibe a und die mit ihr aus einem Stück hergestellten Schaufelteile b und c, so wie die Zwischenschaufelteile d und e, deren Form und Lage in Achsenrichtung gesehen Fig. 2 zeigt. Diese Schaufelteile sind mit Aussparungen oder Zahnlücken f, g, h bezw. <I>f',</I> g', lt' versehen.
In diese Aussparungen oder Zahnlücken legen sich die Vorsprünge oder Zähne<I>i, k,</I> m bezw. <I>i', k',</I> m', welche die restlichen Schaufelteile bilden, mit den Deckscheiben<I>n</I> bezw. 7i aus einem Stück her gestellt sind und die Aussparungen oder Zahnlücken gerade so ausfüllen, dass sie die Schaufelteile<I>b, c, d</I> und e ergänzen und mit ihnen glatte Schaufelwände bilden. Dabei können die Zähne ein wenig hinterschnitten sein, derart, dass der Durchmesser dl etwas kleiner ist als der Durchmesser d...
Um eine derartig mit Zähnen versehene Deckscheibe mit den Schaufeln der Naben scheibe fest zu verbinden, gibt man der Nabenscheibe mit den Schaufeln eine höhere Temperatur als der Deckscheibe, indem man die Nabenscheibe erwärmt oder die Deck scheibe einfriert. Dann wird die Deckscheibe mit der gezahnten Seite gleichachsig auf den Schaufelkranz der labenscheibe gelegt und derart um ihre Achse ein wenig gedreht, bis sich die Zähne genau in die Zahnlücken legen. Sobald Deckscheibe und Schaufeln die gleiche Temperatur haben, ergibt sich eine feste Ver bindung zwischen beiden.
Diese hat zur Folge, dass Fliehkräfte der Deckseheiben- massen, die nicht durch Spannungen der Deckscheibe aufgenommen werden, sich auf die Schaufeln und von diesen auf die Naben scheibe a übertragen.
In ähnlicher Weise wie die Deckscheiben u, und<I>n'</I> können auch Leitwände o und o', die in Fig. 1 im Meridianschnitt, in Fig. 9 in Achsenrichtung gesehen, dargestellt sind, mit den Schaufelteilen b und c verbunden werden. Die Leitwände o und ö werden aussen mit Aussparungen oder Zahnlücken versehen, die den Eintrittskanten der Schau feln entsprechen und dann in Aehsenrichtung in den Schaufelkranz hineingeschoben, ehe die Deckringe ja und n' mit den Schaufeln verbunden werden.
Dabei hat die Leitwand o bezw. ö eine niedrigere Temperatur als die Schaufeln. Dort, wo die Leitwand o ihre feste Verbindung mit den Schaufelteilen b finden soll, sind diese zweckmässig mit kleinen Ein kerbungen versehen, bei denen d3 grösser als d., ist. Dadurch wird erreicht, dass die ring förmigen Leitwände o und o' in ihrer Lage festgehalten werden, sobald Schaufelkranz und Leitwand die gleiche Temperatur ange nommen haben. Auch kann man an diesen Stellen<B>du,</B> rhigförmigen Leitwände o und ö mit den Schaufelkanten verschweissen.
Verlaufen die Schaufelteile b und d sowie c und e radial, wie Fig. 2 dieses zeigt, so müssen die innern Enden <I>p,</I> q bezw. <I>p', q'</I> der Schaufeln zur Erzielung eines stossfreien Eintrittes gekrümmt sein. Die gerade und radial verlaufenden Schaufelteile<I>d</I> und<I>e</I> so wie die Schaufelteile b und c bestehen mit der Nabenscheibe a aus einem Stück und sind mit den kleinen Schaufelteilen der Deck scheiben so verbunden, wie es oben beschrie ben wurde.
Die innern Schaufelenden p, q sind mit der ringförmigen Leitwand o aus einem Stück gearbeitet oder in entsprechend geformte Schlitze der Leitwand o eingeschoben, die ihrerseits mit den Schaufelteilen b so ver bunden wird, wie es oben beschrieben wurde. Wie die ringförmige Leitwand o mit den Schaufelenden p und q zusammen in Achsen richtung entsprechend dem gezeichneten Pfeil eingeschoben werden, zeigt Fig.1 links unten. Die Schaufelenden p, q legen sich dann glatt an die innern Enden der Schaufelteile b und bilden mit ihnen eine glatte zusammenhän gende Gasführung.
Das gleiche gilt von der Leitwand o', den Schaufelenden p' und q', sowie den Schaufelteilen c. Die Fig. 3 zeigt die ringförmige Leitwand ö mit den Schau felenden q', während die Schaufelenden p' bei der in Fig. 3 dargestellten Ansicht hinter dem Ring ö liegen.
In solchen Fällen, in denen wegen der Grösse der achsialen Breite der Schaufeln, wenn diese nicht radial verlaufen, ihre Nei gung, unter dem Einfluss der Fliehkräfte an ihrer Wurzel umzuknicken, besonders gross wird, reicht es nicht aus, nur Vorsprünge oder Zähne, wie bei den Ausführungen nach Fig. 1 und 3 mit der Deckscheibe aus einem Stück herzustellen. Es muss ein grösserer Teil der Schaufeln mit der Deckscheibe aus einem Stück hergestellt werden, wie dies beispiels weise die Fig. 4 zeigt.
Der grössere Teil s bezw. s' jeder Schaufel ist mit der die Nabe bildenden Scheibe<I>a,</I> der kleinere Teil<I>t</I> bezw. t' mit der ringförmigen Deckscheibe n bezw.
aus einem Stück hergestellt, wobei aber dieser kleinere Teil mindestens 20% der Schaufel bildet, im vorliegenden Falle zirka 40% . Durch ineinandergeschrumpfte Vor sprünge und Aussparungen werden, wie es oben beschrieben wurde, die beiden Schaufel hälften s und t bezw. s' und t' und dadurch auch die Deckscheiben n und n' mit der Na benscheibe a verbunden. Durch diese Aus führung wird zugleich erreicht, dass die einen flachen Kegel bildende Deckscheibe gegen Ausstrecken in eine zur Welle rechtwinklig stehende Ebene infolge der Fliehkraft durch die Schaufelteile, die mit der Deckscheibe aus einem Stück hergestellt sind,
gesichert wird.
Bei der Inbetriebsetzung des Laufrades muss die Nabenscheibe a mittels der Schau feln die ringförmigen Deckscheiben beschleu nigen. Die dabei auftretenden Tangential- kräfte können bei der bisher beschriebenen Verbindung zwischen den Schaufeln und den Deckscheiben durch die beim Schrumpfvor gang erzeugten radialen Drucke an den Zäh nen<I>f,</I> g, h und f', <I>g', h'</I> und die sich daraus ergebenden Reibungskräfte, nicht mit Sicher heit übertragen werden.
Um sich darauf nicht allein verlassen zu müssen, empfiehlt sich eine zusätzliche Verbindung für die Übertragung der tangentialen Kräfte. Bei dieser greifen die Schaufelteile s und s', wel che mit der Nabenscheibe ein Stück bilden, und die Schaufelteile <I>t</I> und<I>t',</I> welche mit den Deckscheiben aus einem Stück hergestellt sind, in entsprechende Lücken der Leitwände o bezw. ö ein.
Diese Leitwände werden dabei zweckmässig mit den Schaufeln an den Stellen<I>w</I> und<I>w'</I> verschweisst, um sie in der richtigen Lage zu halten und die Verbindung an diesen Stellen noch fester zu machen.
Ausserdem können an den äussern ganten der Schaufeln s und t, sowie s' und t' die zu sammenstossenden Ecken u, <I>ü</I> miteinander verschweisst werden.