Läufer für mehrstufige Strömungsmaschinen. Die Erfindung betrifft einen Läufer für mehrstufige Strömungsmaschinen, insbeson dere für Agialverdichter zum Aufladen von Flugzeugmotoren, die mit sehr hohen Drehzahlen betrieben werden müssen., daher sehr hohe Beanspruchungen durch die Flieh kraft erfahren, und zu dem noch mit dem Minimum an Gewicht gebaut werden müssen.
Für den Aufbau der Läufer ist neben andern die Bauart bekannt geworden, bei der als Welle eine Trommel dient mit einem Durchmesser, der kritische Drehzahlen in gefährlicher Nähe der Betriebsdrehzahl aus schliesst, während die einzelnen Laufräder mit ihren aus dem Vollen gefrästen Schau feln hintereinander auf diese Trommel ge steckt mit ihren aneinanderstossenden Na ben, durch eine auf die Trommel geschraubte Mutter gegen einen festen Bund am andern Ende .der Trommel gepresst werden.
Der durch die Mutter hervorgerufene Anpres- sungsdruck dient zum Übertragen .der An triebsleistung von der Welle über die Trom- mel auf die Laufräder und damit auf die Schaufeln.
Diese Bauart hat sich bewährt, benötigt aber für grössere Leistungen sehr kräftige Muttern und ebenso kräftiges Anziehen die ser Muttern, damit die Gesamtantriebslei- tung durch die vom Anpressungsdruck der Mutter erzeugte Reibung sicher von der Trom mel auf die Schaufeln übertragen wird.
Bei verhältnismässig grossen Leistungen kann diese Sicherheit kaum noch erwartet werden.
Die Erfindung beseitigt die Unsicherheit dadurch, dass die Grösse des Anpressdruckes, der .durch die Mutter ausgeübt werden russ und der bei der bekannten Bauart .der ge samten Antriebsleistung entsprechen inuss, auf den einem Laufrad entsprechenden Bruchteil verringert wird.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass auf der Trommel zwi schen den Stirnflächen der einzelnen Lauf radnaben axial verschiebbare Zwischenringe mit gleichmässig .an ihrem Innenumfang ver- teilten Zähnen angeordnet sind, die in ent sprechende axiale Nuten auf dem Trommel umfang formschlüssig eingreifen.
Durch diesen Formschluss wird die An triebskraft von der Trommel ohne Reibung.s- schluss auf jeden einzelnen Zwischenring, und von ihm erst durch den durch den Anpres- sungsdruck der Mutter erzeugten Reibungs- :sehluss auf die Naben der Laufräder und da mit auf die Schaufeln selbst übertragen. Der Reibungsschluss braucht nun nur noch die für je ein Laufrad erforderliche An triebsleistung zu übertragen, und die Mutter erhält entsprechend kleine Abmessungen. Die Breite .der Zwischenringe hängt von der zu übertragenden.
Leistung ab.Wird sie so gross, dass :durch das Einfügen der Zwischenringe eine unerwünschte Verlängerung des Läufers eintritt, so kann diesem Mangel dadurch ab geholfen werden, da.ss man die Laufräder nicht mehr unmittelbar auf die Trommel, sondern auf die Zwischenringe setzt, z. B. so, dass jede Nabe auf zwei Zwischenringe zu sitzen kommt, mit. jedem Ende auf einen an dern; zwei benachbarte Laufräder sitzen dann mit ihren einander zugekehrten Naben enden auf einem Zwischenring.
Jeder Zwi schenring erhält in der Mitte einen Bund, gegen dessen Stirnflächen die Stirnflächen der Laufradnaben zum Elbertragen der An triebsleistung gepresst sind. Die grosse Breite der Zwischenringe, die unbequem hätte wer den können, lässt sich auf diese Weise ohne Nachteil für eine geringe Baulänge des Läufers doch ermöglichen.
Der am einen Ende der Trommel befind liche Bund zur Aufnahme des Anpressdruckes von der Mutter her kann in :diese Bauart mit einbezogen werden, ohne dass dort noch ein Zwischenring angebracht wird, dadurch, dass der Bund einen der Nabenbohrung entspre- ehenden Ansatz erhält, auf den das eine Nabenende geschoben wird.
Zur Verringerung der auf den Trommel umfang wirkenden Fliehkraft kann das Feld zwischen zwei Nuten auf dem Trommel umfang ebenfalls noch mit Nuten von der gleichen Tiefe versehen sein wie die Nuten für die Zähne der Zwischenringe und von einer solchen Breite, dass der stehenbleibende Teil des Trommelmantels noch genug Festig keit zum Übertragen des Antriebsleistungs- anteils auf den Zwischenring behält.
Die einzelnen Laufräder des Läufers stehen an den Schaufelkränzen meist :soweit voneinander ab, dass ein für die Strömung recht naeliteiliger Zwischenraum entsteht, dessen .schädlicher Einfluss zweeli:mässiger- weise -durch Abdecken mit Ringen beseitigt wird, die auf Ansätzen der Radscheiben. etwa am Fussdurchmesser der Laufradschaufeln anfliegen.
Der Erfinclunbsgegenstand wird an Rand der Abb. 1 und 2 in einer beispielsweisen Ausführung für einen Axialverdichter er läutert..
Die Welle des Verdichters wird gebil det von einer Trommel 1, die mit Wellen ansätzen 2 und 3 für Lagerung Lind An trieb verseben ist. Die Trommel 1 ist an einem Ende mit einem Bund 4 versehen und am andern Ende finit Ge%vinde, auf dem eine Mutter 5 sitzt.
Auf die Trommel 1 aufge- reilit sind Zwisebenringe 8, die mit gleich mässig an ihren Innenumfang verteilten Zäh nen 7 formscliliissig in axiale Nuten 6 im Trommelumfang eingreifen.
Auf die Zwi schenringe 8 sind Laufräder 12 und 13 ge schoben, wobei die einander zugekehrten Nabenenden zweier benachbarter Laufrä der sieh auf einen geineinsehaftliehen Zwischen ring abstützen;
das dem Bund 4 auf der Trommel 1 zuiiäehst liegende Kaufrad 13 ist jedoch mit dem einen dem Bund zugewand ten Nabenende auf einen Ansatz 14,des Bun des 4 geseboben. Jeder Zwischenring 8 trägt einen Bund 9, gegen dessen beide Stirnseiten die Stirnflächen 10 und 11 der Laufrad naben durch die Mutter 5 und den- Bund 4 auf der Trommel zum Erzielen des zum Übertragen der Antriebsleistung erforder lichen Reibungsschlusses gepresst sind.
Die Laufräder 7.2, 13 bilden in der Nähe der Schaufeln der glatten Strömung sehr hinder- lielie Zwischenräume, die durch die Ringe 1,5 abgedeckt sind, die auf Ansätzen 16 der Radscheiben in der Nähe ,der Füsse der Lauf- rads.chaufeln 19 .aufliegen.
In Fig. 2. ist noch gezeigt, dass zum Verringern der auf den Trommelumfang wirkenden Fliehkräfte die zwischen den Nuten 6 für die Zähne 7 der Zwischenringe 8 stehentleibenden Felder mit zusätzlichen, in der Längsrichtung verlaufen den Nuten 18 von der gleichen Tiefe wie die der Nuten 6 versehen sind.
Runner for multi-stage flow machines. The invention relates to a rotor for multi-stage turbomachines, in particular for agial compressors for charging aircraft engines that have to be operated at very high speeds. Therefore, experience very high stresses from the centrifugal force, and to which still have to be built with the minimum weight .
For the construction of the rotor, the design has become known, in which the shaft is a drum with a diameter that excludes critical speeds in dangerously close to the operating speed, while the individual impellers with their blades milled from the solid one behind the other on this The drum is inserted with its hubs butting against one another and pressed against a fixed collar at the other end of the drum by a nut screwed onto the drum.
The contact pressure created by the nut is used to transfer the drive power from the shaft via the drum to the impellers and thus to the blades.
This type of construction has proven itself, but requires very strong nuts and equally strong tightening of these nuts for greater performance so that the entire drive line is safely transferred from the drum to the blades by the friction generated by the contact pressure of the nut.
This security can hardly be expected with relatively large performances.
The invention eliminates the uncertainty in that the size of the contact pressure, which is exerted by the nut and which must correspond to the total drive power in the known design, is reduced to the fraction corresponding to an impeller.
It is characterized in that axially displaceable intermediate rings with teeth evenly distributed on their inner circumference are arranged on the drum between the end faces of the individual running wheel hubs and engage positively in corresponding axial grooves on the drum circumference.
Through this form fit, the driving force from the drum is applied without friction to each individual intermediate ring, and from it only through the friction connection created by the contact pressure of the nut on the hubs of the impellers and thus on the blades transmit yourself. The frictional connection now only needs to transmit the drive power required for each impeller, and the nut has correspondingly small dimensions. The width of the intermediate rings depends on the one to be transferred.
If it becomes so great that: the insertion of the intermediate rings results in an undesirable lengthening of the rotor, this deficiency can be remedied by not placing the impellers directly on the drum, but on the intermediate rings, z. B. so that each hub comes to sit on two intermediate rings, with. at each end to another; two adjacent wheels then sit with their hubs facing each other and end on an intermediate ring.
Each intermediate ring has a collar in the middle, against whose end faces the end faces of the impeller hubs are pressed to carry the drive power. The large width of the intermediate rings, which could have been inconvenient, can in this way be made possible without any disadvantage for a short overall length of the rotor.
The collar located at one end of the drum to absorb the contact pressure from the nut can be included in: this type of construction without an intermediate ring being attached there, in that the collar receives an approach corresponding to the hub bore one hub end is pushed.
To reduce the centrifugal force acting on the drum circumference, the field between two grooves on the drum circumference can also be provided with grooves of the same depth as the grooves for the teeth of the intermediate rings and of such a width that the remaining part of the drum shell is still retains enough strength to transfer the drive power to the intermediate ring.
The individual impellers of the runner are usually at the blade rings: far from each other that a naelite gap is created for the flow, the harmful influence of which is doubly: moderately eliminated by covering with rings on the approaches of the wheel disks. approach about the root diameter of the impeller blades.
The subject of the invention is explained at the edge of Figs. 1 and 2 in an exemplary embodiment for an axial compressor.
The shaft of the compressor is gebil det from a drum 1, which is verseben with shaft approaches 2 and 3 for storage and drive. The drum 1 is provided with a collar 4 at one end and a finite thread at the other end on which a nut 5 sits.
On the drum 1 are intermediate rings 8 which, with teeth 7 evenly distributed on their inner circumference, engage in a form-specific manner in axial grooves 6 in the drum circumference.
On the inter mediate rings 8 impellers 12 and 13 are pushed ge, with the facing hub ends of two adjacent Laufrä the see support on a joint ring intermediate;
the purchase wheel 13 lying next to the collar 4 on the drum 1 is, however, with the one end of the hub facing the collar onto a shoulder 14 of the bundle 4. Each intermediate ring 8 carries a collar 9, against the two faces of which the faces 10 and 11 of the impeller hubs are pressed by the nut 5 and the collar 4 on the drum to achieve the friction fit required to transmit the drive power.
In the vicinity of the blades of the smooth flow, the impellers 7.2, 13 form very obstructive interspaces which are covered by the rings 1, 5, which are attached to lugs 16 of the wheel disks in the vicinity, the feet of the impeller blades 19. rest.
In Fig. 2 it is also shown that to reduce the centrifugal forces acting on the drum circumference, the fields standing between the grooves 6 for the teeth 7 of the intermediate rings 8 with additional, in the longitudinal direction, the grooves 18 are of the same depth as those of the grooves 6 are provided.