Laufrad für Turbomaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad für Turbomaschinen mit rein radialer, bis zur Nabe ge führter Beschaufelung und aus Stahlblech gefertigten, zwischen einer Rad- und einer Deckscheibe einge schweissten Schaufeln; sie richtet sich auf die weitere Ausbildung eines solchen Laufrades.
Dem Hauptpatent Nr. 368262 liegt die Aufgabe zugrunde, solche Laufräder in wirtschaftlicher Weise aus Stahl herzustellen. Es waren bisher nur Her stellungsverfahren für diese Stahllaufräder durch span abhebende Herausarbeitung der Laufschaufeln aus dem Vollen bekannt. Demgegenüber besteht die Lehre des Hauptpatentes darin, die Beschaufelung aus ein zelnen, durch Schweissen mit der Rad- und Deck scheibe verbundenen Schaufeln herzustellen. Nach dem Herstellungsverfahren gemäss Patentanspruch I des Hauptpatentes wird so vorgegangen, dass in einem ersten Arbeitsgang sämtliche Schaufeln auf der ganzen Länge der Deckscheibe angeschweisst werden und darauffolgend in einem zweiten Arbeitsgang die Schweissverbindung mit der Radscheibe hergestellt wird.
Die Durchführung dieses Arbeitsverfahrens setzt voraus, dass sowohl von der Eintritts- als auch von der Austrittsseite her das Schweissgerät nahe genug an die Nahtstellen herangebracht werden kann, um die Herstellung der Schweissnähte zu ermöglichen. Hierzu ist eine ausreichende Öffnungsweite der Schau felkanäle erforderlich, die bei gewissen Typen von Turbolaufrädern nicht immer vorhanden ist.
In der Regel ist die öffnungsweite auf der Ein trittsseite zwar gross genug, um mit dem Schweiss brenner an die im Bereich dieser öffnung liegenden Nahtstellen heranzukommen. Das Schweissen der mehr radial verlaufenden Schweissnähte von der Aus trittsseite her ist jedoch in solchen Fällen nicht mög lich, wo die axiale Weite des Schaufelkanals im Be- reich des Austritts zu klein ist, um ein Schweissgerät einzuführen.
Bei diesen kleinen Abmessungen der Schaufel kanäle auf der Austrittsseite können die bereits durch Schweissung mitderDeckscheibeverbundenen einzelnen Schaufeln zumindest im Austrittsbereich nicht mehr mit der Radscheibe verschweisst werden.
Um das vorgeschlagene Herstellungsverfahren für Turboverdichter-Laufräder aus Stahl auch auf solche Laufräder anwenden zu können, deren Schaufel kanäle am Austritt sehr eng sind und das Einführen von Schweissgeräten nicht mehr erlauben, besteht nach dem neuen Vorschlag die bisher stets einteilig aus geführte Radscheibe aus einem Nabenkörper und einem Scheibenteil, wobei die Schaufeln ausser mit der Deckscheibe nur mit dem Nabenkörper durch Schweissung verbunden sind, während der Scheiben teil am Nabenkörper anliegt.
Bei einer solchen Bauweise besteht zwischen dem Scheibenteil der Radscheibe und der Hinterkante der Schaufeln keine feste Verbindung, und es könnte daher ungünstigenfalls in der äusseren Ringzone, z. B. durch Fliehkraftwirkung, zwischen den Schaufel hinterkanten und dem Scheibenteil ein mehr oder weniger grosser Spalt entstehen. Diese unerwünschte Erscheinung kann vermieden werden, wenn der im Bereich der Beschaufelung liegenden äusseren Ring zone des Scheibenteils eine mehr oder weniger grosse axial gerichtete Vorspannung gegeben wird.
Daher ist es zweckmässig, den Scheibenkörper bzw. den Na benkörper oder beide Teile vor dem Zusammenbau so auszubilden, dass beim losen Zusammenschieben der beiden Teile auf der gemeinsamen Welle der Schei benkörper im wesentlichen nur im Bereich der Be- schaufelung in Berührung kommt, während im we sentlichen im Bereich der sich um die Bohrung er streckenden ringförmigen Anlageflächen ein Zwi- schenraum zwischen den beiden Körpern verbleibt.
Bei der Montage werden dann der Scheiben- und der Nabenkörper axial gegeneinander verspannt, woraus sich im Bereich der Beschaufelung eine Anpresskraft wählbarer Grösse ausbildet.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt und im folgenden näher erläutert. Das Laufrad ist auf der Radscheibe <I>la,</I> 1b, der Deckscheibe 2 und den Schaufeln 3 ge bildet und auf der Welle 4 befestigt.
Die Radscheibe setzt sich zusammen aus dem Nabenkörper la und dem Scheibenteil 1b, die axial gegeneinander verspannt sind. In dem dargestellten Beispiel wird die Verspannung hervorgerufen durch Anlage des Scheibenteils 1b an der Schulter 5 der Welle 4 und durch die mittels des Ringes 6 auf den Nabenkörper ausgeübte Presskraft.
Bei der Herstellung des dargestellten Laufrades wird zunächst die Beschaufelung 3 an der Deck scheibe 2 angeschweisst. Darauf erfolgt die Verbin dung der mit der Beschaufelung versehenen Deck scheibe 2 mit dem Nabenkörper la der Radscheibe durch Herstellung der Schweissnähte 7 von der Ein trittsseite her.
Die Anlageflächen zwischen dem Scheibenteil 1 b und dem Nabenkörper la sind hohl ausgebildet, so dass sie in angespanntem Zustand keine Berührung miteinander aufweisen. Erst durch die axiale Ver spannung gelangen diese beiden Teile auf der ge- samten Anlagefläche zur Berührung, wodurch eine erhebliche Vorspannung des Scheibenteils 1b im Be reich der Beschaufelung in der Austrittszone hervor gerufen wird.
Impeller for turbo machines The invention relates to an impeller for turbo machines with purely radial, up to the hub ge guided blades and made of sheet steel, between a wheel and a cover disk is welded blades; it is aimed at the further training of such an impeller.
The main patent No. 368262 is based on the task of producing such impellers from steel in an economical manner. So far there have only been known manufacturing processes for these steel runners by cutting out the blades from the solid. In contrast, the teaching of the main patent is to produce the blades from an individual, by welding with the wheel and cover disk connected blades. According to the manufacturing method according to patent claim I of the main patent, the procedure is that in a first step all blades are welded along the entire length of the cover disk and then the welded connection is made with the wheel disk in a second step.
Carrying out this working method requires that the welding device can be brought close enough to the seams from both the entry and exit sides to enable the welding seams to be produced. This requires a sufficient opening width of the blade ducts, which is not always available with certain types of turbo impellers.
As a rule, the opening width on the entry side is large enough to allow the welding torch to reach the seams located in the area of this opening. The welding of the more radially extending weld seams from the exit side is not possible, however, in cases where the axial width of the blade channel in the area of the exit is too small for a welding device to be inserted.
With these small dimensions of the blade channels on the outlet side, the individual blades already connected to the cover disk by welding can no longer be welded to the wheel disk, at least in the outlet area.
In order to be able to use the proposed manufacturing method for turbo-compressor impellers made of steel also on impellers whose blade channels are very narrow at the outlet and no longer allow the introduction of welding equipment, according to the new proposal, the previously always one-piece wheel disc consists of a hub body and a disk part, the blades, apart from the cover disk, only being connected to the hub body by welding, while the disk part rests against the hub body.
With such a design there is no fixed connection between the disk part of the wheel disk and the rear edge of the blades, and it could therefore, in the worst case, in the outer ring zone, e.g. B. by centrifugal force, a more or less large gap arise between the blade trailing edge and the disc part. This undesirable phenomenon can be avoided if the outer ring zone of the disk part in the area of the blading is given a more or less large axially directed prestress.
It is therefore advisable to design the disc body or the hub body or both parts before assembly so that when the two parts are pushed together loosely on the common shaft, the disc body essentially only comes into contact in the area of the blades, while in the We essentially have an intermediate space between the two bodies in the area of the annular contact surfaces extending around the bore.
During assembly, the disk and hub bodies are then axially braced against one another, from which a contact force of a selectable magnitude is formed in the area of the blading.
The invention is illustrated in the drawing using an exemplary embodiment and explained in more detail below. The impeller is formed on the wheel disk <I> la, </I> 1b, the cover disk 2 and the blades 3 and is attached to the shaft 4.
The wheel disk is composed of the hub body la and the disk part 1b, which are axially braced against one another. In the example shown, the tension is brought about by the bearing of the disk part 1b on the shoulder 5 of the shaft 4 and by the pressing force exerted on the hub body by means of the ring 6.
In the manufacture of the illustrated impeller, the blading 3 is first welded to the cover disk 2. This is followed by the connec tion of the cover disk 2 provided with the blading with the hub body la of the wheel disk by making the welds 7 from the one entering side.
The contact surfaces between the disk part 1b and the hub body 1a are hollow so that they do not come into contact with one another in the tensioned state. Only as a result of the axial tension do these two parts come into contact on the entire contact surface, as a result of which a considerable pre-tension of the disk part 1b in the area of the blading in the exit zone is brought about.