DD289797A5 - Radialverdichterlaufrad - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Radialverdichterlaufrad mit Deckscheibe und verwundenen, in den axialen Einlauf vorgezogenen Schaufeln, das vorzugsweise durch Schweiszen hergestellt ist. Aufgabe der Erfindung ist es, die ueblicherweise sehr hohen Fliehkraftspannungen an den Schaufeleintrittskanten in der Naehe der Schweisznaht zur Radscheibe zu reduzieren. Geloest wird die Aufgabe dadurch, dasz die in die Schaufeln, insbesondere im Bereich der radscheibenseitigen Schweisznaht am Laufradeintritt, eine Vorspannung eingebracht ist, die entgegengesetzt zu der Spannung im Betriebszustand gerichtet und vom Betrag her kleiner als die zulaessige Spannung ist, wobei die Kontur der Deckscheibe im Vergleich zur Kontur der Schaufeln derart ist, dasz beim Aufsetzen der Deckscheibe diese zuerst im Eintrittsbereich an den Schaufeln anliegt, waehrend im Austrittsbereich ein Spalt entsteht.{Radialverdichterlaufrad; Vorspannung; Schaufeln; Spannungsreduzierung}

Description

der Schaufeln derart ist, daß beim Aufsetzen der Deckscheibe diese zuerst im Eintrittsbereich an den Schaufeln anliegt, während im Austrittsbereich ein Spalt entsteht. Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht darin, daß der im Austrittsbereich entstehende Spalt vor dem Schweißen infolge axialer Kräfte zwischen Radscheibe und Deckscheibe überwunden und eine Verformung der Schaufeln im Eintrittsbereich erzwungen wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Bei der Radfortigung werden die Schaufeln unter eine definierte Vorspannung gebracht. Dabei muß diese Vorspannung von der Richtung her entgegengesetzt der Spannung im Betriebszustand und vom Betrag kleiner als die zulässige Spannung sein. Bei Rotation des Rades wird dann mit steigender Drehzahl durch die Fliehkraft zuerst diese Vorspannung abgebaut, bevor sich je nach Größe der Vorspannung ein Spannungszustand in Richtung der Fliehkraftbelastung aufbaut. Damit liegen im Betriebszustand in den Schaufeln Spannungen vor, die im Vergleich zur nicht vorgespannten Schaufel um die Größe der Vorspannung reduziert wird. Das Eindringen der Vorspannung erfolgt vorzugsweise durch eine Korrektur der Deckscheibenkontur 1, speziell im Eintrittsbereich, wodurch beim Aufsetzen der Deckscheibe 1 diese zuerst im Eintrittsbereich der Schaufeln 5 anliegt, während im Austrittsbereich ein Spalt 3 entsteht, Fig. 1.

Durch axiales Verspannen von Radscheibe 2 und Deckscheibe 1 vor dem Schweißen wird der Spalt 3 überbrückt. Dabei weichen die Schaufeln 5 im Eintrittsbereich 4 entsp rechend ihrer Verwindung seitlich aus und liegen unter Druck fest an der Deckccheibe 1 an, Fig. 2.

Claims (2)

Patentanspruch:

1. Radialverdichterlaufrad mit Deckscheibe und verwundenen, in den axialen Einlauf vorgezogenen Schaufeln, vorzugsweise durch Schweißen hergestellt, gekennzeichnet dadurch, daß die in die Schaufeln (5), insbesondere im Bereich der radscheibenseitigen Schweißnaht am Laufradeintritt (4), eine Vorspannung eingebracht ist, die entgegengesetzt zu der Spannung im Betriebszustand gerichtet ist und vom Betrag her kleiner als die zulässige Spannung ist, wobei die Kontur der Deckscheibe (1) im Vergleich zur Kontur der Schaufeln (5) derart ist, daß beim Aufsetzen der Deckscheibe (1) diese zuerst im Eintrittsbereich (4) an den Schaufeln anliegt, während im Austrittsbereich ein Spalt (3) entsteht.

2. Radialverdichterlaufrad nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der im Austrittsbereich entstehende Spalt (3) vor dem Schweißen infolge axialer Kräfte zwischen Radscheibe (2) und Deckscheibe (1) überwunden und eine Verformung der Schaufeln (5) im Eintrittsbereich (4) erzwungen wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Radialverdichterlaufrad mit Deckscheibe und verwundenen, in den axialen Einlauf vorgezogenen Schaufeln, das vorzugsweise durch Schweißen hergestellt ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei der Fertigung von Radialverdichterlaufrädern mit Deckscheibe können zwei grundsätzliche Ausführungen unterschieden werden.

Ausführung 1

Schaufeln und Deckscheibe sind vollständig miteinander verbunden, z. B. durch Gießen, Schweißen oder Löten.

Ausführung 2

Im Eintrittsbereich sind die Schaufeln nicht mit der Deckscheibe verbunden, z. B. im Falle einer Schweißkonstruktion. Zusätzliche Belastungen der Schaufeln durch die radiale Aufweitung der Deckscheibe werden dadurch vermieden. Bei der bisher üblichen Technologie für Räder nach Ausführung 2 wird nach dem Aufschweißen der Schaufeln auf die Radscheibe die deckscheibenseitige Meridiankontur der Schaufeln gedreht. Anschließend erfolgt das zentrische Aufsetzen und Aufschweißen der Deckscheibe, wobei jeweils vom Laufradaustritt aus nur ein begrenzt entgegengesetzt der Durchströmrichtung geschweißt wird. Verbleibende Spalte zwischen Schaufeln und Deckscheibe im Eintrittsbereich sind dabei nicht auszuschließen. Zusätzlich erfolgt bei Rotation des Laufrades eine radiale Aufweitung der Deckscheibe und damit eine Vergrößerung dieser Spalte. Unter Fliehkrafteinfluß stützt sich eine verwundene, in den axialen Einlauf vorgezogene Schaufel üblicherweise an der Deckscheibe ab. Damit verbunden ist eine Verformung der Schaufeln, speziell am Schaufelehtritt, zur Überwindung der erwähnten Spalte zwischen deckscheibenseitiger Meridiankontur der Schaufel und Deckscheibe. Diese Verformungen führen zu einer erhöhten Biegebeabspruchung der Schaufeln im Bereich der radscheibenseitigen Schweißnaht. In der DE-PS 937120 wird ein Laufrad für einen Schleuderverdichter vorgestellt, das die Spannungsreduzierung beinhaltet. Die Spannungsreduzierung bezieht sich auf die hochbeanspruchte Deckscheibe. Dazu ist ein axialer Spalt zwischen Schaufel und Deckscheibe im Laufradeintrittsbereich vorgesehen, der zur Erzielung einer Vorspannung in der Deckscheibe durch axiale Kräfte überwunden wird. Diese Ausführung ist nur für unverwundene, gerade oder zylindrische Schaufeln denkbar. Die axiale Verspannung muß ständig durch spezielle Vorrichtungen, z. B. Zuganker, aufrechterhalten werden. Die Deckscheibe wird als Tellerfeder relativ dünn ausgebildet und weist auch im Saugmund keine Verdickung auf, so daß durch die axiale Verspannung eine deutliche Verformung der Deckscheibe auftreten wird.

Ziel dor Erfindung

Die Erfindung stellt sich das Ziel, die hohen Biegcbcanspruchungen in den Schaufeln im Betriebszustand abzubauen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die üblicherweise sehr hohen Fliehkraftspannungen an den Schaufeleintrittskanten in der Nähe der Schweißnaht zur Radscheibe zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in die Schaufeln, insbesondere im Bereich der radscheibenseitigen Schweißnaht am Laufradeintritt, eine Vorspannung eingebracht ist, die entgegengesetzt zu der Spannung im Betriebszustand