DE1005530B

DE1005530B - Befestigung der Laufschaufeln von Kreiselmaschinen, insbesondere Dampf- und Gasturbinen

Info

Publication number: DE1005530B
Application number: DEM27479A
Authority: DE
Inventors: Paul Miesbeck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-06-23
Filing date: 1955-06-23
Publication date: 1957-04-04

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Befestigung der Laufschaufeln von Kreiselmaschinen, insbesondere Dampfoder Gasturbinen, in unterschnittener Umfangsnut des Läufers mittels loser Füllstücke, welche die Fliehkraft der Schaufeln aufnehmen und an den Läufer übertragen, indem der Schaufelfuß mittels nach beiden Umfangsrichtungen sich erstreckender Vorspränge sich an den Füllstücken abstützt und diese mittels in beiden Achsrichtungen sich erstreckender Vorsprünge sich an den Unterschneidungen der Nut abstützen.

Die bekannten Befestigungen jener Art haben den Nachteil, daß das Spiel zwischen den Schaufeln und Füllstücken in Umfangsrichtung, das schon bei der Montage unvermeidlich ist und das im Laufe durch die von der Fliehkraft verursachte Dehnung noch vermehrt wird, Schaufelschwingungen in Umfangsrichtung begünstigt. Diesen Nachteil soll die Erfindung beheben; der Schaufelfuß soll im Laufe stets, d. h. auch bei Dehnung, in Umfangsrichtung auf wesentlich seiner ganzen radialen Länge eingespannt sein.

Die Erfindung besteht darin, daß die Schaufelfußvorsprünge eine solche Form haben, daß die Schaufelfüße und die Füllstücke, in Achsrichtung gesehen, trapezförmig sind.

Es ist freilich schon eine Befestigung solcher Art bekannt; doch sind bei ihr die Füllstücke nicht lose, sondern festgestaucht, nämlich mit etwa rechteckigem Querschnitt eingelegt und dann in den trapezförmigen Querschnitt gestaucht. Diese Befestigung hat die Nachteile, daß die Stauchung bei den heutigen hochwarmfesten Materialien schwierig ist, ferner daß sie zusätzliche und nicht genau beherrschbare WerkstofF-spannungen ergibt und daß die Einspannung und daher die Eigenschwingungszahl der Schaufel nicht genau bestimmt ist. Bei der erfindungsgemäßen Befestigung dagegen sind die durch die Keilwirkung der Trapezform entstehenden Kräfte und Spannungen ohne weiteres berechenbar.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch den oberen Teil des Laufrades einer Kreiselmaschine mit einem Füllstück im Schnitt und einer Schaufel in Ansicht,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, die Schaufeln in Ansicht,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt durch den oberen Teil des Laufrades mit einem Füllstück im Schnitt in anderer Ausführungsform und einer Schaufel in Ansicht,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des Füllstückes nach den Fig. 4 bis 6 und

Befestigung der Laufschaufeln von Kreiselmaschinen, insbesondere Dampf-
und Gasturbinen

Anmelder:
Paul Miesbeck, Nürnberg, Frankenstr. 159

Paul Miesbeck, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

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Fig. 8 den Mittellängsschnitt durch den, das Verschlußstück aufweisenden Teil des Laufrades mit Schaufeln und Füllstücken in weiter abgeänderter Ausführungsform.

Die in die unterschnittene Umfangsnut 1 des Laufrades 2 einer Dampfturbine radial eingesetzten Schaufeln 3 haben je einen trapezförmigen Fuß 4, dessen Breite durchgehend der Breite der Läuferumfangsnut 1 gleich ist. Die Schaufel 3 kann also mit ihrem Fuß 4 in einfacher Weise von oben, in die Nut 1 eingesteckt werden. Der Querschnitt des Schaufelfußes ist rechteckig, er kann aber auch parallelogrammförmig sein.

Der Zwischenraum zwischen den einzelnen Schaufeln 3 ist mit Füllstücken 5 ausgefüllt, die den Schaufelfüßen entsprechend umgekehrt trapezförmig gestaltet sind und an beiden Seiten Ansätze 6 besitzen. Die Füllstücke 5 werden durch die übliche seitliche Einfüllücke axial in die Läuferumfangsnut 1 eingebracht und dann tangential verschoben, wobei die seitlichen Ansätze 6 in den unterschnittenen Teilen 7, 8 der Nut 1 gleiten. Die schrägen Flächen des Füllstückes 5 legen sich beim Zusammenbau statt an die entsprechend ausgebildeten Flächen zweier benachbarter trapezförmiger Schaufelfüße 4 an, während sich die Ansätze 6 an den Unterschneidungen 7, 8 der Läuferumfangsnut 1 abstützen.

Im Betrieb des Laufrades 2 werden die einzelnen Schaufelfüße 4 durch die Fliehkraft gegen die anliegenden Flächen der Füllstücke 5 gepreßt, wodurch eine sichere und einwandfreie kraftschlüssige Verbindung zwischen den Schaufelfüßen 4 und den Füllstücken 5 geschaffen ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 sind die Unterschneidungen 7, 8 der Läuferumfangsnut 1 bis zum Grund 9 dieser Nut geführt. Beide die Trapezform des Füllstückes bildenden Flächen und beide die Trapezform des Schaufelfußes 4 bildenden

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Flächen sind schräg. Die Form der Ansätze 6 ist rechteckig und ihre Breite größer als die Breite des Querschnittes des Füllstückes 5.

Um den Schaufeln 3 einen größeren Widerstand gegen axiale Beanspruchungen zu geben, sind bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 bis 6 die Unterschneidungen 7, 8 der Lauferumfangsnut 1 nicht bis zum Grund dieser Nut geführt. Die Ausbildung der Füllstücke 5 kann dabei die gleiche sein wie nach den Fig. 1 bis 3, oder es können ihre Ansätze 6^a schmäler sein, so daß sich die Form eines Füllstückes nach Fig. 7 ergibt. Solche Füllstücke lassen sich in einfacher Weise aus einem gedrehten Ring herausschneiden. Es brauchen lediglich nur noch die schrägen Flächen geschliffen zu werden.

In Fällen, wo eine kleinere Schaufelteilung erwünscht ist, werden die Schaufelfüße 4 und die Füllstücke 5^a nach Fig. 8 so· ausgebildet, daß die an der Rückseite der Schaufel 3 liegende Fläche 10 des Schaufelfußes 4 und die an dieser Fläche anliegende Fläche 11 des Füllstückes 5^a radial verlaufen. Die Fig. 8 zeigt gleichzeitig die Ausführung des Verschlußstückes 12, das in eine Axialnut 13 des Laufrades 2 eingesetzt ist. Die Axialnut 13 und das Verschlußstück 12 sind schwalbenschwanzförmig ausgebildet, so daß das Einsetzen und Herausnehmen des Verschlußstückes leicht erfolgen kann. Das Verschlußstück 12 wird in der Nut 13 durch eine Schraube 14 gesichert.

Claims

Patentansprüche:

1. Befestigung der Laufschaufeln von Kreiselmaschinen, insbesondere Dampf- oder Gasturbinen, in unterschnittener Umfangsnut des Läufers mittels loser Füllstücke, welche die Fliehkraft der Schaufeln aufnehmen und an den Läufer übertragen,, indem der Schaufelfuß mittels nach beiden Umfangsrichtungen sich erstreckender Vorsprünge sich an den Füllstücken abstützt und diese mittels in beiden Achsrichtungen sich, erstreckender Vorspränge sich an den Überschneidungen der Nut abstützen, gekennzeichnet durch eine solche Form der Schaufelfußvorsprünge, daß die Schaufelfüße (4) und die Füllstücke (5), in Achsrichtung gesehen, trapezförmig sind.

2. Schaufelbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Rückseite der Schaufel (3) liegende Fläche (10) des Schaufelfußes (4) und die an dieser Fläche anliegende Fläche (11) des Füllstückes (5") radial verlaufen.

3. Schaufelbefestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Axialnut (13) des Laufrades (2) für das Verschluß stück (12) und dieses selbst schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind und daß in ebenfalls bekannter Weise das Verschlußstück (12) in der Nut (13) durch eine Schraube (14) gesichert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Buch »Dampf- und Gasturbinen« von Stodola, Verlag Springer, Berlin 1924, S. 291 und 292;

Buch »Die Dampfturbinen« von Zietemann, Sammlung Göschen 1932, Bd. II, S. 63;

Buch »Konstruktionen aus dem Dampfturbinenbau« von Loschge-Schnakig, Verlag Springer 1938, S. 6;

deutsche Patentschriften Nr. 216 728, 315 943, 662,560 951,830 854;

schweizerische Patentschrift Nr. 33 125;

britische Patentschrift Nr. 536 161.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen