DE102018120894A1

DE102018120894A1 - turbomachinery

Info

Publication number: DE102018120894A1
Application number: DE102018120894.4A
Authority: DE
Inventors: Frank WIEBE; Michael Hofert; Lukas Schwarz
Original assignee: Atlas Copco Energas GmbH
Current assignee: Atlas Copco Energas GmbH
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2020-02-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Turbomaschine, insbesondere für kompressible Medien, mit einer um eine Drehachse (x) drehbaren Welle (1) und zumindest einem auf der Welle (1) angeordneten Laufrad (2, 3, 4). Das Laufrad (2, 3, 4) weist eine mittige Öffnung (8) mit einer rotationssymmetrischen Innenfläche (9) auf. Die Welle ragt zumindest mit einem eine rotationssymmetrische Außenfläche (10) aufweisenden Abschnitt in die Öffnung (8) hinein. Erfindungsgemäß ist zwischen der Innenfläche (9) und der Außenfläche (10) ein Spannelement (11) angeordnet, durch welches das Laufrad (2, 3, 4) kraftschlüssig auf der Welle (1) befestigt ist.The invention relates to a turbomachine, in particular for compressible media, with a shaft (1) rotatable about an axis of rotation (x) and at least one impeller (2, 3, 4) arranged on the shaft (1). The impeller (2, 3, 4) has a central opening (8) with a rotationally symmetrical inner surface (9). The shaft projects into the opening (8) at least with a section having a rotationally symmetrical outer surface (10). According to the invention, a clamping element (11) is arranged between the inner surface (9) and the outer surface (10), by means of which the impeller (2, 3, 4) is non-positively fastened on the shaft (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Turbomaschine, insbesondere für kompressible Medien, mit einer um eine Drehachse drehbaren Welle und zumindest einem auf der Welle angeordneten Laufrad. Das Laufrad ist dabei mit Schaufeln versehen, um je nach Anwendungszweck einen Turboverdichter bzw. eine Turbine zu bilden.The invention relates to a turbomachine, in particular for compressible media, with a shaft rotatable about an axis of rotation and at least one impeller arranged on the shaft. The impeller is provided with blades in order to form a turbocompressor or a turbine depending on the application.

Da Turbomaschinen üblicherweise bei hohen Drehzahlen betrieben werden, treten am Übergang zwischen einer Antriebs- bzw. Abtriebswelle und dem Laufrad regelmäßig hohe mechanische Belastungen auf. Diese äußern sich in Form von Vibrationen, Fliehkräften und in Richtung der Drehachse (axial) gerichteten Schubmomenten. Um das negative Auftreten von Unwuchten zu vermeiden, ist überdies eine hohe Präzision der Ausrichtung zwischen Laufrad und Welle erforderlich. Eine zu große Unwucht und/oder eine unzureichende Befestigung kann dabei zu einer Beschädigung oder vollständigen Zerstörung der Wellenlager und der ganzen Turbomaschine führen.Since turbomachines are usually operated at high speeds, high mechanical loads regularly occur at the transition between an input or output shaft and the impeller. These are expressed in the form of vibrations, centrifugal forces and thrust moments (axially) directed in the direction of the axis of rotation. In order to avoid the negative occurrence of unbalance, a high precision of the alignment between the impeller and shaft is also required. Excessive imbalance and / or insufficient fastening can damage or completely destroy the shaft bearings and the entire turbomachine.

Herkömmliche Verbindungsformen, wie beispielsweise Verschraubungen sind oftmals nur an den Wellenenden bei überhängenden Laufrädern möglich. Überdies sind sie in hohem Maße vibrationsempfindlich, so dass sie beständig kontrolliert und gegebenenfalls nachgezogen werden müssen. Bei nicht an den Wellenenden angeordneten Laufrädern ist überdies eine Verschraubung nicht oder allenfalls mit übermäßig großem Aufwand möglich.Conventional forms of connection, such as screw connections, are often only possible at the shaft ends for overhanging impellers. In addition, they are highly sensitive to vibrations, so that they have to be constantly checked and tightened if necessary. In the case of impellers not arranged on the shaft ends, screwing is also not possible, or at most with excessive effort.

Daher ist es bisher üblich, Laufräder durch sogenanntes Aufschrumpfen auf der Welle zu befestigen. Dabei weist eine zylindrische Außenfläche der Welle an der Befestigungsstelle gegenüber einer zylindrischen Innenfläche des Laufrades bei gleicher Temperatur ein Übermaß auf. Durch Aufheizen des äußeren Fügepartners (des Laufrades) und/oder Abkühlen des inneren Fügepartners (der Welle) entsteht an der Verbindungsstelle durch thermische Dehnung bzw. Kontraktion ein Spalt, so dass das Laufrad auf die Welle aufgeschoben werden kann. Durch anschließende Angleichung der Temperaturen kehren die beiden Fügepartner zu ihren ursprünglichen Dimensionen zurück, so dass das Laufrad mit einem Presssitz auf der Welle befestigt ist.Therefore, it has been customary so far to attach impellers to the shaft by so-called shrinking. In this case, a cylindrical outer surface of the shaft has an excess at the fastening point compared to a cylindrical inner surface of the impeller at the same temperature. By heating the outer joining partner (the impeller) and / or cooling the inner joining partner (the shaft), a gap is created at the connection point by thermal expansion or contraction, so that the impeller can be pushed onto the shaft. By then adjusting the temperatures, the two joining partners return to their original dimensions, so that the impeller is press-fitted onto the shaft.

Dieses bei der Fertigung von Turbomaschinen übliche Fügeverfahren ist jedoch mit Nachteilen behaftet. So können sich infolge der Temperierung des Laufrades bzw. der Welle thermische Spannungen aufbauen, welche zu einer Verformung des Rotors führen kann. Um im Betrieb Unwuchten auszugleichen, ist dann eine aufwändige Nachbearbeitung erforderlich. Gerade bei besonders großen Turbinenanordnungen - wie beispielsweise für den Kraftwerksbau - ist eine solche Nachbearbeitung im zusammengesetzten Zustand aus Laufrad und Welle nur mit sehr großem Aufwand möglich.However, this joining method, which is common in the manufacture of turbomachinery, has disadvantages. As a result of the temperature control of the impeller or the shaft, thermal stresses can build up, which can lead to deformation of the rotor. In order to compensate for unbalance during operation, extensive post-processing is then necessary. Especially with particularly large turbine arrangements - such as for power plant construction - such post-processing in the assembled state of the impeller and shaft is only possible with great effort.

Weiterhin ist das Fügeverfahren weitestgehend irreversibel. Es ist nicht ohne Weiteres möglich, das Laufrad und die Welle im zusammengefügten Zustand so unterschiedlich zu temperieren, dass der Presssitz wieder gelöst werden kann. Ein nachträgliches Entfernen des Laufrades zu Wartungs-, Reparatur- und/oder Austauschzwecken ist somit nicht möglich.Furthermore, the joining process is largely irreversible. It is not readily possible to temper the impeller and the shaft so differently in the assembled state that the press fit can be released again. A subsequent removal of the impeller for maintenance, repair and / or replacement purposes is therefore not possible.

Infolge der Irreversibilität der Verbindung bestehen auch große Risiken bei der Durchführung des Fügeprozesses. So gibt es nur eine einzige Gelegenheit, das Laufrad und die Welle korrekt zueinander zu positionieren, da die Position nicht mehr anschließend verändert werden kann. Dabei kommt erschwerend hinzu, dass die Positionierung mit hoher Geschwindigkeit und möglichst ohne Kontakt der beiden Fügepartner erfolgen muss, um einen frühzeitigen Temperaturausgleich zu verhindern. Dies gilt insbesondere für einwellige, mehrstufige Turbomaschinen mit zumindest drei Laufrädern, bei denen zumindest ein Laufrad nicht fliegend an einem Wellenende angeordnet werden kann und auf die Welle aufgeschoben werden muss. Dies erfordert ebenfalls beim Zusammensetzen einen erhöhten apparativen und personellen Aufwand, um Ausschuss bei der Produktion weitestgehend reduzieren zu können.As a result of the irreversibility of the connection, there are also great risks when carrying out the joining process. So there is only one opportunity to correctly position the impeller and the shaft to each other, since the position can no longer be changed afterwards. This is aggravated by the fact that the positioning must be carried out at high speed and if possible without contact between the two joining partners, in order to prevent an early temperature compensation. This applies in particular to single-shaft, multi-stage turbomachines with at least three impellers, in which at least one impeller cannot be arranged on the fly at one shaft end and has to be pushed onto the shaft. This also requires more equipment and personnel when assembling in order to be able to reduce scrap in production as far as possible.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Turbomaschine anzugeben, welche diese Nachteile bei der Herstellung vermeidet. Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist eine Turbomaschine gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Against this background, the invention is based on the object of specifying a turbomachine which avoids these disadvantages during manufacture. The object of the invention and solution to this problem is a turbomachine according to claim 1. Preferred embodiments are specified in the subclaims.

Die Erfindung geht von einer Turbomaschine, insbesondere einem Turboverdichter, einer Turbopumpe, einem Expander oder einer Turbine, mit einer um eine Drehachse drehbaren Welle und zumindest einem auf der Welle angeordneten Laufrad aus. Diese ist insbesondere für kompressible Medien geeignet. Die Welle ist zur Kraftübertragung von oder zu dem Laufrad ausgebildet und kann als Antriebswelle oder Abtriebswelle fungieren. Das Laufrad weist eine Vielzahl von Schaufeln zur Interaktion mit einem Medium auf, welches durch die Turbomaschine strömt. Das Laufrad weist ferner eine mittige Öffnung mit einer rotationssymmetrischen Innenfläche auf. Die Welle ragt zumindest mit einem eine rotationssymmetrische Außenfläche aufweisenden Abschnitt in diese Öffnung hinein. Erfindungsgemäß ist zwischen der Innenfläche und der Außenfläche ein Spannelement angeordnet, durch welches das Laufrad kraftschlüssig auf der Welle befestigt ist. Unter einem Spannelement ist ein Maschinenelement aufzufassen, welches eine Spannkraft ausüben kann, die auf die Innenfläche und die Außenfläche wirkt. Infolgedessen wird das Laufrad kraftschlüssig auf der Welle sowohl in Richtung der Drehachse (axial) translatorisch als auch in Umlaufrichtung rotatorisch fixiert. Das Spannelement ist insbesondere so ausgebildet, dass die Spannkraft sowohl an der Innenfläche als auch an der Außenfläche im Wesentlichen gleichmäßig anliegt. Die Erfindung ist insbesondere schnelldrehende Turbomaschinen mit einer Laufradumfangsgeschwindigkeit am größten Laufrad von zumindest 200 m/s geeignet.The invention is based on a turbomachine, in particular a turbocompressor, a turbopump, an expander or a turbine, with a shaft rotatable about an axis of rotation and at least one impeller arranged on the shaft. This is particularly suitable for compressible media. The shaft is designed for power transmission from or to the impeller and can function as an input shaft or an output shaft. The impeller has a plurality of blades for interacting with a medium that flows through the turbomachine. The impeller also has a central opening with a rotationally symmetrical inner surface. The shaft projects into this opening at least with a section having a rotationally symmetrical outer surface. According to the invention, a tensioning element is arranged between the inner surface and the outer surface, by means of which the impeller is non-positively fastened to the shaft. Under a clamping element is a machine element to grasp, which can exert a clamping force that acts on the inner surface and the outer surface. As a result, the impeller is non-positively fixed on the shaft both in the direction of the axis of rotation (axially) translationally and rotationally in the direction of rotation. The tensioning element is in particular designed in such a way that the tensioning force is substantially uniformly applied to both the inner surface and the outer surface. The invention is particularly suitable for high-speed turbomachinery with an impeller peripheral speed on the largest impeller of at least 200 m / s.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Laufrad durch das Spannelement lösbar auf der Welle befestigt. Gegenüber dem herkömmlichen Aufschrumpfen ergibt sich so die Möglichkeit, die Position des Laufrades im Bedarfsfall nachzujustieren. Weiterhin ist auch eine Reparatur und/oder ein Austausch des Spannelementes bzw. des Laufrades möglich. Insbesondere kann die Wartung des Laufrades separat und außerhalb der Turbomaschine durchgeführt werden.In a preferred embodiment, the impeller is releasably attached to the shaft by the tensioning element. Compared to conventional shrinking, there is the possibility to readjust the position of the impeller if necessary. Repair and / or replacement of the tensioning element or the impeller is also possible. In particular, the maintenance of the impeller can be carried out separately and outside the turbomachine.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist das Spannelement als hydraulische Spannhülse ausgebildet. Bei einer hydraulischen Spannhülse, welche mitunter auch als hydraulische Spannbuchse bezeichnet wird, handelt es sich um ein Spannelement, welches durch Krafteinwirkung vermittels eines hydraulischen Mediums verformt werden kann. Durch die Verformung wird der mechanische Kontakt sowohl zu der Innenfläche als auch zu der Außenfläche und damit die kraftschlüssige Verbindung hergestellt. Eine hydraulische Spannhülse hat insbesondere den Vorteil, dass die Anpresskraft des Spannelementes gleichmäßig an dem gesamten Umfangt ausgeübt werden kann. Gleichzeitig weist eine hydraulische Spannhülse üblicherweise eine hohe Symmetrie auf, so dass dadurch keine schädlichen Unwuchten in das System der Turbomaschine eingeführt werden.In a particularly preferred embodiment, the clamping element is designed as a hydraulic clamping sleeve. A hydraulic clamping sleeve, which is sometimes also referred to as a hydraulic clamping bush, is a clamping element which can be deformed by the action of a force by means of a hydraulic medium. The deformation creates the mechanical contact both with the inner surface and with the outer surface, and thus the non-positive connection. A hydraulic clamping sleeve has the particular advantage that the contact pressure of the clamping element can be exerted uniformly over the entire circumference. At the same time, a hydraulic adapter sleeve usually has a high degree of symmetry, so that no harmful imbalances are introduced into the system of the turbomachine.

Insbesondere ist die hydraulische Spannhülse als flacher Ring mit einer in der Axialrichtung einseitig offenen Nut ausgebildet. Innerhalb der Nut ist ein hydraulisches Medium, insbesondere ein Hydrauliköl angeordnet. Die Öffnung der Nut wird durch einen umlaufenden hydraulischen Stempel vollständig verschlossen, welcher durch Krafteinwirkung in die Nut hineingepresst werden kann. Infolgedessen wird das Medium unter Druck gesetzt und der Ring der Spannhülse in der radialen Richtung aufgeweitet.In particular, the hydraulic clamping sleeve is designed as a flat ring with a groove that is open on one side in the axial direction. A hydraulic medium, in particular a hydraulic oil, is arranged within the groove. The opening of the groove is completely closed by a revolving hydraulic ram, which can be pressed into the groove by the application of force. As a result, the medium is pressurized and the ring of the adapter sleeve is expanded in the radial direction.

Zur Kraftbeaufschlagung kann insbesondere vorgesehen sein kann, dass sowohl an dem Ring als auch an dem Stempel jeweils ein Flansch vorgesehen sind, welche durch geeignete Spannmittel, insbesondere Verschraubungen zusammengezogen werden können.For the application of force, it can in particular be provided that a flange is provided on both the ring and the stamp, which can be pulled together by suitable clamping means, in particular screw connections.

Vorzugsweise ist an der Welle eine radial vorstehende Schulter ausgebildet, an der das Laufrad in Richtung der Drehachse (axial) unmittelbar anliegt. Hierdurch wird durch korrekte Positionierung des Laufrades vereinfacht. Im Gegensatz zum Aufschrumpfen ist auch solcher Kontakt zwischen dem Material des Laufrades und dem Material der Welle möglich, da bei der Verwendung eines Spannelementes keine ungleichmäßigen thermischen Belastungen zu befürchten sind.A radially projecting shoulder is preferably formed on the shaft, on which the impeller bears (axially) directly in the direction of the axis of rotation. This simplifies the correct positioning of the impeller. In contrast to shrinking on, such contact between the material of the impeller and the material of the shaft is also possible, since no uneven thermal loads are to be feared when using a tensioning element.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Innenfläche und/oder die Außenfläche konisch ausgebildet. Hierdurch kann die durch das Spannelement ausgeübte Anpresskraft auch dazu genutzt werden, ein axiales Moment auszubilden. Insbesondere kann hierdurch ein plötzliches Verspannen des Laufrades gegen die Schulter bewirkt werden.In a particularly preferred embodiment, the inner surface and / or the outer surface is conical. As a result, the contact pressure exerted by the tensioning element can also be used to form an axial moment. In particular, this can cause a sudden bracing of the impeller against the shoulder.

Dazu kann es insbesondere zweckmäßig sein, dass sich der Spalt zwischen der Innenfläche und der Außenfläche in Richtung der Schulter verjüngt. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Außenfläche eine zylindrische Form auf, so dass die Welle in dem Befestigungsabschnitt einen konstanten Querschnitt aufweist. Die Innenfläche des Laufrades läuft konisch so zu, dass sich der Spalt in Richtung der Schulter verjüngt. Das Aufspreizen des Spannelementes wirkt somit an den beiden Kontaktflächen im Wesentlichen in Normalrichtung, so dass auch ein in der Axialrichtung laufendes Moment in Richtung der Wellenschulter ausgeübt wird.For this purpose, it can be particularly expedient that the gap between the inner surface and the outer surface tapers in the direction of the shoulder. In a particularly preferred embodiment, the outer surface has a cylindrical shape, so that the shaft has a constant cross section in the fastening section. The inner surface of the impeller tapers in such a way that the gap tapers towards the shoulder. The spreading of the tensioning element thus acts on the two contact surfaces essentially in the normal direction, so that a torque running in the axial direction is also exerted in the direction of the shaft shoulder.

Der Konuswinkel einer kegelförmigen Innen- bzw. Außenfläche ist gering und beträgt bevorzugt weniger als 5°, insbesondere weniger als 1 °.The cone angle of a conical inner or outer surface is small and is preferably less than 5 °, in particular less than 1 °.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Form des Spannelementes im nichtverspannten Zustand an die Form des Spaltes angepasst. Somit kann das Spannelement nach dem Aufstecken des Laufrades auf die Welle formschlüssig in dem Spalt eingesetzt werden. Beim anschließenden Verspannen des Spannelementes wird der Flächenkontakt zu der Innenfläche und zu der Außenfläche unmittelbar und vollflächig hergestellt.In a particularly preferred embodiment, the shape of the tensioning element in the non-tensioned state is adapted to the shape of the gap. Thus, the clamping element can be inserted in a form-fitting manner in the gap after the impeller has been fitted onto the shaft. During the subsequent tensioning of the tensioning element, the surface contact with the inner surface and with the outer surface is established directly and over the entire surface.

Vorzugsweise ist das Laufrad mit einem an die Innenfläche der Öffnung unmittelbar anschließenden Bund ausgebildet, welcher sich radial nach innen erstreckt und unmittelbar an der Außenfläche der Welle anliegt. Der Bund begrenzt den Aufnahmeraum für das Spannelement in axialer Richtung und verhindert so beim Einsetzen ein Durchstecken. Hierdurch wird die sichere und korrekte Positionierung des Spannelementes gewährleistet. Zusätzlich kann der Bund weiterhin zumindest teilweise als Anlagefläche für eine etwaig vorgesehene Wellenschulter dienen.The impeller is preferably formed with a collar which adjoins the inner surface of the opening and which extends radially inwards and lies directly against the outer surface of the shaft. The collar delimits the receiving space for the clamping element in the axial direction and thus prevents it from being pushed through when inserted. This ensures the safe and correct positioning of the clamping element. In addition, the federal government can continue to serve at least partially as a contact surface for any shaft shoulder that may be provided.

Besonders bevorzugt ist eine an der dem Spannelement zugewandten Innenseite des Bundes eine Hohlkehle ausgebildet. Diese bleibt im zusammengesetzten Zustand frei und wird nicht von dem Spannelement belegt. Vielmehr dient sie als Ausgleichsraum für in dem Zwischenraum zwischen dem Laufrad und der Welle eingeschlossenem Gas und/oder anderen Medien.A fillet is particularly preferably formed on the inside of the collar facing the tensioning element. This remains free in the assembled state and is not occupied by the tensioning element. Rather, it serves as a compensation space for gas and / or other media trapped in the space between the impeller and the shaft.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Turbomaschine mehrstufig ausgebildet. Dabei ist das mittels des Spannelementes befestigte Laufrad bevorzugt nicht fliegend an einem Wellenende, sondern auf der Welle angeordnet. Die Öffnung ist dabei als durchgängige Öffnung ausgebildet, durch welche die Welle vollständig hindurchtritt.In a particularly preferred embodiment, the turbomachine is constructed in several stages. The impeller fastened by means of the tensioning element is preferably not arranged overhung at one shaft end, but on the shaft. The opening is designed as a continuous opening through which the shaft passes completely.

Besonders bevorzugt ist bei der mehrstufigen Turbomaschine zumindest ein zweites Laufrad vorgesehen, welches mittels eines zweiten Spannelementes kraftschlüssig auf der Welle verbunden ist.In the multi-stage turbomachine, at least one second impeller is particularly preferably provided, which is non-positively connected to the shaft by means of a second clamping element.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figuren erläutert. Es zeigen dabei schematisch

1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Turbomaschine und
2 eine detaillierte Schnittansicht durch die Turbomaschine aus 1 entlang eine Linie A-A.

The invention is explained below on the basis of figures which represent only one exemplary embodiment. It shows schematically

1 a side view of a turbomachine according to the invention and
2 a detailed sectional view through the turbomachine 1 along a line AA.

Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Turbomaschine ist als einwelliger, dreistufiger Turboverdichter ausgebildet. Dieser weist eine um eine Drehachse x drehbare Welle 1 auf, welche als Antriebswelle ausgebildet ist. Auf der Welle 1 sind insgesamt drei beschaufelte Laufräder 2, 3, 4 angeordnet, welche die einzelnen Kompressorstufen bilden. Das Gehäuse 5 ist in der Darstellung lediglich gestrichelt angedeutet. Die Welle 1 ist an dem Gehäuse 5 an zwei Lagerstellen 6 um die Drehachse x drehbar gelagert. Zum Antrieb der Welle 1 ist ein Antriebsflansch 7 vorgesehen.In the 1 The turbomachine according to the invention shown is designed as a single-shaft, three-stage turbocompressor. This has a shaft rotatable about an axis of rotation x 1 on, which is designed as a drive shaft. On the wave 1 are a total of three bladed impellers 2 . 3 . 4 arranged, which form the individual compressor stages. The housing 5 is only indicated by dashed lines in the illustration. The wave 1 is on the housing 5 at two bearings 6 about the axis of rotation x rotatably mounted. To drive the shaft 1 is a drive flange 7 intended.

Wie man einer vergleichenden Betrachtung mit der Schnittdarstellung gemäß 2 durch das Laufrad 3 der zweiten Kompressorstufe entnehmen kann, ist das Laufrad 3 mit einer Öffnung 8 versehen, welche eine rotationssymmetrische, konische Innenfläche 9 aufweist. Die Welle 1 ist durch die Öffnung 8 hindurchgesteckt und weist in einem Abschnitt eine innerhalb des Laufrades 3 angeordnete zylindrische Außenfläche 10 auf. Erfindungsgemäß ist zwischen der Innenfläche 9 und der Außenfläche 10 ein Spannelement 11 angeordnet, durch welches das Laufrad kraftschlüssig und lösbar auf der Welle 1 befestigt ist.How to get a comparative view with the sectional view 2 through the impeller 3 the second compressor stage is the impeller 3 with an opening 8th provided which has a rotationally symmetrical, conical inner surface 9 having. The wave 1 is through the opening 8th inserted through and has a section inside the impeller 3 arranged cylindrical outer surface 10 on. According to the invention is between the inner surface 9 and the outside surface 10 a clamping element 11 arranged, through which the impeller non-positively and releasably on the shaft 1 is attached.

Der vergrößerten Teilansicht ist zu entnehmen, dass das Spannelement 11 als hydraulische Spannhülse ausgebildet ist. Diese umfasst einen Ring 12, welcher mit einer in der Axialrichtung offenen Nut 13 ausgebildet ist. Innerhalb der Nut 13 ist ein Medium 14 angeordnet, welches bei Kompression zur Druckübertragung geeignet ist. Die axiale Öffnung der Nut 13 wird durch einen Stempel 15 verschlossen, welcher in Umlaufrichtung umlaufend und vollständig die Öffnung verschließt. Zwischen dem Ring 12 und dem Stempel 15 kann durch eine Schraubverbindung 16 eine Verspannung erfolgen, welche infolgedessen das Medium 14 unter Druck setzt. Infolgedessen wird der Ring 12 in radialer Richtung r aufgeweitet, so dass eine Spannkraft auf die Innenfläche 9 und die Außenfläche 10 übertragen wird. Wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, kann die Nut auch einen konisch zulaufenden Spalt bilden, so dass der Stempel 15 beim Einschieben zusätzlich zur Aufspreizung beiträgt und mit einer größeren Kraft an den Wandflächen des Ringes anliegt. Infolge dessen wird die Abdichtung des Mediums gegen den Außenraum verbessert.The enlarged partial view shows that the clamping element 11 is designed as a hydraulic adapter sleeve. This includes a ring 12 which has an open groove in the axial direction 13 is trained. Inside the groove 13 is a medium 14 arranged, which is suitable for compression for pressure transmission. The axial opening of the groove 13 is by a stamp 15 closed, which completely and completely closes the opening in the circumferential direction. Between the ring 12 and the stamp 15 can by a screw connection 16 a bracing takes place, which consequently the medium 14 pressures. As a result, the ring 12 widened in the radial direction r, so that a clamping force on the inner surface 9 and the outside surface 10 is transmitted. As shown in the exemplary embodiment, the groove can also form a conically tapering gap, so that the stamp 15 also contributes to spreading when inserted and rests with a greater force on the wall surfaces of the ring. As a result, the sealing of the medium against the outside space is improved.

Der 2 ist ferner zu entnehmen, dass an dem Laufrad 3 ein an die Innenfläche 9 unmittelbar anschließender Bund ausgebildet ist, welcher sich radial r innen erstreckt und unmittelbar an der Außenfläche 10 der Welle 1 anliegt. Der Bund 17 weist an einer dem Spannelement zugewandten Innenseite eine Hohlkehle 18 auf.The 2 it can also be seen that on the impeller 3 one on the inside surface 9 immediately adjacent collar is formed, which extends radially r inside and directly on the outer surface 10 the wave 1 is applied. The Bund 17 has a fillet on an inside facing the tensioning element 18 on.

Unmittelbar im Anschluss an den die Außenfläche 10 bildenden Abschnitt der Welle 1 ist an die Welle 10 eine radial r nach außen vorstehende Wellenschulter 19 angeformt. An dieser liegt das Laufrad 3 mit dem Bund 17 unmittelbar an, so dass eine Fixierung in der Axialrichtung x hergestellt werden kann. Durch die konische Form des Spaltes zwischen der Innenfläche 9 und der Außenfläche 10 wird beim Anziehen des Spannelementes 11 auch ein axiales Moment in Richtung der Wellenschulter 19 ausgeübt, was zu einer besonders exakten Positionierung und einer zusätzlichen Arretierung beiträgt.Immediately following the outer surface 10 forming section of the shaft 1 is on the wave 10 a shaft shoulder projecting radially outwards 19 formed. The impeller is located on this 3 with the federal government 17 immediately so that a fixation in the axial direction x can be produced. Due to the conical shape of the gap between the inner surface 9 and the outside surface 10 is when tightening the clamping element 11 also an axial moment in the direction of the shaft shoulder 19 exercised, which contributes to a particularly precise positioning and an additional locking.

Claims

Turbo machine, in particular for compressible media, with a shaft (1) rotatable about an axis of rotation (x) and at least one impeller (2, 3, 4) arranged on the shaft (1), the impeller (2, 3, 4) being a has central opening (8) with a rotationally symmetrical inner surface (9) and wherein the shaft (1) protrudes into the opening (8) at least with a section having a rotationally symmetrical outer surface (10), characterized in that a tensioning element is located between the inner surface and the outer surface is arranged, through which the impeller is non-positively attached to the shaft.

Turbomachinery after Claim 1 , characterized in that the impeller (2, 3, 4) is releasably attached to the shaft (1) by the tensioning element (11).

Turbomachinery after Claim 1 or 2 , characterized in that the clamping element (11) is designed as a hydraulic clamping sleeve.

Turbo machines according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that a radially projecting shoulder is formed on the shaft (1), on which the impeller (2, 3, 4) bears directly in the direction of the axis of rotation.

Turbomachinery after Claim 4 , characterized in that the inner surface (9) and / or the outer surface (10) is conical.

Turbomachinery after Claim 5 , characterized in that the gap between the inner surface (9) and the outer surface (10) tapers towards the shoulder.

Turbo machines according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the impeller (2, 3, 4) is formed with a collar directly adjoining the inner surface (9) of the opening (8), which extends radially inwards and lies directly against the outer surface (10).

Turbomachinery after Claim 7 , characterized in that a fillet is formed on an inner side of the collar facing the tensioning element (11).

Turbo machines according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the turbomachine is constructed in several stages, at least one second impeller (2, 3, 4) being non-positively attached to the shaft (1) with a second tensioning element (11).