DE1045591B - Leitschaufelanordnung fuer mehrstufige Axialverdichter - Google Patents

Description

DieErfmdungbetriffteineLeitschaufelanordnungfür mehrstufige Axialverdichter, bei der die Schaufeln an ihrem äußeren Ende durch einen Tragring gesteckt sind und an ihrem inneren Ende an einem weiteren Tragring durch Klemmverbindung gehalten werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung einer Leitschaufelanordnung der genannten Art, so daß die Schaufeln durch einfache, leichte und sichere Lagerung vor Durchbiegungen weitgehend bewahrt werden.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der äußere Tragring rechteckigen, hohlen Querschnitt hat und aus zwei konzentrischen flachen Ringen gebildet ist, die zur Vermeidung von Relativdrehung durch radial dazwischenliegende seitliche Abschlußringe verbunden sind. Dabei werden die Schaufeln in Schlitzen der konzentrischen Ringe dadurch gehalten, daß die äußeren Schaufelenden in einem Stanzvorgang durch die Ringe getrieben werden. Zwischen den äußeren Tragringen benachbarter Stufen sind vorzugsweise Abstandsringe angeordnet, die mittels axial vorstehender Zungen in die durch die Abschlußringe gebildeten Nuten eingreifen und am äußeren Umfang radiale Vorsprünge aufweisen, die an der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses passend anliegen.

Bei bekannten Anordnungen weist der äußere Tragring gewöhnlich einen nach außen offenen U-förmigen Querschnitt auf und stecken die Leitschaufeln in dem einfachen Steg dieses Tragrings. Dabei ergeben sich trotz beträchtlicher Wandstärke dieses Steges mangelnde Festigkeit und zu große Schaufeldurchbiegungen. Demgegenüber wird mit dem äußeren Tragring mit rechteckigem, hohlem Querschnitt nach der Erfindung eine überaus feste Lagerung der äußeren Schaufelenden erreicht und weniger Material benötigt.

Auch bisher war es schon üblich, im Tragring gestanzte Öffnungen vorzusehen, durch welche die Schaufelenden beim Zusammenbau gesteckt werden. Für eine sichere Befestigung der Schaufel in der Öffnung muß der Stanzstempel sehr genau der Schaufelform entsprechen. Aber auch dann entstehen häufig Öffnungen, welche die Schaufeln entweder nicht durchstecken lassen oder nur locker halten. Dagegen wird bei der Anordnung nach der Erfindung die Schaufel selbst als Stanzstempel benutzt und bleibt nach dem Stanzvorgang in ihrer Lage, so daß die entstehende Öffnung in dem Tragring notwendigerweise genau der Schaufelform entsprechen muß.

Die Erfindung ist als Beispiel in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen mehrstufigen Axialverdichter, dessen Leitschaufeln von einem Tragring mit rechteckigem, hohlem Querschnitt gehalten werden,

Leitschaufelanordnung
für mehrstufige Axialverdichter

Anmelder:

United Aircraft Corporation,
East Hartford, Conn. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,

Pienzenauerstr. 2, Patentanwälte

Augustus Hasbrouck, Middletown, Conn.,

und Byron Henry Shinn, Rockville, Conn. (V. St. A.)_r

sind als Erfinder genannt worden

Fig. 2 einen abgebrochen gezeichneten Längsschnitt in vergrößertem Maßstab, der den Tragring für einen Schaufelkranz und den benachbarten Abstandsring zeigt,

Fig. 3 einen abgebrochen gezeichneten Querschnitt durch die Leitschaufelanordnung nach dem ersten S tanz Vorgang,

Fig. 4 einen abgebrochen gezeichneten Längsschnitt entsprechend Fig. 3,

Fig. 5 einen abgebrochen gezeichneten Querschnitt nach dem zweiten Stanzvorgang,

Fig. 6 einen abgebrochen gezeichneten Längsschnitt entsprechend Fig. 5,

Fig. 7 einen abgebrochen gezeichneten Längsschnitt in größerem Maßstabe als Fig. 1, der die Trennwandkonstruktion zeigt und

Fig. 8 einen abgebrochen gezeichneten Schnitt nach der Linie 8 - 8 der Fig. 7.

In Fig. 1 ist die Erfindung in einem mehrstufigen Axialverdichter dargestellt. Sein Gehäuse 2 besteht aus einem mittleren, im wesentlichen zylindrischen

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Teil 4, auf dem sich Versteifungsrippen 6 befinden, und Endringen 7 und 8, die mit dem Mittelteil verschraubt sind. Das Gehäuse 2 trägt axial hintereinander angeordnete Kränze von Leitschaufeln 10, die von dem Gehäuse nach innen vorstehen und mit Kränzen von Laufschaufeln 12 auf dem Läufer 14 abwechseln.

Die Läuferkonstruktion bildet keinen Teil der Erfindung. Die dargestellte Läuferkonstruktion besteht aus einer Anzahl von axial hintereinander angeordneten Scheiben 16, an deren Umfang jeweils ein Kranz Laufschaufeln 12 angebracht sind. Diese Scheiben 16 sind durch Abstandsrohre 18 in bestimmten Abständen voneinander gehalten. Ein Zylinder 20 umgibt den Ring dieser Abstandsrohre 18. Eine Anzahl Durchgangsbolzen 22, die durch die Scheiben 16 und durch die Abstandsrohre 18 von einem Ende des Läufers 14 zu dem anderen verlaufen, hält die Scheiben 16 sowie auch die Abschlußgloken 24 und 26, die den Läufer 14 in (nicht dargestellten) Lagern tragen, in bestimmtem Abstand zusammen.

Die Leitschaufeln 10 jedes Kranzes sind an ihrem Außenende in einem Tragring 28 von hohlem, rechteckigem Querschnitt gelagert und tragen an ihrem Innenende eine Ringscheibe 30, deren Innenrand eine Buchse 31 trägt; diese bildet mit Dichtungslamellen 32, die auf den Außenflächen der Zylinder 20 des Läufers 14 sitzen, ein Labyrinth. Die Tragringe 28 der aufeinanderfolgenden Leitschaufelkränze sind in bestimmtem Abstand voneinandergehalten durch Ab-Standsringe 34, die zugleich mittels vorstehender. Nasen 36 in dem Gehäuse 2 geführt werden. Die Innenfläche des Mittelteils 4 des Gehäuses 2 ist als eine Aufeinanderfolge abgestufter zylindrischer Flächen 38 ausgebildet, deren Durchmesser sich nach einem Gehäuseende zu allmählich vergrößert, was den Einbau der Leitschaufelringe und der Abstandsringe 34 ins Gehäuse 2 ermöglicht.

Wie deutlicher in Fig. 2 dargestellt ist, besteht jeder Tragring 28 aus einem inneren, im wesentlichen glatten Ring 40 und einem äußeren, in gleicher Weise glatten Ring 42, durch welche die Leitschaufeln 10 ragen. Diese Ringe 40 und 42 werden in bestimmtem radialem Abstand voneinander durch Abstandsteile 44 und 46 gehalten, die an den Rändern der Ringe 40 und 42 angeschweißt oder auf andere Art sicher befestigt sind. Die Abstandsteile 44 und 46 sind vorzugsweise U-förmig, so daß seitlich offene Nuten 48 zur Aufnahme von Zungen 50 der Abstandsringe 34 gebildet werden.

Die Innenfläche 52 jedes Abstandsringes 34 ist in solchem Abstand zu den Zungen 50 angeordnet, daß, wenn die Abstandsringe 34 mit den Tragringen 28 zusammengebaut sind, ihre inneren Oberflächen 52 und 54 eine glatte Oberfläche bilden.

Der äußere Ring 42 und der angrenzende Teil der Abschlußringe 44 und 46 nehmen in Kerben 56 die radialen Vorsprünge 36 der Abstandsringe 34 auf, so daß die Tragringe 28 und die Abstandsringe 34 gegen Verdrehung gesichert sind. Die Vorsprünge 36 sitzen mit Feinpassung in der zylindrischen Fläche 38 des Gehäuses 2 und führen die Abstandsringe 34 sowie auch die Tragringe 28 genau in dem Gehäuse. Der am äußersten Ende befindliche Abstandsring 58 hat einen radialen Außenflansch 60 (Fig. 1), der durch dieselben Schraubbolzen 62 befestigt ist, die den Teil 4 und den Endring 8 des Gehäuses 2 zusammenhalten, und kann daher nicht umlaufen.

Beim Zusammenbau der Schaufeln in dem Tragring -.vlrd zuerst der Ring 40 von dem gesamten Leitschaufelkranz durchstanzt, wie am besten in Fig. 4 gezeigt ist. Bei der Durchführung dieses Stanzverfahrensschrittes wirkt das äußere Schaufelende selbst als Stanzstempel. Ein Spannelement 64 greift an jeder Schaufel an und treibt sie durch den Ring 40, der von einem Gesenk 66 üblicher Konstruktion gestützt wird. Zur Verbesserung der Stanzwirkung kann es vorteilhaft sein, die hintere Kante der Leitschaufeln zu hinterschneiden, wie bei 67 dargestellt ist.

Nachdem die Leitschaufeln durch den inneren Ring 40 gestanzt worden sind, wird der Abschlußring 44 oder 46 an dem Ring 40 angebracht, und der äußere Ring 42 wird an dem Abstandsteil befestigt, wodurch die gegenüberliegenden Kanten der Ringe 40 und 42 offenbleiben, um die Einfügung der Finger 68 zu ermöglichen, welche die inneren und äußeren Ringe in Abstand halten und auch den inneren Ring 40 lagern, während jede Schaufel durch den äußeren Ring 42 gepreßt wird. Während des Stanzens wird der äußere Ring 42 von einem Gesenk gestützt, wie z. B. von dem Gesenk 66. Nachdem der Leitschaufelkranz den äußeren Ring 42 durchdrungen hat, wird der andere Abschluß ring 46 an seinem Platz befestigt und der Zusammenbau des Tragringes mit den Leitschaufeln vervollständigt.

Bei dieser Anordnung sind die Öffnungen in den Ringen 40 und 42 zwangläufig genau radial ausgerichtet und passen sich den Leitschaufeln vollständig an, nachdem sie durch die Schaufel selbst ausgestanzt worden sind. Da die Schaufeln in ihrer Lage in den Abschlußringen nach dem Stanzvorgang bleiben, werden sie von jedem inneren und äußeren Ring festgehalten und abgestützt, so daß kein Spiel vorhanden ist. Durchbiegung bei Belastung des Leitschaufelkranzes entsteht lediglich durch die Schaufelbeaufschlagung, nicht infolge lockerer Anordnung der Teile.

An ihren Innenenden werden die Leitschaufeln zueinander ausgerichtet von der Ringscheibe 30 getragen, die aus zwei Teilen besteht, um einen bequemen Zusammenbau dieser Schaufelinnenenden zu ermöglichen. Der eine ringförmige Teil 70 besteht aus einer Scheibe oder einem Radialflansch mit einem zylindrischen oder axial vorragenden Flansch 72 am Außenumfang.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Leitschaufelanordnung für mehrstufige Axialverdichter, bei der die Schaufeln an ihrem äußeren Ende durch einen Tragring gesteckt sind und an ihrem inneren Ende an einem weiteren Tragring durch Klemmverbindung gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Tragring rechteckigen, hohlen Querschnitt hat.

2. Leitschaufelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Tragring aus zwei konzentrischen flachen Ringen (40, 42) und radial dazwischen liegenden U-förmigen seitlichen Abschluß ringen (44, 46) gebildet ist.

3. Leitschaufelanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den äußeren Tragringen benachbarter Stufen Abstandsringe (34) angeordnet sind, die mittels axial vorstehender Zungen (50) in die durch die Abschlußringe (44, 46) gebildeten Nuten eingreifen.

4. Leitschauf elanordnuiig nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsringe (34) am äußeren Umfang radiale Vor-

sprünge (36) aufweisen, die an der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses (2) passend anliegen.

5. Verfahren zum Herstellen einer Leitschaufelanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der Leitschaufeln (10) in einem Stanz-

Vorgang durch die Ringe (40, 42) getrieben und 920 037, 964 211, 991982.

in den so entstandenen Schlitzen festgehalten werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 892 046; französische Patentschriften Nr. 823 442, 879 000,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

©809697/475 11.58