DE1074594B

DE1074594B - Befestigung hohler tragflugelprofilierter Axialturbmen oder Axialverdichter Schaufeln

Info

Publication number: DE1074594B
Application number: DENDAT1074594D
Authority: DE
Inventors: James Dennis Car penders Park Hertfordshire Leonard (Großbritannien)
Original assignee: D Napier &. Son Limited, London
Priority date: 1961-02-23
Publication date: 1960-02-04
Also published as: US3056578A; GB933047A; DE1196017B

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Befestigung hohler tragflügelprofilierter Axialturbinen- oder Axialverdichterschaufeln aus Blech oder aus Rohr in wesentlich axialen Nuten des Läufers oder des Leitschaufelträgers mittels zweier Lappen des Bleches bzw. Rohres, von denen der eine zusammen mit dem ihm anliegenden Lappen der einen Nachbarschaufel in einer Nut und der andere zusammen mit dem ihm anliegenden Lappen der anderen Nachbarschaufel· in der Nachbarnut dadurch befestigt ist, daß die Lappen in Hinterschneidungen der Nutflanken gedrückt sind.

Bei Maschinen mit heißem "Treib- oder Fördermittel pflegt man die Schaufelbefestigüng und den Schaufelträger von dem Treib- bzw. Fördermittelströmungsweg durch Platten abzudecken, die den freien Querschnitt zwischen je zwei einander benachbarten Schaufeln ausfüllen und hinter denen man einen Kühlmittelstrom zu führen pflegt. Diese Abdeckplatten bestehen bei aus dem Vollen gefrästen Schaufeln meist aus einem einzigen Stück mit der Schaufel und bei aus Blech oder Rohr gefertigten Hohlschaufeln, die in einen gesondert gefertigten Fuß eingelötet sind, aus einem einzigen Stück mit dem' Fuß; man hat sie jedoch bei aus dem Vollen gefrästen Schaufeln auch schon als von den Schaufeln gesonderte Stücke hergestellt und in von den Schaufelnuteri gesonderten Nuten befestigt.

Bei Hohlschaufeln ohne angelöteten Fuß verbieten sich jene beiden ersten Möglichkeiten und empfiehlt sich jene letztgenannte. Jedoch sind deren gesonderte Abdeckplattenbefestigungsnuten ein Nachteil. Ihn will die Erfindung vermeiden.

Die Erfindung besteht darin, daß ein an sich bekannter Abdeckteil, der zwischen je zwei einander benachbarten Schaufeln angeordnet ist und eine die Schaufelbefestigung von dem Treib- bzw. Fördermittelströmungsweg abdeckende Platte und einen im Läufer befestigten Fuß aufweist, in der Läufernut, in der die einander zugewandten Lappen der ihm benachbarten beiden Schaufeln befestigt sind, gemeinsam mit diesen Lappen befestigt ist, indem sein Fuß an seinem Ende verdickt ist und die Lappen an die Nutflanken und "mit seinem verdickten Ende in die Hinterschneidungen der Nutflanken drückt.

Man' kann die Erfindung weiter ausgestalten dadurch, daß ein Haltekeil die beiden Schaufelfußlappen und den Fuß des Abdeckteils in der Nut festkeilt.

Wenn man eine Schwingungsdämpfungseinrichtung vorsehen will, kann sie entweder darin bestehen, daß jede Schaufel im Bereich zwischen der Abdeckplatte und dem Schaufelfuß mit mindestens einem Blechlappen versehen ist, der sich an die benachbarte Abdeckplatte elastisch andrückt, oder darin, daß in jeder Schaufel· im Bereich zwischen der Abdeckplatte und

Befestigung hohler tragflügelprofilierter

Axialturbinen- oder Axialverdichter-

schäufeln

Anmelder: ,
D. Napier & Sön Limited, London

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,

Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 30. November 1956

Leonard James Dennis, Carpenders Park, Hertfordshire . (Großbritannien),

ist als Erfinder genannt worden

dem Schaufelfuß ein Rohrstück befestigt ist, dessen Achse in Richtung des Umfanges des Schaufelkranzes liegt, und daß durch die Rohre des Schaufelkranzes in an sich bekannter Weise ein Draht oder mehrere Drähte gelegt sind.

Die Erfindung' wird an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Turbinenläufers im zerlegten Zustand mit einem Teil einer Läuferscheibe, zwei einander benachbarten Turbinenschaufeln, einem für diese beiden Schaufeln gemeinsam vorgesehenen Abdeckteil und einem diese Teile in ihrer Lage haltenden Keil;
Fig. 2 ist ein in größerem Maßstabe gezeichneter Teilschnitt durch den Turbinenläufer nach Fig! 1 im zusammengebauten Zustand;

Fig. 3 zeigt ein abgeändertes Ausführungsbeispiel; Fig. 4 veranschaulicht noch' ein weiteres Ausführungsbeispiel;

Fig. 5 ist ein abgewinkelter, in Umfangsrichtung verlaufender Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4. Der Turbinenläufer besteht gemäß Fig. 1 und 2 aus einer Läuferscheibe 10, die an ihrem Umfang mit geraden, axial verlaufenden Nuten 11 versehen ist. Bei einer hier nicht gezeigten Abwandlung sind die Nuten nicht gerade, sondern bogenförmig ausgebildet, so daß sie sich dem Tragflügelprofil der Schaufeln besser anpassen; doch erstrecken auch sie sich im wesentlichen

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in axialer Richtung. Sämtliche Nuten 11 sind so hinterschnitten, daß sie jeweils einen kreisrunden inneren Abschnitt 12 aufweisen, der mit der Umf angsfläche der Läuferscheibe über einen verhältnismäßig engen Schlitz 13 in Verbindung steht.

Jede einzelne Schaufel besteht jeweils aus einem Blech- oder Rohrstück, und sie umfaßt einen tragflügelprofilierten Schaft 14 mit einer konvexen Flanke 15 und einer konkaven Flanke 16 sowie von diesen Flanken ausgehende lappenähnliche Fußbleche 17 und 18. Jeder dieser Lappen umfaßt einen Übergangsabschnitt 19 und einen Fußabschnitt 20. In diesem Fußabschnitt 20 sind die Enden der Lappen so geformt, daß sie in die Nuten 11 hineinpassen, wobei jeweils ein Lappen 17 in einer Nut und der andere Lappen 18 in der nächstbenachbarten Nut liegt. Die Lappen 17 und 18 sind auseinandergespreizt.

Zwischen zwei einander benachbarten Schaufeln ist jeweils ein für beide Schaufeln gemeinsamer Abdeckteil 21/24/25 angeordnet. Jeder dieser Abdeckteile hat über den größten Teil seiner Länge einen annähernd T-förmigen Querschnitt, mit Ausnahme seines mittleren Teils, wo gemäß Fig. 2 der Querschnitt, weil die Abdeckplatte 21 eine konvexe Kante 22 und eine konkave Kante 23 hat, annähernd L-förmig ist. Die konvexe Kante 22 liegt an der konkaven Flanke 16 der auf dieser Seite des Abdeckteils angeordneten Schaufel an, und zwar auf der Höhe der Verbindungsstelle zwischen dem tragflügelprofilierten Schaft 14 und dem Übergangsabschnitt 19, während die konkave Kante 23 auf der gleichen Höhe an der konvexen Flanke 15 der auf der anderen Seite angeordneten Schaufel anliegt. Die Abdeckplatte wird von einem Steg 24 getragen, der den Steg der T- bzw. L-Form des Querschnitts bildet; dieser Steg verläuft entsprechend der Nut 11, in der der Abdeckteil befestigt werden soll. Wenn die Nut gebogen wäre, würde dieser Steg ebenfalls entsprechend gebogen sein müssen. Der Fuß 25 dieses Steges 24 ist in Form eines halbzylindrischen Wulstes ausgebildet, der beim zusammengebauten Läufer in dem kreisrund hinterschnittenen Teil 12 der betreffenden Nut 11 liegt, wobei die Enden der ebenfalls in diese Nut hineinpassenden Schaufelfußlappen 17 und 18 zu beiden Seiten des Steges liegen. Die Dicke des Steges 24 oberhalb des Wulstes ist so gewählt, daß sich der Steg gerade noch in den Spalt zwischen den Schaufelfußlappen 17 und 18 in dem Schlitz 13 der Nut 11 einführen läßt. An den Enden des Abdeckteils sind Stirnwände 26 und 27 so ausgebildet, daß die Enden der zwischen den Schaufeln innerhalb der Übergangszone 19 gelegenen Räume abgedeckt sind.

Beim Zusammenbau des Läufers stellt man die Schaufeln und die Abdeckteile zuerst mittels einer geeigneten Bauvorrichtung zu einem Ring zusammen und bewegt dann die Läuferscheibe diesem Ring gegenüber derart in axialer Richtung, daß jeweils das Fußende eines Abdeckteils zusammen mit den ihm benachbarten Schaufelfußlappen in eine Nut des Läufers eintritt. Dann treibt man halbzylindrische Keile 28 in die halbzylindrischen Räume, die in den Nuten zwischen den Enden der Schaufelfußlappen und unterhalb der Füße 25 der Abdeckteile verblieben sind, um die Abdeckteile und die Schaufelfußlappen in den Nuten zu verkeilen.

Fig. 3 zeigt eine Abwandlung, bei der an dem Schaufelfußlappen 18 jeder Schaufel ein Blechlappen mit annähernd L-förmigem Querschnitt angeschweißt ist, dessen einer Schenkel 31 ein Loch 32 besitzt, in welches das Schweißmetall 33 eingbracht wird, während der andere Schenkel 34 so auf sich selbst zurückgefaltet ist, daß er einen Druck auf die Unterseite der Abdeckplatte 21 des benachbarten Abdeckteils ausübt. In der Biegekante zwischen den beiden Schenkeln kann eine Öffnung 35 vorgesehen sein, um die Nachgiebigkeit des Blechlappens zu vergrößern. Durch den federnden Druck des Schenkels 34 gegen die Abdeckplatte 21 wird den Querschwingungen der Schaufel ein Reibungswiderstand entgegengesetzt und werden die Schwingungscharakteristiken der Schaufel in günstiger Weise beeinflußt.

Bei der Abwandlung nach Fig. 4 und 5 ist ein Rohrstück 37 durch öffnungen in den Lappen 17 und 18 jeder Schaufel geführt und durch Schweißen oder Hartlöten befestigt. Die Bohrung dieses Rohr- oder Einsatzstücks besitzt eine Verengung 38, in der ein in der Umfangsrichtung durch die Bohrungen sämtlicher Einsatzstücke hindurchgeführter Verbindungsdraht 39 mit enger Passung sitzt. In gewissen Längsabständen kann der Draht 39 Verdickungen 40 aufweisen oder auf andere Weise verformt sein, um ihn in Umfangsrichtung festzulegen. Der Draht erstreckt sich durch den Übergangsabschnitt 19 jeder Schaufel sowie durch eine der Öffnungen 41 in dem Steg jedes Abdeckteils und beeinflußt günstig die Schwingungscharakteristik der Schaufeln durch den Reibungswiderstand, den er Querschwingungen entgegensetzt.

Durch die Erfindung ist es möglich, zwischen den Lappen 17 und 18 jeder Schaufel einen großen Abstand vorzusehen, so daß zwischen ihnen reichlich Raum vorhanden ist, um ein Kühlmittel zu- und/oder abzuführen und durch das Innere der hohlen Schaufeln zirkulieren zu lassen. Innerhalb der Schaufeln können sowohl im tragflügelpronlischen Schaft als auch im Übergangsabschnitt Umlenkbleche beliebiger Form als Führungen für den Kühlmittelstrom vorgesehen sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Befestigung hohler tragflügelprofilierter Axialturbinen- oder Axialverdichterschaufeln aus Blech oder aus Rohr in wesentlich axialen Nuten des Läufers oder des Leitschaufelträgers mittels zweier Lappen des Bleches bzw. Rohres, von denen der eine zusammen mit dem ihm anliegenden Lappen der einen Nachbarschaufel in einer Nut und der andere zusammen mit dem ihm anliegenden Lappen der anderen Nachbarschaufel in der Nachbarnut dadurch befestigt ist, daß die Lappen in Hinterschneidungen der Nutflanken gedrückt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Abdeckteil, der zwischen je zwei einander benachbarten Schaufeln angeordnet ist und eine die Schaufelbefestigung von dem Treib- bzw. Fördermittelströmungsweg abdeckende Platte (21) und einen im Läufer befestigten Fuß aufweist, in der Läufernut, in der die einander zugewandten Lappen der ihm benachbarten beiden Schaufeln befestigt sind, gemeinsam mit diesen Lappen befestigt ist, indem sein Fuß an seinem Ende (25) verdickt ist und die Lappen an die Nutflanken und mit seinem verdickten Ende in die Hinterschneidungen der Nutflanken drückt.

2. Schaufelbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haltekeil die beiden Schaufelfußlappen und den Fuß der Abdeckplatte in der Nut festkeilt.

3. Schaufelbefestigung nach Anspruch 1 oder 2 mit Einrichtung zur Schaufelschwingungs-

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■dämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel im Bereich zwischen der Abdeckplatte und dem Schaufelfuß mit mindestens einem Blechlappen versehen ist, der sich an die benachbarte Abdeckplatte elastisch andrückt. S

4. Befestigung nach Anspruch 1 oder 2 mit Einrichtung zur Schaufelschwingungsdämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Schaufel im Bereich zwischen der Abdeckplatte und dem Schaufelfuß ein Rohrstück befestigt ist, dessen Achse in Richtung des Umfanges des Schaufelkranzes liegt, und daß durch die Rohre des Schaufelkranzes in an sich bekannter Weise ein Draht oder mehrere Drähte gelegt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift A 16319 Ia/14c (bekanntgemacht am 12. 4. 1956);

britische Patentschriften Nr. 650 424, 721049, 476;

französische Patentschriften Nr. 969 413, 989 556, 083 235.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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