DE1084273B - Befestigung rohrfoermiger Axialturbinen- oder Axialverdichter-Laufschaufeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigung rohrförmiger Axialturbinen- oder Axialverdichter-Laufschaufeln an der Laufradnabe mittels eines Flansches der Schaufel.

Es ist bekannt, die Schaufeln vom Nabeninnern her durch Löcher der Nabenumfangswand zu stecken, so daß ihre Flansche unter der Schaufelfliehkraft innen an dieser Wand anliegen; diese Löcher schwächen und verteuern die Nabe. Es ist ferner bekannt, die Schaufeln mit ihren Flanschen an der Außenumfangsfläche der Nabe zu befestigen, z. B. durch Schweißen; das macht wohl die Löcher der Nabenwand entbehrlich, setzt aber die Flansche ziemlich hoher Biegebeanspruchung aus, zumal die S chaufel wände und deshalb auch die Schaufelflansche meist nur dünn sind. Es ist ferner — freilich nicht von Axial-, sondern von Radialturbinen — bekannt, nicht die Schaufelflansche selbst, sondern einen besonderen Deckstreifen an die Außenfläche (nämlich eine Stirnfläche) der Nabe anzuschweißen, also die Schaufelflansche zwischen den Deckstreifen und die Nabe zu pressen; hierdurch wird der Schaufelflansch von den Biegebeanspruchungen wohl zum großen Teil befreit, aber doch nur zum Teil, weil nämlich jener bekannte Deckstreifen den Flansch nur auf einem Teil der Flanschbreite, nämlich nicht im Bereich der Abrundung zwischen Schaufelflansch und Schaufelblatt, bedeckt.

Die Erfindung will diesen Mangel beheben. Sie besteht darin, daß der Schaufelflansch in an sich bekannter Weise an der Nabenaußenwand von einem den Flansch bedeckenden, an der Nabe befestigten Blechstreifen gehalten wird und daß dieser Blechstreifen am Flansch auf der ganzen Flanschbreite einschließlich der zwischen Flansch und Schaufelblatt befindlichen Abrundung anliegt.

Besonders vorteilhaft ist diese Schaufelbefestigung dann, wenn, wie an sich bekannt, die Laufradnabe aus zwei aneinander anliegenden Blechscheiben mit zylindrisch gebördeltem Rand besteht; denn mit diesen nur blechstarken zylindrischen Nabenwänden lassen sich die Schaufelflansche und die Deckstreifen besonders gut verbinden. Dann empfiehlt sich, daß Niete die zylindrische Nabenwand, die Schaufelflansche und den oder die Deckstreifen durchdringen.

Und dann ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schaufelflansche so breit sind, daß jeder Flansch an den Flansch jeder Nachbarschaufel über die ganze Schaufelbreite anstößt. Denn erstens werden dann die Schaufeln bei der Montage von selbst in der richtigen Winkelstellung gehalten, und zweitens helfen alle Niete, zu verhindern, daß die Schaufelfliehkraft den Schaufelflansch unter dem Deckstreifen hervorzieht.

Eine Versteifung des Deckstreifens und eine größere Zahl von Nieten für die Verbindung des

Befestigung rohrförmiger Axialturbinen- oder Axialverdichter-Laufschaufeln

Anmelder:

Power Jets (Research Sd Development)
Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen, Oranienstr. 14

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 23. Oktober 1952

Leonard Islip, Pyestock, Cove, Farnborough,

Hampshire (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Deckstreifens mit der Nabe werden dadurch ermöglicht, daß der Deckstreifen U-Profil hat, wobei der Steg des U die Laufradnabe in Achsrichtung überdeckt und die Schenkel des U an den Stirnwänden der Nabe anliegen und auch dort befestigt sind.
Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Axialhalbschnitt durch das Auslaßende eines Mehrstufenverdichterläufers und -Ständers, Fig. 2 einen Teilschnitt entlang der Schnittlinie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt entlang der Schnittlinie IH-III in den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 einen Axialhalbschnitt durch das Auslaßende eines abgeänderten Mehrstufenverdichterläufers und -Ständers.

Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, besteht der Läufer aus einer Anzahl von gleichachsigen, in Achsrichtung mit Abstand voneinander vorgesehenen Läuferscheiben, von denen jede aus zwei Blechscheiben I₁ 2 besteht. Diese Scheiben sind an ihrem Rand U-förmig umgebördelt, und der BÖrdelrand weist einen zylindrischen Teil Ta, 2 a und einen sich radial einwärts erstreckenden Teil Ib, 2b auf. Die beiden Blechscheiben sind mit ihren Rückflächen durch Niete (wie dargestellt) oder Bolzen oder durch Schweißen, Hartlöten od. dgl. aneinander befestigt.

An der zylindrischen Außenfläche jeder so aus zwei Blechscheiben bestehenden Läuferscheibe, ist ein Kranz hohler Schaufeln 3 angeordnet. Jede Schaufel ist ein Längsstück eines Rohres mit dem erforderlichen strömungsgünstigen Querschnitt und, falls es

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die Betriebsbedingungen erfordern, in sich schraubenförmig verdreht. Das Rohr ist entlang seiner Vorderkante und seiner Hinterkante über eine Länge aufgeschlitzt, die etwa gleich der Hälfte der gewünschten Schaufelteilung ist, und die so entstehenden beiden Teile sind voneinander weggebogen und flach verformt, so daß sie Schaufelflansche 3 α bilden, welche sich in Umfangsrichtung erstrecken. Diese Schaufelflansche sitzen auf den zylindrischen Läuferscheibenrändern 1 α und 2 α auf, und sie sind auf eine solche Länge in Umfangsrichtung und unter solchem Winkel geschnitten, daß die Schaufelflansche der im Kranz einander benachbarten Schaufeln aneinanderstoßen (wie dies aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist) und die Schaufeln den gewünschten Abstand und Anstellwinkel erhalten.

Zwischen einem jeden Paar einander benachbarter Schaufeln ist ein Deckstreifen 4 vorgesehen. An zwei der Läuferscheiben ist dieser Dreckstreifen U-förmig und so lang gezeigt, daß er gerade nur die zylindrischen Teile la und 2a der Läuferscheibenränder überdeckt, während die Schenkel 4a seines U-förmigen Profils sich gegen die radial einwärts gebogenen Teile Ib, 2b der Läuferscheibenränder legen. Der Deckstreifen 4 weist Kanten auf, welche in Überein-Stimmung mit dem Profil der Schaufeln an seinen Seiten geformt sind, so daß er dann, wenn er in seine richtige Lage gebracht ist, gerade den Raum zwischen den Schaufeln ausfüllt, wie dies aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die Deckstreifen treffen an ihren Vorder- und Hinterkanten zusammen. Die Kante der Deckstreifen ist dort, wo diese das Schaufelprofil berühren, an der Unterseite so abgerundet, daß sie die Hohlkehle der Schaufelflansche ausfüllt.

Die Deckstreifen 4 und die Schaufelflansche 3 a werden an den Läuferscheibenrändern mittels versenkter Niete 5 gehalten. Die Seitenteile 4a der Deckstreifen sind ebenfalls mittels Niete 6 mit den radial einwärts gebogenen Teilen Ib,2b der Läuferscheibenränder verbunden. Die Deckstreifen 4 verhindern, daß die Zentrifugalkraft die Schaufelflansche 3 α verbiegt. Die Schaufeln sind so angeordnet, daß ihre Fliehkraft in derjenigen Ebene, in welcher die beiden Läufer-Blechscheiben 1, 2 aneinanderliegen, auftritt, so daß keine Biegemomente entstehen, welche die Blechscheiben 1, 2 an ihrer Ebene verformen könnten. Die radial einwärts gebogenen Teile Ib, 2b der Läuferscheibenränder verstärken die zylindrischen Teile 1 a, 2b der Läuferscheibenränder und verhindern, daß diese sich unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft radial ausbiegen. Der Deckstreifen der ganz links in Fig. 1 gezeigten Läuferscheibe hat jedoch eine Ausführungsform, wie sie im nachfolgenden an Hand von Fig. 4 erläutert wird.

Der in Fig. 4 gezeigte Läufer gleicht großenteils demjenigen der Fig. 1, und es sind daher die gleichen Bezugszeichen für entsprechende Teile benutzt worden. Die Läufer-Blechscheiben 1, 2 sind wie in Fig. 1 an ihrem Umfang mit zylindrisch gebördelten Rändern la, 2a versehen, jedoch sind diese Ränder nicht durch radial einwärts gebördelte Teilstücke wie in Fig. 1 verstärkt. Die hohlen Schaufeln weisen wie in Fig. 1 Flansche 3 a auf, welche sich auf den zylindrischen Randteilen la, 2a der Blechscheiben aufsitzen, und zwischen jedem Paar einander benachbarter Schaufeln ist ein Deckstreifen 4 b vorgesehen; jedoch weicht dieser — hier mit 4& bezeichnete — Deckstreifen insofern vom Deckstreifen 4 der Fig. 1 ab, als er keinen U-förmigen Querschnitt aufweist, sondern lediglich als flacher Streifen ausgebildet ist, wobei die Läuferscheibenrandteile la, 2a mit den Schaufelflanschen 3 a und den Deckstreifen 4 verschweißt werden.

Die in Fig. 4 wiedergegebene Ausführungsform, bei welcher die Teile hart verlötet oder zusammengeschweißt sind, ist für Läuferscheiben, Schaufeln und Deckstreifen aus Stahl geeignet; doch müssen diese Teile zusammengenietet werden, wenn sie oder ein Teil von ihnen aus nicht lötbaren oder nicht schweißbaren Werkstoffen bestehen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Befestigung rohrförmiger Axial turbinen- oder Axialverdichter-Laufschaufeln an der Laufradnabe mittels eines Flansches der Schaufel, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelflansch (3 a) in an sich bekannter Weise an der Nabenaußenwand von einem den Flansch bedeckenden, an der Nabe befestigten Deckstreifen (4, 4&) aus Blech gehalten wird und daß dieser Deckstreifen am Schaufelflansch auf der ganzen Flanschbreite einschließlich der zwischen Schaufelflansch und Schaufelblatt befindlichen Abrundung anliegt.

2. Schaufelbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufradnabe in an sich bekannter Weise aus zwei aneinanderliegenden Blechscheiben (1, 2) mit zylindrisch gebördeltem Rand (la, 2a in Fig. 1) besteht.

3. Schaufelbefestigung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Niete (5 in Fig. 1 bis 4) die zylindrische Nabenwand (la, 2a), die Schaufelflansche (3 a) und den oder die Deckstreifen (4, 4 fr) durchdringen.

4. Schaufelbefestigung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelflansche (3 a) so breit sind, daß jeder Flansch an den Flansch jeder Nachbarschaufel über die ganze Schaufelbreite anstößt.

5. Schaufelbefestigung nach einem der Voransprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckstreifen (4) U-Profil hat, wobei der Steg des U die Laufradnabe in Achsrichtung überdeckt und die Schenkel (4a) des U an den Stirnwänden der Nabe anliegen und auch dort befestigt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 442 194, 897 749;
USA.-Patentschriften Nr. 2 337 619, 2 596 781.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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