DE1130825B - Laufrad fuer Axialturbinen und -verdichter sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für Axialturbinen oder -Verdichter, dessen Schaufeln an einer oder an beiden Stirnseiten durch eine oder mehrere Umfangsschweißnähte mit der Radscheibe verbunden sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung solchen Laufrades und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei den bekannten Laufrädern jener Art ist zwischen jedem Schaufelpaar über den ganzen Meridianquerschnitt des Schaufelfußes, soweit er nicht von der Umfangsschweißnaht bedeckt ist, eine Fuge vorhanden. Diese bildet eine Kerbe, an der sich die Tangentialspannungen der Radscheibe — die Scheibe wird ja von der Fliehkraft nicht nur radial, sondern auch tangential beansprucht — erhöht. Die Erfindung soll diese Fuge beseitigen und diese Spannungssteigerung vermeiden.

Die Erfindung sieht daher vor, daß jede Schaufel mit ihren Nachbarschaufeln über den ganzen Meridianquerschnitt ihres Fußes durch Schweißung verbunden ist.

Damit die Verbindung der Schaufeln zum Schaufelkranz durch autogene oder durch Lichtbogenschweißung geschehen kann, sieht die Erfindung ferner vor, daß ihr Schaufelfuß an seinen beiden in Umfangsrichtung weisenden Seiten über seine ganze axiale Breite eine achsparallele, zur Achse hin offene, radial fast über seine ganze Erstreckung reichende, nur einen schmalen Steg belassende Schweißnut aufweist.

Dieser Steg soll nur verhüten, daß das flüssige Schweißgut aus der Schweißnut durch den Spalt zwischen den Schaufeln herausfließt; er kann und soll so schmal sein, daß er mit dem Steg der Nachbarschaufel verschweißt wird, daß also kein Spalt zwischen den Stegen bleibt.

Für diese Bauart empfiehlt sich ein eigenes Herstellungsverfahren. Während bei den bekannten Schaufelrädern die Schaufeln vor Beginn des Schweißens vollzählig zum Kranze aneinandergereiht, nämlich auf der Radscheibe oder in einer Haltevorrichtung aneinandergereiht werden, sieht die Erfindung vor, daß zuerst die Schaufeln einzeln nacheinander an ihren Füßen miteinander zu einem Schaufelkranz zusammengeschweißt, und zwar jede Schaufel mit der ihr in einem Drehsinn benachbarten Schaufel und dann die letzte Schaufel auch mit der ihr im anderen Drehsinn benachbarten, also der ersten Schaufel zusammengeschweißt werden, wobei die jeweils miteinander verschweißten beiden Schaufeln, sobald ihre Schweißnaht genügend erstarrt ist, aus der Haltevorrichtung ausgespannt werden, damit die Schweißnaht zwanglos schrumpfen kann, und daß danach der

sowie Verfahren und Vorrichtung

zu seiner Herstellung

Anmelder:

Demag Aktiengesellschaft,
Duisburg, Wolf gang-Reuter-Platz

Dipl.-Ing. Hans Pfau, Duisburg,
ist als Erfinder genannt worden

Schaufelkranz mit der Radscheibe verschweißt wird.

Für das Zusammenschweißen der Schaufeln zum Kranz empfiehlt sich eine Vorrichtung, die gekenn-

²S zeichnet ist durch eine ortsfeste Haltevorrichtung für die jeweils anzuschweißende Schaufel und durch eine schwenkbare Haltevorrichtung für die erste Schaufel und für den werdenden Schaufelkranz, welche aus einem Haltestück für die erste Schaufel, einem Schwenkarm, einer Schwenkachse und einer Teilscheibe besteht. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine Einzelschaufel,

Fig. 2 zwei unter vorgegebenem Winkel an den Füßen zusammengeschweißte Schaufeln nach Fig. 1, Fig. 3 und 4 die Haltevorrichtung für die Schaufeln beim Aneinanderschweißen,

Fig. 5 im Schnitt einen fertiggestellten Schaufelkranz mit eingesetzter Radscheibe.

Die beiden Schaufehl nach Fig. 2 stehen vor dem Zusammenschweißen in einem solchen Winkel zueinander, daß nach der Schweißung ihre Stellung der gewünschten entspricht. An diese beiden Schaufeln wird nun weiter fortlaufend immer eine neue Schaufel so lange angelegt und angeschweißt, bis der Schaufelkranz geschlossen ist. Hierbei muß jede Schaufel sehr genau in ihrer vorgesehenen Richtung stehen und der Schaufelkranz genau rund werden.

Mit 3 sei die erste Schaufel des herzustellenden Kranzes bezeichnet. Diese ist an einem Haltestück 4 befestigt, das mit einem Arm 5 verschraubt ist, der um eine Achse 6 mit einer Teilscheibe 7 geschwenkt werden kann. Eine neu anzuschweißende zweite

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Schaufel 8 ist in einer ortsfesten Halterung 9 eingespannt. Nachdem die Schweißnaht 2 ausgeführt ist, wird der Arm in seiner Lagerung mittels der Teilscheibe um eine Teilung nach rechts geschwenkt, daß eine neue Schaufel eingesetzt und verschweißt werden kann. Ist auf diese Weise ein Anfangssegment des Schaufelkranzes entstanden, so wird die erste Schaufel 3 von ihrer Befestigung getrennt und das Schaufelsegment entsprechend der Darstellung in Fig. 4 eingespannt. Die Einspannung erfolgt dabei so, daß die zuletzt und die zuerst geschweißte Schaufel genau in ihre Soll-Lage kommen. Die Kontrolle hierfür kann sehr einfach durch Umschwenken des Armes 5 bis in die Befestigungslage der ersten und letzten Schaufel erfolgen. Nachdem nunmehr noch die Teilscheibe? 15 genau auf Teilung gestellt ist, kann die Verschweißung sämtlicher Schaufeln durchgeführt werden.

Da bei diesem Verfahren jede neu anzuschweißende Schaufel in der gleichen Stellung zum Laufradmittelpunkt befestigt wird, können sich die beim Schweißen auftretenden Formänderungen nicht summieren. Es wird also bei der Befestigung einer neuen Schaufel jeweils die bei der voraufgegangenen Schweißung aufgetretene kleine, durch Schrumpf bewirkte Verlagerung automatisch berücksichtigt, so daß ein absolut gleichmäßiger Schaufelkranz entsteht. Da nach jeder Schweißung der schon geschweißte Kranzteil nicht festgehalten wird, sondern jedesmal nach dem Lösen der Einspannung der zuletzt angeschweißten Schaufel sich diese Schaufel entspannen kann, enthält der geschweißte Kranz keinerlei Ringspannungen.

Der fertiggeschweißte Schaufelkranz 11 und die Radscheibe 13 werden nunmehr bearbeitet und nach Fig. 5 zusammengesetzt. Daran anschließend erfolgt beidseitig die Umfangsnahtschweißung 12.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Laufrad für Axialturbinen oder -verdichter, dessen Schaufehl an einer oder an beiden Stirn-Seiten durch eine oder mehrere Umfangsschweißnähte mit der Radscheibe verbunden sind, da durch gekennzeichnet, daß jede Schaufel mit ihren Nachbarschaufeln über den ganzen Meridianquerschnitt ihres Fußes durch Schweißung verbunden ist.

2. Schaufel für das Laufrad nach dem Anspruch 1 für autogene oder Lichtbogenverschweißung mit den Nachbarschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Schaufelfuß an seinen beiden in Umfangsrichtung weisenden Seiten über seine ganze axiale Breite eine achsparallele, zur Achse hin offene, radial fast über seine ganze Erstreckung reichende, nur einen schmalen Steg belassende Schweißnut aufweist (Fig. 1).

3. Verfahren zur Herstellung eines Laufrades nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die Schaufeln einzeln nacheinander an ihren Füßen miteinander zu einem Schaufelkranz zusammengeschweißt, und zwar jede Schaufel mit der ihr im einen Drehsinn benachbarten Schaufel und dann die letzte Schaufel auch mit der ihr im anderen Drehsinn benachbarten, also der ersten Schaufel zusammengeschweißt werden, wobei die jeweils miteinander verschweißten beiden Schaufeln, sobald ihre Schweißnaht genügend erstarrt ist, aus der Haltevorrichtung ausgespannt werden, damit die Schweißnaht zwanglos schrumpfen kann, und daß danach der Schaufelkranz mit der Radscheibe verschweißt wird (Fig. 2 und 4).

4. Vorrichtung für das Zusammenschweißen der Schaufeln zum Schaufelkranz nach den Ansprüchen 2 und 3, gekennzeichnet durch eine ortsfeste Haltevorrichtung (9) für die jeweils anzuschweißende Schaufel (8) und durch eine schwenkbare Haltevorrichtung (4 bis 7) für die erste Schaufel (3) und für den werdenden Schaufelkranz, welche aus einem Haltestück (4) für die erste Schaufel (3), einem Schwenkarm (5), einer Schwenkachse (6) und einer Teilscheibe (7) besteht (Fig. 3 und 4).

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 726 950, 853 680, 884799, 914575.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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