DE1134472B

DE1134472B - Laufrad fuer Axialstroemungskompressoren

Info

Publication number: DE1134472B
Application number: DEG23543A
Authority: DE
Inventors: Louis Harold Lechthaler; Seymour Jacob Feinberg; Henry Lebaron Whited
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1956-12-17
Filing date: 1957-12-16
Publication date: 1962-08-09
Also published as: FR1192330A; US2931625A; GB827264A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad für kleine, beispielsweise zum Einbau in Flugzeuge bestimmte Axialströmungskompressoren mit einem Radkranz, der wenigstens eine Schaufelnut aufweist, die rings um den Umfang verläuft und mit einer Einführungsöffnung für die Schaufelfüße versehen ist, sowie mit einer Anzahl von Schaufehl, von denen jede einen Sockel und einen Fuß aufweist, wobei der Fuß jeder Schaufel gleitbar in der Schaufelnut sitzt.

Es sind Laufräder dieser Art bekannt, bei denen die Schaufeln nach dem Einsetzen in der Schaufelnut durch mehrteilige Schaufelschlösser befestigt sind. Die Herstellung derartiger Schaufelschlösser erfordert einen verhältnismäßig großen Arbeitsaufwand. Durch ihre Unterbringung auf dem Laufrad wird dieses zudem in erheblichem Maße geschwächt.

Bei anderen bekannten Laufrädern wird der Rand einer die Einführungsöffhung bildenden Erweiterung der Schaufelnut aufgestemmt und nach dem Einsetzen der Schaufeln wieder zurückgestemmt. Diese Arbeit ist zeitraubend und teuer. Sie ist außerdem mit erheblichen Materialbeanspruchungen verbunden, die eine Wiederholung, beispielsweise zum Auswechseln der Schaufeln, nicht beliebig oft zulassen.

Schließlich ist es auch bekannt, die Schaufehl von innen her in die Schaufelnut einzusetzen. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die Laufradtrommel bei jedem Auswechseln von Schaufeln ausgebaut werden muß, was eine zusätzliche zeitraubende Arbeit erforderlich macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Laufrad so auszubilden, daß die Zeit für die Fertigung und der Arbeitsaufwand zum Anbringen und Lösen der einzelnen Schaufeln auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden und daß die Schaufeln einzeln angebracht oder entfernt werden können, ohne daß hierzu das Laufrad aus der Anlage ausgebaut zu werden braucht.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nach dem Einbau die Schaufeln so angeordnet sind, daß die Füße von zwei Schaufehl zum Teil in der Einführungsöffnung und zum Teil in der Schaufelnut stehen, daß die in axialer Richtung verlängerten Sockel dieser beiden Schaufehl in eine an der einen Seite der Schaufelnut vorgesehene Ausnehmung begrenzter Länge ragen, und daß die beiden verlängerten Schaufelsockel zwischen dem einen Ende der Ausnehmung und einer nahe dem anderen Ende der Ausnehmung angebrachten Schraube festgelegt sind.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt eine sehr einfache Konstruktion des Laufrades, da lediglich an Laufrad für Axialströmungskompressoren

Anmelder:

General Electric Company,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E.Prinz

und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,

München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. Dezember 1956 (Nr. 628 682)

Louis Harold Lechthaler, Lynnfield, Mass.,

Seymour Jacob Feinberg, West Peabody, Mass.,

und Henry Lebaron Whited, Little Nahant, Mass.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

der einen Seite der Schaufelnut eine Ausnehmung anzubringen ist, in der eine Schraube sitzt. Das Laufrad wird hierdurch kaum geschwächt. Außerdem sind bei zwei Schaufehl die Sockel in radialer Richtung etwas verlängert; im übrigen sind alle Schaufeln gleich.

Mit diesen sehr einfachen und billigen Maßnahmen kann der Ein- und Ausbau der Schaufeln leicht und schnell ohne Ausbau und Zerlegen des Laufrades durchgeführt werden. Die Schaufeln werden einfach der Reihe nach in die Einführungsöffnung eingesetzt und längs der Schaufelnut verschoben. Die beiden mit verlängerten Sockeln versehenen Schaufeln werden als letzte eingesetzt, und dann wird der ganze Schaufelkranz etwas in der Schaufelnut verschoben, so daß die beiden letzten Schaufeln die richtige Lage einnehmen. Die Schraube hält dann sämtliche Schaufeln unverrückbar fest.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, daß zum Ein- und Ausbau der Schaufeln keine besonderen Werkzeuge erforderlich sind. Das Einsetzen der Schaufeln erfolgt von Hand, und auch das Verschieben des ganzen Schaufelkranzes ist bei kleinen Turbinen ohne weiteres von Hand möglich.

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Gegebenenfalls kann durch Klopfen mit einem alle Schaufeln als eine Einheit in der Nut bewegt

Kunststoffhammer nachgeholfen werden. Es ist dann werden können.

lediglich noch ein Schraubenzieher zum Anziehen der Die Schaufelfüße 14 werden in den Schaufelhalte-Sicherungsschraube erforderlich. schlitz 10 über eine Einführungsöffnung 24 (Fig. 5) Es ist zu bemerken, daß bei dem Laufrad nach der 5 eingesetzt. Diese ist um so viel breiter als die Erfindung alle auf die Schaufehl einwirkenden Kräfte Schaufelnut 10 und die breiten Abschnitte 11a der unmittelbar vom Radkranz aufgenommen werden. Schaufelfüße, daß diese eingesetzt und dann in eines Die Sicherungsschraube ist im normalen Betrieb der Enden 26 oder 26 a der Nut 10 geschoben werkeinen Belastungen ausgesetzt, da sie lediglich ein den können.

Verschieben des ganzen Schaufelkranzes in der Um- io Auf der Höhe der Einführungsöffnung 24 ist an

fangsrichtung verhindern soll. der einen Seite der Schaufelnut 10 eine seitliche Aus-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nehmung 28 gebildet. Das eine Ende 27 der Ausneh-

Zeichnung dargestellt. Darin zeigt mung ist gekrümmt, und das andere Ende 32 der

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Abschnitt eines Ausnehmung bildet einen rechtwinkeligen Absatz.

Laufrades, 15 Wenn alle Schaufeln in der Nut 10 angebracht sind

Fig. 2 eine Oberansicht des in Fig. 1 dargestellten (Fig. 5), so daß ihre Seitenkanten 22 aneinander an-

Laufradabschnittes, stoßen, stehen der Fuß und der Sockel einer Schaufel

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des Verriegelungs- 12 a teilweise in dem einen Endabschnitt 26 a der

mechanismus von Fig. 2, Nut 10 und teilweise in der Einführungsöffnung 24,

Fig. 4 eine Ansicht nach Linie 4-4 von Fig. 2, 20 und der Fuß und der Sockel einer weiteren Schaufel

Fig. 5 eine Oberansicht zur Darstellung der Ein- 12 b stehen teilweise in dem anderen Endabschnitt

führungsöffnung, 26 des Schlitzes 10 und teilweise in der Einführungs-

Fig. 6 einen Schnitt nach Linie 6-6 von Fig. 2 und öffnung 24. Die einander zugewendeten Seitenkanten

Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht einer der Schaufeln 22 der Schaufeln 12 a und 12 Z> stoßen aneinander an

von Fig. 1. 25 (Fig. 6).

Das in Fig. 1 dargestellte Laufrad besteht aus einer Die Sockel 16 dieser beiden Schaufeln 12 a und im wesentlichen zylindrisch geformten hohlen Trom- 12 b haben eine größere axiale Breite als die Sockel mell, deren eines Ende bei la leicht verjüngt ist und 16 der anderen Schaufehl und ragen seitlich in die dann nach innen in einen Endflansch 2 ausläuft, Ausnehmung 28. Wie in Fig. 4 und 7 dargestellt ist, welcher mittels Schraubenbolzen 3 an einem Ab- 30 ist die Ausnehmung 28 so geformt, daß sie die seitschlußglied4 befestigt ist, das an der Antriebswelle Hch hervorstehenden Verlängerungen 30 α satt aufder Turbine befestigt ist. Der andere Endflansch 5 nimmt, so daß die Oberseiten der Sockel 16 a, wie die der Trommel 1 ist mittels Schrauben 6 an einem Ab- Oberseiten der anderen Sockel 16, mit der Umfangsschlußglied 7 befestigt, welches entweder an der fläche der Trommel 1 glatt abschneiden. Mit Aus-Turbinenwelle befestigt oder mit dem Ende der Lauf- 35 nähme der seitlich hervorstehenden Verlängerungen radtrommel der nächsten Kompressorstufe ver- 30 a der Sockel 16 a sind die Schaufeln 12 a und 12 b bunden ist. den anderen Schaufeln 12 gleich.

Die Trommeil weist im Abstand voneinander Die seitlich hervorstehenden Verlängerungen30α befindliche verdickte ringförmige Abschnitte 8 auf, der Sockel 16 a werden zwischen dem einen Ende 32 welche rings um den Umfang gehen und in nach 40 der Ausnehmung 28, an welcher die Seitenkante 30 innen ragende ringförmige Rippen 9 auslaufen. der Verlängerung 30 α der Schaufel 12 a anliegt, und Am Umfang der Trommel 1 ist in den verdickten einem schmalen Schaftteil 34 einer Madenschraube Abschnitten 8 eine Anzahl von Schaufelnuten 10 mit 35 verriegelt, welche an der Kante 36 der Verlängeschwalbenschwanzförmigem Querschnitt angebracht, rung 30 a der Schaufel 12 b angreift und von einer welche rings um den Umfang laufen. 45 Gewindeöffnung 40 nach außen ragt. Die Gewinde-Jede Nut 10 (Fig. 4, 6 und 7) besteht aus einem öffnung 40 ist so tief, daß die Schraube 35 einunteren breiteren Abschnitt 11, welcher nach oben schließlich des Schaftteils 34 vollständig eingeschraubt in einen schmalen Halsteil 13 ausläuft, der sich werden kann. Dann sind die Verlängerungen 30 a seinerseits bei 15 nach außen erweitert. In jeder Nut nicht mehr gegen eine Bewegung in der Ausnehmung 10 sitzen gleitbar die schwalbenschwanzförmigen 50 28 verriegelt, so daß die Schaufeln in der zuvor beFüße 14 einer Anzahl Schaufehl 12. Jeder Schaufel- schriebenen Weise aus der Nut 10 entnommen bzw. fuß 14 besitzt einen verbreiterten unteren Abschnitt in diese eingesetzt werden können. 11a, welcher von dem Teil 11 der Nut aufgenommen Wenn die Schaufeln in der in Fig. 2 dargestellten wird, einen engen Halsteil 13 a, welcher in den engen Weise eingesetzt sind, liegt die Kante 36 der Schaufel Halsteil 13 der Nut eingreift, und einen sich nach 55 12 b über einem Teil der Öffnung 40, so daß sie mit oben erweiternden Abschnitt 15 α, welcher in dem einem zwischen dem Schaftteil 34 und den Gewindeentsprechenden Abschnitt 15 der Nut sitzt. Der sich gangen der Schraube 35 vorhandenen Absatz 44 zum nach oben erweiternde Abschnitt 15 a jedes Schaufel- Eingriff kommt, wenn die Schraube aus der Öffnung fußes läuft nach oben in einen flachen, etwa recht- heraus in die in Fig. 2 und 4 gezeigte Verriegelungseckigen Sockel 16 aus, der seinerseits nach oben in 60 stellung bewegt wird. Dadurch wird ein ungewolltes den eigentlichen Schaufelteil 18 übergeht. Entfernen der Schraube aus der Öffnung verhindert. Die Schaufelnut 10 ist so geformt, daß die Ober- Da einerseits nach dem Einbau der Schaufeln die Seiten der Sockel 16 mit der Umfangsfläche der Seitenkanten 22 der Sockel 16 und 16 a aller Trommel 1 abschneiden. Die einander zugewandten Schaufehl aneinander anliegen, so daß keine davon Seitenkanten 22 der Sockel 16 stoßen aneinander an, 65 in der Nut 10 bewegt werden kann, ohne eine Bewewenn alle Schaufeln eingebaut sind, so daß dann eine gung aller übrigen Schaufeln hervorzurufen, und anGleitbewegung einer Schaufel in der Nut relativ zu dererseits die Verlängerungen 30 a gegen eine Beden übrigen Schaufeln nicht möglich ist, sondern nur wegung in der Ausnehmung 28 verriegelt sind, wird

allein durch die Schraube 35 eine Gleitbewegung aller Schaufeln in der Schaufelnut 10 verhindert.

Die Ausnehmung 28 ist so lang, daß nach dem vollständigen Einschrauben der Schraube 35 in die Öffnung 40 die Verlängerungen 30 a in der Ausnehmung 28 so weit zum Ende 27 hin bewegt werden können, daß der Schaufelfuß 12 a aus dem Ende 26« der Nut 10 heraus und vollständig in die Einführungsöffnung 24 gelangt. Dann kann die Schaufel 12 α aus der Einführungsöffnung herausgehoben werden. Anschließend können die übrigen Schaufeln dadurch entnommen werden, daß sie der Reihe nach in die Einführungsöffnung 24 geschoben und aus dieser herausgehoben werden. Wenn die Verlängerung 30 α der ersten Schaufel 13 a in der Ausnehmung 28 so verschoben wird, daß der Fuß dieser Schaufel in die Einführungsöffnung 24 gelangt, wird die gesamte Schaufelreihe als eine Einheit in der Nut 10 verschoben, und dabei wird der Fuß der Schaufel 12 b weiter in das Ende 26 der Nut 10 hineinbewegt.

Zum Einbau der Schaufeln werden einzeln nacheinander die Füße aller Schaufeln 12 über die Einführungsöffnung 24 in die Nut 10 eingeführt, während die Schraube 35 in die Öffnung 40 eingeschraubt ist. Dann wird der Fuß der Schaufel 12 b über die Einführungsöffnung 24 in das Ende 26 der Nut 10 eingeführt und darin verschoben, bis die Kante 36 der Verlängerung 30 α am Ende 27 der Ausnehmung 28 anschlägt. Die Ausnehmung 28 ist so lang, daß dann die Einführung des Fußes und des Sockels der Schaufel 12 a in die Einführangsöffnung 24 und die Ausnehmung 28 ermöglicht wird. Dabei passen die Seitenkanten 22 des Sockels 16 a genau zwischen die Seitenkanten 22 der Sockel der benachbarten Schaufel 12 und der Schaufel 12 b. Daraufhin werden die Verlängerungen 30 a in der Ausnehmung 28 auf das Ende 32 hin bewegt, bis die Kante 30 an dem Ende 32 anliegt. Gleichzeitig gleiten alle Schaufeln in der Schaufelnut 10 gemeinsam in die in Fig. 2 gezeigte Lage, in welcher die Schaufelfüße der Schaufeln 12 α und 12 b teilweise in der Einführungsöffnung 24 und teilweise in den Endabschnitten der Nut 10 stehen. Nachdem die Schaufeln in diese Lage bewegt worden sind, wird die Schraube 35 aus der Öffnung 40 mittels eines Schraubenziehers herausgeschraubt, bis die Schulter 44 an der Unterseite der über der Öffnung liegenden Verlängerung 30 α der Schaufel 12 & anliegt. Die Schaufeln sind nun eingebaut, und das Laufrad ist fertig für den Gebrauch.

Bei der Drehung des Laufrades versucht die Zentrifugalkraft die Schraube 35 aus der Öffnung 40 herauszubewegen, wodurch die Schulter 44 noch fester in Berührung mit der Unterseite der über der Öffnung liegenden Verlängerung 30 a der Schaufel 12 b gedruckt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Laufrad für kleine, beispielsweise zum Einbau in Flugzeuge bestimmte Axialströmungskompressoren mit einem Radkranz, der wenigstens eine Schaufelnut aufweist, die rings um den Umfang verläuft und mit einer Einführangsöffnung für die Schaufelfüße versehen ist, sowie mit einer Anzahl von Schaufeln, von denen jede einen Sokkel und einen Fuß aufweist, wobei der Fuß jeder Schaufel gleitbar in der Schaufelnut sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einbau die Schaufeln (12) so angeordnet sind, daß die Füße (14) von zwei Schaufeln (12α, 12b) zum Teil in der Einführangsöffnung (24) und zum Teil in der Schaufelnut (10) stehen, daß die in axialer Richtung verlängerten Sockel (16) dieser beiden Schaufeln (12 a, 12 b) in eine an der einen Seite der Schaufelnut (10) vorgesehene Ausnehmung (28) begrenzter Länge ragen, und daß die beiden verlängerten Schaufelsockel (16) zwischen dem einen Ende (32) der Ausnehmung (28) und einer nahe dem anderen Ende der Ausnehmung angebrachten Schraube (35) festgelegt sind.

2. Laufrad nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (35) radial zum Laufrad so angebracht ist, daß sie aus dem Laufrad heraus in die Verriegelungsstellung und in das Laufrad hinein in die Entriegelungsstellung bewegt werden kann.

3. Laufrad nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (35) einen Schaftteil (34) aufweist, welcher mit der Kante (36) des Schaufelsockels (16) zum Eingriff kommt, um eine Gleitbewegung der Schaufel zu verhindern, und einen Absatz (44) besitzt, welcher sich an die Unterseite des Schaufelsockels (16) anlegt, um ein vollständiges Austreten der Schraube (35) zu verhindern.

4. Laufrad nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer hohlen, im wesentlichen zylindrischen Trommel (1) besteht, die auf ihrer Außenseite angeordnete Schaufelnuten (10) zugeordnete, radial nach innen ragende, ringförmige Rippen (9) aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 809 689, 803 181; schweizerische Patentschrift Nr. 240 276; »The Oil Engine«, Mai 1956, S. 31.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen