DE115228C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft die Herstellungs- und Befestigungsweise der die Schaufeln tragenden Ringe oder Ringsectoren für Dampfturbinen, sowie eine Maschine zur Ausführung der neuen Verbindungsweise. Zweck der Erfindung ist, die einzelnen Dampftufbinenschaufeln in einfacher Weise zu festen Ringen, Halbringen oder Ringsectoren derart mit einander zu vereinen, dafs die einzelnen Schaufeln sicher befestigt . und gegebenenfalls leicht durch neue ersetzt werden können, und der Gesammtring mit dem Cylinder oder dem Laufrad der Turbine leicht verbunden werden kann.

Zur Verbindung der einzelnen Schaufeln werden geeignete Metall-, vorzugsweise Messingbä'nder zu Ringen oder Ringsectoren umgebogen und dann in den einen Rand dieser Bänder Einkerbungen eingeschnitten, in welche die Enden der Schaufeln eingesetzt werden. Die Gestalt der Einkerbungen wird so gewählt, dafs nach Umbiegen der von den Einkerbungen gebildeten Zähne die eingesetzten Enden der Schaufeln genau passend in den Einkerbungen eingeschlossen sind.

Das Einschneiden der Einkerbungen, ebenso wie das Umbiegen der Zähne nach Einlegen der Schaufeln geschieht durch eine weiter unten ausführlicher beschriebene Maschine.

Die zu einem Ringe oder Ringsector vereinigten Schaufeln können dabei durch ein oder auch mehrere solcher Bänder oder Felgen mit einander verbunden sein. Vor dem Einsetzen in den feststehenden Cylinder oder in das Laufrad der Turbine werden die mit den Schaufeln versehenen Ringe vollkommen fertig gestellt.

Die Erfindung kann sowohl für Axial- als auch für Radialdampfstrahlturbinen in gleicher Weise angewendet werden.

Auf den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht Fig. ι in schaubildlicher Darstellung die Verbindungsweise der einzelnen Schaufeln durch zwei mit Einkerbungen versehene Felgen. Fig. 2 ist eine Aufsicht des in Fig. 1 dargestellten Ringsectors, Fig. 3 ein hierzu gehöriger Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 2, und Fig. 4 eine Aufsicht auf eine einzelne Schaufel. Fig. 5 ist eine Seitenansicht . der unteren, stärkeren Felge in der Richtung des Pfeiles 1, und Fig. 6 · eine Seitenansicht der schwächeren Felge in der Richtung des Pfeiles 2 gesehen. Fig. 7 und 8 sind Seitenansichten der Felgen mit den durch die Einkerbungen gebildeten Zähnen, theils in geschlossener und theils in offener Stellung. Fig. 9 veranschaulicht im Längsschnit und Fig. 10 im Querschnitt C-D der Fig. 9 eine Paralleldampfstrahlturbine, deren Schaufeln nach vorliegender Erfindung' mit einander befestigt sind. Fig. ioa zeigt in schaubildlicher Darstellung eine Verbindungsweise zweier verschiedener Ringsectoren. Fig. 11 veranschaulicht einen Theil eines Ringsectors für eine Radialdampfstrahlturbine, und Fig. 12 ist ein Längsschnitt durch eine solche. Turbine. Fig. 13 ist eine Seitenansicht einer Maschine zum Einschneiden der Einkerbungen in die Felgen und zum Schliefsen der durch die Einkerbungen gebildeten zahn-

artigen Vorsprünge nach Einsetzen der Schaufeln. Fig. 13a ist eine Einzelheit der in Fig. 13 dargestellten Maschine. Fig. 14. ist eine Oberansicht. Fig. 15 eine Vorderansicht und Fig. 16 eine Seitenansicht der neuen Maschine in Richtung des Pfeiles 4 der Fig. 14, während Fig. 17 eine später erläuterte Einzelheit darstellt.

Bei der in den Fig. 1 bis 10 dargestellten Axialdampfstrahlturbine werden die Schaufeln c zwischen die durch Einkerbungen gebildeten Zähne e bezw. f einer stärkeren Felge α und einer schwächeren Felge b eingesetzt. Die stärkere Felge α ist so breit gehalten, dafs der Metallstreifen auch nach Einschneiden der Zähne noch genügend Festigkeit besitzt, um eine sichere Verbindung des betreffenden Ringes . mit dem Cylinder oder dem Laufrad der Turbine zu gestatten. Die Schaufeln c sind mit Einschnitten d versehen, welche um die leichtere Felge b herumgreifen (Fig. 3 und 4). Zur Erzielung einer besseren Verbindung zwischen den Schaufeln c und der stärkeren Felgen können jedoch auch die Schaufeln an der Seite der stärkeren Felge α mit um diese greifenden Einschnitten versehen sein.

Die Zähne e bezw. f der Felgen sind an ihrer Rückseite so gekrümmt, dafs ihre Oberfläche nach Umbiegen über die eingesetzten Enden der Schaufeln in einer der Aushöhlung der Schaufeln genau ' entsprechenden Fläche verläuft.

Sind die Einkerbungen in den Felgen so tief gehalten, dafs die Zähne ef nach ihrem Umbiegen noch über die obere Kante der eingesetzten Schaufeln hervorstehen, so wird das überflüssige. Metall abgedreht, bis die oberen Kanten der Zähne mit denen der Schaufeln genau abschliefsen.

Die fertigen Ringe oder Ringsectoren werden mit der stärkeren Felge α, welche sich zweckmäfsig. nach unten schwalbenschwanzförmig etwas verbreitern kann, in entsprechende Rinnen des feststehenden Cylinders oder Gehäuses z, sowie der auf der Welle g aufgekeilten Trommel h des Laufrades befestigt. Die stärkere Felge a dient dazu, den die Schaufeln tragenden Ring mit dem Cylinder oder dem Laufrad der Turbine zu verbinden, während die leichteren Felgen b die Enden der Schaufeln c in ihrer gegenseitigen Lage festhalten (Fig. 9). Zweckmäfsig verwendet man für die untere, stärkere Felge einen möglichst breiten Metallstreifen, damit, wie aus Fig. 9 ersichtlich, die meistens aus Stahl oder Eisen gebildete Lauftrommel von dem Messingringe bedeckt oder geschützt wird.

Nach Einsetzen der fertigen Ringe werden die Zähne e einzeln verstemmt, so dafs sie sich vollkommen fest in die Rinnen einlegen. Man kann auch an den Seiten der Felgen in die Rinnen Streifen aus weichem Metall einsetzen und die Felgen mit diesen verstemmen.

Zur Verbindung der letzten Schaufeln zweier zusammenstofsender Ringhälften oder Ringsectoren dienen, wie aus Fig. ioa ersichtlich, durch Bohrungen in den Schaufeln gehende Stifte 20, welche mit den einzelnen Schaufeln verlöthet oder verschweifst werden. Um die Schaufeln an der Verbindungsstelle zweier Hälften möglichst sicher zu befestigen, werden die letzten Schaufeln vortheilhaft auch mit den Zähnen e der Felge α verlöthet oder verschweifst.

In den Fig. 11 und 12 ist die neue Verbindungsweise der Turbinenschaufeln zu Ringen, sowie die Verbindung der fertigen Ringe mit dem Cylinder oder dem Laufrad bei einer Radialdampfstrahlturbine veranschaulicht. Sowohl der die feststehenden Ringe tragende Cylinder, als auch das die beweglichen Ringe tragende Laufrad sind bei dieser Anordnung aus mehreren Theilen i bezw. h hergestellt.

Einzelne Theile der Ringe (vortheilhaft der feststehenden Ringe) können ohne Schaufeln bleiben, so dafs dadurch die wirksame Angriffsfläche für den Dampf vermindert wird. Es liegt hierin ein geeignetes Mittel, die Expansion des Dampfes zwischen den einzelnen Schaufelsätzen abzustufen.

Zur Herstellung der Felgen für die neue Verbindungsweise werden geeignete' Metallbänder zu Ringen oder Ringsectoren umgebogen, in concentrische Rinnen einer Metallscheibe eingesetzt, auf einer Drehbank auf beiden Seiten genau abgedreht und dann mit der Metallscheibe zu der in den Fig. 13 bis 17 dargestellten Maschine gebracht. Auf der Zeichnung wird der Einfachheit der Darstellung wegen nur ein als Felge dienendes Band a in der Maschine bearbeitet.

Die Maschine besitzt einen runden Werktisch w, welcher in bestimmten Zwischenräumen um einen kleinen Winkel gedreht wird, der mit Hülfe von durch ein Sperrrad bethätigten Wechselrädern geregelt werden kann. Der Winkel richtet sich nach dem erforderlichen Abstand zweier benachbarter Schaufeln.

Oberhalb des Werktisches w ist ein Schlitten t angeordnet, der seine Auf- und Abwärtsbewegung durch einen 'Kurbelzapfen r und Stange s von der Welle q erhält. Ein Rahmen k, in dem die von der Riemscheibe χ angetriebene Spindel _p mit Schneidscheibe / läuft, ist an seinem einen Ende am Maschinengestell bei m drehbar befestigt und wird an seinem anderen Ende von dem Schlitten t mittelst Stiftes \ getragen. Der Rahriaen k wird von einem unter der Wirkung der Feder 2 stehenden, in dem Schlitten t gelagerten Plunger / gegen den Stift ^ gedrückt. Bei jedem Niedergange des Schlittens t schneidet die' Schneidscheibe / einen Zahn oder eine Einkerbung in das auf der Metallscheibe 16 be-

festigte Arbeitsband α. Stöfst die Schneidscheibe bei der Bearbeitung auf einen gröfseren Widerstand, so giebt die Feder 2 nach und verhindert dadurch eine Beschädigung der Schneidscheibe.

Die Schneidscheibe arbeitet in beinahe radialer Stellung, und da der Tisch w quer zu ihr bewegt wird, so kann jeder Theil des Werkstückes unter die Schneidscheibe gebracht werden. Mit dem Schlitten t verbunden ist vor der ' Schneidscheibe ein Stempel u angebracht, der dazu dient, die Zähne über die von Hand in die Einkerbungen gelegten Schaufeln umzubiegen. Der Hub des Schlittens t, des Stempels u und der Schneidscheibe / ist mit Hülfe der auf dem Kurbelzapfen r einstellbar angebrachten excentrischen Hülse 3 regelbar gemacht. Um die Schneidscheibe aufser Arbeitsstellung bringen zu können, sind mit dem Rahmen k bei 4 Glieder η verbunden, mittelst deren der Rahmen durch eine von Handgriff 5 bethätigte, in Schlitzen der Glieder η gelagerte Kurbelwelle ο abgehoben werden kann (Fig. 13 und 13a).

Der Stempel u kann sowohl in senkrechter, als auch waagrechter Richtung eingestellt werden und ist bei 6 drehbar angeordnet, um aufser Arbeitsstellung gebracht werden zu können.

Zur Drehung des Arbeitstisches iv in bestimmten Zwischenräumen wird der mit einer Rolle versehene Hebel q mit Hülfe einer Daumenscheibe von der Welle q aus bethätigt (Fig. 1.4, ι 5 und 16). Der Hebel 9 ist auf das obere Ende einer senkrechten Welle 7 ' aufgesetzt, an- deren unterem Ende der Hebel 8 angebracht ist und die durch eine an den Hebel 13 angreifende Feder 15 (Fig. 17) nach einer bestimmten Richtung gedreht wird. Der gröfste Winkel, den der Hebel 13 und die Welle 7 ■ beschreiben kann, wird durch eine Stellschraube 15 begrenzt, deren Lage dadurch auch die Drehung der von dem Hebel 8 aus mittelst Stange 10 bethätigten Sperrvorrichtung 11 bestimmt (Fig. 14 und 15). Das Sperrrad 11 · überträgt seine Drehung auf die Wechselräder 12 und bewirkt dadurch die Drehung des Tisches w um den gewünschten Winkel. Letzterer kann durch Aenderung der Wechselräder, sowie Einstellung der Stellschraube ι 5 geregelt werden.

Werden die Schaufeln durch zwei oder mehrere Felgen zusammengehalten, so wird auch die vorhin beschriebene Maschine mit der entsprechenden Anzahl von Schneidscheiben und Stempeln versehen.

Selbstverständlich kann die Anordnung der Maschine zur Ausführung der beschriebenen Verbindungsweise in mancherlei Weise abgeändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So können beispielsweise die Schneidscheiben in waagrechter, anstatt in senkrechter Ebene arbeitend angeordnet werden , wobei eine Schneidscheibe zum Einschneiden der Zähne in mehrere dicht neben einander gestellte Felgen verwendet werden könnte.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Schaufelkränzen für Dampfturbinen, dadurch gekennzeichnet, dafs Ringe oder Ringsectoren durch ein oder mehrere entsprechend gebogene Metallbänder gebildet werden, in die zur Aufnahme der Schaufeln Einkerbungen eingeschnitten werden, welche die eingelegten Enden der Schaufeln nach Umbiegen der durch die Einkerbungen entstandenen Zähne genau passend einschliefsen.

2. Schaufelkränze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs die Schaufeln in Einkerbungen eines oder mehrerer Ringe durch um sie greifende Zähne gehalten und die Ringe mit einem möglichst breit ausgebildeten Rand (α) in Rinnen der feststehenden oder beweglichen Theile der Turbine eingesetzt und befestigt werden.

3. Maschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs in die auf einem in bestimmten Zwischenräumen gedrehten Tisch befindlichen Felgen oder Metallbänder durch eine auf- und abwärts bewegliche Schneidscheibe Ein-

. kerbungen eingeschnitten und die von den Einkerbungen gebildeten Zähne von einem hin - und hergehenden Stempel über die eingelegten Schaufeln geschlossen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.