DE1247335B

DE1247335B - Stroemungsmaschinen-Laufrad

Info

Publication number: DE1247335B
Application number: DER42986A
Authority: DE
Inventors: John Gregory Keenan
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1965-04-02
Filing date: 1966-04-01
Publication date: 1967-08-17

Description

Strömungsmaschinen-Laufrad Die Erfindung betrifft ein Strömungsmaschinen-Laufrad, :dessen Schaufeln gegabelten Fuß mit hinterschnittenen Innenflanken, die in Ringnuten der beiden Stirnseiten der Laufradscheibe eingreifen, aufweisen und auf die Scheibe-aufgesetzt werden, ohne daß eine Schaufeleinfüllöffnung oder ein Schaufelschloß nötig wäre.
Bei den bekannten Laufrädern jener Art muß, während die Schaufeln auf die Scheibe .gesetzt werden, ihr Fuß verformt, nämlich muß seine Gabel so weit gespreizt werden, daß die Vorsprünge ,ihrer Innenflanken über die Vorsprünge der Stirnflächen der Scheibe gleiten können. Dadurch wird die Gabel bei einer jener bekannten Bauarten angeblich nur elastisch verformt, aber bei den anderen - und vermutlich auch bei ,dieser :einen - wird sie über die Fließgrenze verformt und müssen daher ihre Zinken, nachdem die Schaufeln auf die Scheibe aufgesetzt sind, an die Scheibe eigens angepreßt werden. Diese zweimalige über die Fließgrenze hinausgehende Verformung und das Wiederanpressen der Gabel an die Scheibe schwächen den Werkstoff bzw. verteuern die Herstellung und sind .daher unerwünscht; -sie sollen durchdie Erfindung vermieden werden.
Bekannt sind Strömungsmaschinen-Laufräder, deren Radscheibe aus zwei axial nebeneinander ,angeordneten Einzelscheiben besteht, zwischen denen die - dort nicht gegabelten - Schaufelfüße eingespannt sind und die an ihren einander zugewandten Stirnseiten Ringnuten aufweisen, in die die hinterschnittenen - dort .auswärts gerichteten -Flanken der Schaufelfüße eingreifen; auch bei diesen - Rädern sind eine Schaufeleinfüllöffnung und ein Schaufelschloß unnötig, denn ihre beiden Scheiben sind beim Einlegen der Scheiben voneinander entfernt und werden .erst nach dem Einlegen der Schaufeln aneinandergepreßt.
Dieses bekannte Verfahren des Zusammenbaues, nämlich die beiden Einzelscheiben, während die Schaufeln eingelegt werden, voneinander zu entfernen und säe, nachdem die Schaufeln eingelegt sind, aneinanderzurücken, will die Erfindung sinngemäß auf Schaufelräder, deren Schaufeln gegabel= ten Fuß haben, anwenden.
Die Erfindung besteht darin, .daß a) die Scheibe in an sich bekannter Weise aus zwei axial nebeneinander angeordneten, -axial relativ zueinander verschiebbaren und aneinandergeschraubten Einzelscheiben besteht, b) die Ringnuten sich auf den einander abgekehrten Stirnseiten der Einzelscheiben befinden, c) die Scheiben, während _die Schaufeln auf sie aufgesetzt werden, einander nahe und, nachdem die Schaufeln auf sie aufgesetzt sind, so weit voneinander entfernt sind, @daß die Vorsprünge der Schaufelfuß-Innenflanken in die Nutender Radscheibe eingreifen.
Die beiden Einzelscheiben können in ihrer voneinander entfernten Stellung gehalten werden durch Klauen, die sich an den einander zugekehrten Seiten .der Scheiben befinden und mit ihren Stirnflächen aneinanderliegeri, und in ihre zum Ausbau und Einbau der Schaufeln nötige, einander nahe Stellung gebracht werden, indem die Scheiben relativ zueinander so verdreht werden, daß die Klauen der einen Scheibe vor den Klaüenlücken der anderen Scheibe stehen. Die Zeichnung zeigt in F i g.1 eine Seitenansicht eines Gasturbinenstrahltriebwerks mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Laufrad, F.i g. 2 einen Axialschnitt eines Teils des Laufrades in größerem Maßstab, F.i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 gemäß F i g. 2, F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 gemäß Fig.2, F i g. 5 in größerem Maßstab eine Teilschnittansicht der miteinander in Eingriff gelangenden Verzahnungen von Scheibe und Schaufelfuß. Das z. B. als Hubtriebwerk :ausgebildete Gasturbinenstrahltriebwerk 10 weist eine Axialturbine 11 auf, deren Rotor 12 aus zwei auf der Hauptwelle 13 des Triebwerks 10 festgelegten Scheiben 12 a und 12 b besteht. Auf den einander .abgekehrten Stirnseiten der Einzelscheiben 12 a und 12 b sind Ringnuten 14 a,14 b vorgesehen. Die Turbinenschaufel 17 weist einen gegabelten Schaufelfuß 16 a,16 b auf, dessen Innenflanken 15 a,15 b in die Nuten 14 a,14 b eingreifen. An den einander zugekehrten Seiten der Scheiben sind auf gleichem Radius im Winkelabstand zueinander Klauen 19 bzw. Klauenlücken 18 vorgesehen. Die beiden Einzelscheiben 12 a,12 b werden in ihrer voneinander entfernten Stellung durch die Klauen 19 gehalten, die mit .ihren Stirnflächen aneinanderliegen; in ihre zum Ausbau und Einbau der Schaufel nötige Stellung werden die Scheiben gebracht, indem sie relativ zueinander so verdreht werden, daß die Klauen 19 der einen Scheibe in die Klauenlücken 18 der anderen Scheibe eingreifen.
.Die Scheiben 12a und 12b tragen Lageransätze 21 a und 21 b mit Bohrungen 22, durch die. Bolzen 23 geführt sind, die die Scheiben miteinander und mit der Welle 13 verbinden.
F i g. 5 zeigt die Vorsprünge der Schaufelfußinnenflanken, die in die Nuten,der Radscheibe eingreifen, in größerem Maßstab. Diese- Nuten und Vorsprünge sind zahnförmig ausgebildet, wobei zwischen der (achsparallelen) Horizontalen und der Flanke der Zähne 15 b ein Winkel c liegt. -Hierdurch wird die Reaktionskraft zwischen den Zähnen 15 b und den Seiten der Nuten 14 b in zwei Komponenten, nämlich die Komponente R1 (Zentrifugalkraft) und eine senkrecht hierzu stehende Komponente R2 aufgespalten, wodurch hie Zähne 15 b in Eingriff mit der Radscheibe gehalten werden.
Ein gleicher Winkel c besteht zwischen den Flanken .der Zähne 15 a und der Horizontalen, wodurch eine gleiche Kraft .auf die Zähne 15 a ausgeübt wird, um sie Zn Eingriff mit den Nuten 14 a zu bringen.

Claims

Patentansprüche: 1. Strömungsmaschinen-Laufrad, dessen Schaufeln gegabelten Fuß mit hinterschnittenen Innenflanken, ' die in Ringnuten der beiden Stirnseiten der Laufradscheibe eingreifen, aufweisen und auf die Scheibe aufgesetzt werden, ohne daß eine SchaufeleinfüllöfEnung oder ein Schaufelschloß -nötig wäre, dadurch gekennzeichnet, daß a) die Scheibe in an sich bekannter Weise aus zwei axial nebeneinander angeordneten, axial relativ zueinander verschiebbaren und aneinandergeschraubten Einzelscheiben besteht, b) die Ringnuten sich auf den einander abgekehrten Stirnseiten der -Einzelscheiben befinden, c) die Scheiben, während die Schaufeln auf sie aufgesetzt werden, einander nahe und, nachdem die Schaufeln auf sie aufgesetzt sind; so weit voneinander entfernt sind, daß die Vorsprünge der Schaufelfuß-Innenflanken in die Nuten der Radscheibe eingreifen.
2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einzelscheiben in ihrer voneinander entfernten Stellung gehalten werden durch Klauen, die sich an den einander zugekehrten Seiten der Scheiben befinden und mit ihren Stirnflächen aneinanderliegen, und in ihre zum Ausbau und Einbau der Schaufeln nötige, einander nahe Stellung gebracht werden, indem die Scheiben relativ zueinander so verdreht werden, daß die Klauen der einen Scheibe vor den Klauen-Lücken der-anderen Scheibe stehen. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 1248 462, 1269 540; 1269 541, 1718 030, 2 981517: