DE1476737B1

DE1476737B1 - Scheibenlaeufer fuer Turbinen

Info

Publication number: DE1476737B1
Application number: DE1965C0035966
Authority: DE
Inventors: Huebner Jun George John; Amedee Roy
Original assignee: Chrysler Corp
Current assignee: Old Carco LLC
Priority date: 1964-05-27
Filing date: 1965-05-26
Publication date: 1970-11-26
Also published as: GB1084967A; FR1444888A; US3262676A; GB1084968A; US3262675A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Scheibenläufer für F i g. 3 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene

Turbinen mit einer Schaufeln an einem Nabenkranz Teilschnittdraufsicht eines Scheibenläufers gemäß

tragenden Nabe, wobei radial innerhalb des Naben- Fig. 1;

kranzes in der Nabe Aussparungen vorgesehen sind, F i g. 4 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene

die beiderseits von Stegen begrenzt sind, die sich in 5 Teilquerschnittansicht nach der Linie IV-IV der

Achsrichtung der Schaufeln befinden. F i g. 1 und 2;

Ein solcher Scheibenläufer ist aus der USA.- F i g. 5 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene

Patentschrift 2 836 392 bekannt. Teilansicht des Scheibenläufers gemäß Fig. 1;

Bei diesem bekannten Scheibenläufer endet jeder F i g. 6 ist eine der F i g. 2 ähnliche Teilschnitt-Steg am Außenende in einer Platte, an die der Fuß ίο ansieht, in der weitere Einzelheiten einer weiteren jeweils einer getrennten sich radial erstreckenden Ausführungsform wiedergegeben sind;
Schaufel befestigt ist. Jede Platte ist durch einen klei- F i g. 7 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene nen Zwischenraum in Umfangsrichtung von der Ansicht eines Teiles der Darstellung von F i g. 5.
nächsten Platte getrennt, und zwar zur Aufnahme Gemäß der Zeichnung weist ein Scheibenläufer von Schwingungsbewegung, die während des Betrie- 15 eine Nabe 1 auf, die einen Nabenkranz 3 aufweist, bes durch die Schaufelschwingung und durch andere an dem Schaufeln 2 befestigt sind. Radial innerhalb Kräfte induziert wird. Zur Dämpfung der Schwin- des Nabenkranzes 3 sind in der Nabe 1 Aussparungungsbewegung und zur Abdeckung der axialen gen 4 vorgesehen, die beiderseits von Stegen 4 α beÖffnungen im Scheibenläufer weist der bekannte grenzt sind, die sich in Achsrichtung der Schaufeln 2 Scheibenläufer zwei Abdeckscheiben auf, die an der 20 befinden.

Nabe befestigt und durch diese im Abstand vonein- Die Aussparungen 4 haben eine solche Gestalt, daß

ander gehalten sind. Die Ausführung des bekannten die Stege 4 α an ihren radial inneren Enden über einen

Scheibenläufers ist zufolge der Notwendigkeit, zwei gebogenen Teil 8, und am radial äußeren Ende über

zusätzliche Abdeckscheiben zum Abdecken der einen dachförmigen Teil 8 α miteinander verbunden

axialen öffnungen im Scheibenläufer vorzusehen, sehr 25 sind. Auf diese Weise wird an der Verbindungsstelle

schwer und teuer. der radial äußeren Enden der Stege 4 α die Wand-

Es liegt die Aufgabe vor, einen Scheibenläufer zu stärke des Nabenkranzes 3 verringert, wie es nachschaffen, bei dem die Nachteile des bekannten Schei- stehend noch im einzelnen erläutert ist.
benläufers vermieden sind. Der Nabenkranz 3 ist einteilig ausgebildet und

Diese Aufgabe wird bei einem Scheibenläufer der 30 weist, wie insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich, zwi-

eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch sehen den Schaufeln 2 Schlitze 5 und 6 auf. Die

gelöst, daß der Nabenkranz einteilig ausgebildet ist Schlitze 5 und 6 erstrecken sich so weit zur Mitte des

und beidseitig Schlitze zwischen den Schaufeln auf- Nabenkranzes 3, daß zwischen ihnen eine Sollbruch-

weist, die den Nabenkranz an dieser als Sollbruch- stelle 7 gebildet ist. Hierdurch wird der Nabenkranz 3

stelle ausgebildeten Stelle derart schwächen, daß 35 an dieser Stelle derart geschwächt, daß irgendwelche

eventuelle sich aus den Betriebsbeanspruchungen Risse, die sich eventuell als Folge von Betriebsbean-

ergebende Risse an diesen Stellen entstehen. spruchungen (Schwingungen, Wärmebeanspruchun-

Der hierdurch erzielte technische Fortschritt be- gen, Zentrifugalkraft od. dgl.) ergeben, an diesen

steht darin, daß ohne zusätzliche Abdeckscheiben Stellen 7 entstehen.

verhindert wird, daß das Arbeitsmittel die Schaufeln 40 Die Schlitze 5, 6 haben oder können beispielsweise umgeht und daß sich aus Betriebsbeanspruchungen eine Breite von etwa 0,13 mm haben,
eventuell ergebende Risse nur an vorbestimmten ver- Der Nabenkranz 3 hat, wie aus den F i g. 1, 2 und hältnismäßig unkritischen Stellen des Scheibenläufers 5 erkennbar, im Bereich der Schlitze 5 und 6 verergeben, mindert radiale Dicke, wie dies in Fig. 1 bis 10 an-

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der 45 gedeutet ist. Außerdem ist auch die Nabendicke im

Erfindung weist der Nabenkranz im Bereich der Bereich der Schlitze 5, 6 verringert, wie dies insbe-

Schlitze eine verminderte radiale Dicke auf. Gemäß sondere aus F i g. 4 ersichtlich ist.

einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist die Wand der

Schlitze des Nabenkranzes mit Füllmaterial ausge- Nabe 1 im Bereich der Aussparungen 4 so gebildet,

gössen. 50 daß jeweils etwa in der Mitte zweier sich gegenüber-

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungs- liegender Aussparungen 4 die Wandstärke bei der form der Erfindung weisen die Aussparungen eine Stelle 12 ein Minimum hat und über einen sich vermittige, in Umfangsrichtung sich erstreckende Zwi- dickenden Teil in den Steg 4 α übergeht. Anders ausschenwand auf, die axial an der gleichen Stelle im gedrückt weist die sich in Umfangsrichtung erstrek-Läufer wie die Sollbruchstelle eine Stelle minimalen 55 kende Zwischenwand 11 zwischen den Aussparan-Querschnitts aufweist. An der Stelle des minimalen gen 4 eine Stelle 12 minimalen Querschnitts auf. Diese Querschnitts der Zwischenwand kann vorzugsweise Stelle 12 minimalen Querschnitts liegt axial an der der Scheibenläufer an seiner radial innersten Stelle gleichen Stelle, wie die von den Schlitzen 5 und 6 seeine Bohrung aufweisen, deren Durchmesser ausrei- bildete Sollbruchstelle 7 liest. Die Dicke der Zwichend ist, radial einwärts verlaufende Rißbildung zu 60 schenwand 11 an der Stelle 12 kann beispielsweise in unterbrechen. In diese Bohrung kann vorzugsweise der Größenordnung von 0,25 bis 0,5 mm liegen,
ein Stopfen eingesetzt sein. Bei der dargestellten Ausführunpsform ist an der

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach- Stelle J 2 des minimalen Querschnitts der Zwischenstehend an Hand der Zeichnung erläutert. wand 11 an der radial innersten Stelle eine Bohrung

Fig. 1 ist eine Teilseitenansicht eines Scheiben- 65 13 gebildet. Die Bohrung 13 hat einen solchen Durchläufers; messer, daß im Bereich der Sollbruchstelle 7 auftre-

F i g. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene tende und sich entlang der Stelle 12 des minimalen

Teilschnittansicht des Scheibenläufers gemäß Fig. 1; Querschnitts der Zwischenwand 11 fortsetzende

1 <4- ; O IDl

Risse, die sich eventuell aus Betriebsbeanspruchungen ergeben, an der Bohrung 13 unterbrochen werden.

Durch die besondere Ausbildung der Schlitze 5 und 6 derart, daß eine Sollbruchstelle 7 gebildet ist, und dadurch, daß eine Stelle 12 minimale Dicke in der Zwischenwand 11 zwischen den Aussparungen 4 im wesentlichen in Ausrichtung mit der Sollbruchstelle 7 gebildet ist, werden die im Betrieb auftretenden Beanspruchungen auf den Bereich der Sollbruchstelle? und der Stelle 12 minimalen Querschnitts in der Zwischenwand 11 zwischen den Aussparungen 4 lokalisiert.

Um zu verhindern, daß Arbeitsmittel durch die Bohrungen 13 hindurchströmen, kann ein geeignetes Füllstück bzw. ein Stopfen 14, beispielsweise in Form eines Niets, in jede Öffnung 13 eingesetzt werden. Um größere Sicherung gegen die Bildung von Leckwegen zu erhalten, kann auch ein geeignetes Füllmaterial, das beispielsweise aus einer hochtemperaturbeständigen Legierung besteht, um jeden der Stopfen 14 herum in der Nähe der Öffnung 13 aufgespritzt werden, wie es in F i g. 6 dargestellt ist.

In bestimmten Fällen hat es sich als außerordentlich vorteilhaft herausgestellt, Mittel vorzusehen, um einen Durchtritt von Arbeitsmittel durch die Schiitze 5, 6 zu verhindern. Gemäß einer Ausführungsform, wie sie in F i g. 7 dargestellt ist, sind für diesen Zweck die Schlitze 5, 6 des Nabenkranzes 3 mit Füllmaterial 9 ausgegossen. Diese Füllmaterialschicht verhindert nicht das Auftreten einer Rißbildung, sie verhindert jedoch eine Strömung des Arbeitsmittels durch die Schlitze hindurch.

Claims

Patentansprüche:

1. Scheibenläufer für Turbinen mit einer Schaufein an einem Nabenkranz traaenden Nabe, wobei radial innerhalb des Nabenkranzes in der Nabe Aussparungen vorgesehen sind, die beiderseits von Stegen begrenzt sind, die sich in Achsrichtung der Schaufeln befinden, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenkranz (3) einteilig ausgebildet ist und beidseitig Schlitze (5, 6) zwischen den Schaufeln (2) aufweist, die den Nabenkranz (3) an dieser als Sollbruchstelle (7) ausgebildeten Stelle derart schwächen, daß eventuelle sich aus den Betriebsbeanspruchungen ergebende Risse an diesen Stellen entstehen.

2. Scheibenläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenkranz (3) im Bereich der Schlitze (5, 6) eine verminderte radiale Dicke (10) aufweist.

3. Scheibenläufer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze des Nabenkranzes mit Füllmaterial (9) ausgegossen sind.

4. Scheibenläufer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (4) eine mittige, in Umfangsrichtung sich erstreckende Zwischenwand (11) aufv/eisen, die axial an der gleichen Stelle im Läufer wie die Sollbruchstelle (7) eine Stelle (12) minimalen Querschnitts aufweist.

5. Scheibenläufer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle des minimalen Querschnitts der Zwischenwand (11) an seiner radial innersten Stelle eine Bohrung (13) vorgesehen ist, deren Durchmesser ausreichend ist. radial einwärts verlaufende Rißbildung zu unterbrechen.

6. Scheibenläufer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung (13) ein Stopfen (14) eingesetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ORIGINAL INSPECTED