DE2206175B1

DE2206175B1 - Laufrad fuer eine radial oder diagonal durchstroemte stroemungsmaschine

Info

Publication number: DE2206175B1
Application number: DE19722206175
Authority: DE
Inventors: Gustav Dipl Ing 8900 Augsburg Ziegler
Original assignee: Maschinenfabrik Augsburg Nurn berg AG, 8900 Augsburg
Priority date: 1972-02-10
Filing date: 1972-02-10
Publication date: 1973-02-01
Also published as: DE2206175A1

Description

F i g. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1. Die Rippe 15 kragt frei nach der konvexen und der konkaven Seite der Schaufeln 14 aus. Mit h ist die halbe Höhe und mit d die Dicke der Rippe 15 bezeichnet.

Claims

Patentansprüche: 1. Laufrad für eine radial oder diagonal durchströmte Strömungsmaschine mit einem scheibenförmigen Radkörper, wobei deckscheibenfreie Schaufeln vorgesehen sind, die über ihre ganze Länge mit der Seitenfläche des Radkörpers fest verbunden sind und in Strömungsrichtung verlaufende Rippen zur Vermeidung von Schaufelschwingungen höherer Ordnung aufweisen, d a -durch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Vermeidung der Grundschwingung die Rippen (15) im Bereich der dem Radkörper (13) gegenüberliegenden freien Schaufelenden vorgesehen sind und sich im wesentlichen über den ganzen Längsbereich der freien Schaufelenden erstrecken.
2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (15) unmittelbar an den freien Schaufelenden angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für eine radial oder diagonal durchströmte Strömungsmaschine mit einem scheibenförmigen Radkörper, wobei deckscheibenfreie Schaufeln vorgesehen sind, die über ihre ganze Länge mit der Seitenfläche des Radkörpers fest verbunden sind und in Strömungsrichtung verlaufende Rippen zur Vermeidung von Schaufelschwingungen höherer Ordnung aufweisen.

Ein derartiges Laufrad ist aus der deutschen Patentschrift 762991 bekannt. Zur Vermeidung von Schaufelschwingungen höherer Ordnung sind hierbei die an den Schaufelflächen vorgesehenen, als rinnenartige Vertiefungen oder als wulstartige Erhöhungen ausgebildeten Querschnittsveränderungen quer zu den Knotenlinien der zu verhindernden Schwingungsform angeordnet, welche von der Schaufelkante ausgehend gekrümmt, unter Kreuzung des mittleren Stromfadens bis zum Schaufelfuß verlaufen. Zur Verhinderung von Schwingungen der Schaufelblätter in der Grundschwingung, deren Knotenlinie etwa entlang des Schaufelfußes verläuft, kann demnach eine derart vorgesehene Querschnittsveränderung keinen Beitrag leisten. Würde nämlich nach ähnlich einfachen Überlegungen eine Querschnittsveränderung zur Unterbindung der besonders gefährlichen Grundschwingung, deren Resonanzbereich bei modernen Turboladern nicht mehr außerhalb des Betriebsdrehzahlbereichs gehalten werden kann, angeordnet, so müßte diese auf Grund des--besonderen Verlaufs der Knotenlinie im wesentlichen quer zur Richtung der relativen Hauptströmung liegen und hätte insbesondere bei der Wahl einer wulstartigen Querschnittsveränderung starke Strömungsverluste zur Folge.

Es liegt die Aufgabe vor, ein Laufrad zu schaffen, dessen Schaufeln so gestaltet sind, daß neben den Schaufelschwingungen höherer Ordnung auch die Grundschwingung der Schaufeln vermieden wird, ohne die strömungstechnische Qualität der Schaufeln zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird bei einem Laufrad der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur zusätzlichen Vermeidung der Grundschwingung die Rippen im Bereich der dem Radkörper gegenüberliegenden freien Schaufelenden vorgesehen sind und sich im wesentlichen über den ganzen Längsbereich der freien Schaufelenden erstrecken.

Da sich bei Schwingungsausschlägen der Schaufeln in der Grundschwingung insbesondere die weitab von der Knotenlinie in der Nähe der freien Schaufelenden liegenden Querschnitte in sich stark verformen, d. h.

periodischen Krümmungsänderungen im Längsbereich der freien Schaufelenden unterworfen sind, bewirkt eine gemäß der vorliegenden Erfindung auf den freien Schaufelenden angeordnete Rippe eine Verminderung der maximalen Schwingungsausschläge.

Die Vermeidung von Schaufelschwingungen höherer Ordung wird hierdurch nicht beeinträchtigt. Infolge der verhältnismäßig geringen Höhe und Dicke der Rippen und der strömungsgünstigen Lage in Richtung der relativen Hauptströmung bzw. im Bereich großer Schaufelteilung, sind wesentliche Strömungsverluste nicht zu befürchten.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der- Erfindung sind die Rippen unmittelbar an den freien Schaufelenden angeordnet. Hierdurch ergeben sich gießtechnische Vorteile, da die Rippen beim Gießen das Füllen der Form wesentlich erleichtern.

Nachstehend wird das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Laufrad 10 dargestellt, bei dem auf einem aus einer Scheibe 11 und einer Nabe 12 bestehenden Radkörper 13 sternförmig deckscheibenfreie Schaufeln 14 angeordnet sind.

An den freien Schaufelenden sind Rippen 15 angeordnet, die sich nahezu über den ganzen Längsbereich der freien Schaufelenden erstrecken. Die strichpunktierte Linie a am Fuß der rechtsgezeichneten Schaufel stellt die zur Grundschwingung gehörende Knotenlinie dar. Die Knoterllinien der Schaufelschwingungen höherer Ordnung, die in bekannter Weise quer über die Schaufeln verlaufen, werden von den Rippen 15 geschnitten, so daß auch derartige Schwingungen vermieden sind. Die Rippen 15 laufen zum Radaußendurchmesser hin aus, wodurch beim gezeigten Beispiel eines Radial-Verdichterrades verlustbehaftete. Nachlaufdellen in der Strömung vermieden sind. Die übrige Rippenkontur hat eine strömungsgerechte Profilform, die die Funktion als schwingungsverminderndes Element in keiner Weise beeinträchtigt.