DE2457231B1 - Laufrad fuer eine schnellaufende turbomaschine - Google Patents

Description

d) die Nabe (5) weist an ihrem dem Laufradkörper (1) abgewandten axialen Ende ein im radialen Abstand zum Laufradkörper (1) hin verlaufendes dünnwandiges zylindermantelförmiges Verbindungsteil (4) auf, welches an seinem freien Ende mit dem Laufradkörper (1) verschweißt ist.

2. Laufrad nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung des zylindermantelförmigen Verbindungsteils (4) mit dem Laufradkörper (1) eine Reibschweißung ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad für eine schnellaufende Turbomaschine, mit einer über einen konischen Sitz auf der Welle kraftschlüssig festgelegten Nabe, einem elastischen, hülsenförmigen, axialen Verbindungsteil zwischen Laufradkörper und Nabe, wobei die Nabe in Richtung der Innenbohrung des Laufradkörpers ragt.

Ein solches Laufrad ist aus der OE-PS 75 465 bekannt, wobei das hülsenförmige axiale Verbindungsteil zwischen Laufradkörper und Nabe auch die Aufgabe löst, eine Übertragung der Dehnung des Laufradkörpers auf die Nabe zu unterbinden.

Es liegt die Aufgabe vor, ein für hohe Drehzahlen geeignetes Radiallaufrad zu schaffen, das festigkeitsmäßig optimal ausgelegt werden kann und bei dem trotz einer rein kraftschlüssigen Verbindung mit der Welle die Gefahr einer Lockerung des Nebensitzes bei hohen Drehzahlen vermieden wird, wobei zusätzlich eine rationelle Fertigung des Laufradkörpers erreicht werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe soll ein eingangs beschriebenes Laufrad gemäß der Erfindung die Kombination folgender Merkmale aufweisen:

a) das Laufrad ist ein Radialrad;

b) die Nabe ist als in axialer Richtung in den Laufradkörper hineinragendes, langgestrecktes Drehteil ausgeführt;

c) der Laufradkörper umgibt die Welle und die Nabe mit einem geringen Radialspalt;

d) die Nabe weist an ihrem dem Laufradkörper abgewandten axialen Ende ein im radialen Abstand zum Laufradkörper hin verlaufendes dünnwandiges zylindermantelförmiges Verbindungsteil auf, welches an seinem freien Ende mit dem Laufradkörper verschweißt ist.

Durch diese erfindungsgemäße Merkmalskombination wird die gestellte Aufgabe, nämlich die sichere Befestigung eines Radiallaufrades auf einer Welle, ohne die Inkaufnahme der Gefahr übergroßer Spannungen in der Laufradbohrung in idealer Weise gelöst, indem einerseits eine kleine Bohrung im Radkörper möglich ist und dadurch die Spannungen am Innenumfang des Radkörpers so gering wie möglich gehalten werden können, was besonders bei voluminösen und damit von Natur aus schweren Laufradkörpern von Radialrädern sehr wesentlich ist und indem andererseits trotz der Anwendung einer vom Laufradkörper getrennten Nabe die gesamte Axiallänge des Laufrades, die bei Radialrädern im Vergleich zu scheibenförmigen Axialrädern ohnehin sehr viel größer ist, gering gehalten werden kann. Diese Vorteile können nur durch die zweiteilige Ausführung von Radkörper und Nabe und die Nachfolgeverschweißung dieser beiden Teile ermöglicht werden. ώ

Es ist zwar aus der CH-PS 1 70 550 bekannt, bei lediglich kraftschlüssig auf Turbinenwellen befestigten Laufteilen diese mit einem in bezug auf die Welle koaxialen Ansatz zu versehen, an welchem Welle und Laufteil miteinander verschweißt sind. Bei den dort gezeigten Ausführungen handelt es sich jedoch generell um scheibenförmige Laufteile mit vergleichsweise geringer axialer Länge, bei denen es nicht so sehr ins Gewicht fällt, axiale Ansätze vorzusehen, durch die die Gesamtaxiallänge eines solchen Laufteils vergrößert wird. Darüber hinaus haben die dort gezeigten Lösungen den Nachteil, daß es sich dabei nicht mehr um lösbare Wellennabenverbindungen handelt, so daß ein Austausch eines solchen dort gezeigten Laufteiles nicht mehr ohne weiteres möglich ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll die Schweißung des zylindermantelförmigen Verbindungsteiles mit dem Laufradkörper eine Reibschweißung sein.

Das Reibschweißen erlaubt die Verwendung von verschiedenen Materialien für den Laufradkörper und das Verbindungsteil, was im vorliegenden Fall insofern von Vorteil ist, als der Laufradkörper dann als Gußteil ausgeführt werden kann, während die Nabe üblicherweise ein Schmiedeteil ist. Darüber hinaus ist die Reibschweißung für Drehteile gleichzeitig ein sehr wirtschaftliches Verbindungsverfahren.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein auf einer Welle befestigtes Verdichterrad aus Aluminium in etwa natürlicher Größe gezeigt.

Das Radiallaufrad umfaßt einen Laufradkörper 1, Schaufeln 3 und eine Nabe 5. Die Nabe 5 weist an ihrem dem Laufradkörper 1 abgewandten axialen Ende ein im radialen Abstand zum Laufradkörper hin verlaufendes dünnwandiges zylindermantelförmiges Verbindungsteil 4 auf, welches an seinem freien Ende (Verbindung 9) mit einem stirnseitigen Ansatz 2 des Laufradkörpers 1 verschweißt ist. Dabei ist das zylindermantelförmige Verbindungsteil so geformt, daß sich für den Einlauf eine strömungsgünstige Kontur ergibt. Die Nabe 5 ist mit einem Innenkonus 10 auf einem entsprechenden konischen Abschnitt der Welle 6 mittels Preßsitz befestigt. Über einen Anschlagring 7 und eine Mutter 8 wird das Laufrad axial festgehalten. Der Laufradkörper 1 umgibt die Welle 6 und die Nabe 5 mit einem geringen Radialspalt 11.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Laufrad für eine schnellaufende Turbomaschine mit einer über einen konischen Sitz auf der Welle kraftschlüssig festgelegten Nabe, einem elastischen, hülsenförmigen, axialen Verbindungsteil zwischen Laufradkörper und Nabe, wobei die Nabe in Richtung der Innenbohrung des Laufradkörpers ragt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) das Laufrad ist ein Radialrad;

b) die Nabe (5) ist als in axialer Richtung in den Laufradkörper (1) hineinragendes, langgestrecktes Drehteil ausgeführt;

c) der Laufradkörper (1) umgibt die Welle (6) und die Nabe (5) mit einem geringen Radialspalt