DE2555346A1 - Turbinenwelle - Google Patents

Description

Fo 9645 D
Dipl.-Ing. Jürgen WEINMILLER 9

PATENT ASSESSO R

; SOSPl GmbH

I 8OOü fviünchen 8O
Zeppelinstr. 63

GROUPE EUROPEEN POUR LA TECHNIQUE DES

TURBINES A VAPEUR G.E.T.T. 38, avenue Kleber, 75116 PARIS, Frankreich

„2555346 .rar 1975

TURBINENWELLE

Die Erfindung betrifft eine Turbinenwelle, insbesondere für ein elastisches Antriebsmedium, die aus einer Folge von stufenförmig angeordneten zylindrischen Trageabschnitten besteht und Schaufeln tragende Scheiben aufnimmt, die ihrerseits auf mindestens einen Teil dieser zylindrischen Trageelemente aufgeschrumpft sind.

An der Trennstelle zwischen zwei aufeinanderfolgenden zylindrischen Trageelementen einer Welle treten starke Kräftekonzentrationen auf. Es wurde bereits versucht, diese Kräftekonzentrationen dadurch zu verringern, daß in den Schaufelträgerringen ein konischer Einschnitt vorgenommen wurde, so daß deren Auflagefläche auf der Welle nicht bis zum Ende der zylindrischen Trageelemente der Welle reicht, und indem zwei aufeinanderfolgende

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INSPECTED

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zylindrische Trageelemente der Welle durch ein drehsymmetrisches Verbindungsteil mit gekrümmtem Profil verbunden wurde, bei dem der Durchmesser allmählich vom Durchmesser der größeren der beiden aufeinanderfolgenden zylindrischen Trageelemente bis zum Durchmesser des kleineren dieser aufeinanderfolgenden zylindrischen Trageelemente abnimmt, wobei jedoch der Bereich, in dem die Krümmung des Profils des kleineren Trageelements beginnt, bei dem es sich um einen Bereich handelt, der stark von den abwechselnden Biegekräften der Welle beansprucht wird, auch den starken Aufschrumpfungskräften ausgesetzt ist; außerdem hat diese Verbindungsfläche den Nachteil, daß sie schwierig zu bearbeiten ist.

Die Erfindung soll diese Nachteile vermeiden, derart, daß die Flächen der Verbindungsteile leichter zu bearbeiten sind und die unterschiedlichen Beanspruchungsarten ausgesetzten Bereiche voneinander entfernt werden.

Die Erfindung sieht hierzu eine Turbinenwelle vor, bestehend aus einer Stufenfolge von zylindrischen Trageelementen, die durch drehsymmetrische Verbindungsteile miteinander verbunden sind und auf diese Trageelemente aufgeschrumpfte Scheiben tragen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Verbindungsteile zwei konische Bereiche aufweist, die jeweils von einem der beiden aufeinanderfolgenden zylindrischen Tragelementen ausgehen und um einen Winkel von 30 bis 60 zur Wellenachse geneigt sowie zum

zwischen Welleninneren ausgerichtet sind, wobei^diesen beiden konischen Bereichen je ein torischer Bereich und ein zentraler zylindrischer Bereich angeordnet sind.

Vorzugsweise weist der zylindrische Bereich einen Durch-

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messer auf, der um etwa 20 mm kleiner ist als der Außendurchmesser der kleineren der beiden aufeinanderfolgenden zylindrischen T rageelemente.

Die beiden torischen Bereiche entsprechen vorzugsweise einer durch einen Bogen eines Kreises mit 5 bis 25 mm Radius erzeugten Fläche.

Unter Bezugnahme auf die beiden schematischen Figuren wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Fig. 1 stellt eine erfindungsgemäße Turbinenwelle mit auf die Welle aufgeschrumpften Scheiben im teilweisen Achsenschnitt dar.

Fig. 2 stellt im größeren Maßstab die Verbindung zwischen zwei stufenförmigen zylindrischen Trageelementen der Wellen nach Fig. 1 dar.

Gemäß Fig. 1 besteht eine Dampfturbinenwelle 1 aus einer Aufeinanderfolge von zylindrischen Trageelementen 2 bis 12, die jeweils eine Schaufeln 23 tragende,auf die Welle aufgeschrumpfte Scheibe 13 bis 22, bzw. einen Mitnehmering 24 tragen, der an einer Stelle 25 mit der Welle 1 verkeilt ist; die Scheiben und Ringe sind miteinander über Verbindungsstücke 26, 27 verbunden.

Jedes zylindrische Trageelement ist mit dem benachbarten Trageelement der Welle über ein Verbindungsteil verbunden, das in Fig. 2 genauer zu erkennen ist, in der beispielsweise die Verbindung zwischen den zylindrischen Trageelementen 9 und 10 der Welle dargestellt ist.

Dieses Verbindungsteil besteht aus einem konischen Bereich 28, der am Ende 29 der zylindrischen Fläche des Trageelements 9

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beginnt und um 45 zur Achse der Welle 1 geneigt ist, ferner aus einem kleinen torischen Übergangsbereich 30, dessen Erzeugungskreisbogen zu einem Kreis mit einem Radius von 20 mm gehört, weiterhin einem zentralen zylindrischen Bereich 31, einem kleinen torischen Bereich 32, entsprechend dem Bereich 3O, sowie einem konischen Bereich 33, der um 45 zur Achse der Welle 1 geneigt ist und am Ende der zylindrischen Fläche des folgenden Trageelements 10 anstößt. Der Durchmesser des zentralen zylindrischen Bereichs 31 ist um 20 mm kleiner als der Durchmesser des Trageelements 10.

Im Gegensatz zur bekannten Verbindung zwischen den Trageelementen 9 und 10, die eine Querfläche aufweisen würde, die mit einer Kurve erzeugt wird, die die Stelle 29 mit der Stelle 34 durch allmähliche Annäherung an die Achse der Welle verbinden würde, bietet die erfindungsgemäße Verbindung den Vorteil, die stark wechselnden Biegebeanspruchungen an den Verbindungsstellen der torischen Bereiche 32 und 33 ausgesetzten Bereiche von den stark durch Schrumpfungskräfte beanspruchten Bereichen, die sich auf den Trageelementen 9 und 10 befinden, zu trennen; außerdem kann die Bearbeitung auf einfache Weise auf einer Drehbank erfolgen, da große Pormflachen fortfallen.

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Claims (1)

1. -⁵- 2bbb346

   PATEHTANS PRÜCHE

   1 - Turbinenwelle bestehend aus einer Stufenfolge von zylindrxschen Trageelementen, die durch drehsymmetrische Verbindungsteile miteinander verbunden sind und auf diese Trageelemente aufgeschrumpfte Scheiben tragen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Verbindungsteile zwei konische Bereiche (28, 33) aufweist, die jeweils von einem der beiden aufeinanderfolgenden zylindrxschen Trageelementen (9, 10) ausgehen und um einen Winkel von 30 bis 60 zur Wellenachse geneigt sowie zum Welleninneren ausgerichtet sind, wobei zwischen diesen beiden konischen Bereichen (28, 33) je ein torischer Bereich (30, 32) und ein zentraler zylindrischer Bereich (31) angeordnet sind.

   2 - Turbinenwelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Bereich (31) einen Durchmesser aufweist, der um etwa 20 mm geringer ist als der Durchmesser des kleineren (10) der beiden aufeinanderfolgenden zylindrxschen Trageelemente.

   3 - Turbinenwelle gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden torischen Bereiche durch einen Kreisbogen erzeugt werden, dessen zugehöriger Kreis einen Radius von 5 bis 25 mm hat.

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