DE542423C - In axialer Richtung eingesetzte Turbinenlaufschaufel mit verstaerktem Fuss - Google Patents

Description

• In axialer Richtung eingesetzte Turbinenlaufschaufel mit verstärktem Fuß Die sogenannte Grenzleistung einer Turbine ist bestimmt durch die auf das größte Rad einwirkenden Kräfte. Es gibt bei einer gegebenen Drehzahl eine Grenze des Beaufschlagungsdurchmessers, bei deren Überschreitung eine Gefährdung der Maschine eintritt. Die für die Beanspruchung des Rades in erster Linie maßgebende Kraft ist die Fliehkraft. Sie wird durch zwei Einflüsse bestimmt, nämlich durch die Schaufelgröße und durch den Teil des Rades, der zur Aufnahme der Beschaufelung dient. Bei den hauptsächlichsten Turbinenbeschaufelungen wird die Schaufel formschlüssig mit ihrem Fuß in einer Nut gehalten, deren Querschnitt dem des Schaufelfußes entspricht. Die Hinterdrehungen der Nut erfordern eine Vergrößerung des tragenden Ouerschnittes, und man kommt auf diese Weise zu den bekannten Randwülsten, welche die durch die Schaufel hervorgerufenen Fliehkräfte ganz erheblich verstärken.
• Die Schaufelgröße ist durch die zu verarbeitende Dampfmenge bestimmt, so daß in dieser Beziehung eine wesentliche Herabsetzung der Fliehkraftbeanspruchung nicht zu erwarten ist. :Ulan muß also versuchen, die Randwülste zu verkleinern und kann das erreichen, wenn man an Stelle der radial eingesetzten Schaufel zur axial eingesetzten Schaufel übergeht. Vorschläge in dieser Richtung sind schon gemacht worden, ohne daß es gelungen wäre, eine praktische Ausführungsform zu finden, denn die bisher vorgeschlagenen Schaufelformen haben so viele Unterschneidungen, Verwindungen usw., daß ungünstige Festigkeitsverhältnisse entstehen. Erst in neuester Zeit hat man Schaufelformen entwickelt, die hinsichtlich der Festigkeitsverhältnisse günstiger durchgebildet sind, die aber anderseits zu nicht unbeträchtlichen Herstellungsschwierigkeiten führen. Man hat nämlich die Schaufelfüße mit parallelen Begrenzungsflächen ausgeführt und muß dann entsprechend in das Rad Nuten mit parallelen Wänden einschneiden. Eine derartige Herstellung erfordert _ teuere Spezialwerkzeuge und ist außerdem schwierig auszuführen. Hinzu kommt noch, daß infolge des Formschlusses zwischen Schaufel und Nut bei dieser Ausführungsform Unterschneidungen in der Schaufel vorgenommen werden müssen, die wie Kerbwirkungen zur Erhöhung der Spannungen führen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine axial eingesetzte Beschaufelung in der Weise ausgeführt, daß die Begrenzungsflächen vom Schaufelfuß und anschließenden Schaufelteil auf Mantelflächen von Drehkörpern, insbesondere Kegelflächen, liegen, die eine gemeinsame Achse besitzen. Hierdurch wird einerseits die Herstellung der Schaufelung vereinfacht, anderseits eine Schaufelform gewonnen, die frei von zusätzlichen Beanspruchungen ist.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abb. i dargestellt. Die Schaufelnut ist als Teil eines Kreiskegelringes ausgearbeitet, und zwar mit dem gemeinsamen Krümmungsmittelpunkt »a für den inneren Radius r1 und für den äußeren Radius r2. Der Mittelpunkt m ist um die Strecke i aus der Mittelebene der Beschaufelung herausgerückt. Mit diesen beiden Krümmungsradien r1 und y2 ist nun auch der Schaufelfuß gefräst und gleichzeitig auch die Schaufelfläche r3. Neben dem bereits erwähnten Vorteil läßt sich bei dieser Herstellung noch erreichen, daß man vorgezogenen Baustoff verwenden kann, an dem nur verhältnismäßig geringe Nacharbeit erforderlich ist. Nach Ausfräsen des Schaufelquerschnittes brauchen nur die Kanten a und bin der angedeuteten Weise nachgearbeitet zu werden.
• Zur Sicherung der Schaufeln gegenüber axialen Verschiebungen kann man z. B. die Räder i ein wenig hinterdrehen, so daß die Schaufeln 2 etwas überstehen, und kann dann die überstehenden Kanten z. B. verstemmen, wie es in der Abb. 2 bei f angedeutet ist. Eine andere Sicherungsmöglichkeit kann man dadurch erreichen, daß man die Schaufel mit einer Bohrung versieht, durch die ein Draht 3 hindurchgeführt ist, wie es die Abb. 3 zeigt. Man kann auch zum Beispiel die Schaufelnut nicht ganz durchfräsen, sondern läßt etwas Baustoff stehen, gegen das sich die Schaufel legen kann, wie es aus der Abb. q. hervorgeht, die einen Teil einer Abwicklung des Radumfanges darstellt. q. ist der äußere Radumfang, 5 sind die eingefrästen Nuten, die sich nicht über die ganze Radbreite erstrecken.
• Die Erfindung ist nicht nur für Turbinen von besonderem Vorteil, die aus einzelnen Rädern zusammengesetzt sind, sondern auch für Bauarten, bei denen mehrere Räder zu einem ganzen vereinigt sind. Bei den bisherigen Ausführungen mußte man entweder die einzelnen Räder zu einem starken Rad mit entsprechend verstärkter Nabe vereinigen, oder man mußte, wenn man diese Baustoffanhäüfungen vermeiden wollte, die vollen gedrehten Räder weit voneinander setzen, um mit dem Drehstahl den Zwischenbaustoff herausarbeiten zu können. Dann braucht man aber breite Leitschaufeln. Wenn man dagegen die Beschaufelung gemäß der Erfindung anwendet, bei der also die Randwülste fortfallen, so kann man die Räder mit normalem Abstand voneinander aus dem vollen Baustoff herausarbeiten. Man erhält dann eine Bauart, deren Durchmesser infolge des Fehlens großer Baustoffanhäufungen am größten Umfang weit über das bisherige Maß gesteigert werden kann.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜcFIE: i. In axialer Richtung eingesetzte Turbinenlaufschaufel mit verstärktem Fuß, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsflächen von Schaufelfuß und anschließendem Schaufelteil auf Mantelflächen von Drehkörpern, insbesondere Kegelflächen, liegen, die eine gemeinsame Achse besitzen.
2. 2. Schaufel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Achse der Drehkörper (Kegelflächen) außerhalb der Mittelebene der Beschaufelung liegt.