DE560951C - Schaufelschloss fuer Turbinenbeschaufelung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 8. OKTOBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 560951 KLASSE 14c GRUPPE

Maschinenfabrik Oerlikon in Oerlikon, Schweiz Schaufelschloß für Turbinenbeschaufelung

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. September 1931 ab

Die Schaufeln der Dampfturbinenräder werden üblicherweise in Nuten, welche längs des Umfanges des Radkörpers verlaufen, eingesetzt. Der in die Nut hineingreifende Schaufelfuß ist meistens in Form eines Schwalbenschwanzes oder eines Hammerkopfes ausgebildet. Die Radkeile zu beiden Seiten der Nut sind mit dem Schaufelfuß formschlüssig ausgebildet, damit die Schaufeln während der Radumdrehungen festgehalten werden. Die Nut muß an mindestens einer Stelle des Radumfanges derart verbreitert sein, daß die Schaufeln trotz ihres hinterschnittenen Fußes eingeführt werden können.

Jede derartige Einfahrstelle bedeutet eine unerwünschte, aber unumgängliche Unstetigkeit in der Beschaufelung des Rades; ihre Überbrückung ist immer mit baulichen Schwierigkeiten verbunden.

Häufig wird die Einfahrstelle einfach mit einem Keil verschlossen, welcher durch Vernietung im Rade festgehalten wird. In solchen Fällen müssen zur Vermeidung von Überwucht zwei auf einem Raddurchmesser liegende Einfahrstellen vorgesehen werden. Da hier die Schaufeln fehlen, entstehen in der Beschaufelung zwei Lücken, weiche die Dampfströmung beeinträchtigen und daher schädlich sind.

Man bemüht sich deshalb, die Einfahrstelle mit einer Schaufel zu verschließen, welche durch besondere bauliche Maßnahmen gegen das Wegfliegen gesichert wird. In vereinzelten Fällen (kleine Schaufeln, kleine Umdrehungsgeschwindigkeit) genügt es, die an der Einfahrstelle befindliche Schaufel durch Vernietung mit dem Radkörper zu verbinden. Zumeist wird die Einfahrstelle einseitig so s Lark verbreitert, daß noch zur Seite der hier eingesetzten Schaufel ein mit dem Schaufelfuß formschlüssiger Keil eingesetzt werden kann, welcher die Schaufel festhält; der Keil muß durch Vernietung oder Verschraubung im Rade festgehalten werden. Nachteile dieses Schaufelschlosses sind: Der Radkranz wird einseitig zerschnitten, verliert seine geschlossene Ringform und trägt ungleichmäßig. Weiter verursacht jede Vernietung eine Schwächung der tragenden Schaufelteile durch das Nietloch.

Es ist ferner bekannt, die Einfahrstelle derart zu überbrücken, daß zwischen Schaufeln, welche in einiger Entfernung von der Einfahrstelle sind, Keile eingetrieben werden. Dadurch werden die Schaufeln gegen die Einfahrstelle hin verschoben. Durch zweckmäßige Wahl der Keildicke und Anordnung der Keile beidseitig der Einfahrstelle wird erreicht, daß in der Mitte der Einfahrstelle zwei benachbarte Schaufeln aneinander-

stoßen. Jede dieser Schaufeln befindet sich dann noch zur Hälfte im formschlüssigen Teil der Nut und kann daher nicht herausfliegen. An den Stellen jedoch, wo die Keile eingetrieben wurden, sind dann wiederum Lücken in der Beschaufelung entstanden, während die beiden Schaufeln an der Einfahrstelle nicht vollwertig festgehalten werden.

to Eine vollständig lückenlose Beschaufelung kann'dadurch erreicht werden, daß bei den Einfahrstellen Schlitze im Radkranz vorgesehen sind, in die mit den Schaufelfüßen fcrmschlüssige Stücke eingesetzt werden Diese Stücke sind dann mit dem Radkranz zu verbinden, damit sie imstande sind, die Schaufel gegen das Wegfliegen zu sichern.

Bisher bekannt gewordene bauliche Lösungen haben noch den Mangel, daß sie den Laufradkranz durch einen bis zum Außenrande reichenden Schlitz durchbrechen, wodurch einerseits der Kranz in seiner Tragfähigkeit geschwächt ist, anderseits eine Sicherung des Füllstückes ausgeschlossen ist. ag Abb. 5 der Zeichnung zeigt im Schnitt eine Einfahrstelle der genannten Art. Es ist 6 die Schaufel, 7 ein Füllstück, welches in einen Schlitz am Radkranz 8 eingesetzt ist. Die Kraft P, mit der die Schaufel an dem Füllstück 7 zieht, hat zur Folge, daß letzteres seitlich aus dem Radkranz zu entweichen strebt. Es muß daher noch durch eine Niete 9 (oder Schraube) gesichert werden. Gegen das Wegfliegen ist das Stück 7 dadurch gesichert, daß es nach Abb. 6 in bei 10 abgesetzten Nuten des Radkranzes eingreift. An diesen Stellen wirken die Gegenkräfte Q auf das Füllstück 7, die auch in Abb. 5 eingezeichnet sind. Die Kräfte P und Q bilden zusammen ein Kräftepaar mit dem Moment P - a = Q ■ α, wodurch das Füllstück 7 nach links gedreht wird. Soll es in Ruhe bleiben, so muß an ihm das Gegenkräftepaar von einer Nietkraft N und einem Auflagerdruck A mit dem Moment N -b = A· b wirksam sein. Da der Hebelarm b nicht oder nur unwesentlich größer als α ist, so bedingt dies eine große Nietkraft N von annähernd gleicher 'Größe wie P; das bedeutet, daß eine dicke Niete vorgesehen werden muß, die unter Umständen gar nicht mehr Platz im Radkranz findet, wodurch dann die Anwendung dieser Bauart unmöglich ist. Außerdem muß der fliegende Teil des Füllstückes 7 kräftig sein, soll er durch das biegende Moment P · α nicht zu stark beansprucht oder verbogen werden.

Die Erfindung betrifft ein Schaufelschloß für Turbinenbeschaufelung, bei welcher die Schaufeln formschlüssig in eine Nut des Radkranzes eingesetzt sind, mit mindestens einer Einfahrstelle am Radumfang. Erfindungsgemaß sind die Öffnungen allseitig vom Baustoff des Radkranzes umschlossen und die Füllstücke an der dem Radrande zunächst liegenden Stelle mit dem Radkranz verbunden; dabei können vorteilhaft die öffnungen und ebenso die Füllstücke kreisrund sein.

Eine Ausführungsform des Schaufelschlosses gemäß der Erfindung zeigen beispielsweise die Abb. 1 bis 4. Abb. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Radkranz 1 von der Seite gesehen. 2 sind die im Rade eingesetzten Schaufeln. 3 ist ein Füllstück, welches hier kreisrund ausgeführt ist. In Abb. 2 ist im Durchschnitt gezeigt, wie die Schaufeln 2 von den Stücken 3 festgehalten werden. Zur Sicherung der Füllstücke 3 im Rade dienen Schräubchen 4, welche den Schaufelfuß nicht durchdringen, so daß keine Schwächung der Schaufel stattfindet. Abb. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie X-X der Abb. 2. Abb. 4 zeigt ein Füllstück 3 in drei verschiedenen Ansichten.

Dadurch, daß die öffnungen nicht bis zum Außenrande des Radkranzes gehen, sondern noch von diesem ein überschießender Teil bestehen bleibt, ist der Radkranz bedeutend tragfähiger geblieben. Der Radkranz behält seine Form als geschlossener Ring angenähert bei, weshalb er in seiner Umfangsrichtung Spannungen aufzunehmen vermag, die eine große Belastung des Ringes zulassen.

Die an dem Füllstück angreifenden Kräfte sind in Abb. 4 eingezeichnet. P ist der Zug der Schaufel, Q die Gegenkraft. Da das Füllstück, wie aus Abb. 3 zu ersehen ist, in seiner ganzen Dicke im Radkranz gelagert ist, so geht Q durch die Mitte bezogen auf die gesamte Dicke. Q liegt nahe an P; das Mo- >oo ment P · α des Kräftepaares P, Q ist klein. Anderseits kommen die Kräfte S und A, welche das Gegenkräftepaar bilden, wegen der nun möglichen Verschraubung nahe des Radrandes verhältnismäßig weit auseinander »05 zu liegen. Schon kleine Kräfte S₁ A genügen zur Sicherung des Füllstückes gegen Verdrehen. Außerdem ist durch die Schraube 4 ein Ausbiegen des Füllstückes ausgeschlossen.

Die Anwendung kreisrunder öffnungen no und Füllstücke ist weiter ein großer Vorteil bei der Herstellung des Schaufelschlosses, da nach Kaliber gebohrte und gedrehte Teile leicht einander anzupassen sind.

Die beschriebenen Schaufelschlösser ermöglichen, die EinfahrsteHe am Rade lückenlos zu überbrücken, ohne an andern Stellen des Radumfanges die Stetigkeit der Beschaufelung irgendwie zu stören. Die an der EinfahrsteHe befindliche Schaufel ist ebenso vollwertig im Radkranz gelagert wie die übrigen Schaufeln.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   r. Schaufelschloß für Turbinenbeschaufelung, bei welcher die Schaufeln formschlüssig in eine Nute am Umfang eines Rades eingesetzt sind, mit mindestens einer Einfahrstelle am Radumfang, an welcher in seitliche öffnungen am Radkranz mit dem Schaufelfuß formschlüssige Füllstücke eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen allseitig vom Baustoff des Radkranzes umschlossen und die Füllstücke an der dem Radrande zunächst liegenden Stelle mit dem Radkranz verbunden sind.
2. 2. Schaufelschloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen im Radkranz und die Füllstücke kreisrund sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   Berlin, gedruckt in der reichsdruckerei