DE567545C - Schaufelkranz fuer radial beaufschlagte Turbinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
5. JANUAR 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14 c GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. August 1931 ab

Die Erfindung bezieht sich auf Laufringe von radial beaufschlagten Turbinen, bei denen der eigentliche Schaufelkranz durch beiderseitige Schwalbenschwänze und "Walzrillen mit Tragringen verbunden ist.

Abb. ι zeigt links, wie ein solcher Schaufelkranz aus der mit Zäpfchen 2 versehenen Schaufel 1 und dem Ring 3 durch -Verschweißen in bekannter Weise- hergestellt wird. In Abb. 1 rechts ist der fertige, mit Schwalbenschwänzen versehene Schaufelkranz dargestellt, der dann durch Verwalzen mit den Verstärkungs- oder Tragringen 5 (Abb. 2) an den Stellen 4 durch Anbringen des Dehnungsringes 6 und des Befestigungsringes 7 zum fertigen Laufring ausgestaltet wird.

Diese bekannte Ausführungsart erlaubt nur verhältnismäßig kurze Schaufeln und kleine Durchmesser der äußeren Laufringe der Turbine, damit nur geringen Dampfdurchgang und geringe Maschinenleistung. Das Schweißverfahren gestattet nur die Verwendung geglühten Werkstoffes, der keine hohe Beanspruchung zuläßt, während ein Nachvergüten der geschweißten Ringe technisch kaum möglich ist, zum mindesten aber hohe Kosten verursachen würde.

Um diesen Mangel zu vermeiden, hat man die geschweißten Schaufelkränze durch solche aus lose aneinandergereihten und aus hochwertigem vergütetem Baustoff gefertigte Schaufeln ersetzt, die in den Tragringen durch nur eine am Außenumfang angebrachte Walzung 10 (Abb. 3) gehalten werden. Die zweiseitige Walzung 9 nach Abb. 2 unterbleibt hier, da sie sich bei den mit Füßen versehenen, lose aneinanderliegenden Schaufeln nicht anbringen läßt und für die Übertragung der Kräfte zwischen Schaufelkranz und Tragring auch nicht nötig ist.

Die während des Betriebes an den Laufringen auftretenden Kräfte zerfallen in drei Gruppen, nämlich in axiale Kräfte infolge des Dampfdruckes, in tangentiale Kräfte, hervorgerufen durch die Leistungsübertragung, und in radiale Kräfte, bedingt durch die Fliehkraft. Die beiden erstgenannten Kräfte sind klein, sie beanspruchen die in Frage kommenden Teile nur wenig und können bei der Festigkeitsrechnung außer acht gelassen werden. Große Werte hingegen nehmen bei den zur Verwendung kommenden hohen Drehzahlen die Fliehkräfte an, die, um ein Beispiel zu nennen, bei 3000 Umdrehungen in der Minute im Abstand von 0,5 m von der Drehachse etwa das 5ooofache des Eigengewichtes des umlaufenden Teiles betragen.

Die Fliehkraft der Schaufeln geht auf die beiden Tragringe über, wodurch an den äußeren Einwalzstellen ein hoher Auflage-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

DipL-Ing. Jakob Pfister in Nürnberg.

druck und im Ring eine Kraft entsteht, die sich rechnungs- und erfahrungsgemäß so äußert, daß durch die Walzstelle am äußeren Umfang axiale Zugkräfte, am inneren Umfang axiale Druckkräfte übertragen werden. Um das Walzen überhaupt zu ermöglichen, müssen die Walzvorsprünge dünne Gebilde sein, deren Gefügezusammenhang durch den Walzvorgang überdies erheblich gestört wird, ίο Daher dürfen auch bei der in Abb. 3 dargestellten Herstellungsart bestimmte Schaufelgrößen und Ringdurchmesser nicht überschritten werden. Es würden sonst infolge der hohen Auflagedrücke im Verein mit den •5 auftretenden Zugspannungen die Walzvorsprünge zerstört werden.

Die Erfindung besteht nun darin, daß zur Entlastung des Walzfalzes von radial nach außen wirkenden Kräften unabhängig von der Walzverbindung eine formschlüssige Verbindung zwischen Schaufel und Tragring vorgesehen ist. Dadurch gelingt es, die Schaufellängen sowie den Durchmesser und damit die Anzahl der Laufringe nach außen gegenüber den vorbeschriebenen bekannten Ausführungsformen wesentlich zu vergrößern und demnach also auch die Grenzleistungen und den Wirkungsgrad der Turbinen entsprechend zu erhöhen.

In Abb. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, die sich auch bei geschweißten oder bei mechanisch zusammengefügten Schaufelkränzen verwenden läßt, dargestellt. 11 ist eine der lose aneinandergereihten Schaufeln, 12 der beiderseits angebrachte, mit ihr aus einem Stück bestehende Fuß, 13 ein am besten gemeinsam an die Schaufelfüße angedrehter halber Schwalbenschwanz zur Aufnahme der axialen Zugspannungen vermittels des aus der Abbildung ebenfalls ersichtlichen Walzansatzes, 14 ein auf dieselbe Weise erhaltener Vorsprung an den Schaufelfüßen, der in eine entsprechende Vertiefung der Tragringe paßt und über den erfindungsgemäß die Radialkräfte von den Schaufeln auf die Tragringe überführt werden.

Aus Abb. 4 ist ferner ersichtlich, daß die Tragringe Vorsprünge 15 aufweisen, die rundherum lauf en und in die Schaufelfüße 12 hineinragen. Sie stellen eine erwünschte Vergrößerung der durch die Fliehkräfte auf Zug beanspruchten Ouerschnittsfläche des Tragringes dar. Andererseits bedingen sie eine Verkleinerung der Schaufelfüße, die, da ihre Fliehkraft von den Tragringen zu übernehmen ist, möglichst leicht ausgebildet sein sollen. Auch hierdurch wird der Zweck der Erfindung gefördert.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaüfelkranz für radial beaufschlagte Turbinen, in dem die Schaufeln durch einen Walzfalz" gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entlastung des Walzfalzes von radial nach außen wirkenden Kräften unabhängig von der Walzverbindung eine formschlüssige Verbindung zwischen Schaufel und Tragring vorgesehen ist.

2. Schaufelkranz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelfüße außer mit dem für den Walzfalz erforderlichen Vorsprung- mit mindestens einem weiteren Vorsprung versehen sind, ^7S der sich zur Entlastung der Walzstelle gegen den Baustoff des Tragringes legt.

3. Schaufelkranz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelfüße Aussparungen aufweisen, in welche ringförmige Vorsprünge der Tragringe hineinragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen