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Verfahren zum Einspannen von Turbinenschaufeln zwecks Herstellung
der'Schaufelfüße Die Herstellung von Schaufelringen für radial beaufschlagte Turbinen
erfolgt in der Weise, daß die Schaufeln mit an beiden Enden vorgesehenen Füßen aus
einem Stück hergestellt und jene Füße als Abstandsstücke ausgebildet in eine Einspannvorrichtung
als Ring eingelegt und die Schaufelenden schwalbenschwanzförmig ausgebildet oder
mit Schraubengewinde versehen werden, um in die mit entsprechenden Nuten versehenen
Ringe eingepaßt werden zu können, durch welche die Schaufeln zusammengehalten und
verschlossen werden sollen, Bei einem solchen Verfahren hängt es in hohem Maße von
der Genauigkeit der Bearbeitung ab, ob die in Ringform zusammengelegten Schaufeln
tatsächlich die richtige Teilung haben, so daß der durch sie gebildete Ring sich
auf den gewünschten Durchmesser genau schließt. Häufig wird dies nicht der Fall
sein, sondern, der letzten Schaufel entweder ein zu großer oder zu kleiner Raum
zur Verfügung stehen.
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Bisher wurde dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß einige der Abstandsstücke
der Schaufeln etwas abgeschliffen wurden, so daß sich der Ring auf den gewünschten
Durchmesser schließen kann.
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Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung der Schaufelringe
in solcheN Weise, daß Nachbearbeitungen durch Schleifen oder sonstige Veränderungen
des Materials vermieden werden, zumal durch solche Nachbearbeitung die Schaufeln
ein und desselben Ringes an verschiedenen Stellen verschiedene Teilung aufweisen,
was immer nachteilig ist und zu unzulässigen Schwingungen Veranlassung geben kann.
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Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß, falls
sich der Ring nicht auf den gewünschten Durchmesser schließt, jede Schaufel um einen
kleinen Winkel um ihre eigene Längsachse gedreht wird, so daß ihre Teilung -in bezug
auf den Schaufelring größer oder kleiner wird, der Ring sich schließt und somit
Platz zur Aufnahme der letzten Schaufel oder einer zusätzlichen Schaufel geschaffen
wird. Sämtliche Schaufeln eines solchen Ringes erhalten dadurch die gleiche Teilung.
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Die Zeichnung enthält mehrere beispielsweise Ausführungsformen nach
dem neuen Verfahren. Es zeigt Fig. x einen Teil der Einspannvorrichtung mit eingelegten
Schaufeln zum Anziehen und Verriegeln bereit, , Fig. 2 eine abgeänderte Einspannvorrichtung,
Fig. 3 einen radialen Schnitt nach der Linie A -A der Fig. 2, Fig. q. einen
Teil des in Fig. 2 dargestellten Spannringes in Draufsicht, Fig. 5 einen Teil eines
Schaufelringes mit als Abstandsstücke ausgebildeten Schaufelfüßen, die teils mit
ebenen und teils mit gekrümmten Berührungsflächen dargestellt sind.
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Zur Veranschaulichung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens
wird auf den rechten Teil der Fig. 5 verwiesen. Es sei angenommen, daß die Schaufelfüße
1-2-3-q. und
2-3-5-6 ihre Lagen in einem Ring eingenommen haben,
der sich nicht geschlossen hat, und daß eine zusätzliche Schaufel einzuschalten
ist. Um für diese zusätzliche Schaufel Platz zu schaffen, muß die frühere Teilung
verringert werden. Die Teilung ist ursprünglich durch die Bogen 4-3 und 3-5, die
gleich groß sind, gegeben. Jetzt dreht man die Schaufel i-2-3-4 um einen gewissen
Winkel mit dem Punkt 4 als Mittelpunkt, bis sie die neue Lage q.-7-8-9' einnimmt.
Die Teilung ist nunmehr immer in bezug auf den inneren Durchmesser des ursprünglichen
Ringes durch die Strecke 4-9', auf den Bogen 4 projiziert, gegeben und muß nach
dem Konstruktionsverfahren kleiner als dieser Bogen sein. Die übrigen Schaufeln
werden dann entsprechend der erst verstellten Schaufel nacheinander verstellt. Nachdem
auf diese Weise sämtliche Schaufeln verstellt sind, so daß sie einen Ring bilden,
wird ein Band um den Ring herumgelegt und angezogen. Es zeigt sich dann, daß sich
sämtliche Schaufeln, wie in Fig. i dargestellt ist, selbsttätig einstellen, indem
sie mit einem Rande 4 gegen die innere Einspannvorrichtung und einem Rande 8 gegen
die äußere Einspannvorrichtung anliegen. Durch das beschriebene Verfahren wird eine
selbsttätige und dauernde genau gleich große Teilung für alle Schaufeln erreicht.
Die Schaufeln liegen auch vollkommen gegeneinander an, und zwar unabhängig davon,
ob die Berührungsflächen eben oder kurvenförmig sind.
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Das Verfahren ist zwar mit dem Nachteil verknüpft, daß die Eintritts-
und Austrittswinkel der Schaufeln zufolge der Drehung etwas geändert werden; diese
kann aber praktisch vernachlässigt werden, da der Teilungsfehler mit einem sehr
kleinen Bruchteil auf jede Schaufel des Ringes verteilt wird.
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Um das oben beschriebene Verfahren praktisch auszuüben, benutzt man
eine innere Scheibe oder ein Rad 9, das, um für verschiedene Durchmesser der Schaufelringe
und verschiedene Längen der Schaufeln verwendbar zu sein, mit einer auswechselbaren
äußeren Bandage io versehen wird. Die Schaufeln werden um die Bandage io herum aneinandergereiht,
bis sie einen Ring bilden, wonach eine äußere Bandage ii oder eine Einspannvorrichtung
um die Schaufeln herumgelegt und angezogen wird. Auch diese Bandage kann selbstverständlich
mit einem inneren Ring versehen werden, der die gleiche Aufgabe wie der Ring io
hat. Eine Einspannvorrichtung einfacher Bauart ist in Fig. i dargestellt, und zwar
besteht sie aus einem aufgeschlitzten und mit Flanschen versehenen Ring. Eine zweckmäßigere
Ausführung zeigen die Fig. a, 3 und 4, wo der Ring ii mit angenieteten Absätzen
12 versehen ist, und zwar ist ein Absatz an jedem Ende des schräg aufgeschlitzten
Ringes vorgesehen. Durch die schräge Aufschlitzung des Ringes wird verhindert, daß
diejenige Schaufel, die sonst gerade gegenüber der Stoßfuge zu stehen käme, durch
letztere abgedrängt wird. Die Einspannvorrichtung wird durch zwei Backen o. dgl.
13 vervollständigt, die um die Absätze i2 greifen und durch Schraubenbolzen 14 angezogen
werden.
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Fig.3 läßt die Form der im eingespannten Zustand befindlichen Schaufel
erkennen. Mit strichpunktierten Linien sind jene Flächen angedeutet, nach welchen
die Füße zwecks Bildung der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge abgedreht werden.
Die Fläche 15 ist hier schon bearbeitet und dient zur Sicherung der gleichen
Einstellung sämtlicher Schaufeln in axialer Richtung. Damit beim Anziehen der Bandage
ii diese die Eintritts- und Austrittsränder der Schaufeln nicht beschädigen kann,
ist dafür gesorgt, daß eine Berührung nur zwischen Bandage und Schaufelfüßen erfolgt;
es versteht sich aber, daß die Berührung auch an der Schaufel selbst erfolgen kann,
ohne daß dadurch das Wesen der Erfindung berührt wird.
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Durch die Anbringung eines Stiftes o. dgl. an der äußeren oder inneren
Bandage, gegen den dann die Schaufelräder anliegen können, kann man vor dem endgültigen
Anziehen der Bandage ix diese im Verhältnis zum Ring io etwas drehen und dadurch
die Einstellung der Schaufeln bewirken.
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Nach erfolgter Ausdrehung der schwalbenschwanzförmigen Vorsprünge
aus den Schaufelfüßen werden die Verstärkungsringe an beide Enden des Schaufelringes
angewalzt.
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Oben ist angenommen, daß die Abstandsstücke mit den Schaufelfüßen
aus einem Stück hergestellt sind. Das Verfahren kann aber auch dann angewendet werden,
wenn besondere Abstandsstücke vorhanden sind, obwohl die Ausführung in solchem Falle
etwas umständlicher wird.
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Ferner ist angenommen, däß der innere Durchmesser des Schaufelringes
im voraus festgestellt ist; das Verhältnis kann aber auch umgekehrt sein, indem
der äußere Durchmesser festgestellt ist und die Einspannung mit Hilfe des inneren
Spannringes erfolgt.
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Das Verfahren ist besonders vorteilhaft wegen der Selbsteinstellung
der Schaufeln und seine Anwendung viel einfacher als die der bisher bekannten Verfahren,
die umständliche Einrichtungen zum Eingießen von leichtflüssigen Metallen zur Sicherung
der Schaufeln in den richtigen Lagen und Winkeln erfordern.