DE69914134T2 - Laufrad - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad oder einen Propeller für eine rotierende Maschine, wie eine Flüssigkeitspumpe des Zentrifugal-oder Axialtyps, eine Turbine oder eine Vortriebseinheit.
• Ein Laufrad dieses Typs beinhaltet eine Nabe, die an einer Drehwelle angebracht ist, sowie eine Mehrzahl von Schaufeln bzw. Flügeln, die an der Nabe angebracht oder in integraler Weise mit letzterer ausgebildet sind. Eine Maschine dieses Typs ist in der US-A-3 386 331 offenbart; sie besitzt eine zentrale Einheit, eine Nabe, die durch eine Anzahl von mantelförmigen Teilen mit daran angebrachten Schaufeln gebildet ist.
• In der nachfolgenden Beschreibung geht es um die Technik, die sich mit Axial- oder Propeller-Pumpen befasst. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch für andere Arten von Laufrädern und Propellern anwendbar.
• Eine Axialpumpe zeichnet sich dadurch aus, dass die Flüssigkeit in Axialrichtung in das Laufrad eingesaugt wird und dieses auch in Axialrichtung verlässt. Die kinetische Energie, die man durch das rotierende Laufrad erhält, wird mit Hilfe einer Anzahl feststehender Schaufeln stromabwärts von dem Laufrad in Druckenergie umgewandelt. Diese Schaufeln dienen normalerweise auch als Stützelemente in dem Pumpengehäuse.
• Die an der Nabe angebrachten Schaufeln können in Abhängigkeit von der Art der zu pumpenden Flüssigkeit, der Druckhöhe usw. unterschiedliche Ausbildungen haben. Der Winkel zwischen der Nabe und der Schaufel ist von großer Bedeutung für die Pumpenleistung. Bei bestimmten größeren Maschinen, wie z. B. Turbinen, ist es üblich, die Schaufeln verstellbar auszubilden, um dadurch die beste Leistungsfähigkeit bei unterschiedlichen Druckhöhen zu erzielen. Diese Lösung ist natürlich sehr teuer und ferner auch anfällig im Hinblick auf Verunreinigungen.
• Durch Ausbilden der Nabe mit einer kugeligen Oberfläche, an der die Schaufeln angebracht sind, wird der Effekt erzielt, dass verschiedene Schaufelwinkel gewählt werden können, ohne dass eine Notwendigkeit zum Austauschen der Schaufel an sich besteht.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Laufrads, das sich kostengünstig herstellen lässt und sich für verschiedene Arten von Flüssigkeiten und Betriebsbedingungen anpassen lässt.
• Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung ausführlicher beschrieben, die eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Laufrads zeigt.
• In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Nabe, die einen Flansch 2 aufweist. 3 bezeichnet Abschnitte in einem zwischengeordneten Teil, 4 bezeichnet an den Abschnitten angebrachte Schaufeln bzw. Flügel, und 5 bezeichnet ein Endteil. 6 und 7 bezeichnen einander gegenüberliegende Schnittflächen in der Trennwand zwischen den Abschnitten 3. 8 und 9 schließlich bezeichnen Schultern bzw. Kerben an den Flächen 6 und 7.
• Ein Laufrad oder ein Propeller gemäß der Erfindung besitzt eine an einer nicht gezeigten Antriebswelle anzubringende Nabe 1. Die Nabe ist mit einem Flansch 2 versehen, und zwar zur Verbindung mit einem zwischengeordneten Teil durch ein beliebiges geeignetes Mittel, beispielsweise Schrauben. Das zwischengeordnete Teil ist durch eine Anzahl identischer Teile gebildet, von denen jeder einen Nabenabschnitt 3 und eine Schaufel 4 aufweist. Die Nabenabschnitte sind dazu ausgebildet, beispielsweise durch Kleben entlang von im Wesentlichen axial gerichteten Schnittverläufen aneinander sowie auch an dem Flansch 2 an der Nabe 1 und an dem Endteil 5 angebracht zu werden.
• Wie aus dem Vorstehenden sowie aus den Zeichnungen erkennbar ist, sind die den zwischengeordneten Teil bildenden Teile identisch, und die Trennwände zwischen ihnen sind im Wesentlichen axial gerichtet. Dadurch werden bestimmte Herstellungsvorteile erzielt.
• Die Aufteilung des Laufrads in drei Einheiten entlang von radialen Schnitten führt zu weiteren Vorteilen. Wie bereits erwähnt wurde, sind verschiedene Arten von Schaufeln, verschiedene Winkel usw. zur Erzielung optimaler Ergebnisse bei variierenden äußeren Bedingungen in Abhängigkeit von der gepumpten Flüssigkeit, der Druckhöhe, dem Volumen usw. erforderlich. Die Erfindung ermöglicht die Verwendung derselben Teile 1 und 5 für eine große Anzahl verschiedener Laufräder und Propeller. Es ist lediglich notwendig, das zwischengeordnete Teil zu variieren, doch da dieses aus einer Anzahl von identischen Teilen besteht, werden eine beträchtliche Standardisierung und als Ergebnis hiervon eine Reduzierung der Kosten erreicht.
• Die Trennwand bzw. Trennung zwischen zwei Abschnitten 3 befindet sich aus Gründen der Widerstandsfähigkeit auf halbem Wege zwischen zwei benachbarten Schaufeln 4. Der Trennungsschnitt folgt einer Kurve, die im Wesentlichen den gleichen Verlauf wie die Verbindungslinie zwischen der Schaufel und dem Nabenabschnitt hat. Die Enden des Schnitts weichen jedoch ab und haben einen Verlauf in erster Linie rechtwinklig zu den Trennwänden zwischen dem zwischengeordneten Teil und der Nabe bzw. dem Endteil, so dass die Scherkräfte vermindert werden, die die Tendenz haben, die Abschnitte unter bestimmten Bedingungen relativ zueinander zu verlagern.
• Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die einander gegenüberliegenden Schnittflächen 6 und 7 in jeder Trennwand mit Schultern und entsprechenden Kerben 8 bzw. 9 versehen. Durch dieses Mittel sowie eine ergänzende Klebeverbindung wird eine sichere gegenseitige Verriegelung der Abschnitte erzielt.
• Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung sind die Schultern und Kerben jeweils mit seitlichen Flächen ausgebildet, die in Bezug auf die Flächen 6 und 7 schräg sind. Auf diese Weise wird die Festigkeit gesteigert. Durch Anordnen von zwei der schrägen einander gegenüberliegenden Flächen in einer Ebene rechtwinklig zu der Drehwelle des Laufrads und parallel zu den Ebenen durch die Verbindungen zwischen dem zwischengeordneten Teil und dem Flansch 2 bzw. dem Endteil 5 werden bestimmte Vorteile hinsichtlich der Herstellung erzielt.

Claims (3)

1. Laufrad oder Propeller für eine rotierende Maschine, wie eine Flüssigkeitspumpe des Zentrifugal- oder Axialtyps, eine Turbine oder eine Vortriebseinheit, wobei das Laufrad oder der Propeller einen zentralen Teil mit einer Anzahl von an seinem Umfang angebrachten Schaufeln aufweist, wobei der zentrale Teil eine Nabe (1) mit einem Flansch (2), ein zwischengeordnetes Teil und ein Endteil (5) aufweist, wobei das zwischengeordnete Teil aus einer Anzahl identischer Nabenabschnitte (3) zusammengesetzt ist, von denen jeder mit einer Schaufel (4) versehen ist, wobei die Trennungen zwischen den Abschnitten (3) einen im Wesentlichen axial gerichteten Verlauf aufweisen und sich die Trennung zwischen den Abschnitten (3) auf halbem Wege zwischen zwei benachbarten Schaufeln befindet, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Trennungsschnitte einer Kurve folgt, die im Wesentlichen den gleichen Verlauf wie die Verbindungslinie zwischen einem Flügel (4) und dessen Nabenabschnitt (3) hat, und dass die Enden der Trennungsschnitte von der Kurve abweichen und einen Verlauf im Wesentlichen rechtwinklig zu den Trennungen zwischen dem zwischengeordneten Teil und dem Flansch (2) des Nabenteils (3) bzw. dem Endteil (5) haben.
2. Laufrad oder Propeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Schnittflächen (6) und (7) mit Schultern (8) und entsprechenden Kerben (9) zum Befestigen der Teile versehen sind, wobei die Schultern und Kerben mit seitlichen Flächen ausgebildet sind, die in Bezug auf die Flächen (6) und (7) schräg sind, und wobei zwei der seitlichen Flächen in einer Ebene rechtwinklig zu der Drehwelle des Laufrads angeordnet sind.
3. Laufrad oder Propeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (2) des Nabenteils und das Endteil (5) mit Flanschen versehen sind, die gegenüberliegende Flansche an dem zwischengeordneten Teil umschließen.