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Schaufelbefestigung am Scheibenumfang von Turbinen, Verdichtern u.
dgl. Maschinen Bei Turbinen, Verdichtern und ähnlichen Maschinen, bei denen Schaufeln
am Umfang von einer oder mehreren Scheiben befestigt sind, erfolgt Bekannterweise
die Befestigung der Schaufeln an der Scheibe entweder durch Schlitzen des Schaufelfußes
in Form einer Gabel, welche den-Umfangsteil der Scheibe spreizend um@faßt, oder
umgelehrt durch Schlitzen des Umfangsteiles der Scheibe zur Erzielung eines gabelförmigen
Profils, welches die Schaufelwurzel spreizend umfaßt. In dem ersterwähnten Fall
kann die Befestigung der Schaufel an der Scheibe entweder durch Biegen der Schenkel
der gegabelten Schaufelwurzel und Aufbringen des so gespreizten Schaufelfußes nach
Art eines Sattels auf den Scheibenumfang an der gewünschten Stelle erfolgen, worauf
die Schenkel gegen die Scheibe gepreßt werden, oder aber durch Einführen der Schaufel
an einer geeigneten Stelle der Scheibe in die radiale Endlage auf der Scheibe und
Verschiebung der Schaufel in ihre Umfangsendlage. In dem zweiten Fall, d. h. also
wenn der Umfang der Scheibe gabelförmig ausgebildet ist, erfolgt die Anbringung
der Schaufel in der zuletzt erwähnten Weise.
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Die Erfindung bezieht sich auf Schaufelbefestigungen der vorerwähnten
Art und bezweckt, die, Widerstandsfähigkeit der $.efestigu;ng, insbesondere gegen
axiale EinwirkLingen, z11 erhöhen. Man hat zu diesem. Zweck bereits zusätzliche
Führungen zwischen Schaufeln und Scheiben vorgeschlagen, doch hat es sich bei diesen
bekannten zusätzlichen Führungen um. reine Parallelführungen gehandelt, die ihrer
Aufgabe nur unvollkommen gerecht werden können. Demgegenüber wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine besonders sichere Befestigungsart dadurch erreicht, daß die zusätzlichen
Führungen Schrägflächen aufweisen, welche so angebracht sind, daß sie bei auswärts
gerichtetem Schaufeldruck, beispielsweise unter Einfluß der Fliehkraft, die Schaufel
starrer an der Scheibe halten. Da diese
schrägen zusätzlichen Führungen
v erhäftnismäßig einfach gestaltet sein können, bestehen keine Schwierigkeiten,
die Führung finit hoher Genauigkeit herzustellen.
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Derartige schwalbenschwanzförmige Führungen sind als Hauptbefestigung
für die Schaufeln bereits bekanntgeworden. Dabei ist jedoch eine zusätzliche Sicherung
der Schaufeln gegen axiale Verschiebung nicht vorhanden gewesen. Die Aufgabe der
zusätzlichen Schwalbenschwanzführungen liegt nicht darin, die großen durch die Zentrifugalkraft
in radialer Richtung verursachten Kräfte aufzunehmen, sondern ihr Hauptzweck ist,
die Widerstandsfähigkeit der bereits vorhandenen Befestigung gegen axiale Einwirkungen
zu erhöhen. Dadurch, daß für diese nicht tragenden sondern gewissermaßen steuernden
Führungen Schrägflächen vorgesehen sind, wird die Einwirkung der Zentrifugalkraft
zusätzlich ausgenutzt, indem unter dem Einfluß der Fliehkraft die radial nach außen
strebende Verlagerung die Schaufel noch starrer all der Scheibe hält.
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In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt. Es zeigen Fig. i einen Radialschnitt der Befestigung eines gegabelten
Schaufelfußes an einer Scheibe durch vereinigtes Biegen und Pressen, Fig. 2 einen
Radialschnitt einer ähnlichen Befestigung, bei welcher die Anbringung der Schaufel
entsprechend der eingangs erwähnten zweiten Befestigungsart erfolgt ist, Fig. 3
einen Radialschnitt einer Befestigung mit gegabelter Scheibenkante, Fig. d. und
5 Radialschnitte von abgeänderten Befestigungen der in Fig. 2 gezeigten Art. In
Fig. i sind zwei Schenkel i und 2 des gegabelten Fußes einer Schaufel 3 vorgesehen,
von welcher nur ein kleiner Teil gezeigt ist. Die Schenkel i und 2 sind so auf der
Scheibe angebracht, daß sie den Umfangsteil .I derselben spreizend umgreifen. Die
Scheibe kann der Läufer einer Turbine, eines Verdichters oder einer sonstigen Maschine
sein. Die Schenkel i und 2 und der Umfangsteil ,1 der Scheibe besitzen ineinandergreifende
Ansätze und Nuten, welche die Widerstandsfähigkeit der Befestigung gegen radiale
und axiale Einwirkungen erhöhen. Zusätzlich zu diesen bekannten Ansätzen und Nuten
besitzt die Befestigung gemäß der Erfindung eine Führung an ihrem äußeren Umfang.
Diese zusätzliche Führung besteht in dein Ausführungsbeispiel aus einem ringförmigen
Ansatz 6 der Seheibe, welcher nach Art eines Flansches ausgebildet ist und durch
Schrägflächen begrenzt wird, die in bezug auf die Scheibenachse schwalbenschwanzförmig
angeordnet sind, und aus einer entsprechend gestalteten ringförmigen NUt 7 am Boden
der Öffnung des Schaufelfußes, in welche der Ansatz 6 fest eingreift. Diese zusätzliche
Führung erhöht die Widerstandsfähigkeit der Befestigung, insbesondere gegen axiale
Einwirkungen.
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Die in Fig. 2 gezeigte Befestigung, welche in gleicher Weise wie die
vorbeschriebene Befestigung einen gegabelten Schaufelfuß 1, 2 enthält, welcher die
Kante .4 einer Scheibe 5 sattelförmig umgreift, ist ursprünglich mit einem Paar
Führungen 8 in Gestalt voll Ansätzen an den Enden der Schenkel z und ; versehen
sowie mit Nuten in der Scheibe 5, in welche die Ansätze fest eingreifen. Diese Führungen
8 dienen als Sicherung gegen axiale Beanspruchungen. Sie können aus dem Grunde verwendet
werden, weil die Befestigung der Schaufel ohne jegliche Verformung des gegabelten
Schaufelfußes erfolgen kann. Zusätzlich zu den ursprünglichen Führungen 8 ist eine
weitere Führung an dem äußeren Umfang der Befestigung vorgesehen, und zwar in Gestalt
eines Ansatzes 6 des Scheibenteiles d. und einer Nut 7 am Boden der öffnung im Schaufelfuß.
Erst durch die Anbringung der zusätzlichen sch-walbenschwanzförinigen Führung 6
und 7 kann die Befestigung als völlig zufriedenstellend bezeichnet werden, da die
ineinandergreifenden Teile der Scheibe und der Schaufel sich gegenseitig an beiden
Enden sichern.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Befestigung umschließt eine gegabelte
Scheibe den Schaufelful;. Diese Befestigung besitzt eine zusä tzliche Führung an
dem inneren Umfang und zwei Führungen bekannter Art an dem äußeren Umfang. Die beiden
Schenkel 9 und io der gegabelten Kante der Scheibe 5 sind an den Enden einwärts
gebogen und befinden sich firn Eingriff mit entsprechenden Nuten in den Seiten des
Schaufelfußes, so daß zwei Führungen 1-2, 13 zwischen den Endflächen der sich einwärts
erstreckenden Schenkela ns. ätze und den Bodenfl- chen der Nuten gebildet werden.
Die zusätzlichen Schrägführungen bestehen aus einenf Ansatz.6 am Ende des Schaufelfußes
und einer Nut 7 am Boden der Öffnung der gegabelten Scheibenkante.
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In Fig. 4. ist eine weitere abgeänderte Ausfülirungsforin einer Befestigung
der in F i-. dargestellten Art gezeigt. Diese in Fig. d gezeigte Befestigung bestellt
dementsprechend aus einem Paar Führungen 8 all dein inneren Umfang und einer zusätzlichen
Schwalbensch-,vanzführung 6, 7 an ihrem äußeren Umfang. In diesem Fall jedoch bildet
der Ansatz 6 einen Teil der Schaufel 3, während die 'Zut 7 in dein äußeren Ende
des Kantenteile: d. der Scheibe angebracht ist.
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Fig. 5 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführuilgsforni der Bauart
nach Fig. 2, bei
welcher die beiden Führungen ä und zusätzliche
Führung 6, 7 ebenfalls mit schrägen oder konischen Flächen versehen sind, so daß
bei einer unter dem Einfluß der Fliehkraft radial nach außen strebenden Verlagerung
die Schaufel fest an der Scheibe gesichert ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt,
vielmehr können im einzelnen noch weitere Abänderungen vorgenommen werden, ohne
daß der Schutzumfang überschritten wird. So können bei beliebigen Ausführungen von
Befestigungen gemäß der Erfindung der Ansatz oder die Nut der zusätzlichen Führung
beliebig auf oder in jedem der beiden zu befestigenden Teile vorgesehen sein.