DE735504C - Turbinenlaeufer, insbesondere fuer Gasturbinen, bei dem die Laeuferscheibe aus keramischen Massen besteht - Google Patents

Description

• Turbinenläufer, insbesondere für Gasturbinen, bei dem die Läuferscheibe aus keramischen Massen besteht Die Erfindung betrifft einen Turbinenläufer, bei dem die Läuferscheibe aus keramischen Massen besteht und auf beiden Seiten mit stählernen '\Z'ellenstummeln verbunden ist: Manche der keramischen Werkstoffe besitzen sehr gute Festigkeitseigenschaften und insbesondere auch eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit, so daß sie aus diesen Gründen für Schaufeln und Läufer von Gasturbinen besonders geeignet sind. Es ist bereits bekannt, bei Pumpen für säurehaltige bzw. metallangreifende Flüssigkeiten, Schaufeln und Laufräder aus Ton herzustellen und mit ebensolchen Achsstummeln aus Ton zu versehen, in denen die Pumpenräder gelagert sind. Die metallenen Antriebsachsen sind dabei mit den tönernen Achsstummeln durch Kitten, Verschraubungen oder Keile in der Weise gebunden, daß die Metallachsen von den tönernen Achsstummeln vollständig umhüllt sind. Dies läßt sich gegebenenfalls bei Flüssigkeitspumpen, die keiner nennenswerten Temperaturbelastung ausgesetzt sind, durchführen, nicht aber bei der Verwendung von keramischen Massen, die den hohen Betriebstemperaturen einer Gasturbine standhalten müssen. Bei diesen keramischen Werkstoffen bereitet die Herstellung von Turbinenläufern init beiderseitig angesetzten Wellenstummeln zur Aufnahme der Lagerung oder zur Aufnahme der die Lagerung tragenden Wellen sehr große Schwierigkeiten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß die Herstellungsschwierigkeiten eines 'derartigen Turbinenläufers weitgehend ausgeschaltet und die günstigen Eigenschaften dieser Werkstoffe doch in möglichst großem Umfang ausgenutzt werden. Nach der Erfindung werden die stählernen Wellenstummel mittels eines s;:e und die Läuferscheibe zentral durchdringenden Zugankers mit je einem steilen Korius gegen entsprechende konische Flächen an der Läuferscheibe gepreßt, wobei der Konus der Anlegestellen zwischen Wellenzapfen und Läuferscheibe so gewählt ist, daß bei untersch,iedlicherWärmedehnung zwischen der Läuferscheibe und dien Wellenstummeln letztere sich entgegen der Vorspannung des Zugankers etwas nach außen schieben, so daß die Gefahr der Sprengung des Turbinenläufers durch die WelIenstuminel vermieden wird. Es sind zwar Turbinen bekannt, bei welchen die mit der Laufscheibe aus einem Stück bestehenden Wellenstummel mit einem sehr schlanken Konus versehen und in ein entsprechend konische Bohrung eines weiteren Wellenstranges eingesteckt sind. Die axiale Verbindung erfolgt dabei durch einen verhältnismäl:.ig kurzen Schraubenbolzen in Achsmitte. Mit dieser Verbindung wird ein fester Sitz des Wellenstummels am Wellenstrang erstrebt, der auch zur L bertragung des Drehmoments geeignet ist. Eine gegenseitige Dehnungsmöglichkeit ist nicht möglich und auch nicht erforderlich. da beide Wellenteile aus dem gleichen Werkstoff bestehen.
• Zur fibertragun- des:Drehmoments sindbeim Erfindungsgegenstand zu beiden Seiten des Läufers in weiterer Ausbildung der Irrfindung in an sich bekannter Weise mehrere kurze Knaggen angeordnet, die auf dem Wellenumfang gleichmäßig verteilt sind. Diese Knaggen greifen nach Art einer Klauenkupplung in entsprechende Ausnehmungen der für die Lagerung bestimmten Wellenstummel. Durch dies; Anordnung wird eine Zentrierung der beiden Wellenstummel und des Turbinenläufers erzielt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Turbinenläufers nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen .1b. i einen Längsschnitt durch den Turbinenläufer und A11. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-11 der Abb. i.
• Die Läuferscheibe i mit den Laufschaufeln 2 weist an ihrer zentralen Bohrung die beiden konischen Flächen 3 auf, geben die die entsprechenden Konusse der Wellenstummel 4. und 5 anliegen. Der Anpressungsdruck wird durch den Zuganker 6 erzeugt. Es ist nicht ei-forcl@rlicli, daß die konischen Flächen immer die in der Abbildung dargestellte Lage J haben. Si-- können auch, je nach der baulichen (-:estaltitng der Verbindung zwischen Turbinenscheibe und Wellenstummel, an anderen Stellen angeordnet -werden. Die Knag-#,c_i 7 der Läuferscheibe i greifen in die entsprechenden Ausnehmung,en an den Wellenstummeln .l und 5 ein und übertragen das Dreh ionient der Läuferscheibe i auf die Wellenstummel .l und 5. Die '\W,ellenzapfen S und 9 dienen zur Lagerung des Turbinenläufers im Turbinengehäuse.
• L"in eine zu starke Erwärmung des Zugankers 6 im Innern des Turbinenläufers zti verliiiid@,i-ii, können in Weiterbildung der Erfin(fni- in die Bohrung des Turbinenläufers an sich bekannte dünne Wärmeisolierrohre 1o. z. B. aus Porzellan, die einen 1-uftrauin -zwischen sich bzw. zwischen sich und dein Läufer einschließen, den Zuganker i-) aber nicht berühren, eingelegt werden.

Claims (1)

1@:2"1'ES"1':21SI'I@CCHE: i. Ttirbiiien13ufer, insbesondere für Gasturbinen, bei dem d:-e Läuferscheibe aus kera inisclicn Massen besteht und auf beiden Seiten mit stählernen Wellenstummeln verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenstummel (.l, 5 mittels eines sie und die Läuferscheibe i i r zentral durchdrilig enden Zugankers r 6 i mit je einem Konus gegen entsprechende konische Flächen i73 i an der Läuferscheibe i- i ) gepreßt werden, wobei der Konus der Anlegesteilen zwischen Wellenzapfen t'.4. 5 ; und Läuferscheibe (i) so gewählt ist. daß bei unterschiedlicher Wärmedehnung zwischen der Läuferscheibe (i) und den Wellenstummeln (4, 5) letztere sich entgegen der Vorspannung des Zugankers (6.i etwas nach ihren Enden verschieben können und so eine Sprengung der Läuferscheibe ( i @ verhindert wird. , e. Turbinenläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennceichiiet, daß zur t'bertragung des Drehmoments die Läuferscheibe (i7 mit mehreren gleichmäßig auf dem Wellenumfang verteilten Knaggen (7i nach Art einer Klauenkupplung in entsprechende Ausnehmungen der Wellensiuinmel (q., 5) eingreifen. 3. Turbinenläufer nach Anspruch i, dadurch Gekennzeichnet, daß der Zuganker 6) zwischen den Wellenstummeln (.l, 5 i gegenüber dem Turbinenläufer (i i durch eingelegte Wärmeisolierr ohr e (i o ) abgeschirmt ist.