DE755198C

DE755198C - Kreiselradmaschinenlaufrad fuer hohe Umfangsgeschwindigkeiten

Info

Publication number: DE755198C
Application number: DED71728D
Authority: DE
Inventors: Werner Von Der Dr-Ing Nuell
Original assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Current assignee: Deutsche Versuchsanstalt fuer Luftfahrt eV
Priority date: 1935-12-20
Filing date: 1935-12-20
Publication date: 1952-11-24

Description

Kreiselradmaschinenlaufrad für hohe Umfangsgeschwindigkeiten Der häufig anzustrebenden Steigerung der Drehzahl von Kreiselradmaschinen erwächst bei großen Umfangsgeschwindigkeiten eine obere Grenze aus den in Laufrädern mit Deckscheibe auftretenden Beanspruchungen. Unter Deckseite ist hierbei die mitumlaufende Radseitenwand verstanden, die gleichmittig zur Wellenmitte vom äußeren Umfang des Radeinlaufes bis zum Außendurchmesser des Rades reicht. Die begrenzende Beanspruchung tritt bei der durch Nietung oder Schweißung oder nach ähnlichen Verfahren hergestellten Rädern in dieser Deckscheibe auf. Die im Flugmotorenladerbau fast ausschließlich verwendeten Laufradformen begegnen diesen Schwierigkeiten durch Fortlassen der Deckscheibe (halboffene Laufradform) oder auch durch Fortlassen beider Radwände (offener Laufschaufelstern). Es ist aber bekannt, daß diese 1Iaßnahmen meistens eine Herabsetzung von Förderhöhe und Wirkungsgrad zur Folge haben.
Die Erfindung gibt Bauformen von Kreiselradmaschinenlaufrädern für große Umfangsgeschwindigkeiten mit Deckscheibe an, die gegenüber den bekannten, aus gleichen Werkstoffen gefertigten Rädern mit Deckscheiben eine wesentliche Erhöhung der möglichen Umfangsgeschwindigkeit sicherstellen. Hohe Umfangsgeschwindigkeiten sind nur möglich, wenn die Deckscheibe gegen übermäßige Beanspruchungen gesichert wird. Das wird dadurch erreicht, daß bei solchen Rädern mit Deckscheibe, die aus mehreren in axialer Richtung hintereinanderliegenden, durch Trennebenen rechtwinklig zur Laufradachse voneinander getrennten Teilen bestehen, in einem Axialschnitt, auch Meridianschnitt genannt, gesehen die Schnittlinien zwischen den Trennebenen und der Schnittebene innerhalb der radialen Laufradaustrittsbreite der Schaufeln münden und daß außerdem die bis in den Einlauf vorgezogenen Radialschaufeln mit einem Teil ihrer axialen Erstreckung oder mit ihrer ganzen axialen Erstreckung mit der Deckscheibe und der Nabe aus einem Stück bestehen. Auf diese Weise wird die Deckscheibe von den Schaufeln abgestützt.
In der Zeichnung ist das Kreiselradmaschinenlaufrad in vier Ausführungsformen veranschaulicht, und zwar zeigen die Abb. i, i a, 2 und 3 Querschnitte durch die Räder.
Bei der in Abb. i dargestellten Ausführung sind die Laufschaufeln b mit der Radrückwand d, aus einem Stück hergestellt. Dabei können die Radrückwand d1 und die Welle ei aus einem Stück bestehen, oder aber eine Radrückwand dl mit Schaufeln bin der durch die strichpunktierte Linie ä gezeigten Form wird auf die Welle ei aufgesetzt. Die Deckscheibe f besteht mit den Schaufelteilen a und der Nabe ei aus einem Stück. Dadurch werden die in der Deckscheibe f auftretenden Zugbeanspruchungen und die z. B. im Schnitt X- Y auftretenden Biegungsbeanspruchungen stark herabgesetzt, da die Deckscheibe mit ihrem Ringwulst li von den Schaufelteilen a, und der Nabe ei unmittelbar getragen wird. Beide Laufradhälften a. mit cl, f und h und b mit dl können zusammengesetzt werden, indem z. B. die Deckscheibe f mir den Schaufeln a und der Nabe ei auf die Welle ei aufgeschrumpft wird oder indem eine axiale Festhaltung z. B. durch eine Schraubenv erbindung lt auf der Welle ei erfolgt. Im letzteren Fall muß irgendeine Sicherung gegen gegenseitige Verdrehung der Schaufelteile a und b vorgesehen werden.
Für einstufige Verdichter insbesondere kann die Ausbildung z. B. auch gemäß Abb. i a erfolgen. Hierbei bestehen die Deckscheibe f, die Ringwulst L2, die Laufschaufelteile a und die Welle e2 aus einem Stück. Die Radrückwand d2, die mit den Schaufelteilen b ihrerseits aus einem Stück besteht, kann irgendwie auf der Welle e2 befestigt werden, z. B. durch Schrumpf- oder Schraubenverbindung oder ähnliches.
Abb.2 zeigt eine weitere Unterteilung in einen Schaufelstern b mit Nabenring i, in die Radrückwand d2 sowie in die Deckscheibe f mit l3, die mit der Nabe cl und den Schaufelteilen a ihrerseits aus einem Stück besteht. Einer der drei genannten Bauteile kann mit der Welle e3 aus einem Stück bestehen; in Abb. 2 ist Einteiligkeit von d3 mit e3 zeichnerisch dargestellt.
Abb.3 zeigt eine zweiteilige Ausführung des Laufrades, bei der die Deckscheibe f mit 141 die Laufschaufeln k und die Nabe c2 aus einem Stück bestehen und ebenso wie die Radrückwand d4 auf die Welle e4 aufgesetzt werden. Wahlweise kann auch entweder der aus den Schaufeln k, der Nabe c2 und der Deckscheibe f mit 14 bestehende Laufradteil oder aber die Radriickwand d4 mit der Welle e4 aus einem Stück bestehen. In beiden Fällen werden in den an der Radrückwand d4 in der Nähe der Nabe sitzenden ringförmigen vorstehenden Bund beispielsweise radiale Schlitze eingefräst, in welche beim Zusammensetzen der beiden Teile des Laufrades die Schaufeln k eingeschoben werden. Diese für die Form der Schaufelkanäle und die Herstellung der Radteile nützliche Maßnahme kann gleichzeitig auch zur Drehmomentenübertragung dienen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Kreiselradmaschinenlaufrad für hohe Umfangsgeschwindigkeiten mit Deckscheibe auf der Einlaufseite, das aus mehreren in axialer Richtung hintereinanderliegenden, durch Trennebenen rechtwinklig zur Laufradachse voneinander getrennten Teilen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß in einem axialen Schnitt gesehen die Schnittlinien zwischen den Trennebenen und der Schnittebene innerhalb der axialen Austrittsweite (b2) der Schaufeln münden, wobei die bis in den Einlauf vorgezogenen Radialschaufeln mit einem Teil ihrer axialen Erstreckung (a) oder mit ihrer ganzen axialen Erstreckung (k) mit der Deckscheibe (f) und der Nabe (c) aus einem Stück bestehen.
2. Laufrad nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß einer der in axialer Richtung hintereinanderliegenden Teile mit der Welle (e) aus einem Stück besteht. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: USA.-Patentschriften Nr. I z59 095, 1771 349, 1 873 974 1 959 703; britische Patentschrift Nr. 34o"450; deutsche Patentschrift Nr. 462 853.