DE765809C

DE765809C - Laufrad fuer Fliehkraftverdichter

Info

Publication number: DE765809C
Application number: DEM149350D
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl-Ing Martinka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-12-08
Filing date: 1940-12-08
Publication date: 1954-11-29

Description

Laufrad für Fliehkraftverdichter Die Erfindung bezieht sich auf ein Laufrad für Fliehkraftverdichter, bei dem die Nabenscheibe, die Deckscheibe und die Schaufeln dadurch miteinander verbunden sind, daB ein Teil Vorsprünge aufweist, die in Aussparungen des anderen Teiles eingreifen. Bei den bekannten Ausführungen dieser Art besitzen die Schaufeln an den gegen die Nabenscheibe und die Deckscheibe anliegenden Kanten Vorsprünge, die in entsprechende Löcher der Nabenscheibe oder der Deckscheibe eingreifen. Die hierdurch bedingte erhebliche Schwächung der Deckscheibe wird bei verschiedenen ebenfalls bekannten Ausführungen vermieden, die aber den Nachteil haben, daB die Laufradkanäle vor dem Zusammenbau nicht über ihre ganze Länge einseitig offen sind und daher maschinell nicht oder nur unvollständig bearbeitet werden können. Insbesondere ist es bei diesen Ausführungen nicht möglich, die Schaufeln aus dem vollen Werkstoff von Schmiedestücken, welche die Nabenscheibe oder die Deckscheibe bilden, herauszuarbeiten, wie es für die Erreichung höchster Umfangsgeschwindigkeiten nötig ist. Auch bei quer zur Strömungsrichtung geteilten Schaufeln wird ein Teil der Schaufelkanäle meistens am Einlaufteil des Laufrades innen und außen durch Ringe begrenzt, von denen der innere ein Nabenstück bildet und zwischen denen sich die Schaufeln befinden, die auf diese Weise einer maschinellen Bearbeitung nur schwer zugänglich sind.
Diesen bekannten Ausführungen gegenüber besteht die Erfindung darin, daß die Vorsprünge und die Aussparungen, durch welche die einzelnen Laufradteile miteinander verbunden werden, lediglich in die Schaufeln verlegt sind, so daß die Nabenscheibe und die Deckscheibe keine Unterbrechungen aufzuweisen brauchen. Dadurch können die Schaufeln ihrer ganzen Länge nach maschinell bearbeitet und aus den Schmiedestücken, welche die Nabenscheibe und die Deckscheibe bilden, herausgearbeitet werden. Die Deckscheiben, welche am inneren Umfang einen dicken Wulstring bilden, können außen sehr dünne Wandstärke erhalten, wenn Schaufelteile mit der Deckringscheibe ein Werkstück bilden und diese dadurch versteifen, indem die Teilfuge der Schaufeln in Strömungsrichtung verläuft. Außerdem werden die Schaufeln, soweit sie nicht radial verlaufen, gegen Umknicken unter dem Einfluß der Fliehkraft gesichert, wenn der eine Schaufelteil über die ganze Schaufellänge mit der Nabenscheibe, der andere Schaufelteil mit der Deckscheibe ein Stück bildet. Solche Laufräder sind daher für höchste Umfangsgeschwindigkeiten geeignet, gestatten hohe Verdichtungen in einem Laufrad und ergeben einen hohen Wirkungsgrad, weil Deckringscheiben angewandt werden können und die Schaufeln nicht über die ganze Länge radial gerichtet zu sein brauchen.
Die Zeichnungen zeigen drei Ausführungsbeispiele, Abb. i bis 3 das erste, Abb.4 bis 6 das zweite und Abb.8 das dritte.
Der "-%leridianschnitt (Abb. i) zeigt die Nabenscheibe a und die mit ihr aus einem Stück hergestellten Schaufelteile b und c sowie die Zwischenschaufelteile d und e, deren Form und Lage, in Achsenrichtung gesehen, Abb. 2 zeigt. Diese Schaufelteile sind mit Aussparungen oder Zahnlücken f, ä, la bzw. f', g', 1a' versehen. In diese Aussparungen oder Zahnlücken legen sich die in Abb. 3 dargestellten Vorsprünge oder Zähne i, h, m bzw. i, h', m', «,-elche die restlichen Schaufelteile bilden, mit den Deckscheiben -,-z bzw. zz' aus einem Stück hergestellt sind und die Aussparungen oder Zahnlücken gerade so ausfüllen, daß sie die Schaufeln b, c, d und e ergänzen und mit ihnen glatte Schaufelwände bilden. Dabei können die Zähne ein wenig hinterschnitten sein, derart, daß der Durchmesser d1 etwas kleiner ist als der Durchmesser d=.
Um eine derartig mit Zähnen versehene Deckscheibe mit den Schaufeln der Nabenscheibe fest zu verbinden, gibt man der Nabenscheibe mit den Schaufeln eine höhere Temperatur als der Deckscheibe, indem man die -N abenscheibe erwärmt oder die Deck-Scheibe einfriert. Dann wird die Deckscheibe mit der gezahnten Seite gleichachsig auf den Schaufelkranz der Nabenscheibe gelegt und derart um ihre Achse ein wenig gedreht, bis sich die Zähne genau in die Zahnlücken legen. Sobald Deckscheibe und Schaufeln die gleiche Temperatur haben, ergibt sich eine feste Verbindung zwischen beiden. Diese hat zur Folge. daß Fliehkräfte der Deckscheibenmassen, die nicht durch Spannungen der Deckscheibe aufgenommen «-erden, sich auf die Schaufeln und von diesen auf die N abenscheibe a_ übertragen.
In ähnlicher Weise wie die Deckscheiben yi und iz' können auch Leitwände o und o', die. in Abb. i im Meridianschnitt, in Abb. 2 in Achsenrichtung gesehen, dargestellt sind, finit den Schaufeln b und c verbunden «-erden. Die Leitwände o und o' werden außen mit Aussparungen oder Zahnlücken versehen, die den Eintrittskanten der Schaufeln entsprechen. und dann in Achsenrichtung in den -Schaufelkranz hineingeschoben, ehe die Deckringe n und n mit den Schaufeln verbunden «-erden. Dabei hat die Leitwand o bzw. o' eine niedrigere Temperatur als die Schaufeln. Dort, wo die Leitwand ihre feste Verbindung mit den Schaufeln finden soll, sind diese zweckmäßig mit kleinen Einkerbungen versehen, bei denen d" größer als d. ist. Dadurch wird erreicht, daß die ringförmigen Leitwände o und c' iii ihrer Lage festgehalten «-erden, sobald Schaufelkranz und Leitwand die gleiche Temperatur angenommen haben. Auch kann man an diesen Stellen die ringförmigen Leitwände o und ci mit den Schaufelkanten verschweißen.
Abb. 4. bis 6 zeigen eine andere Ausführung mit über einen erheblichen Teil der Länge radialen Schaufeln, deren innere Enden p, q bzw. p' q' zur Erzielung eines stoßfreien Eintritts gekrümmt sind. Die gerade und radial verlaufenden Schaufelteile d und e sowie die Schaufeln b und c bestehen zum größten Teil mit der Nabenscheibe a aus einem Stück und sind mit den kleinen Schaufelteilen der Deckscheiben so verbunden, wie es oben an Hand der Abb. i bis 3 beschrieben wurde.
Die inneren Schaufelenden p, q sind mit der ringförmigen Leitwand o aus einem Stück gearbeitet oder in entsprechend geformte Schlitze der Leitwand o eingeschoben, die ihrerseits mit den Schaufeln b so verbunden wird, wie es oben an Hand der Abb. i bis 3 beschrieben wurde. Wie die ringförmige Leitwand o mit den Schaufelenden p und q zusammen in Aehsenrichtung entsprechend dem gezeichneten Pfeil eingeschoben werden, zeigt Abb. q. links unten. Die Schaufelenden p, q legen sich dann glatt an die inneren Enden der Schaufeln b und bilden mit ihnen eine glatte zusammenhängende Gasführung. Das gleiche gilt von der Leitwand o', den Schaufelenden p' und q' sowie den Schaufeln c. Die Abb. 6 zeigt die ringförmige Leitwand o' mit den Schaufelenden q', während: die Schaufelenden p' bei der in Abb. 6 dargestellten Ansicht hinter .dem Ring o' liegen.
In solchen Fällen, in denen wegen der Größe der axialen Breite der Schaufeln ihre Neigung, unter dem Einfluß der Fliehkräfte an ihrer Wurzel umzuknicken, besonders groß wird, reicht es nicht aus, nur Vorsprünge oder Zähne wie bei den Ausführungen nach Abb. r und q. mit der Deckscheibe aus einem Stück herzustellen. Es muß ein größerer Teil der Schaufeln mit der Deckscheibe aus einem Stück hergestellt werden,. wie dies beispielsweise die Abb. 8 zeigt. Etwa die Hälfte s bzw. s jeder Schaufel ist mit der die Nabe bildenden Scheibe a, die andere Hälfte t bzw. t' mit der ringförmigen Deckscheibe n bzw. n' aus einem Stück hergestellt. Durch ineinandergeschrumpfte Vorsprünge und Aussparungen werden, wie es oben beschrieben wurde, die beiden Schaufelhälften s und t bzw. s und t' und dadurch auch die Deckscheiben n und n' mit der Nabenscheibe a verbunden.
Durch diese Ausführung wird zugleich erreicht, daß die einen flachen Kegel bildende Deckscheibe gegen Ausstrecken in eine zur Welle rechtwinklig stehende Ebene durch die Schaufelteile, die mit der Deckscheibe aus einem Stück hergestellt sind, gesichert wird.
Eine Ausführung, um die Beschleunigungskräfte beim Anlaufen des Laufrades von der Nabenscheibe auf die Deckringscheibe zu übertragen, bei der Durchbrechungen der Deckringscheiben vermieden werden, zeigt Abb, 7. Bei dieser Ausführung greifen die Schaufelteile s und s', welche mit der Nabenscheibe ein Stück bilden, und die Schaufelteile t und t', welche mit den Deckscheiben aus einem Stück hergestellt sind, in entsprechende Lücken der Leitwände o bzw. o' ein. Diese Leitwände werden dabei zweckmäßig mit den Schaufeln an den Stellen w und w' verschweißt, um sie in der richtigen Lage zu halten und die Verbindung an diesen Stellen noch fester zu machen.
Außerdem können an den äußeren Kanten der Schaufeln s und t sowie s und t' die zusammenstoßenden Ecken u, u' miteinander verschweißt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Laufrad für Fliehkraftverdichter, bei dem die Nabenscheibe, die Deckscheibe und die Schaufeln dadurch miteinander verbunden sind, daß ein Teil Vorsprünge aufweist, die in Aussparungen des anderen Teiles eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (i, k, m) und die Aussparungen (f, g, h) lediglich in die Schaufeln (d, b) verlegt sind, so daß die Nabenscheibe (a) und Deckscheibe (n) keine Unterbrechungen aufzuweisen brauchen.
2. Laufrad nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln derart unterteilt sind, daß der eine Schaufelteil (d, b) mit der Nabenscheibe (a) und der andere Schaufelteil (i, k, in) mit der Deckscheibe (n) aus einem Stück bestehen und die beiden Schaufelteile vermittels Vorsprünge (i, k, m) und Aussparungen (f, g, h) ineinandergreifen.
3. Laufrad nach den Ansprüchen z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheibenteile der Schaufeln Vorsprünge (i, k, m) und die Nabenscheibenteile (d, b) an den den Deckscheiben (n) zugekehrten Kanten Aussparungen (f, g, h) aufweisen, in welche die Vorsprünge der Deckscheibenteile zweckmäßig nach Erwärmung der Nabenscheibe oder Abkühlung der Deckscheibe eingeschoben werden. q..
Laufrad nach den Ansprüchen z bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (i, k, m) an den Deckscheibenteilen, die in die Aussparungen (f, g, h) der Nabenscheibenteile (d, b) hineinragen, eine solche Form haben, daß die in den Deckscheiben auftretenden Fliehkräfte zu einem Teil auf die Nabenscheibe (a) übertragen werden.
5. Laufrad nach den Ansprüchen r bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibenteile (s, s') und die Deckseheibenteile (t, t@ der Schaufeln je etwa die Hälfte der Schaufelfläche einnehmen (Abb. 8).
6. Laufrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fugen an den Eintrittskanten der Schaufelhälften (s, s und t, t') von Zahnlücken einer die Nabe umgebenden ringförmigen Leitwand (o, o') überdeckt werden und daß die Schaufelkanten zweckmäßig mit der Leitwand verschweißt werden.
7. Laufrad nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die die Eintrittsteile bildenden Ansätze (p, q) den Laufradschaufeln an der Leitwand (o) vorgelagert sind. B. Laufrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenstoßenden Ecken der Schaufelteile (2s, iL') auch an den Austrittskanten miteinander verschweißt werden. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Pätentschriften Nr. 462 855, 55o 461, 649 8o1; französische Patentschriften Nr. 462 2o6, 522 349 britische Patentschriften NTr. 225 64o, 347 o43, 35o 763, 5o5 963 USA.-Patentschrift Nr. 1 119 7I3.