DE843042C

DE843042C - Beschaufelte Radscheibe, insbesondere fuer Gasturbinen

Info

Publication number: DE843042C
Application number: DEP35962A
Authority: DE
Inventors: Thomas Clark
Original assignee: Armstrong Siddeley Motors Ltd
Current assignee: Armstrong Siddeley Motors Ltd
Priority date: 1947-04-02
Filing date: 1949-03-06
Publication date: 1952-07-03
Also published as: CH274342A; GB622626A; FR960069A

Description

Zur Zeit ist es allgemein üblich, die Schaufelfüße eines mit Schaufeln versehenen Turbinenrades in axialen Schlitzen anzuordnen, die am Umfang des Rades oder der Scheibe vorgesehen sind. Infolgedessen weist ein erheblicher Teil des. Rad- oder Scheibenrandes Unterbrechungen auf, so daß ein großer Teil des metallischen Scheibenwerkstoffes nicht nur keinen Beitrag zum Halt der Schaufeln liefert, sondern selbst gehalten werden muß. Das würde umgekehrt, wenn der Radrand keine Unterbrechungen aufweisen würde, bedeuten, daß der Gesamtquerschnitt des metallischen Radkranzes zur Aufnahme der Zentrifugalkräfte beitragen würde.

Es sind auch schon beschaufelte Radscheiben bekannt geworden, die aus nebeneinander in einem Abstand angeordneten Teilen bestehen, welche eine an den Seitenflächen vorgesehene Zähnung aufweisen, welche in eine entsprechende Zahnung der zwischen den Scheibenteilen angebrachten Schaufelfüße eingreift, und bei denen eine Sicherung gegen axiale Bewegung der ao Scheibenränder entweder in der Nähe der Achse oder am Umfang mittels Schrauben erfolgt, wodurch aber eine Schwächung der tragenden Querschnitte bedingt ist.

Auch ist bereits ein Turbinenlaufrad bekannt, welches aus nebeneinander in einem Abstand angeordneten Teilen besteht, die axial fixiert sind und eine an den Seitenflächen der Radscheibenteile angeordnete Zah nung aufweisen, wobei die Sicherung der Scheibenränder gegen axiale Bewegung durch einen zwischen Blatt und Fuß der Schaufel angeordneten Schaufel flansch erfolgt. Die Verbindung zwischen Schaufel-

flansch und Scheibenrand wird dabei durch eine Schweißnaht hergestellt. Eine solche Verbindung durch eine Schweißnaht ist aber nachteilig, da sie unlösbar ist und eine Auswechslung irgendeiner schadhaft gewordenen Schaufel nicht ohne weiteres gestattet.

Demgegenüber betrifft die Erfindung eine beschaufelte Radscheibe, insbesondere für Gasturbinen der angegebenen Art, bei der auf den Außenkanten der Scheibenränder Sprengringe angeordnet sind, die durch ίο Teile der Schaufeln festgehalten werden, so daß sich die Scheibenränder nicht voneinander fortbewegen können, gleichwohl aber eine leichte Auswechslung von Schaufeln möglich bleibt.

Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung ist nur an jeder zweiten Schaufel ein Flansch angeordnet, während der Sprengring Vorsprünge hat, die in die durch die flanschlosen Schaufeln gebildeten Flanschlücken eingreifen.

In der Zeichnung ist

Fig. ι ein Teilschnitt durch eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung; die Schaufel ist in Ansicht gezeichnet;

Fig. 2 zeigt in ähnlicher Darstellung nur den Fuß der Schaufel und ihre Verbreiterung in einer etwas abgeänderten Ausführungsform;

Fig. 3 ist eine Teilansicht einer Radscheibe nach der Ausführungsform in Fig. 2.

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Abbildungen gleiche Teile.

Einer der beiden Scheibenteile 11 weist eine Nabe 12 auf, auf die der zweite Scheibenteil 13 aufgeschoben wird, wenn die Scheibenteile verbunden werden, um die Verzahnung 14 an ihren einander zugewandten Seiten mit einer entsprechenden Verzahnung 15 an den Schaufelfüßen 16 in Eingriff zu bringen. Der aufschiebbare Scheibenteil 13 wird auf der Nabe des Teils 11 mittels einer Mutter 17 befestigt, die auf das mit Gewinde versehene freie Ende der Nabe 12 aufgeschraubt wird, wobei die Schaufelfüße zwischen den Scheibenteilen festgeklemmt werden. Jede Schaufel 18 besitzt an ihrem unteren Ende oberhalb ihres Fußes 16 eine Verbreiterung 19 von z. B. rechteckiger Form, deren in einer Ebene gegenüberliegende Ränder bei 20, 20 flanschartig verbreitert sind, um dadurch Anlageflächen für die eingangs erwähnten Ringe zu schaffen. Zur Erleichterung des Zusammenbaues sollen die radial innenliegenden Kanten 21 der Flansche keinen geringeren Radius besitzen als die radial äußenliegenden Flächen 22 der Radscheiben. Die Verbreiterungen 19 können in Umfangsrichtung des Scheibenrandes aneinanderstoßen, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Sie schützen dann, wenn jede Verbreiterung ein Flanschpaar 20 aufweist, die Radscheibenteile gegen die Hitze der Gase oder anderer Strömungsmedien, die die Schaufeln beaufschlagen.

Die Halteringe können verschiedenartig ausgebildet sein. In Fig. 1 besitzen sie die Form von Spaltringen 24, die man zusammendrückt, um sie durch die Kreisöffnung hindurchzubringen, die durch die inneren Ränder 21 der Flansche gebildet wird. Werden sie dann losgelassen, so federn sie auseinander und legen sich in die ringförmige Vertiefung, welche durch die Außenseiten der Radscheiben und die gegenüberliegenden Innenflächen der zugehörigen Flansche gebildet werden. Die Ringe können dann in dieser Stellung fixiert werden, indem ihre Innenkanten in Vertiefungen an den Außenseiten der Scheibenteile eingedrückt werden, wie bei 25 angedeutet.

Bei einer anderen nicht gezeichneten Ausführungsform werden zusammenhängende geschlossene Ringe ohne Spalt benutzt. Der Zusammenbau wird bewirkt, indem man die Ringe aufschrumpft und/oder die Temperatur der Radscheibe genügend erhöht, nachdem die beiden Radscheibenteile zur Befestigung der Schaufelfüße miteinander verbunden sind.

Eine weitere Ausführungsmöglichkeit ist in Fig. 2 und 3 veranschaulicht. Jeder der beiden Ringe 27 ist in sich geschlossen und an seinem Außenrand mit rechtwinklig vorspringenden Umfangsteilen 28 versehen, wobei die Länge jedes Vorsprunges 28 der Länge der beschriebenen Flansche 20 entspricht bzw. gerade ein wenig geringer ist und die Flansche 20 an jeder zweiten Schaufel fortgelassen sind. Auf diese Weise können die Ringe 27 in eine Stellung gebracht werden, in der ihre Vorsprünge durch die Zwischenräume 29 zwischen den verbliebenen Flanschen 20 hindurchtreten können. Indem man dann die Ringe um einen Winkelbetrag dreht, der gleich der Länge eines der Flansche 20 ist, werden die Vorsprünge 28 in die Teilringvertiefungen eingeschoben, die zwischen den verbliebenen Flanschen 20 und den Außenseiten der Scheibenteile liegen, wie in Fig. 3 angedeutet. Die Sicherung gegen eine ungewollte Verdrehung aus dieser Lage kann bewirkt werden, indem man den Ring 27 mit den Flanschen 20 verschweißt oder auch z. B. nicht gezeichnete Stifte durch die Flansche und Ringe hindurchführt. Natürlich kann auch jeder Ring 27 an entsprechenden Flächen, beispielsweise den Endflächen der Flansche, durch Umbiegungen, Umbördelungen od. dgl. fixiert werden. ¹OQ

Bei einer solchen Anordnung einer beschaufelten Turbinenradscheibe sind alle Materialquerschnitte selbsttragend, und Füllschlitze oder andere Unterbrechungen des Scheibenrandes sind vermieden. Die Halteringe verhindern, daß sich die Scheibenteile voneinander entfernen und dadurch der volle Halt der Schaufelfüße gelockert werden könnte.

Claims

Patentansprüche:

1. Beschaufelte Radscheibe, insbesondere für »io Gasturbinen, aus nebeneinander in einem Abstand angeordneten Teilen, die axial fixiert sind und eine an den Seitenflächen der Radscheibenteile angeordnete Zahnung aufweisen, welche in eine entsprechende Zahnung der zwischen den Radscheibenteilen angeordneten Schaufelfüße eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Außenkanten der Scheibenränder Sprengringe (24, 27) angeordnet sind, die durch Teile (20) der Schaufeln festgehalten werden. iao

2. Radscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln zu beiden Seiten der Radscheibe Flansche (20) besitzen und zwischen jedem dieser Flansche und dem benachbarten Teil des Scheibenrandes der zugehörige Haltering ein- ^l*5 gepaßt ist.

3. Radscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innenliegenden Kanten (21) der Flansche auf einem Radius liegen, der nicht kleiner ist als der Radius, auf dem die Umfangflächen der Scheibenteile angeordnet sind.

4. Radscheibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur an jeder zweiten Schaufel ein Flansch (20) angeordnet ist und daß der Halte ring (27) Vorspränge (28) aufweist, welche in die durch die flanschlosen Schaufeln gebildeten Flanschlücken eingreifen.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 675 222, 68 359.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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