DE856246C - Lader - Google Patents

Description

• Lader Die Vorteile, die sich aus einer Ausführung von Ladern für Flugmotoren aus Stahl ergeben, sind bekannt. Insbesondere ermöglichen es derartige Lader, wesentlich höhere Temperaturen zu verarbeiten als entsprechende Lader aus Leichtmetall oder Kunst stoffen. Andererseits sind jedoch bei den bisher bekanmroen Ausführungsformen erhebliche fertigungstechnische Schwierigkeiten bei der Ausführung von Laderrädern aus Stahl vorhanden gewesen. Bei größeren Stückzahlen kommt das Ausfräsen der Laderschaufeln aus dem Vollen wegen des hohen Fertigungsaufwandes nicht mehr in Betracht. Der Versuch, die Laderschaufeln aus Blech zu stanzen und stumpf auf den Laderläufer aufzusetzen und durch Schweißung mit ihm zu verbinden, ist gleichfalls erfolglos unternommen worden. Ein weiterer Nachteil, der einer Ausführung von Laderläufern aus Stahl anhaftet, ist das hohe Gewicht derartiger Läufer, das im Hinblick auf das Beschleunigungsvermögen,, z. B. von Turbotriebwerken oder hins.icht@lich der Belastung von Übersetzungsgetrieben, nachteilig ist.
• Diese Nachteile können bei Ausführung des Laderläufers gemäß der Erfindung vermieden iverdWn, wenn vorzugsweise aus zwei Blechteilen zusammengesetzte Laderschaufeln verwendet werden, die an der die Laderscheibe berührenden Seite mit je einem Bördelrand versehen sind, an dem sie mit der Laderscheibe vorzugsweisse durch Punktschweißung verbunden werden können. In der Beschreibung sind heitere kennzeichnen&& Merkmale derartiger Schaufeln angegeben:. Insbesondere ist gezeigt, daß sie sich auch gut mit einer mehrteiligen aus Blech gedrückten und mit einer ein- oder mehrtedl.igen Nabe versehenen Laufscheibe verbinden lassen.
• In Abb. i a ist in perspektivischer Ansicht eine zweiteilige Laderschaufel gemäß der Erfindung wiedergegeben, bei der die Funktionen, die sonst vom Vorsatzläufer ausgeübt werden, durch entsprechende Verformung der Schaufel an der Eintrittskante erfüllt werden. Auch ist es. ohne weiteres möglich, derartige Schaufeln verwunden auszuführen. Die eigentliche Förderwirkung wird von den Schaufelteilen Slund S2ausgeübt. Mit den Bördelrändern B1 und B2 kann die Schaufel in einfacher Weise durch Punktschweißung am Läufer befestigt werden. In Abb. i b und i c ist- eine derartige Laderschaufel zusammen m-it der Laderscheibe L in zwei Rissen wiedergegeben. Die einzelnen Schweißpunkte P, durch die die Schaufelteile Si und i S2 untereinander verbunden sind, sind hier durch kleine Kreise angedeutet. In Abb. i d. ist gezeigt, daß ein Schaufelteil, S3, auch verkürzt werden karre. Die Aufnahme der Fliehkräfte wird durch eine derartige Verkürzung wegen der Gewichtsverminderung verbessert, die Schwingungssteifigkeit der Schaufel dagegen herabgesetzt, so daß von Fall zu Fall zu prüfen isrt, ob und in welchem Umfang das Schaufelteil S3 verkürzt werden. kann.
• Die beiden Schaufelteile Si und S2 können auch längs der Eintrittskante E unmittelbar zusammenhängen, wie aus Abb. 2 a hervorgeht. Die zugehörige Abwicklung zeigt Abb. 2 b. Auf diese Weise ergeben sich bezüglich der Eintrittskante ohne besondere Nacharbeit günstige strömungstechnische Verhältnisse.
• In Abb. 3 a ist gezeigt, daß durch Anbringen von Wulsten oder Sicken W1 bis Ws eine Versteifung der Schaufel erzielt werden kann:. Die Wulste kön, nee, wie Abb. 3 b undi 3 c zeigen, ein- oder beidseitig ausgeführt werden. Die kleinen Pfeile in Abb. 3 b und 3 c und den folgenden Abbildungen zeigen die ungefähre Elektrodenstellung beim Zusammenpunkten :der beiden Blechteile an.
• Abb. 4a zeigt, wie durch eine Zwischenlage Z gleichfalls eine Versteifung der Schaufel erzielt werden kann. Diese Zwischenlage kann aus einem schmalen,, zwischen die Schaufelteile gelegten Blechstreifen bestehen, der selbst nicht unmittelbar an der Laderscheibe befestigt zu sein braucht. Als Zwischenlage läßt sich aber auch vielfach zweckmäßig ein T-förmig ausgebildetes Profilstück-T verwenden. In dieseln Fall erübrigt es sich, an den Schaufelteilen Si und S2 Bördelränder vorzusehen (Abb.4b). Gemäß Abb. 4c kann ein derartiges T-Stück auch aus einem Blechstreifen gebogen werden, wobei dessen Wandstärke auch größer als die der Schaufelteile Si und S2 ausgeführt werden kann.
• Im Fall der Verwendung geschlossener Laderläufer kann bei Anwendung der zweiteiligen Laderschaufeln in einfacher Weise auch eine Verbindung zwischen den Laderschaufeln und der Deckscheibe vorgenommen werden. Die in :\bb. 5 a gezeigte Zwischenlage Z2 wird zunächst mit der Deckscheibe D verbunden und dann beim Zusammenbau zwischen die Schaufelteile Si und S2 eingeschoben. Diese Zwischenhage kann sich so weit erstrecken, wie es im Hinblick auf den Zusammenlau (axiales Überschieben der Deckscheibe auf die Laderscheibe L mit dien angeschweißten Schaufeln) vereinbaren läßt. In jedem Fall wird diese Maßnahme eine Erhöhung der Schwingungsfestigkeit der Ladenschaufeln bedeuten, die in .ihrer Wirkung noch vergrößert werden kann, wenn die BlechteileSl und S2 mit der Zwischenlage Z2 durch Punktschweißung verbunden werden. Abt). 5 b läßt erkennen, daß ein derartiges Verpunkten zumindest im . äußeren Bereich der Schaufeln ohne weiteres möglich ist. Die Verbindung von Laderscheibe L und Deckscheibe D kann naturgemäß auch ohne Zwischenlagen erfolgen (Abt). 6). In diesem Fall erhalten die Schaufelteile Si und S2 außer den Bördelrändern B, und B2 je einen weiteren Bördelrand R1 und R2.
• Im Hinblick auf die Festigkeit ist es in allen Fällen zweckmäßig, die beiden Schaufelteile in der Nähe der Bördelränder Bi und B2 bzw. R1 und R2 durch Punktschweißung oder Rollenschweißung zu verbinden, da hie,rdiurch die Festigkeit wesentlich erhöht werden kann.
• Eine Erhöhung der Schwingungsfestigkeit bedeutet es auch, wenn benachbarte, mit Deckscheibe und Laderscheibe verbundene Laderscha.ufeln vorzugsnweise unter Wahrung der Gleichheit der Durch flußquerschnitte zwischen den Laderschaufeln in verschiedenen Richtungen schräg gestellt werden. In Abb. 7 ist die Laderschaufel im Schnitt 1-I geradegestellt, im Schnitt II-11, III-III und, IV-IV sind sie wechselweise leicht ischräg gestellt. Es ist ohne weiteres einzusehen, daß eine gleichartige Schwingung aller Laderschaufeln in diesem Fall nicht möglich ist.
• Die Ausführung der Laderschaufeln aus zwei Blechteilen mit angebogenem Bördelrand läßt sich auch sehr gut auf mehrteilige, aus Blech gedirückte und durch Punktschweißung od. dgl. verbundene Laderscheiben anwenden..
• Die erfindungsgemäße Ausführung der Laderscheibe aus zwei oder mehr Blechteilen kann z. B. aus dem Ausführungsbeispiel in Abb. 8 a ersehen werden. Die Laderscheibe setzt sich hier aus den gedrückten oder gepreßten Blechteilen L1 und L2, dlie miteinander und mit der Nabe N verbunden sind, und den nur miti dem Blechteil L1 verbundenen Versteifungsringen L3 und L; zusammen. Die Ausführung der Laderschaufeln .S2 entspricht der in den vorherigen Abbildungen gezeigten Ausführungen mit Bördel.rand. Der Zusammenbau erfolgt in der Weise, daß zunächst die Schaufeln an ihren Bördelrändern Bi und B2 mit dem Blechteil L1 verbunden; vorzugsweise mit ihm verpunktet werden. Anschließend werden am Blechteil L1 der Reihe nach die Nabe N und dann die Blechteile L4, L3 und L2 befestigt, von denen das letztere außerdem auch noch an der Nabe angepunktet wird. Wie A;bb.8b zeigt, können aber auch die Versteifungsringe L3 und L4 an der Nabe befestigt sein. Abb. 8 c zeigt eine Ausführung mit zweiteiliger Nabe Ni und N2 und mit nur.einem Versteifungsring L3 zwischen Li und L2. Die kleinen Pfeile zeigen wieder die Elektrodensaellungen beim Punkten an.
• In Abb.9a ist ein weiteres Ausführungsbeispiel wiedergegeben, bei dem die Schaufel Si, S2 nur in solchen Randzonen mittels der Bördelränder Bi und B2 an der Scheibe 1-i befestigt ist, die im wesentlichen radial verlaufen. Im übrigen Teil ist sie hier ummittelbar an der Nabe N, die zum Teil mit kleinen axialen Ansätzen entsprechend der Schaufelzahl versehen ist, verbunden (Abb.9b). Derartige axiale Ansätze an der labe sind wegen der kleinen Durchmesser, um die es sich dabei handelt, äußerst einfach herzustellen. Um die strömungstechnisch notwendige Kanalform herzustellen, sind zwischen den einzelnen Schaufeln Zwischenbleche L5 vorgesehen, die hier mit dem Versteifungsring L3 ähnlichen Rippen L, versteift sind und mittels der Bördelränder B5 an der Schaufel befestigt werden. Im Eintrittsbereich ist im Hinblick auf die dort strömungstechnisch notwendige stärkere Krümmung des Schaufelprofils wieder die Verbindung der Schaufel mittels Bördelrandes B4 angewandt worden.
• Die Anwendungsbeispiele zeigen die Anwendung ebener Bleche, jedoch können auch konisch gewalzte oder gedrückte Bleche Verwendung finden. Ebenso isd an Stelle der Verwendung von Stahlblech auch d'ie Verwendung von Blechen aus Leichtmetall od. dgl. denkbar.
• Laderschaufeln dieser Bauart lassen sich auch an Gasturbinen mit Vorteil verwenden, die innengekühlte Hohlschaufeln tragen. Die geförderte Luft durchströmt dann die Schaufeln.

Claims (14)

1. PATENTANSPROCHE: i. Lader oder Verdichter mit aus Blech bestehenden Laderschaufeln, dädurch gekennzeichnet, daß jede Laderschaufel aus vorzugsweise zwei Blechteilen zusammengesetzt ist, die an der die die Fliehkräfte aufnehmenden Laderscheibe berührenden Seite mit je einem Bördelrand versehen sind.
2. 2. Lader nach Anspruch i, dadurch gekennr zeichnet, daß die Schaufeln den strömungstechnischem Anforderungen entsprechend vor dem Anschweißen gebogen. werden.
3. 3. Lader nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln aus einem Blechteil durch Falten hergestellt sind, wobei die Faltstelle an der Eintrittskante der Schaufel liegt.
4. 4. Lader nach Anspruch i bis, 3, dadurch ge- kennzeichnet, daß die beiden Schaufelteile an ihrer Berührungsfläche, und zwar vorzugsweise unmittelbar neben diem zur Fliehkraftaufnahme dienernden Bördelrarnd vorzugsweise durch Punkt-oder Rollenschweißung miteinander verbunden sind.
5. 5. Ladier nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaufelteile ein-oder beidseitig mit Sicken oder Wulsten versehen sind.
6. 6. Lader nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dien Schaufelteilen vorzugsweise in der Nähe des Bördelrandes eine oder mehrere Einlagen liegen, die mit den Schaufelteilen verbunden werden.
7. 7. Lader nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laderschaufeln vorzugsweise im äußeren Bereich auch an der Deckscheibenseite je einen Bördelrand besitzen, durch den sie mit der Deckscheibe verbunden werden können. B.
8. Lader nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladierschaufel über eine Zwischenlage mit der Deckscheibe verbunden ist.
9. 9. Lader nach Anspruch i biss 8, dadurch gekennzeichnet, dlaß benachbarte, mit Deckscheibe oder Laderscheibe verbundene Laderschaufeln zur Erhöhung der Schwingungssteifigkeit vorzugsweise unter Wahrung der Gleichheit der Durchflußquerschnitte zwischen dien Laderschaufeln in verschiedenen Richtungen schräg gestellt sind. io.
10. Lader nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaufelteil ganz oder teilweise verkürzt wird. i i.
11. Ladermit Laderscha.ufelnnach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Laderscheibe aus zwei oder mehr gedrückten oder gepreßten Blechteilen besteht, die alle oder teilweise mit einer ein- oder mehrteiligen Nabe verbunden werden.
12. 12. Lader mit Laderschaufeln nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Schaufeln mittels dies Bördelrandes nur in im wesentlichen radial verlaufenden Randzonen der Schaufel erfolgt, während bei den mehr axial verlaufenden Randzonen die Befestigung in anderer Weise vorgenommen wird.
13. 13. Lader mitLadierschaufeln nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Laderschaufeln zum Teil unmittelbar an der Laderna.be befestigt sind.
14. 14. Lader mit Laderschaufelnnach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladernabe entsprechend der Schaufelzahl mit im wesentlichen axial verlaufenden Stegen versehen ist.