-
Abgedecktes Laufrad für Kreiselradmaschinen Die aus Radscheibe, Schaufeln
und Deckscheibe bestehenden Laufräder von Kreiselradmaschinen sind bekannterweise
hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Dabei ist insbesondere die Deckscheibe infolge
ihrer großen Bohrung am meisten beansprucht. Es ist daher bei Schleudergebläsen
bekannt, Rad- und Deckscheibe aus vergüteten Werkstoffen herzustellen und diese
durch zwischengenietete, aus Tiefziehblechen hergestellte Schaufeln untereinander
zu verbinden. Durch die Vernietung der Schaufeln mit der Deckscheibe treten jedoch
infolge der Nietlochbohrungenerhöhte Spannungen in der ohnehin schon hoch beanspruchten
Deckscheibe auf. Außerdem tritt neben der unkontrollierbaren Vernietung noch der
Nachteil ein, daß durch die Schaufelflansche die Strömung und damit der Wirkungsgrad
ungünstig beeinflußt wird. Man hat daher schon vorgeschlagen, Gebläseräder herzustellen,
bei denen die Deckscheibe und die Schaufeln aus einem Stück bestehen und die Deckscheibe
mittels angefräster Niete an der weniger beanspruchten Radscheibe angenietet ist.
Die Herstellung dieser Räder ist aber sehr schwierig und teuer, da die angefrästen
Niete genau mit den Bohrungen der Radscheibe übereinstimmen müssen. Außerdem läuft
man Gefahr, daß beim Anfräsen
der Nietzapfen mittels Hohlfräser
diese im Fräser fressen und abgewürgt werden. Die Deckscheibe, die bis dahin schon
sehr viel Arbeitszeit beansprucht hat, ist damit unbrauchbar. Die vorstehend genannten
Ausführungen haben außerdem den Nachteil, daß die unterschiedlichen Radialdelinungen
zwischen Rad- und Deckscheibe von dem Nietbolzen aufgenommen werden müssen. Rad-
und Deckscheibe können sich also nicht frei dehnen und erhalten dadurch zusätzlich
erhöhte Beanspruchung.
-
Es ist auch bekannt, die Schaufeln finit der Rad-oder der Deckscheibe
oder mit beiden zu verschwei-Lien. Hierbei haben sich jedoch vielfach Schwierigkeiten
ergeben, da es sehr schwierig ist, in den oft sehr engen Laufradkanälen die Schaufeln
am Giunde mit der Scheibe zu verschweißen, sodann wird bei vorheriger Vergütung
der Scheiben diese durch die Einwirkung der Schweißtemperatur ungünstig beeinflußt.
-
Es ist schließlich bekannt, bei abgedeckten, aus zwei Scheiben zusammengesetzten
Laufrädern von Kreiselmaschinen die Teilfuge zwischen der Rad-und Deckscheibe in
der Weise auszubilden, daß die auf der mit der Welle nicht unmittelbar verbundenen
Scheibe wirkenden Fliehkräfte durch ringförmige Anlageflächen der mit der Welle
verbundenen Scheibe aufgenommen werden. Sobald aber eine Schweißverbindung der beiden
Scheiben miteinander verlangt wird, tritt eine ungünstige Beeinflussung der Vergütung
der Scheiben in der Nähe der Schweißstellen durch die Schweißtemperatur ein.
-
Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß, die Teilfuge
teilweise in der Wand der Schaufel zwischen den beiden Scheiben angeordnet ist und
die beiden Schaufelwandteile nur in ihrem mittleren Bereich miteinander verschweißt
sind. Irgendeine Schwächung der Rad-oder der Deckscheibe durch Nietlöcher oder durch
Verminderung der Vergütung infolge unmittelbarer Einflußnahme der Schweißtemperatur
tritt nicht ein. Der örtliche Schweißeinfluß bei den Schaufelteilen ist ohne Bedeutung,
da von der Schweiße und dem mit der Deckscheibe aus einem Stück bestehenden Schaufelteil
nur die Beschleunigungs- und-Verzögerungskräfte beim Anfahren und Abstellen sowie
die durch ungleiche Dehnung von Rad- und Deckscheibe hervorgerufenen Spannungen
übertragen werden müssen.
-
Um nun auch die verschiedenen Dehnungen von Rad- und Deckscheibe auszugleichen,
werden in Weiterausbildung der Erfindung die Schaufeln auf einem Teil ihrer Länge
von der Radscheibe durch Einsägen eines entsprechenden Schlitzes am Außendurchmesser
getrennt. Auf diese Weise kommen weder in die Radscheibe noch in die Deckscheibe
zusätzliche Spannungen. Die höher beanspruchte Deckscheibe kann sich frei dehnen
und trägt sich selbst. Durch die Laufradbildung nach der Erfindung wird bei gleicher
Werkstoffausnutzung und Betriebssicherheit gegenüber den bekannten Laufrädern eine
Drehzahlsteigerung und Förderhöhenvergrößerung ermöglicht. In der Zeichnung sind
mehrere Ausführungsbeispiele von Laufrädern nach der Erfindung dargestellt, und
zwar zeit Abb. i, 4 und 5 Axialschnitte durch drei Laufräder, Abb.2 und 3 Radscheibe
und Deckscheibe mit den entsprechenden Schaufelteilen vor dem Zusaminenbau, Abb.
6 bis 8 Einzelheiten über die Ausbildung der Schweißkanten der Schaufelteile in
größerem t1-Iaßstabe, Abb. 9 einen Atialschnitt durch ein Laufrad mit mehreren Dehnungsschlitzen
in den Schaufeln, Abb. io einen Querschnitt durch ein Laufrad im Bereich der Laufschaufeln.
-
In den Abb. i, 2 und 4 sind Radscheiben i dargestellt, die mit den
Schaufeln 2 aus einem Stück bestehen. Die Schaufeln 2 erstrecken sich bei dem Rad
nach der Abb. i und 2 radial nicht bis zum Außendurchmesser der I\'-a(lscheIbe i,
sondern endigen früher. Sie sind am äußersten Ende auf der Strecke a-b (Abb. 2 und
3) abgeschrägt. Die Deckscheibe 3 trägt am Außendurchmesser die die Schaufeln 2
ergänzenden Austrittsstücke 4. Deckscheibe 3 und Austrittsstücke 4 sind ebenfalls
aus einem Stück hergestellt, wobei die Austrittsstücke 4 zwecks Ausgleichsinöglichl:cit
vors Teilungsunterschieden um einige Millimeter stärker gehalten sind als die Schaufeln
2 (Abb. 6). Dieses überflüssige Material wird nach dein Schweißen weggearbeitet.
Die Versetzungen der Schaufeln 2 und der Austrittsstücke 4 passen genau aufeinander.
Die Austrittsstücke 4 sind ebenfalls, wie Abb. 3 und 8 zeigen, auf der gleichen
Strecke c-d wie die Schaufeln 2 abgeschrägt. Die vergiftete Deckscheibe 3 wird auf
die ebenfalls vergütete Radscheibe i aufgesteckt, und beide werden entsprechend
der vorher abgeschrägten Länge verschweißt. Die Schweißstrecke 5 (Abb. i) erstreckt
sich nicht auf die ganze Schaufelbreite, damit beim Schweißen die Vergütung der
Radscheibe i und der Deckscheibe 3 nicht beeinflußt wird. Der Verlauf der Trennfuge
in der Schaufelwand und der Verschweißung kann auch nach Abb. 4 voi genommeir werden.
Auch in der Abb. i ist noch eine andere Lösung angedeutet. Der an der Deckscheibe
3 angeordnete, strichpunktiert eingezeichnete Schaufelteil schiebt sich hier zwischen
zwei getrennte Schaufelteile an der Radscheibe i. Schließlich kann auch, wie die
Abb.4 zeigt, der mit der Deckscheibe ,3 aus einem Stück bestehende Schaufelteil
. innen und der Schaufelteil 2 außen liegen.
-
Bei der Ausführung nach der Abb.5 ist die Schweißnaht 6 senkrecht
angeordnet. Diese Ausführung ist besonders für sehr kleine Austrittsbreiten geeignet.
-
Am oberen Teil der Laufschaufel 2 ist diese durch einen Schlitz 7
auf eine bestimmte Strecke von der Radscheibe i getrennt. Die Deckscheibe 3 kann
sich dabei frei ausdehnen, ohne daß dadurch zusätzliche Spannungen in den Scheiben
auftreten. Bei der Ausführung nach der Abb. 9 sind außer dem Schlitz 7 noch zwei
weitere Schlitze 8 und 9 vorgesehen,
während bei der Ausführung
nach der Abb.4 der Schlitz ; am Innendurchmesser des Schaufelteiles 2 angerdnet
ist. Die Schlitze haben neben einer Erhöhung des Spannungsausgleiches auch noch
eine günstige Beeinflussung des Strömungsverlaufes in den Laufradkanäleu zur Folge.
Sie ermöglichen eine Zufuhr von Strömungsenergie von der Druckseite der Schaufel
her, so (laß die schädliche Totraumbildung (:\bh. io) auf der Unterdruckseite der
Schaufeln N-crcnieden wird. Diese Wirkung tritt natürlich in gewissem Umfange auch
bereits beim Vorhandensein eines einzigen Schlitzes 7 (Abb. i, 2, 4 und 5) in Erscheinung.
Zur Verbesserung des Übertrittes der Strömungsenergie durch die Schlitze 7, 8 und
9 wird man diese zweckmäßig düsenartig (mit abgerundetem Einlauf) ausbilden.