DE859171C

DE859171C - Laeufer fuer Turbomaschinen, insbesondere fuer Dampf- und Gasturbinen

Info

Publication number: DE859171C
Application number: DEP9942D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing Leist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1953-08-03

Description

Läufer für Turbomaschinen, insbesondere für Dampf- und Gasturbinen Zur Herstellung der Läufer von Turbomaschinen wie Turbinen, insbesondere Dampf- und Gasturbinen, Kompressoren, Pumpen usw., ist eine erhebliche Werkstattarbeit zu leisten, zumal als Werkstoff, insbesondere bei Turbinen, warmfestes Material benutzt werden muß, welches vielfach schwer bearbeitbar ist. Auch gestattet das Herausdrehen der Scheiben und Trommeln aus vorgeschmiedeten Werkstücken keine Vereinfachung, die den Erfordernissen der Reihen-oder Massenherstellung Rechnung trägt. Bei großen Schmiedestücken ist außerdem häufig ein gutes Durchschmieden des ganzen Blockes erschwert, so daß die Festigkeitseigenschaften an manchen Stellen des Läufers nicht den Erfordernissen entsprechen. Aus diesem Grunde sind vielfach besondere, genaue Untersuchungen des Läuferinnern notwendig.
Diese Übelstände werden weitgehend beseitigt, wenn man gemäß der Erfindung den Läufer aus mehreren axial nebeneinandergereihten Platten herstellt, deren Außenbegrenzungen (Abb. z) im Längsschnitt gemeinsam den Umriß einer Scheibe gleicher Festigkeit haben können und die durch ein Verfahren miteinander verbunden sind, welches eine radiale Verschiebung gegeneinander, also eine verschiedene Ausdehnung unter der Fliehkraftwirkung hindert, so daß also von zwei benachbarten Scheiben die radial weniger belastete die stärker beanspruchte unterstützt. Solch eine Verbindung kann beispielsweise durch Paßschrauben oder -stifte, noch besser aber durch eine Schweißverbindung od. ä. hergestellt werden. Da die axialen Beanspruchungen des Läufers sehr gering sind, würden derartige Schweißverbindungen nicht auf Zug, sondern nur auf Abscherung beansprucht sein, so daß durch eine ausreichende Verschweißungsfläche die Beanspruchung klein gehalten werden kann. Im Grenzfall könnte die ganze Fläche miteinander verschweißt sein. In den meisten Fällen genügen verhältnismäßig kleine Verbindungsflächen. Diese können am besten in der Nähe des Außenrandes der die größere Nachbarscheibe unterstützenden kleineren Scheibe angebracht werden. Die Befestigung an der Nabe oder einem Wellenflansch kann auch durch Schweißen oder aber durch Verschrauben od. ä. erfolgen.
Da die Scheibentemperatur nach innen schnell abnimmt, können weiter die Scheiben, welche nicht bis in die Zone höchster Temperatur reichen, also im allgemeinen der größte Teil der äußeren Scheiben des Rades gleicher Festigkeit, aus weniger warmfestem, also weniger legiertem, billigerem Werkstoff hergestellt werden.
Bei der Verwendung von Blech können außerdem im Vergleich zu Schmiedestücken durch den Walzvorgang erreichte höhere Festigkeiten günstig wirken. Wird die Dicke der einzelnen Scheibe bis zur Blechdicke vermindert, so können diese Teile in einfachster Weise als Kreis- oder Ringbleche beispielsweise durch Stanzen hergestellt und dann verschweißt werden. Hierdurch insbesondere ist auch eine Reihen- und Massenherstellung in besonders einfacher Weise durchführbar. Die Bleche oder Scheiben werden zweckmäßig durch Widerstandsschweißung (Punkt-, Bandschweißung od. ä.) miteinander verbunden, wobei jeweils zwei benachbarte oder mehrere oder alle Bleche miteinander zu verbinden sind.
Besteht die Gefahr von Scheibenschwingungen, so können Radialrippen auf der fertigen Scheibe angebracht, insbesondere aufgeschweißt werden, die man zweckmäßig noch zur Vermeidung von Ventilationsverlusten mit Blechen umkleidet. Innerhalb dieser Bleche ist eine Kühlluftführung leicht möglich.
In den Abb. i und 2 ist die Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Schnitt durch eine Scheibe, die gemäß der Erfindung durch axiale Aneinanderreihung von zehn Blechen entsteht. Als Befestigungsmethode der einzelenen Scheiben untereinander ist hier eine Bandschweißverbindung vorgesehen, die jeweils am Außenrand (linke Hälfte der Zeichnung) oder aber in mehreren Ringflächen (rechte Hälfte der Zeichnung) um die ganze Scheibe herumgeht. Sollen auch die Schaufeln aus Blech hergestellt werden, so können diese mit einer der mittleren Scheiben aus einem Stück hergestellt werden, die zu diesem Zweck z. B. aus besonders dünnem Blech sein können. Überhaupt kann die Stärke der Scheiben, wenn hierfür Gründe vorliegen, durchaus verschieden ausgeführt werden. Abb. 2 zeigt einen Läufer gemäß der Erfindung, bei dem aus Blech gebogene Schaufeln aus einem Stück mit einer mittleren Blechscheibe hergestellt sind und die zusammengeschweißte Scheibe mit dem Wellenflansch verschraubt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Läufer für Turbomaschinen, insbesondere für Dampf- und Gasturbinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Läuferkörper aus einer axialen Aneinanderreihung mehrerer dünner Platten oder Bleche entsteht.
2. Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der einzelnen Platten oder Bleche so vorgenommen wird, daß die durch Fliehkräfte weniger beanspruchten Scheiben die durch Fliehkraft stärker belasteten bei der Aufnahme dieser Last unterstützen.
3. Läufer nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verbindung durch Schweißen, insbesondere Punkt-, Band- oder sonstige Widerstandsschweißung, ausgeführt wird. q..
Läufer nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinanderliegenden Platten verschiedenen Durchmesser haben, z. B. so, daß die Außenbegrenzung der Platten gemeinsam etwa der Form einer Scheibe gleicher Festigkeit entspricht.
5. Läufer nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der nebeneinanderliegenden Scheiben an mehreren radial gegeneinander verschobenen Stellen vorgenommen wird.
6. Läufer nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschaufeln in an sich bekannter Weise mit einer der mittleren Scheiben aus einem Stück hergestellt werden.
7. Läufer nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben eines Läufers verschiedene Dicke haben. B. Läufer nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weniger warmen Einzelscheiben eines Läufers aus schlechterem Werkstoff hergestellt werden. g. Läufer nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Scheibenschwingungen radiale Rippen auf dem Gesamtscheibenkörper befestigt werden, die gegebenenfalls durch Deckbleche umkleidet sein und Kühlluft führen können.