DE881279C - Turbinenlaeufer fuer extrem hohe Temperaturen und extrem hohe Umfangsgeschwindigkeiten - Google Patents

Description

• Turbinenläufer für extrem hohe Temperaturen und extrem hohe Umfangsgeschwindigkeiten Die Erfindung betrifft einen Turbinenläufer für extrem hohe Temperaturen und extrem hohe Umfangsgeschwindigkeiten, bei welchem Laufrad und Laufschaufeln nicht aus einem Stück bestehen.
• Unter der genannten Art sollen solche Turbinen verstanden werden, bei denen, wie beispielsweise in Abgasturbinen zum Antrieb des Ladegebläses von Flugzeugmotoren, Betriebstemperaturen von etwa 700° C herrschen und Umfangsgeschwindigkeiten von 300 m/sec und darüber auftreten. Es versteht sichvon selbst, daß, derartige hohe! Beanspruchungen durch Wärme, Fliehkraft und durch die Beaufschlagungskräfte nur von .einem besonders hochwertigen hitzebeständigen Werkstoff aufgenommen werden können. Da es aber erfahrungsgemäß nicht möglich ist, aus diesem Werkstoff bestehende Hohlschaufeln unter Einhaltung der notwendigen Genauigkeit aus dem, vollen herauszuarbeiten, ergibt sich zwangsläufig die bekannte Teilung des Läufers in La,ufraddrörpern und Laufradschaufeilim `:Mit dieser Zweiteilung exkts:teht-aber safoft' als neues Problem die Schaffung einer den hohen Beanspruchungen auf die Dauer standhaltenden Befestigung der Laufschaufeln .auf dem Laufrad. Vollschaufeln scheiden von "vornherein aus, Weil -die Fliehkraft infolge des großen Eigengewichts der -Schaufeln und der hohen Umfangsgeschwindigkeit einen -das technisch tragbare Maß übersteigenden Wert annehmen würde: Es ist bekannt, eine Turbinenhohlschaufel-in der Weise herzustellen, daß zunächst ein Schaufelinnenblech und ein länger als dieses gehaltenes Schaufelaußenblech unter Zuhilfenahme einer größeren Anzahl von Verbindungsgliedern (wie einem vorderen und einem rückwärtigen Fußstück, einem Deckelstück und ähnlichen) provisorisch miteinander verbunden und danach in- einem Ofen hartgelötet werden. Eine derartige konstruierte Hohlschaufel mag sich bei geringerer Beanspruchung bewähren; bei dem Versuch, sie in einer Turbine. der hier in Frage stehenden Art einzubauen, würde sie sich jedoch noch vor Erreichung der Höchstdrehzahl in ihre Bestandteile auflösen.." 1 2 1 ' Es ist ferner bekannt, die Widerstandsfähigkeit einer Hohlschaufel gegen die Betriebsbeanspruchungen dadurch zu erhöhen, daß der durch einen die Leistung übertragenden "inneren Kern ausgefüllt wird, .der gegebenenfalls hohl ist und durch ein flüssiges' Kühlmittel gekühlt wird; über diesen Kern;.- der mit dem Laufrad aus einem Stück bestehen kann, wird eine ungekühlte, die eigentliche Schaufel bildende Hülse aus hoch Kitzebeständigem Werkstoff geschoben.
• Dieser Konstruktion haftet der 'Nachteil an, daß sie zu schwer ist. Der innre Kern füllt nämlich fast dem Gesamtschaufel'hohlraum. aus, -so :daß: isiie praktisch wie eine Vollachaufiel winkt und aus dem gleichen Grund wie diese für den vorliegenden Fall ausscheidet.
• Es ist Aufgabe der Erfindung,- einen Turbinenläufer zu schaffen, bei welchem Laufradkörper und Laufschaufeln nicht aus einem S.dück bestehen und welcher den Beanspruchungen durch außerordentlich hohe. Temperaturen, etwa 700°, und außerordentlich große Umfangsgeschwindigkeiten, 300 m/sec und darüber, im Dauerbetrieb standhält: -Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Laufradkörper an seinem Umfang mit stummelartigen Ansätzen, die sich nur über einen Teil der Schaufellänge erstrecken, versehen ist, an welchen dünnwandige, offene Hohlschaufeln vorzugsweise durch Punktschweiß'ung befestigt sind. Eine besondere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die stuinmelartigen Ansätze nicht aus, dem voillen herausgearbeitet slind; besteht darin, daß jeder stummelartige Ansatz mit einem Fuß versehen ist; der in am Umfang des Laufrades angeordneten Aussparungen hineinpaßt und- durch , Keilstift mit diesem formschlüssig verbunden ist. Die Befestigung der Hohlschaufeln an den Stummelartigen Ansätzen kann erfindungsgemäß auch da- @. durch. erfolgen, daß die stümmelartigen Ansätze mit Nuten versehen sind, in welche die Schaufelbleche hineingepreßt werden.
• Der durch die Erfindung erzielte Vorteil liegt darin, daß sie eine sprunghafte Vergrößerung der bisher üblichen Turbinenleistungen ohne wesentliche Erhöhung deis Baubgewichts ermöglicht.
• In der Zeichnung ist ein-Ausfiihrung@sibeispiel der Erfiind'ung dargestellt. Es. zeigt Abb. i einen Teil- eines Turbinenläufers gemäß der Erfindung und Abb. 2. einige Einzelteile der erfindungsgemäßen Schaufel; beide Abbildungen in schaubildlicher Darstellung.
• Djas Läüfrad r ist an seinem Umfang mit stummelartigen Ansätzen versehen, deren Oberteil 6 der Grundrißform der aufzusetzenden Hohlschaufel ? angepaßt ist, die aus zwei in ihren Längsnähten zusammengeschweißten Blechen ä und 9 besteht; sie bann, selbstverständlich auch nahtlose verformt sein.: Die Befestigung der Hohlschaufel an dem Oberteil 6 des stümmelartigen Ansatzes erfolgt durch Punktschweißung. Sie kann durch Nuten io, ri, welche im Oberteil 6 angeordnet und in welche die Schaufelbleche herausgepreßt werden, verbessert werden.
• Wie aus dem rechten Teil der Abb. i ersichtlich, wird das" Laufrats, wenn: die stummelartigen AnsÜ'bze 5, 6 nicht aus dem vollen herausgearbeitet sind, am Umfang mit Aussparungen 2 versehen. Jeder stummelartige Ansatz erhält einen Fuß 3, der in die Aussparung 2 hineinpaßt und in ihr durch keilförmige Stifte 4 mit dem Laufrad verbunden ist.

Claims (3)

1. PATRNTANSPRifGHIC: i. Turbinenläufer für extrem hohe Temperaturen und extrem hohe Umfangsgeschwindigkeiten,: bei welchem.Laufrad und Laufschaufeln nicht aus einem Stück bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufradkörper (i) an seinem Umfang mit stummelartigen Ansätzen (5, 6), die sich nur -über einen Teil der -5chaufellänge erstrecken und die formschlüssig das gesamte Schaufelprofil ausfüllen, versehen ist, an welchen dünnwandige; offene Hohlschaufeln (7) vorzugsweisedurch Punktschweißung befestigt sind.
2. 2. Turbinenläufer nach Anspruch i, bei welchem die stummelartigen Ansätze nicht aus dem vollen dies Laufraideas herausgearbeitet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder stummelai-tige Ansatz (5, 6)_ mit einem Fuß (3) versehen ist, der in am Umfang -des Laufrades angeordneten Aussparungen (2) hineinpaßt und durch Keilstifte (¢) mit diesem formschlüssig verbunden ist.
3. 3. Turbinenläufer nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stummelartigen Ansätze (5, 6) mit Nuten (io, r i) versehen sind, in welche die Schaufelbleche (&, 9) hineingepreßt werden.