DE884799C

DE884799C - Befestigung von Kreiselmaschinenschaufeln

Info

Publication number: DE884799C
Application number: DES2209D
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1942-11-05
Filing date: 1942-11-15
Publication date: 1953-08-31

Description

Befestigung von Kreiselmaschinenschaufeln Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigung von Kreiselmaschinenschaufeln mit gabelförmig ausgebildeten Füßen durch Verschweißen der Enden der auf einem Sattel geführten Gabeln mit dem Schaufelträger. Die Erfindung besteht darin, daß der Sattel als in einer Nut des Schaufelträgers geführter Ring mit radialer Abstützung nicht nur an mindestens einer. festen, sondern auch an mindestens einer nachgiebigen Schulter in der Weise ausgebildet ist, daß die Schaufeln vor dem Schweißen auf der nachgiebigen Schulter anfliegen und nach dem Schweißen durch die Schrumpfkräfte der abkühlenden Schweißnaht unter Verformung der nachgiebigen Schulter auf die feste Schulter des Ringes gezogen werden.
Es wurde schon vorgeschlagen, gabelförmig ausgebildete Füße von Schaufeln an Kreiselmaschinen durch Verschweißen der Enden der auf einem Sattel geführten Gabeln mit dem Schaufelträger zu verbinden. Hierbei wurden die Gabeln der Schaufeln auf feste Abstützflächen der Läuferkörper aufgesetzt. Beim Abkühlen der Schweißnaht entstanden große Schweißspannungen, weil der Abstand der miteinander veschweißten Teile durch die feste Abstützung festgelegt war. Solche Spannungen werden nach der Erfindung vermieden, da beim Abkühlen die nachgiebige Abstützung durch geringe Kräfte genügend verformt wird, bis kurz vor vollständiger Abkühlung der Schweißnaht erst die festen Abstützflächen aufeinander zur Auflage kommen. In der Schweißnaht können dabei keine nennenswerten Spannungen mehr entstehen.
Zur Erleichterung des Einführens in die Nut des Schaufelträgers empfiehlt es sich, den Ring an seinem Umfang mindestens einmal in radialer Richtung zu teilen. Auch senkrecht zur Achse kann der Ring mindestens einmal geteilt sein, wobei jeder Teil mit mindestens einer festen und mindestens einer nachgiebigen Schulter ausgerüstet sein kann. Die nachgiebigen Schultern der beiden Teile können hierbei zwischen den festen Schultern beider. Teile angeordnet werden.
Die- in Läuferumfangsrichtung einander zugekehrten Flanken der Schaufelfüße sind zweckmäßig in der Weise abgesetzt, daß die Schaufeln nach dem Verschweißen sich nur im nicht abgesetzten, der Schweißnaht abgekehrten Teil berühren. Es empfiehlt sich, die durch das Absetzen entstehenden Zwischenräume nach dem Schweißen der Füllstücke zu verschließen.
Die Schaufelfüße sollen so geteilt sein, daß vor dem Schweißen zwischen den Schaufeln, auch zwischen den nicht abgesetzten Teilen der Füße, ein Zwischenraum bestehenbleibt, der infolge Schrumpfens beten Abkühlen nach dem Schweißen mindestens nahezu verschwindet. Die Schaufeln können z. B. mit Rändern versehen sein, mit deren Hilfe sie während des Schweißens durch eine Einspannvorrichtung gehalten werden: Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. i und 2 zeigen teilweise im- Längsschnitt und teilweise in Seitenansicht bzw. in Vorderansicht ein Ausführungsbeispiel; Fig. 3 bis 6 stellen die Schaufelausführung der Turbomaschine nach Fig. i und 2 vor bzw. nach dem Schweißen in vergrößertem Maßstab dar; Fig. 7 und 8 erläutern im Querschnitt und in der Draufsicht eine Einspannvorrichtung für die Schaufeln während des Schweißens.
Der Läufer nach Fig. i und 2, der ebensogut für eine Turbine wie für einen Axialverdichter verwendet werden kann, ist aus den Scheiben i und den Achsstummeln 2 zusammengesetzt. Die einzelnen Läuferteile sind- durch die Schweißnähte 3 miteinander verbunden. Jede Scheibe besitzt an ihrem Umfang eine Nut 4, in welche ein Ring 5 eingelegt ist.
Die Schaufeln 6 besitzen gabelförmig ausgebildete Füße 7, mit denen sie rittlings über den Ring 5 gestülpt sind. Mit Hilfe der Schweißnähte 8 sind schließlich die Schaufeln 6 an ihren Gabelspitzen mit den Scheiben i vereinigt.
Der Ring 5 des Läufers nach den Fig. i und 2 ist an der Stelle 13 (Fig. 3 bis 6) senkrecht zur Achse gestellt. Jeder Teil des Ringes ist mit zwei festen Schultern 14 und zwei nachgiebigen Schultern 15 ausgerüstet. Die nachgiebigen Schultern 15 sind zwischen den festen Schultern 14 angeordnet. Vor dem Schweißen (Fig. 3 und 4) sitzen die Schaufeln auf den nachgiebigen Schultern 15 auf. Ebenso sitzen die Ringe mit nachgiebigen Schultern 15 auf der Grundfläche der Nut auf.
Die Schultern sind so ausgebildet und bemessen, daß zwischen den festen Schultern und den Schaufeln bzw. der Grundfläche der Nut ein Abstand x bestehenbleibt, wenn die Schaufeln und die .Grundfläche auf den nachgiebigen Schultern aufliegen. Ebenso wird zwischen den nicht abgesetzten Teilen i i der Flanken g ein Abstand y eingehalten. Es können z. B. Abstandbleche vorübergehend zwischen die Flanken der Schaufeln eingesetzt werden, die aber vor dem Schweißen wieder entfernt werden müssen.
Beim Verschweißen der Schaufeln 6 mit der Radscheibe i wird nicht nur das Schweißmaterial, sondern auch der in der Umgebung der Schweißnaht gelegene Baustoff der Schaufeln und der Scheiben stark erhitzt. Bei der darauffolgenden Abkühlung zieht sich der Baustoff, insbesondere die Schweißnaht, zusammen. Hierbei werden die nachgiebigen Schultern 15, wie in Fig. 5 gezeigt, zurückgebogen, so daß die Schaufeln und die Grundfläche der Nut an den festen Schultern 14 der Ringe zumAufliegen kommen. Beim Schrumpfen während der Abkühlung werden auch die Zwischenräume y zwischen den Flanken ii nahezu oder ganz verschwinden, so daß die Schaufeln-nach dem Schweißen (Fig. 6) praktisch aneinanderliegen.
Während des Schweißens werden die Schaufeln durch eine Einspannvorrichtung 16- (Fig. 7 und 8) in richtiger Lage gehalten. An jeder Schaufel ist vor dem Schweißen ein Rand 17 angebracht, der in eine entsprechende Ausnehmung der Einspannvorrichtung 16 paßt, so daß die Schaufeln während des Schweißens in genau radialer Richtung gehalten werden. Die Einspannvorrichtung hat weiter noch den Vorteil, daß die Schaufeln während des Schweißens vor Beschädigungen geschützt sind.
Nach dem Schweißen kann, wie z. B. die Fig. 5 zeigt, sowohl der Rand an den Schaufeln wie auch der äußere Teil der Schweißnaht durch Nachbearbeiten, z. B. durch Drehen, entfernt werden. Es ergibt sich hieraus, daß zuerst die Schaufeln angeschweißt, dann die Scheibe fertig bearbeitet wird und erst zuletzt die fertigen mit Schaufeln versehenen Scheiben zu einem Läufer verbunden werden.
Auf die beschriebene Art können alle möglichen Strömungsschaufeln von Turbomaschinen an den Schaufelträgern befestigt werden, z. B. auch die Schaufeln von Turbomaschinen mit radialem Fluß und ebensogut auch Leitschaufeln, wie Laufschaufeln.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i-. Befestigung von Kreiselmaschinenschaufeln mit gabelförmig ausgebildeten Füßen durch Verschweißen der Enden der auf einem Sattel geführten Gabel mit dem Schaufelträger, dadurch gekennzeichnet, daß der Sattel als in einer Nut des Schaufelträgers geführter Ring (5) mit radialer Abstützung nicht nur an mindestens einer festen (14), sondern auch an mindestens einer nachgiebigen (15) Schulter in der Weise ausgebildet ist, daß die Schaufeln vor dem Schweißen auf der nachgiebigen Schulter aufliegen und nach dem Schweißen durch die Schrumpfkräfte der abkühlenden Schweißnaht unter Verformung der nachgiebigen Schulter auf die feste Schulter des Ringes gezogen werden. z. Befestigung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring zur Erleichterung des Einführens in die Nut des Schaufelträgers in seinem Umfang mindestens einmal in radialer Richtung geteilt ist. 3. Befestigung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring senkrecht zur Achse mindestens einmal geteilt ist. d.. Befestigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Teil mit mindestens einer festen und mindestens einer nachgiebigen Stützschulter ausgerüstet ist. 5. Befestigung nach Anspruch d., dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebigen Schultern zwischen den festen Schultern angeordnet sind. 6. Befestigung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in Läuferumfangsrichtung einander zugekehrten Flanken der Schaufelfüße in der Weise abgesetzt sind, daß die Schaufeln nach dem Verschweißen sich nur im nichtabgesetzten, der Schweißnaht abgekehrten Teil berühren. 7. Befestigung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Absetzen entstehenden iZwischenräume nach dem Schweißen durch Füllstücke verschlossen werden. B. Befestigung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelfüße so geteilt sind, daß vor dem Schweißen zwischen den Schaufeln ein Zwischenraum bestehenbleibt, der infolge Schrumpfens beim Abkühlen nach dem Schweißen mindestens nahezu verschwindet. g. Befestigung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln mit Rändern versehen sind, an denen sie während des Schweißens durch eine Einspannvorrichtung gehalten werden. Angezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 211 34.9.