DE906845C

DE906845C - Runner for axially flowed through turbomachines, especially for multi-stage axial compressors and axial turbines of aircraft engines or the like.

Info

Publication number: DE906845C
Application number: DED3589D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Leist
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1944-01-05
Filing date: 1944-01-05
Publication date: 1954-03-18

Description

Läufer für axial durchströmte Turbomaschinen, insbesondere für mehrstufige Axialverdichter und Axialturbinen von Flugzeugtriebwerken od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung des Läufers von axial durchströmten Turbomaschinen, insbesondere von mehrstufigen Axialverdichtern, Axialturbinen u. dgl. Zweck der Erfindung ist es, den Läufer so auszubilden, daß er schnell und sauber hergestellt werden kann und bei geringem Gewicht eine hohe Festigkeit aufweist, so daß er ganz besonders für Turbomaschinen von Flugzeugtriebwerken geeignet ist.Rotor for turbomachinery with axial flow, especially for multi-stage Axial compressors and axial turbines of aircraft engines or the like. The invention refers to the design of the rotor of axially flown turbomachines, in particular of multi-stage axial compressors, axial turbines and the like The invention is to train the runner so that it is made quickly and cleanly can be and has high strength while being light in weight, so that it is whole is particularly suitable for turbo machines of aircraft engines.

Es ist bereits bekannt, die Läufer von Turbomaschinen so zu gestalten, daß hohle Schaufeln in dem Läuferkörper durch eine Schmelzverbindung befestigt sind und daß deren Fußenden in Löchern des verhältnismäßig dünnwandigen Trommelmantels stecken, wobei diese Löcher dem Schaufelprofil weitgehend entsprechen und die Fußenden an ihrem Umfang mit den Lochrändern durch die Schmelzverbindung fest verbunden sind.It is already known to design the rotors of turbomachinery in such a way that that hollow blades are fixed in the rotor body by a fusion connection and that their foot ends in holes of the relatively thin-walled drum shell stuck, whereby these holes largely correspond to the blade profile and the foot ends are firmly connected at their periphery with the hole edges by the fusion connection.

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an derartigen Läufern: Es wird empfohlen, Füllstücke von der Größe des lichten Querschnitts der Schaufeln in das Fußende der Schaufeln einzusetzen und dort ebenfalls durch eine Schmelzverbindung zu befestigen. Damit wird erreicht, daß in der den hohen Fliehkräften ausgesetzten Trommel keine Schlitze von Schaufelprofiltiefe offen bleiben, welche leicht hohe zusätzliche Beanspruchungen hervorrufen können. Es wird vielmehr die vorher durch Schlitze unterbrochene Mantelfläche der Trommel wieder geschlossen und deren Festigkeit großenteils wiederhergestellt. Außerdem verhindern die Füllstücke, daß sich die hohlen Schaufeln bei besonders großer Beanspruchung zusammenziehen und daß zusammengezogene Schaufeln durch die unausgefüllten Mantelöffnungen herausrutschen können.The invention relates to improvements in such runners: It will It is recommended to insert filler pieces of the size of the clear cross-section of the blades into the Use the foot end of the blades and there also by a fusion connection to fix. This ensures that the exposed to the high centrifugal forces Drum no slots of blade profile depth remain open, which are slightly high can cause additional stresses. Rather, it will go through before Slots interrupted outer surface of the drum closed again and its strength to a large extent restored. In addition, the fillers prevent the hollow blades from moving contract with particularly heavy use and that contracted blades can slip out through the empty jacket openings.

Um die Festigkeit der Schaufelbefestigung gegenüber Fliehkräften weiter zu erhöhen, werden die Schaufeln zweckmäßig an ihrem Fußende durch Umbördeln nach außen oder durch eine bandartige Verdickung ihres Fußendes zusätzlich am Herausrutschen aus der Trommel gehindert. Eine solche bandartige Verdickung läßt sich leicht dadurch schaffen, daß über das Fußende der Schaufel ein Hülsenring von der Form des Schaufelprofils geschoben wird, der an dem Schaufelende und zweckmäßig auch an der Trommel durch eine Schmelzverbindung befestigt wird.To continue the strength of the blade attachment against centrifugal forces to increase, the blades are expedient at their foot end by flanging on the outside or by a band-like thickening of the foot end, in addition to slipping out prevented from getting out of the drum. Such a band-like thickening can easily be achieved thereby create that over the foot end of the blade a sleeve ring of the shape of the blade profile is pushed through to the end of the shovel and expediently also to the drum a fusible link is attached.

Bei mehrstufigen Maschinen ergibt sich eine besonders einfache Herstellungsweise, wenn die Läufertrommel aus einer Anzahl von im Querschnitt beispielsweise U-förmigen Ringen zusammengesetzt ist, die über eine die beiden Endringe miteinander verbindende Tragtrommel geschoben sind.In the case of multi-stage machines, there is a particularly simple manufacturing method, if the rotor drum consists of a number of, for example, U-shaped in cross-section Rings is composed, which connects the two end rings to one another via a Drum are pushed.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, aus denen auch noch weitere, die Erfindung vervollkommnende Einzelheiten des neuen Läufers hervorgehen. In der Zeichnung zeigen die Abb. i bis 3 je eine Ausführungsform der Schaufelbefestigung im Längsschnitt durch eine Schaufel und den angrenzenden Teil des Trommelmantels, während Abb. q. einen Querschnitt nach der Linie 4.-4 der Abb. 2 darstellt.The invention is shown in the drawing in several exemplary embodiments shown, from which also further details perfecting the invention of the new runner. In the drawing, Figs. I to 3 each show one Embodiment of the blade attachment in longitudinal section through a blade and the adjacent part of the drum shell, while Fig. q. a cross-section according to the line 4-4 of Fig. 2 represents.

In der Zeichnung ist die einzelne Schaufel einheitlich mit 5, der Trommelmantel durchweg mit 6 bezeichnet. Die Schaufeln sind im vorliegenden Falle als Hohlschaufeln aus entsprechend gebogenen und darauf miteinander verschweißten Blechteilen 7, 8 (Abb. 4) zusammengesetzt. Es kann aber auch jedes andere bekannte Verfahren zur Herstellung der hohlen Schaufeln benutzt werden. Welche Herstellungsart im Einzelfalle gewählt wird; richtet sich ganz nach der gewünschten Schaufelform, z. B. danach, ob die Schaufel wie in den Abb. i und 2 parallel begrenzt ist oder sich wie in Abb. 2 nach außen hin konisch verjüngt.In the drawing, the individual blade is uniform with 5, the The drum shell is denoted by 6 throughout. The blades are in the present case as hollow blades made of appropriately bent and then welded together Sheet metal parts 7, 8 (Fig. 4) assembled. But it can also be any other known Methods for making the hollow blades can be used. What kind of production is chosen on a case-by-case basis; depends entirely on the desired shovel shape, z. B. according to whether the blade is limited in parallel as in Figs. I and 2 or tapers conically towards the outside as in Fig. 2.

Zur Befestigung der Schaufeln in der Trommel werden in deren Mantelfläche Löcher 9 (Abb. d.) von dem äußeren Schaufelprofil möglichst weitgehend entsprechender Form gestanzt, die einzelne Schaufel s von innen oder außen durch das zugehörige Loch hindurchgesteckt, so daß nur noch ihr Fußende io ein wenig nach innen in die Trommel 6 hineinragt, und dieses Ende dann bei i i mit dem Trommelmantel 6 durch Schweißen oder Löten fest verbunden.To fasten the blades in the drum are in the shell surface Holes 9 (Fig. D.) Of the outer blade profile as largely corresponding as possible Die-cut, the individual blade s from the inside or outside through the associated Hole put through so that only the foot end a little inwards into the Drum 6 protrudes, and this end then at i i with the drum shell 6 through Welding or soldering firmly connected.

In dem Beispiel der Abb. 2 ist die Läufertrommel aus einer Anzahl von im Querschnitt U-förmigen Ringen 12 zusammengesetzt, die entweder aus dem vollen gedreht oder aber verhältnismäßig leicht durch Walzen bzw. Rollen in die gewünschte Form gebracht sein können. Mehrere dieser Ringe sind über eine Tragtrommel 13 geschoben, so daß -zwischen den Schaufeln je zweier aneinanderstoßender Ringe Raum bleibt für den Schaufelkranz 1d. eines Leitrades bzw. eines gegenläufigen Laufrades und sämtliche Ringe 12 zusammen mit der Tragtrommel 13 dann den Läufer einer mehrstufigen Axialturbine bzw. eines mehrstufigen Axialv erdichters bilden. Diese Ausführungsform hat mit Bezug auf den Erfindungsgegenstand vor allem den Vorteil, daß die Schweiß- bzw. Lötstellen von außen her besser zugänglich sind als bei einer einteilig hergestellten Trommel mit mehreren hintereinanderliegenden Schaufelreihen und daß eine durch die Schweiß- bzw. Lötstellen etwa hervorgerufene Beeinträchtigung der Festigkeit des Werkstoffs im zylindrischen Teil der Ringe durch die Flansche derselben wieder ausgeglichen wird.In the example of Fig. 2, the rotor drum is one of a number composed of in cross-section U-shaped rings 12, which either from the full rotated or relatively easily by rolling or rolling into the desired Can be brought into shape. Several of these rings are pushed over a drum 13, so that -between the blades there is always space for two adjoining rings the blade ring 1d. a stator or a counter-rotating impeller and all Rings 12 together with the support drum 13 then form the rotor of a multi-stage axial turbine or a multi-stage Axialv compressor. This embodiment has with With regard to the subject matter of the invention, the main advantage is that the welding or Soldering points are more accessible from the outside than in the case of a one-piece manufactured Drum with several rows of blades one behind the other and that one through the Welding or soldering points caused impairment of the strength of the Material in the cylindrical part of the rings balanced again by the flanges of the same will.

In allen drei gezeigten Ausführungsbeispielen ist zur Wiederherstellung der Festigkeit des durch die zahlreichen Löcher für die Schaufelbefestigung geschwächten Trommelmantels in das Fußende io jeder Schaufel außerdem ein Füllstück 15 von der Größe des lichten O_uerschnitts der Hohlschaufel eingesetzt und bei i6 an ihrem Umfang mit dem Fußende io verschweißt bzw. verlötet.In all three exemplary embodiments shown, there is a restoration the strength of the weakened by the numerous holes for the blade attachment Drum shell in the foot end io of each blade also has a filler piece 15 from the Size of the clear O_u section of the hollow blade inserted and at i6 on her The circumference is welded or soldered to the foot end ok.

Außerdem ist das Fußende io in Abb. 2 nach außen umgebördelt und in Abb. 3 durch einen aufgeschweißten Hülsenring 17 bandartig verdickt, um ein Herausrutschen des inneren Schaufelendes aus dem Trommelmantel 6 unter der Einwirkung der Fliehkräfte weiterhin zu verhindern. Auch dieser Bördelrand bzw. diese bandartige Verdickung ist mit dem Trommelmantel 6 durch Schweißen oder Löten zusätzlich verbunden.In addition, the foot end is beaded outward in Fig. 2 and thickened like a band in Fig. 3 by a welded-on sleeve ring 17 to prevent the inner blade end from slipping out of the drum shell 6 under the action of centrifugal forces. This beaded edge or this band-like thickening is also connected to the drum shell 6 by welding or soldering.

Die beschriebene Ausbildung der Läufertrommel ist besonders geeignet für die Herstellung von Leichtmetalläufern für mehrstufige Verdichter von Fahrzeug- bzw. Flugzeugtriebwerken, an die hinsichtlich eines geringen Gewichts bei gleichzeitig hoher Festigkeit außerordentlich hohe Anforderungen gestellt werden.The design of the rotor drum described is particularly suitable for the production of light metal runners for multi-stage compressors of vehicle or aircraft engines, which in terms of a low weight at the same time high strength, extremely high demands are made.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Rotor for axial flow turbomachinery, especially for multi-stage axial compressors and axial turbines of aircraft engines Od. Like., With in the rotor body by a fusion connection, for example through Welding or soldering, attached hollow blades, the root ends of which in the blade profile largely corresponding, expediently produced by punching holes of the relatively thin-walled drum shell and through its circumference with the hole edges the fusible link are firmly connected, characterized in that in the foot end (io) of the hollow blades filler pieces (i5) of the size of the clear blade cross section used and at their scope (at 16) with the end of the shovel a fusible link are firmly connected.

2. Runner according to claim 1, characterized in that that the foot ends (1o) on the inside of the drum shell (6), for example by flanging or by welding on a sleeve ring pushed over the blade end (17), are thickened like a fret and also through this thickening with the drum shell a fusible link is firmly connected.

3. Runner according to claim 1 and z, characterized characterized in that the rotor drum from a number of in cross section for example U-shaped rings (12) is composed, which one of the two end rings with each other connecting drum (13) are pushed. Printed publications: German Patent No. 18,349 dated 1910; French patent specification No. 823 442.