DE924248C

DE924248C - Hollow sleeve blade for gas or exhaust gas turbines

Info

Publication number: DE924248C
Application number: DED8422D
Authority: DE
Inventors: Herwig Dr-Ing Kress
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1941-03-28
Filing date: 1941-09-09
Publication date: 1955-02-28

Description

Im Patent 86o 438 ist eine Hohlschaufel beschrieben, die aus einem Schaufelkern und einer darüber gesteckten Hülse besteht und sich vorzugsweise für Gas- und Abgasturbinen eignet. Durch die nachfolgend aufgezeigten Maßnahmen wird diese Hohlschaufel in ihrer Betriebssicherheit und Festigkeit weiterverbessert.In patent 86o 438 a hollow blade is described, which consists of a blade core and a sleeve placed over it and is preferably suitable for gas and exhaust gas turbines. The measures shown below make this hollow blade further improved in their operational safety and strength.

Dies wird dadurch erreicht, daß der tragende Kern und die Hülse so geformt werden, daß sich an den Stellen des Kraftflusses ein gut verrundeter Übergang vom Schaufelkern zum Schaufelfuß ergibt. This is achieved in that the supporting core and the sleeve are shaped so that a well-rounded transition from the blade core to the blade root results at the points of force flow.

Weitere Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung. Further features emerge from the description.

Abb. ι zeigt das Ausführungsbeispiel eines Schaufelkernes gemäß der Erfindung in perspektivischer Ansicht;Fig. Ι shows the embodiment of a blade core according to the invention in perspective Opinion;

Abb. 2 stellt einen Schnitt durch die vollständige Schaufel etwa in der Mitte des Schaftes in etwas größerem Maßstab dar;Fig. 2 shows a section through the complete blade in something about the middle of the shaft larger scale;

Abb. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Schaufelkernes in perspektivischer Ansicht auf den Schaufelrücken; Fig. 3 shows a further embodiment of a blade core designed according to the invention in a perspective view of the blade back;

Abb. 4 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel wie Abb. 3, jedoch mit anders ausgebildetem Übergang" zwischen Schaufelkerne und 'SchaufelfußO₁ in derselben Blickrichtung wie Abb. 3;FIG. 4 shows the same exemplary embodiment as FIG. 3, but with a differently designed transition "between the blade cores and the blade root" ₁ in the same viewing direction as FIG. 3;

Ab.b.-5_r 6-und 7 zeige,n. verschiedene,. gemäß der Erfindung" durch Zwischenglieder vorgenommene Befestigungsarten der Schaufelhülse a am Schaufelfuß a_v Fig. 5 _r 6 and 7 show n. different,. according to the invention "by means of intermediate members types of attachment of the blade sleeve a to the blade root a _v

Aus Abb. ι ist ersichtlich, daß durch die gewählte Ausführung ein gut verrundeter Übergang ; zwischen dem Schaufelkern a und dem damit in Verbindung stehenden FuQa₁ ermöglicht wird, so daß damit Kerbwirkungen u. dgl. am Übergang nicht zu ίο erwarten sind. Der Schaufelkern α hat hier eine zylindrische Grundform, die z. B. auf der Drehbank herstellbar ist. Die dem Schaufelprofil angepaßte Aussparung auf der Schaufelbrust und der Kühlluftkanal dz werden zweckmäßigerweise meist erst nachträglich eingefräst.From Fig. Ι it can be seen that a well rounded transition through the selected design; between the blade core a and the related _{FuQa 1} , so that notch effects and the like are not to be expected at the transition. The blade core α here has a cylindrical basic shape, the z. B. can be produced on the lathe. The recess adapted to the blade profile on the blade face and the cooling air duct dz are expediently usually only milled afterwards.

Die Schaufelhülse b wird, wie aus Abb. 2 hervorgeht, über den Schaufelkern a übergeschoben und an den Berührungsstellen mit diesem verschweißt. Die hier als Beispiel dargestellte Schaufelhülse-hat an ihrem unteren Ende einen umgebördelten Rand O₁, der sich dem gerundeten Übergang zwischen Schaufelkern α und 'Schaufelfuß ^₁ anpaßt. Durch diesen Bördelrand werderi gleichzeitig die Kühlluftbohrungen d_± und d₂ abgedeckt, soweit sie über das eigentliche Schaufelprofil hinausgehen. , Durch, .die Rundung des Bördelrandes wird weiterhin der für den Kühlluftstrom maßgebende wirksame Querschnitt am oberen Ende der Kühlluftbohrungen d_x und d₂ vergrößert und damit die' Kühlverhältnisse verbessert. As can be seen from Fig. 2, the blade sleeve b is pushed over the blade core a and welded to it at the points of contact. The blade sleeve shown here as an example has at its lower end a flanged edge O ₁ , which adapts to the rounded transition between the blade core α and the blade _{root ^ 1.} The cooling air bores d _± and d _{2 are} simultaneously covered by this beaded edge, insofar as they go beyond the actual blade profile. "The rounding of the beaded edge further increases the effective cross-section at the upper end of the cooling air bores d _x and d ₂ , which is decisive for the cooling air flow, and thus improves the" cooling conditions.

In etwas anderer Form ist bei dem in Abb. 3 . - dargestellten Ausführungsbeispiel für einen guten Übergang zwischen Schaufelkern α und Schaufelfuß O₁ gesorgt, und zwar durch unter den oberen Rand des Schaufelfußes ß_x" in' den Schaufelfuß eingearbeitete Ausrundungen e_x und e₂. In diesem Falle wird das Schaufelprofil in. keiner Weise durch eine Verdickung des Schaufelkernes gestört. Derartige Ausrundungen e_t und e₂ lassen sich z. B. ohne weiteres durch einen im wesentlichen kugeligen Fingerfräser einarbeiten. Die Ausrundungen e_x und e₂ können nachträglich zur Vermeidung von Strömungsverlusten durch ein dünnes Blech abgedeckt werden. In vielen Fällen genügt auch eine Entlastungs-4-5 -bohrung auf jeder Seite, wie sie z. B. die beiden Bohrungen Z₁ und /₂ in Abb. 4 - darstellen. Das Abdeckblech, das für das Ausführungsbeispiel entsprechend Abb. 3 notwendig war, ist hier nicht erforderlich. In a slightly different form, the one in Fig. 3. - The illustrated embodiment ensures a good transition between the blade core α and the blade root O ₁ by means of rounded-offs e _x and e ₂ worked into the blade root under the upper edge of the blade root ß _x ". In this case, the blade profile is in no way disturbed by a thickening of the blade core. such fillets e _t and e ₂ can be z. B. readily incorporated by a substantially spherical milling cutter. the fillets e _x and e ₂ can be subsequently covered to avoid flow losses through a thin sheet. In many cases, a relief 4-5 bore on each side is sufficient, as shown, for example, by the two bores Z ₁ and / ₂ in Fig. 4. The cover plate, which is necessary for the exemplary embodiment according to Fig. 3 is not required here.

:-- Bei besonders; hohen mechanischen Belastungen ist es jedoch -oft wünschenswert,- die Schaufelhülse b noch fester mit dem Schaufelkern: « bzw. dem Schaufelfuß a_t zu verbinden. Zu diesem Zweck kann z.3- das im. Zusammenhang mit Abb. 3 erwähnte Abdeckblech, wie aus Abb. 5. ersichtlich ist, als Manschette gf ausgebildet werden. Die-Wandstärke der Manschette wird man im allgemeinen etwas größer wählen wie die des Schaufelbleches b. Auch werden an die Warmfestigkeit der Manschette g keine so großen Anforderungen gestellt, so daß hierfür vielfach ein leichter verformbares Blech gewählt werden- kann. Die: Manschetteg wird zunächst mit ihrem senkrecht stehenden "Rand mit der Schaufelhülse b verschweißt und nach dem Überschieben auf den Schaufelkern« vorzugsweise durch Schweißung mit dem waagerechten Rand am Schaufelfuß e_x befestigt.: - With special; However, with high mechanical loads, it is often desirable to connect the blade sleeve b even more firmly to the blade core: "or the blade root a _t . For this purpose, e.g. The cover plate mentioned in connection with Fig. 3, as can be seen from Fig. 5, can be designed as a sleeve GF. The wall thickness of the sleeve will generally be chosen to be somewhat larger than that of the blade plate b. The demands on the heat resistance of the cuff g are also not so great, so that a more easily deformable sheet metal can often be selected for this. The: cuff g is first welded with its vertical "edge" to the blade sleeve b and, after being pushed onto the blade core, is attached to _{the blade root e x, preferably by welding with the horizontal edge.}

-In- ähnlicher Weise kann die Befestigung der Schaufelhülse b am 'Schaufelfuß a_x erfolgen, wenn die in Abb. 6 dargestellte Profilplatte h verwendet wird, die auch mehrteilig sein kann. Die zwischen Schaufelkern α und Schaufelfuß U₁ gegebenenfalls vorhandene Abrundung kann auch bei der Profilplatte/z vorgesehen werden.The attachment of the blade sleeve b to the blade root a _x can take place in a similar manner if the profile plate h shown in Fig. 6 is used, which can also be made up of several parts. The rounding that may be present between the blade core α and the blade root U ₁ can also be provided for the profile plate / z.

Ist die Verwendung einer Profilplatte h bzw. einer Manschette g nicht möglich, so kann die Befestigung der Schaufelhülse b am 'Schaufelfuß a_t etwa in der aus Abb. 7 ersichtlichen Weise hergestellt werden, wobei als Zwischenglieder für die Befestigung zwei dünnwandige Röhrchen k_x und k₂ vorgesehen sind, die dem in die Hülse hineinragenden Teil der Profilform der Schaufelhülse b angepaßt sind. Die Röhrchen k_x und k₂ werden zunächst in die Schaufelhülse b eingeschoben und mit dieser vorzugsweise durch Punktschweißen verbunden. Nach dem Aufschieben der Schaufelhülse b auf den Schaufelkern« werden neben der Befestigung der Schaufelhülse am 'Schaufelkern auch die Röhrchen A₁ und k₂ von unten mit dem Schaufelfuß verschweißt. Die Länge der Röhrchen wird zweckmäßig meist ein Drittel der Schaufellänge nicht überschreiten. Bei Vorhandensein der Röhrchen k_t und k₂ wird sich vielfach auch der z. B. aus Abb. 2 ersichtliche Bördelrand O₁ der Schaufelhülse erübrigen. If the use of a profile plate h or a sleeve g is not possible, the attachment of the blade sleeve b to the blade root a _t can be made in the manner shown in Fig. 7, with two thin-walled tubes k _x and k _{2 are} provided, which are adapted to the protruding into the sleeve part of the profile shape of the blade sleeve b. The tubes k _x and k ₂ are first pushed into the blade sleeve b and connected to it, preferably by spot welding. After the blade sleeve b has been pushed onto the blade core, in addition to the attachment of the blade sleeve to the blade core, the small tubes A ₁ and k _{2 are also} welded to the blade root from below. The length of the tubes will expediently usually not exceed a third of the shovel length. In the presence of the tubes k _t and k ₂ , the z. B. from Fig. 2 visible beaded edge O _{1 of} the shovel sleeve is unnecessary.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Hollow blade, especially for gas or exhaust gas turbines, consisting of a load-bearing Blade core and a sleeve, between which there are sufficiently large cooling channels, according to patent 860 438, characterized in that that the supporting core and the vane sleeve are designed so that the Set the power flow a well rounded transition from the blade core to the 'blade root results, with the rest of the proper attachment of the shovel sleeve directly on Blade root remains guaranteed.

2. hollow blade according to claim 1, characterized uo characterized in that the 'profile of the blade core has a circular basic shape.

3. Hollow blade according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the fillet between the blade core and the blade root is below the Gasbeaüfschlagte area of the blade is moved into the blade root, the fillet is covered in order to avoid losses due to traffic.

4. hollow blade according to claim 1 and 2, characterized in that at the point of Transition from the blade core to the 'blade root one or more relief holes are attached.

5. Hollow blade according to claim 1 to 4, characterized in that .the attachment of the

Blade sleeve made on the blade root by using one or more intermediate links which are connected to a unit with the blade sleeve before the attachment of the blade sleeve to the load-bearing core. 6. hollow blade according to claim ι to 5, characterized characterized in that as an intermediate member a one placed around the blade sleeve or multi-part sheet metal or wire sleeve or profile plate is used.

7. hollow blade according to claim 1 to 6, characterized characterized in that a sheet metal opening into the cooling air ducts is used as an intermediate member will.

8. hollow blade according to claim 1 to 7, characterized in that as an intermediate member or several thin-walled tubes are used, which are at the level of the gas-exposed area are deformed according to the profile shape of the blade sleeve.

1 sheet of drawings