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Ein- oder mehrteiliger Dämpferdraht Die Vorausberechnung der Schwingungsverhältnisse
von Turbinenschaufeln bereitet wegen des damit verbundenen Aufwandes und wegen .der
Unsicherheit der Einspannung an den Füßen nach wie vor Schwierigkeiten. Es ist auch
nicht einfach, ohne zu große Verschlechterung der Strömungsverhältnisse die Schaufeln
völlig schwingungsfest zu gestalten. Aus diesen Gründen war und ist man immer bestrebt,
die Schwingungen durch zusätzliche Mittel zu verhindern oder zu dämpfen.
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Alle an den Schaufeln befestigten Bindedrähte, Deckbänder oder ähnliche
Mittel weisen die Nachteile auf, daß sie entweder die Schaufeln durch Temperaturspannungen,
thermische Gefügeschädigungen oder mechanische Verformungen beim Einlöten oder Annieten
der zusätzlichen Mittel schädigen oder aber, daß sie zu starr ausgeführt sind und
daher durch die Beanspruchungen der Schaufeln selbst überbeansprucht werden. Dies
ist auch dann der Fall, wenn, wie bei bekannten Schaufeln, durch Bindedrähtabsohnitte
eine Mehrzahl von Schaufeln zu Schaufelpaketen in der Weise zusammengefaßt werden,
daß zwischen den Schaufeln auf dem Draht als Abstandhalter dienende Röhrchen lose,
d. -h. ohne eine Lötverbindung od. dgl., aufgesetzt und die Schaufeln zusammen mit
den Röhrchen durch geeignete Ausbildung der Enden der Bindedrahtabschnitte zusammengepreßt
sind. Auch hier haben
die einzelnen Schaufeln keine Möglichkeit,
sich unabhängig voneinander einzustellen und auf diese Weise Ungenauigkeiten der
Schaufelteilung auszugleichen und etwa auftretende geringfügige Schwingungserscheinungen
einzelner Schaufeln zu dämpfen, ohne daß benachbarte Schaufeln aneinander gebunden
sind tind sieh in ihrer gegenseitigen Läge beeinflussen.
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Zur Behebung der 'dargelegten Mängel und zur Erreichung einer reinen
Dämpfung etwaiger Schaufelschwingungen ohne gegenseitige -Bindung der Schaufeln
wurde mit gutem Erfolg vorgeschlagen; die Schwingungen von Schaufeln mit lose durch
Löcher in den Schaufeln gesteckten sogenannten Dämpferdrähten auf ein ungefährliches
Maß zu dämpfen. Diese Drähte legen sich unter Wirkung der Flieh- oder Strömungskraft
so an die Lochränder der Schaufeln an, daß zwar eine gewisse Schwingungsdämpfung
erreicht wird, die Schaufeln sich aber unter den normalen Beanspruchungen elastisch
so einstellen können, daß weder die Schaufeln noch die Bindedrähte noch die Befestigungsmittel
dabei zusätzlich beansprucht werden. Aber auch diese einteiligen oder mehrteiligen
Dämpferdrähte haben noch den Nachteil, daß sie .nur bei verhältnismäßig großen Schaütfelteilungen
oder hohen Drehzahlen oder großen Strömungskräften wirklich an allen Schaufeln fest
genug anliegen. In vielen Fällen gelingt es aber nicht, eine ausreichende Dämpfung
zu erzielen, da diekeDrähte zu steif sind, um sich unter Wirkung der Flieh-oder
Strömungskräfte an alle Schaufeln fest genug anzulegen, und da dünne Drähte keine
ausreichenden Flieh- Flieh- oder Strömungskräfte verursachen, die die Schaufelschwingungen
wirksam dämpfenkönnen. Alle diese Nachteile der Dämpferdrähte können gemäß der Erfindung
auf einfache Weise dadurch behoben werden, daß über den Dämpferdraht zwischen je
zwei Schaufelnein Röhrchen gesteckt wird, das ihn gewissermaßen künstlich beschwert.
Auf diese Weise können die auf den Draht einwirkenden Flieh- bzw. Strömungskräfte
in beliebigem Maße erhöht werden, ohne däß die Biegungssteiffigkeit des Drahtes
zunimmt. Die übergesteckten Röhrchen sind zwar in der Lage; die Biegungsbeanspruchungen
eines Drahtes zwischen zwei benachbarten Schaufeln auf ein zulässiges Maß zu begrenzen,
indem sie die Durchbiegung des Drahtes über das dem Radialspiel zwischen Röhrchen
und Draht entsprechende - Maß hinaus verhindern. Rechnet man jedoch über zwei Schaufelteilungen
unter der Annahme, daß der Draht an der mittleren Schaufel nicht anliegt, so vergrößern
die Röhrchen im wesentlichen nur die Flieh- und Strömungskräfte, nicht aber die
Steifigkeit des Drahtes, da sie den Draht im wesentlichen nur in der Nähe der Wendepunkte
der Durchbiegungslinie umfassen, das Maß der Durchbiegung aber kaum begrenzen können.
Gerade an den S teilen, an denen sich der Draht am stärksten krümmen muß, verhindern
die Röhrchen eine Verbiegung des Drahtes nicht. Durch zweckmäßige Wahl der Durchmesser
der Röhrchen und des Drahtes hat man es völlig in der Hand, auch bei kleinen Drehzahlen,
kleineren Strömungsgeschwindigkeiten oder kleinen Schaufelteilungen ausreic'he'nde
Dämpfungskräfte zu erzeugen und diese für jede Schaufel sicherzustellen, auch wenn
die Löcher in den einzelnen Schaufeln nicht genau fluchten oder wenn. der Dämpferdraht
aus anderen Gründen an einzelnen Lochrändern zunächst nicht fest anliegt.
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Bei einer äußerlich ähnlichen, bekannten Anordnung sind die Röhrchen
fest auf den Draht aufgepreßt, um tangential an die Schaufeln angepreßt zu werden
und eine Einspannung der Schaufeln gegenüber dem Draht zu erzielen. Genau das Gegenteil
hiervon bezweckt der Dämpferdraht und die erfindungsgemäß benutzten, lose übergeschobenen
Röhrchen, nämlich eine gelenkige und nachgiebige Verbindung zwischen Schaufel und
Draht..
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Der Einbau der Röhrchen kann dadurch geschehen, daß die letzten einzubauenden
Röhrchen oder auch sämtliche Röhrchen längs einer Mantellinie geschlitzt und so
weit geöffnet sind, daß sie seitlich über den bereits eingebauten Draht gesteckt
und nachträglich mit einer Zange zusamengebogen und geschlossen werden können.
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In Fig. i sind drei nebeneinanderliegende Schaufeln ca gezeigt, durch
deren Löcher hier beispielsweise ein einteiliger Därnpferdraht b gesteckt ist. Zwischen
zwei Schaufeln ist er mit den übergeschobenen Röhrchen c beschwert. Fig. z zeigt
im Querschnitt neben dem Därnpferdraht b ein geschlitztes und geöffnetes Röhrchen
d, welches über den bereits eingebauten-Draht nachträglich seitlich übergeschoben
und dann mit einer Zange geschlossen werden kann. Den fertigen Zustand nach dem
Zusammenbiegen zeigt Fig. 3.
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In Fig. i ist ferner eine Stoßstelle zwischen zwei Drähten gezeigt,
die innerhalb eines Röhrchens liegt. Die Verlegung der Stoßstelle in ein solches
Röhrchen hat den Vorteil, daß sie durch das Röhrchen überlappt wird. Hierdurch wird
die tangentiale Nachgiebigkeit nicht gestört, eine seitliche Relativbewegung der
einzelnen Schaufelpakete gegeneinander jedoch wirksam verhindert. Da-mit sich die
Stoßstellen nicht in Umfangsrichtung verschieben können, wird jedes Tragsegment
mit mindestens einem seiner Röhrchen verlötet oder durch Festklemmen, Einpressen
von Sicken oder in irgendeiner anderen Weise verbunden.
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Man kann nun weiter noch die Enden der Röhrchen aufstülpen, wie es
in Fig. q. dargestellt ist, oder in anderer Weise so zweckmäßig ausbilden, daß die
Röhrchen auch etwaige Torsionsschwingungen der Schaufeln dämpfen können. Statt massiver
Röhrchen können auch, wie in Fig. 5 dargestellt, Schraubenfedern verwendet werden,
die nachträglich auf einen schon eingebauten Draht sozusagen aufgeschraubt werden
können. Schließlich kann man noch massive Röhrchen und ScEraubenfedern zweckmäßig
miteinander kombinieren, wie dies in Fig. 6 angedeutet ist.
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Ein Dämpferdraht bestimmten Durchmessers in der bisherigen Ausführung
ohne künstliche Beschwerung war nur in einem.sehs. beschränkten Bereich
von
Drehzahlen, Strömungsgeschwindigkeiten, Einbaudurchmessern und Schaufelteilungen
brauchbar. Die künstliche Beschwerung der Dämpferdrähte in der vorgeschlagenen Weise
erlaubt, auch bei Turbinen und Verdichtern mit stark veränderlicher Drehzahl, eine
wirksame Dämpfung im gesamten Drehzahlbereich zu erzielen und mit ganz wenigen Drahtdurchmessern
bei sehr verschiedenen Einbaudurchmessern, Schaufelteilungen, Drehzahlen und Strömungsgeschwindigkeiten
auszukommen.