DE968525C - Kreiselmaschinen-Hohlschaufel - Google Patents

Description

Es ist bekannt, bei Hohlschaufeln für Turbinen den aus einem Rohr gezogenen Schaufelschaft in ein Fußstück, das eine Bohrung vom Profil der Schaufel besitzt, einzuschweißen, und zwar mit einer um den Schaufelprofilumfang herumführenden Naht einzuschweißen. Es ist ferner von einer Hohlschaufel für Gasturbinen, deren aus einem Rohr hergestellter Schaft in einem solchen Fußstück mit Bohrung von Schaufelprofil eingelötet ist, bekannt, das Fußstück mehrteilig zu machen, was die Herstellung des Fußstückes erleichtert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches zweiteiliges Fußstück mit dem Schaufelschaft so zu verbinden, daß auch die von der Fliehkraft ausgeübten hohen Zugbeanspruchungen mit Sicherheit von der Verbindungsstelle aufgenommen werden.

Diese im Betriebe auftretenden Zugbeanspruchungen wirken in der Längsrichtung der Schaufel. Alle Schweißoder sonstigen Verbindungsnähte wurden bisher üblicherweise um den Schaufelprofilumfang herumgeführt, verliefen also quer zur Richtung der Zugbeanspruchungen und versagten, da sie auf die Dauer diesen Beanspruchungen nicht gewachsen waren. Die Erfindung geht also von der Erkenntnis aus, daß die geschilderte Aufgabe nur dann mit sicherem Erfolg lösbar ist, wenn die das Fußstück mit dem Schaufelschaft verbindenden Nähte in Richtung der auftretenden Zugbeanspruchungen, d. h. in der Längsrichtung der Schaufel, verlaufen. Dabei muß zugleich sichergestellt werden, daß nicht nur das Fußende des Schaftes mit dem Fußstück, sondern auch die beiden Fußstückteile dauerhaft miteinander verbunden sind;

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letzteres wäre durch eine Ringschweißnaht um das Schaufelprofil, wie sie bei jener bekannten Schaufelbefestigung vorgesehen war, nicht zu erzielen.

Gemäß der Erfindung soll die sichere Verbindung zwischen Schaft und Fußstück ferner auch dann gewährleistet sein, wenn der Schaft nicht wie bei jenen bekannten Schaufeln aus nahtlos gezogenem Rohr, sondern aus gebogenem Blech besteht, also mindestens eine Naht aufweist.

ι ο Die vorstehend geschilderte Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß die Fugen zwischen den beiden Fußstückteilen in Richtung der Eintrittsund der Austrittskante des Schaufelschaftes verlaufen und die Eintritts- sowie Austrittskante oder -kanten des Schaufelschaftfußendes in die zwischen den Fußstückteilen befindlichen Fugen hineinragen, in denen die Fußstückteile miteinander und mit den Schaufelschaftkanten verschweißt sind. Auf diese Weise werden zielbewußt die Fugen, die miteinander zu verbindenden Kanten bzw. Fugenränder und damit die Schweißnähte in die Wirkungsrichtung der beim Betriebe auftretenden Zugbeanspruchungen gelegt, so daß eine Verbindung zwischen diesen Teilen zustande kommt, die allen auftretenden Beanspruchungen mit Sicherheit gewachsen ist.

Die Erfindung kann noch dadurch ausgestaltet werden, daß in an sich bekannter Weise der Schaufelschaft aus einem einzigen Blechstück besteht, das eine als Schaufeleintrittskante dienende Faltkante aufweist und dessen einander in geringem Abstand gegenüberliegende Blechkanten die Schaufelaustrittskante darstellen und sich zwischen den beiden Blechkanten in gewissen Abständen Abstandsstücke befinden, die längs der Austrittskante eine Reihe von Öffnungen bilden, aus denen ein in den Schaufelfuß eingeführtes Kühlmittel austreten kann.

Eine Ausführungsform der Erfindung, und zwar die Läuferschaufel einer Turbine, wird nur als Beispiel an Hand der Zeichnungen im einzelnen beschrieben, und zwar zeigt

Fig. ι den Aufriß der gesamten Schaufel, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II in Fig. 3, Fig. 3 den Grundriß der gesamten Schaufel, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 1, Fig. 5 einen weiteren Aufriß der gesamten Schaufel, Fig. 6 einen Schnitt durch die Schaufel längs der Linie VI-VI in Fig. 5 und

Fig. 7 eine schaubildliche Teilansicht der Schaufelaustrittskante.

Der in den Zeichnungen dargestellte Schaufelschaft 10 besteht aus einem Blechstreifen von geeignetem Material, z. B. Chromnickelstahl. Dieser Blechstreifen ist etwa entlang seiner Längsmittellinie zusammengefaltet und bildet einen Hohlraum von Tragflügelprofil, wobei die Faltlinie die Eintrittskante 11 und die beiden Längskanten des ursprünglichen Blechstreifens die Austrittskante 12 bilden.

An der Außenkante des Schaufelschaftes ist der Rand 13 der konkaven Schaftwand 14 so weit abgebogen, bis er auf dem Rand der konvexen Schaftwand 15 aufliegt.

Zwischen den beiden die Schaufelaustrittskante 12 bildenden Kanten ist ein Abstandsstück eingefügt.

Dieses besitzt ursprünglich die Form eines Kammes 16 (Fig. 7), dessen Zähne 17 zwischen die Kanten des Blechstreifens ragen, dessen Rücken 18 jedoch gänzlich außerhalb dieser Kante liegt.

Der Querschnitt des Schaufelschaftes kann in Richtung zur Austrittskante hin verjüngt sein, wie in Fig. 6 gezeigt, so daß die Dicke der Austrittskante nur wenig größer ist als die Dicke der Abstandsstücke 17.

Die dem Schaufelfuß benachbarten Enden 19 und 20 (Fig. 4) des Schaufelschafts 10 bilden einen Hohlraum von etwa elliptischem Profil.

Der Schaufelfuß 21 besteht aus zwei Fußstücken 22 und 23. Das Fußstück 22 besitzt innen eine Ausnehmung zur Aufnahme des entsprechenden Endes 19 der konkaven Schaftwand 14; das Fußstück 23 weist eine Ausnehmung zur Aufnahme des entsprechenden Endes 20 der konvexen Schaftwand 15 auf. Zusätzlich besitzt jedes Fußstück noch je ein Schwanzstück 24 bzw. 25 vom Profil eines halben Tannenbaums. In jedem Fußstück ist weiterhin je eine halbzylindrische Ausnehmung vorgesehen; diese Ausnehmungen bilden nach dem Zusammensetzen der beiden Teile einen Durchlaß 26, durch den ein Kühlmittel in den hohlen Innenraum 27 des Schaufelschaftes eingeleitet werden kann.

Im Hohlraum 27 des Schaufelschaftes ist ein längs gerichtetes Prallblech 28 vorgesehen, das mit dem Blechstreifenteil, der eine der Schaufelflächen bildet, verschweißt wird, bevor dieser die Tragflächenform erhält.

Zum Zusammenbau der Schaufel werden die Fußstücke 22 und 23 über dem Fußende 19, 20 des Schaufelschaftes 10 zusammengesetzt. Die Vorder- und Hinterkanten des Fußendes liegen dabei aufeinander und schneiden mit den benachbarten Flächen der vorderen und hinteren Außenkanten der beiden Fußstücke ab, wie bei 29 und 30 dargestellt. Die beiden Fußstücke 22 und 23 und die frei liegenden Kanten 29 und 30 des Schaufelschaftfußendes werden dann zusammengeschweißt und ergeben eine einheitliche Hohlschaufel. Gewünschtenfalls können die Teile 19 und 20 des Fußendes noch an den entsprechenden Ausnehmungen der Fußstücke mit diesen verschweißt oder sonstwie verbunden sein. Das Abstandsstück 16 wird danach längs der Austrittskante 12 hart an den hinteren Kanten des Bleches weggeschnitten, so daß nur noch die Enden 17 der Zähne des Kammes zwischen den Kanten verbleiben, wobei diese Enden längs der Austrittskante eine Reihe von Öffnungen bilden. Die Schweißung wird dann auf die Austrittskante 11 ausgedehnt und verbindet die Abstandsstücke 17 mit den Hinterkanten der Bleche. Die äußeren Randteile des Schaufelschaftes werden dann ebenfalls miteinander verschweißt.

Aus den längs der Austrittskante 12 entstandenen Öffnungen kann das durch den Kanal 26 in den iao Schaufelfuß eintretende Kühlmittel entweichen, nachdem es durch den Hohlraum der Schaufel vor dem Prallblech 28 nach außen, um die Prallblechkante herum und dahinter nach innen geströmt ist.

An Stelle des Prallbleches 28 oder zusätzlich kann, damit das Kühlmittel im äußeren Teil des Schaufel-

raumes nahe der Schaufeleintrittskante ii nicht stagniert, ein kleines Loch 13 des Schaufelschaftes nahe der Eintrittskante 11 vorgesehen werden, durch das etwas von dem Kühlmittel ständig entweichen kann.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Kreiselmaschinen-Hohlschaufel, deren Schaufelschaft in einem mit einer Aussparung vom Profil des Schaufelschaftes versehenen, den Schaft umschließenden Fußstück eingeschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fußstück (22, 23) in an sich bekannter Weise zweiteilig ist, die Fugen zwischen den beiden Fußstückteilen in Richtung der Eintritts- und der Austrittskante (11, 12) des Schaufelschaftes (10) verlaufen und die Eintritts- sowie die Austrittskante oder -kanten des Schaufelschaftfußendes in die zwischen den Fußstückteilen befindlichen Fugen (29, 30) hineinragen, und daß in diesen die Fußstückteile miteinander und mit den Schaufelschaftkanten verschweißt sind.
2. 2. Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Schaufelschaft (10) aus einem einzigen Blechstück besteht, das eine als Schaufeleintrittskante dienende Faltkante (11) aufweist und dessen einander in geringem Abstand gegenüberliegende Blechkanten die Schaufelaustrittskante (12) darstellen, und daß sich zwischen den beiden Blechkanten in gewissen Abständen Abstandsstücke (17) befinden, die längs der Austrittskante eine Reihe von Öffnungen bilden, aus denen ein in den Schaufelfuß (21) eingeführtes Kühlmittel austreten kann.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 391 880, 433 i?2, 328, 566 638, 580 898, 673 166, 829 969, 848 883, 178, 860 438, 862 691, 872 695;

   schweizerische Patentschrift Nr. 225 232;

   französische Patentschrift Nr. 981133;

   deutsche Patentanmeldung B 5413 Ib/ 49 c

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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