EP3538744A1 - Turbomachine rotor and method for producing same - Google Patents

Turbomachine rotor and method for producing same

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EP3538744A1
EP3538744A1 EP17797639.6A EP17797639A EP3538744A1 EP 3538744 A1 EP3538744 A1 EP 3538744A1 EP 17797639 A EP17797639 A EP 17797639A EP 3538744 A1 EP3538744 A1 EP 3538744A1
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EP
European Patent Office
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alternative
turbomachine rotor
lauschaufeln
hub body
cover body
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17797639.6A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Yves Bidaut
Sascha SCHOB
Christian GOLD
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MAN Energy Solutions SE
Original Assignee
MAN Energy Solutions SE
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3061—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers by welding, brazing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/006—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine wheels
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D5/12—Blades
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    • F05D2270/01—Purpose of the control system
    • F05D2270/11—Purpose of the control system to prolong engine life
    • F05D2270/114—Purpose of the control system to prolong engine life by limiting mechanical stresses

Definitions

  • the invention relates to a turbomachine rotor. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a turbomachine rotor.
  • Turbomachines such as turbines or compressors, have stator-side modules as well as rotor-side modules.
  • To the rotor-side assemblies of a turbomachine includes the so-called Strömungsmaschinenrotor having a radially inner hub body, starting from the hub body radially outwardly extending blades and closed design has a radially outwardly adjoining the blades cover body. Between see the radially inner hub body and the radially outer cover body of a closed Strömungsmaschinenrotors extend the blades of the blades.
  • Known closed turbomachinery rotors are constructed such that, according to a first alternative, the blades integral integral part of the hub body and the cover body are materially connected or according to a second alternative, the blades integral integral part of the cover body and are cohesively connected to the hub body.
  • turbomachine when the blades are an integral part of the hub body, the blades and the hub body form a monolithic assembly. Then, however, when the blades are an integral part of the cover body, the blades and the cover body form a monolithic assembly.
  • turbomachinery rotors can not be operated at increasingly higher speeds, since the cohesive connection, in particular soldered, between the blades and after the first alternative, the cover body or after the second alternative, the hub body at increasingly higher speeds can fail. There is therefore a need for a turbomachine rotor which can be operated at higher speeds.
  • the present invention has the object to provide a novel Strömungsmaschinenrotor and a method for producing the same.
  • the respective cohesive connection can be improved, in particular stresses are reduced in the area thereof, so that ultimately the turbomachine rotor operated at higher speeds and thus the performance of the turbomachine can be increased.
  • the rotor blades have a transition radius between 0.5% and 2.5%, more preferably between 1.0% and 2.0%, in a transition region between the respective blade blade and the respective base. , an outer diameter of the turbomachine rotor is. With such a transition radius between the rotor blade and the base, the strength of the respective cohesive connection and thus the maximum speed of a turbomachine rotor can be increased particularly advantageous.
  • Hub body are connected to the sockets of the blades by soldering together.
  • a turbomachine rotor can be provided which can be operated at particularly high speeds.
  • the inventive method for producing the turbomachine rotor is defined in claim 8.
  • 1 shows a highly schematic detail of a first turbomachine rotor; and 2 shows a highly schematic detail of a second turbomachine rotor.
  • the invention relates to a turbomachine rotor, namely a so-called a closed turbomachine rotor, in particular a closed turbomachine rotor of a turbine or a compressor.
  • Closed turbomachinery rotors have a cover body.
  • FIG. 1 shows a highly schematic representation of a detail of a first turbomachine rotor 10 according to the invention with a radially inner hub body 1 1, with a radially outer covering body 12, and with moving blades 13 extending between the radially inner hub body 11 and the radially outer covering body 12 each having a blade blade 14.
  • the radially inner hub body 1 1 is also referred to as a hub disc and the radially outer cover body 12 as a cover plate.
  • the blades 13 are an integral part of the hub body 1 first
  • the blades 13 and the hub body 1 1 thus form a monolithic assembly.
  • the blades 13 are materially connected to the cover body 12, in particular by soldering.
  • the rotor blades 13 in the exemplary embodiment shown in FIG. 1 are adjacent to the cover body 12, that is to say on one of the cover bodies
  • the hub body 1 1, the integral blades 13 of the hub body 1 1 and the integral base 15 of the blades 13 are preferably carried out by milling as an integral assembly.
  • the hub body 1 1, the blades 13 and the base 15 thus form a monolithic assembly.
  • the blades 13 have in the transition region 1 6 between the respective blade blade 14 and the respective base 15 over a defined transition radius which is greater than the radius in the region of the material connection 17 and between 0.5% and 2.5% of an outer diameter of Turbomachine rotor 10 is.
  • This outer diameter of the turbomachine rotor 10 is defined by the largest diameter of the cover body 12.
  • the transition radius in the transition region 16 between 0.5% and 2% or between 1, 0% and 2.5%, more preferably between 1, 0% and 2.0%, this outer diameter of the turbomachine rotor 10th
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of a turbomachine rotor 20 having a radially inner hub body 21, a radially outer cover body 22, and rotor blades 23 extending between the radially inner hub body 21 and the radially outer hub body 22.
  • the blades 23 are an integral part of the cover body 22 and materially connected to the hub body 21, via base 25, which constitute an integral part of the respective blade 23.
  • the blades 23, namely the blades 24 of the same, have adjacent to the hub body 21 and at an opposite end of the hub body 21 to the respective base 25 through which the blades 23 are connected to the hub body 21 cohesively.
  • FIG. 2 shows a radius in the area of the integral connection 27.
  • a defined transition radius is formed, which is greater than the radius in the region of the cohesive connection 27 and between 0.5% and 2.5%, preferably between 0.5% and 2.0% or between 1, 5% and 2.5%, more preferably between 1, 0% and 2.0%, of the outer diameter of the turbomachine rotor 20 is.
  • the present invention further relates to a method for producing such a turbomachine rotor 10 or 20.
  • a separate cover body 12 or according to the second alternative, a separate hub body 21 is provided.
  • These assemblies are preferably each executed by milling or additive manufacturing assemblies.
  • hub body 1 1, rotor blades 13 and base 15 form an integral, monolithic assembly made by milling.
  • cover body 22, the blades 23 and the base 25 form an integral, monolithic assembly made by milling.
  • hub body 1 1 or 21 and cover body 12 or 22 are connected to one another via the base 15 or 25 of the rotor blades 13 and 23, preferably by soldering.
  • a transition radius which is preferably formed by milling in the respective transitional region 16, 26 is greater than a radius in the region of the respective integral connection 17, 27. In the variant of FIG. 1, therefore, the transition radius in the transitional region 16 between the base 15 and the intercommunicating blade 14 is greater In the variant of FIG. 2, the transition radius in the transitional region 26 between the base 25 and the intercommunicating blade 24 is greater than the radius in the connection region between the base 25 and the hub body 21.
  • the stresses can be reduced by the shaping. Furthermore, speeds at the turbomachine rotor 10, 20 can be increased, whereby ultimately the performance of a turbomachine can be increased.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

The invention relates to a turbomachine rotor (10) comprising a radially inner hub element (11), a radially outer cover element (12), and rotor blades (13) which extend between the hub element (11) and the cover element (12) and have rotor blade airfoils (14), wherein the rotor blades (13) are an integral component of the hub element (11) and are bonded to the cover element (12) according to a first alternative or are an integral component of the cover element and are bonded to the hub element according to a second alternative. The rotor blades (13) have an integral socket (15) adjacently to the cover element (11) according to the first alternative or adjacently to the hub element according to the second alternative, and the rotor blades (13) are bonded to the cover element (11) according to the first alternative or to the hub element according to the second alternative via the socket.

Description

Strömungsmaschinenrotor und Verfahren zum Herstellen desselben  Turbomachine rotor and method for producing the same
Die Erfindung betrifft einen Strömungsmaschinenrotor. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Strömungsmaschinenrotors. The invention relates to a turbomachine rotor. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a turbomachine rotor.
Strömungsmaschinen, wie Turbinen oder Verdichter, verfügen über statorseitige Baugruppen sowie rotorseitige Baugruppen. Zu den rotorseitigen Baugruppen einer Strömungsmaschine gehört der sogenannte Strömungsmaschinenrotor, der einen radial inneren Nabenkörper, sich ausgehend vom Nabenkörper nach radial außen erstreckende Laufschaufeln sowie bei geschlossener Ausführung einen sich radial außen an die Laufschaufeln anschließenden Deckkörper aufweist. Zwi- sehen dem radial inneren Nabenkörper und dem radial äußeren Deckkörper eines geschlossenen Strömungsmaschinenrotors erstrecken sich die Schaufelblätter der Laufschaufeln. Turbomachines, such as turbines or compressors, have stator-side modules as well as rotor-side modules. To the rotor-side assemblies of a turbomachine includes the so-called Strömungsmaschinenrotor having a radially inner hub body, starting from the hub body radially outwardly extending blades and closed design has a radially outwardly adjoining the blades cover body. Between see the radially inner hub body and the radially outer cover body of a closed Strömungsmaschinenrotors extend the blades of the blades.
Bekannte geschlossene Strömungsmaschinenrotoren sind derart aufgebaut, dass nach einer ersten Alternative die Laufschaufeln integraler Bestandteil des Nabenkörpers und mit dem Deckkörper stoffschlüssig verbunden sind oder nach einer zweiten Alternative die Laufschaufeln integraler Bestandteil des Deckkörpers und mit dem Nabenkörper stoffschlüssig verbunden sind. Known closed turbomachinery rotors are constructed such that, according to a first alternative, the blades integral integral part of the hub body and the cover body are materially connected or according to a second alternative, the blades integral integral part of the cover body and are cohesively connected to the hub body.
Dann, wenn die Laufschaufeln integraler Bestandteil des Nabenkörpers sind, bilden die Laufschaufeln und der Nabenkörper eine monolithische Baugruppe. Dann hingegen, wenn die Laufschaufeln integraler Bestandteil des Deckkörpers sind, bilden die Laufschaufeln und der Deckkörper eine monolithische Baugruppe. Zur Leistungssteigerung einer Strömungsmaschine besteht Bedarf daran, den jeweiligen Strömungsmaschinenrotor mit zunehmend höherer Drehzahl zu betreiben. Aus der Praxis bekannte Strömungsmaschinenrotoren können jedoch nicht mit zunehmend höheren Drehzahlen betrieben werden, da die stoffschlüssige Verbindung, insbesondere gelötete, zwischen den Laufschaufeln und nach der ersten Alternative dem Deckkörper oder nach der zweiten Alternative dem Nabenkörper bei zunehmend größeren Drehzahlen versagen kann. Es besteht daher Bedarf an einem Strömungsmaschinenrotor, der mit höheren Drehzahlen betrieben werden kann. Then, when the blades are an integral part of the hub body, the blades and the hub body form a monolithic assembly. Then, however, when the blades are an integral part of the cover body, the blades and the cover body form a monolithic assembly. To increase the performance of a turbomachine, there is a need to operate the respective turbomachine rotor with increasingly higher speed. However, known from practice turbomachinery rotors can not be operated at increasingly higher speeds, since the cohesive connection, in particular soldered, between the blades and after the first alternative, the cover body or after the second alternative, the hub body at increasingly higher speeds can fail. There is therefore a need for a turbomachine rotor which can be operated at higher speeds.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen neuartigen Strömungsmaschinenrotor und ein Verfahren zum Herstellen desselben zu schaffen. On this basis, the present invention has the object to provide a novel Strömungsmaschinenrotor and a method for producing the same.
Diese Aufgabe wird durch einen Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a turbomachine rotor according to claim 1.
Erfindungsgemäß weisen die Lauschaufeln nach der ersten Alternative benachbart zum Deckkörper oder nach der zweiten Alternative benachbart zum Naben- körper einen integralen Sockel auf, über den die Lauschaufeln nach der ersten Alternative mit dem Deckkörper oder nach der zweiten Alternative mit dem Nabenkörper stoffschlüssig verbunden sind. According to the invention, the Lauschaufeln according to the first alternative adjacent to the cover body or the second alternative adjacent to the hub body on an integral base over which the Lauschaufeln according to the first alternative to the cover body or according to the second alternative to the hub body are materially connected.
Durch das Vorsehen eines integralen Sockels an den Laufschaufeln und durch die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Sockel und nach der ersten Alternative dem Deckkörper oder der zweiten Alternative dem Nabenkörper kann die jeweilige stoffschlüssige Verbindung verbessert werden, insbesondere werden Spannungen im Bereich derselben verringert, sodass letztendlich der Strömungsmaschinenrotor mit höheren Drehzahlen betrieben und so die Leistung der Strömungsmaschi- ne erhöht werden kann. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Laufschaufeln in einem Übergangsbereich zwischen dem jeweiligen Laufschaufelblatt und dem jeweiligen Sockel eine Übergangsradius auf, der zwischen 0,5% und 2,5%, beson- ders bevorzugt zwischen 1 ,0% und 2,0%, eines Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors beträgt. Mit einem solchen Übergangsradius zwischen dem Laufschaufelblatt und dem Sockel kann die Festigkeit der jeweiligen stoffschlüssigen Verbindung und damit die Maximaldrehzahl eines Strömungsmaschinenrotors besonders vorteilhaft gesteigert werden. By providing an integral base on the blades and by the integral connection between the base and after the first alternative the cover body or the second alternative the hub body, the respective cohesive connection can be improved, in particular stresses are reduced in the area thereof, so that ultimately the turbomachine rotor operated at higher speeds and thus the performance of the turbomachine can be increased. According to an advantageous development of the invention, the rotor blades have a transition radius between 0.5% and 2.5%, more preferably between 1.0% and 2.0%, in a transition region between the respective blade blade and the respective base. , an outer diameter of the turbomachine rotor is. With such a transition radius between the rotor blade and the base, the strength of the respective cohesive connection and thus the maximum speed of a turbomachine rotor can be increased particularly advantageous.
Vorzugsweise sind nach der ersten Alternative der Nabenkörper, die Lauschaufeln und die Sockel oder nach der zweiten Alternative der Deckkörper, die Lauschaufeln und die Sockel jeweils durch Fräsen als integrale und damit monolithische Baugruppen ausgebildet, wobei nach der ersten Alternative die Lauschaufeln und der Deckkörper oder nach der zweiten Alternative die Lauschaufeln und derPreferably, according to the first alternative, the hub body, the Lauschaufeln and the base or after the second alternative, the cover body, the Lauschaufeln and the base each formed by milling as integral and thus monolithic assemblies, according to the first alternative, the Lauschaufeln and the cover body or after the second alternative the Lauschaufeln and the
Nabenkörper an den Sockeln der Laufschaufeln durch Löten miteinander verbunden sind. Damit kann ein Strömungsmaschinenrotor bereitgestellt werden, der bei besonders hohen Drehzahlen betrieben werden kann. Hub body are connected to the sockets of the blades by soldering together. Thus, a turbomachine rotor can be provided which can be operated at particularly high speeds.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Strömungsmaschinenrotors ist in Anspruch 8 definiert. The inventive method for producing the turbomachine rotor is defined in claim 8.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:
Fig. 1 : ein stark schematisiertes Detail eines ersten Strömungsmaschinenrotors; und Fig. 2: ein stark schematisiertes Detail eines zweiten Strömungsmaschinenrotors. 1 shows a highly schematic detail of a first turbomachine rotor; and 2 shows a highly schematic detail of a second turbomachine rotor.
Die Erfindung betrifft einen Strömungsmaschinenrotor, nämlich einen sogenann- ten einen geschlossenen Strömungsmaschinenrotor, insbesondere einen geschlossenen Strömungsmaschinenrotor einer Turbine oder eines Verdichters. Geschlossene Strömungsmaschinenrotoren weisen einen Deckkörper auf. The invention relates to a turbomachine rotor, namely a so-called a closed turbomachine rotor, in particular a closed turbomachine rotor of a turbine or a compressor. Closed turbomachinery rotors have a cover body.
Fig. 1 zeigt stark schematisiert einen Ausschnitt aus einem ersten erfindungsge- mäßen Strömungsmaschinenrotor 10 mit einem radial inneren Nabenkörper 1 1 , mit einem radial äußeren Deckkörper 12, und mit sich zwischen dem radial inneren Nabenkörper 1 1 und dem radial äußeren Deckkörper 12 erstreckenden Laufschaufeln 13, die jeweils über ein Laufschaufelblatt 14 verfügen. Der radial innere Nabenkörper 1 1 wird auch als Nabenscheibe und der radial äußere Deckkörper 12 auch als Deckscheibe bezeichnet. 1 shows a highly schematic representation of a detail of a first turbomachine rotor 10 according to the invention with a radially inner hub body 1 1, with a radially outer covering body 12, and with moving blades 13 extending between the radially inner hub body 11 and the radially outer covering body 12 each having a blade blade 14. The radially inner hub body 1 1 is also referred to as a hub disc and the radially outer cover body 12 as a cover plate.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die Laufschaufeln 13 integraler Bestandteil des Nabenkörpers 1 1 . Die Laufschaufeln 13 und der Nabenkörper 1 1 bilden demnach eine monolithische Baugruppe. In the embodiment of FIG. 1, the blades 13 are an integral part of the hub body 1 first The blades 13 and the hub body 1 1 thus form a monolithic assembly.
In Fig. 1 sind die Laufschaufeln 13 mit dem Deckkörper 12 stoffschlüssig verbunden, insbesondere durch Löten. In Fig. 1, the blades 13 are materially connected to the cover body 12, in particular by soldering.
Erfindungsgemäß weisen die Laufschaufeln 13 bei dem in Fig. 1 gezeigten Aus- führungsbeispiel benachbart zum Deckkörper 12, also an einem dem DeckkörperAccording to the invention, the rotor blades 13 in the exemplary embodiment shown in FIG. 1 are adjacent to the cover body 12, that is to say on one of the cover bodies
12 zugewandten Ende der Laufschaufeln 13, einen integralen und damit monolithischen Sockel 15 auf, über den die Laufschaufeln 13 mit dem Deckkörper stoffschlüssig verbunden sind. Zwischen dem Sockel 15 der jeweiligen Laufschaufel12 facing the end of the blades 13, an integral and thus monolithic base 15, via which the blades 13 are materially connected to the cover body. Between the base 15 of the respective blade
13 und dem Deckkörper 12 ist demnach eine stoffschlüssige Verbindung 17 aus- gebildet, vorzugsweise eine Lötverbindung. Fig. 1 zeigt einen Radius im Bereich der stoffschlüssigen Verbindung 17. 13 and the cover body 12 is therefore a cohesive connection 17 from formed, preferably a solder joint. 1 shows a radius in the region of the integral connection 17.
Der Nabenkörper 1 1 , die integralen Laufschaufeln 13 des Nabenkörpers 1 1 sowie die integralen Sockel 15 der Laufschaufeln 13 sind vorzugsweise durch Fräsen als integrale Baugruppe ausgeführt. Der Nabenkörper 1 1 , die Laufschaufeln 13 sowie die Sockel 15 bilden demnach eine monolithische Baugruppe. The hub body 1 1, the integral blades 13 of the hub body 1 1 and the integral base 15 of the blades 13 are preferably carried out by milling as an integral assembly. The hub body 1 1, the blades 13 and the base 15 thus form a monolithic assembly.
Die Laufschaufeln 13 verfügen im Übergangsbereich 1 6 zwischen dem jeweiligen Laufschaufelblatt 14 und dem jeweiligen Sockel 15 über einen definierten Übergangsradius, der größer ist als der Radius im Bereich der stoffschlüssigen Verbindung 17 und der zwischen 0,5% und 2,5% eines Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors 10 beträgt. Dieser Außendurchmesser des Strömungsmaschinenrotors 10 wird durch den größten Durchmesser des Deckkörpers 12 defi- niert. The blades 13 have in the transition region 1 6 between the respective blade blade 14 and the respective base 15 over a defined transition radius which is greater than the radius in the region of the material connection 17 and between 0.5% and 2.5% of an outer diameter of Turbomachine rotor 10 is. This outer diameter of the turbomachine rotor 10 is defined by the largest diameter of the cover body 12.
Bevorzugt beträgt der Übergangsradius im Übergangsbereich 16 zwischen 0,5% und 2 % oder zwischen 1 ,0% und 2,5%, besonders bevorzugt zwischen 1 ,0% und 2,0%, dieses Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors 10. Preferably, the transition radius in the transition region 16 between 0.5% and 2% or between 1, 0% and 2.5%, more preferably between 1, 0% and 2.0%, this outer diameter of the turbomachine rotor 10th
Fig. 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Strömungsmaschinenrotors 20 mit einem radial inneren Nabenkörper 21 , einem radial äußeren Deckkörper 22 sowie mit, sich zwischen dem radial inneren Nabenkörper 21 und dem radial äußeren Nabenkörper 22, erstreckenden Laufschaufeln 23, die Laufschaufelblätter 24 aufweisen. FIG. 2 shows an alternative embodiment of a turbomachine rotor 20 having a radially inner hub body 21, a radially outer cover body 22, and rotor blades 23 extending between the radially inner hub body 21 and the radially outer hub body 22.
In der Variante der Fig. 2 sind die Laufschaufeln 23 integraler Bestandteil des Deckkörpers 22 und mit dem Nabenkörper 21 stoffschlüssig verbunden, und zwar über Sockel 25, die einen integralen Bestandteil der jeweiligen Laufschaufel 23 darstellen. Die Laufschaufeln 23, nämlich die Laufschaufelblätter 24 derselben, weisen benachbart zum Nabenkörper 21 bzw. an einem dem Nabenkörper 21 gegenüberliegenden Ende den jeweiligen Sockel 25 auf, über den die Laufschaufeln 23 mit dem Nabenkörper 21 stoffschlüssig verbunden sind. In the variant of FIG. 2, the blades 23 are an integral part of the cover body 22 and materially connected to the hub body 21, via base 25, which constitute an integral part of the respective blade 23. The blades 23, namely the blades 24 of the same, have adjacent to the hub body 21 and at an opposite end of the hub body 21 to the respective base 25 through which the blades 23 are connected to the hub body 21 cohesively.
In Fig. 2 bilden der Deckkörper 22, die Laufschaufeln 23 sowie die Sockel 25 eine integrale Baugruppe, also eine monolithische Baugruppe, die vorzugsweise durch Fräsen ausgebildet ist. Diese monolithische Baugruppe ist über die Sockel 25 der Laufschaufeln 23 stoffschlüssig mit dem Nabenkörper 21 verbunden, insbesondere durch Löten. Fig. 2 zeigt einen Radius im Bereich der stoffschlüssigen Verbin- dung 27. In Fig. 2, the cover body 22, the blades 23 and the base 25 form an integral assembly, ie a monolithic assembly, which is preferably formed by milling. This monolithic assembly is connected via the base 25 of the blades 23 cohesively with the hub body 21, in particular by soldering. FIG. 2 shows a radius in the area of the integral connection 27.
Im Übergangsbereich 26 zwischen dem jeweiligen Laufschaufelblatt 24 der jeweiligen Laufschaufel 23 und dem jeweiligen Sockel 25 ist ein definierter Übergangsradius ausgebildet, der größer ist als der Radius im Bereich der stoffschlüssigen Verbindung 27 und der zwischen 0,5% und 2,5%, bevorzugt zwischen 0,5% und 2,0% oder zwischen 1 ,5% und 2,5%, besonders bevorzugt zwischen 1 ,0% und 2,0%, des Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors 20 beträgt. In the transition region 26 between the respective blade blade 24 of the respective blade 23 and the respective base 25, a defined transition radius is formed, which is greater than the radius in the region of the cohesive connection 27 and between 0.5% and 2.5%, preferably between 0.5% and 2.0% or between 1, 5% and 2.5%, more preferably between 1, 0% and 2.0%, of the outer diameter of the turbomachine rotor 20 is.
Die hier vorliegende Erfindung weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines sol- chen Strömungsmaschinenrotors 10 bzw. 20. The present invention further relates to a method for producing such a turbomachine rotor 10 or 20.
In einem ersten Schritt wird nach der ersten Alternative ein integral mit den Laufschaufeln 13 beschaufelter Nabenkörper 1 1 oder nach der zweiten Alternative ein integral mit den Laufschaufeln 23 beschaufelter Deckkörper 22 bereitgestellt. In a first step, according to the first alternative, a hub body 1 1 bladed integrally with the rotor blades 13 or, according to the second alternative, a cover body 22 bladed integrally with the rotor blades 23 is provided.
In einem zweiten Schritt wird nach der ersten Alternative ein separater Deckkörper 12 oder nach der zweiten Alternative ein separater Nabenkörper 21 bereitgestellt. Bei diesen Baugruppen handelt es sich vorzugsweise jeweils um durch Fräsen oder additives Manufacturing ausgeführte Baugruppen. Nach der ersten Alternati- ve bilden dabei Nabenkörper 1 1 , Laufschaufeln 13 und Sockel 15 eine integrale, monolithische, durch Fräsen hergestellte Baugruppe. Nach der zweiten Alternative bilden der Deckkörper 22, die Laufschaufeln 23 und die Sockel 25 eine durch Fräsen hergestellte, integrale, monolithische Baugruppe. In a second step, according to the first alternative, a separate cover body 12 or according to the second alternative, a separate hub body 21 is provided. These assemblies are preferably each executed by milling or additive manufacturing assemblies. After the first alternative, hub body 1 1, rotor blades 13 and base 15 form an integral, monolithic assembly made by milling. According to the second alternative, the cover body 22, the blades 23 and the base 25 form an integral, monolithic assembly made by milling.
In einem dritten Schritt werden Nabenkörper 1 1 bzw. 21 und Deckkörper 12 bzw. 22 über die Sockel 15 bzw. 25 der Laufschaufeln 13 bzw. 23 stoffschlüssig miteinander verbunden, vorzugsweise durch Löten. In a third step, hub body 1 1 or 21 and cover body 12 or 22 are connected to one another via the base 15 or 25 of the rotor blades 13 and 23, preferably by soldering.
Ein vorzugsweise durch Fräsen ausgebildeter Übergangsradius im jeweiligen Übergangsbereich 1 6, 26 ist größer als ein Radius im Bereich der jeweiligen stoffschlüssigen Verbindung 17, 27. In der Variante der Fig. 1 ist demnach der Übergangsradius im Übergangsbereich 1 6 zwischen Sockel 15 und Lauschaufelblatt 14 größer als der Radius im Verbindungsbereich zwischen dem Sockel 15 und dem Deckkörper 12. In der Variante der Fig. 2 ist der Übergangsradius im Übergangs- bereich 26 zwischen Sockel 25 und Lauschaufelblatt 24 größer als der Radius im Verbindungsbereich zwischen dem Sockel 25 und dem Nabenkörper 21 . A transition radius which is preferably formed by milling in the respective transitional region 16, 26 is greater than a radius in the region of the respective integral connection 17, 27. In the variant of FIG. 1, therefore, the transition radius in the transitional region 16 between the base 15 and the intercommunicating blade 14 is greater In the variant of FIG. 2, the transition radius in the transitional region 26 between the base 25 and the intercommunicating blade 24 is greater than the radius in the connection region between the base 25 and the hub body 21.
Bei dem erfindungsgemäßen Strömungsmaschinenrotor 10, 20 können die Spannungen durch die Formgebung reduziert werden. Ferner können Drehzahlen an dem Strömungsmaschinenrotor 10, 20 erhöht werden, wodurch letztendlich die Leistung einer Strömungsmaschine gesteigert werden kann. In the turbomachine rotor 10, 20 according to the invention, the stresses can be reduced by the shaping. Furthermore, speeds at the turbomachine rotor 10, 20 can be increased, whereby ultimately the performance of a turbomachine can be increased.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Strömungsmaschinenrotor 10 turbomachine rotor
1 1 Nabenkörper  1 1 hub body
12 Deckkörper 12 cover bodies
13 Laufschaufel  13 blade
14 Laufschaufelblatt  14 blade
15 Sockel  15 sockets
16 Übergangsbereich  16 transition area
17 stoffschlüssige Verbindung 17 cohesive connection
20 Strömungsmaschinenrotor 20 turbomachine rotor
21 Nabenkörper  21 hub body
22 Deckkörper  22 cover bodies
23 Laufschaufel 23 bucket
24 Laufschaufelblatt  24 blade
25 Sockel  25 sockets
26 Übergangsbereich  26 transition area
27 stoffschlüssige Verbindung  27 cohesive connection

Claims

Ansprüche claims
Strömungsmaschinenrotor (10, 20), Turbomachine rotor (10, 20),
mit einem radial inneren Nabenkörper (1 1 , 21 ),  with a radially inner hub body (1 1, 21),
mit einem radial äußeren Deckkörper (12, 22),  with a radially outer covering body (12, 22),
mit sich zwischen dem Nabenkörper (12, 21 ) und dem Deckkörper (12, 22) erstreckenden, Laufschaufelblätter (14, 24) aufweisenden Laufschaufeln (13, 23),  with rotor blades (13, 23) extending between the hub body (12, 21) and the cover body (12, 22) and having rotor blades (14, 24),
wobei die Lauschaufeln (13, 23) nach einer ersten Alternative integraler Bestandteil des Nabenkörpers (1 1 ) und mit dem Deckkörper (12) stoffschlüssig verbunden sind oder nach einer zweiten Alternative integraler Bestandteil des Deckkörpers (22) und mit dem Nabenkörper (21 ) stoffschlüssig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass  wherein the Lauschaufeln (13, 23) for a first alternative integral part of the hub body (1 1) and the cover body (12) are integrally connected or after a second alternative integral part of the cover body (22) and with the hub body (21) cohesively are connected, characterized in that
die Lauschaufeln (13, 23) nach der ersten Alternative benachbart zum Deckkörper (12) oder nach der einer zweiten Alternative benachbart zum Nabenkörper (21 ) einen integralen Sockel (15, 25) aufweisen, über den die Lauschaufeln nach der ersten Alternative mit dem Deckkörper (12) oder nach der zweiten Alternative mit dem Nabenkörper (21 ) stoffschlüssig verbunden sind.  the Lauschaufeln (13, 23) according to the first alternative adjacent to the cover body (12) or after a second alternative adjacent to the hub body (21) an integral base (15, 25) over which the Lauschaufeln according to the first alternative with the cover body (12) or after the second alternative to the hub body (21) are integrally connected.
Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lauschaufeln (13, 23) in einem Übergangsbereich zwischen dem jeweiligen Laufschaufelblatt (14, 24) und dem jeweiligen Sockel (15, 25) einen Übergangsradius aufweisen, der zwischen 0,5% und 2,5% eines Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors beträgt. Turbomachine rotor according to claim 1, characterized in that the Lauschaufeln (13, 23) in a transition region between the respective blade blade (14, 24) and the respective base (15, 25) have a transition radius which is between 0.5% and 2, 5% of an outer diameter of the turbomachine rotor.
3. Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsradius zwischen 0,5% und 2,0% des Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors beträgt. Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsradius zwischen 1 ,0% und 2,5% des Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors beträgt. 3. turbomachine rotor according to claim 2, characterized in that the transition radius between 0.5% and 2.0% of the outer diameter of the turbomachine rotor. Turbomachine rotor according to claim 2, characterized in that the transition radius between 1, 0% and 2.5% of the outer diameter of the turbomachine rotor.
Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsradius zwischen 1 ,0% und 2,0% des Außendurchmessers des Strömungsmaschinenrotors beträgt. Turbomachine rotor according to claim 3 or 4, characterized in that the transition radius between 1, 0% and 2.0% of the outer diameter of the turbomachine rotor.
Strömungsmaschinenrotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangsradius im jeweiligen Übergangsbereich (1 6, 26) größer als ein Radius im Bereich der jeweiligen stoffschlüssigen Verbindung (17, 27) ist. Turbomachine rotor according to one of claims 2 to 5, characterized in that the transition radius in the respective transition region (1 6, 26) is greater than a radius in the region of the respective cohesive connection (17, 27).
Strömungsmaschinenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Alternative der Nabenkörper (1 1 ), die Lauschaufeln (13) und die Sockel (15) oder nach der zweiten Alternative der Deckkörper (22), die Lauschaufeln (23) und die Sockel (25) jeweils durch Fräsen als integrale Baugruppen hergestellt sind. Turbomachine rotor according to one of claims 1 to 6, characterized in that according to the first alternative of the hub body (1 1), the Lauschaufeln (13) and the base (15) or according to the second alternative, the cover body (22), the Lauschaufeln (23 ) and the base (25) are each made by milling as integral assemblies.
Strömungsmaschinenrotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Alternative die Lauschaufeln (13) und der Deckkörper (12) oder nach der zweiten Alternative die Lauschaufeln (23) und der Nabenkörper (21 ) durch Löten stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Turbomachine rotor according to one of claims 1 to 7, characterized in that according to the first alternative, the Lauschaufeln (13) and the cover body (12) or after the second alternative, the Lauschaufeln (23) and the hub body (21) are joined together by soldering materially ,
9. Verfahren zum Herstellen eines Strömungsmaschinenrotors nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit zumindest folgenden Schritten: 9. A method for producing a turbomachine rotor according to any one of claims 1 to 8, comprising at least the following steps:
Bereitstellen eines nach der ersten Alternative integral mit den Laufschaufeln (13) beschaufelten Nabenkörpers (1 1 ) oder nach der zweiten Al- ternative eines integral mit den Laufschaufeln (23) beschaufelten Deckkörpers (22),  Providing a hub body (1 1) bladed integrally with the rotor blades (13) according to the first alternative, or a cover body (22) bladed integrally with the rotor blades (23) according to the second alternative;
Bereitstellen eines nach der ersten Alternative separaten Deckkörpers (12) oder nach der zweiten Alternative eines separaten Nabenkörpers (21 ), stoffschlüssiges Verbinden von Nabenkörper (1 1 , 21 ) und Deckkörper (12, 22) über die Sockel (15, 25) der Laufschaufeln (13, 23).  Provision of a separate after the first alternative cover body (12) or according to the second alternative of a separate hub body (21), materially connecting the hub body (1 1, 21) and cover body (12, 22) via the base (15, 25) of the blades (13, 23).
Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Alternative der Nabenkörper (1 1 ), die Lauschaufeln (13) und die Sockel (15) oder nach der zweiten Alternative der Deckkörper (22), die Lauschaufeln (23) und die Sockel (25) jeweils durch Fräsen als integrale Baugruppen bereitgestellt werden. Turbomachine rotor according to claim 9, characterized in that according to the first alternative, the hub body (1 1), the Lauschaufeln (13) and the base (15) or according to the second alternative, the cover body (22), the Lauschaufeln (23) and the base (25) are each provided by milling as integral assemblies.
Strömungsmaschinenrotor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Alternative die Lauschaufeln (13) und der Deckkörper (12) oder nach der zweiten Alternative die Lauschaufeln (23) u der Nabenkörper (21 ) durch Löten im Bereich der Sockel (15, 25) der die Lauschaufeln (13, 23) miteinander verbunden werden. Turbomachine rotor according to claim 9 or 10, characterized in that according to the first alternative, the Lauschaufeln (13) and the cover body (12) or according to the second alternative, the Lauschaufeln (23) u of the hub body (21) by soldering in the region of the base (15 , 25) of the Lauschaufeln (13, 23) are interconnected.
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