DE4141427A1 - Gasturbine mit einem radialverdichter aus aluminium - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine mit einem Radialverdichter aus Aluminium, der auf einer Antriebswelle befestigt ist.

Üblicherweise wird ein Radialverdichter einer Gasturbine auf einer Antriebswelle direkt oder über eine Hülse mit der Antriebswelle verbunden.

Diese Befestigungsarten lassen sich allerdings für Radialverdichter aus Alumi­ nium mit den bei Kleingasturbinen vorhandenen hohen Drehzahlen von ca. 30 000 min^-1 nicht anwenden. Bei derart hohen Drehzahlen treten beim Werk­ stoff Aluminium Aufweitungen der Nabe auf, die dann zu Unwuchterscheinungen führen bzw. einen sicheren Sitz des Radialverdichters auf der Welle nicht garantieren.

Die DE-AS 24 57 231 beschreibt ein Laufrad einer schnellaufenden Turbomaschine, das mit einer Nabe versehen ist, die über einen konischen Sitz mit der Welle kraftschlüssig verbunden ist. Zwischen Laufrad und Nabe befindet sich ein elastisches Verbindungsteil. Die Nabe ist als in axialer Richtung in dem Laufradkörper hineinragendes langgestrecktes Drehteil ausgebildet. Sie besitzt ein dünnwandiges zylinderförmiges Verbindungsteil, welches am freien Ende mit dem Laufradkörper verschweißt ist.

Die Lösung nach der DE-AS 24 57 231 kann ebenfalls nicht zur Anwendung kommen. Sie ist technologisch ungünstig, da der konische Sitz der Verdichternabe auf der Welle bei einem ungeteilten Verdichtergehäuse nicht demontierbar ist. Außerdem ist eine Schweißverbindung mit dem vorgesehenen Werkstoff Alu­ minium und Stahl nicht realisierbar.

Die Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, für einen Radialverdichter aus Aluminium einer Gasturbine eine Befestigung auf einer Antriebswelle zu schaf­ fen, die einen sicheren, unwuchtfreien Sitz zwischen Verdichternabe und Antriebswelle garantiert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in einer stirnseitigen Nabenausdrehung zwischen Antriebswelle und Verdichternabe eine Traghülse angeordnet ist, die mit einem Absatz versehen über ballige Scheiben mit der Verdichternabe beidseits axial verspannt ist, wobei die Traghülse in der Nabenausdrehung einen Preßsitz und auf der Antriebswelle einen spielarmen Sitz aufweist.

Auf der Rückseite des Radialverdichters ist ein mit einem elastischen Steg versehenes z-förmiges Spannglied auf einem Nabenansatz des Radialverdich­ ters mit Preßsitz befestigt. Das Spannglied ist mit der Antriebswelle durch einen Mitnehmer drehmomentübertragend verbunden.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist ein sicherer unwuchtfreier Sitz des Radialverdichters aus Aluminium auf der Antriebswelle garantiert. Die Be­ festigung an der Eintrittsseite des Verdichters in Verbindung mit dem Spannglied an der Antriebsseite des Verdichters verhindern ein Verspannen und damit ein Verbiegen der Antriebswelle. Andererseits werden mit der erfindungsgemäßen Lösung durch die eintretenden Aufweitungen des Verdichters bzw. der Verdichternabe einwandfrei beherrscht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weisen die balligen Scheiben zwischen Vorder- und Rückseite um 90° versetzt wirkende linienförmige Berührungsstellen auf. Damit wird weiterhin Verspannungen des Verdichters auf die Antriebswelle entgegengewirkt bzw. das Verbiegen der Antriebswelle verhindert.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 die erfindungsgemäße Befestigung eines Radialverdichters einer Gasturbine,

Fig. 2 die Einzelheit einer balligen Scheibe in der Traghülse in der stirnseitigen Ausdrehung der Verdichternabe.

Nach Fig. 1 ist ein Radialverdichter 1 einer nicht dargestellten Gasturbine auf einer Antriebswelle 2 befestigt. Der Radialverdichter 1 ist stirnseitig mit einer Nabenausdrehung 3 versehen. In die Nabenausdrehung ist eine Trag­ hülse 4 eingebracht. Die Traghülse 4 ist mit einem Absatz 5 versehen und sitzt spielarm auf der Antriebswelle 2.

In der Verdichternabe 6 befinden sich Anschläge 7 und 8. Ballige Scheiben 9 und 10 sind sich zwischen Scheiben 11 und 12 auf der Antriebswelle 2 vorgesehen. Stirnseitig ist der Radialverdichter 1 auf der Antriebswelle 2 mittels einer Mutter 13 über die Scheiben 11, die ballige Scheibe 9, den Absatz 5 einerseits gegen den Anschlag 7 sowie andererseits gegenüber den Anschlag 8, die Scheiben 12, die ballige Scheibe 10 gegen einen auf der Antriebswelle 2 befindlichen Absatz 14 gepreßt.

Beide balligen Scheiben 9 und 10 weisen zwischen Vorder- und Rückseite um 90° versetzt wirkende linienförmige Berührungsstellen auf. Der spielarme Sitz der Traghülse 4 auf der Antriebswelle 2 bleibt trotz der Aufweitung der Verdichternabe 6 erhalten.

Auf der Rückseite des Radialverdichters 1 befindet sich ein Nabenansatz 15. Auf dem Nabenansatz 15 ist mit Preßsitz ein Spannglied 16 befestigt. Das Spannglied 16 besitzt einen elastischen Steg 17 und ist spielarm auf der Antriebswelle 2 angeordnet und über einen nicht dargestellten Mitnehmer dreh­ momentübertragend verbunden. Das Spannglied 16 mit seinem elastischen Steg 17 in Verbindung mit der beschriebenen stirnseitigen Befestigung garantiert eine sichere verspannungsfreie Befestigung des Radialverdichters 1 auf der Antriebswelle 2. Die bei den hohen Drehzahlen von ca. 30 000 min^-1 auftreten­ den Aufweitungen des Radialverdichters 1, insbesondere der Verdichternabe 6, werden mit Sicherheit beherrscht.

In Fig. 2 ist die Einzelheit der Verspannung über die ballige Scheibe 9 zwischen den Scheiben 11 dargestellt. Damit wird eine Verklemmung bzw. Verbie­ gung der Antriebswelle, die eine Ursache für Unwuchterscheinungen sein kann, von vornherein verhindert.

Aufstellung der Berufszeichen

 1 Radialverdichter
 2 Antriebswelle
 3 Nabenausdrehung
 4 Traghülse
 5 Absatz
 6 Verdichternabe
 7 Anschlag
 8 Anschlag
 9 ballige Scheibe
10 ballige Scheibe
11 Scheibe
12 Scheibe
13 Mutter
14 Absatz
15 Nabenansatz
16 Spannglied
17 elastischer Steg

Claims (2)

1. Gasturbine mit einem Radialverdichter aus Aluminium, der auf einer An­ triebswelle befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer stirn­ seitigen Nabenausdrehung (3) zwischen der Antriebswelle (2) und einer Verdichternabe (6) eine Traghülse (4) angeordnet ist, die mit einem Absatz (5) versehen über ballige Scheiben (9, 10) mit der Verdichternabe (6) beidseits axial verspannt ist, wobei die Traghülse (4) in der Naben­ ausdrehung (3) einen Preßsitz und auf der Antriebswelle (2) einen spiel­ armen Sitz aufweist und auf der Rückseite des Radialverdichters (1) ein mit einem elastischen Steg (17) versehenes z-förmiges Spannglied (16) auf einem Nabenansatz (15) des Radialverdichters (1) mit Preßsitz befestigt und das Spannglied (16) mit der Antriebswelle (2) durch einen Mitnehmer drehmomentübertragend verbunden ist.

2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die balligen Schei­ ben (9, 10) zwischen Vorder- und Rückseite um 90° versetzt wirkende linienförmige Berührungsstellen aufweisen.