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über einen Ringflansch am Außenrand befestigte Scheibe für Kreiselmaschinen,
vorzugsweise Dampf- oder Gasturbinen Die Erfindung betrifft einem seitlichen Überdruck
ausgesetzte Scheiben mit aus dem Scheibenstoff ausgestochenen .gleichmittigen Ringen,
insbesondere radial beaufschlagte Schaufel- oder IJabyrinthträger für Kreiselmaschinen,
vorzugsweise Dampf- oder Gasturbinen. Es ist üblich, derartige Scheiben mit einem
am Außenrand der Scheiben angeordneten Ringflansch an dem Tragkörper, beispielsweise
unmittelbar in dem Gehäuse der Kreiselmaschine, zu befestigen. Häufig werden diese
Ringflansche mit dem Tragkörper durch Schrauben starr verbunden, neuerdings auch
als Teil eines Bajonettverschlusses ausgebildet. Infolge der großen Abmessungen
dieser Ringflansche, die häufig mit Rücksicht auf den aus anderen Gründen erforderlichen
Gehäuseinnendurehmesser noch über das festigkeitstechnisch erforderliche Maß anwachsen,
ergibt sich für den mittleren Durchmesser der Abstützfläche im Tragkörper ein großes
Maß.
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Nach den Erkenntnissen der vorliegenden Erfindung wirkt sich die Abstützung
beringter Scheiben auf großem, weit außerhalb des äußersten Ringes verlaufendem
mittlerem Abstützdurchmesser auf die Höhe der Beanspruchungen in dem beringten Innenteil
der Scheiben ungünstig aus. Der an der Abstützstelle auf den Tragkörper zu übertragende
Achsschub der Scheibe, der durch den seitlichen Überdruck hervorgerufen wird, greift
dann in bezug auf den äußersten Ring mit einem großen Hebelarm an, .der durch den
radialen Abstand der Abstützlinie von der Mitte des Ringumfanges gegeben ist. Es
`wäre zwar denkbar, die an sich erforderliche Ringzahl durch Hinzufügung weiterer
Ringe nach außen hin zu vermehren. Die Unterbringung solcher zusätzlichen Ringe
stößt jedoch meistens infolge Platzmangels auf Schwierigkeiten: aber selbst, wenn
der hierfür erforderliche Platz zur Verfügung steht, wachsen durch Anordnung der
zusätzlichen Ringe die beringten Flächen, auf denen der Überdruck lastet, und damit
die Beanspruchungen des beringten Teiles. Gerade der beringte Teil soll aber im
allgemeinen mit geringen Wandstärken ausgeführt werden, um eine günstige Wärmebeweglichkeit
zu sichern, während der Ringflansch selbst kräftig und stark ausgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß
wird daher vorgeschlagen, die im beringten Teil auftretenden Spannungen durch eine
Zerlegung der Scheibe längs einer in unmittelbarer Nähe des Außenrandes des äußersten
der gleichmittigen Ringe innerhalb des Ringflansches verlaufenden ringförmigen Teilfuge
klein zu halten. Unter Zerlegung wird hierbei verstanden, daß die beiden Einzelteile
der Scheibe, also der beringte Innenteil und der Ringflansch, sich praktisch unabhängig
voneinander verwinden können. So soll sich beispielsweise der beringte Innenteil
unter dem einseitigen Überdruck schrägstellen können, während der Ringflansch starr
mit dem Gehäuse verschraubt ist. Im beringten Innenteil verwinden sich dann in bekannter
Weise :die gleichmittigen Ringe und nehmen hierdurch den seitlichen Überdruck auf.
Aber auch der Ringflansch soll die Möglichkeit zu einer Verwindung haben, wenn er
z. B. als Teil eines Bajonettverschlusses in das Gehäuse eingesetzt wird. Da ein
Bajonettverschluß zum Eindrehen Spiel aufweisen muß, handelt es sich hier nicht
um eine starre Verbindung wie. bei einer Verschraubung. Der Ringflansch gibt daher
dem Biegungsmoment, das der einseitig angreifende Achsschub des beringten Innenteils
der Scheibe ausübt, fühlbar nach. Die Zerlegung der Scheibe läßt auch in diesem
Falle alle praktisch auftretenden Unterschiede in der Schrägstellung von beringtem
Innenteil und Ringflansch zu. Schließlich macht sie .den Innenteil auch in der Wärmeausdehnung
unabhängig von dem dickwandigen, starren Ringflansch, der daher ohne Rücksicht auf
Wärmebeweglichkeit bemessen werden kann. In weiterer Erkenntnis der Erfindung wird
der Hebelarm, mit deni der Achsschub auf den äußersten Ring wirkt, dadurch klein
gehalten, daß die Angriffslinie des durch den seitlichen Überdruck auf den beringten
Innenteil der Scheibe ausgeübten Achsschubes von dem Außenrand des äußersten Ringes
um weniger als das Maß der größten radialen Dicke der gleichmittigen Ringe entfernt
ist. Das auf den am höchsten belasteten Außenring wirkende Biegungsmoment kann dann
von diesem mit kleinen Wandstärken ohne Überbeanspruchung aufgenommen werden.
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In der Abbildung stellt i eine beiderseits beschaufelte Leitscheibe
einer radial beaufschlagten Dampfturbine dar, die in das Gehäuse 2 mit dem Ringflansch
3 eingesetzt ist. Der Ringflansch 3 greift mit Klauen q. in der Art eines Bajonetts
'hinter die Klauen 5 des Gehäuses 2. Nachdem er in die Haltestellung eingedreht
worden ist, wird er durch Keile 6 gegen das Drehmoment gesichert und durch die Halbkreiswelle
7 abgedichtet. Aus dem Innenteil der Scheibe i sind beiderseits Tragringe S ausgestochen,
in welche die Schaufeln g eingesetzt sind. Am Außenrand des so beringten Innenteils
sind noch Versteifungsringe io zusätzlich ausgedreht.
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Um nun das Biegungsmoment, das der von links wirksame Überdruck auf
die Versteifungsringe io ausübt, möglichst klein zu halten, ist die Scheibe in zwei
Teile zerlegt worden. Der beringte Innenteil i legt sich mit der Schulter i i gegen
die Gegenschulter 12 des Ringflansches. So wird vermieden, daß das auf dem Ringflansch
3 lastende Biegungsmoment, das infolge des langen Hebelarms zwischen der Auflagefläche
12 gegenüber dein Innenteil und der Auflagefläche 13 gegenüber dem Gehäuse groß
ist, an den dünnwandigen Innenteil i übertragen wird. Da die abdichtende Halbkreiswelle
14 außer Neigungsabweichungen auch radiale Verschiebungen zuläßt, .kann der Ringflansch
3 ohne Schaden für die Wärmebeweglichkeit des Aufbaus mit ausreichender Wandstärke
zur Aufnahme des großen Biegungsmomentes bemessen werden.
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Der Abstand der kreisförmigen Auflagelinie zwischen den Schultern
i i und 12 von dem Außenrand der Ringe io ist kleiner gehalten als die radiale Wandstärke
der Ringe io. Das auf die Ringe i.o ausgeübte Biegungsmoment hält sich daher in
erträglichen Grenzen.