DE840880C

DE840880C - Laufrad fuer Axialturbomaschinen, insbesondere fuer Axialverdichter

Info

Publication number: DE840880C
Application number: DED1573D
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr-Ing Schemberger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1941-09-08
Filing date: 1941-09-09
Publication date: 1952-06-09

Description

Laufrad für Axialturbomaschinen, insbesondere für Axialverdichter Die Herstellung von Laufrädern für Axialturbomaschinen, insbesondere für mehrstufige Axialverdichter, bietet heute noch gewisse Schwierigkeiten, wenn die Schaufeln mit dem Radkranz aus einem Stück bestehen sollen, eine Bauart, welche im Hinblick auf die hohen Beanspruchungen erstrebenswert ist. Aus diesem Grunde werden vor allem die Läufer von vielstufigen Verdichtern häufig aus einer Anzahl Schaufelrädern oder Schaufelringen zusammengesetzt.
Man hat nun schon vorgeschlagen, die Schaufelfüße zwischen zwei Schaufelträgern anzuordnen und die Erfindung bezweckt eine Verbesserung derartiger Läufer. Die Erfindung besteht darin, daß ein ringförmiger Trägerteil einen kastenförmigen oder nach innen zu offenen U-förmigen Querschnitt hat und die Schaufeln mit ihren Füßen unmittelbar von den einander zugekehrten Flanschen zweier benachbarter ringförmiger Trägerteile umschlossen und eingespannt ist. Die Vorteile einer solchen Anordnung sind eine einfachere Herstellungsweise und ein geringes Gewicht. Die Schaufeln können hierbei aus anderem Werkstoff als die Trägerteile des Läufers, z. B. aus Leichtmetall, hergestellt sein. Zweckmäßig ist jede Schaufel für sich zwischen die beiden den Schaufelkranz zwischen sich haltenden Trägerteile, und zwar, sofern der Schaufelwerkstoff einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizient als der Trägerwerkstoff hat, mit gegenseitigem Spiel in Umfangsrichtung eingesetzt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch einen Teil des Läuferumfanges und Abb. 2 eine Draufsicht auf diesen Teil. Zwischen die beispielsweise leasten- oder U-förmigen Trägerteile i und 2, aus denen die Trommel eines Axialverdichters zusammengesetzt ist, werden die einzelnen Schaufeln 3 mit ihren Füßen 4 durch die Schrauben 5 eingeklemmt. Der Zusammenbau erfolgt hierbei zweckmäßig derart, daß die Schaufeln zunächst auf den Trägerteil i mit einer kleinen Schraube od. dgl. festgehalten und zugleich am Flansch 6 dieses Teiles bei 7 zentriert werden. Nachdem sämtliche Schaufelfüße 4 fertig gedreht und die zum Aufsetzen des Trägerteiles 2 erforderliche Zentrierung 8 angedreht ist, wird dann der Trägerteil 2 mittels Schraube 5 mit dem Trägerteil i zusammengespannt.
Die Fliehkraft der Schaufeln wird teils durch Reibungsschluß, teils durch den am Schaufelfuß befindlichen Ansatz 9, welcher hinter den axialen Vorsprung io des Trägerflansches i i greift, aufgenommen. Auch kann gegebenenfalls der Bolzen 5 dazu dienen, die in radialer Richtung und in Umfangsrichtung wirkenden Kräfte zwischen den Schaufeln 3 und den Trägerteilen 1, 2 aufzunehmen.
Das Einsetzen der Schaufeln gestattet, soweit es die Warmfestigkeit des Schaufelwerkstoffes verträgt, für die Schaufeln einen anderen, leichteren Werkstoff, z. B. Leichtmetall, als für die Trägerteile selbst zu nehmen, wodurch die Fliehkraftbeanspruchung der Trägerteile herabgesetzt wird. Um den verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Werkstoffe von Trägerteilen und Schaufeln Rechnung zu tragen, werden die Schaufeln zweckmäßig nicht dicht aneinandergesetzt, sondern mit kleinen Zwischenräumen 12 oder bei schrägen Trennfugen 12', damit die größere Ausdehnung des Schaufelwerkstoffes ohne Wärmespannung erfolgen kann.
Das Verspannen der Trägerteile kann auch statt durch Schrauben, welche lediglich die jeweils benachbarten, also aneinanderstoßenden beiden Trägerteile verbinden, durch lange Zuganker oder ähnliche Glieder erfolgen, welche z. B. sämtliche Trägerteile einer Trommel zusammenfassen.
Die Erfindung ist sowohl für einstufige als auch vor allem für mehrstufige Axialturbomaschinen anwendbar. In letzterem Fall würden sich an die Trägerteile 1, 2 oder mindestens an einen derselben unter Zwischenschaltung weiterer Schaufeln weitere Trägerteile anschließen, während im ersteren Fall die Teile 1, 2 die Stirn- oder Endscheiben der Trommel bilden können. Gegebenenfalls können auch die zwischen den Endscheiben liegenden Trägerteile, z. B. mehrstufiger Maschinen, scheibenförmig ausgebildet sein. Die Erfindung ist gegebenenfalls auch auf feststehende Schaufeltrommeln anwendbar.

Claims

PATENTANSPRI*CHE: i. Läufer für Axialturbomaschinen, insbesondere für mehrstufige Axialverdichter, mit Anordnung der Schaufelfüße zwischen zwei Schaufelträgern, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Trägerteil leasten- oder nach innen offenen U-förmigen Querschnitt hat und die Schaufeln mit ihren Füßen unmittelbar von den einander zugekehrten Flanschen zweier ,benachbarter ringförmiger Trägerteile umschlossen und eingespannt sind.
2. Läufer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils nur -die einander zugekehrten Flansche zweier benachbarter Trägerteile oder die Flansche mehrerer bzw. aller ringförmigen Trägerteile zusammen durch Bolzen verspannt sind.
3. Läufer nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannungsbolzen zugleich die Schaufeln gegen Verschieben in radialer und/oder in Umfangsrichtung sichern, beispielsweise derart, daß die Bolzen durch Bohrungen in den Schaufelfüßen hindurchgeführt sind.
4. Läufer nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln eines Schaufelkranzes auf gemeinsamen Zentrierflächen der sie haltenden ringförmigen Trägerteile zentriert sind.
5. Verfahren zur Herstellung von Läufern nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln eines Schaufelkranzes zunächst auf einem der sie haltenden Trägerteile zentriert und befestigt werden und erst hierauf die Zentrierungsfläche für die Zentrierung des Schaufelkranzes mit dem anderen Trägerteil an den Schaufelfüßen der Schaufeln angedreht wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 200 780, 340 593; britische Patentschriften Nr. 258288, 394001; USA.-Patentschrift Nr. 2222787.