DE906845C - Laeufer fuer axial durchstroemte Turbomaschinen, insbesondere fuer mehrstufige Axialverdichter und Axialturbinen von Flugzeugtriebwerken od. dgl. - Google Patents

Description

• Läufer für axial durchströmte Turbomaschinen, insbesondere für mehrstufige Axialverdichter und Axialturbinen von Flugzeugtriebwerken od. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung des Läufers von axial durchströmten Turbomaschinen, insbesondere von mehrstufigen Axialverdichtern, Axialturbinen u. dgl. Zweck der Erfindung ist es, den Läufer so auszubilden, daß er schnell und sauber hergestellt werden kann und bei geringem Gewicht eine hohe Festigkeit aufweist, so daß er ganz besonders für Turbomaschinen von Flugzeugtriebwerken geeignet ist.
• Es ist bereits bekannt, die Läufer von Turbomaschinen so zu gestalten, daß hohle Schaufeln in dem Läuferkörper durch eine Schmelzverbindung befestigt sind und daß deren Fußenden in Löchern des verhältnismäßig dünnwandigen Trommelmantels stecken, wobei diese Löcher dem Schaufelprofil weitgehend entsprechen und die Fußenden an ihrem Umfang mit den Lochrändern durch die Schmelzverbindung fest verbunden sind.
• Die Erfindung betrifft Verbesserungen an derartigen Läufern: Es wird empfohlen, Füllstücke von der Größe des lichten Querschnitts der Schaufeln in das Fußende der Schaufeln einzusetzen und dort ebenfalls durch eine Schmelzverbindung zu befestigen. Damit wird erreicht, daß in der den hohen Fliehkräften ausgesetzten Trommel keine Schlitze von Schaufelprofiltiefe offen bleiben, welche leicht hohe zusätzliche Beanspruchungen hervorrufen können. Es wird vielmehr die vorher durch Schlitze unterbrochene Mantelfläche der Trommel wieder geschlossen und deren Festigkeit großenteils wiederhergestellt. Außerdem verhindern die Füllstücke, daß sich die hohlen Schaufeln bei besonders großer Beanspruchung zusammenziehen und daß zusammengezogene Schaufeln durch die unausgefüllten Mantelöffnungen herausrutschen können.
• Um die Festigkeit der Schaufelbefestigung gegenüber Fliehkräften weiter zu erhöhen, werden die Schaufeln zweckmäßig an ihrem Fußende durch Umbördeln nach außen oder durch eine bandartige Verdickung ihres Fußendes zusätzlich am Herausrutschen aus der Trommel gehindert. Eine solche bandartige Verdickung läßt sich leicht dadurch schaffen, daß über das Fußende der Schaufel ein Hülsenring von der Form des Schaufelprofils geschoben wird, der an dem Schaufelende und zweckmäßig auch an der Trommel durch eine Schmelzverbindung befestigt wird.
• Bei mehrstufigen Maschinen ergibt sich eine besonders einfache Herstellungsweise, wenn die Läufertrommel aus einer Anzahl von im Querschnitt beispielsweise U-förmigen Ringen zusammengesetzt ist, die über eine die beiden Endringe miteinander verbindende Tragtrommel geschoben sind.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, aus denen auch noch weitere, die Erfindung vervollkommnende Einzelheiten des neuen Läufers hervorgehen. In der Zeichnung zeigen die Abb. i bis 3 je eine Ausführungsform der Schaufelbefestigung im Längsschnitt durch eine Schaufel und den angrenzenden Teil des Trommelmantels, während Abb. q. einen Querschnitt nach der Linie 4.-4 der Abb. 2 darstellt.
• In der Zeichnung ist die einzelne Schaufel einheitlich mit 5, der Trommelmantel durchweg mit 6 bezeichnet. Die Schaufeln sind im vorliegenden Falle als Hohlschaufeln aus entsprechend gebogenen und darauf miteinander verschweißten Blechteilen 7, 8 (Abb. 4) zusammengesetzt. Es kann aber auch jedes andere bekannte Verfahren zur Herstellung der hohlen Schaufeln benutzt werden. Welche Herstellungsart im Einzelfalle gewählt wird; richtet sich ganz nach der gewünschten Schaufelform, z. B. danach, ob die Schaufel wie in den Abb. i und 2 parallel begrenzt ist oder sich wie in Abb. 2 nach außen hin konisch verjüngt.
• Zur Befestigung der Schaufeln in der Trommel werden in deren Mantelfläche Löcher 9 (Abb. d.) von dem äußeren Schaufelprofil möglichst weitgehend entsprechender Form gestanzt, die einzelne Schaufel s von innen oder außen durch das zugehörige Loch hindurchgesteckt, so daß nur noch ihr Fußende io ein wenig nach innen in die Trommel 6 hineinragt, und dieses Ende dann bei i i mit dem Trommelmantel 6 durch Schweißen oder Löten fest verbunden.
• In dem Beispiel der Abb. 2 ist die Läufertrommel aus einer Anzahl von im Querschnitt U-förmigen Ringen 12 zusammengesetzt, die entweder aus dem vollen gedreht oder aber verhältnismäßig leicht durch Walzen bzw. Rollen in die gewünschte Form gebracht sein können. Mehrere dieser Ringe sind über eine Tragtrommel 13 geschoben, so daß -zwischen den Schaufeln je zweier aneinanderstoßender Ringe Raum bleibt für den Schaufelkranz 1d. eines Leitrades bzw. eines gegenläufigen Laufrades und sämtliche Ringe 12 zusammen mit der Tragtrommel 13 dann den Läufer einer mehrstufigen Axialturbine bzw. eines mehrstufigen Axialv erdichters bilden. Diese Ausführungsform hat mit Bezug auf den Erfindungsgegenstand vor allem den Vorteil, daß die Schweiß- bzw. Lötstellen von außen her besser zugänglich sind als bei einer einteilig hergestellten Trommel mit mehreren hintereinanderliegenden Schaufelreihen und daß eine durch die Schweiß- bzw. Lötstellen etwa hervorgerufene Beeinträchtigung der Festigkeit des Werkstoffs im zylindrischen Teil der Ringe durch die Flansche derselben wieder ausgeglichen wird.
• In allen drei gezeigten Ausführungsbeispielen ist zur Wiederherstellung der Festigkeit des durch die zahlreichen Löcher für die Schaufelbefestigung geschwächten Trommelmantels in das Fußende io jeder Schaufel außerdem ein Füllstück 15 von der Größe des lichten O_uerschnitts der Hohlschaufel eingesetzt und bei i6 an ihrem Umfang mit dem Fußende io verschweißt bzw. verlötet.
• Außerdem ist das Fußende io in Abb. 2 nach außen umgebördelt und in Abb. 3 durch einen aufgeschweißten Hülsenring 17 bandartig verdickt, um ein Herausrutschen des inneren Schaufelendes aus dem Trommelmantel 6 unter der Einwirkung der Fliehkräfte weiterhin zu verhindern. Auch dieser Bördelrand bzw. diese bandartige Verdickung ist mit dem Trommelmantel 6 durch Schweißen oder Löten zusätzlich verbunden.
• Die beschriebene Ausbildung der Läufertrommel ist besonders geeignet für die Herstellung von Leichtmetalläufern für mehrstufige Verdichter von Fahrzeug- bzw. Flugzeugtriebwerken, an die hinsichtlich eines geringen Gewichts bei gleichzeitig hoher Festigkeit außerordentlich hohe Anforderungen gestellt werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Läufer für axial durchströmte Turbomaschinen, insbesondere für mehrstufige Axialverdichter und Axialturbinen von Flugzeugtriebwerken od. dgl., mit in dem Läuferkörper durch eine Schmelzverbindung, beispielsweise durch Schweißen oder Löten, befestigten hohlen Schaufeln, deren Fußenden in dem Schaufelprofil weitgehend entsprechenden, zweckmäßig durch Stanzen hergestellten Löchern des verhältnismäßig dünnwandigen Trommelmantels stecken und an ihrem Umfang mit den Lochrändern durch die Schmelzverbindung fest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß in das Fußende (io) der hohlen Schaufeln FüllstÜcke (i5) von der Größe des lichten Schaufelquerschnitts eingesetzt und an ihrem Umfang (bei 16) mit dem Schaufelende durch eine Schmelzverbindung fest verbunden sind.
2. 2. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußenden (1o) auf der Innenseite des Trommelmantels (6), beispielsweise durch Bördeln oder durch Aufschweißen eines über das Schaufelende geschobenen Hülsenringes (17), bundartig verdickt sind und auch diese Verdickung mit dem Trommelmantel durch eine Schmelzverbindung fest verbunden ist.
3. 3. Läufer nach Anspruch 1 und z, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufertrommel aus einer Anzahl von im Querschnitt beispielsweise U-förmigen Ringen (12) zusammengesetzt ist, die über eine die beiden Endringe miteinander verbindende Tragtrommel (13) geschoben sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 18 349 vom Jahre 1910; französische Patentschrift Nr. 823 442.