DE932704C

DE932704C - Turbinengetriebenes Geblaese mit freifliegend gelagertem Laeufer

Info

Publication number: DE932704C
Application number: DEB21791A
Authority: DE
Inventors: Alfred J Buechi Jun; Alfred J Buechi Sen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-04-28
Filing date: 1952-08-28
Publication date: 1955-09-08

Description

Turbinengetriebenes Gebläse mit freifliegend gelagertem Läufer Die Erfindung bezieht sich auf ein turbinengetriebenes Gebläse mit freifliegend gelagertem Läufer, dessen feststehende Lagerung mindestens teilweise in den Nabenteil des Gebläserotors hineinragt.
Bei bekannten Ausführungen dieser Art ist die Lagerwelle mit den Rotoren oder Läufern mittels eines zylindrischen Teiles verbunden, der über das Lagergehäuse hervorsteht und einen in Abstand vom Ende dieses Teiles angeordneten Bund aufweist. Beim Zusammenbau der Rotoren mit der Lagerwelle werden ihre Nabenteile aufeinandergescbraubt, bis sie am Bund der Lagerwelle drehfest -anli-egen, wobei die Turbinenrotornaibe den Umfang des hervorstehenden Lagerwellenteils und den Bundring mindestens teilweise umfaßt. An dem hervorstehenden Teil der Lagerwelle, der ihre Verbindung mit den Rotoren herstellt, wird jedoch wegen des erforderlichen Spieles beim Zusammenbau der Teile keine gute Zentrierung und Festhaltung der Rotoren erreicht. Ferner wird durch die relativ große Berührungsfläche der Turbinenrotornabe mit dem Umfang des hervorstehenden Teils der Lagerwelle die Wärmeübertragung vom heißen Turbinenrotor auf die Lagerwelle stark begünstigt.
Der Zweck vorliegender Erfindung besteht nun darin, den als Träger der Rotoren dienenden Teil der Lagerwelle derart auszubilden, daß diese Nachteile bekannter Ausführungen freifliegend gelagerter Läufer oder Rotoren wegfallen.-Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß als Tragstück für die Rotoren ein kegelstumpffärmig ausgebildeter, zentraler Teil der Lagerwelle vorgesehen ist und der Gebiäserotor zur Herstellung einer lösbaren Verbindung mit dem Turbinenrotor einen dazu passend ausgeführten nabenartigen Ansatz aufweist, mit dem er beim Zusammenbau beider Rotoren auf das kegelstumpfförmige Tragstück der Lagerwelle drehsicher aufgezogen wird.
Bei dieser Ausführung wird beim Aufziehen der Lagerwelle auf den Gebläserotor mittels des zentrisch. angeordneten, kegels:bumpfförmiigen Verbindungsstückes ganz von selbst die gewünschte Zentrierung der Rotoren mit den Lagerstellen erzielt und eine maximal feste Verbindung hergestellt. Ferner wird bei der neuen Ausführung eine Berührung des Turbinenrotors mit der Mantelfläche des Tragstückes der Lagerwelle vermieden, so. daß der Wärmeübergang von Turbinenläufer auf die Lagerwelle möglichst klein ist.
Die Nabe des Gebläserotors kann zur Einführung der Turbinenrotorscheibe eine axial offene, ringförmige Ausnehmung aufweisen. Die Ausbildung wird dabei vorteilhaft so gewählt, daß die Verbindung beider Rotoren mittels Außengewindes auf der Nabe des Turbinenrotors und Innengewindes der äußeren Wandung des axiaal offenen, ringförmigen Ausnehmung der Gebläserotornabe derart ausgeführt werden kann, daß die Wärmeausdehnung der Nabe des im Betrieb heißen Turbinenrotors den Preßdruck der Schraubverbindung beider Rotoren erhöht.
Um die Wärmeübertragung vom Turbinenrotor auf die Lagerung zu verkleinern, kann z. B. von einem Ölzuleitungskanal in der feststehenden Lagerung über mindestens eine Düse frisches Öl an das kegelstumpfförmige Tragstück der Lagerwelle gespritzt werden. Zur Vergrößerung der ölbespritzten Oberfläche des kegelstumpfförmigen Tragstückes kann diese Oberfläche durch in dem Tragstück angeordnete Ausnehmungen noch vergrößert sein. In der Mitte der Turbinenrotorscheibe kann ein Zentrierzapfen und am kegelstumpfförmigen Teil der Lagerwelle eine dazu passende Zentrierbohrung vorgesehen sein, um die Zentrierung der beiden Rotoren zu erleichtern. Von den miteinander in direkter Verbindung stehenden Nabenflächen der beiden Rotoren kann mindestens je eine Teilfläche als Führungs- und Zentrierfläche ausgebildet sein.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Axialschnitt durch die beiden Rotoren des ersten Ausführungsbeispiels und Fig.2 einen gleichen Schnitt des zweiten Ausführungsbeispiels.
Gleiche Zahlen bezeichnen in allen Figuren gleiche oder ähnliche Teile.
In Fig. i sind die beiden Rotoren mit i und 2, der gebläseseitig in den Gebläsero@tor hineinragende Gehäuseteil mit 3 und die Verbindung der beiden Rotoren mit q. bezeichnet. Die Rotoren sind an einenn zentrisch angeordneten Teil 5' der Lagerwelle 5 a abgestützt, der kegelstumpfförmig ausgeführt ist. Die Verbindung der Rotoren ist so ausgebildet, da,ß der Turbinenrotor beim Zusammenbau der Teile den Gebläserotor auf den kegelstumpfförmigen Teil der Lagerwelle aufzieht und der Turbinenrotor sich dann an der Stirnfläche 5'b dieses Wellenteils abstützt. I; ie Mantelfläche 5'c des Kegelstumpfes liegt zentrisch zu den Lagerflächen 5'd und dient als Zentrierfläche für die radiale Lagerung beider Rotoren, steht jedoch mit dem Turbinenrotor i nicht direkt in Berührung. 'Dies ist besonders vorteilhaft, weil dadurch die Wärmeübertragung vom heißen Turbinenrotor auf die Lagerfläche 5'd kleiner wird. Die Verbindung q der Teile wird dadurch erzielt, daß der mit einem Innengewinde versehene Nabenteil i a des Turbinenrotors mit einer mit Außengewinde versehenen Nabe :2a des Gebläserotors verschraubt wird. Bei dieser Verschraubung wird der Gebläserotor auf den kegelstumpfförmigen Ansatz 5' aufgezogen. Es sind ferner besondere Mittel zum Verkleinern der Wärmeübertragung vom heißen Turbinenrotor auf die Lagerung vorgesehen. Ein solches Mittel besteht darin, daß von einem Ölzuleitungskanal in der feststehenden Lagerung 3 über mindestens eine Düse 6 kaltes Öl an den'. kegelstumpfförmigen Teils' der Lagerwelle gespritzt wird. Dieser Wellenteil besitzt zum gleichen Zweck an der dem Turbinenrotor zugekehrten Stirnfläche 5'b offene Ausnehmungen, die die Berührungsfläche verkleinern. Damit die Kühlwirkung des von der Düse 6 an den kegelstumpfförmigen Wellenteil gespritzten Öls größer wird, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die der Düse gegenüberliegende Fläche des kegelstumpfförmigen Wellenteils mit einer Ausnehmung 5'e versehen. In der Mitte der Turbinenrotorscheibe befindet sich ein Zapfen i c, -der genau passend in eine Bohrung 5'f hineinragt. Diese Ausführung bezweckt eine noch genauere Zentrierung der beiden Rotoren mit den Lagerflächen 5'd, wobei die Ungenauigkeit, die vom radialen Spiel der Schraubverbindung herrührt, behoben wird.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes. Bei dieser Ausführung besitzt die Nabe 2 ä des Geblä.serotors 2 eine axial offene, ringförmige Ausnehmung 2b, die die Nabe der Turbinenrotorsoheibe i a' aufnimmt, Die Verbindung q.' beider Rotoren wird durch ein Außengewinde auf der Nabe des Turbinenrotors und ein Innengewinde der äußeren Wandung der offenen Ausnehmung der Gebläserotornabe hergestellt. Bei dieser -Ausbildung der Teile.' wird durch die Wärmeausdehnung der Nabe des im Betrieb heißen Turbinenrotors der radiale Druck auf den das Innengewinde tragenden Teil der Gebläserotoznabe erhöht. Zugleich wird die Zentrierung der beiden Rotoren verbessert und eine gute Kühlung der Nabe des Turbinenrotors durch den Gebläserotor erzielt. Dabei ist der Ansatz 5' der Welle 5 ca ebenfalls in einer Bohrung 5 c' der relativ kalten Gebläseradnabe gelagert und berührt den Turbinenrotor nur bei 5'b.
Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der kegelstumpfförmige Wellenteil und seine zur Lagerung dienende Verlängerung eine einwandfreie Zentrierung des Gebläse- und des Turbinenrotors mit der vorgesehenen Schraubverbindung auch für höchste Drehzahlen bewerkstelligt. Ferner wird die Wärmeübertragung des heißen Turbinenrotors auf die Lagerstellen mit den angegebenen Mitteln wirksam verkleinert. Die Ausbildung der Lagerstellen kann, wie dargestellt, oder in anderer beliebiger Art vorgesehen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Turbinengetriebenes Gebläse mit freifliegend gelagertem Läufer, dessen feststehende Lagerung mindestens teilweise in den Nabenteil des Gebläserotors hineinragt, dadurch gekennzeichnet, daß als Tragstück für die Rotoren (i, 2) ein kegelstumpfförmig ausgebildeter, zentraler Teil (5') der Lagerwelle vorgesehen ist und der Gebläserotor (2) zur Herstellung einer lösbaren Verbindung (4, 4') mit dem Turbinenrotor einen dazu passend ausgebildeten, nabenartigen Ansatz (2a, 2d) aufweist, mit dem er beim Zusammenbau beider Rotoren auf das kegelstumpfförmige Tragstück (5') aufgezogen wird.
2. Gebläse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (5'c bzw. 5 c') des kegelstumpfförmigen Wellenteils (5') nur mit dem Gebläserotor in Berührung steht.
3. Gebläse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe des Gebläserotors eine axial offene, ringförmige Ausnehmung (2 b) zur Aufnahme der Nabe (i ä) des Turbinenrotors aufweist (Fig.2).
4.. Gebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung beider Rotoren mittels Außengewindes auf der Nabe des Turbinenrotors und Innengewindes der äußeren Wandung der axial offenen, ringförmigen Ausnehmung der Gebläserotornabe derart ausgeführt ist, daß die Wärmeausdehnung der Nabe des im Betrieb heißen Turbinenrotors den Preßdruck der Schraubverbindung beider Rotoren erhöht.
5. Gebläse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß von einem Ölzuleitungskanal in der feststehenden Lagerung über mindestens eine Düse (6) frisches Öl an das kegelstumpfförmige Tragstück (5') der Lagerwelle gespritzt wird.
6. Gebläse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das kegelstumpfförmige Tragstück (5') der Lagerwelle an seiner am Turbinenrotor zur Anlage kommenden Stirnfläche (5'b) eine die Berührungsfläche verkleinernde Ausnehmung aufweist.
7. Gebläse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ölbespritzte Oberfläche des kegelstumpfförmigen Tragstückes (5 ') zur Verbesserung der Kühlwirkung durch in dem Tragstück angeordnete Ausnehmungen (5 e' bzw. 5'e) vergrößert ist. B. Gebläse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbinenrotor einen mittleren Zentrierzapfen (i c) und der kegelstumpfförmige, Teil (5') der Lagerwelle eine dazu passende Zentrierbohrung (5'f) aufweist. g. Gebläse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß von den miteinander in direkter Verbindung stehenden Nabenflächen der beiden Rotoren mindestens je eine, Teilfläche als Führung,- und Zentrierfläche ausgebildet ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 686 814; USA.-Patentschrift Nr. 2 322 824.