DE2621201B2 - Laufrad für eine Strömungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für eine Strömungsmaschine, das aus einem mit seiner Innenbohrung gegenüber der Welle zentrierten Vorsatzteil mit im wesentlichen axial durchströmten Schaufelabschnitten und einem daran anschließenden Radialteil mit im wesentlichen radial durchströmten Schaufelabschnitten besteht und dessen Teile auf einer Welle aufgesetzt sind, wobei der Radialteil mit einem die Welle umgebenden in das Vorsatzteil axial eingreifenden zylindrischen Ansatz im Vorsatzteil zentriert ist, an seiner dem Vorsatzteil zugewandten Stirnfläche mindestens zwei Aufnahmeöffnungen und an der benachbarten Stirnfläche des Vorsatzteiles zwei in die Aufnahmeöffnungen eingreifende Vor.;prünge aufweist.

Ein derartiges Laufrad ist aus der DE-OS 23 01 314 bekannt. Der Nachteil dieses bekannten Laufrades besteht darin, daß bei hohen Drehzahlen und thermischen Belastungen die Zentrierung des Laufrades auf der Welle ungenügend sein kann.

Demgemäß besteht die Erfindungsaufgabe darin, ein einfach herstellbares Laufrad aus zwei Teilen zu schaffen, das mit hohen Drehzahlen und hoher thermischer Belastung betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufnahmeöffnungen zwei in radialer Richtung verlaufende Nuten und die ^/orsprünge zwei in die Nuten radial gleitend eingepaßte Klauen sind und daß der Vorsatzteil auf dem zylindrischen Ansatz des Radialteils aufgeschrumpft ist.

Der hierdurch erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß bei einem schnellaufenden Laufrad gemäß der Erfindung eine sichere Zentrierung auf der Welle über das relativ niedrig belastete Vorsatzteil erfolgen kann, während das hochbelastete Radialteil sich über den Ansatz sicher am Vorsatzteil und damit indirekt auf der Welle zentriert, wobei die Schrumpfpassung die Voraussetzung dafür bietet, daß die sichere Zentrierung in allen Betriebszuständen erhalten bleibt. Die notwendige Momentenübertragung des Radialteils erfolgt dabei durch die Klauenkupplung, die ihrerseits aber die unterschiedlichen radialen Dehnungen des Gesamtlaufrades nicht behindert. Dadurch ergibt sich der Vorteil, für Radialteil und Vorsatzteil den Belastungen angepaßte Materialien zu verwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert, die einen Längsschnitt durch ein auf einer Welle gelagertes erfindungsgemäßes Laufrad zeigt.

In der Zeichnung ist ein Laufrad für einen Verdichter dargestellt, das aus einem aus einer Aluminiumgußlegierung hergestellten Vorsatzteil und einem aus einer Aluminiumschmiedelegierung gefertigten Radialteil besteht. Der Vorsatzteil 1 ist einstückig mit Schaufelabschnitten 3 und der Radialteil 2 einstückig mit Schaufelabschnitten 4 ausgebildet. Die Schaufelabis schnitte 3 und 4 ergänzen sich zu vollständigen Schaufeln. Die beiden Teile 1 und 2, deren Innenbohrungen 5 und 6 gleichen Durchmesser aufweisen, sind mittels einer konischen Hülse 7 auf einer Welle 8 gelagert.

Der Radialteil 2 weist einen ringförmigen Ansatz 9 auf, dessen Innenfläche einen Abschnitt der Innenbohrung 6 bildet. Die Außenfläche des ringförmigen Ansatzes 9 liegt an der zylindrischen Begrenzungsfläche einer ringförmigen Ausnehmung 10 im Vorsatzteil 1 zur Zentrierung an. Der Vorsatzteil 1 ist mit der ringförmigen Ausnehmung 10 auf dem ringförmigen Ansatz 9 des Radialteiles 2 aufgeschrumpft.

Unmittclbas' angrenzend an die Schaufelabschnitte 3, 4 sind im Bereich der Stoßfläche zwischen den beiden Teilen 1 und 2 am Vorsatzteil 1 zwei in axialer Richtung vorspringende Klauen 11 vorgesehen. Die beiden Klauen 11 erstrecken sich in radialer Richtung. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle von zwei Klauen mehrere Klauen vorzusehen. Jede Klaue U greift in eine sich ebenfalls radial erstreckende Nut 12 ein. Dabei ist die radiale Länge der Nuten 12 größer als die der Klauen 11 bemessen.

Im Betrieb wirkt auf den Radialteil 2 eine erheblich stärkere Fliehkraft als auf den Vorsatzteil 1, da der Durchmesser des Radialteiles 2 größer ist Die maximale Fliehkraft tritt in der durch die Pfeile A bezeichneten Ebene auf und erzeugt in radialer Richtung nach innen zunehmende Umfangsspannungen, deren Maximum am Bohrungsrand der den Schaufeln abgewandten Scheibenseite liegt. Diese Spannungen bewirken eine in axialer Richtung zunehmende Dehnung des Radialteiles 2, wodurch sich dieser von der Welle zu entfernen sucht. Da der Ansatz 9 in den Bereich des Vorsatzteiles 1 verlegt ist und nur einen kleinen Durchmesser aufweist, wirkt hier keine wesentliche Fliehkraft und damit keine wesentlichen Umfangsspannungen mehr. Es treten zwar gewisse Spannungen am Übergang vom Ansatz 9 zum Radialteil 2 auf, die jedoch keine Rolle spielen, da der Ansatz 9 ausschließlich eine Zentrierfunktion hat und kein Drehmoment übertragen muß. Das Drehmoment wird über die Klauen 11 und die Nuten 12 übertragen. Eine zusätzliche Belastung dieser Verbindung durch auftretende Fliehkräfte entfällt, da die Klauen U sich innerhalb der Nut 12 in radialer Richtung bewegen können und die Umfangsspannungen in diesem Bereich bereits klein sind. Durch die'Klauen 11 und die Nuten 12 ist weiterhin sichergestellt, daß die Schaufelabschnitte 3, 4 aller Schaufeln unter allen Betriebsbedingungen fluchten, so daß keine Verschiebungen der Abschnitte 3, 4 in Umfangsrichtung auftreten können, die zu Kanten führen, die die anzustrebende ungestörte Strömung des Mediums durch die Schaufeln beeinträchtigen.
Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß sich die

Einzelteile sehr einfach und genau bearbeiten lassen. Die Nuten im Radialteil können in einer Aufspannung gefräst werden. Die vorstehenden Klauen am Vorsatzläufer können durch Abfräsen der danebenliegenden Ringfläche in einer Aufspannung sehr g;.-nau hergestellt werden. Alle anderen Bearbeitungen sind Drehbearbeitungen, die ebenfalls in einer Aufspannung sehr genau ausgeführt werden können.

Das dargestellte Laufrad bietet den weiteren Vorteil, daß es vor dem Aufsetzen auf die Welle fest zusammengebaut werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   26 21 2Oi

   Laufrad für eine Strömungsmaschine, das aus einem mit seiner Innenbohrung gegenüber der Welle zentrierten Vorsatzteil mit im wesentlichen axial durchströmten Schaufelabschnitten und einem daran anschließenden Radialteil mit im wesentlichen radial durchströmten Schaufelabschnitten besteht und dessen Teile auf einer Welle aufgesetzt sind, wobei der Radialteil mit einem die Welle umgebenden in das Vorsatzteil axial eingreifenden zylindrischen Ansatz im Vorsatzteil zentriert ist, an seiner dem Vorsatzteil zugewandten Stirnfläche mindestens zwei Aufnahmeöffnungen und an der benachbarten Stirnfläche des Vorsatzteiles zwei in die Aufnahmeöffnungen eingreifende Vorsprünge aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnungen zwei in radialer Richtung verlaufende Nuten (12) und die Vorsprünge zwei in die Nuten radial gleitend eingepaßte Klauen (11) sind und daß der Vorsatzteil (1) auf dem zylindrischen Ansatz (9) des Radiaiteiles (2) aufgeschrumpft ist.