DE926397C

DE926397C - Hohlschaufel, vorzugsweise fuer axial durchstroemte Turbinen

Info

Publication number: DE926397C
Application number: DEH13927A
Authority: DE
Inventors: Max Dr-Ing Bentele
Original assignee: ERNST HEINKEL DR DR
Current assignee: ERNST HEINKEL DR DR
Priority date: 1952-09-25
Filing date: 1952-09-25
Publication date: 1955-04-18

Description

Hohlschaufel, vorzugsweise für axial durchströmte Turbinen Hohlschaufeln, die durch Pressen eines Rohlings, der die Form eines Rohres, eines abgesetzten Rohres oder eines Topfes hat, gebildet werden, sind bekannt. Die mechanische Befestigung des Schaufelfußes in der Laufscheibe wird durch Stifte, die in axialer Richtung angeordnet sind, vorgenommen. Es ist auch bekannt, Nuten in Umfangsrichtung vorzunehmen, welche unmittelbar in,den Schaufelfuß oder in einen das Schaufelblatt umgebenden und mit ihm verbundenen Fußkörper eingebracht sind. Die bekannten Hohlschaufeln werden vielfach mit Tannenzapfenfuß ausgebildet, der in etwa axialen Ausschnitten des Läufers mechanisch befestigt ist. In den Schaufelfuß wird ein Füllkörper eingesetzt.
Die bekannten Hohl-.schaufeln, weisen den. Nach, teil auf, daß das Gewicht des Schaufelfußes, durch dessen Befestigungsvorrichtung verhältm,ismäßi@ groß ist und dadurch große Fliehkraftbeanspruchungen in den Befestigungsstellen des Fußes und in ,der Laufsdheibe auftreten:. Für sehr hohe Umfangsgeschwindigkeiten und Belastungen sind die bekannten Befestigungen kaum geeignet.
Nach der Erfindung sollen die bekannten Mängel vermieden werden u n,d eine Hoh,l,sch@auf@li gesc]haffen werden, bei der der Füllkörper das kleinstmögliche Gewicht besitzt und trotzdem am Übergang des Schaufelfußes zum Schaufelblatt ein Einbeulen verhindert. Niedrige Fliehkraftbeanspruchungen werden durch das, geringe Gewicht des Füllkörpers erzielt; und höchste Umfangsgeschwindigkeiten können erreicht werden. Die Laufscheibe kann sehr dünn gehalten werden und aus einem Stück bestehern. Die Füllkörper nach der Erfindung gewährleisten einen günstigen Spannungsverlauf im Üblergang vom Schaufelblatt zum Schaufelfuß. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Füllkörper aus einer Platte besteht, die am Übergang des Schaufelfußes zum Schaufelblatt angeordnet ist. Am Füllkörper sind Stege angeordnet, die in den sich verjüngenden Schaufelfuß hineinragen:.- Der Füllkörper wird mit dem Schaufelfuß durch :Schweißen, Hartlöten od. dg1. verbunden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind zwischen dem Füllkörper und den Wänden des Schaufelfußes, Durchgänge für die Kühlluft angeordnet. An dem Füllkörper ist vorteilhaft ein Kühllufteinsatz befestigt. Die Befestigung erfolgt zweckmäßig mittels einer Öse im Füllkörper, in die ein Stift eingesetzt wird.
Die erfindungsgemäßen Hohlschaufeln werden in der Weise hergestellt, daß der Füllkörper in den hohlen Schaufelrohling eingeführt wird., wonach dann der, Schaufelfuß durch :einen Preßvorgang in seine Form gebracht wird.
In der Zeichnung' ist der in einigen Ausführungsbiaiispielen dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Ouerschnitt durch den Fußteil der Hohlschaufel, Abb. 12 einen Füllkörper, Abb. 3 den Laufra.dausschnitt mit Tannenzapfen-Profil, Abb.4 :einen Längsschnitt durch den Schaufelfuß mit einem eingesetzten Füllkörper, Abb. 5 eine zugehörige Draufsicht, Abb..6 eine Hohlschaufeil mit einem am Füllkörper befestigten Kühllufteinsatz, Abb. 7 einen Füllkörper zur Befestigung eines Kübllufteinsatzes, Abb. 8 einen Längsschnitt durch dem: Schaufelfuß mit einem Füllkörper und einem Kühllufteinsatz und Abb. 9 eine-zugehörige Draufsicht.
Die Schaufel i wird in bekannter Weise aus einem Rohling io (Rohr oder Topf) gepreßt, und das Schaufelblatt erhält dabei die gewünschte aerodynamische Form. Der Schaufelfuß wird so geformt, daß er etwa am äußeren Umfang der Laufscheibe2i bei i r einen Hohlquerschnitt in der Form einest Rechteckes oder Parallelogramms aufweist, der zum Innern der Laufscheibe, hin mit den Sleitenwänden 3, 4 verjüngt ist. An ihrem Außenseiten erhalten die Seitenwände 3, 4 Tannenzapfennuten 5 durch geeignete mechanisiche Bearbeitung. Die! Nuten verlaufen axial oder annähernd axial. In gleicher Weise erhält die Laufscheibe 2 tannenzapfenartig ausgebildete Nuten 6, die ebenfalls axial oderannähernd axial verlaufen. Die fertigbearbeitete Hohlschaufel wird in dass Rad e eingesetzt und in üblicher Weisse in axialer Richtung gesichert. -Zur Beherrschung höherer Beanspruchungen und zur Verwendung von Schaufeln mit großer Profiltiefe wird .in den Schaufelrohling io vor dem Preis@-sen am Schaufelfuß i2 ein geeigneter Füllkörper 7 eingeführt, der das Einbeulen der Schaufel ,im Übergang vom Schaufelblatt zum Schaufelfuß bzw, das, Einbeulen des Schaufelfußes selbst verhindert. Der Füllkörper 7 besteht aus einer Platte, dne gegebenenfalls Stege-8, 9 aufweist. Zur weiteren Erhöhung der Steifigkeit des ,Schaufelfußes, kann der Füllkörper .als Paßteil ausgebildet sein und den inneren Schaufelfuß vollkommen ausfüllen. Es ist vorgesehen, den Füllkörper 7 mit dem Schaufelfuß 1.2 zu verschweißen, oder zu verlöten.
Der Füllkörper kann zusätzlich zur Befestigung eines Kühlluftieinsatzes r4 dienen. Hierzu wird aus der Platte 7 :ein Stift i,5 herausgearbeitet, und der Kühllufteinsatz 14 wird zweckmäßig von unten in den Füllkörper 7 eingeführt und hängt in Form einer Öisie an diesem. D:le@Kühlluft kann zwischen Füllplatte und Schaufelfuß an den Durchgängen 16, und durch die Öffnungen 13 in das Innere der Hohlschaufel eindringen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Hohlschaufel, vorzugsweise für axial durchströmte Turbinen, mit Tannenzapfenfuß, die in etwa axialen Ausischnitten des Läufers mechanisch befestigt ist, wobei in den Schaufelfuß ein Füllkörper :eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (7) aus einer Plattee besteht, die am Übergang das Schaufelfußes (.i i) zum Schaufelblatt (i) angeordnet ist.
2. Hohlschaufel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet daß am Füllkörper (7) Stege (8, 9) angeordnet sind, die in den sich verjüngenden Schaufelfuß hineinragen.
3.. Hohlschaufel nach den Ansprüchen i und 2., dadurch gekennzeichnet, daß der Füllkörper (.7) mit dein Schaufelfuß (i2) durch Schweißen, Hartlöten od: dgl. verbunden ist.
4. Hohlschaufel nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Füllkörper und den Wänden desi Schaufelfußes Durchgänge für die Kühlluft angeordnet sind.
5. Hohlschaufel nach den Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Füllkörper (7) ein Kühllufteinsatz (i4) befestigt isst.
6. Hohlschaufel nach dien Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühllufteimsatz (i4) mittels einer ölse im Füllkörper (7) an einem Stift (i5) befestigt ist.
7. Verfahren zur Herstellung von Hohlschaufeln nach den Ansprüchen i bis: 6, dadurch gekanrizeichnet, daß der Füllkörper (7) in dein höhlen Schaufelrohling eingeführt wird, wonach dann der Schaufelfuß durch einen Preßvo:rgang in seine, Form gebracht wird. Angezogene Druckschriften: Schweizarische Patentschriften Nr. 273 201, 265 ooi6; französische Patentschrift Nr. 946 0.56.