DE563458C - Versteifung von Dampfturbinenschaufeln - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AH
5. NOVEMBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 563458 KLASSE 14 c GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10: Februar 1929 ab

Es ist bekannt, daß zur Verhütung von Schaufelschwingungen bei Dampfturbinen besondere Versteifungen der Beschaufelung angewendet werden müssen. Die Versteifung besteht bei den heutigen Ausführungsformen im allgemeinen darin, daß man die Schaufeln durchbohrt und Drähte hindurchzieht, die mit den Schaufeln durch Schweißen oder ein anderes Verfahren fest verbunden wer-

Aus dem gleichen Grunde, aus dem man den Kopfring nicht als geschlossenen Körper herstellt, werden auch die Versteifungsdrähte nicht als geschlossene Ringe eingelegt, sondern in einzelnen Stücken. Es sind also gewissermaßen immer nur Schaufelkranzteile in sich versteift. Wenn es. auch auf diese Weise möglich ist, die Eigenschwingungszahl der Beschaufelung heraufzusetzen, so

ao haften doch dieser Versteifungsart noch Mängel an, vor allem wegen der hohen Beanspruchung, welcher der Versteifungsdraht ausgesetzt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Versteifung für Dampfturbinenschaufeln zu schaffen, die auch bei größten Abmessungen der Beschaufelung noch zulässige Spannungen ergibt und die es gegebenenfalls gestattet, die Schaufeln .zu einem in sich geschlossenen Kranz zu vereinigen, ohne daß jedoch hierdurch Zusatzkräfte entstehen, die für Schaufeln und Versteifung gefährlich werden könnten. Die Erfindung besteht darin, daß an je zwei aufeinanderfolgende Schaufeln gewölbte, die Schaufeln nicht durch- ³S dringende Versteifungsdrähte angesetzt sind, die an den einander zugekehrten Schaufelflächen befestigt sind. Xlan gestaltet zweckmäßig diese Zwischendrähte so aus, daß sie die Möglichkeit einer Formänderung unter dem Einfluß der Fliehkraftbeanspruchung beibehalten, ohne jedoch Verspannungen der Beschaufelung hervorzurufen. Besonders günstig läßt sich dieses Ziel erreichen, wenn man die Zwischendrähte nach einer Kettenlinie biegt. Bekanntlich tritt bei einem derart gebogenen Körper, wenn er einer Fliehkraftbeanspruchung unterworfen wird, keine Biegungsbeanspruchung auf. Die entstehenden Normalbeanspruchungen sind von durchaus untergeordneter Bedeutung.

Es sei hierbei bemerkt, daß man auch früher schon Vorschläge gemacht hat, die es gestatten sollten, die einzelnen Schaufeln fortlaufend zu verbinden, ohne daß schädliche Zusatzkräfte entstehen, aber bei allen diesen Vorschlägen durchdringen die Versteifungsdrähte die Schaufeln, machen also eine Schwächung des Schaufelquerschnittes durch die großen Bohrungen erforderlich. Außer-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Gustav Köhler in Mülheim, Ruhr.

dem ist es mit den vorgeschlagenen Mitteln kaum möglich, eine einigermaßen sichere Verbindung zwischen den Schaufeln und den Versteifungsdrähten herzustellen. Bei der neuen Schaufelversteifung sind für den Fall der Nietverbindung nur verhältnismäßig kleine Bohrungen erforderlich. Günstig ist dabei, daß mit Kaltnietung gearbeitet werden kann, also -der Schaufelbaustoff nicht durch Hitze leidet. Wenn man die Versteifungsdrähte durch Widerstandsschweißung mit den ~ Schaufeln verbindet, so fallen Bohrungen im SchaufelbaustofF überhaupt fort. Die Gefahr, daß der SchaufelbaustofF bei der Schweißung «5 leidet, ist außerdem gering, da die Erwärmung auf eine kleine Stelle beschränkt ist und auch nicht so weit geht, daß wesentliche Gefügeänderungen eintreten. Ein weiterer Vorteil der neuen Schaufelversteifung liegt darin, daß sich die Versteifungsdrähte mit verhältnismäßig großen Flächen gegen die Schaufeln legen, so daß die Kräfte, die auf die Verbindungsstelle wirken, verringert werden.

In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In dem Beispiel der Abb. ι sind zwischen die Schaufeln α Versteifungsdrähte b zwischengesetzt, die mit Nieten c an den Schaufein α befestigt sind. Die Zwischendrähte b sind etwa in Form einer Kettenlinie gebogen, so daß sie die Möglichkeit haben, sich radial auszudehnen, während der Schaufelabstand dadurch nicht verändert wird. Man erkennt aus der Abbildung noch einen weiteren Vorteil der neuen Anordnung: Durch das Zwischenfügen einzelner Versteifungsdrähte ist es möglich, die Verbindung durch Nieten herzustellen, ein Umstand, der besonders bei Schaufeln aus Sonderstahl ins Gewicht fällt, weil sich dieser Schaufelbaustoff bekanntlich nicht oder nur schwierig löten läßt.

Bei der Anordnung nach den Abb. 2 und 3 dient der Zwischendraht b gleichzeitig¹ zur Versteifung des Kopfringes d, mit dem er durch Nieten e verbunden ist. Die Verbindung zwischen Kopf ring d und Schaufeln ο erfolgt in bekannter Weise durch die Nietköpfe f. Dadurch, daß der Kopfring zwischen den Schaufelköpfen nochmals versteift ist, wird die Zugbeanspruchung der Nietköpfe f weitgehend herabgesetzt und ein Abspringen der Köpfe verhindert.

Bei der Versteifung nach Abb. 4 ist außer den Versteifungsdrähten b noch eine Versteifung durch einen Draht g vorgesehen. Dabei dienen die Versteifungsdrähte b gleichzeitig zur Abstützung der Versteifungsdrähte g, so daß deren Biegungsbeanspruchung verringert wird. Gegebenenfalls kann ein Gegendraht b' zusätzlich verwendet werden, der in der Abb. 4 gestrichelt angedeutet ist.

Bei der Versteifung nach Abb. 5 gelangen zwischen je zwei Schaufeln zwei Versteifungsdrähte b und b' zur Anwendung, die sich gegeneinander abstützen.

Eine ähnliche Anordnung ist in der Abb. 6 dargestellt. Nur sind in diesem Falle die Versteifungsdrähte b und b' so angeordnet, daß ihre konkaven Seiten einander gegenüberstehen. Durch Vereinigung der beiden Versteifungsdrähte zu einem in sich geschlossenen Körper beliebiger Form, z. B. von Ringform, erhält man die Ausführung nach Abb. 7.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Versteifung von Dampfturbinenschaufeln, dadurch gekennzeichnet, daß an je zwei aufeinanderfolgende Schaufeln gewölbte, die Schaufeln nicht durchdringende Versteifungsdrähte angesetzt sind, die an den einander zugekehrten Schaufelflächen befestigt sind.

2. Versteifung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsdrähte nach einer Kettenlinie gebogen sind.

3. Versteifung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsdrähte (b) gleichzeitig zur Ver-. steifung des Kopf ringes (d) dienen.

4. Versteifung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei Schaufeln (α) mehrere Versteifungs- 95 · drähte (6, b') zwischengesetzt sind, die sich insbesondere gegeneinander abstützen.

5. Versteifung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsdrähte in sich geschlossene Körper bilden (Abb. 7).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen