Befestigung hochbeanspruchter Laufräder auf Wellen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Be- festigung hochbeanspruchter Laufräder auf Wellen.
Die Verbindung von hochbeanspruchten Laufrädern mit Wellen, welche gewöhnlich durch Schrumpfung mit bder ohne Verwen dung von Keilen für die Übertragung der Umfangskräfte hergestellt wird, wird oft im Betriebe lose.
Dies ist besonders .dann der Fall, wenn ausser .der hohen Beanspruchung auch noch verschiedene Erwärmungen vor kommen können, wie dies, beispielsweise bei Dampfturbinen der Fall ist, wo beim Ein tritt von Wasser in- das Turbinengehäuse das Laufrad rasch von,der Heissdampftemperatur auf Sattdampftemperatur abgekühlt wird, und sich dabei auf die noch heiss bleibende Welle dermassen aufschrumpft, dass eine blei- ben-d-e Verformung entsteht.
Nehmen dann nachher die beiden Teile, Rad und Nabe, wieder die gleiche Temperatur an, so sitzt das überschrumpfte Rad lose auf der Welle, wobei auch an durch Keile ,gesicherten Lauf- rädern. Vibrationen und Betriebsstörungen entstehen können. Man hat deshalb schon vorgeschlagen. zwar das Drehmoment in bekannter Weise durch Keile zu übertragen, .dagegen zur dauernden Zentrierung :
des Rades auch bei Dehnungen eine gut federnde Büchse zwi schen Rad und Welle anzuordnen, deren eines Ende auf die Welle geschrumpft ist, und deren anderes, Ende seitwärts die Nabe des Rades umklammert. Es sind für die bei ,den Aufgaben der Drehmomentübertragung und der Zentrierung also je besondere Ele mente erforderlich. Sowohl die Felerungs- eigenschaften, als auch der .Schrumpf auf der Welle gehen jedoch bei den hohen Tempera turen leicht verloren.
Es kann dann die ge nannte Schrumpfwirkung die Rolle einer Zentrierung überhaupt nicht mehr überneh men, das Rad beginnt zu wackeln und schlägt seine Keile aus.
Anderseits ist es bekannt, das Rad ohne Büchse auf die Welle zu setzen und nach Fig. 1 der Zeichnung eine unmittelbare Schweissverbindung zwischen Laufrad a und Welle b vermittels 'Schweisslippen zu. schaf fen und damit beide Aufgaben zugleich zu lösen. Diese Bauart erfordert natürlich ein be sonderes Herausarbeiten der Schweisslippen.
Die Erfindung besteht nun darin, dass eine Büchse von mindestens :gleicher axialer Länge wie die Nabe des zu befestigenden Rades, zwischen Laufrad und Welle geschal tet und einerseits mit der Welle, anderseits mit dem Rad durch ,Schweissung verbunden ist.
In -den Fig. 2 bis, 4 sind beispielsweise Ausführungsformen .des Erfindungsgegen standes im Schnitt durch die Verbindungs stelle dargestellt, wobei der gleich aus sehende untere Teil der Einfachheit halber weggelassen ist.
a ist das Laufrad, b die Welle und c eine Büchse, die, in den gezeichneten Beispielen länger als die Radnabe ist, aber auch gleich deren Länge sein kann. Darr Ende d der Büchse ist mit. der Radnabe und das Ende e mit der Welle verschweisst (Fig. 2).
Um die für die Schweissung erwünschte Elastizität der Verbindung in der Nähe der Schweissstelle zu erhalten, kann die Büchse in der Nähe der Schweissung zwischen Rad und Büchse oder in der Nähe der Schwei- ssung zwischen Büchse und Welle dünner gehalten sein, wodurch ein Spalt. f bezw. g, Fig.3, gebildet ist, der die gew=ünschte Nachgiebigkeit der Verbindung während des Schweissens und beim Abkalten der Schweissung ergibt.
Diese Nachgiebigkeit kann nach Fig. 4 auch auf die bekannte Weisse durch Schweisslippen noch weiter ver bessert sein.
Die Verbindung gemäss der Erfindung ist vor allem sehr wertvoll zur nachtrIg- lichen Herstellung von Reparaturen an Rä dern, die auf die eingangs beschriebene Art lose geworden sind. Es@ kann dann die zu gross gewordene Nabenbohrung noch etwas erweitert und die Büchse zwischen Laufrad und Welle gesetzt und in der beschriebenen Weise einerseits mit der Radnabe, anderseits mit der Welle verschweisst werden.
Die Büchse kann so dick gewählt sein, dass sie und ihre beiden Schweissurigen in der Lage sind, das Drehmoment zu übertragen, so dass Keile überflüssig werden. Auch kann das, Rad ausserdem noch auf die Büchse aufgeschrumpft sein, so dass nor malerweise ein Ablösen des Rades von der Büchse und der Büchse von der Welle nicht stattfindet.
Tritt jedoch ein solches beispiels weise durch die eingangs geschilderten Be triebsverhältnisse doch ein, so bleibt das ge dehnte Rad dank der Verschweissung mit .der Büchse durch dieselbe konzentrisch geführt und kann auch, wenn dauernd verformt; ohne Schwingungen und damit ohne Be triebsstörungen arbeiten. Die grosse Länge der Büchse verhindert dabei, wie rechnerisch nachgewiesen werden kann, dass die Schwei- ssungen zu stark beansprucht werden und reissen.
Attachment of highly stressed impellers to shafts. The invention relates to the fastening of highly stressed running wheels on shafts.
The connection of highly stressed impellers with shafts, which is usually made by shrinking with bder without the use of wedges for the transmission of the circumferential forces, is often loose in the company.
This is particularly the case when, in addition to the high stress, various heat build-ups can occur, as is the case, for example, with steam turbines, where the impeller rapidly rises from the hot steam temperature when water enters the turbine housing Saturated steam temperature is cooled, and thereby shrinks onto the still hot shaft to such an extent that a permanent deformation occurs.
If the two parts, wheel and hub, then take on the same temperature again, the shrink-fitted wheel sits loosely on the shaft, also on wheels secured by wedges. Vibrations and malfunctions can occur. That is why one has already proposed. to transmit the torque in the known way by means of wedges, on the other hand for permanent centering:
of the wheel, even when stretched, to arrange a resilient bushing between the wheel and shaft, one end of which is shrunk onto the shaft, and the other end of which clasps the hub of the wheel sideways. There are special elements required for the tasks of torque transmission and centering. However, both the field properties and the shrinkage on the shaft are easily lost at the high temperatures.
It can then no longer take on the role of centering at all, the wheel begins to wobble and knocks out its wedges.
On the other hand, it is known to place the wheel on the shaft without a bushing and, according to FIG. 1 of the drawing, to establish a direct welded connection between the impeller a and the shaft b by means of welding lips. create and thus solve both tasks at the same time. Of course, this design requires special working out of the welding lips.
The invention consists in that a bushing of at least: the same axial length as the hub of the wheel to be attached, is connected between the impeller and the shaft and is welded on the one hand to the shaft and on the other to the wheel.
In -den Fig. 2 to, 4, for example, embodiments of the subject of the invention are shown in section through the connection point, the same-looking lower part being omitted for the sake of simplicity.
a is the impeller, b the shaft and c a bushing, which, in the examples shown, is longer than the wheel hub, but can also be the same length. Darr end d the can is with. the wheel hub and the end e welded to the shaft (Fig. 2).
In order to obtain the elasticity of the connection near the welding point that is desired for the weld, the sleeve can be kept thinner near the weld between wheel and sleeve or near the weld between sleeve and shaft, creating a gap. f or g, Fig.3, is formed, which results in the desired flexibility of the connection during welding and when the weld is cooled.
According to FIG. 4, this flexibility can also be further improved on the known white by welding lips.
The connection according to the invention is especially very valuable for the subsequent production of repairs on wheels that have become loose in the manner described at the beginning. The hub bore that has become too large can then be widened a little and the bushing can be placed between the impeller and the shaft and welded to the wheel hub on the one hand and the shaft on the other in the manner described.
The sleeve can be chosen so thick that it and its two welders are able to transmit the torque, so that wedges are superfluous. The wheel can also be shrunk onto the bushing so that the wheel does not become detached from the bushing and the bushing from the shaft.
However, if such an example occurs due to the operating conditions described above, the expanded wheel remains concentrically guided by the same thanks to the welding with the bushing and can also, if continuously deformed; work without vibrations and thus without operational disruptions. The large length of the sleeve prevents, as can be proven by calculation, that the welds are stressed too much and tear.