DE1040047B

DE1040047B - Befestigung der Schlussschaufel eines Laufrades fuer Axial-Kreiselmaschinen

Info

Publication number: DE1040047B
Application number: DEM25569A
Authority: DE
Inventors: Konrad Trautner
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1954-12-23
Filing date: 1954-12-23
Publication date: 1958-10-02

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigung der Schlußschaufel eines Laufrades für Axial-Kreiselmaschinen, insbesondere Dampf-, Luft- und Gasturbinen, dessen Schaufeln in unterschnittener, mit einer Schaufel-Einfüllöffnung versehener Umfangsnut befestigt sind und dessen Schlußschaufel an einer ihr benachbarten Schaufel mittels eines Vorsprungs, der in eine Aussparung der Nachbarschaufel eingreift, gegen Fliehkraft gehalten wird.

Bei den bekannten Befestigungen solcher Art ist, wenn die Schluß schaufel eingeführt und eingerastet ist, zwischen ihr und der anderen der beiden Nachbarschaufeln ein Spiel in Umfangsrichtung vorhanden und wird durch ein Füllstück ausgefüllt, das eingestaucht oder durch Umbördeln eines Randes dieser Nachbarschaufel oder durch einen Stift, der die Laufradscheibe durchbohrt, gegen die Fliehkraft gehalten wird. Dieses Stauchen. Bördeln und Durchbohren sind nachteilig, weil sie die Laufradscheibe bzw. die Nachbarschaufel schwächen und zusätzlich beanspruchen. Diese Nachteile will die Erfindung vermeiden.

Die Erfindung besteht darin, daß der Vorsprung der Schlußschaufel nicht an der Schlußschaufel selbst, sondern an einer Feder angebracht ist, die mit einem anderen Vorsprung in eine Aussparung der Schlußschaufel eingreift und zusammen mit der Schlußschaufel in den Schaufelkranz eingeführt wird, wobei der Vorsprung unter dem Druck der Feder in die Aussparung der Nachbarschaufel einrastet.

Damit die Passung der Schlußschaufel zwischen den Nachbarschaufeln unabhängig von dem mehr oder minder großen radialen Abstand der Schlußschaufel ist, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die in L^Tmfangsrichtung weisenden Flächen sowohl des Schlußschaufelfußes als auch der von den Nachbarschaufelfüßen begrenzten Einfüllücke parallel zueinander.

LTm zu erreichen, daß sich die Schlußschaufel nicht zu weit zur Laufradmitte hin bewegen kann, kann die in diese eingreifende Feder einen weiteren Vorsprung besitzen, der, wenn die Schlußschaufel und die Feder gemeinsam in die Einfüllücke eingeführt sind, in eine Aussparung der Nachbarschaufel einrastet.

Zur Ausnutzung der vollen Spannkraft der in die Schlußschaufel eingreifenden Feder können in weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens die die Schlußschaufel und die Nachbarschaufel gegeneinander verriegelnden Vorsprünge sich am radial inneren Ende und jener die Feder haltende weitere Vorsprung sich am radial äußeren Ende der Feder befinden.

Damit während des Betriebes kein unbeabsichtigtes Lösen der Schlußschaufel eintreten kann, können die Vorsprünge nahe dem radial inneren Ende der Feder angebracht und die zugehörigen Aussparungen an den Befestigung der Schlußschaufel
eines Laufrades für Axial-Kreiselmaschinen

Anmelder:
Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg A. G.,

Zweigniederlassung,
Nürnberg, Katzwanger Str. 101

Konrad Trautner, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

Schaufeln so ausgebildet sein, daß bei Aufwärtsbewegung der Schlußschaufel eine Keilfläche der Schlußschaufel sich gegen eine Keilfläche der Feder legt und dadurch den gegenüberliegenden Vorsprung der Feder in seine zugehörige Aussparung hineindrückt und darin so festhält, daß die Feder sich nicht verschieben kann.

CJm beim Stillstand des Laufrades ein leichtes Lösen der Schlußschaufel zu ermöglichen, können die Endflächen des am radial äußeren Ende der Feder befindlichen Vorsprungs und die Endflächen der dazugehörigen Aussparung der Nachbarschaufel in einem nicht selbsthemmenden Winkel geneigt sein, und die Schluß schaufel kann gegenüber diesem Vorsprung eine Aussparung besitzen, so daß bei einem auf die Feder ausgeübten Zug der Vorsprung federnd aus der Aussparung der Nachbarschaufel in die Aussparung der Schlußschaufel zurückweichen kann.

Zur Sicherung des richtigen radialen Abstandes der Schlußschaufel im Betrieb kann der radial innere, in die Aussparung der Schlußschaufel eingreifende Vorsprung der Feder gegen eine Nase der Schlußschaufel anschlagen und so die Auswärtsbewegung derselben begrenzen.

Für den Ausbau der Schlußschaufel kann erfindungsgemäß die Radscheibe so ausgebildet sein, daß von der radial inneren Aussparung an der Nachbarschaufel aus ein Kanal durch die Radscheibe nach außen führt, durch den ein Dorn einführbar ist, mit dem nach Rückführung der Schlußschaufel in ihre innerste Lage der Vorsprung der Feder aus seiner Aussparung herausgedrückt werden kann, so daß die

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Schlußschaufel zusammen mit der Feder herausgezogen werden kann.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Hierbei zeigt

Fig. 1 einen zur Läuferachse senkrechten Schnitt durch eine Radscheibe im Bereich der Einfüllücke mit Schlußschaufel und zwei Nachbarschaufeln, nach der Linie A-A in Fig. 5, wobei sich die Schlußschaufel mit Feder in einer Einführstellung befindet, bei der die Feder noch nicht eingerastet ist,

Fig. 2 einen zur Läuferachse senkrechten Schnitt, ähnlich Fig. 1, wobei sich die Schlußschaufel in ihrer tiefsten Einführstellung befindet und die Feder gerade an der Nachbarschaufel eingerastet ist,

Fig. 3 einen zur Läuferachse senkrechten Schnitt, ähnlich wie Fig. 1 oder 2, wobei die Schlußschaufel bei eingerasteter Feder bereits in die Normalstellung hochgezogen und dort gegen weiteres Herausführen gesperrt ist,

Fig. 4 einen zur Läuferachse senkrechten Schnitt, ähnlich wie Fig. 2, jedoch ohne Feder, um die Einschnitte und taschenartigen Aussparungen am Schlußschaufelfuß und am Fuß einer Nachbarschaufel deutlicher sichtbar zu machen,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Einfüllstelle von oben,

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie C-C in Fig. 2, Fig. 7 einen Ausschnitt der Fig. 3 vergrößert.

Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Jiezugsziffern benannt.

Die im Beispiel gewählten Nachbarschaufeln 1,2 der Schlußschaufel 3, welche in die Radscheibe 4 eingesetzt sind, sind solche mit Füßen 5, 6 in sogenannter Hammerkopf form, wie dies in Fig. 6 gestrichelt angedeutet ist. Dazwischen ist die Schlußschaufel 3 mit Schaufelfuß 7 eingesetzt, dessen Form noch beschrieben wird. Der Fußquerschnitt der Schaufeln in einem in eine Ebene abgewickelten Zylinderschnitt ist rhombisch; derartige Laufschaufeln werden beispielsweise bei Niederdruck-Dampfturbinenstufen verwendet. Die Einfüllung der Nachbarschaufeln 1, 2 sowie der übrigen in der Darstellung nicht gezeigten Laufschaufeln erfolgt üblicherweise von oben, wenn man auf den Radkranz sieht. Die Einfüllöffnung hat eine Breite, welche, in Achsrichtung gesehen, wesentlich gleich der Schaufelfußbreite, nämlich um ein nur geringes größer als diese ist. Im Gegensatz zur bisher üblichen Einfüllücke, welche sich vom Schaufelfußende radial auswärts in Umfangsrichtung erweitert, ist die Einfüllücke für die hierin gezeigte Schlußschaufel 3 parallelkantig, d. h., die Lückenbreite ist in radialer Richtung überall dieselbe. Demgemäß sind auch die Flächen 8, 9 der Schluß schaufel 3 zueinander parallel, und die der Schlußschaufel zunächst liegenden Flächen 10, 11 der Nachbarschaufelfüße 5, 6 sind gleichfalls parallel.

Wie am besten aus Fig. 4 zu ersehen, sind am Schlußschaufelfuß 7 ein Einschnitt 12 und taschenartige Aussparungen 13,14 vorgesehen, in die — wie aus Fig. 1 zu ersehen — beim Einfüllen der Schlußschaufel die Feder 15 eingelegt ist. Diese Feder 15 ist mit Vorsprüngen 16,17 versehen, die beim Einführen derSchlußschaufel in die taschenartigen Aussparungen 13,14 des Schlußschaufelfußes zurückweichen. An dem Nachbarschaufelfuß 5 sind den Vorsprüngen 16, 17 angepaßte Aussparungen 18,19 vorgesehen, in die die Feder 15 mit ihren Vorsprüngen einrastet, wenn sie die Stellung wie in Fig. % erreicht hat. Der Vorsprung 17 greift dabei in die ihm zugeordnete Aussparung 19 am Nachbarschaufelfuß 5 ein und bleibt darin auch bei Aus- oder Einwärtsbewegung der Schlußschaufel 3. Der andere Vorsprung 16 greift in die ihm zugeordnete Aussparung 18 des Nachbarschaufelfußes 5 ein, ist aber so ausgebildet, daß er einem größeren Zug beim Herausnehmen der Schlußschaufel durch federndes Zurückweichen in die Aussparung 13 nachgibt. Die Einraststellung der Feder 15 liegt um den Abstand d tiefer in der Einfallücke als die Normalstellung der Schlußschaufel, welche bei eingerasteter Feder 15 in Fig. 3 gezeigt ist. Aus dieser Figur ist auch die Art der Sperrung zu ersehen, wenn die Schlußschaufel 3 um das Maß d wieder nach oben angehoben ist. Das Tieferführen und Wiederhochziehen der Schlußschaufel sind notwendig, weil beim Einrasten des Vorsprungs 17 in der Aussparung 19 der freie Spielraum 20 entsteht, der nur durch entsprechendes Aufschließen der Schlußschaufel formschlüssig wieder aufgehoben werden kann.

Um die Schlußschaufel beim Hochziehen gegen weiteres als zulässiges Herausgleiten zu sperren, besitzt die Feder 15 einen Vorsprung 24, gegen den sich eine Nase 27 des Endteiles 21 des Schlußschaufelfußes 7 bei Normalstellung der Schlußschaufel anlegt. Die Nase 27 ist mit einer Begrenzungsfläche 22 versehen, die sich, wenn die Schluß schaufel in die Normalstellung herausgezogen ist, gegen eine Begrenzungsfläche 23 der Feder 15 legt und so den Vorsprung 17 in die Aussparung 19 hineindrückt und darin sichert.

Um die Feder 15 entriegeln zu können, ist — wie aus Fig. 5 ersichtlich — in der Radscheibe 4 ein Kanal 25 vorgesehen, der von der Aussparung 19 aus nach außen führt. Durch den Kanal 25 kann ein Dorn 26 eingeführt werden, durch den der Vorsprung 17 in die taschenartige Aussparung 14 des Schlußschaufelfußes zurückdrückbar ist, wenn zuvor die Schlußschaufel aus der Normalstellung in ihre der Einrastung entsprechende, tiefste Einfüllstellung (Fig. 2) zurückversetzt worden ist. Die Schlußschaufel kann nun herausgezogen werden, da der Vorsprung 16 unter der beim Herausziehen wirksamen Zugkraft von selbst aus der Aussparung 18 der Nachbarschaufel in die Aussparung 13 der Schluß schaufel zurückfedert. Bei weiterem Herausziehen der Schlußschaufel fällt dann die Feder 15 ab.

Claims

Patentansprüche:

1. Befestigung der Schlußschaufel eines Laufrades für Axial-Kreiselmaschinen, insbesondere Dampf-, Luft- und Gasturbinen, dessen Schaufeln in unterschnittener, mit einer Schaufel-Einfüllöffnung versehener Umfangsnut befestigt sind und dessen Schlußschaufel an einer ihr benachbarten Schaufel mittels eines Vorsprungs, der in eine Aussparung der Nachbarschaufel eingreift, gegen die Fliehkraft gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (17) der Schlußschaufel (3) nicht an der Schlußschaufel selbst, sondern an einer Feder (15) angebracht ist, die mit einem anderen Vorsprung (24) in eine Aussparung (14) der Schlußschaufel eingreift und zusammen mit der Schlußschaufel in den Schaufelkranz eingeführt wird, wobei der Vorsprung (17) unter dem Druck der Feder (15) in die Aussparung (19) der Nachbarschaufel (1) einrastet.

2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung weisenden Flächen (8, 9) sowohl des Schlußschaufel-

fußes (7) als auch der von den Nachbarschaufelfüßen (5, 6) begrenzten Einfüllücke parallel zueinander sind.

3. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (15) einen weiteren Vorsprung (16) besitzt, der, wenn die Schlußschaufel (3) und die Feder (15) gemeinsam in die Einfüllücke eingeführt sind, in eine Aussparung (18) der Nachbarschaufel (1) einrastet.

4. Befestigung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schlußschaufel (3) und die Nachbarschaufel (1) gegeneinander verriegelnden Vorsprünge (17, 24) sich am radial inneren Ende und der weitere Vorsprung (16) sich am radial äußeren Ende der Feder (15) befinden.

5. Befestigung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (17,24) nahe dem radial inneren Ende der Feder (15) angebracht und die zugehörigen Aussparungen (19, 14) an den Schaufeln (1, 3) so ausgebildet sind, daß bei Auswärtsbewegung der Schlußschaufel (3) eine Keilfläche (22) der Schlußschaufel (3) sich gegen eine Keilfläche (23) der Feder (15) legt und dadurch den gegenüberliegenden Vorsprung (IT) der Feder (15) in seine zugehörige Aussparung (19) hineindrückt und darin so festhält, daß die Feder (15) sich nicht verschieben kann.

6. Befestigung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen des am radial äußeren Ende der Feder (15) befindlichen Vorsprungs (16) und die Endflächen der dazugehörigen Aussparung (18) der Nachbarschaufel (1) in einem nicht selbsthemmenden Winkel geneigt sind und daß die Schlußschaufel (3) gegenüber diesem Vorsprung (16) eine Aussparung (13) besitzt, so daß bei einem auf die Feder (15) ausgeübten Zug der Vorsprung (16) federnd aus der Aussparung (18) der Nachbarschaufel (1) in die Aussparung (13) der Schlußschaufel (3) zurückweichen kann.

7. Befestigung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innere, in die Aussparung (14) der Schlußschaufel (3) eingreifende Vorsprung (24) der Feder (15) gegen die eine Nase (27) der Schlußschaufel (3) anschlägt und so die Auswärtsbewegung derselben begrenzt.

8. Befestigung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß von der radial inneren Aussparung (19) an der Nachbarschaufel (1) aus ein Kanal (25) durch die Radscheibe (4) nach außen führt, durch den ein Dorn (26) einführbar ist, mit dem nach Rückführung der Schlußschaufel (3) in ihre innerste Lage der Vorsprung (17) der Feder (15) aus einer Aussparung (19) herausgedrückt werden kann, so daß die Schlußschaufel (3) zusammen mit der Feder (15) herausgezogen werden kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 691 800, 718 014, 419, 805464, 841753;

schweizerische Patentschrift Nr. 79 853;
britische Patentschrift Nr. 152 117.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen