DE1196017B

DE1196017B - Trommellaeufer fuer Axialstroemungsmaschinen eines Gasturbinentriebwerks

Info

Publication number: DE1196017B
Application number: DEG34298A
Authority: DE
Inventors: Claude Henry Auger
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1961-02-23
Filing date: 1962-02-20
Publication date: 1965-07-01
Also published as: US3056578A; DE1074594B; GB933047A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F 02 c

Deutsche KJ.: 46f-10

1196 017
G 342981 a/46 f 20. Februar 1962 1. Juli 1965

Die Erfindung bezieht sich auf Trommelläufer für Axialströmungsmaschinen eines Gasturbinentriebwerks, die aus die Füße der Laufschaufeln in Axialnuten aufnehmenden Scheiben und Zwischenringen bestehen und axial zusammengespannt sind.

Es ist bekannt, die Schaufeln von Axialströmungsmaschinen mit ihrem Fuß in Axialnuten von Läuferscheiben zu befestigen und durch Nasen oder Zapfen in Achsrichtung zu sichern. Weiterhin ist es bekannt, zwischen zwei Läuferscheiben einen den Strömungskanal begrenzenden Zwischenring einzuspannen.

Bei diesen bekannten Trommelläufern lassen sich die Laufschaufeln nur schwer entfernen oder auswechseln. Zum Zwecke einer Auswechslung von Laufschaufeln muß bei derartigen Trommelläufern zunächst der gesamte Läufer ausgebaut und dann auseinandergebaut werden, damit die Stufe, in der sich die abgenutzte oder beschädigte Laufschaufel befindet, ausgebaut werden kann. Es wurden zwar bereits Versuche unternommen, die Trommelläufer derart auszubilden, daß das Herausnehmen von einzelnen Laufschaufeln möglich ist. Diese Versuche führten aber zu umfangreichen und kostspieligen Konstruktionen. Diese Konstruktionen brachten eine erhebliche Gewichtserhöhung mit sich, die bei Flugzeugtriebwerken nicht zulässig ist. Weiterhin haben bereits bekannte Versuche zur Lösung des Problems des einzelnen Ausbaus von Laufschaufeln zur Entwicklung von speziellen Schaufeltypen geführt und umfangreiche Maßnahmen zur Auswuchtung des Trommelläufers erforderlich gemacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trommelläufer zu schaffen, bei welchem die Laufschaufeln einzeln ausgebaut und wieder eingesetzt werden können, ohne daß ein Ausbau des ganzen Trommelläufers erforderlich ist und ohne daß durch diesen Ausbau die angrenzenden Laufschaufeln beeinflußt werden und ohne daß ein nachträgliches Auswuchten erforderlich ist.

Erfindungsgemäß weisen die Zwischenringe einen etwa parallel zur Achse liegenden Trennschnitt auf und sind so nachgiebig ausgebildet, daß nach Lösung der Axialverspannung des Läufers wenigstens eines seiner Enden so weit radial nach innen gebogen werden kann, daß jede Laufschaufel einer benachbarten Scheibe aus der Fußnut herausgeschoben werden kann; nachdem der Zwischenring in die geeignete Lage gedreht worden ist.

In vorteilhafter Weise kann der Trennschnitt stufenförmig oder sägezahnförmig ausgeführt sein. Die Enden der Zwischenringe können am ■.Trennschnitt verdickt sein und durch eine Schraube zu-Trommelläufer für Axialströmungsmaschinen eines Gasturbinentriebwerks

Anmelder:

General Electric Company,

Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 17

Als Erfinder benannt:
Claude Henry Auger,
Cincinnati, Ohio (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 23. Februar 3961 (91142)

sammengespannt werden. Die Zwischenringe können einen Ansatz tragen, der im zusammengebauten Zustand des Läufers zwischen die bekannten, zur Sicherung gegen Axialverschiebung in einer Richtung dienenden Zapfen an den Füßen zweier Laufschaufeln eingreift.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen in Achsrichtung gesehenen Schnitt durch ein Gasturbinentriebwerk,

Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine Teilansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Zwischenrings,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung der Randzone des Läufers eines Turbinentriebwerks,

F i g. 6 eine Teilansicht, welche Vorrichtungen zeigt, die eine Drehung des Zwischenrings verhindern,

F i g. 7 einen Teilschnitt einer Vorrichtung zur formschlüssigen Verriegelung des Zwischenrings,

F i g. 8 einen Teilschnitt der in F i g. 7 gezeigten Ausführungsform des Zwischenrings.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 das Verdichtergehäuse eines Gasturbinentriebwerks bezeichnet, welches einen Läufer umgibt, der aus einer Anzahl miteinander starr verbundener Radscheiben 11 besteht, die einen verbreiterten Umfangsrandabschnitt 12 auf-

cop* 509 598/130

Claims

3 4

weisen. Wie am besten aus Fig. 5 zu ersehen ist, sind innen gedruckt. Wie aus der Zeichnung zu ersehen die Randabschnitte mit einer Reihe von axialen ist, ist die sägezahnförmige Schnittlinie 35 so geformt, Schlitzen 14 versehen, in welche die Fußteile 18 der daß sich dies leicht bewerkstelligen läßt. Die Schaufel, Laufschaufeln 16 eingreifen. Zwischen Schaufelfuß die entfernt werden soll, kann dann aus dem Fuß- und Schaufelblatt 19 ist eine Fußplatte 20 angeord- 5 schlitz 14 axial herausgeschoben werden, wobei sie net. Die Fußplatten einer Stufe bilden einen ge- über die niedergedrückte Oberfläche 26 des Zwischlossenen Ring. Jeder Schaufelfuß ist mit einer be- schenrings hinweggeführt wird. Wenn die Schaufel kannten Vorrichtung versehen, welche die Bewegung von dem Schlitz 14 völlig frei ist, kann sie radial aus in einer Richtung verhindert, wenn der Schaufelfuß der Maschine herausgenommen werden. Beim Einin den Schlitz eingesetzt ist. In der Ausführungsform io setzen einer neuen Schaufel verläuft dieser Vorgang bestehen diese Vorrichtungen aus Zapfen 22. umgekehrt. Das Verbiegen des Ringes ist wegen

Mit 24 ist ein radial nach innen eindrückbarer seiner Größe und der Eigenelastizität möglich, der Zwischenring bezeichnet, der zwischen die Ränder Ring ist dabei aus Stahl oder einem ähnlichen Mavon zwei einander benachbarten Scheiben 11 paßt. terial gefertigt.

Der Ring hat eine Außenfläche 26, welche gemein- 15 Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß das Entsam mit der Schaufelfußplatte 20 den Strömungs- fernen einer Schaufel kein vollständiges Ausbauen kanal begrenzt. Der Ring hat eine untere Fläche 28 des Läufers erfordert und auch zu keiner störenden und zwei Stützflansche 29,32, die jeweils in Ränder Verschiebung der angrenzenden Schaufeln führt. 30,31 auslaufen. Der Rand 30 kann sich an die ab- Außerdem braucht das Gleichgewicht des Läufers geschrägte Unterseite der davorliegenden Scheibe 11 20 nicht gestört zu werden, weil sich der aufgetrennte anlegen (F i g. 2), während sich der Rand 33 an die Zwischenring 24 im zusammengedrückten Zustand abgeschrägte Unterseite 34 der nachfolgenden rundherum drehen läßt, so daß man eine Schaufel Scheibe 11 anlegt. Daraus folgt, daß sich der Zwi- mit einem entsprechenden ausgleichenden Gewicht schenring 24 im zusammengespannten Zustand des direkt gegenüber der neu eingesetzten Schaufel (d. h. Körpers nicht aus dem Läufer axial herausbewegen 25 um 180° versetzt) einsetzen kann. Man kann auch kann, weil die Ränder 30 und 33 des Ringes an den an die Stelle der entfernten Schaufel eine Schaufel abgeschrägten Unterseiten der verbreiterten Randab- setzen, die das gleiche Moment ergibt wie die ausgeschnitte der Scheiben anliegen. baute Schaufel.

F i g. 3 zeigt, daß der Zwischenring 24 mittels eines Wie am besten aus F i g. 6 zu ersehen ist, ist an

stufenförmigen oder sägezahnförmigen Schnitts 35 30 dem inneren, untenliegenden Ende 37 des aufgetrennaufgetrennt ist. Diese Ausführungsform der Schnitt- ten Rings, d. h. an dem Ende, welches nach innen linie bewirkt eine Selbstverriegelung der Enden 36 gedruckt werden kann, ein Verriegelungsansatz 44 und 37 des Rings, weil die Enden miteinander in angeordnet. Dieser paßt zwischen zwei Zapfen 22 Umfangsrichtung fluchten und deshalb die senkrech- hinein, die sich an den Fußteilen der Laufschaufeln ten Abschnitte der Schnittlinie eine voneinander weg 35 befinden. Der Verriegelungsansatz verhindert eine gerichtete Relativbewegung der Enden verhindern. Drehung des Zwischenrings während des Betriebs. Wenn gewünscht, kann als Sicherheitsmaßnahme für Er ist jedoch nicht erforderlich, wenn die Zentriden Ring eine zwangläufige Befestigungsvorrichtung fugalkraft und/oder die thermische Ausdehnung so verwendet werden. Bei der in Fig.3 dargestellten groß sind, daß die Ränder30 und 33 des Rings so Ausführungsform besteht diese Vorrichtung aus einer 40 stark gegen die abgeschrägten Unterseiten der Ränder Verdickung 38 an der Unterseite des Zwischenrings, der drehbaren Scheibenkörper gedrückt werden, daß welche durch die Schnittlinie aufgetrennt ist. Durch eine Drehung verhindert wird.

die beiden Teile der Verdickung verläuft ein glattes Die F i g. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungs-

Loch 39 zur Aufnahme einer Schraube 40. Zum form einer Vorrichtung zum kraftschlüssigen Versicheren gegenseitigen Festlegen der Enden des Rings 45 riegeln der Enden des Zwischenrings. Diese Verwerden die beiden Teile mit der sägezahnförmigen riegelungsvorrichtung ist mit 50 bezeichnet und hat Schnittlinie ineinandergelegt und die Schraube 40 an dem niederzudrückenden Ende einen verbreiterdurch das Loch 39 hindurchgeschoben und in eine ten Abschnitt 51. Dieser ist bei 52 so ausgeschnitten, Mutter 41 eingeschraubt, welche angeschweißt oder daß ein nach außen gerichteter Vorsprung 53 gebilauf eine andere Weise am Ring bleibend angebracht 50 det wird. Ein anderer vergrößerter Abschnitt 54 ist ist. Bei der Verwendung einer Schnittlinie, wie sie an dem Ende des Rings vorgesehen, welches beim beispielsweise in F i g. 3 dargestellt ist, ist es jedoch Herausnehmen einer Schaufel gegenüber dem Rand nicht immer erforderlich, die Mutter und die der Scheibe nicht bewegt wird. Dieser Abschnitt ist Schraube zu verwenden, weil die Zentrifugalkraft die so ausgeführt, daß er in den Ausschnitt 52 des andestufenförmigen Enden des Ringes während des Be- 55 ren Endes hineinpaßt und sich an den Vorsprung triebs aneinanderzudrücken bestrebt ist. Wenn zu- anlegt. In den beiden zueinander fluchtenden Endsätzlich zu der besonderen Ausführung der Schnitt- abschnitten ist ein glattes Loch 55 angeordnet, linie eine Feststellvorrichtung verwendet wird, wird welches zur Aufnahme einer Schraube 56 dient. Die an einer Stelle, die gegenüber der Verdickung 38 um Endabschnitte dieser Ausführungsform des Rings 180° versetzt ist, ein Gegengewicht 42 angebracht 60 werden mittels einer Mutter 57 und der Schraube mit-(Fig. 1). einander zur Anlage gebracht und in der vorher bein der F i g. 5 ist dargestellt, auf welche Weise der schriebenen Weise fest angezogen,
neuartige Zwischenring das Herausnehmen einer ein- _D ...

zelnen beschädigten Laufschaufel gestattet. In dieser Patentansprüche:

perspektivischen Darstellung ist die Schraube zum 65 1. Trommelläufer für Axialströmungsmaschi-

Zusammenspannen der beiden Enden des Abstands- nen eines Gasturbinentriebwerks, der aus die

rings (wenn verwendet) herausgenommen und das Füße der Laufschaufeln in Axialnuten aufinnere Ende 37 des aufgeschlitzten Rings radial nach nehmenden Scheiben und Zwischenringen besteht

copy

und axial zusammengespannt ist, d a d u r c h g e kennzeichnet, daß die Zwischenringe(24) einen etwa parallel zur Achse liegenden Trennschnitt (35) aufweisen und so nachgiebig ausgebildet sind, daß nach Lösung der Axialverspannung des Läufers wenigstens eines seiner Enden so weit radial nach innen gebogen werden kann, daß jede Laufschaufel (16) einer benachbarten Scheibe (11) aus der Fußnut (14) herausgeschoben werden kann, nachdem der Zwischenring in die geeignete Lage gedreht worden ist.

2. Trommelläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennschnitt (35) stufenförmig oder sägezahnförmig ausgeführt ist.

3. Trommelläufer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Zwischenringe (24) am Trennschnitt (35) verdickt sind und durch eine Schraube (40) zusammengespannt werden.

4. Trommelläufer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenringe (24) einen Ansatz (44) tragen, der im zusammengebauten Zustand des Läufers zwischen die bekannten, zur Sicherung gegen Axialverschiebung in einer Richtung dienenden Zapfen an den Füßen (18) zweier Laufschaufeln (16) eingreift.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1115 992;
schweizerische Patentschriften Nr. 353 750,
360.

Hierzu !Blatt Zeichnungen

509 592/130 6. 65 © Bundesdruckerei Berlin bow f