DE1576979B2

DE1576979B2 - Läufer für Strömungsmaschinen

Info

Publication number: DE1576979B2
Application number: DE19671576979
Authority: DE
Inventors: Ronald Nelson Lancashire; Shaw Peter Alfred Chellaston; Hart Raymond Ockbrook; Derby Derbyshire; Catlow (Großbritannien)
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1966-09-13
Filing date: 1967-09-06
Publication date: 1970-11-12
Also published as: GB1095830A; US3397865A; DE1576979A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Läufer einer Strömungsmaschine mit einem Schaufelkranz, dessen Schaufeln in Axialnuten einer Läuferscheibe eingesetzt und durch eine an der Stirnseite der Läuferscheibe anliegende Abdeckplatte axial fixiert sind, wobei die Abdeckplatte aus mehreren segmentförmigen Befestigungsplatten und wenigstens einer segmentförmigen Verriegelungsplatte gebildet ist, die einerseits in einer radial nach außen weisenden Umfangsnut in der Läuferscheibe und andererseits in einer durch radial nach innen weisende Einzelnuten an den Fußplatten der Schaufeln gebildeten Umfangsnut festgelegt sind.

Ein derartiger Läufer ist aus der britischen Patentschrift 905 582 bekannt.

Bei dem bekannten Läufer weist die Läuferscheibe in der Begrenzungswandung der Umfangsnut einen Ausschnitt von einer der Bogenlänge der Verriegelungsplatten entsprechenden Bogenlänge auf; die Befestigungsplatten werden radial von außen in die Umfangsnut eingefügt, bevor die letzten Schaufeln in ihre Axialnuten eingeführt sind, und lediglich die Verriegelungsplatten werden nach Einsetzen der letzten Schaufeln über den Ausschnitt in die Umfangsnut eingefügt, und die aneinanderstoßenden Befestigungs- und Verriegelungsplatten werden in Umfangsrichtung verschoben, bis eine Befestigungsplatte sich beidseits über den Ausschnitt erstreckt und demgemäß axial in der Nut festgelegt ist. Zum Schluß wird eine Sperrplatte durch Punktverschweißung an der den Ausschnitt überbrückenden Befestigungsplatte festgelegt, die zwei in Umfangsrichtung verlaufende Lappen besitzt, die umgebogen eine Umfangsbewegung der Platten in der Umfangsnut sperren.

Es liegt die Aufgabe vor, den Zusammenbau und die Demontage eines solchen Läufers zu vereinfachen und Schweißarbeiten zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Läufer der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß die Verriegelungsplatten in der Umfangsnut der Läuferscheibe in radialer Richtung Spiel haben und zu ihrer radialen Festlegung mit Ansätzen versehen sind, die umgebogen sich auf einer Umfangsfläche der Läuferscheibe abstützen.

Der hierdurch erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß es unnötig wird, in der Läuferscheibe bzw. der Nutbegrenzungswandung einen Ausschnitt vorzusehen, weil infolge des radialen Spiels die Verriegelungsplatten auch nach Einsetzen der Schaufeln in ihre Axialnuten so eingefügt werden können, daß sie in die Schaufelfußnuten und die Läufernut eingreifen können. Nachdem die Ansätze dieser Verriegelungsplatten radial formschlüssig abgestützt sind, ist das genannte Spiel beseitigt, und die Verriegelungsplatten sind mit Sicherheit gegen Herausschleudern geschützt, und es sind keine weiteren Sperrplatten erforderlich, die eine Umfangsbewegung von Befestigungsplatten und Verriegelungsplatten verhindern müssen.

Bei der erfindungsgemäßen Schaufelbefestigung kann durch eine Bewegung dieser Platten in Umfangsrichtung die formschlüssige Festlegung der Schaufelfüße in axialer Richtung nicht beeinträchtigt werden. Trotzdem ist es zweckmäßig, diese Bewegung zu verhindern, was erfindungsgemäß dadurch geschieht, daß einige Schaufeln mit Anschlägen ausgestattet sind, an denen die Befestigungsplatten in Umfangsrichtung anschlagen. Das Einsetzen dieser Schaufeln erfolgt jeweils nachträglich zwischen zwei in der Umfangsnut im Abstand zueinander angeordneten Befestigungsplatten, die dann gegen den Anschlag geschoben werden.

Um die Befestigungsplatten beim Zusammenbau leichter in der Umfangsnut verschieben zu können, weist zweckmäßigerweise jede Befestigungsplatte ein Einsatzloch für ein Werkzeug auf.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Zusammenbau eines derart gestalteten Läufers, wonach der Zusammenbau in der Weise erfolgt, daß die Mehrzahl der Schaufeln in ihre Axialnuten eingefügt werden, daß die Befestigungsplatten in die aufeinander ausgerichteten Schaufelfußnuten bzw. Läufernuten in Umfangsrichtung eingeschoben werden, daß die übrigen Schaufeln jeweils zwischen zwei Befestigungsplatten in ihre Axialnuten eingeschoben werden und daß abschließend eine oder mehrere Verriegelungsplatten mit radialem Spiel in die aufeinander ausgerichteten Nuten des Läufers und der Schaufeln eingeführt werden, wonach das radiale Spiel der Verriegelungsplatten durch Abbiegen vorstehender Ansätze an der Verriegelungsplatte beseitigt wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren in der Weise durchgeführt, daß nach Einfügung der mit Anschlägen versehenen Schaufeln die Befestigungsplatten in Umfangsrichtung verschoben werden, bis sie an den Anschlägen anschlagen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine aufgebrochene schematische Schnittansicht des Verdichterläufers eines Gasturbinen-Strahltriebwerks,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer Schaufel des Schaufelkranzes nach F i g. 1 in größerem Maßstab,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III gemäß F i g. 1 in größerem Maßstab,

F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV gemäß F i g. 1 in größerem Maßstab.

Der Verdichter des Triebwerks weist mehrere Läuferscheiben 16 auf, von denen aus Gründen der Vereinfachung in der Zeichnung nur eine beschrieben ist. Die Läuferscheibe 16 trägt im Winkelabstand zueinander mehrere Schaufeln 17 bzw. 18. Jede Schaufel 17 bzw. 18 weist einen Schaufelfuß 20 (F i g. 3 und 4) auf, der teilweise schwalbenschwanzförmig gestaltet ist und radial in einer Axialnut der Läuferscheibe 16 gehaltert ist. Jede der Axialnuten erstreckt sich über die gesamte Länge des Läufers. Die Läuferscheibe 16 ist in der Nähe ihres stromoberseitigen Endes mit einer radial nach außen weisenden, in Umfangsrichtung verlaufenden Läufernut 21 ausgestattet. Jede der Schaufeln 17 und 18 weist im Schaufelfuß 20 eine umlaufende Schaufelfußnut 22 auf. Die Schaufelfußnuten 22 der aneinandergrenzenden Schaufeln sind in Umfangsrichtung aufeinander ausgerichtet und radial auf die Läufernut 21 ausgerichtet.

Die Schaufeln 18 sind im Unterschied zu den Schaufeln 17 mit axial verlaufenden Vorsprüngen 23 ausgestattet, deren Zweck nachstehend beschrieben wird.

Die Schaufelfüße der Schaufeln 17 und 18 sind in

ihren Axialnuten durch Befestigungsplatten 24 und Verriegelungsplatten 25 festgelegt, die in den Nuten 21, 22 radial und axial festgelegt sind und sich über einen relativ großen bzw. relativ kleinen Winkelumfang erstrecken. Jede dritte Abdeckplatte wird von einer Verriegelungsplatte 25 gebildet, während die übrigen Abdeckplatten Befestigungsplatten 24 sind. Jede Befestigungsplatte 24 weist ein Einsatzloch 26 auf, in das ein nicht dargestelltes Werkzeug eingefügt werden kann, um die Befestigungsplatte 24 innerhalb der Nuten in Umfangsrichtung zu bewegen.

Die Abdeckplatten 24 und 25 sind am radial äußeren Umfang mit einem Wulst 30 versehen, der die Schaufelfußnuten 22 im wesentlichen ausfüllt. Die Abdeckplatten 24, 25 sind außerdem mit Zungen 32,33 ausgestattet, die innerhalb der Läufernut 21 liegen und sich über die gesamte axiale Ausdehnung dieser Läufernut 21 erstrecken.

Jede der Befestigungsplatten 24 ist außerdem mit einer Zunge 34 ausgestattet, die sich bis fast zur Basis der Läufernut 21 erstreckt, so daß jede Befestigungsplatte 24 über im wesentlichen die gesamte radiale Ausdehnung der Läufernut 21 verläuft.

Die Verriegelungsplatten 25 erstrecken sich demgegenüber nur über einen Teil der radialen Ausdehnung der Läufernut 21, so daß sie eingefügt werden können, nachdem die Befestigungsplatten 24 eingelegt sind. Die Verriegelungsplatten 25 sind mit seitlichen Ansätzen 35 versehen, die aus der in F i g. 3 ausgezogen dargestellten Stellung in die strichpunktiert dargestellte Stellung gebogen werden können, in der sie am Umfang der Läuferscheibe 16 abgestützt sind und die Verriegelungsplatten 25 in ihrer Verriegelungsstellung festhalten.

Der Läufer wird dadurch zusammengebaut, daß zunächst die Schaufeln 17 in ihre Axialnuten eingeschoben werden. Dann werden die Schaufelfußnuten

22 aufeinander und auf die Läufernut 21 ausgerichtet, so daß die Befestigungsplatten 24 in die Nuten 21, 22 eingefügt werden können, um die Schaufeln 17 axial festzulegen. Danach werden die Schaufeln 18 mit ihren Schaufelfüßen in die Axialnuten eingefügt. Jede Schaufel 18 befindet sich zwischen jeweils zwei benachbarten Befestigungsplatten 24. Diese Befestigungsplatten 24 werden dann in Umfangsrichtung bewegt, bis sie an die Anschläge

23 der Schaufeln 18 anstoßen. Die Befestigungsplatten 24 werden demgemäß so in die Schaufelfußnuten 22 eingefügt, daß sie letztere axial festlegen. Hierdurch verbleiben jedoch Zwischenräume zwisehen den Befestigungsplatten 24. Diese Zwischenräume werden durch die Verriegelungsplatten 25 ausgefüllt, die in die Läufernut 21 eingefügt werden, wobei ihre Ansätze 35 in der in F i g. 3 ausgezogen dargestellten Lage befindlich sind. Wegen ihrer gegenüber den Befestigungsplatten 24 geringeren radialen Erstreckung können die Verriegelungsplatten 25 in die Läufernut 21 eingefügt und dann radial nach außen in die Schaufelfußnuten 22 eingefügt werden. Sie gelangen so in die Stellung nach Fig. 3, und es werden dann die Ansätze 35 in die strichlierte Stellung umgebogen, in der sie an der Läuferscheibe 16 radial anliegen. Danach ist die Läuferscheibe vollständig zusammengebaut.

Claims

Patentansprüche:

1. Läufer einer Strömungsmaschine mit enem Schaufelkranz, dessen Schaufeln in Axialnuten einer Läuferscheibe eingesetzt und durch eine an der Stirnseite der Läuferscheibe anliegende Abdeckplatte axial fixiert sind, wobei die Abdeckplatte aus mehreren segmentförmigen Befestigungsplatten und wenigstens einer segmentförmigen Verriegelungsplatte gebildet ist, die einerseits in einer radial nach außen weisenden Umfangsnut in der Läuferscheibe und andererseits in einer durch radial nach innen weisende Einzelnuten an den Fußplatten der Schaufeln gebildeten Umfangsnut festgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsplatten (25) in der Umfangsnut (21) der Läuferscheibe (16) in radialer Richtung Spiel haben und zu ihrer radialen Festlegung mit Ansätzen (35) versehen sind, die umgebogen sich auf einer Umfangsfläche der Läuferscheibe abstützen.

2. Läufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige Schaufeln (18) mit Anschlägen (23) ausgestattet sind, an denen die Befestigungsplatten (24) in Umfangsrichtung anschlagen.

3. Läufer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Befestigungsplatte

(24) ein Einsatzloch (26) für ein Werkzeug aufweist.

4. Verfahren zum Zusammenbau eines Läufers gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Schaufeln (17) in ihre Axialnuten eingeschoben werden, daß die Befestigungsplatten (24) in die aufeinander ausgerichteten Schaufelfußnuten (22) bzw. Läufernuten (21) in Umfangsrichtung eingeschoben werden, daß die übrigen Schaufeln (18) jeweils zwischen zwei Befestigungsplatten (24) in ihre Axialnuten eingeschoben werden und daß abschließend eine oder mehrere Verriegelungsplatten (25) mit radialem Spiel in die aufeinander ausgerichteten Nuten des Läufers und der Schaufeln eingeführt werden, wonach das radiale Spiel der Verriegelunsplatten

(25) durch Abbiegen vorstehender Ansätze (35) an der Verriegelungsplatte beseitigt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einfügung der mit Anschlägen (23) versehenen Schaufeln (18) die Befestigungsplatten (24) in Umfangsrichtung verschoben werden, bis sie an den Anschlägen (23) anschlagen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen