DE1751071A1 - Turbine engine rotor - Google Patents
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- F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
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Description
TurbinentriebwerkrotorTurbine engine rotor
Die Erfindung bezieht sich auf Turbinentriebwerkrotoren und insbesondere auf eine neue Einrichtung zur Verriegelung von Schaufeln an derartigen Rotoren.The invention relates to turbine engine rotors and in particular to a new device for locking blades on such rotors.
Bei der Herstellung von beschaufelten Rotoren von Turbinentriebwerken ist es üblich, die Schaufeln an den Rotoren durch die Verwendung von Wurzeln oder Ansätzen zu befestigen, die an der Basis der Schaufeln ausgebildet sind und die von entsprechenden Sohlitzen aufgenommen werden, die im Umfang des Rotors ausgebildet sindo Es ist ferner üblioh, insbesondere bei Gasturbinentriebwerken für Plugzeuge diese Schaufeln in den Rotorsohlitzen zu verriegeln und zwar duroh eine Verwendung von Halterungen in Form von Metallstreifen, welche duroh die Rotorsohlitze geschoben werden und deren Enden umgebogen werden, eo daß diese sowohl über der Wurzel ale auoh über benaohbarten Teilen der Seitenflöohen dee Ro- tore liegen· Dies 1st eine einfaohe Anordnung, die ea In the manufacture of bladed rotors for turbine engines, it is common practice to secure the blades to the rotors through the use of roots or lugs formed on the base of the blades and received in corresponding base seats formed in the circumference of the rotor o It is also customary, especially in gas turbine engines for plug-in tools, to lock these blades in the rotor base seats using brackets in the form of metal strips, which are pushed through the rotor base seats and the ends of which are bent, eo that these are both above the root The rotors also lie over adjacent parts of the side fleas · This is a simple arrangement which is ea
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ermöglicht, einzelne Schaufeln in gewünschter Weise zu ersetzen.enables individual blades to be replaced in the desired manner.
Dieae Ausbildung weist jedoch den Naohteil auf, daß irgend ein relativea Moment zwischen der Schaufel und dem Rotor in axialer Richtung von einem Teil dea Halterungaatreifens aufgenommen wird, der nach dem Einbau umgebogen wurde. Obwohl ein derartiger Halterungsatreifen derart gestaltet werden kann, daß er zufriedenatellend arbeitet, können spezielle Zuverlässigkeitaprobleme auftreten, wenn veraucht wird, diesen Halterungaetreifen wieder zu verwenden oder wenn dieaer Halterungaatreifen nicht genau geataltet iat, wie ea vorgeschrieben ist, oder wenn dieser Halterungsatreifen, nicht genau, wie vorgeschrieben, verwendet wird»The training, however, has the minor part that any a relative moment between the blade and the rotor in the axial direction of a part of the support tire which was bent after installation. Although such a bracket tire can be designed in such a way that it works satisfactorily, special reliability problems may arise, if there is smoke, this bracket tire to be used again or if the mounting bracket tires not exactly geatold iat as ea is prescribed, or if this holder at tire, not exactly how prescribed, is used »
Dieae Probleme aind bisher aufgetreten, und ee wurden auch bereita Verriegelungameohaniamen geachaffen, die die axialen Belaatungen ausschalten, die auf eine Halterung auageübt werden, die beim Zuaammenbau umgebogen wird. Vorachläge zur Auaachaltung eines beim Zuaammenbau umgebogenen Laataufnahmehalterungaelementes führten jedoch zu komplizierten, teueren oder nioht leicht ausführbaren Vorachlägen, wobei diese Vorschläge nioht bei allen Turbotriebwerken verwendet werden können, wie beispielsweise bei Turbotriebwerken, deren Schaufeln Zungen oder Ansätze mit breiter Baeie habtn, wobei Sohlit»· un~ The problems have arisen so far, and locking devices have been created that eliminate the axial loads that are applied to a bracket that is bent over during assembly. However, proposals for the creation of a bent-over support bracket element during assembly led to complicated, expensive or not easy to implement templates, whereby these proposals cannot be used for all turbo engines, such as turbo engines, whose blades have tongues or extensions with a wide width, whereby Sohlit »· un ~
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ter einem Winkel relativ zur Rotorachse angeordnet sind=are arranged at an angle relative to the rotor axis =
Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, eine verbesserte Verriegelung für eine an einem Rotor montierte Schaufel zu schaffen, um auf diese Weise axiale Belastungen auszuschalten, die auf irgend einen Teil der Verriegelung ausgeübt -werden, die beim Zusammenbau umgebogen ist, wobei diese Verriegelung auch für Schaufeln verwendet werden soll, die in Schlitzen montiert sind, die unter einem Winkel relativ zur Rotoraohae angeordnet sind und wobei diese Verriegelung auch für Schaufeln mit breiten Wurzeln oder Ansätzen verwendet werden soll*It is therefore an object of the invention to provide an improved Lock for a blade mounted on a rotor to create in order to eliminate axial loads in this way, exerted on any part of the lock that is bent over during assembly, wherein this interlock should also be used for blades that are mounted in slots under a Angle relative to the rotoraohae are arranged and this locking also applies to blades with wide Roots or approaches should be used *
Im weitesten Sinne wird durch die Erfindung ein Turbotriebwerkrotor geschaffen, der einen Umfangsrand mit Schlitzen aufweist und Schaufeln, die Wurzeln mit unteren und oberen Oberflächen haben. Die Wurzeln werden von die sen Schlitzen aufgenommene Es ist ein Spielraum von einem Ende zum anderen der Wurzel zwischen dem Schlitz und wenigstens einem Teil der unteren Oberfläche der Wurzel vorhanden«. Eine Sehaufe!verriegelung für jede Schaufel wird durch eine Halterung gebildet, die eine Brücke aufweist, die in diesem Spiel oder Zwischenraum angeordnet ist, wobei nach außen und nach innen sich erstreckende Schenkel an den beiden Seiten vorgesehen sind, welche die gegenüberliegenden Enden der Wurzel und die gegenüberliegenden radialen Seiten desIn the broadest sense, the invention provides a turbo engine rotor which has a peripheral edge with slots and blades that have roots with lower and upper surfaces. The roots will There is a margin taken up by these slots from end to end of the root between the slot and at least part of the lower surface the root is present «. A Sehaufe! Lock for each blade is formed by a bracket that has a bridge in that game or space is arranged, with outwardly and inwardly extending legs provided on the two sides which are the opposite ends of the root and the opposite radial sides of the
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Randes umfassen, wenn sich dieser Bauteil in der Verriegelungsstellung "befindet. Diese Brücke weist' ferner eine obere und eine untere Oberfläche auf, wobei eine Halterung in diesen Zwischenraum eingesetzt wird, um die Anordnung in der Yerriegelungsstellung zu halten«, Wenigstens ein Schenkel der Halterung ist relativ zu dem Spielraum ausreichend kurz, daß in Abwesenheit des Riegels die Halterung radial in diesem Spielraum verschoben werden kann, so daß der eine Schenkel aus der Verriegelungslage herausbewegt werden kann, so"daß die Anordnung herausgenommen und die Schaufeln vom Rotor abgebaut werden können·When this component is in the locked position "is located. This bridge also has a upper and a lower surface, a bracket being inserted into this space to hold the assembly to hold in the locking position «At least one leg of the bracket is relative to the Clearance sufficiently short that, in the absence of the bolt, the bracket is displaced radially in this clearance can be so that the one leg can be moved out of the locking position, so "that the arrangement removed and the blades can be removed from the rotor
Zu diesem Zweck wird ein Turbin-entriebwerksrotor verwendet, der den üblichen Umfangsrand aufweist, in dem Schlitze angeordnet sind. Die Schaufeln werden in diesen Schlitzen mittels Wurzeln an ihren inneren Enden montiert. Ein Spielraum ist zwischen dem Schlitz und der unteren Oberfläche der Wurzel vorgesehen» Die Schaufelverriegelung weist eine Halterung und einen Riegel auf, und diese Teile werden verwendet, um jede Schaufel in der montierten Stellung zu halten» Die Halterung weist eine Brücke auf, die in diesen Spielraum zwischen Dem Schlitz und der Wurzel eingesetzt ist und diese Halterung weist ferner nach außen und innen sich erstreckende Schenkel an ihren entgegengesetzten Enden auf, die die gegenüberliegenden Enden der Wurzel und die Seitenflächen des Randes umfassen, wenn sich dieFor this purpose, a turbine engine rotor is used which has the usual peripheral edge in which Slots are arranged. The blades are in these slots by means of roots at their inner ends assembled. Clearance is provided between the slot and the lower surface of the root »The blade lock has a bracket and a latch, and these parts are used to hold each bucket to hold in the assembled position »The bracket has a bridge that extends into this clearance between The slot and the root is inserted and this bracket also has outwardly and inwardly extending Legs at their opposite ends to that of the opposite ends of the root and embrace the side faces of the rim when the
109810/0692 Teile109810/0692 parts
BAD ORiGiNAl.BAD ORiGiNAl.
Teile in der Verriegelungsstellung "befinden. Der Riegel wird in diesen Zwischenraum eingesetzt und hält die Halterung in der Yerriegelungssteilung. Wenigstens einer der Haiterungsschenkel ist relativ zum Spielraum ausreichend kurz, so daß bei Abwesenheit des Riegels die Halterung radial in den Spielraum verschoben werden kann, so daß der eine Schenkel aus dem Verriegelungseingriff heraus bewegt werden kann, wodurch die Schaufeln am Rotor ausgewechselt werden können.Parts are in the locking position ". The bolt is inserted into this space and holds the bracket in the locking division. At least one the Haiterungsschenkel is sufficiently short relative to the clearance, so that in the absence of the bolt Bracket can be moved radially into the clearance, so that the one leg out of locking engagement can be moved out, causing the blades on the rotor can be exchanged.
Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen: The invention is intended in the following description below Referring to the figures of the drawing to be explained. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Rotorabschnittes mit Schaufel und Schaufelverriegelung, wobei die Teile in auseinandergezogener Lage dargestellt sind, Fig. 1 is a perspective view of a rotor section with shovel and shovel lock, with the parts shown in an exploded position,
Pig· 2 eine Teilschnittansicht, die einen Teil des Umfangs dea Rotors darstellt, Pig 2 is a partial sectional view showing part of the circumference of the rotor;
Fig. 3 und 4 Schnitte, genommen längs der Linie HI-III der Fig« 2, wobei diese Figuren den Zusammenbau der erfindungsgemäßen Verriegelung veransohauliohen, 3 and 4 sections, taken along the line HI-III of FIG. 2, these figures showing the assembly of the lock according to the invention,
Pig. 5 eine Ansieht, gesehen von der Linie V-V der Pig. 2 aus, und Pig. Figure 5 is a view as seen from the line VV of the Pig. 2 off, and
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Pig. 6 eine der Fig« 5 entsprechende Schnittansicht.Pig. 6 shows a sectional view corresponding to FIG.
Ea aei zuerst adf Figo 1 Bezug genommen. Der lurbotriebwerkarotor v/eist einen Tr omme lab schnitt 14 auf, um den herum ein integraler Rand 16 ausgebildet ist. Flansche 17 bilden Plattformen, die zusammen mit den Schaufeln die inneren Grenzen des Strömungsweges durch den Kompressor begrenzen. Eine nach innen aich erstreckende Scheibe 18 ist aus Festigkeitsgründen zur Aufnahme der radialen lasten vorgesehen, die duroh Zentrifugalkräfte entstehen, die an den Schaufeln wirksam sind, welche in /den Schlitzen 20 montiert sind, die im Rand 16 ausgebildet sindo Die Schaufeln 22 weisen Wurzeln 24 auf, die an den inneren Enden ausgebildet sind und diese Wurzeln werden von den Schlitzen 20 aufgenommeneEa aei first referred to in FIG. The lurbo engine rotor There is a drum section 14 around which an integral rim 16 is formed. Flanges 17 form platforms which, together with the blades, define the inner limits of the flow path through the compressor limit. An inwardly extending disc 18 is for reasons of strength to accommodate the radial loads are provided that arise from centrifugal forces that are effective on the blades, which in / the slots 20 formed in the rim 16 are mounted o The blades 22 have roots 24 that at the inner ends are formed and these roots are received by the slots 20
Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung weist einen Halter 26 und einen Riegel 28 auf. Insbesondere weist der Halter 26 eine Brücke 30 auf, die nach innen sich erstreckende Schenkel 32 an ihren entgegengesetzten Enden aufweist und ebenfalls nach außen aich erstreckende Schenkel 34 9 die ebenfalls an den entgegengesetzten Enden angeordnet sind. Die Schenkel 34 haben Ausaparungen 36, die mit einer flachen Nut 37 in der Oberseite der Brücke 30 fluchten. Der Riegel 28 iat einfach ein flaoher Metallstreifen, der einen Ansatz 31 aufweist»The locking device according to the invention has a holder 26 and a bolt 28. In particular, the holder 26 has a bridge 30 which has inwardly extending legs 32 at their opposite ends and also outwardly extending legs 34 9 which are also arranged at the opposite ends. The legs 34 have recesses 36 which are aligned with a shallow groove 37 in the top of the bridge 30. The bar 28 is simply a fluff metal strip which has a shoulder 31 »
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Es sei bemerkt, daß die Schlitze 20 im Rotorrand 16 unter einem Winkel relativ zur Rotorachse angeordnet sind, wobei die Rotoraohse schematisch durch die strichpunktierte Linie χ in Fig. 2 dargestellt ist. Die radialen Oberflächen zu beiden Seiten des Randes 16 liegen jedoch in Ebenen, die senkrecht zur Rotorachse verlaufene Die Wurzel 24 ist in gleicher Weise derart ausgebildet, daß deren Endflächen in Ebenen liegen, die den Ebenen entsprechen, in denen die radialen Seiten des Randes liegen, wobei diese Flächen unter einem Winkel zu den schrägen Wurzeloberflächen verlaufen. Es sei bemerkt, daß duroh die schrägen Wurzelflächen eine breite Basis geschaffen wird, wobei sich gezeigt hat, daß diese breite Basis bei vielen Rotoren zweckmäßig ist. Die Winkelanordnung der Schlitze vermindert Spannungskonzentrationen zwischen der Wurzel und den Arbeitsoberflächen am äußeren Ende der Schaufel, die unter einem Winkel angeordnet sind, wie er in 3?ige 2 dargestellt ist. Die gleiche Winkelbezieheung ist zwischen der Brücke 30 und den Schenkeln 34, 36 der Halterung 26 vorhanden und eine ähnliche Winkelbeziehung ist zwischen dem Ansatz 31 und dem Körper des Riegels 28 vorhanden.It should be noted that the slots 20 in the rotor edge 16 are arranged at an angle relative to the rotor axis, the rotor axis being shown schematically by the dash-dotted line χ in FIG. The radial surfaces on both sides of the edge 16, however, lie in planes which run perpendicular to the rotor axis. these surfaces being at an angle to the sloping root surfaces. It should be noted that the sloping root surfaces provide a broad base and this broad base has been found to be useful with many rotors. The angular arrangement of the slots reduces stress concentrations between the root and the working surfaces on the outer end of the blade, which are arranged at an angle, as is shown in Figure 3 ig? E. 2 The same angular relationship exists between the bridge 30 and the legs 34, 36 of the bracket 26, and a similar angular relationship exists between the boss 31 and the body of the latch 28.
Wie beschrieben wird die Halterung 26 unterhalb der Wurzel 24 angeordnet und in eine Nut 38 eingeführt, die in der Unterseite der Wurzel 24 ausgebildet ist. Die Höhe der Nut 38 ist ausreichend, so daß, wenn die Brücke 30As described, the bracket 26 is positioned below the root 24 and inserted into a groove 38 formed in the underside of the root 24 is formed. The height of the groove 38 is sufficient so that when the bridge 30
1098 10/0692 in1098 10/0692 in
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
in diese Hut eingesetzt ist, wobei die Schenkel 34 die gegenüberliegenden Seiten der Wurzel umfassen, die Schenkel 32 oberhalb des Bodens des Schlitzes 20 liegen. Dies ermöglicht es, daß die Wurzel mit der Halterung zusammengebaut werden kann und in den Schlitz 20 eingesetzt werden kann, wie es in Pig. 3 dargestellt ist« Wenn die Endflächen der Wurzel 24 mit den Seitenflächen des Randes 16 bündig abschließen, kann die Halterung radial nach innen verschoben werden, so daß die Schenkel 32 die radialen Seitenflächen des Randes 16 umfassen, während die Schenkel 34 in Eingriff mit den Endflächen der Wurzel 24 verbleiben, wie es die Figuren 4 und 5 zeigen.is inserted into this hat, with the legs 34 encompassing the opposite sides of the root, the legs 32 lie above the bottom of the slot 20. This enables the root to be assembled with the bracket and can be inserted into slot 20 as described in Pig. 3 is shown «If the End surfaces of the root 24 flush with the side surfaces of the edge 16, the bracket can be radial be displaced inward, so that the legs 32 include the radial side surfaces of the rim 16, while the legs 34 remain in engagement with the end surfaces of the root 24, as FIGS. 4 and 5 show.
Der nicht abgebogene Abschnitt des Riegels 28 kann dann durch eine Aussparung 36 durch die Hut 37 unterhalb der Zunge 24 «ingeschoben werden und schließlich durch die Aussparung 36 auf der anderen Seite der Halterung. Das vorspringende Ende des Riegels wird dann nach oben gebogen, wie es in den Pig. 4 und 5 dargestellt ist, um einen Ansatz 40 zu bilden, wodurch zwangsläufig die Halterung verriegelt ist. Diese Halterung verriegelt die Schaufel relativ zum Rand 16 und axiale Lasten, die versuchen könnten, die Schaufel in den Sitzen 20 zu verschieben, werden von den Schenkeln 32 und 34 aufgenommen und nicht von den umgebogenen Ansätzen des RiegelsThe not bent portion of the bolt 28 can then through a recess 36 through the hat 37 below the Tongue 24 ″ are pushed in and finally through the recess 36 on the other side of the holder. That the protruding end of the latch is then bent upwards as it does in the pig. 4 and 5 is shown to to form an approach 40, whereby the bracket is inevitably locked. This bracket locks the vane relative to the rim 16 and axial loads that might attempt to displace the vane in the seats 20, are received by the legs 32 and 34 and not by the bent lugs of the bolt
daß
38ο Es sei bemerkt, mit Vorteil der vorgebogene Ansatzthat
38ο It should be noted that the pre-curved approach is advantageous
31 und der Ansatz 40, der nach dem Zusammenbau umgebogen 109810/0692 31 and the extension 40, which is bent over after assembly 109810/0692
wird, sich nach oben zwischen den geschlitzten Abschnitten der Schenkel 34 erstrecken, um das Profil des Riegels in axialer Richtung auf ein Minimum herabzusetzen und dadurch werden YentilationsVerluste herabgesetzt, wenn sich der Rotor drehtewill extend upward between the slotted portions of the legs 34 to the profile of the latch reduce to a minimum in the axial direction and thereby Yentilation losses are reduced if the rotor turned
Die beschriebene Verriegelung bildet auch eine wirksame Dichtung, die verhindert, daß Luft zwischen den Stufen durch die Wurzel- und S chli-t ζ Verbindung hindurchtritt, die zur Montage der Schaufeln vorgesehen ist»The lock described is also an effective one Gasket that prevents air from passing through the root and slip joint between the steps, which is intended for the assembly of the blades »
In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß sich die Schenkel 32 vom Mittelabschnitt der Brücke 30 aus erstrecken. Dadurch können die unteren Randkantenoberflächen der Brücke bearbeitet werden, so daß diese in entsprechender Weise zugerichtet werden können und besser dem Profil der Schlitze angepaßt werden können. Zusammen mit den Nuten 37 ergibt sich eine ausreichende Festigkeit sowohl für die Brücke als auch für den Körperabschnitt des Riegels 38«,In this connection it should be noted that the legs 32 extend from the central portion of the bridge 30. This allows the lower edge surfaces of the Bridge are edited so that they can be trimmed in a corresponding manner and better the profile the slots can be adjusted. Together with the grooves 37, there is sufficient strength both for the bridge as well as for the body section of the bolt 38 ",
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