DE19627386A1 - Verbindungs-Anordnung für zwei Turbinen-Laufradscheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungs-Anordnung für zwei Turbinen- Laufradscheiben mit mehreren in Durchsteckbohrungen in den Scheiben- Verbindungsarmen eingesetzten Gewindebolzen, insbesondere Dehnbolzen, auf die beidseitig Muttern aufgebracht sind, um die Scheiben paßgenau ge­ geneinander zu verspannen. Zum bekannten Stand der Technik wird bei­ spielshalber auf die EP 0 556 514 A2 verwiesen.

Die Platzverhältnisse bei einer Schraubverbindung zweier Turbinen-Laufrad­ scheiben, deren einander zugewandte Verbindungsarme durch mehrere im wesentlichen ringförmig angeordnete Gewindebolzen/Dehnbolzen gegen­ einander verspannt werden, sind zumeist sehr beengt. Die beengte Ein­ bausituation kann zur Folge haben, daß keine Dehnschrauben mit Bolzen­ köpfen verwendet werden können, sondern daß Dehnbolzen/Gewindebolzen erforderlich sind, auf deren beiden Enden dann Muttern aufgebracht werden. Dann ist es erforderlich, den Dehnbolzen/Gewindebolzen exakt in seiner Lage zu positionieren und praktisch gleichzeitig die beiden Muttern mit einem definierten Drehmoment anzuziehen, um die gewünschten Span­ nungsverhältnisse zu erzielen. Nun ist es aufgrund der beengten Einbau­ situation jedoch nicht möglich, gleichzeitig zwei Montagewerkzeuge zum Anziehen der ersten Verschraubung sowie zum Kontern der zweiten Mutter gleichzeitig anzusetzen. Für diese geschilderte Problematik Abhilfemaßnah­ men aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Dehnbol­ zen/Gewindebolzen eine Flanke aufweist, mit der sich nach Anziehen der am Verbindungsarm der ersten Laufradscheibe anliegenden ersten Mutter lagegenau an der der zweiten Laufradscheibe zugewandten Seite des Ver­ bindungsarmes der ersten Scheibe abstützt. Vorteilhafte Aus- und Weiterbil­ dungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs­ beispieles, dabei zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindungs- Anordnung für zwei Turbinen-Laufradscheiben,

Fig. 2 diese Schraubverbindung der beiden Laufradscheiben in ver­ größerter Darstellung, sowie

Fig. 3 die Ansicht A aus Fig. 2.

Mit der Bezugsziffer 1 ist eine erste Laufrad-Scheibe beispielsweise einer Fluggasturbine bezeichnet, die mit einer zweiten Laufrad-Scheibe 2 über eine Schraubverbindung verbunden ist. Hierzu sind die beiden Scheiben- Verbindungsarme 1a, 2a über mehrere bezüglich der Turbinenlängsachse 3 im wesentlichen kreisförmig angeordnete Dehnbolzen 4, auf die beidseitig Muttern 5a, 5b aufgebracht sind, gegeneinander verspannt.

Die Darstellung gemäß Fig. 1 verdeutlicht die beengte Einbausituation. Tatsächlich muß nämlich diese Schraubverbindung blind von innen, d. h. von der Turbinen-Längsachse 3 aus montiert werden. Um dies zu vereinfachen und dabei eine paß- und lagegenaue Schraubverbindung zu gewährleisten, wird die in Fig. 2 vergrößert dargestellte Verbindungsanordnung vorgeschlagen.

Demnach sei zunächst nur die linke Laufrad-Scheibe 1 vorhanden. An deren Verbindungsarm 1a werden dann als erstes die über Ringsegmentplatten 6 gehaltenen ersten Muttern 5a angebracht, und zwar korrespondierend mit den jeweiligen Durchsteckbohrungen 7 für die Dehnbolzen 4 in diesem Scheibenverbindungsarm 1a. Hierzu sind die ersten Muttern 5a als an sich bekannte Annietmuttern ausgebildet, die dann wie bekannt auf den Ringsegmentplatten 6 sitzen. Anschließend wird von rechts in jede Durch­ steckbohrung 7 eine Hülse 8 eingelegt, die sich am Verbindungsarm 1a ab­ stützt und die ihrerseits als Abstützfläche für den anschließend in die Durchsteckbohrung 7 eingebrachten Dehnbolzen 4 dient. Dieser Dehnbolzen 4 weist nämlich eine Flanke 9 auf, die durch einen in eine Nut 10 im Bolzen 4 eingesetzten Federring 11 gebildet ist.

Anschließend wird der Dehnbolzen 4 in die erste Mutter 5a eingeschraubt. Hierzu wird mittels eines geeigneten Werkzeuges jede Mutter 5a so lange gedreht, bis der Federring 11 an der Hülse 8 zum Anschlag kommt, so daß sich die Ringsegmentplatten 6 letztlich am Verbindungsarm 1a abstützen. Der Dehnbolzen 4 wird bis zu einem vorbestimmten Drehmoment angezo­ gen, derart, daß diese Anzugskraft größer ist als das Anzugsdrehmoment einer später auf den Dehnbolzen 4 aufzubringenden Anker-Mutter 5b. Hier­ bei ist den Dehnbolzen 4 mit Hilfe der Flanke 9, dem Federring 11 und der Hülse 8 exakt positioniert.

Die auf diese Weise an der ersten Turbinen-Laufradscheibe 1 vormontierte Durchgangsverschraubung erlaubt nun die Steckmontage der zweiten Laufradscheibe 2. Diese Laufradscheibe 2 wird somit mit ihren Durch­ gangsbohrungen 7 auf die einzelnen Dehnbolzen 4 soweit aufgeschoben, daß die beiden Scheiben-Verbindungsarme 1a, 2a aneinander zum Anliegen kommen. Anschließend wird die zweite, sog. Anker-Mutter 5b ebenfalls mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges, das als ein Spezialspannwerkzeug ausgebildet sein kann, auf das rechtsseitige freie Ende des Dehnbolzens 4 aufgeschraubt. Dabei wird diese zweite Mutter 5b mit einem bestimmten An­ zugsdrehmoment angezogen, ohne daß sich dabei die Position des Dehn­ bolzens 4 ändert.

Die beschriebene Verbindungs-Anordnung für die beiden Turbinen-Laufrad­ scheiben 1, 2 zeichnet sich somit trotz der beengten Einbauverhältnisse durch höchste Funktionalität und Zuverlässigkeit aus. Bei entsprechender Gestaltung der Durchsteckbohrungen 7 kann sich der Dehnbolzen 4 selbst­ verständlich auch direkt am Scheiben-Verbindungsarm 1a abstützen, ohne daß hierfür die gezeigte eingesetzte Hülse 8 benötigt wird. Auch kann die Flanke 9 selbst aus dem Dehnbolzen 4 herausgearbeitet sein, ebenso kann anstelle des Federringes 11 ein Sprengring vorgesehen werden. Daneben sind selbstverständlich eine Vielzahl weiterer Abwandlungen vom gezeigten Ausführungsbeispiel möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu ver­ lassen.

Claims (4)

1. Verbindungs-Anordnung für zwei Turbinen-Laufradscheiben (1, 2), mit mehreren in Durchsteckbohrungen (7) in den Scheiben-Verbin­ dungsarmen (1a, 2a) eingesetzten Gewindebolzen, insbesondere Dehnbolzen (4), auf die beidseitig Muttern (5a, 5b) aufgebracht sind, um die Scheiben (1, 2) paßgenau gegeneinander zu verspannen, wo­ bei der Gewindebolzen/Dehnbolzen (4) eine Flanke (9) aufweist, mit der er sich nach Anziehen der am Verbindungsarm (1a) der ersten Laufradscheibe (1) anliegenden ersten Mutter (5a) lagegenau an der der zweiten Laufradscheibe (2) zugewandten Seite des Verbindungs­ armes (1a) der ersten Scheibe abstützt.

2. Verbindungs-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanke (9) des Dehnbolzens (4) durch einen in eine Nut (10) im Bolzen (4) eingesetzten Federring (11) gebildet ist.

3. Verbindungs-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Dehnbolzen (4) mit seiner Flanke (9) an einer in die Durchsteckbohrung (7) im Verbindungsarm (1a) der ersten Scheibe (1) eingesetzten Hülse (8) abstützt.

4. Verbindungs-Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die an der ersten Laufradscheibe (1) anliegenden ersten Muttern (5a) als auf Ringsegmentplatten (6) sitzende Annietmuttern ausgebildet sind.