DE2258618A1

DE2258618A1 - Bolzenloser blatt- und dichtungshalter

Info

Publication number: DE2258618A1
Application number: DE19722258618
Authority: DE
Inventors: Richard Helmer Andersen; Robert James Corsmeier; Joseph Walter Savage
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-12-06
Filing date: 1972-11-30
Publication date: 1973-06-07
Also published as: GB1410658A; US3768924A; DE2258618C2; IL40583A0; JPS5531281B2; BE792286A; FR2164197A5; JPS4865506A; CA982483A

Description

Dr. Horst Schüler

Patentanwalt .

6 Frankfurt/ Main 1 .

Niddastraße 52

Frankfurt, den 29.11.7; Vo/pl

2224-13DV-5923

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road Schenectady, N.Y., U.S.A.

Bolzentoser Blatt- und Dichtungshalter

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Turbomaschinen-Rotorkonstruktion und insbesondere auf eine verbesserte Struktür zur Halterung und Anordnung von Rotorblättern auf einer Tui— bomaschinen-Rotorscheibe.

In Hochleistungs-Gasturbinentriebwerken überschreitet die Temperatur der heißen Gasströmung, die innerhalb eines Verbrennungs· abschnittes erzeugt wird, die Betriebstemperatureigenschaften von irgendeinem pr-akt ί sehen . Material, aus dem die Turbinenschaufeln und -blätter hergestellt sein können. Um die Metall-

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temperaturen auf einen Punkt herabzusetzen« wo eine ausreichende Festigkeit aufrechterhalten wird,ist es allgemeine Praxis geworden, Druckluft mit geringerer Temperatur vom Triebwerkkompressor in die Turbinenkomponenten zu leiten, die in der Umgebung einer hei ft ...en Gasströmung arbeiten.

Die somit abgeleitete Kühlluft wird auf verschiedenen Wegen aus* genutzt, um die MetalItemperaturen derartiger Komponenten herabzusetzen. Als allgemeine Regel wird diese Kühlluft in hohle Blätter oder Schaufeln eingeleitet und dann in die heiß.e Gasströmung ausgestoßen. Diese Kühlluft setzt die Metal Itemperaturen der Komponenten durch verschiedene Wärmeübergangsmechanismen herab, wie z. B. Konvektions-, Aufprall- oder Filmkühlwirkung. Um die Kühlung, zu verstärken, kann der Innenraum der rotierenden Blätter und feststehenden Schaufeln mit Einsätzen ausgerüstet sein, in denen eine große Anzahl kleiner Löcher vorgesehen sind, durch die hindurch Luft auf die inneren Oberflächen der Blätter oder Schaufeln aufprallt.

Die Ausbildung derartiger Einsätze für die Aufprallkühlung von feststehenden Schaufeln ist vom Standpunkt des Zusammenbaues relativ unkompliziert. Bei rotierenden Komponenten und insbesondere bei Blättern von Turbinenrotoren können jedoch große Schwierigkeiten mit dem Versuch verbunden sein, derartige Einsätze zu schaffen. Das Problem wird noch komplizierter« wenn man berücksichtigt, daß die Kühlluft in die Innenräume der Rotorblätter geliefert werden muß, während diese Blätter bei extrem hohen Drehzahlen rotieren. Um diese Probleme zu überwinden, sind in den letzten Jahren eine Reihe von Gestaltungen entwickelt worden. Eine derartige Gestaltung, die sich als erfolgreich erwiesen hat, ist in der belgischen Patentschrift 772 279 beschrieben.

Gemäß der vorgenannten belgischen Patentschrift 772 279 wird

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ein Turbinenblatt mit einem dünnwandigen, in Kammern unterteilten Flöget abschnitt und ein einzelner kreisbogenförmiger Schwalbenschwanz gebildet, der mit dem flügelabschnitt integral gebildet ist.. Aufprat lei nsätze erstrecken sich durch in dem Schwalbenschwanz ausgebildete radiale Kanäle hindurch und von diesen nach außen in den Hohlraum des Flügelabschnittes. Die Einsätze sind durch diese Kanäle-hindurch einsetzbar und weisen eine Vielzahl von Lochern auf, die auf die inneren Oberflächen des Flügelabschnittes gerichtet sind. Eine Einlaßöffnung am unteren Ende des Einsatzes läßt Kühlluft durch, die von den Einsatzlöehern ausgestoßen wird, damit diese auf die Flügeloberflächen aufprallt und diese· kühlt. Wie in der belgischen Patentschrift 772 279 weiter beschrieben ist, werden die Aufpralleinsätze mittels eines hohlen Äbstandshalters in ihrer Lage gehalten, Oer hohle Abstandshalter ist in die Schwalfoenschwanznut der fiotorscheibe unterhalb des Btattschwalbenschwanzes eingepaßt- Dieser Abstandshalter wird mittels eines Kanales mit Kühlluft versorgt, der entlang der Oberfläche der Rotorscheibe ausgebildet ist. Wie ferner in dieser Patentschrift beschrieben ist, sind die Rotorblätter der Turbine an einer axialen Bewegung innerhalb der Schwatbenschwanzntrten durch ringförmige Platten gehindert, die auf den stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Seiten der Rotorscheiben durch zahlreiche Bolzen befestigt sind. Die stromaufwärts gelegene Platte unterstützt ferner die Bildung der Ströfflungsbahn zur Zuivhrung der Kühlluft zu den Abstandshaltern unterhalb der Blattschwalbenschwänze.

Die Verwendung einer Vielzahl von Bolzen, um die ringförmigen Platten an den stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Seiten der Rotorscheibe zu befestigen, bringt jedoch gewisse Nachteile mit sich, da jeder Vorsprung von der rotierenden Scheibe eine Reibung innerhalb der Kammer verursacht, die zum Teil von den Seitenwänden der Rot or scheibe gebildet wird. Diese Reibung erhöht nicht nur die Temperatur der Luft innerhalb der Kammer,

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sondern vergrößert auch den gesaroten Strömungswiderstand auf dem Turbinenrot or. Beide Erscheinungen setzen die Leistungsfähigkeit der Turbine herab. Die Verwendung von Bolzen führt auch 2U einem zusätzlichen Problem, da die Bolzenlöcher, die innerhalb der Rotorscheibe angeordnet sind, die Randbelastung vergrößern und zu Bereichen mit Beanspruchungskonzentrationen führen. Damit diese Probleme leichter überwunden werden, fordern die Konstrukteure normalerweise eine große Zahl kleiner Bolzen, die im gleichen Abstand um den Rand der Turbinenscheibe herum anzuordnen sind. Diese große Anzahl von Bolzen vergrößert selbstverständlich sowohl das Gewicht des Triebwerkes als auch die Zeit, die zur Hontage oder Demontage erforderlich ist.

Die Verwendung von Abstandshaltern unterhalb der Blattschwalben* schwänze, um die Blätter radial anzuordnen und für Raum zur Einführung von Kühlluft in die Einsätze zu sorgen, kompliziert etwas die Zusammenbauverfahren und verlängert die Zeit, die zum Zusammenbau erforderlich ist. Die Abstandshalter selbst erhöhen auch die gesamten Material kosten des Triebwerkes. Wenn deshalb die Abstandshalter eliminiert werden könnten, wurden die Kosten der Turbinenrotoreinheit sinken.

Es ist deshalb wünschenswert, eine Bl attha11erungsgestaltung zu schaffen, die Maßnahmen umfaßt, um die Rotorblätter innerhalb der Schwalbenschwanznuten nicht nur zu haltern, sondern auch radial anzuordnen, und die ferner eine Maßnahme beinhaltet, um die Kühlluft in die Bt attschwaIbenschwänze einzuleiten, ohne daß eine Anzahl von Bolzen entweder von den stromaufwärts oder stromabwärts gelegenen Seiten der Turbinenrotorscheiben ausgehen müssen,

Bolzenlose Blatthalter sind an sich nicht neu. Beispielsweise ist es bekannt, passende Nuten in einer Lippe, die von dem Rand einer Turbinenrotor seheibe ausgeht, und in den Bl attschwaI bonschwänzen 7u schaffen. C in Si c he rungsrirahl wird diinn i μιηί hai I)

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der Nut angeordnet, um dadurch eine axi'ale Bewegung der Schwal-. benschwänze in den Schwalbenschwanznuten zu verhindern. Ein BeispieL für diese Konstruktionsart ist in der US-Patentschrift 2 713 991 beschrieben. Dieser Konstruktion ähnliche Gestaltungen betreffen jedoch lediglich die Verhinderung einer axialen Bewegung der Blätter und sorgen nicht für Kühlluft zum Blatt noch bilden sie eine Verbindung eines dichtenden Elementes irgendeines Typs mit der Rotorscheibe.

Weiterhin ist es bekannt, einzelne Abdeckplatten für jedes Rotorblatt vorzusehen, die nicht nur zur Halterung der Blätter innerhalb der Schwalbenschwanznuten dienen, sondern auch die Gasströmung zwischen den langgestreckten Blattschenkeln absperren oder als Gasdichtung zwischen benachbarten feststehenden Teilen der Turbine dienen. Eine derartige Gestaltung ist in der US-Patentschrift 3 137 478 beschrieben. Diese Gestaltungen betreffen ebenfalls nicht die Bildung einer Kühlströmung zu den Blattschwalbenschwänzen der Turbine, und die potentielle Leckage zwischen den einzelnen Abdeckplatten scheint auch ihre Verwendung in einer derartigen Weise auszuschließen. Darüber hinaus bedürfen die Probleme, die mit dem Zusammenbau einer Konstruktion verbunden sind, die zwei getrennte Deckplatten für jedes einzelne Turbinenblatt erfordert, kaum der Erwähnung.

Es ist deshalb eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bolzenlosen Blatthalter für Turbomaschinen-Rotorblätter zu schaffen, der Maßnahmen 1ür die Zufuhr von Kühlluft in den Blattschwalbenschwanzbereich umfaßt.

Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen derai— tigen Halter zu schaffen, der Einrichtungen zur radialen Anordnung der Rotorblätter und zur Verbindung ringartiger Teile, wie z. B. Dichtungen, Halter etc., mit einer Rotorscheibe umfaßt.

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Diese und ähnliche Aufgaben werden, kurz* gesagt, erfindungsgemäß durch einen Turbomaschinenrotor gelöst, bei dem eine Rotorscheibe eina Reihe von gleich beabstandeten, hakenförmigen Fingern nahe dem Rand der Rotorecheibe aufweist. Ein zusammenhängender, ringförmiger Ringblatthalter ist so gestaltet, daß er zahlreiche Fahnen aufweist, die zwischen die Rotorscheibenfinger in einer ineinandergreifenden Weise passen, die eine relative Rotation zwischen dem Blatthalter und der Scheibe verhindert. Nachdem der Halter auf der Scheibe angeordnet ist, wird ein unterbrochener Haltering unter den hakenförmigen Scheibenfingern angebracht und somit der Blatthalter an der Scheibe befestigt. Nahe dem Rand der Rotorscheibe ist ein Anschlag vorgesehen, um den Halter in der radialen Richtung zu unterstützen.

Andere bevorzugte Merkmale sind zu sehen in der Bemessung des Blatthalters, so daß ein Teil von ihm unterhalb der Plattformen der Rotorblätter ruht und die Blätter daran hindert, nach unten in die Schwalbenschwanznuten zu fallen, wenn die Turbomaschine stillsteht. Sicherheitsanschläge sind integral mit dem Blatthalter ausgebildet, um während des Betriebes eine Biegung der Rotorscheibenfinger über ihre Streckgrenze hinaus zu verhindern. Zusätzlich ist eine Lippe auf den Blatthalterfahnen vorgesehen, um den Haltering zu befestigen, falls dieser brechen oder weich werden und herauszufallen versuchen sollte, wenn das Triebwerk leerläuft. Ein Einbauanschlag ist vorgesehen, um die Blatthalterfahnen daran zu hindern, während ihrer Montage oder Oemontage über ihre Streckgrenzen hinaus gebogen tu werden. Schließlich sind auf dem Halterungsring Schultern vorgesehen, um eine Montage und Oemontage der Gesamtstruktur zu ermöglichen.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

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Fig. 1 ist ein Tei11ängsschni11 durch einen die Erfindung verkörpernden Turbinenrotor und ein Blatt.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht und zeigt einen Teil von Fig . 1.

Fig."3 ist-eine axiale TeiI Schnittansicht nach einem Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2.

In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen gleichen Elementen ■ ent sprechen, " wi rd "zunächst auf die Figuren 1 und 3 eingegangen. Dort ist eine Turbinenrotor seheibe 10 dargestel It», die radial vorstehende Turbinenblätter 12 aufweist, die auf der Scheibe in einer Umfangsreihe angebracht sind. Jedes Blatt enthält einen in Kammern unterteilten Flügel abschnitt 14, der in bekannter Weise in die heiße Gasströmung der Turbine hineinragt; An der Basis von jedem Flügelabschnitt ist eine Platte 16 vorgesehen, die zusammen mit den anderen Platten die inneren Umgrenzungen der heißen Gasströmung durch die Blattreihe hindurch bildet. Ein Schaft 18 erstreckt sich' innen von der Platte 16, um das Blatt an der Rotorscheibe 10 zu befestigen.

Die Schafte 18 sind einzelne Schwalbenschwänze in Kreisbogenform und sind vorzugsweise in der Weise geformt, daß ihre entgegengesetzten 'Sei ten von Radien begrenzt werden, die von verschiedenen Mittelpunkten ausgehen, wie es in der US-Patentschrift 3 378 230 beschrieben ist. Die Scheibe 10 weist entsprechend geformte Schwalbenschwanznuten 20 auf, die über ihre UmfangsfIäche ausgebitdet sind. Diese Nuten nehmen die Schafte auf, um die Blätter 12 an der Scheibe 10 zu befestigen.

Die Muten 20 weisen eine größere Tiefe auf als die Schwalben-Gchwanzhöhe der Schafte 20, um den Einsatz der Schafte in die Nuten zu erleichtern und die Zufuhr von Kühlluft zu den Schäften 1o in einer noch zu beschreibenden Uoise zu erleichtern. On

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die Schwalbenschwanznuten 20 und die Schwalbenschwanzschafte 18 nicht auf entsprechende Meise auf Radien ausgebildet sind, die von einem gerneinsamen Mittelpunkt ausgehen, müssen die Schafte in dem unteren Abschnitt der Nuten eingesetzt und dann radial nach außen verschoben werden« um die Blätter in Ihrer Lage zu verriegeln. Die Blätter 12 werden in dieser radialen tage durch bolzenlose Blatthalter 22 und 24 gehalten, die auf den strom* aufwärts bzw. stromabwärts gelegenen Stirnflächen der Turbinenrotorscheibe 10 angeordnet sind.

Raum zwischen der Unterseite der Schafte 18 und dir Unterseite der Schwalbenschwanznuten 20 ist allgemein mit der Bezugszahl 26 bezeichnet (Figuren 2 und 3) und wird durch eine Vielzahl von Löchern 28 mit Kühlluft versorgt, die in dem stromaufwärts gelegenen Blatthalter 22 ausgebildet sind. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird die Kühlluft zu den Schwalbenschwanznuten 20 (oder dem Raum 26) von dem nicht gezeigten Kompressor durch einen Kanal 30 hindurch geliefert, der eine feststehende Expanderdü^e 5i aufweist, um die Luft in allgemein bekannter Weise wei^r:ter abzukühlen. Die Luft strömt durch die Expanderdüse 32 In eine Kammer 34, die durch die stromaufwärts gelegene Fläche der Turbinenrotorscheibe 10, eine zweite rotierende Scheibe 36 und den stromaufwärts gelegenen Blatthalter 22 gebildet wird. Die Scheibe 36 ist für eine Rotation mit der Turbinenrotorscheibe 10 durch zahlreiche Bolzen 38 verbunden. ι

Die Kühlluft strömt von der Expanderdüse 32 in die Kammer 34 durch zahlreiche Löcher 40 hindurch, die in der Scheibe 36 ausgebildet sind. Diese Kühlluft strömt dann von der Kammer 34 durch die Löcher 28 in dem stromaufwärts gelegenen Blatthalter 22 hindurch und in den Raum 26 innerhalb der Schwalbenschwanznuten 20. Von den Nuten 20 wird die Luft in irgendeiner bekannten weise zu den inneren Abschnitten der Blätter 12 geleitet. In dem vorliegenden Beispiel wird die Luft durch eine Vielzahl

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von Kanälen 42 hindurchgeführt, die innerhalb der Schwalbenschwanzschafte 18 ausgebildet sind. Wie bereits ausgeführt wurde, können die Kanäle 42 mit nicht gezeigten Aufpralleinsätzen ausgerüstet sein, um die Kühleigenschaften zu verstärken. Diese Einsätze könnten durch einen leichten Festsitz zwischen dem Einsatz und dem Kanal 42 in ihrer Lage gehalten sein, und die Abstandshalter, die in der belgischen Patentschrift 772 279 beschrieben sind, könnten eliminiert und der Rotor somit weiter vereinfacht und die Rotorkosten weiter gesenkt werden« · ■

Wie bereits erwähnt wurde, sind die Blätter 12 durch die Blatthalter 22 und 24 in ihrer gewünschten radialen Lage innerhalb der Schwalbenschwanznuten 22 gehatten (somit wird die Beseitigung der Abstandshalter gestattet! Im zusammengebauten Zustand sorgen die Blatthalter 22 und 24 nicht nur für diese Funktion, sondern verhindern auch eine axiale Bewegung der Blätter 12 innerhalb der Schwalbenschwanznuten 20 und liefern darüber hinaus eine abgedichtete Kühlluftkammer um die Schwalbenschwanznuten und die Blattschafte herum, wie es nun beschrieben wird. Der Klarheit halber wird die folgende Beschreibung auf den stromaufwärts gelegenen Blatthalter 22 beschränkt, da die Grundstruktur des Halters 22 und des Halters 24 ähnlich ist.

Der Blatthalter 22 umfaßt hauptsächlich einen zusammenhängenden Ring 44 (Fig. 2) mit einem Schenkel 46, der sich von dem Ring radial nach außen erstreckt» und mit zahlreichen Ansätzen bzw. Fahnen 48, die von dort radial nach innen ragen, wie es in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist. Die Ansätze 48 passen zwischen eine Vielzahl von gleich beabstandeten, hakenförmigen Fingern 50, die mit der Turbinenrotorscheibe 10 aus einem Stück gebildet sind und von der Turbinenrotorscheibe ausgehen. Im zusammengebauten Zustand, der in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, bilden die Ansätze 48 und, die Finger 50 eine Verriegelung, die eine Rotation des Halters 22 in bezug auf die Scheibe 10 verhindert. Wie in Fig. 2 ferner dargestellt ist, ist der Schenkel 46 mit

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Mitteln zur radialen Anordnung der Blätter 12 innerhalb der Schwalbenschwanznuten 20 versehen. Zu diesem Zweck weist das obere Ende des Schenkels 46 einen vergrößerten Kopfabschnitt 52 auf, auf dem die Platte 16 des Blattes ruht. Auf diese Weise sind die Blätter 12 daran gehindert, sich radial nach innen zu bewegen, wenn die Rotorscheibe 10 stillsteht.

Wie bereits beschrieben wurde, arbeitet der Blatthalter 22 mit der Rotorscheibe 10 und der Scheibe 30 zusammen, um die Kammer 34 zu bilden. Aus diesem Grunde weist der Halter 22 einen konischen Arm 54 auf, der mit einem Rand 56 der Scheibe 36 zusammenpaßt, wie es in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist. Auf Wunsch kann eine geeignete Dichtung 58 zwischen dem konischen Arm 54 und dem Scheibenrand· 56 vorgesehen sein. Zwischen dem vergrößerten Kopfabschnitt 52 und dem konischen Arm 54 des Halters 22 ist ein Dichtzahn 60 angeordnet, der mit einem feststehenden Oichtteil 62 zusammenarbeitet, um eine Leckage der heißen Gasströmung in eine Kammer 64 zu verhindern (Fig. 1).

Wie am deutlichsten in den Figuren 2 und 3 gezeigt 1st, weist der radiale Schenkel 46 des Blatthalters 22 zahlreiche Kühlluftlöcher 28 auf, die bereits beschrieben wurden und die die Zufuhr von Kühlluft von der Kammer 34 in die Raune 26 innerhalb der Schwalbenschwanznuten 20 gestatten. Auf Wunsch kann eine zweite Reihe von Kühl luft löchern 66 radial außen von den Kühlluftlöchern 28 angeordnet sein, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, um Kühlluft aus der Kammer 46 zum Rand der Turbinenrotorscheibe 10 zu leiten. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Kühl luft löcher 66 weggelassen werden, und irgendwelche notwendige Kühlluft für den Scheibenrand des Turbinenrotors kann zwischen einem Vorsprung 68 (Fig. 2), der an der Stirnfläche der Blattschafte des Turbinenrotors anstößt, und dem Scheibenrand des Turbinenrotors hindurchgelassen werden. Falls erforderlich, könnten nicht gezeigte radiale Nuten in dem Vorsprung 68

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ausgebildet sein, um eine richtige Küh l'luf tmenge an den, Randbereich zuzumessen. In jedem Falle sorgt der Vorsprung 68 "für die G rundfunktion, daß eine axiale Bewegung der Blätter 12 in den Schwalbenschwanznuten 20 verhindert wird, wenn der Rotorzusamnonbnu abgeschlossen ist.

Wie in den Figuren weiterhin gezeigt ist, paßt der Ringabschnitt 44 des Blatthalt.ers 22 zwischen die hakenförmigen Finger 50 der Turbinenrotorscheibe 10 und einen zusammenhängenden ringförmigen Anschlag 70, der mit der Rotorscheibe 10 aus einem Stück gebildet ist. Der Anschlag 70 ist dafür vorgesehen,die radiate Belastung des Halters 22 aufzunehmen. Nachdem der Halter 22 auf der Scheibe 10 angeordnet ist, wird ein geteilter Haltering (Sprengring) 72 zwischen den hakenförmigen Fingern 50 und den Ansätzen 48 eingebaut. Auf diese Weise ist der Halter 22 vollständig an der Scheibe 10 befestigt. Der Ring 72 ist an wenigstens einer Stelle unterbrochen, wie es in F.ig. 3 bei 74 ■ gezeigt ist, um den Einbau des Ringes zu gestatten. Im eingesetzten Zustand wird der Ring 72, wie es in den Figuren 2 und 3 nozoigt ist, zwischen den hakenförmigen Fingern 50 und einer vorspringenden Lippe 76 eingeschlossen, die einstückig mit den Ansätzen 48 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist der Ring 72 befestigt, wenn er brechen oder weich werden und herauszufallen versuchen sollte, wenn das Triebwerk stillsteht.

Ein Überdrehzahl-Sicherheitsanschlag ist in diese Konstruktion eingebaut, um zu verhindern, daß die hakenförmigen Finger während des Betriebes der Rotorscheibe 10 über ihre Streckgrenze hinaus gebogen werden. Dieser überdrehzaht-Sicherheitsanschlag wird dadurch gebildet; daß zwischen dem Innendurchmesser des Ringabschnittes 44 des Halters 22 und dem Außendurchmesser der Finger 50 an der Stelle 80 (siehe Fig. 2)tgeha^Ii?en wftrtt^r¹?- tische Belastungen, die anderenfalls in den Fingern 50 auftreten wurden, werden somit direkt auf die Anschläge 70 auf der

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Scheibe 10 übertragen.

Beim Zusammenbau des Turbinenrotors, wie er in den Zeichnungen dargestellt ist, werden die Halteransätze 48 zwischen die Scheibenfinger 50 eingesetzt. Die Halter werden in axialer Richtung auf die Scheibe geschoben, bis der Vorsprung 68 mit der Scheibe 10 in Berührung kommt. Dann wird ein einfaches Einbauwerkzeug verwendet, um die Ansätze 48 in Richtung auf die Rotorscheibe 10 zu schieben. Der geteilte Ring 72 wird dann zwischen den Fingern 50 und den Ansätzen 48 angeordnet, und die Ansätze 48 können dann in ihre normale Lage zurückkehren, wodurch der Ring 72 in der oben beschriebenen Weise befestigt wird. Eine Schulter 84 ist integral mit den Ansätzen 48 ausgebildet, um zu verhindern, daß die Ansätze 48 während der Montage über ihre Streckgrenze hinaus gebogen werden. Wenn die Montage des Blatthalters 22 einmal abgeschlossen ist, sind die Rotorblätter 12 in der Schwalbenschwanznut 20 angeordnet, und der Blatthalter 24 wird dann auf der entgegengesetzten Seite der Rotorscheibe 10 in einer ähnlichen Weise montiert, wie es vorstehend für den Blatthalter 22 beschrieben wurde. Die Demontage des Rotors wird in der Weise durchgeführt, daß einfach die vorstehend beschriebenen Schritte umgekehrt werden. Die Schultern 82 und 83 sind dafür vorgesehen, um die Halter von der Scheibe zu ziehen.

Bei einem Zusammenbau in der oben beschriebenen Weise befestigen die Blatthalter 22 und 24 die Blätter 12 in ihren gewünschten radialen Stellungen und verhindern eine axiale Bewegung der Blätter 12 in den Schwalbenschwanznuten 20. Zusätzlich bilden die Blatthalter 22 und 24 eine abgedichtete Kammer um die Unterseiten der Schwalbenschwanznuten, um in der oben beschriebenen Weise Kühlluft zuzuführen. Diese abgedichtete Kammer wird durch die enge Passung zwischen den vorstehenden Teilen 68 der Halter und dem Rand der Rotorscheibe 10 und ferner durch die zusammenhängende Dichtung zwischen dem Ringabschnitt 44 und den

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Anschlägen 70 gebildet.

Die in den Zeichnungen dargestellte und oben beschriebene Konstruktion liefert eine Reihe von Vorteilen gegenüber bisher benutzten Haltersystemen. Beispielsweise ist die große Zahl von Bolzen, die normalerweise mit der Befestigung von Blatthaltern an den stromaufwärts und stromabwärts gelegenen Seiten der Turbinenrotorscheibe verbunden sind, eliminiert worden. Dies reduziert auf signifikante Weise die Anzahl der auftretenden Teile und somit die Zeit, die mit dem Zusammenbau des Turbinenrotors verbunden ist. Diese Vermeidung der Bolzen sorgt auch für ein viel geringeres Gewicht des Rotors, und dies nicht nur wegen der Vermeidung von Bolzen und Muttern, sondern auch deshalb, weil der Rand der Rotorscheibe 10 nicht so dick zu sein braucht, da Bereiche mit möglichen Beanspruchungskonzentrationen vei— mieden werden, die bei Bolzenlöchern auftreten. Schließlich senkt die Vermeidung der Bolzen Reibungsverluste, die auf beiden Seiten der Turbinenrotorscheibe auftreten könnten. Diese Reibungsverluste erhöhen nicht nur die Temperatur der Kühlluft, sondern verursachen auch zusätzliche Arbeit, die von dem Turbinenrotor getan werden muß, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Triebwerkes herabgesetzt wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß für den Fachmann durchaus Abweichungen von den beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen möglich sind. Beispielsweise könnte die beschriebene Struktur auf einfache Weise dadurch modifiziert werden, daß für die Befestigung von irgendeinem ringartigen Teil, wie z. B. einer Dichtung oder einer Deckplatte, an einem vergleichbaren passenden Teil, wie z. B. einer Rotorscheibe oder einer Rotorwelle; oder selbst an einem feststehenden Teil, wie z. B. einem Rahmen, innerhalb eines Gasturbinentriebwerkes gesorgt wird.

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Claims

Ansgrüche

1.)BoIzenloser Blatthalter für einen Turbomaschinenrotor, der eine Rotorscheibe mit zahlreichen Blattschwalbenschwanznuten und eine Vielzahl von Rotorblättern aufweist, die in den Nuten angeordnet sind, gekennzei chnet durch einen zusammenhängenden ringförmigen Ring (44), Mittel (48, 50) zur Befestigung des Ringes (44) an einer Stirnfläche der Rotorscheibe (10), einen Schenkel (46), der von. dem Ring (44) radial nach außen ragt und Mittel (52) zur radialen Anordnung der Rotorblätter (12) in den Schwalbenschwanznuten (20) und Mittel (68) aufweist, durch die eine axiale Bewegung der Rotorblätter (12) in den Nuten (20) verhindert ist, und der um wenigstens einen Teil der Schwalbenschwanznuten (20) der Rotorscheibe (10) herum eine Kühlluftkammer (26) begrenzt.

2. Bolzenloser Blatthalter nach Anspruch 1, dadurch

g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die den Ring (44) befestigenden Mittel zahlreiche Ansätze (48) umfassen, die von dem Ring (44) radial nach innen ragen.

3. Bolzenloser Blatthalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (46) ferner Mittel (28) umfaßt, die Kühlluft in die Kühl luftkammer (26) lei ten.

4. Bolzentoser Blatthalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorscheibe (10) eine Vielzahl hakenförmiger Finger (50) aufweist, die mit der Rotorscheibe (10) einstückig gebildet sind und von der Stirnfläche der Rotorscheibe (10) ausgehen und derart beabstandet sind, daß sie dazwischen die Ansätze (48) aufnehmen.

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5. Bolzenloser Blatthalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hakenförmigen Finger (50) einen ersten Abschnitt, der sich von der Stirnfläche der Scheibe (10) in axialer Richtung erstreckt, und einen zweiten Abschnitt aufweisen, der von dem ersten Abschnitt radial nach innen führt, und daß ein Sicherungsband (72) vorgesehen ist, das zwischen den Ansätzen (48) und dem" zweiten Abschnitt der Finger (50) angeordnet ist.

6. Bolzenloser Blatthalter nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Rotorscheibe (10) einen Anschlag (70) aufweist, der radial außen von den hakenförmigen' Fingern (50) angeordnet ist, und der Ring (44) zwischen dem Anschlag (70) und den Fingern (50) angeordnet ist.

7. ßolzenloser Blatthalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schwalbenschwanznuten (20) zahlreiche Rotorblätter (12) angeordnet sind, die Platten (16) aufweisen, die die inneren Umgrenzungen eines ' Gasstromungskanales bilden, und daß die Mittel zur radialen Anordnung der Blätter (12) einen vergrößerten Kopfabschnitt

. (52) am oberen Ende des Schenkels (46) der Blatthalter (22, 24) umfassen und der Kopf abschnitt (52) unter den Blattplatten (16) liegt und diese abstützt.

8. Bolzenloser Blatthalter nach einem oder mehreren der Anspruch e 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß er en einem Turbomaschinenrotor angeordnet ist, der wenigstens eine Rotorscheibe mit zahIreichen Blattschwalbenschwanz' nuten, die in ihrem Rand ausgebildet sind und entsprechende Rotorblätter aufweist, d"<e in jeder der Blattschwalbenschwanz' nuten angeordnet sind.

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9. Bolzenloser Blatthalter nach Anspruch S, d a d u r c h gekennzeichnet, daß ein zweiter Blatthalter vorgesehen ist, wobei der erste Blatthalter an einer ersten Stirnfläche der Rotorscheibe und der zweite Blatthalter an der gegenüberliegenden Stirnfläche der Rotorscheibe befestigt ist.

10. Bolzenloser Blatthalter nach Anspruch 9_t d a d u r c h gekennzeichnet,, daß ein erstes Sicherungsband zwischen den Ansätzen des Blatthalters und den hakenförmigen Fingern der ersten Stirnflache angeordnet ist und ein zweites Sicherungsband zwischen den Ansätzen des zweiten Blatt-* halters und den hakenförmigen Fingern angeordnet ist, die mit der gegenüberliegenden Stirnflache der Rotorscheibe einstückig ausgebildet sind und von dieser ausgehen.

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