DE2514050A1

DE2514050A1 - Verriegelung von am rotorkoerper von turbomaschinen angebrachten teilen

Info

Publication number: DE2514050A1
Application number: DE19752514050
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Beckershoff
Original assignee: Brown Boveri Sulzer Turbomaschinen AG
Current assignee: Brown Boveri Sulzer Turbomaschinen AG
Priority date: 1975-01-30
Filing date: 1975-03-29
Publication date: 1976-08-05
Also published as: IT1054523B; GB1492286A; JPS5199715A; CH581783A5; DE2514050C2; SE424569B; US4050850A; NL7600825A; DE7510078U; FR2299500A1; JPS6014886B2; SE7600786L; FR2299500B1

Description

BST 085

Hw/Ca.

Brown Bover.i-SulzerTurbomasch.inen AG, Zürich

Verriegelung von am Rotorkörper von Turbomaschinen angebrachten Teilen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelung von am Rotorkörper von'Turbomaschinen angebrachten Teilen, wobei ein- oder mehrteilige Verriegelungselemente in Umfangsnuten am Rotorkörper zwischen je zwei Püssen der zu sichernden Tei*- Ie eingesetzt sind, und die zu sichernden Teile in axialen oder schrägaxialen Befestigungsnuten gehalten sind.

Zur Verriegelung von am Rotorkörper von Turbomaschinen angeordneten Teilen, vorzugsweise von Turbinenschaufeln, werden verschiedene Sicherungen verwendet, wobei beispielsweise die

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Sicherungselemente in eine ungefähr in der Mitte der zu sichernden Teile angeordneten Umfangsnut eingelegt werden, wobei diese Teile an den Enden der zwischen den axialen Nuten stehenden Zacken der Läuferscheibe angeordnet sind und die Sicherungselemente am Fuss der zu sichernden Teile diese in axialer Richtung umfassen.

Weiterhin werden Sicherungselemente auch in an den Aussenenden der Zacken angeordneten Umfangsnuten des Läufers eingelegt, wobei sich diese Sicherungselemente jedoch nur über einen Teil der axialen Breite der Schaufeln erstrecken.

Weiterhin können die Sicherungen so angeordnet sein, dass sie am Grund der axialen Befestigungsnute eingelegt sind und mittels Haken, welche aus Draht oder Blech gebogen werden, und welche an den Stirnseiten des Pusses des zu sichernden Teiles angreifen, diesen Teil in der Axialnut gegen Verschiebung festhalten.

Durch die Verwendung wärmebeständiger Materialien, wie sie beispielsweise bei Gasturbinen angewendet werden, werden derartige Sicherungen teilweise unwirksam oder sind tech nisch unbefriedigend. Allen vorgenannten Verriegelungs- oder

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Sicherungssystemen ist gemeinsam, dass die Schlussschaufel nur mit Hilfe eines anormalen, seinerseits wiederum zu sichernden Sicherungselementes am Läufer befestigt werden kann, bzw. dass jedes einzelne Sicherungselement bei der Montage gesondert vorstemmt oder pebopen wex'den muss. Pn bei den vorgenannten Verriegelungsarten die Schaufel oder das Zwischenstück nur an den Aussen- bzw. Stemmseiten der Fussplatte oder des Fusses fixiert wird, kann es zu ungleichmässigen Beanspruchungen kommen, so dass die zwischen zwei Schaufeln eingelegten Sicherungselemente brechen oder deren Verriegelungswirkung nicht mehr voll erfüllt werden kann.

Alle vorgenannten Sicherungen sind weiterhin nicht in allen auftretenden Fällen ohne zusätzlichen Aufwand anwendbar, insbesondere in solchen Fällen, in welchen die Lücken deckplattenloser Laufschaufeln vom Rotor- oder Scheibenmaterial ausgefüllt sind, wie dies bei axial oder schrägaxial eingesetzten Verdichter-Laufschaufeln üblich ist. In derartigen Fällen würden Sicherungen, bei welchen die Sicherungsstücke unter den Schaufelfüssen angeordnet und in den Umfangsnuten des Rotors eingelegt sind, zu Unterbrüchen der Nabenoberfläche im Bereich der Umfangsnuten führen, was sich strömungstechnisch ungünstig auswirken würde. Da Dreharbeiten

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am Rotor, welche zur Anfertigung von Umfangsnuten angewendet werden, nicht nur billig, sondern ausserordentlich präzise durchgeführt werden können, wurden diese bislang bevorzugt zur Aufnahme der Beschaufelung und Sicherungen herangezogen. Jedoch bleibt bei ilen bisher verwendeten Sicherungselementen immer noch der Nachteil bestehen, dass die Sicherungen nach Abschluss der Montage-Arbeiten nicht mehr von aussen sichtbar sind und daher nicht mehr kontrolliert werden können, so dass beispielsweise eine vergessene Sicherung nicht mehr bemerkt werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorstehend aufgeführten Mängel zu beseitigen und eine Verriegelung der am Rotorkörper von Turbomaschinen angebrachten Teile, vorzugsweise der Turbinenschaufeln, zu schaffen, bei welcher sowohl das Vorhandensein der Verriegelungselemente, als auch deren Position leicht kontrolliert werden kann, wobei gleichzeitig ein Abschluss störender Fugen an der Nabe des Rotors gewährleistet wird.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Verriegelungselemente aus einem Spreizkörper mit einer Arretiervorrichtung und einem Sicherungsstück

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bestehen, und zwischen Spreizkörper und Sicherungsstück damit korrespondierende Stufen und an den, den zu verriegelnden Teilen zugekehrten Flächen Nasen angeordnet sind, welche in analoge Aussparungen an den zu verriegelnden Teilen einpassen.

Besonders vorteilhaft ist es, die Umfangsnute am Rotorkörper als Hammerkopfnute auszubilden und mittig zur axialen Erstreckung der zu sichernden Teile anzuordnen, und dass die Verriegelungselemente in axialer Richtung sich erstreckende, mit dem Profil der Hammerkopfnute identische Tragleisten aufweisen, wobei die Länge der Leisten der Verriegelungselemente so bemessen ist, dass sie dem Tangentialmass der Breite der axialen oder schrägaxialen Nuten entspricht.

Der Vorteil dieser Anordnung ist insbesondere darin zu erblicken, dass eine zweiteilige Sicherung in umlaufenden^relativ zur axialen Erstreckung des Schaufelfuss mittigen Hammerkopfnuten mit vertieftem Nutengrund angeordnet sind und die Sicherungsstücke durch entsprechende Leisten gegen die auf sie einwirkende Fliehkraft gehalten werden, wobei die tangentiale Leistenlänge und Leistenanordnung sowohl am Sicherungsstück als auch am Spreizkörper so ausgebildet

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ist, dass ein radiales Einführen der Verriegelungselemente ■ über dem Schnittpunkt der axialen oder schrägaxialen Fussbefestigungsnuten mit den Umfangsnuten ermöglicht wird. Nach dem radialen Absenken der Verriegelungselemente in die Position, in welcher deren Trnpleinten in radialer Richtung unterhalb der Tragleisten der Hammerkopfnuten liegen, können die einzelnen Verriegelungselemente tangential unter diese und in ihre Endposition geschoben werden. Die Sicherungsnute im Schaufelfuss befindet sich nun seitlich des Fusses, vorteilhafterweise im Bereich der Hohlseite des Schaufelblattes, damit die Nut ausserhalb des Fliehkraftflusses des Schaufelblattes liegt. Dadurch, dass das Sicherungsstück an der dem Spreizkörper zugewandten Seite beispielsweise mit drei Stufen versehen ist, der Spreizkörper dagegen nur zwei damit korrespondierende Stufen aufweist, und somit nur eine Stufenhöhe in radialer Erstreckung kleiner ist als das Sicherungsstück, kann, nach Absenkung des Spreizkörpers bis auf den Grund der Umfangsnute, das Sicherungsstück in tangentialer Richtung um das tagentiale Mass einer solchen Stufe verschoben werden, wobei die Nase aus der Sicherungsnute der Schaufel ausrückt und diese entriegelt. In gesicherter Stellung des Sicherungsstückes kann der Spreizkörper vom Grund der Umfangsnute

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radial nach aussen angehoben werden, wonach dessen beide Stufen mit den beiden äusseren Stufen des Sicherungsstückes korrespondieren und die Umfangsnute an der Oberfläche der Rotornabe satt ausgefüllt ist, wonach eine tangentiale Verschiebung des Sicherunpsstückes verunmöp:licht wird.

Gemäss einer weiteren Ausbildungsform sind die Spreizkörper und Sicherungsstücke in der Sicherungsposition so angeordnet, dass sie die Umfangsnut zwischen je zwei Schaufeln lückenlos abdecken.

Bei genügend breiter Ausführung des Schaufelfusses kann dieser beidseitig mit einer Sicherungsnute versehen werden, wobei der Spreizkörper ebenfalls mit einer Sicherungsnase versehen wird, die in diese Aussparung eintauchen kann. In gesicherter Stellung kann der Spreizkörper oder jenes Verriegelungsteil, das dessen Punktion übernimmt, mittels der Arretiervorrichtung in die verriegelnde Stellung gebracht werden, d.h. es wird radial nach aussen gedrückt bis zum satten Anliegen seiner Tragleisten an den vorspringenden Tragleisten der Hammerkopfnuten. Dadurch werden die umlaufenden Hammerkopfnuten an der Oberfläche der Rotornabe lückenlos ausgefüllt, wobei die im Betrieb auftretende Fliehkraft die verriegelnde Stellung unterstützt.

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Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes kann die Arretiervorrichtung aus einem Gewindeteil bestehen, bzw« sie kann federnd ausgebildet werden.

Weiterhin ist es zweckmässig, zwischen je zwei Schaufeln ein einteiliges Verriegelungselement anzuordnen» wobei dieses Verriegelungselement symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sein kann.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes vereinfacht dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Rotorkörperteil mit Beschaufelung und Verriegelungselementen, in verriegelter Stellung,

Fig. la eine Draufsicht auf die, Verriegelungselemente nach Fig. 1,

Fig. 2 einen Rotorkörperteil gemäss Fig. 1 mit Verriegelungselementen, in unverriegelter Stellung,

Fig. 2a eine Draufsicht auf die Verriegelungselemente gemäss Fig. 2,

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Fig. 3 einen Rotorkörper mit Beschaufelung und einteiligen asymmetrischen Verriegelungselementen,

Fig. 3a eine Draufsicht auf die Verriegelungselemente gemäss Fig. 3,

Fig. ^l\ einen Hotorkörperteil gern?!as Fig., 5 mit fertig montierten und gesicherten Verriegelungselementen,

Fig. 4a eine Draufsicht auf ein Verriegelungselement gemäss Fig. 4,

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Rotorteil mit Beschaufelung und symmetrischen Verriegelungselementen,

Fig. 6 einen Rotorkörperteil gemäss Fig. 5 mit fertig montierten Verriegelungselementen,

Fig. 6a und 6b Montagephasen von symmetrischen Verriegelungselementen mit federnd ausgebildeten Arretierstücken, *

Fig. 7, 7a und 7b einzelne Montagephasen von Verriegelungselementen gemäss Fig. 3·

Gemäss Fig. 1 ist mit 1 ein Rotorkörper einer Turbomaschine bezeichnet, in welchem Umfangsnuten 2 und Axialnuten 3» welche auch als schrägaxiale Nuten ausgebildet sein können,

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angeordnet sind. Schaufeln H sind mit ihren Schaufelfüssen 5 in die Axialnuten eingeschoben. Zwischen den Schaufelfüssen 5 von je zwei Schaufeln 4 sind in den Umfangsnuten 2 aus je einem Spreizkörper 6 mit einer Arretiervorrichtung 7 und einem Sicherungsstück 8 gebildete Verriepelunpselemente eingesetzt. Sowohl die Spreizkörper 6, als auch die Sicherungsstücke 8 weisen korrespondierende Stufen 9 auf. Die den zu verriegelnden Teilen, den Schaufeln 4, zugekehrten Flächen der Sicherungsstücke 8 sind mit Nasen 10 versehen, welche in entsprechende Aussparungen 11 der Schaufeln U einpassen. Die Arretiervorrichtung 7 besteht aus einem Gewindeteil 12, welches in eine Gewindeausnehmung 13 des Spreizkörpers 6 einpasst. Durch Drehen des Gewindeteils 12 mittels eines geeigneten Werkzeuges, beispielsweise eines Schraubenziehers, wird nach dem seitlichen Anlegen des Spreizkörpers 6 an den Schaufelfuss 5 der Spreizkörper 6 soweit angehoben, dass dessen Stufen 9 mit den äusseren korrespondierenden Stufen 9 des Sicherungsstückes 8 übereinstimmen. Nach erfolgtem Anheben des Spreizkörpers 6 wird zwischen den Schaufeln 4 die Umfangsnut 2 vollständig ausgefüllt und es entsteht eine vollkommen glatte Rotornabenoberfläche. Gleichzeitig sind die Verriegelungselemente gegen tagentiale Verschiebung gesichert.

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In der Fig. la sind in der Draufsicht in vergrössertem Massstab die Verriegelungselemente deutlich erkennbar. In der Axialnut 3 sind die Schaufeln 4 eingeschoben und zwischen beiden Schaufeln M ist in der (nicht näher bezeichneten) Umfangsnut 2 die Verriegelungsvorrichtung so eingesetzt, dass der Spreizkörper 6 an der linken Schaufel ¹J satt anliegt, während das Sicherungsstück 8 mit seiner Nase 10 in die Aussparung 11 der rechten Schaufel H eingreift. Die Arretiervorrichtung 7 befindet sich bereits in arretierter Stellung, d.h. die Stufen 9 des Spreizkörpers 6 und die beiden äusseren Stufen 9 des Sicherungsstückes 8 sind gegeneinander eingerastet.

In Fig. 2 sind die Verriegelungselemente so dargestellt, dass die eine Schaufel 4 beidseitig entsichert ist, d.h. das eine Sicherungsstück 8 ist in die Umfangsnut 2 so eingelegt, dass dessen Nase 10 in die Ausnehmung 11 einpasst, während der zugehörige Spreizkörper 6 noch am Nutengrund aufliegt, und mit seinen Stufen 9 an die unteren beiden Stufen 9 des Sicherungsstückes 8 herangeschoben ist, so dass die Nase 10 des Spreizkörpers 6 aus der zugehörigen Aussparung 11 ausgerückt ist.

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Auf der gegenüberliegenden Seite der Schaufel 4 ist der Spreizkörper 6 nur bis zum Grund der Umfangsnute 2 abgesenkt. Da es-die Stufen 9 in dieser Stellung ermögliehen, ist das Sicherungsstück 8 auf dieser Seite tangential gegen den Spreizkörper 6 verschoben, so dass auch seine Nase 10 aus der Aussparung 11 der Schaufel 4 ausgerückt ist.

Die Fig. 2a zeigt·ebenfalls in vergrössertem Massstab eine Draufsicht auf den Spreizkörper 6, das Sicherungsstück 8, die Arretiervorrichtung 7 und die einander zugekehrten Schaufelfüsse 5» wobei das Verriegelungselement in ungesichertem Zustand und die Schaufel 4 bereits axial leicht verschoben dargestellt ist.

Gemäss den Figuren 3, 3a und 4 ist mit 1 wiederum der Rotorkörper bezeichnet, welcher in seinen Axialnuten 3» welche auch als schrägaxiale Nuten ausgebildet sein können, die zu verriegelnden Teile, beispielsweise Schaufeln 4 aufnimmt und in dessen Umfangsnuten 2, welche als Hammerkopfnuten ausgebildet se^n können, asymmetrische Verriegelungselemente zur Verriegelung der Schaufeln 4 eingelegt sind. Die asym- ■ metrischen Verriegelungselemente 14 sind ebenfalls mit der

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Arretiervorrichtung 7 versehen, welche aus einer Bohrung 15 im Verriegelungselement 14, sowie einer Druckfeder 16 mit Druckstück 17 gebildet werden. Jedes asymmetrische Verriegelungselement I¹I ist beidseitig mit Nasen 10 versehen, welche im verriegelten Zustand (Fig. Ί, ^l\a) in die Aussparungen 11 der Schaufeln 4 eingreifen. Dabei wird zwischen den einzelnen Schaufeln wieder eine vollkommen glatte Oberfläche gebildet, da die Umfangsnut 2 durch das Verriegelungselement I¹J vollständig ausgefüllt wird.

Zur Entsicherung einer Schaufel k werden die beiden Verriegelungselemente 14, welche sich beidseitig der Schaufel 4 befinden, gekippt (wie in Fig. 3 dargestellt) und von der Schaufel 4 weg in tangentialer Richtung verschoben.

In den Figuren 5 und 6 sind zur Verriegelung der Schaufeln 4 symmetrische Verriegelungselemente l8 angeordnet worden, bei welchen als Arretiervorrichtungen 7 die gleichen vorgesehen sind, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. und 2, wonach in das symmetrische Verriegelungselement 18 das Gewindeteil 12 und die Gewindeausnehmung 13 eingearbeitet ist. Wie aus der Fig. 5 ersichtlich, werden die symmetrischen Verriegelungselemente 18 in gleicher Weise

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wie in den Fig. 7, 7a und 7b dargestellt, in die Umfangsnuten 2 des Rotorkörpers 1 eingesetzt, beiderseits einer Axialnute 3 ohne Schaufel gekippt und in dieser Stellung der Verriegelungselemente 18 wird die einzubauende Schaufel *t mit ihrem Schaufelfuss 'S dn die freie Axinlnute τ eingeschoben. Zur Sicherung werden die beiden Verriegelungselemente 18 so gekippt, dass ihre Nabenpartien zur Nabenoberfläche des Rotors 1 parallel liegen, wobei ihre tagentialen Enden bereits in die Ausnehmungen 11 des , Schaufelfusses eingreifen. Durch-Eindrehen der Gewindeteile 12 in die Verriegelungselemente 18 wirken diese als Abdrückschrauben und heben die Verriegelungselemente 18 radial nach aussen an,bis zum satten Anliegen ihrer Tragleisten 19 an den Tragleisten 19 der Umfangsnuten 2. Gleichzeitig tauchen die als Nasen 10 wirkenden beidseitigen Enden der Verriegelungselemente 18 in die korrespondierenden Ausnehmungen 11 der Schaufelfusse 5 ein und die ümfangsnute 2 beidseits der eingebauten Schaufel k ist glatt, bündig und lückenlos ausgefüllt.

Die Figuren 6a und 6b stellen analog zu den vorhergehenden Figuren 5 und 6 wiederum ein symmetrisches Verriegelungselement 18 dar, jedoch ist dieses mit einer federnden

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Arretiervorrichtung 19 versehen, welche aus der Bohrung 15, der Druckfeder 16 und dem Druckstück 17 besteht. Die Einbringung des Verriegelungselementes 18 in die Umfangsnut 2 geschieht analog zu der vorstehend für die Figuren 5 und 6 beschriebene Ausführung^form.

In den Figuren 7, 7a und 7b werden die einzelnen Montageschritte für eine Verriegelungsvorrichtung dargestellt, wobei in der noch schaufellosen Axialnute 3 des Rotorkörpers 1 die letzte Schaufel 4 mit ihrem Schaufelfuss 5 noch einzusetzen ist. Ueber der Kreuzungsstelle der Axialnut 3 mit der Umfangsnut 2 werden die Verriegelungselemente, beispielsweise die asymmetrischen Verriegelungselemente 14 eingesetzt, und in der Umfangsnut 2 soweit von der Axialnute 3 weg verschoben, bis sie an den Schaufelfüssen 5 der bereits eingebauten Schaufeln 4 anstossen.-Dabei liegen sie auf ihren längeren Kathetenseiten und geben somit die Axialnut 3 zum Einsetzen der letzten Schaufel 4 frei. Nach dem Einsetzen derselben werden beide Verriegelungselemente 14 in ihre Betriebslage hochgedrückt, bis sie die Umfangsnut 2 ausfüllen und zwischen den Schaufeln 4 eine glatte Oberfläche bilden.

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Die Bezugszahlen von Fig. 1 gelten für gleiche Teile auch in den anderen Figuren.

Die Montage, bzw. Demontage der Verriegelungselemente und Schaufeln ¹J geht nach folgenden Schritten vor sich: In den in den Figuren 1, la, 2 und 2a dargestellten Ausführungen sind die Verriegelungselemente, welche aus den Spreizkörpern 6, der Arretiervorrichtung 7 und je einem Sicherungsstück 8 bestehen gegen die Fliehkraft bei der Rotation des Rotorkörpers 1 in den als Hammerkopfnuten ausgebildeten Umfangsnuten 2 gehalten. Die tangentiale Leistenlänge und -Anordnung an jedem Spreizkörper 6 und Sicherungsstück 8 ist so ausgebildet, dass ein radiales Einführen der einzelnen Teile (6, 8) über dem Kreuzungspunkt der Umfangsnute 2 mit den axialen oder schrägaxialen Nuten 3 möglich ist. Nach dem radialen Absenken der Spreizkörper 6 und der Sicherungsstücke 8 am Schnittpunkt der Umfangsnuten 2 und der Axialnuten 3, und zwar soweit, bis die Tragleisten 19 der Spreizkörper 6 und der Sicherungsstücke in radialer Richtung unterhalb der Tragleisten der als Hammerkopfnuten ausgebildeten Umfangsnuten 2 liegen, können die Spreizkörper 6 und die Sicherungsstücke 8 tangential unter diese Tragleisten 19 und in ihre Endposition geschoben

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werden. Die Aussparung 11 im Schaufelfuss 5 befindet sich nun seitlich des Fusses, vorteilhafterweise im Bereich der Hohlseite des Schaufelblattes, wodurch die Aussparung 11

ausserhalb des Fliehkraftflusses des Schaufelblattes liegt. Sowohl der Spreizkörper 6, als auch das Sicherungsstück 8 sind an ihren gegenseitigen Berührungsflächen mit korrespondierenden Stufen 9 versehen, welche so bemessen sind, dass sie wechselweise ineinander einfügbar sind. Der Spreizkörper 6 weist zwei, das Sicherungsstück 8 jedoch drei derartiger Stufen 9 auf, welche treppenartig angeordnet sind. Werden die beiden Stufen 9 des Spreizkörpers 6 mit der mittleren und der radial äusseren Stufe 9 des Sicherungsstückes 8 in Eingriff gebracht, so ist die Summe der tangentialen Länge dieser Verriegelungselemente um eine ';angentiale Stufenlänge grosser, als wenn die Stufen des Spreizkörpers 6 mit der mittleren und der inneren Stufe 9 des Sicherungsstückes 8 in Eingriff gebracht sind. Inletzterem pail kann die zu sichernde Schaufel 4 in ihrer Axialnut 3 ungehindert verschoben, also ein- oder ausgebaut werden.

Das Sicherungsstück 8 weist an seinem, der zu sichernden

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Schaufel zugekehrten Ende eine Nase 10 auf, welche in gesicherter Stellung in die Aussparung 11 am Schaufelfuss 5 eingeschoben ist. In dieser Stellung kann der Spreizkörper 6 oder ein Sicherungsteil, das dessen Punktion übernimmt, mit wenigstens einer Arretiervorrichtung 7 in die zu verriegelnde Stellung radial nach aussen gedrückt werden, bis zum satten Anliegen der Verriegelungselemente an den Hinterstechungen der Umfangsnuten 2. Nach dem Anheben der Spreizkörper sind die Zwischenräume der Umfangsnuten 2 zwischen den einzelnen Schaufeln ¹J an der Oberfläche des Rotorkörpers 1 lückenlos ausgefüllt und im Betrieb unterstützt die- Fliehkraft diese verriegelnde Stellung, Zur Demontage

kann der Spreizkörper 6, dessen radiale Dicke kleiner ist als die des Sicherungsstückes 8, um diese Dickendifferenz aus seiner Betriebslage radial nach innen bis zum Aufliegen am Grund der Umfangsnute 2 abgesenkt werden, wonach das Sicherungsstück 8 selbst von diesem gegen tangentiale Verschiebung nicht mehr behindert wird. Die unterste korrespondierende Stufe 9 des Sicherungsstückes 8 ist soweit zurückversetzt, dass es ermöglicht wird, das Sicherungsstück 8 genügend weit in tangentialer Richtung über den abgesenkten Spreizkörper 6 zu schieben, bis die Nase des Sicherungsstückes 8 völlig aus der korrespondierenden

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Aussparung 11 am Schaufelfuss 5 ausgerückt ist, so dass die entsicherte Schaufel 4 nun aus ihrer Axialnut 3 hinausgeschoben werden kann. Falls der Schaufelfuss 5 ausreichend breit ausgeführt ist, kann er auch beidseitig mit einer Aussparung 11 versehen werden, wobei nuch der Spreizkörper 6 eine Nase 10 erhält, die in dieee Aussparung 11 eintauchen kann.

Bei der Ausführung gemäss den Figuren 3, 4 und ¹Ia ist das Verriegelungselement einteilig ausgeführt. Dabei ist die Möglichkeit gegeben, das Verriegelungselement sowohl symmetrisch, als auch asymmetrisch auszubilden. In beiden Ausführungsformen wird das Verriegelungselement lH bzw. 18 in den Umfangsnuten 2 mittels Tragleisten gegen die auftretende Fliehkraft gehalten. Sowohl das asymmetrische Verriegelungselement 14, als auch das symmetrische 18 sind jeweils so lang, wie der tangentiale Abstand zwischen den Seitenflächen der Schaufelfüsse 5 zweier benachbarter Schaufeln 4 ist, zuzüglich der tangentialen Sicherungsnasenlänge. In gesicherter Stellung füllt das Verriegelungselement sowohl die Aussparung 11 der Schaufel ¹I, als auch die Umfangsnute im Rotorkörper 1 im Bereich der Nabenoberfläche lückenlos aus. Die radiale Stärke des asymmetrischen Verriegelungs-

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elements 14 reicht nur im Bereich der Aussparung 11 bis zum Grund der Umfangsnut 2. Von dieser Stelle aus ist die Unterseite des-asymmetrischen Verriegelungselementes 14 so abgeschrägt, dass seine radiale Stärke bis auf wenige Millimeter, etwa der Stärke einer Fussplatte, ausläuft. Das asymmetrische Verriegelungselement 14 wird mittels der Arretiervorrichtung 7 in gesicherter Position gehalten, wobei im Betrieb die Fliehkraft diese Stellung unterstützt. Vorteilhafterweise verlaufen sowohl die Resultierende aller Fliehkräfte des asymmetrischen Verriegelungselements 14, als auch die Kräfte der Arretiervorrichtung 7 durch-die Mitte der Verbindungslinie der Flächenschwerpunkte der tragenden Flächen ihrer Tragleisten,

Wenn die Gewindeausnehmung 13 für das Gewindeteil 12 im Verriegelungselement 14 vorgesehen ist, wird das Gewindeteil 12 radial nach aussen herausgeschraubt, bis zum Anliegen seines Kopfes im dafür vorgesehenen Senkloch an der Unterseite des Verriegelungselementes 14. Dabei dient der Kopf des Gewindeteils 12 zur Sicherung gegen eventuelles Verlieren im Betrieb und damit der Verursachung von Beschädigungen der Schaufel 4.Die dünnere Partie des asymmetrischen Verriegelujigselementes 14 kann nun nach innen in die Umfangsnute 2 eingedrückt werden, wobei das Verriegelungselement 14

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um die Kante zwischen der Nase 10 und der Abschrägung an dessen Unterseite kippt, öabei wird gewährleistet, dass die Tragleisten des Verriegelungselementes 14 so angeordnet sind, dass diese Kippbewegung nicht durch Klemmen behindert wird, sondern sich an allen Stellen von den tragenden Oepenflächen der Tragleisten 19 der Umfangsnuten 2 entfernen, mindestens jedoch nicht noch in diese hineindrücken. Falls unterhalb der Schaufelfussplatte als Folge genügend tiefer seitlicher Ausnehmungen ein sogenannter Schaufelhals vorgesehen ist, kann nach dem radialen Absenken der dünneren Partie des asymmetrischen Verriegelungselementes 14 in den Bereich dieses Halses (nicht dargestellt) das Verriegelungselement m tangential in diese Ausnehmung verschoben werden, so dass seine Nase 10 am anderen Ende aus der entsprechenden Aussparung 11 der Schaufel 4 ausrückt. Nunmehr ist diese Schaufel h gegen axiale oder schrägaxiale Verschiebung nicht mehr gesichert. Bei wenig beanspruchten Rotoren mit genügend kleinen Tangentialspannungen im Nabenbereich, oder in solchen Fällen, wo die axialen Schaufelfussnuten wesentlich tiefer sind als die Umfangsnuten für die Verriegelungselemente, kann die Arretiervorrichtung 7 auch an geeigneter Stelle in einem Senkloch im Grunde der Umfangsnute 2 gebracht werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass diese Arretiervorrichtung

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nicht mehr gegen Drehen im Betrieb gesichert werden muss, da eine Verdrehung gegen die Richtung der Fliehkraft nicht zu erwarten ist. Bei fehlendem Schaufelhals, wie in Fig.

und Fig. 4 dargestellt, kann die erforderliche Ausnehmung unterhalb der Nabenpartie im Schaufelfuss 5 angeordnet werden, welche eine Tangentialverschiebung des Verriegelungsele mentes 14 ermöglicht. Bei genügend breiten Schaufelfussplatten kann auch diese Seite des Verriegelungselementes zur Sicherung herangezogen werden, indem es ebenfalls eine zusätzliche Nase erhält, deren Dicke jedoch so bemessen sein muss, dass eine einfache Montage oder Demontage ermöglicht wird, bzw. dass das Verriegelungselement 14 jeweils unter eine tangentiale Ausnehmung unter dem Schaufelfuss 5 einschiebbar sein muss.

In den Figuren 6, 6a und 6b sind einzelne Montageschritte in einem beidseitig symmetrischen Verriegelungselement 18, welches entweder kippbar, oder aber radial nach innen parallel verschiebbar ausgeführt ist, dargestellt. Dabei kann die Arretiervorrichtung 7 ebenfalls als Gewindeausnehmung mit Gewindeteil 12,oder als Bohrung 15 mit Druckfeder 16 und Druckstück 17 ausgebildet sein. Das Einlegen der symmetrischen Verriegelungselemente 18 erfolgt analog zu der Montage der vorbeschriebenen asymmetrischen Verriegelungselement·

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Durch die erfindungsgem'lsse Anordnung von Verriegelungselementen ist es möglich, sowohl bei der Montage als auch bei der Demontage eines mit einer Beschaufelung versehenen Rotors jede beliebige Schaufel einzeln auszubauen, ohne bei einem Schlussstück besonders nnfnnpon v.u müssen und auch andere Schaufeln und Verriegelungselemente auszubauen. Weiterhin ermöglicht die einfache Montierbarkeit und Demontierbarkeit einzelner Schaufeln ein Austauschen von Schaufeln im fertig beschaufelten Rotor zum Zwecke der Nachwuchtung bei unterschiedlichen Massehmomenten, ohne dass jeweils eine ganze Reihe von Schaufeln aus dem Rotorkörper entfernt werden muss.

Die vorbeschriebenen erfindungsgemässen Verriegelungselemente eignen sich nicht nur für Trommelläufer von Turbinen, sondern in gleich guter Weise für Scheibenläufer von Kompressoren und anderen Strömungsmaschinen, wobei die Möglichkeit gegeben ist, nicht nur jede beliebige Schaufel einzeln aus- und einbauen zu können, sondern die erfindungsgemässen Anordnungen eignen sich ganz besonders auch als Schlussstücke, die immer wieder verwendet werden können, wobei auch spezielle Oeffnungen für Schlussstücke, sowie irgendwelche Schweissarbeiten am Rotor oder an diesen Schlusestücken Überflüssig werden.

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Claims

FiST' 085"

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Patentansprüche

( 1.1 Verriegelung von am Rotorkörper von Turbomaschinen angebrachten Teilen, wobei ein- oder mehrteilige Verriegelungselemente in Umfanpsnuten nm Rotorkttrper "winchon ,ie s Püssen der zu sichernden Teile eingesetzt sind, und die zu sichernden Teile in axialen oder schrägaxialen Befestigungsnuten gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungselemente aus einem Spreizkörper (6) mit einer Arretiervorrichtung (7) und einem Sicherungsstück (8) bestehen, und zwischen Spreizkörper (6) und Sicherungsstück (8) damit korrespondierende Stufen (9) und an den, den zu verriegelnden Teilen (4) zugekehrten Flächen Nasen (10) angeordnet sind, welche in analoge Aussparungen (11) an den zu verriegelnden Teilen (¹I) einpassen.

2. Verriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasjs die Umfangsnute (2) am Rotorkörper (1) als Hammerkopfnute ausgebildet und mittig zur axialen Erstreckung der zu sichernden Teile (¹I) angeordnet ist.

3v Verriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungselemente (6, 7, 8) sich in axiale Richtung

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erstreckende, mit dem Profil der Umfangsnute (2) übereinstimmende Tragleisten (19) aufweisen.

H. Verriegelung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Liinpe der Trnpleisten (10) doi· Vorriepolunpoelemente (6, 7, 8) so bemessen ist, dass sie dem Tangentialmass der Breite der axialen/schrägaxialen Nuten (3) entspricht.

5. Verriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spreizkörper (6) und die Sicherungsstücke (8) in der Sicherungsposition die Umfangsnut (2) zwischen je zwei Schaufeln (4) lückenlos abdeckend angeordnet sind.

6. Verriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung (7) aus einem Gewindeteil (12, 13) besteht. «

7. Verriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretiervorrichtung (7) federnd ausgebildet ist.

8. Verriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei Schaufeln ein einteiliges Verriegelungselement (14, 18) angeordnet ist.

609832/0221

BST 085 - 1$-

9. Verriegelung nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass das einteilige Verriegelungselement (18) symmetrisch ausgebildet ist.

10. Verriegelung nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet j dass das einteilige Verriegelungselement (I¹I) asymmetrisch ausgebildet ist.

Brown 3overi-Sulzer Turbomaschinen AG

Zürich

609832/0 221

Leerse