DE2530049B2

DE2530049B2 - Schaufelsicherung

Info

Publication number: DE2530049B2
Application number: DE2530049A
Authority: DE
Inventors: Arthur J. Irwin Miller; William A. Norvelt Straslicka
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1974-07-05
Filing date: 1975-07-04
Publication date: 1979-02-22
Also published as: DE2530049C3; FR2277232B1; FR2277232A1; ATA510475A; DE2530049A1; NL7507673A; US3930751A; IT1039399B; JPS5327481B2; NL165258B; NL165258C; GB1498441A; CH587411A5; BE831056A; JPS5120106A; AT341835B

Description

Die Erfindung betrifft cine Schaufeli.icherung für jeweils aus einem Schaufelblatt, einer Grundplatte und einem .Schaufelfuß bestehenden Laufschaufeln, deren Si haufelfüße in eine an einer Laufradscheibe gebildete Nut seitlich einscheibbar sind und von denen zumindest eine tiarin durch einen Sperrstift gehalten ist. der in einer /wischen zwei Nuten am Umfang der i.aufradscheibe gebildeten Riulinlbohrung gleitbar eingesetzt ist und eine an der Unterseite einer Grundplatte anliegende Anlagefläche zur Verhinderung eines radialen Herausgleitens des Sperrstiftes aus der Radialbohrung sowie eine radial nach außen über die Radialbohrung vorstehende, mit der Grundplatte zusammenwirkende Verlängerung zur Verhinderung einer Verschiebung dieser Laufschaufel in Richtung der Schaufeleinschiebbewegung in die Laufradscheibe aufweist.

Aus der US-PS 31 99 836 ist eine solche Schaufelsicherung bekannt, die dort als Schaufelschloß dient. Bei

ίο diesem Schaufelschloß ist eine parallel zur Schaufelfußnut verlaufende Nut vorgesehen, durch die der zylindrisch ausgebildete Sperrstift nach Einbau der zugehörigen Laufschaufel an seine Einbaustclle geblacht werden kann. An der Einbaustelle ist eine Radialbohrung vorgesehen, durch die der zylindrische Sperrstift radial nach außen geschoben werden kann, um somit die Laufschaufel in ihrer axialen Lage zu sichern. Der zylindrische Sperrslift wird in seiner radial äußeren Lage durch einen Querstift gehalten, der

-ß ebenfalls in die Längsnut eingeschoben wird. Bei dieser Schaufelsicherung muß also zusätzlich zu der Radialbohrung eine Längsnut vorgesehen werden, um den Sperrstift in seine Betriebslage bringen zu können. Dies erhöht den fertigungstechnischen Aufwand für die Schaufelsicherung.

In dieser Druckschrift sind ferner einfache Schaufelsicherungen gezeigt, bei denen kurze Querstifte durch quer zu den Schaufelfußnuten verlaufende Quernuten in Umfangsrichtung in ihre Betriebslage eingeschoben

so werden. Hierbei ist zwar der fertigungstechnische Aufwand geringer, da in der Laufradscheibe zur Montage lediglich Quernuten gebildet werden müssen. Da jedoch diese Quernuten beispielsweise nicht durch einfaches Bohren hergestellt werden können, erfordern

'5 auch sie noch einen gewissen Herstellungsaufwand.

Der Erfindung liegt die Aulgabe zugrunde, eine Schaufelsicherung der eingangs angegebenen Gattung so auszubilden, daß der Bearbeitun,;saufwand für die Laufradscheibe verringert wird.

■to Diese Aufgabe ist bei einer Schaufelsicherung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anlagefläche des Sperrstiftes von einer schulterförmigen Aussparung im Sperrstift gebildet und die Radialbohrung im Bereich der

■»5 Trennfuge zwischen den Grundplatten zweier benachbarter Laufschaufeln so angeordnet ist, daß die Anlagefläche der Aussparung mit der einen Grundplatte und die Verlängerung des Sperrstiftes mit der anderen Grundplatte der beiden benachbarten Laufschaufeln zusammenwirken.

Bei der erfindungsgemäßen Schaufelsichcrung müssen in der Laufradscheibc selbst lediglich die Radialbohrungen vorgesehen werden, die sich durch einfaches Bohren herstellen lassen. Darüber hinaus ist die Montage besonders einfach, da die Sperrstifte nur in die radialen Bohrungen eingesteckt zu werden brauchen; dies erlaubt auch ein einfaches Auswechseln der .Sperrstifte. Die erfindungsgemäße Schaufelsicherung beeinträchtigt die Dämpfungseigenschaften des Laulia-

M des nicht und erlaubt ein einfaches Auswuchten des Laufrades.

Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, daß, entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, der Sperrstift eine axiale Gewindebohrung

<>5 und eine mit dieser verschraubte Linsteilschraube aufweist, die zwecks Einstellung der Axiallage des Sperrstiftes in der Radialbohrung auf das untere Ende der Radialbohrung aufsetzbar ist. Hierdurch können die

Sperrslifte in gewünschter Weise vorgespannt werden, was zur Verbesserung der Dämpfungseigenschaften sowie zum Auswuchten des Laufrades ausgenutzt werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ausrührungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise Aufsicht eines Schaufelrades mit einer Schaufelsicherung;

Fi g. 2 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 2-2 der F i g. 1;

Fig.3 eine vergrößert.; Ansicht der Schaufelsicherung;

F i g. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Schaufelschloss es.

F i g. 2 zeigt ein Schaufelrad 10 mit einer umlaufenden Laufradscheibe 11 und einer Reihe von daran befestigten, radial gerichteten Laufschaufeln 12.

Jedes Schaufelblatt 12 in der Schaufelreihe hat einen im Querschnitt im wesentlichen dreieckigen Sc'iaufelfuß

15 mit mehreren nach außen überstehenden Ansätzen

16 eines Tannenbaumfußes. Die Laufradscheibe 11 ist mit einer Reihe von Axialnuten versehen, in die die Laufschaufeln jeweils gleitend einschiebbar sind.

Die einzelnen Laufschaufeln 12 bestehen aus dem oben erwähnten Schaufelfuß 15, einer in Umfangsrichtung erweiterten Grundplatte 18, die im wesentlichen auf dem Außenumfang der Scheibe aufliegt, und einem radial verlaufenden Schaufelblatt 20. Wie Fig. 1 am deutlichsten zeigt, sind die axial verlaufenden Seitenwände 21,22 jeder Grundplatte derart ausgelichtet, daß sie die Laufradscheibe 11 im wesentlichen parallel zu deren Achse übergreifen. Beim Zusammenbau kommt die eine Seitenwand einer Laufschaufel in der Schaufelreihe neben der Seitenwand einer Laufschaufel in der Schaufelreihe neben der Seitenwand der unmittelbar benachbarten Laufschaufel zu liegen. Die eine Seitenwind 21 jeder Grundplatte bildet eine kontinuierliche, undurchbrochene ebene Radialfläche, während die andere Seitenwand 22 einen mittig angeordneten, kreisförmigen Schlitz 23 enthält.

Im zusammengebauten Zustand liegen die benachbarten .Seitenwände 21, 22 von nebcneinanderliegenden Grundplatten 18 über der hochstehenden Scheibennasc 27. die sich zwischen den die seitlich einschiebbaren Laufschaufeln aufnehmenden Axialnuten in der Scheibe befindet. In jeder Scheibennasc 27 ist eine Radialbohrung 30 gebildet, die deir.rt angeordnet ist, daß sie in Axialrichtung mit dem kreisbogenförmigen Schlitz 23 in der darüber'iegendcn Grundplatte 18 fluchtet, wenn die Laufschaufeln 12 in der Betricbsstellung aus der Scheibe 11 angeordnet sind. Die Laufschaufeln 12 werden derart zusammengebaut, daß die durchgehende, ebene Seitenwand 21 der einen Grundplatte 18 der geschlitzten Seitenwand 22 der unmittelbar nachfolgenden Grundplatte zugekehrt ist. Infolgedessen überdeckt die Grundplatte der ersten Laufschaufel zweier benachbarter Laufschaufeln teilweise die Radialbohrung 30 der Scheibennasc 27, während der Schlitz 2.3 in der Grundplatte 18 der zweiten Laufschaufel 12 mit der Radialbohrung 30 derart zusammenwirkt, daß ein durch die Grundplatte 18 in die Scheibennase 27 verlaufender Kanal entsteht.

In jeder Radialbohrung 30 befindet sieh ein Sperrstift. Der in f-'ig. 3 gezeigte Sperrstift 35 ist mit einer schulicrförmigen Aussparung 36 versehen, die unter der Unterseite einer benachbarten, mit einer durchgehenden Seitenwand 21 versehenen Grundplatte 18 liegt Der Sperrstift 35 enthält ferner eine Verlängerung 37, die nach außen über die Radialbohrung 30 vorsteht und in den Schlitz 23 der benachbarten Grundplatte 18 verläuft. Zwischen der Verlängerung 37 und dem Schlitz 23 ist ein Paß-Gleitsitz vorhanden, durch den die Axialbewegung der Laufschaufel in der Laufradscheibe 11 begrenzt wird, um zu verhindern, daß sich die Laufschaufel aus ihrer Betriebslage verschiebt. Die Axiallänge des Stiftes ist derart bemessen, daß das Ende der Verlängerung 37 im wesentlichen parallel zur Oberseite der Grundplatte 18 liegt.

Bei der in F i g. 3 gezeigten Anordnung wird durch die eine zweier benachbarter Grundplatten verhindert, daß sich der Sperrstift 35 in Radialrichtung aus der Radialbohrung 30 der Scheibennase 27 herausbewegt, während die Verlängerung 37 des Sperrstifies 35 nach oben in die andere Grundplatte greift und diese Laufschaufel gegen eine Axialverschiebung im Schaufelrad sichert, jede Laufschaufel im Scliaiifelkranz hallen somit einen der Sperrstifte 35 in der in die Radialbohrung 30 eingesetzten Lage und wirkt formschlüssig in Paß-Gleitsitz mit der Verlängerung 37 des unmittelbar nachfolgenden Sperrstiftes 35 zusammen.

Wenn cidher sämtliche Laufschaufeln in Umfangsrichtung auf der Scheibe 11 angeordnet sind, wird jede Schaufel durch einen der Sperrstifte 35 an der Scheibe

11 gesichert.

Um den Zusammenbau zwischen der als erste und der

in als letzte in die Scheibe 11 eingesetzten Laufschaufel, deren Grundplatten 18 im eingebauten Zustand nebeneinander liegen, zu erleichtern, ist der in F i g. 4 gezeigte kurze Sperrstift 40 vorgesehen. Der kurze Sperrstift 40 ist ähnlich ausgebildet wie der längere

)5 Sperrstift 35, jedoch an seinem unteren Ende so weit gekürzt, daß die Verlängerung des Sperrstifies in die Radialbohrung 30 der Scheibennase 27 einfahrbar ist. so daß die Grundplatte darübergeschoben werden kann. Die zurückgezogene Stellung des kurzen Spcrrstiftes 40

■ίο ist in Fig. 4 in gestrichelten Linien gezeigt. Eine den Sperrstift 40 axial durchsetzende Gewindebohrung dient zur Aufnahme einer Einstellschraube 41. deren Länge gleich der oder geringfügig kleiner als die Axiallängc des Sperrstiftes ist.

4-Ί Der erste Schritt beim Einbau der Laufschaufeln an der Laufradscheibe besteht darin, daß ein kurzer Sperrstift 40 einschließlich einet Einstellsehraube 41 in eine erste Radialbohrung 30 einer Scheibennasc 27 eingesetzt wird, wobei sich der Sperrstift 40 in der

ίο zurückgezogenen L.ige befindet. Dann wird die erste Laufschaufel des Schaufelkranzes in die Betriebsstel lung eingeschoben, wobei die undurchbrochene Seitenwand l\ der Grundplatte 18 über den zurückgezogenen Sperrstift 40 zu liegen kommt. Anschließend wird ein

■55 erster längerer Sperrstift 35 in die Radialbohrung 30 eingeführt, wobei die Verlängerung 37 des Sperrstiftes 35 in den Schlitz 23 an der gegenüberliegenden Seilenwand 22 de^r ersten Grundplatte 18 eingesetzt wird. Dann wird der Schaufelfuß 15 der in der

Mi .Schaufelreihe unmittelbar nachfolgenden Laufschaufel

12 gleitdcnd in die Laufradscheibc 11 eingesetzt, wobei die Grundplatte 18 dieser /weiten Laufschaufel 12 mit ihrem undurchbrochenen Abschnitt über die Aussparung 36 des ersten längeren Sperrstiftes 35 zu liegen

hi kommt, wodurch der Sperrstift 35 in seiner Stellung gesichert wird. Diese Arbeitsvorgänge werden wiederholt, bis die letzte Laufschaufel auf der Laufradsi-hcibc montiert ist. Daraufhin wird der kurze Sperrstift 40

durch Drehen der l.inslellsehraiihe 41 η.nil oheii geschraubt, bis seme Verlängerung ?7 im Schiit/ 25 der zuletzt eingebauten < iriindpliitle 18 liegt, woraufhin der Zusammenbau beendet ist. Nunmehr wird die l'instell schraube 41 im kurzen Sperrstift 40 vorzugsweise ingestaucht. um ein Lockern oder Herausfallen unter dem Finfluß von Vibrationen /u verhindern.

In tier beschriebenen Anordnung isi jede Laufschaufel 12 in dem Schaufelkranz an der [.,uifradscheibe It \ erhallnismiiUig lose befestigt, so dalt die Nehwingungs dampfungseigenschaften des S> stems erhalten bleiben. Die Dämpfungseigenschallen des Svstems lassen sich dadurch weiter verbessern, diil.i leder Sperrstift mit einer axial durchgehenden l.instellsi.hraiibi' versehen lsi. wie dies unhand des kürzeren Sperrstiftes 40 beschrieben wurde. Diese Ausführungsform ist in I ι g. 2 gezeigt, wo sowohl der kürzere Spcrrstifl 40 als auch die längeren .Sperrstifte SI eine Kinslcllschnuibc aufweisen, die am Boden der Kadialbohrungcn .30 der Schcibcnna-

'' sen 27 aufsitzt. In dieser Ausführungsform werden die einzelnen ^perrstifte durch die Ijnslellschrauben nach oben gehoben, so dal! die schulterförmigcn Aussparungen 36 der .Sperrstifte an die Unterseite der darübcrlicgendcn .Schaufelgrundplatten anschlagen. Die von den

'i Sperrstiften auf die l.aufsehaiifel jeweils ausgeübte Belastung liilit sich zwecks leinabstiminung der Laufschaufeln einstellen, um Kesonanzerscheinungen zu sermeiden, wodurch die Dampfungseigenschaflen des Svslems weiter verbessert werden.

Hierzu 2 HIaIt Zeiehnuimen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaufelsicherung für jeweils aus einem Schaufelblatt, einer Grundplatte und einem Schaufelfuß bestehenden Laufschaufeln, deren Schaufelfü-Qe in eine an einer Laufradscheibe gebildete Nut seitlich einschiebbar ind und von denen zumindest eine darin durch einen Sperrstift gehalten ist, der in einer zwischen zwei Nuten am Umfang der Laufradscheibe gebildeten Radialbohirung gleitbar eingesetzt ist und eine an der Unterseite einer Grundplatte anliegende Anlagefläche ?:ur Verhinderung eines radialen Herausgleitens des Sperrstiftes aus der Radialbohrung sowie eine radial nach außen über die Radialbohrung vorstehende, mit der Grundplatte zusammenwirkende Verlängerung zur Verhinderung einer Verschiebung dieser Laufschaufel in Richtung der Schaufeleinscheibbewegung in die Laufradscheibe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche des Sperrstiftes (35; 40; 51) von einer schulterförmigen Aussparung (36) im Sperrstift gebildet und die Radialbohrung (30) im Bereich der Trennfuge zwischen den Grundplatten (18) zweier benachbarter Laufschaufeln so angeordnet ist, daß die Anlagefläche der Aussparung (36) mit der einen Grundplatte (18) und die Verlängerung (37) des Sperrstiltes mit der anderen Grundplatte (18) der beiden benachbarten Laufschaufeln zusammenwirken.

2. Schaufelvcherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (37) des Sperrstiftes (35; 40; 51) einen bogenförmigen Querschnitt aufweist und engsitzend mit einem entsprechenden Schlitz (23) in dt, Grundplatte (18) der unmittelbar folgenden Laufschaufel (12) zusammenwirkt.

3. Schaufelsicherung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrstift (40; 51) eine axiale Gewindebohrung und eine mit dieser verschraubte Einstellschraube (41) aufweist, die zwecks Einstellung der Axiallage des Sperrstiftes (40; 51) in der Radialbohrung (30) auf das untere Ende der Radialbohrung aufsetzbar ist.

4. Schaufelsichcrung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. bei der der zur Sicherung der letzten Laufschaufeln eines geschlossenen Schaufelringes dienende Sperrstift eine solche Länge: besitzt, daß die Verlängerung des Sperrstiftes beim Zusammenbau unter den Äußenumfang der Laufradscheibe absenkbar ist, um ein seitliches Einschieben der beim Zusammenbau letzten Laufschaufel nicht zu behindern, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrstift (40; 51) im eingebauten Zustand sowohl an der ersten wie auch an der letzten Laufschaufel (12) des geschlossenen .Schaufelringes anlegt.