DE2549649C3 - Schaufelbefestigung für Gasturbinenstrahltriebwerke - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schaufelbefestigung bei Rotorscheiben von Gasturbinentriebwerken der im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Gattung.

Eine solche Schaufelbefestigung ist aus der US-PS 30 96 074 bekannt.

Hierbei ist auf beiden Seiten der Scheibe die gleiche Schaufelbefestigung in Gestalt von Bajonettringen vorgesehen, die aufgesetzt werden können, nachdem die Schaufeln bereits an Ort und Stelle mit ihrem ProfilfuB jo in die axialen Nuten der Rotorscheiben eingesetzt sind. Um den Bajo~ettring an einer Drehung zu hindern, sind gesonderte Verriegelungsstücke vorgesehen, die in eine Umfangsnut der Rotorscheibe eingeschoben werden und als Riegel einen vorsprung in Gestalt eines biegsamen Lappens aufweisen, ^er radial nach außen gebogen wird und in seinem durch Abbiegen entstandenen Krümmungsabschnitt an den Ansätzen der Scheibe anliegt und an der anderen Seite formschlüssig an den Vorsprüngen des Ringes abgestützt ist Jeder Schaufel ist dabei auf jeder Seite ein solches Verriegelungsstück zugeordnet, das umgebogen werden muß und bei der Demontage wieder ein Zurückbiegen erfordert, so daß im allgemeinen eine Wiederverwendbarkeit dieses Verriegelungsstückes nicht gegeben ist Ferner erfordert die Rotorscheibe zusätzliche Nutanordnungen für diese Verriegelungsstücke und auch der Bajonettring muß auf der Rückseite mit entsprechenden Ausnehmungen versehen sein, was zusätzliche Bearbeitungskosten erfordert Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten so Schaufelbefestigung besteht außerdem darin, daß sich zahlreiche Leckströme bilden können, weil zwischen den einzelnen, sich formschlüssig in Umfangsrichtung und in Axialrichtung abstützenden Teilen Kanäle gebildet werden, durch die die Kühlluft entweichen kann.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die Festlegung eines solchen Bajonettringes auf einfache und sichere Weise unter Abdichtung gegenüber Leckströmen zu bewirken, ohne daß eine komplizierte Formgebung der Rotorscheibe erforderlich wäre.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs angegebenen Merk' male. Dadurch, daß erfindungsgemäß die Vef riegelungs-Vorsprünge Teile des Schaufelfußes selbst bilden, können die bei der bekannten Schaufelbefestigung erforderlichen Einzelverriegelungseinsätzi; entfallen, was nicht nur eine erhebliche Einsparung an Bearbeitungskosten und an Montagekosten mit sich bringt, sondern auch einen in seiner Starrheit verbesserten Aufbau ergibt, der keine Biegebearbeitungen erfordert

Bei der erfindungsgemäßen Schaufelbefestigung kann die Demontage durch einfaches axiales Verschieben der Schaufelfüße innerhalb der axialen Nuten bewirkt werden, ohne daß eine Aufbiegung der Vorsprünge erforde.-Iich ist und es kann nach Zurückziehen der Vorsprünge der Schaufelfüße der Bajonetuing durch Drehen gelöst werden.

Durch die erfindungsgemäße Einsparung zusätzlicher loser Teile wird außerdem die Gefahr von Vibrationen vermindert, die zum Festfressen oder zur Abnützung führen können und außerdem die Gefahr nach sich ziehen, daß ein Teil abgeschleudert wird, wenn unter ungünstigen Bedingungen die Abnutzung so gravierend ist, daß eine Entriegelung einsetzt und einzelne Teile sich zu lösen beginnen.

Bei der erfindungsgemäßen Schaufelbefestigung ist der Vibrationseffekt nicht in dem Maße zu befürchten, weil der allein erforderliche Bajonettring ein relativ großes Bauteil darstellt, welches gegenüber Vibrationen nicht so anfällig ist wie kleine Verriegelungskörper. Außerdem ist der Bajonettring an zahlreichen Stellen des Umfangs, nämlich jeweils im Bereich einer Schaufel, durch die Vorsprünge der Schaufeln festgelegt Eine Reibungsabnutzu ig ist daher nicht zu erwarten. Die Formschlußfestlegung ist eindeutig und hängt nicht von unzuverlässigen Biegelaschen ab, die im bekannten Fall benötigt werdea

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt einer Turbinenrotorscheibe eines Gasturbinenstrahltriebwerks;

F i g. 2 eine Ansicht der Rotorscheibe gemäß F i g. 1 in Richtung des Pfeiles 2 gemäß F i g. 1 betrachtet

Die Turbinenschaufeln 16 sind an der Rotorscheibe 15 mittels schwalbenschwanzförmifir Profilfüße 17 festgelegt die in entsprechend gestaltete, axial verlaufende, schwalbenschwanzförmige Nuten 18 eingreifen, die am Umfang der Scheibe 15 ausgebildet sind. Es ist notwendig, die Schaufeln 16 gegen eine Axialbewegung relativ zur Scheibe zu halten und zu diesem Zweck ist ein Ring 19 vorgesehen. Der Ring 19 hat etwa den gleichen Durchmesser wie der Umfang der Scheibe 15. Er ist an seinem inneren Umfang mit einer Reihe von Ausnehmungen 20 versehen, die so gestaltet sind, daß der Ring gegen die Scheibe gedrückt werden kann, wobei die Ausnehmungen 20 über Ansätze 21 der Schaufelbajonettleiste hinweggleiten. Wie aus F i g. i ersichtlich, liegen die Abschnitte des inneren Umfangs, die nicht ausgeschnitten sind, hinter dem nach außen vorstehenden Teil 22 der Ansätze 21, wenn der Ring 19 gegen die Scheibe gedrückt ist Demgemäß kann der Ring 19 gegenüber der Scheibe 15 gedreht werden, so daß diese nicht ausgeschnittenen Abschnitte hinter den Teilen 22 zu liegen kommen, wodurch verhindert wird, daß sich der Ring 19 von der Scheibe wegbewegt

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß der äußere Umfang des Rings 19 gegen eine Oberfläche der Füße der Schaufeln 16 anstößt und somit eine Axialbewegung gemäß F i g. 1 nach links verhindert Aus Fig, 1 ist weiter ersichtlich, daß jede Schaufel 16 mit einem Vorsprung 23 ausgestattet ist, der mit einer entsprechenden Formschlußausnehmung 24 am äußersten Umfang des Ringes 19 zusammenwirkt Das Zusammenwirken zwischen

den Vorsprüngen 23 und den Ausnehmungen 24 verhindert eine Relativdrehung zwischen dem Ring 19 und der Scheibe 15 und es wird dadurch verhindert, daß der Ring von den Teilen 22 freikommt.

Es ist außerdem erforderlich, zusätzliche Mittel vorzusehen, um zu verhindern, daß die Schaufeln 16 sich gemäß F i g. 1 nach rechts gegenüber der Scheibe bewegen. Zu diesem Zweck sind Verriegelungsplatten 25 vorgesehen, die zwischen Nuten 26 und 27 eingreifen, die in der Scheibe bzw. im Schaufelfuß angeordnet sind, Diese Verriegelungsplatten sind von herkömmlicher Bauart und brauchen daher im einzelnen nicht beschrieben zu werden.

Im oben beschriebenen Anwendungsfall wird der Ring 19 benutzt um zwei Bichtungsrippen 28 und 29 zu tragen, und um eine zusätzliche Abstützung für den Ring 19 vorzusehen, sind mehrere Vorsprünge 30 an der Scheibe 15 angeordnet, die gegen die innere Oberfläche des Ringes anliegen, so daß Belastungen zwischen diesen Vorsprüngen und den Teilen 22 aufgenommen werden können.

Um die Schaufeln, den Ring uud die Scheibe zusammenzubauen, ist es notwendig, die nachstehende Reihenfolge einzuhalten: Zuerst wird der Ring über den Bajonettverschluß an der Scheibe befestig!. Dann werden die Schaufeln von rechts gemäß Fig. 1 nach links in ihre Schwalbenschwanznuten eingeschoben, so daß die Vorsprünge 23 in die Ausnehmungen 24 eingreifen, um den Ring in seiner Lage zu verriegeln. Die Schaufeln werden dann an Ort und Stelle dadurch verriegelt, daß die Verriegelungsplatten 25 zwischen

den Schlitzen 26 und 27 angeordnet werden, wodurch der Aufbau vollendet wird.

Die Erfindung schafft eine besonders einfache und wirksame Anordnung, durch welche Kühlluft in dte Schaufeln 16 eingeführt werden kann. So kann durch Einblasen von Kühlluft durch die Düsen 31 (Fig. 1) die Kühlluft veranlaßt werden, unter den Ausnehmungen 20 in den Raum zwischen dem Ring 19 und dem Umfang der Scheibe 15 einzuströmen. Dieser Raum steht bei 32 mit der unteren Oberfläche der Schaufeln 16 in Verbindung.

In F i g. 1 ist ein Dichtdraht 33 ersichtlich, der aus dehnbarem Material besteht und in dem sich verjüngenden Spalt zwischen Ring und Scheibe eingeschlossen ist Die Zentrifugalkräfte bewirken eine Ausdehnung des Ringes und schaffen eine wirksame Dichtung zwischen dem Ring und der Scheibe.

Es können zahlreiche Abwandlungen getroffen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist es z. B. möglich, daß der Bajonettverschluß an einem separaten Abschnitt des Rings zwischen der inneren und äußeren Oberfläche anordnet wird, statt ihn am inneren Umfang des Ringes vorzugehen, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist Es wäre auch möglich, den Eingriff zwischen den Vorsprüngen 23 und den Ausschnitten 24 nach einer anderen Ringfläche zu verlegen. Auch ist es nicht notwendig, daß der Ring auf der linken Seite (gemäß F i g. 1) der Scheibe angeordnet wird, wie dies im Ausführungsbeispiel dargestellt ist, sondern es wäre auch möglich, den Ring auf der rechten Seite der Scheibe anzuordnen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schaufelbefestigung bei Rotorscheiben von Gasturbinenstrahltriebwerken, mit in axiale Nuten der Rotorscheibe einschiebbaren Profilfüßen der Schaufein, die stromauf formschlüssig in axialer Richtung durch einen Ring abgestützt sind, der durch eine Bajonettverbindung an der Rotorscheibe axial formschlüssig festlegbar ist und der in Umfangsrichtung verdrehungssicher durch in Ausnehmungen des Ringes eingreifende Riegel in Gestalt von Vorsprüngen formschlüssig abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (23) starr ausgebildet und an den Schaufelfüßen (17) angeformt sind und axial in durchgehende Formschlußausnehmungen (24) des Ringes (19) einschiebbar sind.