DE2824853C2

DE2824853C2 - Vorrichtung zur Halterung der Schaufeln eines Turbinenläufers

Info

Publication number: DE2824853C2
Application number: DE2824853A
Authority: DE
Inventors: Josette Le Mee-sur-Seine Benoist; Pierre Antoine Melun Glowacki; Gérard Marcel Francois Brunoy Mandet
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1977-06-08
Filing date: 1978-06-06
Publication date: 1986-08-14
Also published as: DE2824853A1; FR2393931B1; FR2393931A1; GB1575500A; US4189282A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in der GB-PS 7 79 059 beschrieben und dargestellt. Bei dieser bekannten Ausgestaltung ist der die Schaufeln an einem axialen Herauswandern aus den sie aufnehmenden Nuten sichernde Flansch durch einen sog. Bajonettverschluß am Kranz der Laufrad-Scheibe festgelegt, und zwar durch seitlich vom Flansch abstehenden Haken, die durch axiales Zusammenführen des Flansches und des Kranzes sowie eine anschließende Drehung dieser Teile relativ zueinander in eine Ansätze des Kranzes hintergreifende Position bringbar sind.

Die den Flansch gegen ein Zurückdrehen gegenüber dem Kranz sichernden Blockierorgan werden bei der bekannten Ausgestaltung durch separate Verricgclungselemente gebildet, die den Flansch in Durchbrüchen durchfassen und in Ausnehmungen des Kranzes einfassen. Gegen Herausfallen sind die Verriegelungselemente durch Nasen an ihren hinteren Enden gesichert, die in Freischneidungen der Ausnehmungen einfassen (vgl. insbesondere F i g. 4 bis 6).

Die bekannte Ausgestaltung ist mit dem Nachteil behaftet, daß die Blockierorgane eingesteckt werden müssen, bevor der Flansch und der Kranz relativ zueinander in die Befestigungsposition gedreht werden. Ein Einstecken der Blockierorgane in der Befestigungsposition des Flansches ist wegen der Sicherungsnasen an den Blockierorganen nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung so auszugestalten, daß bei Gewährleistung einer gesicherten Anis Ordnung der Blockierorgane diese in der Befestigungsposition des Flansches eingesteckt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Blockierorgane ist es möglich, letztere erst dann in ihre Blockierstellung in den Ausnehmungen einzuführen, wenn der Flansch sich gegenüber dem Kranz in seiner (relativ zueinander verdrehten) Befestigungsposition befindet. Dabei ist aufgrund der federnden Anordnung der Blockierorgane deren automatisches Eingreifen in die Blockierstellung möglich, und die Blockierorgane sind gegen ein Herauswandern aus ihrer Blockierstellung gesichert. Außerdem sind die Blockierorgane unverlierbare Teile des Flansches. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung zeichnet sich durch eine einfache Bauweise aus, weil der Flansch bzw. die zugehörige Zunge selbst des betreffende Blockierorgan an einem Herauswandern sichert. Ferner ist auch eine einfache Montage möglich.

Eine eventuelle Abdichtungsfunktion des Flansches für die die Schaufeln aufnehmenden Nuten im Kranz kann dabei uneingeschränkt aufrechterhalten bleiben, weil die Zungen so ausgelegt werden können, daß sie eine solche Abdichtung nicht behindern.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Es ist noch zu erwähnen, daß die bekannte zahnförmige Ausbildung (Bajonettverschluß) und die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten konisch verlaufenden Auflageflächen, die einander hintergreifen. als in ihrer Wirkung gleichwertig angesehen werden können.

Im Folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert und zwar zeigt

F i g. 1 einen Teil des Kranzes einer Laufrad-Scheibe einer Turbine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Halterung der Schaufeln der Scheibe;

F i g. 2 den Schnitt 11-11 in F i g. 1:

F i g. 3 einen Teil eines die Schaufeln axial sichernden Flansches in perspektivischer Darstellung und im teilweisen Schnitt.

Gemäß Fig. 1 weist der Kranz 1 der Scheibe an seinem Umfang axiale Ausnehmungen 2 in der Gestalt von tannenförmigen Nuten auf, in welche die Schaufeln 3 gleitend eingeführt sind. Bei einer allgemein verwendeten Ausführungsform weisen die Schaufeln 3 nicht dargestellte Kühlkanäle auf, in welchen von der Mitte der Scheibe zugeführte Luft zirkuliert. Diese Kühlkiinälc durchqueren die Wurzeln 4 der Schaufeln 3.

Es ist daher erforderlich, eine Abdichtung zwischen der tannenförmigen Nut und der Sehaufclwurzcl sicherzustellen, die so vollkommen wie möglich ist. und Verluste durch die Scitcnrändcr zu vermeiden.

Es ist nicht weniger notwendig, die Schaufeln 3 in

ihren Nuten zu hallen und jedes Gleiten längs der Achse der Scheibe /.u vermeiden. Für diesen /weck ist ;iii den Flanken der Scheibe bzw. des Kranzes 1 vor den Wurzeln 4 der Schaufeln 3 ein ringförmiger Flansch 5 angeordnet, der zum Zusammenwirken mit noch zu beschreibenden Elementen der Vorrichtung zur Halterung ausgebildet ist, die zum Kranz und zu den Schaufeln 3 gehören.

Der ringförmige Flansch 5 trägt an seinem inneren Rand Haken 10, die im wesentlichen senkrecht von der Ebene des Flansches 5 in Richtung auf den Kranz abstehen. Jeder Haken 10 weist eine Fläche 12 auf, die mit der Flanke des Kranzes 1 einen spitzen Winksl einschließt Die Flächen 12 liegen in einer gedachten Kegelfläche eines zum Kranz 1 gleichachsigen Kegels.

Andererseits ist, wie es am besten aus F i g. 2 erkennbar ist, der innere Rand des Kranzes 1 der Scheibe mit geneigten Flächen 12' versehen, die den Flächen 12 der Haken 10 entsprechen und von diesen übergriffen werden.

Der Flansch 5 weist elastische Zungen 13 auf, die durch von außen radial einwärts gerichtete Einschnitte gebildet sind. Jede Zunge 13 trägt einen Vorsprung 11, der in Richtung auf den Kranz 1 absteht. Ausnehmungen 9 von entsprechender Form sind zur Aufnahme der Vorsprünge 11 im Fuß der Schaufeln 3 vorgesehen. Unter Schaufelfuß ist die Anordnung zu verstehen, die die Basis des Schaufelblattes bildet. Bei Schaufeln 3 mit profilierten Wurzeln ist die Basis allgemein eine Plattform 8. Bei dem dargestellten Beispiel werden die erwähnten Ausnehmungen 9 durch Nuten gebildet, die an den axialen Rändern 8' jeder Plattform 8 vorgesehen sind.

Es sind ebenso viele Haken 10 wie Vorsprünge 11 vorgesehen, die bezüglich ihrer Positionen in Umfangsrichtung mit den Flächen 12' und den Ausnehmungen 9 übereinstimmen. Die Vorsprünge 11 fassen in zwei einander gegenüberliegenden Nuten zweier benachbarter Schaufelfüße ein. Ein Vorsprung 11 kommt daher mit zwei benachbarten Schaufeln 3 in Eingriff. Der Flanschteil zwischen zwei Zungen 13 entspricht der Querbreite der Schaufel 3 und gewährleistet die Halterung letzterer und die Abdichtung der tannenförmigen Nuten.

Auf der Rückseite jeder Zunge 13 ist ein Eingriffselement 14 vorgesehen, um das Herausziehen des Vorsprungs 11 aus seiner Ausnehmung 9 zu ermöglichen.

Der Zusammenbau der Vorrichtung geschieht wie folgt: Nachdem an der hinteren Flanke des Kranzes 1 ein dem Flansch 5 entsprechender Flansch (nicht dargestellt) angebracht worden ist. werden die Schaufeln 3 gleitend in ihre Nuten eingeschoben. Dann wird der Flansch 5 in einer solchen Position gegen die vordere Flanke des Kranzes 1 bewegt, daß die Haken 10 sich in Aussparungen 6 zwischen die Flächen 12' aufweisenden Zähnen 7 befinden. Während der Flansch 5 gegen die Flanke gehalten wird, wird er um einen Winkel so weit gedreht, daß die Vorsprünge 11 infolge der Elastizität der Zunge 13 in die Ausnehmungen 9 eindringen und die Verriegelung des Flansches 5 gegen Drehung gewährleisten.

Das Ausbauen des Flansches 5 geschieht unter Verwendung eines mit den Eingriffselementen 14 zusammenwirkenden Werzeugs mit dem die Vorsprünge 11 aus ihren Ausnehmungen 9 zurückgezogen werden. Durch ein Drehen des Flansches 5 werden die Haken 10 in eine Position zwischen den Zähnen 7 gebracht, und dann wird der Flansch 5 axial von der Flanke des Kranzes 1 entfernt.

Der Flansch 5 weist eine Dicke auf. die von seinem äußeren Riiiui 15 zu seinem inneren Rand lf> /unimint Auf seiner Aiihifiefliiehe !7 und in der Nähe des R.iiulrs 15 wird eine erste Rippe belassen, welche nach der Bearbeitung die Vorsprünge 11 ergibt. Am Rand 16 wird eine zweite Rippe belassen, welche die Haken 10 ergibt. Diese Rippen sind zumindest teilweise im Bereich der Stirnenden der Wurzeln 4 weggelassen. Die Zungen 13 werden sodann durch ein im wesentlichen radiales Ein schneiden des Flansches 5 gebildet. Der sich nach außen verjüngende Querschnitt des Flansches 5 hat den Zweck, Zungen 13 zu erhalten, welche eine ausreichende Elastizität aufweisen, um die Vorsprünge 11 in ihren Ausnehmungen 9 zu halten, und ausreichend massive Haken 10, um deren Verformung unter der Wirkung der Fliehkraft zu vermeiden.

Es könnte beispielsweise eine Dicke des Flansches 5 innen von etwa dem Zweifachen der Dicke des Flansches 5 außen vorgesehen werden. Wenn die Dicke beispielsweise mit 2 mm bzw. 1 mm gewählt worden ist.

wird eine Zungenbreite von 4 mm vorgesehen.

Ferner ist zu bemerken, daß die Zungen 13 nicht nur eine gute Dichtungsfunktion des Flansches 5 gewährleisten, sondern auch an der Halterung der Schaufeln 3 teilnehmen, da sie mit dem Flansch 5 aus einem Stück bestehen.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beispielsweise beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt. Insbesondere kann die Anzahl der Haken 10 von der Anzahl der Zungen 13 und der Anzahl der Schaufeln 3 unabhängig sein. Desgleichen können die Ausnehmungen 9 für die Vorsprünge 11 so vorgesehen sein, daß sie sich nicht auf zwei aufeinanderfolgende Schaufeln 3 erstrecken. Die Ausnehmungen können sich auch in der Höhe der Schaufelwurzeln befinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Halterung der Schaufeln eines Turbineniäufers,

dessen Scheibe einen Kranz aufweist, an dessen Umfang axiale Ausnehmungen vorgesehen sind, in welche die Wurzeln der Schaufeln gleitend einführbar sind, mit mindestens einem ringförmigen Flansch zur axialen Halterung der Schaufeln auf der Scheibe
und mit Befestigungs- sowie Blockierorganen, die die Anordnung des Flansches am Kranz sicherstellen,

wobei die Befestigungsorgane durch am inneren Rand des Flansches angeordnete Haken mit schrägen Anlageflächen gebildet sind, die entsprechende Flächen an Ansätzen des Kranzes hintergreifen,
und wobei in der Basis der Schaufeln Ausnehmungen zur Aufnahme der Blockierorgane vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Flansch (5) an federnden Zungen (i3) getragene Blockierorgane aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierorgane durch einstückig angeformte axiale Vorsprünge (11) der Zungen (13) gebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (9) sich in beiden einander zugewandten Seiten benachbarter Schaufeln (3,8') erstrecken.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haken (10) und die Vorsprünge (11) längs Halbmessern des Flansches (5) ausgerichtet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (13) durch sich vom äußeren Rand (15) des Flansches (5) radial einwärts erstreckende Einschnitte gebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch Eingriffselemente (<4) auf den den Vorsprüngen (11) abgewandten Seiten der Zungen (13) in einer im wesentlichen der Höhe der Vorsprünge (11) entsprechenden Höhe.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Flansches (5) radial einwärts divergiert.