DE2906029C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Laufschaufel-Verriege­ lungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Laufschaufel-Verriegelungsvorrichtung ist in der DE-OS 25 57 103 beschrieben.

Bei der Herstellung von mit Schaufeln besetzten Rotoren hat man früher zur Sicherung der Schaufeln, beispielsweise Turbinen- oder Lüfterschaufeln, an einem Rotor bisher zu Metallstreifen gegriffen, die in die Rotornuten eingeführt werden und dann mit ihren Enden so umgebogen werden, daß diese Enden den Fuß der Schaufel und die sich radial er­ streckenden Rotorflächen überlappen. Diese Sicherungsein­ richtungen haben sich aus verschiedenen Gründen als un­ günstig erwiesen. Ein ungünstiger Effekt ist beispielsweise, daß Belastungen, die dazu neigen, die Rotorschaufel aus ihrer Haltenut zu drücken, von den umgebogenen Enden des Metallstreifens aufgenommen werden. Da die Metallstreifen im allgemeinen so dimensioniert werden, daß sie beim Einbau leicht umgebogen werden können, lassen sie sich durch die erwähnten, von der Rotorschaufel aufgebrachten Kräfte leicht in entgegengesetzte Richtung zurückbiegen.

Auch bei der Wartung der Rotorschaufeln haben sich un­ günstige Eigenschaften gezeigt. Die Entfernung der bekann­ ten Sicherungseinrichtungen während der routinemäßigen Wartung hat sich als mühsam herausgestellt, da die Rotor­ scheibe von beiden Seiten zugänglich sein muß und der Zugang zumeist recht unbequem ist. Auch sind die bekannten Sicherungseinrichtungen nicht wiederverwendbar, da sich ihre physikalischen und metallurgischen Eigenschaften beim wiederholten Biegen der Streifenenden ändern. Ihr notwendiger Ersatz ist teuer, besonders wenn eine größere Zahl von Rotorschaufeln bei der Wartung entfernt und neu installiert werden muß.

Aus der eingangs genannten DE-OS 25 57 103 ist eine demgegenüber verbesserte Verriegelungseinrichtung für Rotorschaufeln bekannt. Bezüglich der Rotorscheibe bringt diese Einrichtung zwar erhebliche Verbesserungen, es hat sich jedoch gezeigt, daß sich eine geringe tangentiale Beweglichkeit der Schaufel in der Rotornut ergibt, die eine Relativbewegung zwischen Schwalbenschwanzfuß der Schaufel und Rotorscheibe während des Leerlaufs bei Gasturbinen ermöglicht. Leerlauf kann bei Gasturbinen aber für 8 bis 12 Stunden pro Tag vorherrschen, so daß die erwähnte Schaufelbeweglichkeit zu einer Abnutzung des Schutzbelags führt, mit dem normalerweise die Rotornuten zur Aufnahme der Schaufelfüße beschichtet sind. Die Folge davon ist dann ein vorzeitiger Verschleiß an der Druckfläche der Rotornut. Eine Reparatur der Rotornuten ist unbequem und teuer und kann nur wenige Male wiederholt werden, so daß die Rotorscheibe bald unbrauchbar wird.

Bei der bekannten Verriegelungseinrichtung wird ferner ein Spannkeil aus einem elastischen Material verwendet, der in einen Zwischenraum zwischen der Schaufelhaltevor­ richtung und dem Boden der Rotornut eingesetzt wird und eine radial nach außen wirkende Kraft auf die Schaufel aufgrund der Kompression seines Materials aufbringt. Bei der Gestaltung dieser Anordnung sollte vorzugsweise auf eine geringe Steifigkeit des elastischen Materials geachtet werden, damit auch über größere Toleranzbereiche von Nutweiten stets eine Kompression in dem Spannkeil erzielbar ist. Das Material sollte weiterhin weich sein, um mechanische Beschädigungen des Bodens der Rotorscheibennut zu vermeiden, wenn der Abstandshalter installiert wird. Gegenwärtig wird ein organisches, polymeres Material, wie Polyamid, in komprimiertem Zustand verwendet, um die erwähnte radial wirkende Kraft aufzu­ bringen. Diese radiale Kraft, die von einem derartigen Polymer aufgebracht werden kann, wird durch die Kraft beschränkt, die zur Installierung des Abstandshalters erforderlich ist. Die Verwendung von weich zusammendrückbarem, nichtmetallischem (oder wenig festem) Material erlaubt ein Materialfließen bei Umgebungstemperatur und, kombiniert mit der radial gerichteten Kompression, die die Kraft hervorruft, ermöglicht bei geringster Abnutzung des Schwalbenschwanzes, daß sich das System lockert und seine Wirksamkeit verliert.

Es erscheint daher wünschenswert, bei der bekannten Anord­ nung einen harten, metallischen, hochfesten Einsatz zu ver­ wenden. Dies würde jedoch unweigerlich die Gefahr von Beschädigungen des Nutbodens während der Installation heraufbeschwören, wenn man den Einsatz mit Kraft in seine Lage treiben würde. Es wäre weiterhin nicht möglich, geringe Herstellungstoleranzen an den Schwalbenschwänzen auszugleichen. Weiterhin wäre es schwierig, die Anordnung zu demontieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Laufschaufel- Verriegelungsvorrichtung der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß eine Relativbewegung zwischen dem Schaufelfuß und der Rotornut sowohl während des normalen Betriebs als auch während des Leerlaufs (Windmühlenbetrieb) verhindert ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen ins­ besondere darin, daß eine radiale Kraft erzeugt wird, die beispielsweise zehnmal so hoch wie bei der bekannten Vorrichtung ist, und wobei verhindert ist, daß durch eine kontinuierliche Reibbewegung zwischen dem Schaufelfuß und der Rotornut eine Beschädigung von Schutzüberzügen verur­ sacht wird. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß ein elastisch verformbarer Abstandshalter mit einer speziellen Formgebung gegen den Schaufelfuß vorgespannt wird. Hierbei können große Kräfte ausgeübt werden. Gleich­ zeitig wird aber durch die Lastverteilerschiene für eine große Kraftübertragungsfläche zwischen dem Abstandshalter und der Nutoberfläche gesorgt, so daß trotz der großen Kräfte für eine relativ kleine Flächenpressung gesorgt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Radialschnitt durch eine Schaufel und einen Rotor;

Fig. 2 eine Axialansicht in Richtung der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Explosionsdarstellung der Verriegelungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Verriegelungsvorrichtung in zusammengebautem Zustand;

Fig. 6 einen Radialschnitt nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 7 einen Schnitt, der die Haltestäbe während des Einsetzens in die Rotornut zeigt;

Fig. 8 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Abstandshalters in undeformiertem, eingebautem Zustand;

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 8;

Fig. 10 eine Seitenansicht, die darstellt, wie der Abstandshalter beim Biegen mit einem Werkzeug deformiert wird, um eine radialgerichtete Kraft am Schaufelfuß zu erzeugen;

Fig. 11 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 10 und

Fig. 12 einen Schnitt längs der Linie 12-12 in Fig. 6, der das Zusammenwirken des Abstandshalters und der Haltestäbe zeigt.

In Fig. 1 ist eine Rotorschaufel 10 dargestellt, die an einer Rotorscheibe 12 befestigt ist. Die Rotorscheibe rotiert um eine hier nicht dargestellte Mittenachse. Die Rotorschaufel 10 mit sehr großen radialen Abmessungen besteht aus einem Schaufelblatt 14, einem Leitringsegment 16 und einem sich davon radial nach innen erstreckenden Schaufelfuß 18, dessen radial nach innen gerichtete Seite (Unterseite) mit 20 und dessen Stirnseiten mit 22 und 24 bezeichnet sind. Am Schaufelblatt 14 sind etwa auf halber Höhe beidseitig Schürzensegmente 26 ausgebildet, die sich mit den Schürzensegmenten der benachbarten Schaufelblätter zu einem geschlossenen Ring schließen, der der Schaufelanordnung Stabilität gegen Verbiegung verleiht.

Die Rotorscheibe 12 weist gemäß Fig. 1 eine Vorderseite 28 und eine Hinterseite 30 auf. Sie ist auf ihrem Umfang mit einer Vielzahl gleichmäßig verteilter Nuten 32 von schwalbenschwanzförmigem Querschnitt versehen, die zur Aufnahme je eines Schaufelfußes 18 von ebenfalls schwalbenschwanzförmigem Querschnitt bestimmt sind. Die Schwalbenschwanznuten 32 erstrecken sich quer über den Umfang der Rotorscheibe 12 von der Vorderseite 28 zur Hinterseite 30 und in einer solchen Tiefe, daß nach Aufnahme eines Schaufelfußes 18 zwischen dessen Unterseite 20 und dem Boden 44 der Nut 32 ein Zwischenraum 34 von vorbestimmter radialer Höhe 36 freibleibt. Nahe dem vorderen und dem hinteren Ende jeder Nut 32 sind an der vorderen und hinteren Rotorseite 28 bzw. 30 Anschlagflächen 38 bzw. 40 ausgebildet. Der Zwischenraum 34 in der Nut 32 ermöglicht es, ein einzelnes Schaufelblatt radial nach innen gegen den Rotor abzusenken, um seine Schürzensegmente 26 aus dem Eingriff mit den Schürzensegmenten der benachbarten Schaufel zu bringen, damit die einzelne Schaufel unabhängig von den anderen Schaufeln demontiert werden kann. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf zwei Schaufelblätter 14 und ihr gegenseitiges Ineinandergreifen im eingebauten Zustand. Um eine einzelne Schaufel axial entfernen zu können, ist es zunächst erforderlich, die Schürzensegmente 26 aus dem Eingriff mit den benachbarten Schürzensegmenten zu bringen. Die Nut 32 hat, abgesehen von ihrer schwalbenschwanzförmigen Gestalt, einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei Seitenwände 42 die seitlichen Schenkel des "U" und der Boden 44 den Verbindungsschenkel des "U" bilden.

Rotoren der genannten Art rotieren zumeist mit extrem hohen Geschwindigkeiten. Bei Fehlen geeigneter Sicherungsvorrichtungen zum Festlegen der axialen Lage der Schaufeln haben die Reaktionskraft der Schaufelblätter bei Auftreffen von Fremdkörpern, die Reibung an den Schaufelspitzen, die Schaufelvibration und die Reaktionskraft an den Schaufeln aufgrund der Einwirkung des Strömungsmediums zur Folge, daß die Schaufeln 10 aus den Nuten 32 herausgedrückt werden. Erhebliche Schäden und Folgeschäden an der Maschine und ihrer Umgebung wären die Folge. Es ist daher notwendig, für eine sichere Festlegung der Schaufeln am Rotor Sorge zu tragen. Es ist weiterhin notwendig, daß die Schaufeln 10 am Rotor 12 so befestigt sind, daß eine Relativbewegung zwischen den Schaufelfüßen 18 und den Nuten 32 verhindert ist, damit an dieser Stelle keine Abnutzung auftritt. Dieses Problem wird durch den erwähnten Zwischenraum 34 und die Einfügung einer Verriegelungseinrichtung 46 gelöst, die den Schaufelfuß 18 in der Nut 32 aktiv und festsitzend, gleichzeitig aber auf Wunsch lösbar, sichert.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Verriegelungsvorrichtung 46 besteht aus sich axial erstreckenden Haltestäben 48 und 50, einem sich axial erstreckenden Abstandshalter 52, einem Abstandsklotz als Blockierungseinrichtung 54, einer Lastverteilerschiene 56, einer Schraube 58 und einer Mutter 60. Die Haltestäbe 48 und 50 sind ähnlich und weisen mittlere, langgestreckte Abschnitte 62 von verringertem Durchmesser und vergrößerte Endabschnitte oder Köpfe 64 am hinteren Ende und vergrößerte Köpfe 66 am vorderen Ende auf. Die vorderen Köpfe 66 erstrecken sich im wesentlichen radial nach außen und innen. Die axiale Länge der Abschnitte 62 ist so groß wie die axiale Länge der Nut 32. Jeder Abschnitt 62 weist eine radial nach außen gerichtete Stützfläche 65 und eine in Umfangsrichtung gesehen innen liegende Seitenfläche 67, eine radial nach innen gerichtete Stützfläche 68 und eine in Umfangsrichtung gesehen außen liegende Fläche 70 auf. Die hinteren Köpfe 64 sind so dimensioniert, daß sie durch den Zwischenraum 34 geschoben werden können, während die vorderen Köpfe 66 in radialer Richtung größere Abmessungen aufweisen als das Maß 36 des Zwischenraums 34. Auf diese Weise wird ein falscher Zusammenbau der Verriegelungsein­ richtung in der Nut 32 ausgeschlossen. Die Köpfe 64 und 66 wirken mit dem dazwischen liegenden Abschnitt 62 des Haltestabes zusammen und bilden gegeneinander gerichtete Anschlagflächen 72 und 74, die sich radial und in Umfangsrichtung erstrecken. Die axiale Distanz zwischen den Anschlagflächen 72 und 74 ist im wesentlichen so groß wie die axiale Länge der Nut 32. Von den vorderen Köpfen 66 der Haltestäbe 48 und 50 stehen Vorsprünge 76 vor, die eine Bohrung 78 aufweisen.

Die Schiene 56 ist dazu bestimmt, zwischen die Stützflächen 68 der Haltestäbe 48 und 50 und den Nutboden 44 eingesetzt zu werden. Die Schiene 56 ist mit zwei radial vorstehenden Leisten 80 versehen, die voneinander durch eine axial verlaufende Rille 82 mit Seitenwänden 84 und einer Bodenwand 86 getrennt sind. Jede Leiste 80 weist eine radial nach außen gerichtete Fläche 88 auf, die in zusammengebautem Zustand an der unteren Stützfläche 68 des darüberliegenden Haltestabes 48 bzw. 50 anliegt. Die Schiene 56 weist eine Unterseite 89 auf, deren Kontur der des Nutbodens 44 entspricht. Die axiale Länge der Schiene 56 entspricht etwa der Länge der Nut 32.

Der Abstandshalter 52, der zwischen die beiden Haltestäbe 48 und 50 und in die Rille 82 der Schiene 56 eingeschoben wird, um die beiden Haltestäbe auf Abstand zu halten, weist einen mittleren, sich axial erstreckenden gebogenen Abschnitt 90 auf, dessen radiale Dicke vom hinteren Ende zum vorderen Ende hin abnimmt. Auch dieser Abstandshalter 52 ist am vorderen Ende mit einem Kopf 92 und am hinteren Ende mit einem Kopf 94 versehen, der integral am Abstandshalter ausgebildet ist. Der Abstandshalter 52 weist eine obere oder erste gebogene Fläche 96 auf, die im installierten Zustand (Fig. 6) an den Schaufelfuß 18 anstößt. Weiterhin weist er eine untere oder zweite gebogene Fläche 98 auf, die im installierten Zustand des Abstandshalters am Boden 86 der Rille 82 anliegt. Der hintere Kopf 94 ist so bemessen, daß er durch den Zwischenraum 34 zwischen den Haltestäben 48 und 50 hindurchpaßt. Die Krümmung im Mittelabschnitt 90 ist auf ein Maß begrenzt, das es erlaubt, den Abstandshalter 52 in den Zwischenraum 34 gemäß Fig. 8 einzupassen. Die Köpfe 92 und 94 wirken mit dem Mittelabschnitt 90 zusammen und bilden gegeneinander gerichtete Anschlag­ flächen 100 und 102 aus, die sich radial nach außen und innen erstrecken. Der axiale Abstand zwischen diesen Anschlagflächen 100 und 102 ist im wesentlichen so groß wie die axiale Länge der Nut 32.

Der Abstandsklotz 54 als ein Ausführungsbeispiel eines Abstandshalters, der ebenfalls in die Rille 82 und zwischen die Haltestäbe 48 und 50 einzusetzen ist, wird unter den Abstandshalter 52 in noch zu beschreibender Weise geschoben. Er weist einen sich axial erstreckenden Keilabschnitt 104 mit einem integral daran ausgebildeten Kopf 106 am vorderen Ende auf. An dem Kopf 106 ist ein Vorsprung 108 mit einer Querbohrung 110 ausgebildet, der nach vorn vorsteht. Der Kopf 106 trägt auf der dem Keilabschnitt 104 zugekehrten Seite eine Anschlagfläche 113, die sich in radialer Richtung erstreckt. Wie Fig. 5 zeigt, werden die Haltestäbe 48 und 50 von dem Abstands­ halter 52 und dem Abstandsklotz 54 in gegenseitigem Abstand gehalten und wird der Abstandsklotz 54 durch eine Schraube 58 gesichert, die in die Bohrungen 78 und 110 geführt ist.

Die Fig. 6 und 12 zeigen die Verriegelungseinrichtung 46 in fertig montiertem Zustand unter dem Schaufelfuß 18 in der Rotornut 32. Wie am besten aus Fig. 12 erkennbar ist, liegt die Unterseite 89 der Schiene 56 auf dem Nut­ boden 44 auf. Der Abstandshalter 52 ist in die Rille 82 der Schiene 56 eingesetzt und liegt an den Seitenwänden 67 der Haltestäbe 48 und 50 an und hält letztere in Umfangsrichtung auf Abstand, so daß die Seitenwände 70 der Haltestäbe 48 und 50 an den Seitenwänden 42 der Nut 32 anliegen. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, wurde der Abstandshalter 52 mit Hilfe des Abstandsklotzes 54 in eine mehr geradlinige Form gebogen, indem der Abstandsklotz 54 mit seinem Keilabschnitt 104 unter den Abstandshalter 52 in die Rille 82 geschoben wurde. Die gebogene Fläche 96 des Abstandshalters 52 wird hierdurch in Anlage an die Unterseite des Schaufelfußes 18 gebracht, so daß sich eine radial nach außen gerichtete Beaufschlagung des Schaufelfußes ergibt, der die Schaufel in einer festen radialen Lage gegenüber der Rotorscheibe 12 hält.

Bei der Verriegelungsvorrichtung 46 gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel liegen die Anschlagflächen 72 der hinteren Köpfe 64 an der Anschlagfläche 40 auf der Rückseite 30 der Rotorscheibe 12 und an der hinteren Stirnseite 24 des Schaufelfußes 18 an, d.h. sie überlappen die Hinterseiten von Schaufelfuß und Rotorscheibe. Ähnliche Verhältnisse liegen am anderen Ende der Nut 32 vor, wo die Anschlagflächen 74 der vorderen Köpfe 66 an der vorderen Anschlagfläche 38 der Vorderseite 28 des Rotors 12 und an der vorderen Stirnseite 22 des Schaufelfußes 18 anliegen und diese überdecken. Wenn auf das Schaufelblatt 10 eine Kraft einwirkt, die die Schaufel in der Nut 32 axial verschieben will, dann wird eine Verschiebebewegung durch diese Überlappung der erwähnten Anschlagflächen verhindert. Der Abstandshalter 52 und der Abstandsklotz 54 halten die Haltestäbe 48 und 50 in ihrer Lage fest und drücken zugleich den Schaufelfuß axial nach außen.

Das Einsetzen der Haltestäbe 48 und 50 erfolgt in üblicher Weise. Fig. 7 zeigt eine gegenseitige Lage der Haltestäbe 48 und 50 während des Einführens derselben in die Nut 32, die es erlaubt, die Haltestäbe trotz der vergrößerten Querschnittsabmessungen der Köpfe 64 frei durch den Zwischenraum 24 zwischen der Unterseite des Schaufelfußes 18 und dem Nutboden 44 zu schieben, und zwar einzeln oder gemeinsam. Nach dem vollständigen Einschieben der Halte­ stäbe 48 und 50 in die Nut 32 werden sie in Umfangsrichtung voneinander weg und radial nach außen bewegt, so daß ihre oberen Stützflächen 65 an der Unterseite 20 des Schaufelfußes 18 und ihre Außenflächen 70 an den Seitenwänden 42 der Nut 32 anliegen. In dieser Lage entsteht zwischen den einander gegenüberstehenden Seitenflächen 67 der Mittelabschnitte 62 der Stäbe 48 und 50 ein Spalt 112 und unterhalb der unteren Stützflächen 68 ein Zwischenraum 114 (Fig. 9).

In dieser Lage der Haltestäbe 48 und 50 wird der Abstandshalter 52 in den Spalt 112 eingeschoben. Sodann wird die Schiene 56 ganz in den Zwischenraum 114 zwischen den unteren Stützflächen 68 und dem Nutboden 44 so eingeschoben, daß die Unterseite 98 des Abstandshalters 52 auf den Rillenboden aufliegt und sich die Kontur der Unterseite 89 der Schiene satt auf dem Nutboden 44 abdrückt.

Der Abstandshalter 52 weist, wie schon ausgeführt wurde, grob gesehen eine gebogene Form auf, wobei die konvexe Fläche 96 radial nach außen gerichtet ist. Der Abstandshalter 52 besteht vorzugsweise aus einer hochfesten Metallegierung und weist solche physikalischen Eigenschaften auf, daß es bei Raumtemperatur oder bei den normalen Betriebstemperaturen des Rotors nicht fließt. Die Höhe des Abstandshalters 52 ist so gewählt, daß er in entspanntem Zustand ohne Gewalteinwirkung zwischen den Schaufelfuß 18 und den Nutboden 44 eingeschoben werden kann. Die Anschlagfläche 102 des Abstandshalters 52 ist vorgesehen, um die Schiene 56 während des Zusammenbaus und im Betrieb in der Nut 32 zu sichern.

Wie die Fig. 10 bis 12 zeigen, wird dann durch Deformierung des Abstandshalters 52 eine radial nach außen gerichtete, gegen den Schwalbenschwanzfuß 18 wirkende Kraft erzeugt. Das vordere Ende des Abstandshalters 52 ist mit zwei in Umfangsrichtung verlaufenden Rillen 116 und 118 im Kopf 92 versehen. Dabei erstreckt sich die Rille 116 im wesentlichen axial in den Kopf 92 und die Rille 118 radial im Kopf 92. Die Rille 116 ist zur Aufnahme eines Werkzeuges 120 (Fig. 11) bestimmt, das dazu verwendet wird, den Abstandshalter 52 in eine mehr geradlinig verlaufende Form zu verbiegen. Das Werkzeug 120 besteht aus einem steifen Arm 122 mit zwei Fingern 124, die den Schaufelfuß 18 umgreifen und sich auf den Rotorscheibenstegen 126 zwischen den Nuten 32 abstützen können. An dem steifen Arm 122 ist ein beweglicher Arm 128 mit einem Finger 130 angebracht, welch letzterer in die Rille 116 eingreift. Der bewegliche Arm 128 trägt einen Gewindezapfen 132, der durch ein Loch im steifen Arm 122 radial nach außen vorsteht. Ein Führungsstift 136 erhält die axiale Ausrichtung von steifem Arm 122 und beweglichem Arm 128 aufrecht. Beide Arme können mittels einer Mutter 134 auf dem Gewindezapfen 132 gegeneinander verspannt werden, wodurch der Finger 130 das vordere Ende des Abstandshalters 52 radial nach außen zieht und den Abstandshalter so spannt, daß die Anschlagfläche 100 des Kopfes 92 die vordere Stirnseite 22 des Schaufelfußes 18 überdeckt, so daß sich der Abstandshalter 52 nicht mehr axial nach hinten bewegen kann. Gleichzeitig wird hierdurch auch die Anschlagfläche 102 am hinteren Kopf 94 des Abstandshalters in Überlappung mit der hinteren Stirnseite der Schiene 56 gebracht, wodurch auch die Schiene 56 in einer festen Lage gegenüber der Schaufel 10 und der Rotorscheibe 12 gesichert wird. Das Verbiegen des Abstandshalters 52 bringt dessen gebogene Oberseite 96 in Anlage an die Unterseite 20 des Schaufelfußes 18, während die gebogene Unterseite 98 im Boden 86 der Rille 82 liegt. Es wird so eine radial nach außen gerichtete Kraft erzeugt, die auf den Schaufelfuß 18 wirkt und die etwa 10mal so hoch ist wie die Kraft, die mit den bisherigen Verspanneinrichtungen erzielbar war. Bei einem Ausführungsbeispiel konnte eine Kraft von etwa einer Tonne erzeugt werden, was ausreichend ist, um eine Schaufelbewegung auch im Leerlauf zu vermeiden. Die Schiene 56 unter dem Klotz 54 und dem Abstandshalter 52 verteilt die Belastung durch den Abstandshalter gleichmäßig über einen großen Bereich der Rotorscheibe 12, so daß eine Abnutzung des Nutbodens 44 trotz der großen radial wirkenden Kräfte vermieden wird. Der Radius der gebogenen Fläche 96 des Abstandshalters 52 sollte ausreichend groß sein, um auch eine Abnutzung an der Unterseite 20 des Schaufelfußes 18 zu verhindern.

Wenn der Abstandshalter 52 auf die vorerwähnte Weise in die mehr geradlinige Form gebogen ist (Fig. 10), dann wird der Abstandsklotz 54 in den verbliebenen Spalt 112 unter dem vorderen Ende des Abstandshalters 52 in die Rille 82 der Schiene 56 eingeschoben, bis dessen Anschlagfläche 113 an der Anschlagfläche 38 auf der Vorderseite 28 der Rotorscheibe 12 anliegt. Wenn man nun am Werkzeug 120 die Spannwirkung abbaut, dann möchte der Abstandshalter 52 in seine mehr gebogene Ursprungsgestalt zurückkehren. Dies wird aber von dem Abstandsklotz 54, speziell von dessen Keilabschnitt 104, verhindert, der den Abstandshalter 52 in seinem gespannten Zustand hält (Fig. 6). Der Abstandsklotz 54 wird in seiner axialen Lage gegenüber den Haltestäben 48 und 50 mittels der Schraube 58 gesichert, die durch die Bohrungen 78 und 110 geführt und ihrerseits durch eine Mutter 60 gesichert wird.

Die Demontage der Verriegelungseinrichtung vollzieht sich im wesentlichen in der umgekehrten Reihenfolge. Nach dem Entfernen der Schraube 58 wird das Werkzeug 120 herangezogen, um das vordere Ende des Abstandshalters 52 anzuheben, so daß der Abstandsklotz 54 leicht aus der Rille 82 der Schiene 56 herausgezogen werden kann. Eine Rille 138 an der Unterseite des Klotzes 54 ermöglicht es, einen Haken od. dgl. anzusetzen, um das Herausziehen des Klotzes zu erleichtern. Sodann wird der Abstandshalter 52 durch Nachgeben am Werkzeug 120 entspannt. In entspanntem Zustand kann er dann mit Hilfe eines Hakens od dgl., der in die Rille 118 eingreift, ausgezogen werden. Sodann werden die Schiene 56 und schließlich die Haltestäbe 48 und 50 aus der Nut 32 herausgezogen. Die Schaufel 10 kann nun in der eingangs erwähnten Weise von der Rotorscheibe gelöst werden.

Bei der Herstellung von Turbomaschinen ist es im allgemeinen üblich, zusammenwirkende Teile nur innerhalb akzeptabler Toleranzen feinzubearbeiten. Im vorliegenden Fall werden der Schwalbenschwanzfuß 18, die Rotornut 32 und die Haltestäbe 48 und 50 spanabhebend so bearbeitet, daß sich eine leicht lose Passung zwischen diesen Teilen ergibt mit der Folge, daß die Rotorschaufel 10 eine leichte radiale und Winkelbewegung ausführen kann, die dazu neigen würde, Abnutzung am Schaufelfuß oder an der Rotorscheibe oder an beiden hervorzurufen. Durch die Verwendung des verbesserten Abstandshalters 52 und des Abstandsklotzes 54 wird jedoch eine Vorspannung aufgebracht, die solche radiale und Winkelbewegungen ausschließen. Diese Vorspannung wird hier durch Verbiegen anstatt durch Zusammendrücken, wie es früher üblich war, erzeugt. Somit können größere Fertigungstoleranzen zugelassen werden. Die Verriegelungsvorrichtung 46 ist auch an Turbomaschinen nachträglich anbringbar, bei denen sich ein größeres Spiel zwischen Rotorschaufeln und Rotorscheiben aufgrund von Abnutzung bereits eingestellt hat.

Es sei betont, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel auch abgewandelt werden kann, insbesondere kann es auch möglich sein, die Schiene 56 wegzulassen, so daß der Abstandshalter 52 sich direkt am Boden 44 der Rotornut 32 abstützt.

Claims (6)

1. Laufschaufel-Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung von Laufschaufeln an ihren radial inneren Schwalbenschwanz­ füßen in Schwalbenschwanznuten der Laufradscheibe, wobei durch einen Zwischenraum zwischen jedem Schaufelfuß und dem Boden der Nut eine Verriegelungsvorrichtung hindurch­ führt, die zwei einzelne Befestigungsteile und einen da­ zwischen einsetzbaren Abstandshalter aufweist, der im ein­ gebauten Zustand die Befestigungsteile in Umfangsrichtung im Abstand und mit den benachbarten Wänden des Schaufelfußes in Eingriff hält und der in seiner radial inneren Seite eine Vertiefung aufweist, in der ein Einsatzstück angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Abstandshalter (52) elastisch verformbar ist und eine solche Form aufweist, daß er im undeformierten Zustand und ohne Deformierung von Schaufelfuß (18) und Rotornut (32) in den Zwischenraum (114) zwischen Schaufelfuß (18) und Nut (32) einsetzbar ist, wobei der Abstandshalter (52) eine gewölbte Oberseite (96), die radial nach außen gegen den Schaufelfuß (18) drückt, wenn der Abstandshalter (52) nach dem Einsetzen deformiert wird, und eine gewölbte Unterseite (98) aufweist,
• - eine Blockierungseinrichtung (54) vorgesehen ist, die unter den Abstandshalter (52) einsetzbar ist und diesen in seiner nach dem Einsetzen gegebenen, deformierten Gestalt hält, und
• - das Einsatzstück zwischen dem Abstandshalter (52) und dem Nutboden (44) eine Lastverteilerschiene (56) ist, deren Unterseite (89) dieselbe Form aufweist wie der Nutboden (44) und deren Oberseite (bei 84, 86) mit der gewölbten Unterseite (98) des Abstandshalters (52) in Eingriff steht.

2. Laufschaufel-Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierungseinrichtung (54) zwischen den Abstandshalter (52) und die Lastverteilerschiene (56) ein­ setzbar ist.

3. Laufschaufel-Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter (52) einen gebo­ genen Mittelabschnitt (90) mit sich daran anschließenden vorderen und hinteren Köpfen (92 bzw. 94) größeren Querschnitts aufweist, welch letztere aus der Rotornut (32) hervorstehen und einander zugekehrte Anschlagflächen (100 bzw. 102) aufweisen, von denen die eine (102) an der Lastverteilerschiene (56) anliegt und diese überlappt und die andere (100) an einer Stirnseite (74) des Schaufelfußes (18) anliegt und diese überlappt, wenn der Abstandshalter (52) deformiert ist.

4. Laufschaufel-Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierungseinrichtung (54) aus einem Klotz mit einem Keilabschnitt (104) zum Einsetzen unter den Abstandshalter (52) und einem Kopf (106) mit Anschlagfläche (113) zum Anliegen und Überlappen am Rotor (12) besteht.

5. Laufschaufel-Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Höhe des Abstands­ halters (52) geringer als der radiale Abstand zwischen dem Schaufelfuß (18) und dem Nutboden (44) ist, wenn der Abstandshalter undeformiert ist.

6. Laufschaufel-Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (90) des Abstandshalters (52) in seinen radialen Abmessungen vom hinteren zum vorderen Ende hin abnimmt und daß der Keilab­ schnitt (104) der Blockiereinrichtung (54) unter das vordere Ende des Abstandshalters (52) eingesetzt ist.