DE2908242A1 - Ringfoermiger flansch fuer einen laeufer einer stroemungsmaschine - Google Patents

Ringfoermiger flansch fuer einen laeufer einer stroemungsmaschine

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DE2908242A1 DE19792908242 DE2908242A DE2908242A1 DE 2908242 A1 DE2908242 A1 DE 2908242A1 DE 19792908242 DE19792908242 DE 19792908242 DE 2908242 A DE2908242 A DE 2908242A DE 2908242 A1 DE2908242 A1 DE 2908242A1
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Pierre Antoine Glowacki
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
    • F01D5/3015—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type with side plates

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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

2.3.1979
SOCIETE NATIONALE D'ETUDE ET DE
CONSTRUCTION DE MOTEURS D1AVIATION
(S.N.E.C.M.A.)
2, boulevard Victor
F-75o15 Paris
Ringförmiger Flansch für einen Läufer
einer Strömungsmaschine
Die Erfindung betrifft Läufer von Axial-Strömungsmaschinen mit einer Scheibe oder Trommel, deren Radkranz auf seinem Umfang mit einer Mehrzahl von längsgerichteten Profilnuten versehen ist, in die die Füße der Läuferschaufeln
der Strömungsmaschine eingreifen. Die Füße der Schaufeln von Strömungsmaschinen dieser Art werden von ringförmigen Flanschen arretiert, welche die Füße daran hindern, aus
den Enden der Profilnuten auszutreten. Die Erfindung
richtet sich, genauer gesagt, auf diese Flansche, und sie betrifft insbesondere den stromab gelegenen Flansch einer Gasturbine, deren Läufer von einer Luftzirkulation gekühlt wird. l
Die Kühlluft, die in der Regel aus der vom Kompressor der Gasturbinenbaugruppe geförderten Luft entnommen wird, gelangt in Versorgungshohlraurae innerhalb der Turbinenscheibe, von wo aus sie durch Kühlkanäle in den Schaufeln hindurchgeht sowie in Zwischenräume eintritt, die außen von den Plattformen der Schaufeln und innen von den Spitzen der Kämme begrenzt werden, die auf der Scheibe zwischen den Profilnuten ausgebildet sind. Da die Hohlräume und Zwischenräume normalerweise von der stromauf gelegenen Seite aus mit Luft versorgt werden, muß man Leckverluste zur stromab gelegenen Seite hin vermeiden. Zusätzlich zu seiner Funktion, die Schaufelfüße zu arretieren, muß also der stromab gelegene Flansch die Abdichtung der Versοrgungshohlräume und der Zwischenräume zur stromab gelegenen Seite hin sicherstellen. Er dient ferner als thermische Abschirmung.
Die Flansche sollen außerdem so leicht wie möglich sein, um keine übermäßigen Zentrifugalkräfte auf die Scheibe auszuüben. Abgesehen davon dürfen sie keine lokalen Beanspruchungen auf die Scheibe oder die Schaufeln ausüben. Aufgrund dieser Überlegungen vermeidet man eine Befestigung der Flansche durch Bolzen, da die für den Durchgang der Bolzen erforderlichen Löcher diejenigen Stellen sind, an denen sich Spannungskonzentrationen bilden. Außerdem würden solche Bolzen und Muttern.Unebenheiten auf der Oberfläche der umlaufenden Scheibe darstellen, mit 'dem Effekt, daß sich durch Reibung mit der ümgebungsluft eine Erwärmung ergeben würde, die nachteilig für die mechanische Festigkeit des Läufers ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flansch zu schaffen, der diesen verschiedenen Gesichtspunkten gerecht wird und außerdem eine einfache Konstruktion besitzt. Außerdem richtet sich die Erfindung auf die Schaffung eines Flansches, der sich kräftig gegen die Front fläche der
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Turbinenscheibe abstützt. Dies ist insbesondere von Bedeutung für einen stromab gelegenen Flansch., der zum einen, wie erläutert, die Abdichtung sicherstellen und zum anderen dem Druck der Schaufeln Widerstand leisten soll, die vom Antriebsfluid stromabwärts getrieben werden.
Erfindungsgemäß bildet der Radkranz der Scheibe bzw. Trommel der Strömungsmaschine mindestens an einer Seite (vorzugsweise an der stromab gelegenen Seite) zwischen der Frontfläche des Radkranzes und einer in dessen Inneriumfang vorgesehenen kreisförmigen Rille einen ringförmigen Bund., auf dem die Nase eines ringförmigen Flansches angreift, der einen U-förmigen Querschnitt mit ungleichen Schenkeln aufweist j dessen kurzer Schenkel einen in die kreisförmige -" Rille eingreifenden Bügel bildet und dessen langer Schenkel eine Ringscheibe darstellt, die sich über die Länge der Frontfläche erstreckt, wobei der ringförmige Flansch in zwei ungleiche Sektoren unterteilt ist, und zwar in einen Hauptsektorj der sich über den Hauptteil des Umfangs erstreckt und nach Art einer ringförmigen Spange, nämlich eines sogenannten Seegerringes, elastisch auf dem Bund angreift j sowie in einen kleineren Sektor, der ein Verschlußstück bildet, welches den Flansch nach Anbringung des Hauptsektors vervollständigt, und wobei ferner Haltemittel vorgesehen sind, um das Verschlußstück daran zu hindern, sich vom Radkranz nach innen hin zu lösen.
Der ringförmige Flansch besitzt vorteilhafterweise eine solche Form, daß der Schwerpunkt seines Querschnitts im langen Schenkel des U liegt. Aufgrund dieses Merkmals besitzen die Zentrifugalkräfte die Tendenz, den Flansch in einer Richtung zu verschwenken, in der sich die Ringscheibe des Flansches gegen die Frontfläche des Radkranzes und die Schaufelfüße legt, wodurch die Abdichtung der Hohl-
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räume und Zwischenräume, in denen die Kühlluft zirkuliert, sowie die axiale Arretierung der Schaufeln sichergestellt werden.
Vorzugsweise ist der ringförmige Flansch gegen Drehung durch mindestens eine Nase an dem zur Ringscheibe gehörenden Teil des Hauptsektors verriegelt, wobei die Nase axial ausgerichtet ist und in eine Ausnehmung eingreift, die im Radkranz, beispielsweise an der Trennfläche zwischen einem Schaufelfuß und dessen Profilnut, angeordnet ist.
Die Halterung des das "Verschlußstück bildenden kleineren Sektors, kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. Insbesondere können die Schnittlinien an den Enden des Verschlußstücks derart ausgebildet sein, daß das Verschlußstück von den Enden des Hauptsektors an seinem Platz festgehalten wird. Eine besonders vorteilhafte'Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilung zwischen dem Hauptsektor des ringförmigen Flansches und dem das Verschlußstück bildenden kleineren Sektor an der einen Seite durch eine schräge Schnittlinie, die gegen den Innenumfang des kleineren Sektors geneigt ist, und an der anderen Seite durch eine abgesetzte Schnittlinie gebildet wird, welche am kleineren Sektor einen vorspringenden äußeren Abschnitt und einen zurückspringenden inneren Abschnitt ausbildet. Bei einer abgewandelten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die Unterteilung an beiden Seiten durch schräge Schnittlinien gebildet, welche gegen den Innenumfang des kleineren Sektors geneigt sind, wobei der Flansch vorteilhafterweise durch Schlitze eingekerbt ist, die seine Nachgiebigkeit erhöhen. Bei einem weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung bilden die Schnittlinien zu beiden Seiten des Verschlußstücks im wesentlichen parallele Flanken, die gegenüber den benachbarten Flanken des Hauptsektors durch aus Zapfen und Aussparung bestehende Anordnungen verriegelt sind.
Bei einer fernerhin abgewandelten Ausführungsform sind die beiden Schnittlinien gegen den Außenumfang des Verschlußstücks derart geneigt, daß letzteres von innen nach außen svfischen die Enden des Hauptsektors an seinen Platz gesetzt bzw» herausgenommen werden kann. Das Verschlußstück wird von einer elastischen Spange oder Klammer aus Klavierdraht verriegelts deren beide zurückgebogenen Enden in zwei Ausnehmungen eingreifen, die jeweils an der Trennfläche zwischen einem Schaufelfuß und dessen Profilnut ausgebildet sind, irobei die Spange einen Buckel bildet, der sie durch Eingriff in eine Ausnehmung des Verschlußstückes an ihrem Platz festhält.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt int
Figur 1 einen schematischen Äxialschnitt durch einen Teil einer Gasturbine, wobei eine Turbinenscheibe dargestellt ist, die einen stromab gelegenen Flansch nach der Erfindung aufweist;
Figur 2 einen Teil des stromab gelegenen Flansches, gesehen gegen die Strömungsrichtung entsprechend dem Pfeil II in Figur 1;
Figur 3 einen Teil des stromab gelegenen Flansches und der Turbinenscheibe auf derjenigen Seite, die dem Verschlußstück nach Figur 2 gegenüberliegt5 und zwar gesehen gegen die Str-ömunp-.srichtung;
Figur H und 5 in größerem Maßstab Teilschnitte entlang den Linien IV-IV und V-V in Figur 3;
SÖS§37/i8'1S
Figur 6 und 6a Ansichten entsprechend Figur 2} wobei das Anbringen des stromab gelegenen Flansches dargestellt
Figur 7 eine Ansicht entsprechend der nach Figur 2, jedoch von einem abgewandelten Ausführungsbeispiel;
Figur 7a eine Ansicht entsprechend der nach Figur 7, wobei das Anbringen des Verschlußstücks gezeigt ist;
Figur 8 eine Ansicht entsprechend der nach Figur 7, wobei ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des stromab gelegenen Flansches dargestellt ist;
Figur 9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in Figur 8;
Figur 10 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt entlang der Linie X-X in Figur 8; .
Figur 11 eine perspektivische Teilansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.
Figur 1 zeigt einen Teil eines Läufers 1 einer Axialturbine, die zu einer Gasturbinenbaugruppe gehört. Letztere ist nicht in ihrer Gesamtheit dargestellt. Der Läufer arbeitet mit einem Stator 2 zusammen, und zwar unter Zwischenschaltung von Labyrinthdichtungen 3 und 1I5 um eine abgedichtete Kammer 5 zu begrenzen, die mit Kühlluft (schematisch angedeutet durch den Pfeil A) versorgt werden kann, welche aus einem nicht gezeigten Verdichter der Gasturbinenbaugruppe st ammt.
Der Läufer 1 umfaßt im wesentlichen eine Scheibe 6, die auf
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ihrem Umfang einen Kranz von Schaufeln 7 trägt. Diese werden von einer heißen Gasströmung angetrieben., die schematisch durch den Pfeil B wiedergegeben ist. Ferner sind zwei ringförmige, koaxial zur Scheibe 6 liegende Flansche vorgesehen, die zu beiden Seiten eines Radkranzes 8 der Scheibe sitzen, und zwar handelt es sich um einen stromauf gelegenen Plansch 9 und um einen stromab gelegenen Flansch 10. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der stromauf gelegene Plansch 9 der Ausführungsform nach der französischen Patentanmeldung 75.28440 (veröffentlicht unter der Nummer 2 324 873) der Anmelderin, während der stromab gelegene Plansch 10 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Letzterer stützt sich, wie es noch erläutert werden soll, auf einer stromab gelegenen Frontfläche 8a des Radkranzes 8 ab, wobei diese Frontfläche 8a in einer quergerichteten Ebene senkrecht zur nicht dargestellten Achse des Läufers bearbeitet ist»
Auf dem Umfang des Radkranzes 8 sind Profilnuten 11 vorge-Sfchen, die bei dem Ausführungsbeispiel, wie es sich insbesondere aus Figur 7 ergibt, Durchbrüche mit tannenbaumförmigem Profil darstellen, welche sich von der einen Frontfläche des Radkranzes zur anderen erstrecken und zwischen sich Kämme 12 auf der Scheibe 6 bilden, siehe insbesondere Figur 3 und 4. Jede Schaufel 7 weist gemäß Figur 5 einen aktiven Abschnitt 13 auf, der in den Strömungskanal der heißen Gase (Pfeil B) der Turbine hineinragt, und sie besitzt ferner einen Schaufelfuß 14, der durch eine Plattform
15 vom aktiven Abschnitt 13 getrennt ist. Der Schaufelfuß seinerseits weist eine Wurzel bzw. einen inneren Abschnitt
16 (siehe Figur 3) auf, dessen Profil denjenigen der Profilnuten 11 des Radkranzes 8 entspricht, und er ist außerdem mit einer Stelze bzw. mit einem mittleren Abschnitt, versehen, der in Radialrichtung ein wenig über die Kämme 12 der Seheibe vorspringt und den übergang zwischen der Schau-
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felbefestigung und dem Sehaufelprofil bildet. Jeder Schaufelfuß 14 weist eine stromab gelegene, ebene Frontfläche 14a (Figur 5) auf, die, wie es noch erläutert werden soll, von dem Flansch 10 in der Ebene der Frontfläche 8a des Radkranzes 8 gehalten wird.
Insbesondere aus den Figuren 1 und 5 ergibt sich, daß zwischen dem unteren Ende des inneren Abschnitts 16 jeder Schaufel und dem Boden der zugehörigen Profilnut 11 ein freier Hohlraum 18 vorhanden ist, der mit der Kammer 5 über eine Passage 9a im stromauf gelegenen Flansch 9 in Verbindung steht und in dem Kühlkanäle 19 der Schaufel münden. Die Kühlluft, die, wie erläutert, entsprechend dem Pfeil A in die Kammer 5 gelangt, tritt entsprechend dem Pfeil C in die Passage 9a und in die vom Hohlraum 18 gebildete Versorgungsausnehmung ein, von wo aus sie durch den Kühlkanal 19 hindurchgeht. Es existieren ferner zwischen den Plattformen 15 und den Kämmen 12 sektörförmige Zwischenräume 20, die von den mittleren Abschnitten 17 der Schaufelfüße voneinander getrennt sind und, ausgehend von der Passage 9a, entsprechend dem Pfeil D mit Luft versorgt werden. Die Hohlräume 18 und die von den Zwischenräumen 20 gebildeten Ausnehmungen münden auf der stromab gelegenen Frontfläche 8a des Radkranzes 8 in öffnungen, die von dem stromab gelegenen Flansch 10 versperrt sind, wie es noch beschrieben werden soll.
Bei dem stromab gelegenen Flansch 10 (Figur 1,4 und 5) handelt es sich um einen ringförmigen Flansch mit einem U-förmigen Querschnitt mit ungleichen Schenkeln, dessen Höhlung nach außen gerichtet ist, wobei der kleine Schenkel des U einen Bügel 21 bildet, der in eine auf dem Innen-
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umfang des Radkranzes 8 vorgesehene kreisförmige Rille 22 eingreift 3 während der große Schenkel eine Ringscheibe 23 bildet, die sich entlang der stromab gelegenen Frontfläche 8a des Radkranzes 8 erstreckts wobei also der ringförmige Flansch 10 einen ringförmigen Bund 24 übergreift s der auf dem Innenumfang des Radkranzes 8 zwischen der Rille 22 und der stromab gelegenen Frontfläche 8a ausgebildet ist. Die Fläche der Ringscheibe 23, die gegen den Radkranz 8 gerichtet ist3 trägt zwei vorspringende Bereiche 25 und 26j welche die öffnungen der Hohlräume 18 (Figur 5) und der Zwischenräume 20 abdecken und die derart bearbeitet sind., daß sie sich gegen die Frontfläche 8a des Radkranzes 8 anlegen können.
Es ergibt sich, daß der Flansch 10 nicht montiert werden kann, sofern er aus einem Stück besteht. Er ist daher in zwei ungleiche Sektoren unterteilt, nämlich zum einen in einen Hauptsektor 27 (Figur 2)3 der sich über den größeren Bereich des Umfangs erstreckt und elastisch nach Art eines Seegerringes auf dem Bund 24 angreift, sowie zum anderen in einen kleineren Sektor 28, der ein ¥erschlußstück bildet, welches den Flansch 10 vervollständigt, nachdem der Hauptsektor 27 montiert worden ist.
Wie es aus den Figuren I3 4 und 5 ersichtlich ist3-befindet sich der Schwerpunkt G des Querschnitts des Flansches 10 im langen Schenkel bzw. in der Ringscheibe 233 so daß .«jährend des Betriebes die Zentrifugalkräfte, die an dem von der Scheibe 6 des Läufers 1 in Drehung versetzten Flansch 10 angreifen, die Tendenz besitzen, den Flansch in einer Richtung zu verschwenken, in der die Ringscheibe 23 gegen den Radkranz 8 drückt, wobei also die ebenen Bereiche 25 und 26 abdichtend an der stromab gelegenen Frontfläche ^a des Radkranzes 8 sowie an den stromab gelegenen ebenen Flächen 1ha. der SchaufelfüSe zur Anlage kommen, wo-
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bei letztere durch die Gasströmung entsprechend dem Pfeil B stromabwärts belastet werden. Es ergibt sich also., daß die ebenen Bereiche 25 und 26 zum einen als Anschläge für die Schaufelfüße 14 und zum anderen als Abdichtung für die öffnungen der Hohlräume 18 und der Zwischenräume 20 auf der ebenen Frontfläche 8a dienen.
Der Plansch 10 trägt auf der stromabwärts gelegenen Seite nahe seinem Innenumfang einen kreisförmigen Ansatz 2 9 in Form einer kegelstumpfförmigen Lippe, die mit einem nicht dargestellten Element des Stators zusammenwirkt, um eine Labyrinthdichtung entsprechend den Dichtungen 3 und 4 zu bilden. Außerdem ist der Flansch nahe seinem Außenumfang mit einem zylindrischen Ansatz 30 versehen. Der Seegerring oder Hauptsektor 27 weist auf seiner stromaufwärts gerichteten Fläche vorzugsweise in demjenigen Bereich seines Außenumfangs, der dem kleineren Sektor 28 diametral gegenüberliegt, mindestens eine Nase auf (Figur 3,4 und 5)-In Figur 3 sind drei Nasen 31,32 und 33 dargestellt, und zwar sind sie derart ausgebildet, daß sie in Ausnehmungen 31a, 32a und 33a Aufnahme finden, die jeweils an der Zwischenfläche zwischen einem Kamm 12 der Scheibe und einem Schaufelfuß 14 liegen. Auf diese Weise wird der Flansch drehfest verriegelt.
Der Hauptsektor 27, der sich über den größeren Umfangsbereich des Flansches 10 erstreckt, wird an seinem Platz auf dem ringförmigen Bund 24 des Radkranzes 8 durch Elastizität (und auch durch die Nasen 31,32 und 33) festgehalten, wohingegen für den das Verschlußstück bildenden kleineren Sektor 28 die Gefahr bestünde, daß er nach innen hin vom Radkranz 8 freikäme, sofern keine Vorsichtsmaßnahmen ergriffen würden, um ihn daran zu hindern. Zu diesem Zweck wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 die Unter-
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teilung zwischen dem Hauptsektor 27 und dem kleineren Sektor 28 auf einer Seite von einer schrägen Schnittlinie 34, die beträchtlich gegen den Innenumfang des kleineren Sektors geneigt ist., und auf der anderen Seite von einer abgesetzten Schnittlinie 35 gebildet, die auf dem kleineren Sektor einen äußeren vorspringenden Abschnitt 36 und einen inneren zurückspringenden Abschnitt 37 ausbildet. Die Herstellung der Schnittlinien erfolgt beispielsweise durch elektro-erosive Bearbeitung (Funkenerosion) mit drahtform!gen Erosionselektroden.
Die Schnittlinie 34 bildet also am kleineren Sektor 28 einen äußeren abgeschrägten Abschnitt 33 aus, der bei montiertem Flansch durch einen inneren abgeschrägten Abschnitt 39 des Hauptsektors 27 daran gehindert wird, sich nach innen vom Radkranz 8 xfegzubeiuegen, während der äußere vorspringende Abschnitt 36 des kleineren Sektors an einer nach innen gerichteten Trennbewegung von einen inneren vorspringenden Abschnitt des Haupt Sektors 27 gehindert' wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die schräge Schnittlinie 34 um einen Winkel von etwa 50° gegenüber dem Radius des Flansches 10 in Richtung auf den Innenumfang des kleineren Sektors 28 geneigt. Die abgesetzte Schnittlinie 35 besteht aus zwei parallelen Stücken 4l und 42, die um etwa 25° gegen den Außenumfang des kleineren Sektors geneigt sind und von einem kurzen senkrechten Stück 43 verbunden werden. Außerdem sind die abgeschrägten Abschnitte 38 und 39 an ihren Spitzen kegelstumpfförniig ausgebildet.
Die Figuren 6 und 6a zeigen die Montage des das Verschlußstück bildenden kleineren Sektors 28. Man zieht mit einer Zange o.dgl. den vorderen abgeschrägten Abschnitt 39 des HsuptSektors 27 nach innen, wobei man den als Sprengring wirkenden Haupt; sekt or am Boden der Rille 22 festhält, um eine Tangentialbewegung des Haupt Sektors zu verhindern. Um
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letzteren am Boden der Rille zu halten, legt man ihn gleichzeitig mittels eines Werkzeuges an zwei Stellen fest, die um 90° versetzt zu beiden Seiten des Abschnitts 39 liegen. Sodann läßt man auf der schrägen Schnittlinie 34 des Hauptsektors 27 die Spitze des abgeschrägten Abschnitts 38 des kleineren Sektors 28 nach außen gleiten, bis diese Spitze in Eingriff mit dem ringförmigen Bund 24 des Radkranzes 8 gelangt, wobei der vorspringende Abschnitt 36 des kleineren Sektors im Inneren des kreisförmigen Innenumfangs des Hauptsektors 27 liegt. Diese Position ist in strichpunktierten Linien in Figur 6 dargestellt. Sodann schwenkt man den kleineren Sektor 2 8 unter Anlage an der Schnittlinie 2 4 des HauptSektors 27 nach außen, bis seine Spitze den ringförmigen Bund 24 übergreift. Diese Stellung ist in durchgezogenen Linien wiedergegeben. Man ersieht aus Figur 6, daß bei dieser Bewegung die Bewegungsbahn 44 des vorspringenden Abschnitts 36 des kleineren Sektors an der Schnittlinie 35 des Hauptsektors 27 vorbeiläuft. Am Ende der Bewegung befinden sich die Sektoren 27 und 28 in einer Stellung, wie sie in durchgezogenen Linien in Figur 6a dargestellt ist. Es genügt nun, die Kraft aufzuheben, die den vorderen Abschnitt 39 des Hauptsektors 27 nach innen zieht, woraufhin letzterer seine endgültige Stellung einnimmt, die in strichpunktierten Linien gezeigt ist. Um den Flansch 10 zu demontieren, geht man in umgekehrter Reihenfolge vor.
In Figur 7 sind die Elemente, die ihrer Funktion nach mit denen in Figur 6 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugsziffern, vermehrt um den Wert"100, versehen. Bei dieser Ausführungsform ist die Schnittlinie 134 mit der Schnittlinie 34 vergleichbar, wobei die Schnittlinie 135 symmetrisch .zur Schnittlinie 134 verläuft. Die Spitzen der abgeschrägten Abschnitte 138 und 139 sind gleichermaßen kegelstumpfförmig ausgebildet, und dies gilt auch für die jeweils zu ihnen symmetrischen abgeschrägten Abschnitte 136 und l40. Darüber-
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hinaus sind die Sektoren 127 und 128 durch radiale Schlitze 54' eingekerbt j die gleichmäßig über dem Umfang des Flansches 10 verteilt sind und letzterem eine größere Nachgiebigkeit verleihen. Um den das Verschlußstück bildenden kleineren Sektor 128 aufzusetzen, zieht man mit Hilfe von Zangen die Endens nämlich die Abschnitte 139 und l40 des Hauptsektors nach innen (wie es in Figur la. gezeigt ist), wobei man den Hauptsektor 127 in dem dem kleinen Sektor diametral gegenüberliegenden Bereich festhält. Man setzt dann die Spitze des kleineren Sektors 128 auf den ringförmigen Bund 24 des Radkranzes 8, wobei der kleinere Sektor mit den Abschnitten 139 und l40 in Eingriff gelangt, wonach man ihn nach außen drückt» Als Variante kann man auch nur einen der Abschnitte 139 und l40 nach innen ziehen. Die Sektoren 127 und 128 nehmen dann ihre Endstellung ein, wenn man die Zugkraft aufhebt, die auf den einen oder beide der am Ende liegenden Abschnitte des Hauptsektors 127 einwirkt.
Bei der Ausführungsform nach Figur 10 handelt es sich bei den beiden Schnittlinien 234 und 235 wiederum um symmetrische Schrägschnitte j jedoch sind diese gegen den Außenumfang des kleineren Sektors 228 geneigt, und zwar derart, daß letzterer von innen nach außen zwischen den Enden des Hauptsektors an seinen Platz gesetzt werden kann. Der kleinere Abschnitt 228 könnte sich daher nach innen vom Radkranz 8 trennen, jedoch wird er daran von einer Spange 45 aus Klavierdraht gehindert, deren Enden 46 und 47 rechtwinklig zurückgebogen sind und gegen die Strömungsrichtung durch Durchbrüche 46a und 47a des kleineren Sektors 228 hindurch in Ausnehmungen 48 und 49 eingreifen, die jexfeils an der Zwischenflache zwischen einem Kamm 12 der Scheibe 6 der Turbine und einem Schaufelfuß 14 ausgebildet sind« Die elastische Spange 45 trägt außerdem in ihrer Mitte einen vorspringenden Buckel 50,
der elastisch in eine Ausnehmung 50a eingreift, die an der Wurzel des zylindrischen Ansatzes 30 des kleineren Sektors 228 ausgebildet ist.
Bei der Ausführungsform nach Figur 11 sind die beiden Schnittlinien 334 und 335 parallel zueinander. Ferner sind die beiden Flanken des kleineren Sektors 328 jeweils mit einer Aussparung 51 und 52 versehen, die zur Aufnahme von Zapfen dienen, beispielsweise zur Aufnahme eines Zapfens 53 an der zugehörigen Flanke des Hauptsektors 327. Wie aus der'Zeichnung ersichtlich, sind die Aussparungen und Zapfen auf der Höhe des zylindrischen Ansatzes 30 der stromab gelegenen Fläche des Flansches 10 angeordnet, und zwar derart, daß der Ansatz 30 zu beiden Seiten des kleineren Sektors ausgeschnitten ist, um einen gegen die Strömungsrichtung gerichteten Eingriff der Zapfen in die Aussparungen zuzulassen.Will man den das Verschlußstück bildenden kleineren Sektor 328 montieren, so führt man ihn von innen nach außen zwischen die beiden Flanken des Hauptp-ektors 327 ein, nach^dem man diese unter Ausnutzung der Elastizität des Flansches geringfügig stromabwärts gezogen hat. Das Einführen des kleineren Sektors erfolgt derart, daß dieser in eine den ringförmigen Bund 24 übergreifende Stellung gelangt. Sodann gibt man die Flanken des HauptSektors 327 frei, wobei dessen Zapfen entsprechend dem Zapfen 53 in die Aussparungen 51 und 52 hineingelangen.
Zusammenfassend schafft die Erfindung einen Flansch für den Läufer von Strömungsmaschinen, insbesondere von Axialturbinen. Der Radkranz 8 einer Turbinenscheibe 1 ist mit einem kreisförmigen Bund 2h versehen, auf dem die Spitze eines ringförmigen Flansches 10 zum Eingriff gelangt. Der Flansch besitzt einen U-förmigen Querschnitt mit ungleichen Schenkeln,
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die den Bund übergreifen. Der ringförmige Flansch ist in zxiei ungleiche Sektoren unterteilt, nämlich in einen Haupt- sektor 3 der einen Sprengring bildet 3 und in einen viel kleineren Sektor., der ein Verschlußstück bildet, welches den Plansch vervollständigt, nachdem der Sprengring montiert worden ist. Die Schnittflächen an den Enden des Verschlußstücks halten letzteres an seinem Platze fest. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Anwendung auf Gasturbinen.
Pa-

Claims (1)

  1. 2.3.1979
    SOCIETE NATIONALE D'ETÜDE ET DE
    CONSTRUCTION DE MOTEURS D1AVIATION
    (S.N.E.C.M.A.)
    2 boulevard Victor
    F-75O15 Paris
    Patentansprüche
    1J Ringförmiger Flansch für einen Läufer einer Strömungsmaschine zum Zusammenwirken mit einer Frontfläche, insbesondere der stromab gelegenen Frontfläche3 eines Radkranzes einer Scheibe oder Trommel, deren Innenumfang mit einem ringförmigen Bund versehen ist 3 welcher zwischen der genannten Frontfläche und einer kreisförmigen Rille liegt, wobei der ringförmige Flansch einen U-förmigen Querschnitt mit ungleichen Schenkeln aufweist, dessen Höhlung nach außen gerichtet ist und dessen kurzer Schenkel einen in die kreisförmige Rille eingreifenden Bügel, bildet, während ein langer Schenkel eine Ringscheibe darstellt, die sich über die Länge der Front fläche erstreckt, und wobei ferner der ringförmige Flansch dementsprechend den ringförmigen Bund übergreift, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Flansch (10) in zwei ungleiche Sektoren unterteilt ist, die einen Hauptsektor (27; 127; 227i 327) 3 der sich über den Hauptteil des ümfangs erstreckt und elastisch auf
    dem Bund (24) angreift, bzw. einen kleineren Sektor (28; 128; 228; 328) darstellen, der ein Verschlußstück bildet', welches den Plansch nach Anbringung des Hauptsektors vervollständigt, wobei vom Plansch getragene Haltemittel (34, 35; 134, 135; 334, 335; 45; 51, 52, 53) vorgesehen sind, um das Verschlußstück daran zu hindern, sich vom Radkranz (8) nach innen hin zu lösen.
    2. Flansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt (G) des Querschnitts des ringförmigen Flansches (10) im langen Schenkel des U liegt.
    3. Flansch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er gegen Drehung durch mindestens eine Nase (3I3 32, 33) an dem zur Ringscheibe (23) gehörenden Teil des HauptSektors (27; 127; 227; 327) verriegelt ist, wobei die Nase axial ausgerichtet ist und in eine Ausnehmung (3Ia5 31b, 31c) eingreift, die in dem Radkranz (8), beispielsweise an der Trennfläche zwischen einem Schaufelfuß (14) und dessen Profilnut (11), angeordnet ist.
    4. Flansch nach einem der Ansprüche 1 bis 3 für eine Scheibe einer Strömungsmaschine, deren Radkranz Kühlleitungen aufweist, die mit öffnungen in der Frontfläche münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (23) mindestens einen bearbeiteten Bereich (25, 26) aufweist, der abdichtend auf denjenigen Abschnitten der Frontfläche (8a) aufliegt, welche die besagten öffnungen (18, 20) umgeben.
    5. Plansch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel derarti-
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    ge Schnittlinien (343 35; 1345 135; 334, 335) an den Enden des das Verschlußstück bildenden kleineren Sektor (28; 128; 328) umfassenj daß dieser von den Enden des Hauptsektors (28; 128; 328) an seinem Platz festgehalten wird.
    6. Planseh nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Unterteilung zwischen dem Hauptsektor (27) und dein das Verschlußstück bildenden kleineren Sektor 28 an der einen Seite durch eine schräge Schnittlinie (31O/ die gegen den Innenumfang des kleineren Sektors geneigt ist, und an der anderen Seite durch eine abgesetzte Schnittlinie (35) gebildet wird5 welche am kleineren Sektor einen vorspringenden äußeren Abschnitt (36) und einen zurückspringenden inneren Abschnitt (37) ausbildet } wobei die abgeschrägten Abschnitte3 die von der schrägen Schnittlinie am kleineren Sektor und am Hauptsektor gebildet v/erden,, an ihren Spitzen vorzugsweise eine Kegelstumpf-Form aufweisen.
    7. Flansch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet., daß die Unterteilung zwischen dem Hauptsektor (127) und dem das VerschluSstück bildenden kleineren Sektor (128) an beiden Seiten durch schräge Schnittlinien (134j 135) gebildet wird, welche gegen den Innenumfang des kleineren Sektors geneigt sind, wobei der Flansch (10) vorteilhafterweise durch Schlitze (44!) eingekerbt ist3 die seine Nachgiebigkeit erhöhen3 und wobei die abgeschrägten Abschnitte des kleineren Sektors und des Hauptsektors an ihren Spitzen vorzugsweise eine Kegelstumpf-Form aufweisen.
    8. Flansch nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e kennzeichnetj daß die abgeschrägten Schnittlinien (34; 134 3 135) um einen Winkel von etwa 50° gegenüber den Radien des ringförmigen Flansches (10) geneigt sind,
    9. Plansch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittlinien (334, 335) zu beiden Seiten des das Verschlußstück bildenden kleineren Sektors (328) im wesentlichen parallele Planken ausbilden, die gegenüber den benachbarten Planken des Hauptsektors (327) durch aus Zapfen (53) und Aussparung (51, 52) bestehende Anordnungen verriegelt ist.
    10. Flansch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die beiden Schnittlinien (234, 235) an den Enden des das Verschlußstück bildenden kleineren Sektors gegen den Außenumfang des letzteren geneigt sind und daß die Haltemittel eine elastische Spange (45) umfassen, deren beide zurückgebogenen Enden (46, 47) durch Durchbrüche (46a, 47a) des kleineren Sektors hindurch in zwei Ausnehmungen (48, 49) des Radkranzes (8) eingreifen, wobei diese Ausnehmungen beispielsweise jeweils an den Trennflächen zwischen einem Schaufelfuß (l4) und dessen Profilnut (11) angeordnet sind und wobei die Spange einen Buckel (50) bildet, der sie durch Eingriff in eine Ausnehmung des kleineren Sektors an ihrem Platz festhält.
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