DE2931193C2 - Device for eliminating rotor imbalances in turbomachines, in particular gas turbine engines - Google Patents

Device for eliminating rotor imbalances in turbomachines, in particular gas turbine engines

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DE2931193C2 DE2931193A DE2931193A DE2931193C2 DE 2931193 C2 DE2931193 C2 DE 2931193C2 DE 2931193 A DE2931193 A DE 2931193A DE 2931193 A DE2931193 A DE 2931193A DE 2931193 C2 DE2931193 C2 DE 2931193C2
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    • G01M1/36Compensating unbalance by adjusting position of masses built-in the body to be tested
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    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

Die Abtrennung des Strukturgraphits vom Kernbrennstoff der Brennelemente gasgekühlter Hochtemperaturreaktoren erfolgt gemäß der Erfindung durch Behandlung der Brennelemente in sauerstoffhaltigem Gas bei Temperaturen unter 600 ° C bis zur Auflockerung des Kohlenstoff- bzw. Graphitgefüges zu einer mechanisch abtrennbaren Substanz, wobei vorzugsweise während der Behandlung durch gleichzeitig einwirkende mechanische Kräfte für eine kontinuierliche Beseitigung der am stärksten angegriffenen äußeren Schichten und Abtransport des Abriebs in kältere Temperaturzonen gesorgt wird, indem die Brennelemente während der Behandlung, beispielsweise auf einem Schwingsieb, bewegt oder durch Bürsten behandelt werden. Eine Vorimprägnierung mit einer die Verbrennung katalysierenden Substanz ist vorteilhaft.The separation of the structural graphite from the nuclear fuel of the fuel elements of gas-cooled high-temperature reactors takes place according to the invention by treating the fuel elements in oxygen-containing gas at temperatures below 600 ° C until the carbon or graphite structure is loosened to form a mechanically separable substance, preferably during the treatment by simultaneously acting mechanical forces for a continuous removal of the most severely attacked outer layers and removal of the abrasion into colder temperature zones is ensured by moving the fuel elements during the treatment, for example on a vibrating screen, or being treated by brushing. Preimpregnation with a substance that catalyzes the combustion is advantageous.

Description

a) Es sind mit jeweils eigenen örtlichen Materialanhäufungen (Sollwuchtmassen 12, 12} ausgestattete, paarweise nebeneinander sowie relativ zueinander um die Rotorlängsachse (A) verdrehbar angeordnete, ringscheibenförmige Bauteile (10, 11) vorgesehen, die in einer die Rotorunwucht gemeinsam kompensierenden Stellung am Rotor festlegbar sind;a) Annular disk-shaped components (10, 11) are provided, each equipped with their own local material accumulations (nominal balancing masses 12, 12}, arranged in pairs next to one another and rotatable relative to one another about the longitudinal axis (A) of the rotor are determinable;

b) zumindest das eine (iü) der beiden ringscheibenförmigen Bauteile (10, 11) ist zugleich als Dichtungsträger (Dichtung 31) ausgebildetb) at least one (iü) of the two annular disk-shaped Components (10, 11) is also designed as a seal carrier (seal 31)

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ringscheibenförmige Bauteilpaar (10,11) an einem Radscheibenbund (9) formschlüssig festlegbar ist2. Device according to claim 1, characterized in that that the annular disk-shaped component pair (10, 11) on a wheel disk collar (9) in a form-fitting manner is determinable

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei mit unterschiedlichen Durchmesse. .1 ausgestatteten ringscheibenförmigen Bauteilen (18,19) die Sr»llunwi:-htmassen (12,13) auf unterschiedlichen Radien (r\, ri) sowie in einer gemeinsamen, senkrecht zur Hotc ^ngsachse (A) verlaufenden Ebene (20) angeordnet sind.3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that with different diameters. .1 equipped annular disc-shaped components (18,19) the Sr »llunwi: -htmassen (12,13) arranged on different radii (r \, ri) and in a common plane (20) running perpendicular to the hotc ^ ng axis (A) are.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide ringscheibenförmige Bauteile (10,11) eines Ringpaars über eine gemeinsame Umfangsverzahnung (14), eine Bolzenoder eine Nut-Feder-Verbindung während des Betriebes gegeneinander verdrehgesichert sind.4. Device according to claims 1, 2 and 3, characterized in that both annular disk-shaped Components (10, 11) of a pair of rings via a common circumferential toothing (14), a bolt or a tongue and groove connection are secured against rotation during operation.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines (21) von beiden rimgscheibenförmigen Bauteilen (21,22) eines Ringpaars über eine Verzahnung (23) oder dergleichen mit dem Rotor (25) bzw.. einem Bauteil desselben koppelbar ist5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that at least one (21) of two rim-shaped components (21,22) of a pair of rings via a toothing (23) or the like can be coupled to the rotor (25) or a component thereof

6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotormitnehmerverbindung eines Ringpaars von einem rotationssymmetrischen, hutförmigen Sicherungsblech (15) gebildet ist, das über eine Schraubenverbindung am Rotor festlegbar ist.6. Device according to claim 4, characterized in that the rotor driver connection is a Ring pair is formed by a rotationally symmetrical, hat-shaped locking plate (15) which over a screw connection on the rotor can be fixed.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Beseitigung von Rotorunwuchten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for eliminating rotor imbalances according to the preamble of claim 1.

Durch Materialungleichmäßigkeiten im Gefüge, Bearbeitungsungenauigkeiten innerhalb der Toleranzen, go Setzerscheinungen bei gefügten Bauteilen usw. ist es selten möglich, den Massenschwerpunkt rotierender Teile auf der Rotationsachse zu plazieren. Damit entstehen Unwuchten für den Rotor, die aus dem Produkt der Masse des rotierenden Teiles mal dem Abstand des tatsächlichen Schwerpunktes zur Rotationsachse gebildet werden. Die Größe und Lage der Unwucht wird auf speziellen Maschinen ermittelt.Due to material irregularities in the structure, processing inaccuracies it is within the tolerances, settling phenomena in joined components, etc. rarely possible to place the center of mass of rotating parts on the axis of rotation. With it arise Imbalances for the rotor, which result from the product of the mass of the rotating part times the distance of the actual Center of gravity to the axis of rotation are formed. The size and location of the imbalance is based on special machines determined.

Bei schnellaufenden Rotoren bzw. großen rotierenden Massen ist es nötig, diese Unwucht aus Gründen der Bauteilbeanspruchung (somit der Lebensdauer) sowie u. a. aus Schwingungsgründen auf ein Minimum zu reduzieren. Dies geschieht grundsätzlich durch Materialentnahme an der Stelle der Unwucht bzw. durch Hinzufügen von Material an der der Unwucht gegenüberliegenden Seite des Rotorbauteils. Dieses wiederum kann an jedem einzelnen Bauteil eines z. B. zusammengeschraubten Rotors separat und/oder am fertigen Rotorverband — je nach Notwendigkeit — geschehen.In the case of high-speed rotors or large rotating masses, it is necessary to remove this imbalance for reasons of Component stress (thus the service life) as well as, among other things. to reduce to a minimum for reasons of vibration. This is basically done by removing material at the point of unbalance or by adding it of material on the side of the rotor component opposite the unbalance. This in turn can each individual component of a z. B. screwed together rotor separately and / or on the finished rotor association - if necessary - happen.

Die Materialentnahme zur Unwuchtbeseitigung kann z. B. durch Abschleifen in den Rotorscheiben speziell hierfür vorgesehener Wuchtbunde oder durch Bohrungen in den Radscheiben erfolgen.The removal of material to remove the unbalance can, for. B. specially by grinding in the rotor disks provided balancing collars or through holes in the wheel disks.

Materialanhäufungen zur Unwuchtbeseitigung können z. B. erzielt werden durchAccumulations of material to remove unbalance can, for. B. be achieved by

— Verschraubung von Wuchtgewichten mit seitlich an den Laufrädern angeordneten Bunden,
Einsetzen von Wuchtgewichten in vorgefertigte seitliche Umfangsnuten der Laufräder mit daran anschließender Verstemmung der Gewichte sowie durch
- Bolting of balancing weights with collars arranged on the side of the impellers,
Insertion of balancing weights in prefabricated lateral circumferential grooves of the impellers with subsequent caulking of the weights as well as through

— Einbringung von Wuchtgewichten in Schaufelumfangsnuten zwischen jeweils zwei oder mehreren Schaufeln bzw.fchaufelfüßen.- Introduction of balancing weights in the blade circumferential grooves between two or more Blades or blade roots.

Die geschilderten, bekannten Materialentnahmeverfahren haben u. a. den Nachteil begrenzter Materialverfügbarkeit bei mehreren Auswuchtvorgängen (mehrere Demontagen des Rotorverbandes) verbunden mit dem Mangel einer ungenügenden nachträglichen Reinigungsmöglichkeit bei komplizierten Bauteilen und/oder fertig montierten Rotorverbänden.The well-known material extraction processes described have inter alia. the disadvantage of limited material availability in the case of several balancing processes (several dismantling of the rotor assembly) connected to the Lack of an inadequate subsequent cleaning option for complex components and / or completely assembled rotor assemblies.

Im Falle z. B. in Randnabenbereich angeordneter uOtirungen uestcm wciicnnn uie vjcfähr von Spannungskonzentrationen. In the case of e.g. B. in the peripheral hub area arranged areas uestcm wciicnnn uie vjcfähr of stress concentrations.

Bei den geschilderten, beka;intsn Materialanhäufungsverfahren — hier verschi aubte VYuchtgewichte — besteht in erster Linie die Gefahr des Lösens der Wuchtgewichte, welche nur durch sorgfältigste Dimensionierung, Fertigung und Montage reduziert werden kann.In the above-mentioned beka; intsn material accumulation processes - here various balancing weights - there is primarily the risk of loosening the balancing weights, which can only be achieved through the most careful dimensioning, Manufacturing and assembly can be reduced.

Eine komplizierte, zeitintensive Montage wird als hauptsächlicher Mangel für die zwischen zwei oder mehreren Schaufeln in einer Schaufelumfangsnut zu plazierenden V/uchtgewichte angesehen, während ein wesentlicher Mangel für die Anordnung in seitlichen Umfangsnuten zu verstemmenden Wuchtgewichten in der zeitlich begrenzten Verwendbarkeit der Aufnahmenut, und damit des Rades wegen plastischer Verformungen der Nutränder gesehen wird.Complicated, time-consuming assembly is the main shortcoming for those between two or several blades in a blade circumferential groove to be placed balancing weights viewed while a substantial deficiency for the arrangement in lateral circumferential grooves to be caulked balancing weights in the temporary usability of the receiving groove, and thus of the wheel because of plastic deformation the edge of the groove is seen.

Bezüglich der Fassung des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1 geht die Erfindung von einer aus der DE-OS 28 41 130 bekannten, beispielsweise bei Verdichtern von Gasturbinentriebwerken einsetzbaren Rotorunwuchtbeseitigungseinrichtung aus.With regard to the wording of the preamble of claim 1, the invention is based on one of the DE-OS 28 41 130 known rotor unbalance removal device which can be used, for example, in compressors of gas turbine engines the end.

Bei dieser bekannten Lösung sollen an örtlich vordefinierter Stelle eines Rotorflansches eine etwaige Rotorunwucht kompensierende Einzelgewichte so festlegbar sein, daß auch bei etwaigem Bruch des betreffenden z. B. nietartigen Gewichtsverbindungsmittels das jeweilige Einzelgewicht im Wege einer schnabelartigen Endabkrümmung innerhalb einer korrespondierenden Ausnehmung festgehalten werden soll, die zwischen dem Rotorflansch und daran angrenzenden Wandabschnitten eines als Dichtungsträger ausgebildeten, ringförmigen Rotorbauteil ausgebildet ist.In this known solution, a possible rotor unbalance should be at a locally predefined point of a rotor flange compensating individual weights can be determined so that even in the event of a break in the relevant z. B. rivet-like weight connection means the respective individual weight by way of a beak-like end curve to be held within a corresponding recess between the Rotor flange and adjoining wall sections of an annular ring designed as a seal carrier Rotor component is formed.

Im Hinblick auf extrem hohe Betriebsdrehzahlen dürfte dabei — trotz angestrebter zusätzlicher Gewichtssicherung — ein Herauslösen aus der betreffenden Verankerung nicht gänzlich auszuschließen sein.With regard to extremely high operating speeds, it should be - despite the additional weight protection sought - a detachment from the anchorage concerned cannot be completely ruled out.

Im Falle eines Jruches des betreffenden Gewichtsverbindungsmitteis dürften bei noch laufendem Triebwerk und, aufgrund der Ausbildung dieser Zusatzsichemng, eine örtliche Ausgleichsgewichuverlagerung und damit einhergehende Rotorunwuchten und deren oft ernsthafte Schadenskonsequenzen für das Triebwerk nicht vermieden werden können.In the event of a break in the relevant weight connector with the engine still running and due to the design of this additional safety device, a local compensation weight shift and the associated rotor imbalances and their often serious damage to the engine cannot be avoided.

Eine zeit- und kosteniniensive Montage sowie örtliche Festigkeitsschwächungen, als Folge der örtlichen Befestigungsmittelbohrungen, werden bei der bekannten Einrichtung als weitere Nachteile gesehen.A time-consuming and costly assembly as well as on-site Strength weaknesses, as a result of the local fastener holes, are in the known Facility seen as further disadvantages.

Aus der GB-PS 10 19 519 ist eine vornehmlich für den Einsatz bei Schleifmaschinen bestimmte, ähnlich einer Federkupplung arbeitende Rotorunwuchtkompensationseinrichtung bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung sind zwar schon mit jeweils eigenen Materialanhäufungen (Sollwuchtmassen) ausgestattete, paarweise nebeneinander angeordnete sowie relativ zueinander bewegliche Ringscheibenbauteile vorgesehen, die in einer die Rotorunwucht kompensierenden relativen Endstellung zueinander am Rotor festlegbar sein sollen.From GB-PS 10 19 519 one is primarily intended for use in grinding machines, similar to one Spring clutch working rotor unbalance compensation device known. In this known device are already equipped with their own material accumulations (target balancing masses), in pairs Ring disk components arranged next to one another and movable relative to one another are provided, which are in a the relative end positions to each other, which compensate for the rotor imbalance, should be able to be fixed on the rotor.

Dabei sollen die Ringscheibenbauteile frei drehbar auf einem vom Maschinenrotor mechanisch getrennten Wellenzapfen innerhalb einer glockenförmigen Rotorausnehmung angeordnet sein. Der Wellenzapfen stellt einen von einem pneumatisch vorgegebenen Steuerdruck betätigbaren Kolben dar, enthält ferner eine Rückstellfeder, die dann, wenn der Steuerdruck unter einen vorgegebenen Wert abfällt, eine gegenseitige Axialverspannung und Mitnahmeverbindung gegen bzw. mit dem Rotorglockenteil herbeiführen soll.The ring disk components should be freely rotatable on a rotor that is mechanically separated from the machine rotor Shaft journal be arranged within a bell-shaped rotor recess. The shaft journal represents represents a piston that can be actuated by a pneumatically predetermined control pressure, also contains a Return spring, which, when the control pressure drops below a specified value, a mutual axial tension and to bring about driving connection against or with the rotor bell part.

Unter der Wirkung der Feder werden hierbei also die Ringseheibenbäuieile erst dann gegen den Rotor bzw. dessen glockenförmigen Teil verklemmt, wenn bei laufender Maschine ein an der betreffenden, der Rotorglocke nahen Lagerstelle registrierter Unwuchtwert, der — von der tatsächlichen Rotorunwucht abweichend — den Gleichgewichtswert repräsentiert, als elektronisch verarbeitetes Signal den notwendigen Steuerdruckabfall am kolbenförmigen Wellenzapfen besorgt.Under the action of the spring, the Ringseheibenbäuieile are only then against the rotor or its bell-shaped part jams if, while the machine is running, there is one on the relevant rotor bell imbalance value registered near the bearing, which - deviates from the actual rotor imbalance - represents the equilibrium value, as an electronically processed signal the necessary control pressure drop concerned about the piston-shaped shaft journal.

Diese demnach »selbstjustierend« arbeitende Kompensationseinrichtung dürfte hinsichtlich der Genauigkeitsanforderungen, die an zu kompensierende Rotorunwuchten von Gasturbinen- oder Flugtriebwerken gestellt werden wie auch hinsichtlich vergleichsweise hoher Betriebsdrehzahlen (Scheibenklemmarretierung über Rückstellfederkraft) sowie aber auch hinsichtlich deren vergleichsweise komDlizierten und störanfälligen Aufbaus einen Einsatz bei Gasturbinentriebwerken als nicht vertretbar erscheinen lassen.This "self-adjusting" working compensation device with regard to the accuracy requirements that are imposed on the rotor unbalances to be compensated by gas turbine or aircraft engines as well as with regard to comparatively higher Operating speeds (disc clamp lock via return spring force) as well as with regard to whose comparatively complicated and failure-prone structure makes it suitable for use in gas turbine engines appear unreasonable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zu Bekanntem vorgebrachten Nachteile zu beseitigen und eine Einrichtung zu schaffen, mit der auf verhältnismäßig einfache Weise Rotorunwuchten optimal kompensiert werden können, ohne an den funkticnellen Hauptbauteilen des Rotors (Radscheiben, Wellenabschnitte) unmittelbar örtliche Materialanhäufungen oder -Verminderungen der eingangs genannten Art vornehmen zu müssen.The invention is based on the object of eliminating the known disadvantages and to create a device with which rotor imbalances can be optimally compensated for in a relatively simple manner without affecting the main functional components of the rotor (wheel disks, shaft sections) Carry out local material accumulations or reductions of the type mentioned directly to have to.

Die gestellte Aufgabe ist durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 enthaltenden Merkmaie erfindungsgemäß gelöst.The task set is due to the features contained in the characterizing part of claim 1 solved according to the invention.

Auf diese Weise kann neben der vergleichsweise einfachen und extrem genauen Handhabungsart dieser Einrichtung eine durchgreifende Bauteileinsparung und Gewichtsverminderung erzielt werden, indem zumindest das eine der beiden ringscheibenförmigen Bauteile funktionsnotwendiger Dichtungsträger zwischen Rotor und Stator ist.In this way, in addition to the comparatively simple and extremely precise type of handling, this Device a thorough saving in components and weight reduction can be achieved by at least one of the two annular disk-shaped components is a functionally essential seal carrier between the rotor and stator is.

Bei vergleichsweise rascher und kostengünstiger Montage- und Demontagemöglichkeit beider ringscheibenförmiger Bauteile muß der betreffende Triebwerksrotor bzw. Verdichter- oder Turbinenrotor keiner nennenswerten baulichen Umstrukturierung unterworfen v/erden, zumal die Sollwuchtmassen mechanisch separate Bestandteile der Rotorgrundstruktur sind bzw. keine unmittelbare material- und damit festigkeitsmäßige Beeinflussung der fertigen Rotorwand- bzw. scheibenstrukturen hervorrufen.With comparatively quick and inexpensive assembly and disassembly options for both ring-disk-shaped The relevant engine rotor or compressor or turbine rotor does not have to have any significant components subject to structural restructuring, especially since the target balancing masses are mechanically separate Components of the basic rotor structure are or have no direct influence on the material and thus strength of the finished rotor wall or disk structures.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Patentansprüchen 2 bis 6 hervor. Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise näher erläutert; es zeigtAdvantageous further developments of the subject matter of the invention emerge from patent claims 2 to 6. The invention is explained in more detail using the drawings, for example; it shows

F i g. 1 ein mit Sollwuchtmassen versehenes rir-gscheibenförmiges Bauteilpaar der Einrich: .>ng an einem als Axiaischnitt dargestellten Verdichterarschnitt eines Gasturbinenstrahltriebwerkes,F i g. 1 a pulley-shaped pulley provided with nominal balancing masses Component pair of the device:.> Ng on one as Axial section shown compressor section of a gas turbine jet engine,

F i g. 2 eine abschnittsweise Ansicht des einen zur Einrichtung nach F i g. 1 gehörigen ringscheibenförmigen Bauteils xemäß Blickrichtung öder Fi g. 1,F i g. 2 shows a sectional view of the one for the device according to FIG. 1 belonging annular disk-shaped component xemäß viewing direction or Fi g. 1,

Fig.3 eine abschnittsweise Ansicht des anderen zur Einrichtung nach F i g. 1 gehörigen ringscheibenförmigen Bauteils gemäß Blickrichtung Cnach F i g. 1,
Fig.4 ein aus der betreffenden Roiorebene in die Zeichenebene projiziertes, den Massenverlauf zur maximalen Unwuchtbeseitigung erläuterndes erstes Schaubild,
3 shows a sectional view of the other for the device according to FIG. 1 belonging annular disk-shaped component according to the viewing direction C to F i g. 1,
4 shows a first diagram, projected from the relevant Roior plane into the plane of the drawing and explaining the course of the mass for maximum unbalance elimination,

Fig.5 ein aus der betreffenden Rotorebene in die Zeichenebene projiziertes zweites Schaubild, welches den Massenverlauf für eine Rotor- und Restunwucht gleich Null verkörpert,5 shows a second diagram projected from the relevant rotor plane into the plane of the drawing, which embodies the mass curve for a rotor and residual unbalance equal to zero,

Fig.6 ein aus der betreffenden Rotorebene in die Zeichenebene projiziertes, den Massenverlauf zur ijeliebigen Unwuchtbeseitigung erläuterndes drittes Schaubild, 6 a from the relevant rotor plane into the Projected drawing plane, the course of the mass to any Third diagram explaining the elimination of unbalance,

Fig. 7 einen als Axialschnitt dargestellten Abschnitt eines mit Sollunwuchten versehenen ringscheibenförmigen Bauteilpaars in einer zweiten Ausführungsform und F i g. 8 einen als Axialschnitt dargestellten Abschnitt eines mit Sollunwuchten versehenen ringscheibenförmigen Bauteilpaars in einer dritten Ausführungsform unter Einbeziehung von Umfangssicherungsmitteln des Bauteilpaars am Rotor.7 shows a section shown as an axial section an annular disk-shaped component pair provided with nominal imbalances in a second embodiment and F i g. 8 shows a section, shown as an axial section, of an annular disk-shaped ring provided with nominal imbalances Pair of components in a third embodiment, including circumferential securing means of the Pair of components on the rotor.

F i g. 1 verkörpert einen konkreten Anwendungsfall des Erfindungsgegenstandes an einem Verdichter eines Gasturbinenstrahltriebwerkes. Hierbei sind zum Verdichterstator gehörige Axialverdichterleitschaufeln mit 1 und ~ bezeichnet. An einer zum Verdichterrotor gehörigen Radscheibe 3 angeordnete Verdichterlaufschaufeln sind mit 4 bezeichnet. Zum Verdichterroxor geholt weiter ein inneres Wellenteil 3, welches u. a. den Zusammenhalt mehrerer Radscheiben untereinander wie auch die Verbindung (Verschraubung 6) mit übrigen Rotorbauteilen, also z. B. hier mit einem zum Teil die innere Bewandung des Verdichterkanals 7 bildenden Bauteil 8 besorgt.F i g. 1 embodies a specific application of the subject matter of the invention on a compressor of a gas turbine jet engine. Axial compressor guide vanes belonging to the compressor stator are denoted by 1 and ~. Compressor rotor blades arranged on a wheel disk 3 belonging to the compressor rotor are denoted by 4. To the compressor roxor brought an inner shaft part 3, which among other things, the cohesion of several wheel disks with each other as well as the connection (screw connection 6) with other rotor components, so z. B. here with a component 8 which partially forms the inner walls of the compressor duct 7.

Zur Beseitigung einer gegebenenfalls -vorhandenen Restunwucht des Verdichterrotors sind an einem axial vorstehenden Bund 9 der Radscheibe 3 zwei ringscheibenförmige Bauteile /0, 11 paarweise nebeneinander sowie relativ um die Rotorlängsachse verdrehbar angeordnet. Die beiden ringscheibenförmigen Bauteile 10,11To eliminate any residual imbalance in the compressor rotor, an axial protruding collar 9 of the wheel disk 3 two annular disk-shaped components / 0, 11 in pairs next to each other and arranged so as to be rotatable relative to the longitudinal axis of the rotor. The two annular disk-shaped components 10, 11

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sind mit jeweils eigenen örtlichen Materialanhäufungen den Radien r2 angeordnet. Mit 26 ist in F i g. 8 ferner ein versehen, die hier z. B. von punktförmig angeordneten Gewinde angedeutet, auf welches eine Mutter aufge-Sollwuchtmassen 12,13 gebildet werden. Nachdem die schraubt werden kann, um beide ringscheibenförmige beiden ringscheibenförmigen Bauteile 10, 11 zuvor in Bauteile 21, 22 gegen axiale Verschiebung am Rotor die zwecks Kompensation einer Restunwucht des Ro- 5 zusichern.are arranged with their own local accumulations of material with the radii r 2 . At 26 in FIG. 8 also provided that here z. B. indicated by punctiform arranged thread on which a nut-nominal balancing masses 12,13 are formed. After the can be screwed to secure both annular disk-shaped two annular disk-shaped components 10, 11 beforehand in components 21, 22 against axial displacement on the rotor for the purpose of compensating for a residual imbalance of the rotor.

tors in dieser Ebene geeignete Postion gegeneinander Wie in F i g. 1 und 7 gezeigt, kann zumindestens dastors in this level suitable position against each other As in F i g. 1 and 7, at least that

verdreht worden sind, werden sie — hier von links nach eine der beiden ringscheibenförmigen Bauteile, z. B. rechts — fest aneinandergedrückt und dabei — gleich- (Fig. 1) oder 19 (F i g. 7), zugleich als Träger einer Dichzeitig durch eine beiden Bauteilen eigene und miteinan- tung 31 bzw. 32 zwischen Rotor und Stator der betrefder korrespondierende Umfangsverzahnung 14 gegen- 10 fenden Strömungsmaschine ausgebildet sein. Die Erfineinander verdrehgesichert. Ein am Radscheibenbund 9 dung ermöglicht so eine vorteilhafte und wirtschaftliche festlegbares und ferner in Aussparungen des einen ring- Kombination zwischen den ohnehin in derartigen Fällen scheibenförmigen Bauteils 10 eingreifendes hutförmiges zwangsläufig erforderlichen Dichtungsvorkehrungen Sicherungsblech 15 sorgt für die verdrehsichere Mit- und dem im Regelfall auftretenden Erfordernis der mit nähme des Bauteilpaars am Rotorverband bzw. an der 15 einem derartigen Dichtungsträger hier möglichen Un-Radscheibe 3, nachdem eine auf den Radscheibenbund 9 Wuchtbeseitigung, aufgeschraubte Mutter 33 angezogen wurde. Ferner kann mindestens ein ringscheibenförmigeshave been twisted, they are - here from the left to one of the two annular disk-shaped components, z. B. right - firmly pressed against each other and at the same time - the same (Fig. 1) or 19 (Fig. 7), at the same time as a carrier of a seal by having two components separate and with one another 31 or 32 between the rotor and stator of the concerned Corresponding circumferential toothing 14 against 10 fender turbomachine can be formed. The inventors secured against rotation. A training on the wheel disc collar 9 thus enables an advantageous and economical fixable and also in recesses of a ring combination between the anyway in such cases disk-shaped component 10 engaging hat-shaped necessarily required sealing provisions Locking plate 15 ensures the anti-twist and the usually occurring requirement of with would take the pair of components on the rotor assembly or on the Un wheel disc possible here for such a seal carrier 3, after a nut 33 screwed onto the wheel disk collar 9 has been tightened. Furthermore, at least one annular disk-shaped

Zwecks Beseitigung einer Rotor- bzw. Restunwucht Bauteilpaar Bestandteil eines Verdichters oder einer können beide ringscheibenförmige Bauteile 10. 11 Turbine, bzw. einer Radscheibe einer der beiden gegleichzeitig gemeinsam oder unabhängig voneinander 20 nannten Baugruppen des Rotorverbandes sein.For the purpose of eliminating a rotor or residual unbalance component pair part of a compressor or a Both annular disk-shaped components 10. 11 turbine, or a wheel disk of one of the two at the same time jointly or independently of one another 20 named assemblies of the rotor association.

bzw. einander entgegengerichtet in Umfangsrichtung or in opposite directions in the circumferential direction

verdreht und anschließend gegeneinander sowie am Ro- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen tor verdrehgesichert werden. twisted and then against each other and on the Ro- For this 2 sheets of drawings gate must be secured against twisting.

Für die Durchführung der Unwuchtkompensation ist es ferner wesentlich, daß die Summe der Sollwuchtmassen 12,13 multipliziert mit deren von der Rotorachse A ausgehenden Radien der maximal auftretenden Restunwucht des Rotorverbandes in dieser Ebene entsprechen soll.For the implementation of the imbalance compensation it is also essential that the sum of the nominal balancing masses 12, 13 multiplied by their radii emanating from the rotor axis A should correspond to the maximum remaining imbalance of the rotor assembly in this plane.

Tritt diese maximale Restunwucht tatsächlich auf, so werden beide ringscheibenförmige Bauteile 10, 11 so montiert, daß die beiden Sollwuchtmassen 12, 13 (Fig.4) beider ringscheibenförmiger Bauteile 10,11 — bezogen auf die Rotorachse A — axial zur Deckung gebracht und gegenüber der maximalen Restunwucht 15 um 180" verdreht sind.This maximum residual unbalance occurs actually occur, they are both annular-disk-shaped members 10, 11 mounted so that the two target balancing masses 12, 13 (Figure 4) of the two annular disk-shaped members 10,11 - relative to the rotor axis A - axially brought to cover and opposite the maximum residual unbalance 15 are rotated by 180 ".

Ein anderes Extrem wäre eine Restunwucht gleich Null (F i g. 5). Für diesen Fall wären die ringscheibenförmigen Bauteile 10, 11 so gegeneinander zu verdrehen, daß die beiden Sollwuchtmassen 12, 13 sich in einer -to beliebigen gemeinsamen, durch die Rotorachse A hindurchgehenden Ebene befinden, d.h. al:;o um 180° zueinander verdreht angeordnet sind.Another extreme would be a residual imbalance equal to zero (FIG. 5). In this case, the annular disk-shaped components 10, 11 would have to be rotated against each other so that the two nominal balancing masses 12, 13 are located in any common plane passing through the rotor axis A , that is to say, rotated by 180 ° to each other .

Im Falle die maximale Restunwucht unterschreitender Restunwuchtwerte wären die mit den Sollwuchtmassen 12,13 versehenen ringscheibenförmigen Bauteile 10, 11 so gegeneinander zu verdrehen, daß gemäß Fig.6 die Resultierende 16 aus beiden Sollwuchtmassen 12,13 der Restunwucht 17 an dieser Stelle des Rotors gleich sowie gegenüberliegend ist.In the case of residual imbalance values that are below the maximum residual imbalance, those would be those with the nominal balancing masses 12,13 provided annular disk-shaped components 10, 11 to be rotated against each other in such a way that, according to FIG. 6, the resultant 16 of the two nominal balancing masses 12, 13 of the residual unbalance 17 is the same and opposite at this point on the rotor.

Gemäß Fig.7 sind die Sollwuchtmaüsen 12, 13 auf unterschiedlichen Radien η, Γ2 an den ringscheibenförmigen Bauteilen 18, 19 sowie in einer senkrecht zur Rotorachse A verlaufenden gemeinsamen Radialebene 20 angeordnet Hierbei ist zu beachten, daß der Verdrehwinkel «(Fig.6) für die Sollwuchtmassen 12, 13 nicht gieich, sondern unterschiedlich sein muß.According to FIG. 7, the nominal balancing gauges 12, 13 are arranged on different radii η, Γ2 on the annular disk-shaped components 18, 19 and in a common radial plane 20 running perpendicular to the rotor axis A. It should be noted that the angle of rotation (FIG. 6) for the nominal balancing masses 12, 13 must not be the same, but must be different.

Nicht weiter dargestellt, können beide ringscheibenförmige Bauteile anstelle einer gemeinsamen Umfangsverzahnung z. B. durch eine Bolzen- oder eine Nut-Feder-Verbindung während des Betriebes gegeneinander verdrehgesichert sein.Not shown further, both can be annular disk-shaped Components instead of a common circumferential toothing z. B. by a bolt or a tongue and groove connection be secured against rotation during operation.

Mindestens eines von beiden ringscheibenförmigen Bauteilen 21,22 (F i g. 8) eines Ringpaar!) kann über jeweils eine Verzahnung 23 bzw. 24, z. B. eine Evolventenverzahnung, mit dem Rotor 25 bzw. einem Bauteil desselben gekoppelt sein. Die Sollwuchtmassen 12,13 sind in F i g. 8 auf gleichen von der Rotorachüe A ausgehen- 'At least one of the two annular disk-shaped components 21, 22 (FIG. 8) of a ring pair!) Can each have a toothing 23 or 24, e.g. B. an involute toothing, be coupled to the rotor 25 or a component thereof. The nominal balancing masses 12, 13 are shown in FIG. 8 emanating 'on the same from the Rotorachüe A

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Einrichtung zur Beseitigung von Rotorunwuchten bei Strömungsmaschinen, insbesondere Gasturbinentriebwerken, bei der die Rotoninwuchten durch gewollte örtliche Materialanhäufungen am Rotor kompensierbar sind, der zugleich als mit statischen Maschinenbauteilen zusammenwirkender Dichtungsträger ausgebildet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:1. Device for eliminating rotor imbalances in turbomachines, in particular gas turbine engines, in which the rotonin balances due to deliberate local accumulations of material on the Rotor can be compensated, at the same time as interacting with static machine components Seal carrier is formed, characterized by the following features: 1010
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3014134A1 (en) * 1980-04-12 1981-10-15 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Gas turbine rotor imbalance correction equipment - has three imbalance discs of two different weights

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3532929A1 (en) * 1985-09-14 1987-03-26 Mtu Muenchen Gmbh Device for connecting mutually concentrically adjacent rotor components of machines, especially turbo-engines
US4848182A (en) * 1987-09-08 1989-07-18 United Technologies Corporation Rotor balance system
US4926710A (en) * 1987-09-08 1990-05-22 United Technologies Corporation Method of balancing bladed gas turbine engine rotor
US5545010A (en) * 1993-05-13 1996-08-13 Solar Turbines Incorporated Method and apparatus for trim balancing a gas turbine engine
US6354780B1 (en) * 2000-09-15 2002-03-12 General Electric Company Eccentric balanced blisk
FR2931870B1 (en) * 2008-05-29 2010-07-30 Snecma BALANCING A ROTATING PIECE IN A TURBOMACHINE.
DE102009014846B4 (en) * 2009-03-30 2018-10-04 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Rotor for a turbomachine, in particular for a gas turbine engine, which has recesses in a mounting flange material removal webs for balancing the rotor
EP2405100A1 (en) * 2010-07-05 2012-01-11 Siemens Aktiengesellschaft Combined sealing and balancing arrangement for a turbine disc
DE102010038658A1 (en) * 2010-07-29 2012-02-02 Robert Bosch Gmbh Balancing arrangement for balancing a rotatable body, rotating machine and method for balancing a rotary machine
EP2708697A1 (en) * 2012-09-17 2014-03-19 Alstom Technology Ltd Method of coupling two rotor sections and turbine rotor
EP3647535A1 (en) * 2018-10-05 2020-05-06 Rolls-Royce plc Windage shield system for a gas turbine engine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE233590C (en) *
GB1019519A (en) * 1964-01-01 1966-02-09 Birmingham Small Arms Co Ltd Improvements in or relating to balancing devices
GB1125151A (en) * 1964-09-16 1968-08-28 Nat Res Dev Correction balancing of rotating bodies
FR2404212A1 (en) * 1977-09-23 1979-04-20 Snecma ROTOR BALANCING DEVICE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3014134A1 (en) * 1980-04-12 1981-10-15 MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH, 8000 München Gas turbine rotor imbalance correction equipment - has three imbalance discs of two different weights

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