DE2951838C2

DE2951838C2 - Axialsicherung eines bundlosen Bolzens in den Bohrungen der Radscheibenkopfstege und der Laufschaufel-Steckfüsse axialer Dampfturbinen u.dgl.

Info

Publication number: DE2951838C2
Application number: DE19792951838
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim 8540 Schwabach Herrmann
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN Gutehoffnungshutte GmbH
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1982-12-23
Also published as: GB2066904B; FR2484530A1; SE8008960L; FR2484530B1; DE2951838A1; JPS56101005A; GB2066904A; SE446281B; CH650835A5; DD155445A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Axialsicherung eines bundlosen Bolzens in den Bohrungen der Stege des Radscheibenkopfes und der Steckfüße von Laufschaufeln axialer Dampfturbinen und dergleichen.

Eine bekannte Axialsicherung der Bolzen von axialen Dampfturbinen besteht darin, die Bolzen im Bereich' ihrer Stirnenden zu vernieten. Die Vernietung hat sich zwar vielfach bewährt, stößt jedoch bei größeren Bolzen auf insb. werkstoffbedingte Schwierigkeiten, da die Zahl der verwsndbaren Werkstoffe sehr stark begrenzt ist. — Eine andere aus dem Dampfturbinenbau bekannte Axialsicherung ist das Verstemmen oder "to Deformieren des äußeren Randes der Bohrungen. Nachteilig ist jedoch die Gefahr durch Riefenbildung bedingter Anrisse.

Es ist auch bereits eine Axialsicherung in Form einer Kugel-Ringnut-Verbindung bei Laufschaufeln von Türbinen oder Verdichtern bekannt. Die bekannte Kugel-Ringnut-Verbindung dient jedoch nur der axialen Sicherung des Bolzens gegenüber einer Büchse, während die axiale Sicherung des Bolzens gegenüber dem Radscheibenkopf durch zwei seitliche, angedrehte Bunde des Bolzens erfolgt. Die bekannte Konstruktion mag für Gasturbinenanlagen genügen; für dynamisch hochbelastbare Steckfußverbindungen, wie z. B. bei modernen (axialen) Dampfturbinen oder Dampfiurbinenteilen zunehmend gefordert werden, ist sie jedoch ungeeignet (US-PS 30 43 563).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialsicherung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der bei größtmöglicher Werkstoffausnutzung und ohne nennenswerte Verletzung des Bauteils optimales 6" Festigkeitsverhalten erreichbar ist, so daß sie auch bei dynamisch hochbelastbaren Steckfußverbindungen anwendbar ist. Außerdem soll die Zahl der für den Bolzen verwendbaren Werkstoffe relativ groß, sowie die Gefahr, durch Riefenbildung bedingte Anrisse zu erhalten, möglichst gering sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bolzen kraft- und formschlüssig durch mindestens eine dem entsprechenden äußeren Radscheibensteg zugeordnete Kugel-Ringnut-Verbindung gesichert ist, wobei die jede Ringnut bildenden Halbkreisrillen in der Außenflache des Bolzens und der BohrungswanduRg des zugeordneten Radscheibensteges vorgesehen sind, und daß die Ringnuten voll mit Kugeln gefüllt sind. — Wenn sich der P'.otor mit entsprechender Geschwindigkeit dreht, werden ungleichförmige Beanspruchungen, die in Folge exzentrischem Kraftangriffspunkt auftreten, durch örtliches Fließen ausgeglichen, wobei sich nach der einmaligen plastischen Verformung ein für das dynamische Verhalten sehr günstiger Spannungszustand einstellt. Außerdem bietet der erfindungsgemäße Vorschlag den Vorteil der größeren Auswahl an Werkstoffen bzw. Werkstofftypen für den Bolzen.

Um eine axiale Aufweitung des Radscheibenkopfes bzw. ein Ausbiegen der äußeren Radscheibenstege sowie eine Lockerung der Schaufelfußverbindung zu verhindern, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Bolzen durch zwei, den beiden äußeren Radscheibenstegen zugeordnete Kugel-Ringnut-Verbindungen gesichert.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist der Bolzen vorgespannt Damit ist durch Vorwegnahme von Plastifizierung verhindert daß mit zunehmender Beanspruchung unter großer Last Spiel zwischen den Kugeln und der zugeordneten Kugelbahn entsiehi.

Um ein Herausfallen der Kugeln beim Transport od. dgl. zu vermeiden, ist bei einer Axialsicherung der eingangs genannten Art, bei der die Kugeln über eine Füllnut einfüllbar sind, die Füllnut verschließbar.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht auf eine Niederdruck-Läuferscheibe mit der erfindungsgemäßen Verbindung und

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 1. Mit 1 ist der Radscheibenkopf bezeichnet, dessen Stege zylindrische Bohrungen 2 aufweisen, durch die zylindrische Bolzen 3 gesteckt sind, die der Befestigung der Steckfuß-Laufschaufeln im Fußbereich dienen. Die axiale Sicherung der Bolzen 3 erfolgt durch Formschlußverbindungen mittels kleiner Kugeln 4 von z. B. 3 bis 5 mm Durchmesser, die in entsprechenden, senkrecht zur Bolzenachse liegenden Ringnuten 5 angeordnet sind. Die Ringnuten 5 werden von je zwei Halbkreisrillen gebildet, von denen die eine im Bolzen 3 und die andere im äußeren Steg des Radscheibenkopfes vorgesehen ist. Das Einfüllen der Kugeln 4 erfolgt über zu den entsprechenden Bohrungsachsen parallele Füllnuten 6, die, was jedoch nicht zeichnerisch dargestellt ist, durch Verschlußstücke, z. B. Kerbstifte, verschließbar sind. Die Ringnuten 5 sind voll mit Kugeln gefüllt.

Für das Sichern der Bolzen 3 gegen axiales Verschieben genügt eine einseitige Anordnung der Kugel-Ringnut-Verbindung 4, 5; zum Vermeiden einer Radscheiben-Kopfaufweitung wird die Kugel-Ringnut-Verbindung 4,5 beidseitig verwendet.

Jeder Bolzen 3 der Steckfußbefestigung ist mit der oder den Kugel-Ringnut-Verbindungen 4, 5 axial gesichert.

Die Bolzen 3 können zusätzlich noch in an sich bekannter Weise (axial), z. B. wie bei Schraubenverbindungen, vorgespannt sein.
Anwendungsmöglichkeiten sind bei axialen Strö-

mungsmaschinen, deren Laufschaufeln einer hohen Fliehkraftbeanspruchung ausgesetzt sind, wie z. B. lange Endschaufeln von Niederdruck-Teilen von Dampfturbinen hoher Blockleistung; Laufschaufeln von Gasturbi^ nen, Axialverdichtern in Triebwerken u. dg>.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Axialsicherung eines bundlosen Bolzens in den Bohrungen der Stege des Radscheibenkopfes und der Sleckfüße von Laufschaufeln axialer Dampfturbinen u.dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (3) kraft und formschlüssig durch mindestens eine dem entsprechenden äußeren Radscheibensteg zugeordnete Kugel(4)-Ringnut{5)-Verbindung gesichert ist, wobei die jede Ringnut (5) bildenden Halbkreisrillen in der Außenfläche des Bolzens (3) und der Bohrungswandung des zugeordneten Radscheibensteges vorgesehen sind, und daß die Ringnuten (5) voll mit den Kugeln (4) gefüllt sind.

2. Axialsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (3) durch zwei, den beiden äußeren Radscheitenstegen zugeordnete Kugel-Ringnut-Verbindungen (4,5) gesichert ist

3. Axialsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (3) vorgespannt ist

4. Axialsicherung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kugeln über eine Füllnut einfüllbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllnu t (6) verschließbar ist.

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