DE3436297C2 - Verriegelungsvorrichtung für Leitschaufeln einer axial durchströmten Gasturbine - Google Patents

Abstract

Anordnung zum Befestigen der Flügel (2) am Gehäuse einer Leistungsturbine, bei der jeder Flügelsektor (1) mit der jeweiligen Abschirmung über einen Keil (5) verriegelt ist, der zwei auseinanderlaufende vertikale Flansche (6, 7) aufweist, die in eine radiale Schwalbenschwanzführung (8) in der vorderen Stirnfläche der Abschirmung eingesetzt sind, wo er in seiner Lage über ein elastisches Element oder eine Feder (9) gehalten ist, die zwischen dem Keil (5) und der inneren Wand der Führung (8) wirkt. Eine untere vertikale Nase oder Schnauze (13) des Keils (5) wirkt als Schulteranschlag für eine radiale Gabel (14) des Flügelsektors (1), die über den zwei vorstehenden Seitenteilen (16 und 17) des Keils (15) angebracht und von diesen zentriert gehalten ist. Die Gabel (14) weist gleichfalls einen Vorsprung an ihrem unteren Ende auf. Jede Abschirmung ist am Statorgehäuse über eine Einsatzpassung zwischen den hakenförmigen Rändern (21, 22) eines Hohlraumes (21) in der äußeren Umfangsfläche der Abschirmung und in entsprechenden hakenförmigen Rändern (24, 25) eines Umfangshohlraumes (26) im Statorgehäuse verriegelt, wobei die Einsatzpassung durch eine Blattfeder (27) festgelegt ist, die zwischen den einander zugewandten hakenförmigen kantenfreien Wänden der zwei Hohlräume (21, 26) wirkt. Es sind auch Zentrierungsstifte (18) vorgesehen, die in aneinander angrenzende, einander zugewandte Halbhohlräume (19, 20) eingesetzt sind, die in der vorderen Stirnfläche der ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für Leitschaufeln einer axial durchströmten Gasturbine nach dem Oberbegriff des Patenunspruchs.

Um das Turbinengehäuse einer Gasturbine so kühl wie möglich zu halten, werden die vom heißen Gas umströmten Leitschaufeln nicht direkt am Turbinengehäuse, sondern an Zylindermantel-Sektoren befestigt, von denen jeder zwei oder drei Leitschaufeln trägt und gegenüber dem Turbinengehäuse mittels sektorenförmigen Abstandhaltern aus einem Material isoliert ist, das schlecht Wärme leitet Dabei ist es bekannt Verbindungsstifte vorzusehen, wobei in den zu verbindenden Bauteilen durchgehende Bohrungen oder Bohrungen mit Innengewinde vorgesehen werden müssen. Von diesen Bohrungen können Risse ausgehen, die als Folge thermischer Ermüdungserscheinungen auftreten und zum Bruch der betreffenden Bauteile führen können. Hierdurch wird die Lebensdauer dieser Bauteile beträchtlich begrenzt Auch ist das Anbringen einer solchen Verbindung vor allem dann mit einem beträchtlichen Zeitverlust verbunden, wenn eine Befestigungsmutter unbeabsichtigt herunterfällt und im Rotor gesucht werden muß.

Bei der bekannten Verbindungseinrichtung ist es auch nicht möglich, Bauteile über Bolzen miteinander zu verbinden, die verschiedene thermische Ausdehnungen in radialer Richtung zeigen, was jedoch wünschenswert wäre. Außerdem können Abstandstoleranzen zwischen einem Leitschaufelsektor und zwei benachbarten Sektoren nur unter Verwendung komplizierter Einrichtungen berücksichtigt werden, die einen Leitschaufelträger ring, eine Einstellung an der Leitschaufel zum Zeitpunkt des Einbaus des Ringes und die Verwendung von zwei exzentrischen Stiften mit sich bringen, um die Leitschaufeln in der Lage zu befestigen, in der sie liegen, nachdem der Leitschaufelträgerring eingebaut ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelungsvorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß die Leitschaufeln schnell und einfach am Turbinengehäuse befestigt werden können, ohne daß durchgehende Bohrungen oder Bolzen bzw. Stifte benötigt werden, wobei zudem eine leichte Einstellung der Abstandstoleranzen und eine unterschiedliche radiale Ausdehnung zwischen den Leitschaufelsektoren und den Abstandhaltern möglich sein solL

ίο Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs gelöst Durch die Steckverbindung wird das Befestigen der Leitschaufelsektoren sehr einfach und es ist eine radiale Verschiebbarkeit zwischen Abstandhalter, Riegel und Leitschaufelsektor möglich, so daß Beanspruchungen an den Leitschaufelsektoren auf die Abstandhalter übertragen werden und zugleich eine unterschiedliche radiale Ausdehnung der einzelnen Bauteile möglich ist Der Leitschaufelsektor wird durch die seitlichen Flächen an den Riegeln immer bezüglich der Achse der Turbine zentriert gehalten, wobei eine Einstellung des Abstandes zwischen benachbarten Leitschaufelsektoren dadurch sehr einfach ist daß beim Eiftbau unterschiedlich bearbeitete Seitenflächen verwendet werden, die sich lediglich durch den Materialabtrag unterscheiden. Schließlich können die Leitschaufelsektoren bei einer Beschädigung oder zur Wartung einfach ausgetauscht werden, indem der schwalbenschwanzförmige Fuß entgegen der Kraft der Klemmfeder aus dem Abstandhalter herausgezogen wird, wobei zur Erleichterung dieses Vorganges am radial außenliegenden Ende ein Vorsprung vorgesehen ist Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Teilansicht der Verriegelungsvorrichtung,

F i g. 2 eine Schnittansicht durch die Verriegelungsvorrichtung,
F i g. 3 eine Schnittdarstellung eines Riegels,

F i g. 4 bis 6 eine Vorderansicht, eine Draufsicht und eine Rückansicht des Riegels nach F i g. 3 und
F i g. 7 eine Blattfeder.

In F i g. 1 sind die verschiedenen Leitschaufelsektoren 1/ jeweils mit zwei Leitschaufeln 2/ versehen, die mit Abstandhaltern 3/ verbunden sind, zwischen denen jeweils Verbindungshalter 4 angeordnet sind, die den Abstandhaltern 3 entsprechen. Die Verriegelung der Leitschaufelsektoren 1 erfolgt mittels Riegeln 5, die jeweils mit einem schwalbenschwanzförmigen Fuß 6, 7 versehen und in eine radial verlaufende Schwalbenschwanznut 8 im Abstandhalter 3 eingesetzt sind. Die Schwalbenschwanznut 8 ist auf der Stirnseite der Abstandhalter 3 vorgesehen. Die Riegel S werden über eine Klemmfeder 9 in der Verriegelungsstellung reibschlüssig gehalten. Diese Klemmfeder 9 ist zwischen Leisten 10 und 11 in gekrümmter Form eingesetzt die auf der Rückseite der Riegel 5 zwischen den beiden Teilen 6 und 7 des schwalbenschwanzförmigen Fußes ausgebildet sind. Die Klemmfeder 9 drückt dabei gegen die

Wand 8' der Schwalbenschwanznut 8 (F i g. 2).

Die Riegel 5 sind an den radial außenliegenden Enden mit einem Vorsprung 12 versehen, so daß mittels eines einfachen Werkzeugs, beispielsweise eines Meißels, der Riegel aus seiner Verriegelungsstellung in radialer Richtung verschoben werden kann. Am radial innenliegenden Ende ist jeder Riegel 5 mit einer Pratze 13 versehen, die einen Radialflansch 14 am Leitschaufelsektor 1 in Axialrichtung übergreift, wobei eine Fläche 13' der

Pratze 13 an einer Gegenfläche 14' des Radialflansches 14 anliegt (F i g. 1 und 2). An der Pratze 13 sind zwei in Umfangsrichtung weisende seitliche Flächen 15,16 vorgesehen, die in entsprechende Nutflanken ,K) des Radialflansches 14 radial verschieblich eingepaßt sind. Diese seitlichen Flächen 15, 16 dienen zur radialen Führung eines Leitschaufelsektors 1, der auf diese Weise immer bezüglich der Achse der Turbine zentriert ist, und sie haben die Funktion, die erforderlichen Toleranzen zwischen den einzelnen Leitschaufelsektoren einzustellen. Dies erfolgt dadurch, daß die beiden seitlichen Flächen 15,16 in unterschiedlicher Weise abgetragen werden.

Die Abstandhalter 3 werden bezüglich des Turbinengehäuses 17 mittels Zentrierungsstiften 18 in einer zentrierten Lage gehalten, die in Ausnehmungen 19 in den Abstandhaltern und in gegenüberliegenden Ausnehmungen 20 am Turbinengehäuse eingreifen. Auf der Außenumfangsfläche jedes Abstandhalters 3 ist ein Hohlraum 21 ausgebildet, wobei in Umfangsriuitung verlaufende Absätze 22 und 23 vorgesehen sind, die entsprechende Absätze 24 und 25 am Turbinengehäuse 17 übergreifen, zwischen denen ein Hohlraum 26 ausgebildet ist. Eine Blattfeder 27 ist in diesen Hohlraum so eingesetzt, daß sie die einander gegenüberliegenden Flächen 28 und 29 von Turbinengehäuse 17 und Abstandhalter 3 auseinanderdrückt Hierdurch wird der Abstandhalter 3 am Turbinengehäuse 17 festgelegt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verriegelungsvorrichtung für Leitschaufeln einer axial durchströmten Gasturbine, wobei mehrere Leitschaufeln an ihren radial äußeren Enden an einem Zylindermantel-Sektor befestigt sind und die so gebildeten einzelnen Leitschaufelsektoren des Leitrades jeweils aber sektorenformige Abstandhalter mit dem Turbinengehäuse verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Leitschaufelsektoren (Ii 2i) an seinem Abstandhalter mittels eines Riegels (5) befestigt ist, welcher mit seinem schwalbenschwanzförmigen Fuß (6,7) in einer radial verlaufenden Schwalbenschwanznut (8) im Abstandhalter (3) radial nach innen einschiebbar und Ober eine Klemmfeder (9) in seiner Verriegelungsstellung reibschlüssig festlegbar ist, wobei der Riegel (5) an seinem radial innenliegenden Ende mit einer, einen Radialflansch (14) des Leitschaufelsektors (1) in Axialrichtung fibergreifenden Pratze (13) versehen und fiber zwei in Umfangsrichtung weisende seitliche Flächen (15,16) in entsprechende Nutflanken (30) des Radtalflansches (14) radial verschieblich eingepaßt ist, und daß der Riegel an seinem radial außenliegenden Ende mit einem Vorsprung (12) zum radialen Verschieben des Riegels aus seiner Verriegelungsstellung versehen ist