DE4310165C2 - Auswuchtung einer Rotortrommel mit zwei Trommelteilen und Verwendung der Rotortrommel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Auswuchtung einer aus zwei Trommelteilen bestehenden Rotortrommel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung der Rotortrommel in einem Kompressor eines Gasturbinentrieb­ werks.

GB 1 491 961 bezieht sich auf die Auswuchtung eines Rotors eines Gasturbinentriebwerks, bei dem zwei eine Beschaufelung tragende Rotorscheiben durch eine ringförmige Anordnung von Bolzen axial gegeneinander verspannt sind. Zur Auswuchtung wer­ den auf vorbestimmte Bolzen Ausgleichsgewichte in Form von Un­ terlegscheiben aufgesetzt, die durch die die Bolzen verspan­ nenden Muttern festgelegt werden. Hierbei ergibt sich der Nach­ teil, daß vor Aufbringen eines Ausgleichsgewichtes die Mutter von dem jeweiligen Spannbolzen abgeschraubt werden muß, um die Unterlegscheibe aufsetzen zu können, worauf die Mutter wieder aufgeschraubt und festgespannt werden muß.

DE-GM 18 50 217 beschreibt die Auswuchtung eines Flügel­ rades eines Lüfters, bei dem die Lüfterflügel an der Flügel­ radnabe mittels radialer Schrauben festgelegt sind. Zum Zwecke der Auswuchtung wird jeweils ein Teil der Bolzen mit Auswucht­ scheiben versehen, die mittels der Schraubenmutter gegen die Flügelradnabe verspannt werden. Auch hier ist es notwendig, die Mutter vom Spannbolzen abzuschrauben, um eine Auswucht­ scheibe auf den Bolzen aufzulegen oder von diesem zu entfernen.

DE-PS 5 76 351 zeigt eine Vorrichtung zum Massenausgleich an umlaufenden Körpern. Zum Zwecke des Auswuchtens ist eine Auswuchtscheibe mit Nuten oder Bohrungen vorgesehen, in die an vorbestimmten radialen Stellen und vorbestimmten Winkelstel­ lungen Ausgleichsgewichte festgelegt werden können. Diese Aus­ wuchtscheibe bewirkt eine unerwünschte zusätzliche Gewichts­ belastung.

DE 35 32 929 C2 betrifft eine Einrichtung zur drehachskon­ zentrischen, unwuchtkompensatorischen Verbindung von Rotorbau­ teilen von Strömungsmaschinen, beispielsweise eines Radialver­ dichter-Laufrades eines Gasturbinentriebwerks. Dabei sind zwei benachbarte Rotorbauteile über ihre Radialflansche durch Schraubbolzen und Muttern verspannt, die gleichzeitig als Aus­ gleichsgewichte ausgebildet sind und zu diesem Zweck unter­ schiedliche Gewichte besitzen. Auch hier muß die Festlegung der Auswuchtgewichte beim Zusammenbau bestimmt werden, oder es müssen nachträglich Korrekturen durch Auswechslung mit Schraub­ bolzen anderer Gewichte vorgenommen werden. Lediglich eine ver­ bleibende Restunwucht soll durch entsprechende gewichtliche Materialabtragung abgestimmt werden. Eine derartige spanabhe­ bende Bearbeitung ist jedoch im zusammengebauten Zustand proble­ matisch.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Auswuchtung von über Spannbolzen miteinander verbundene Rotorteile dadurch zu vereinfachen, daß die Auswuchtgewichte ohne Verwendung zu­ sätzlicher Auswuchtträger festgelegt werden können, ohne die Spannbolzen zu lösen.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungs­ teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß im fertig zusammenge­ bauten Zustand die Auswuchtung dadurch vorgenommen werden kann, daß an den entsprechend festgelegten Bolzen zusätzlich ent­ sprechend bemessene Gewichte anschraubbar sind, wobei diese als Schrauben ausgebildeten Ausgleichsgewichte zusätzliche Ausgleichsgewichte in Form von Unterlegscheiben an dem jeweiligen Bolzen festlegen können.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt eines Fan-Gasturbinentriebwerks mit einer Rotortrommel;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teils der Rotortrommel eines Fan-Gasturbinentriebwerks gemäß Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 weist ein Fan-Gasturbinentriebwerk 10 in Axial­ strömungsrichtung hintereinander folgende Teile auf: einen Lufteinlaß 11, einen in einem Fankanal umlaufenden Fan 12, einen Zwischendruckkompressor 13, einen Hochdruckkompressor 14, eine Verbrennungseinrichtung 15, eine Hochdruckturbine 16, eine Zwischendruckturbine 17, eine Niederdruckturbine 18 und eine Abgasdüse 19. Das Fan-Gasturbinentriebwerk 10 arbeitet in herkömmlicher Weise, wobei die in den Lufteinlaß 11 ein­ strömende Luft durch den Fan 12 beschleunigt wird. Die vom Fan 12 ausgeblasene Luft wird in zwei Strömungen aufgeteilt. Der Hauptteil durchströmt den Fankanal, um einen Vortriebsschub zu erzeugen. Ein kleinerer Teil wird in den Zwischendruckkom­ pressor 13 geleitet, wo die Luft komprimiert wird. Eine weitere Kompression der Luft findet dann im Hochdruckkompressor 14 statt, bevor die Luft mit Brennstoff vermischt und in der Ver­ brennungseinrichtung 15 verbrannt wird. Die resultierenden Ver­ brennungsprodukte expandieren dann durch die Hochdruckturbine 16, die Zwischendruckturbine 17 und die Niederdruckturbine 18 und treiben diese Turbinen an, bevor die Gase durch die Abgasdüse 19 ausgeblasen werden, um einen zusätzlichen Schub zu erzeugen.

Der Fan 12, der Zwischendruckkompressor 13 und der Hochdruck­ kompressor 14 sind mit der Hochdruckturbine 16, der Zwischen­ druckturbine 17 und der Niederdruckturbine 18 jeweils über ko­ axiale Antriebswellen verbunden.

Nunmehr wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Hier ist ein Teil der Rotortrommel 20 des Hochdruckkompressors 14 dargestellt. Die Rotortrommel 20 trägt die nicht dargestellten Rotorschaufeln des Hochdruckkompressors 14, und sie weist zwei miteinander verbolzte Trommelteile 21, 22 auf.

Die Trommelteile 21 und 22 haben die Form von Hohlzylindern, die mit radial nach innen gerichteten aneinanderstoßenden Flanschen 23 und 24 versehen sind. Die Flansche 23 und 24 werden durch eine ringförmige Anordnung von Bolzen 25 mit­ einander verspannt, und ein solcher Bolzen 25 ist in Fig. 2 dargestellt. Die Achsen der ringförmigen Anordnung von Bolzen 25 liegen koaxial zur gemeinsamen Achse 26 der beiden Trommel­ teile 21 und 22. Die Achse 26 ist auch jene Achse, um die die Rotortrommel 20 des Hochdruckkompressors 14 umläuft.

Jeder Bolzen 25 ist an einem Ende mit einem Gewinde versehen, um eine Mutter 27 aufzunehmen. Am gegenüberliegenden Ende ist der Bolzen mit einem Bolzenkopf 28 versehen. Der Bolzenkopf 28 greift an dem Flansch 23 an, und die Mutter 27 greift am Flansch 24 an, wodurch die Flansche 23 und 24 gegeneinander verspannt werden.

Jeder Bolzenkopf 28 ist mit einer Gewindebohrung 29 versehen, deren Achse koaxial zur Längsachse des Bolzens 25 verläuft. Jede Gewindebohrung 29 nimmt eine Kopfschraube 30 auf. Die Kopfschrauben 30 können ein Ausgleichsgewicht 31, welches nach Art einer Unterlegscheibe ausgebildet ist, am Ende des jeweili­ gen Bolzenkopfes 28 festklemmen. Die Ausgleichsgewichte 31 sind so zwischen den Bolzen 25 verteilt, daß die Rotortrommel 20 um ihre Achse 26 als Drehachse ausgewuchtet wird. Die Art und Weise, auf die die Ausgleichsgewichte 31 in der Weise verteilt werden, ist dem Fachmann geläufig, und dies geschieht durch herkömmliche Aus­ wuchtvorrichtungen.

Obgleich jeder Bolzenkopf 28 mit einer Kopfschraube 30 ver­ sehen ist, ergibt sich, daß gemäß Unwucht, die die Rotortrom­ mel 20 ursprünglich hat, nicht alle Kopfschrauben 30 notwen­ digerweise ein Ausgleichsgewicht 31 tragen müssen. Außerdem kann es möglich sein, die Rotortrommel 20 ausschließlich durch Kopfschrauben 30 auszuwuchten, ohne daß Ausgleichsgewichte 31 benutzt werden. Um ein Auswuchten der Rotortrommel 20 zu ge­ währleisten, kann jeder Bolzenkopf 28 eine Kopfschraube 30 allein, eine Kopfschraube 30 mit einem Ausgleichsgewicht 31 oder auch weder eine Kopfschraube noch ein Ausgleichsgewicht tragen.

Bezugszeichenliste

10

Fan-Gasturbinentriebwerk

11

Lufteinlaß

12

Fan

13

Zwischendruckkompressor

14

Hochdruckkompressor

15

Verbrennungseinrichtung

16

Hochdruckturbine

17

Zwischendruckturbine

18

Niederdruckturbine

19

Abgasdüse

20

Rotortrommel

21

Trommelteil

22

Trommelteil

23

Flansch

24

Flansch

25

Bolzen

26

Achse

27

Mutter

28

Bolzenkopf

29

Gewindebohrung

30

Kopfschraube

31

Ausgleichsgewicht

Claims (6)

1. Rotortrommel mit zwei Trommelteilen, die durch eine ringförmige Anordnung von Bolzen gegen­ einander verspannt sind, wobei die Achsen der Rotortrom­ mel und der ringförmigen Bolzenanordnung koaxial liegen und wenigstens einige der Bolzen Ausgleichsgewichte tragen, wobei die Ausgleichsgewichte so zwischen den Bolzen verteilt sind, daß die Rotortrommel um ihre Achse ausgewuchtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bolzen (25) eine Gewinde­ bohrung (29) aufweist, in die ein als Schraube (Kopfschraube 30) ausgebil­ detes Ausgleichsgewicht jeweils in den jeweiligen Bolzen (25) einschraubbar ist.

2. Rotortrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Schrauben (Kopfschrauben 30) ein zusätzliches Ausgleichsgewicht (31) auf dem zugeord­ neten Bolzen (25) aufspannen.

3. Rotortrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebohrung (29) im Bolzen­ kopf (28) des Bolzens (25) angeordnet ist.

4. Rotortrommel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Gewindebohrung (29) koaxial zur Längsachse des Bolzens (25) verläuft.

5. Rotortrommel nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelteile (21, 22) anein­ anderliegende Flansche (23, 24) aufweisen und daß die Bolzen (25) die Flansche (23, 24) gegeneinander verspannen.

6. Verwendung der Rotortrommel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 in einem Kompressor eines Gasturbinentriebwerks.