DE450025C

DE450025C - Befestigung von Dampf- und Gasturbinenschaufeln

Info

Publication number: DE450025C
Application number: DER57206D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1922-11-16
Filing date: 1922-11-16
Publication date: 1928-02-13

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Befestigung von mit verstärkten Füßen versehenen Gleichdruckschaufeln nebst zugehörigen Abstandsstücken für Dampf- und Gasturbinen in hinterdrehten Nuten ohne örtliche Erweiterung der Nuten.

Diese Befestigungsart, bei der die Schwächung der Schaufelträger durch örtliche Anfräsungen oder Anbohrungen vermieden wird, ist bei Überdruckschaufeln ohne weiteres möglich und für diese auch schon bekannt. Die Schaufeln und die Abstandsstücke werden nacheinander zuerst radial in die Nut in einer Stellung, in der sie zwischen den inneren Nutkanten Platz haben, eingeführt und hierauf in die endgültige Lage gedreht. Dieses Drehen ist mit Schwierigkeiten nicht verbunden.

Anders liegen die Verhältnisse bei für Gleichdruckstufen bestimmten Schaufeln, deren Fuß gegenüber dem dampfberührten Querschnitt verstärkt ausgeführt ist. Bei derartigen Schaufeln ist es zwar ebenfalls möglich, die Nutform so zu wählen, daß die

as einzelnen Schaufelteile zwischen den inneren Nutkanten hindurch radial eingeführt werden können. Das Drehen der Schaufelteile in die endgültige Lage ist aber ohne örtliche Anfräsungen der Nutränder, die als schädliche Schwächungen der Schaufelträger vermieden werden sollen, nicht möglich.

Die Ursache dieses verschiedenartigen Verhaltens beider Schaufelarten ist folgende. Die Überdruckschaufeln kennzeichnen sich durch etwa achsialen Verlauf auf der Eintrittsseite für das Treibmittel, und nur die Austrittsseite verläuft unter einem Winkel gegen die Umfangsrichtung, der wesentlich kleiner als ein rechter ist. Im Gegensatz zu diesen auch als offene Schaufeln bezeichneten Schaufeln stehen die Gleichdruckschaufeln, bei denen in ähnlicher Weise wie die Austrittsseite auch die Eintrittsseite unter einem spitzen Winkel verläuft. Infolge dieser Gestalt der Gleichdruckschaufeln ist es bisher nicht gelungen, für sie eine ebenso einfache und vorteilhafte Befestigungsart wie für die Überdruckschaufeln zu finden. Die Schaufeln werden vielmehr an einzelnen Stellen der Nut eingebracht, an denen diese durch Fräsen oder Bohren erweitert werden muß, wodurch der Schaufelträger geschwächt wird. Für die Auffüllung der Erweiterung ist ein besonders geformtes Schlußstück erforderlich.

Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, bei den Gleichdruckschaufeln mit verstärkten Füßen ähnlich vorteilhafte Verhältnisse für die Einfügung und Befestigung zu schaffen, wie sie sich bei den Überdruckschaufeln von selbst ergeben. Die neue Erfindung besteht darin, daß infolge der Ausbildung der Abgrenzungsflächen zwischen dem Schaufelfuß und dem Abstandsstück — im Grundriß gegesehen — mindestens die in den Schnittpunkten der Fußquerschnittbegrenzungen mit der Projektion einer der Nutstirnflächen auf der Nutwandung errichteten, den Fußquer-

schnitt durchquerenden Senkrechten die Projektion der ihr nicht entsprechenden Stirnfläche der gegenüberliegenden Nutwandung entweder in demselben Punkt wie die gegenüberliegende Fußquerschnittbegrenzung oder in einem außerhalb des Fußquerschnittumrisses liegenden Punkt schneidet.

Die Erfindung möge an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Bei der in ίο Abb. ι beispielsweise dargestellten Überdruckschaufel α und dem dazugehörigen Abstandsstück b ist die Lage von Schaufel und Abstandsstück während des radialen Einbringens gestrichelt gezeichnet. Das Verdrehen der radial eingeführten Schaufelteile in die voll ausgezogen gezeichnete endgültige Stellung von Schaufel und Abstandsstück kann hier leicht vorgenommen werden. Das Einführen der letzten Abstandsstücke eines ao Schaufelkranzes erfolgt durch Unterteilung dieser Abstandsstücke in je drei Teile, .die in bekannter Weise nacheinander eingeführt werden.

Anderseits veranschaulicht Abb. 2 eine Gleichdruckschaufel c mit verstärktem Fuß, wobei die Verstärkung lediglich auf dem Rücken angebracht ist, nebst Abstandsstück d. Die Lage der Schaufel beim radialen Einführen zwischen den inneren Nutkanten hindurch ist wieder gestrichelt angegeben. Das Drehen der Schaufelteile in die endgültige Lage ist aber nicht ohne weiteres möglich.

Die geometrische Untersuchung dieser Verhältnisse führt zu dem Ergebnis, daß die Einführbarkeit der Schaufelteile davon abhängt, daß — im Grundriß gesehen — die den Fußprofilquerschnitt durchquerenden Normalen auf die Nutwandung, errichtet in den Schnittpunkten der Fußprofilbegrenzungen mit den Nutkanten, die entsprechenden Kanten der gegenüberliegenden Nutwand entweder in den gleichen Punkten mit der gegenüberliegenden Fußprofilbegrenzung oder in außerhalb des Fußprofilumrisses liegenden Punkten schneiden, die auf derjenigen Seite des Fußprofiles liegen, die der zuletzt genannten Fußprofilbegrenzung benachbart ist. In Abb. 1 sind im Grundriß in den Schnittpunkten der Nutenkanten e_lt e₂, V₁ und V₂ mit dem Fußprofilumriß der Schaufel α und der Abstandsstücke b die Normalen 1 bis 8 errichtet, welche die Fußprofile durchqueren. Diese Normalen schneiden die entsprechenden gegenüberliegenden Nutkanten jenseits der gegenüberliegenden Fußprofilbegrenzung außerhalb des Fußprofilumrisses. Infolgedessen sind Schaufel und Abstandsstück eindrehbar.

Die gleichen Bezeichnungen der Normalen sind für die Schaufel c und das Abstandsstück d der Abb. 2, die zu demselben Nutquerschnitt (Abb. 3) gehört wie die Schaufelteile nach Abb. 1, gewählt. Keine der obengenannten Normalen auf die Nutwandung, errichtet in den Schnittpunkten der Fußprofil- 6g begrenzungen des Schaufelfußes sowie des Abstandsstückes mit den Nutkanten, schneidet die entsprechenden Kanten der gegenüberliegenden Nutwand in einem Punkt, der benachbart der gegenüberliegenden Fußprofilbegrenzung außerhalb des Fußprofilumrisses liegt. Die beiden Schaufelteile sind infolgedessen in Nuten, die sie in achsialer Richtung ganz ausfüllen sollen, nicht eindrehbar.

Um das Einsetzen auch der Gleichdruckschaufeln in unterschnittene Nuten vornehmen zu können, ohne den Schaufelträger durch Anfräsungen oder Anbohrungen zu schwächen, werden nach der Erfindung die Abgrenzungsflächen zwischen dem Schaufelfuß und dem verbleibenden Abstandsstück gemäß Abb. 4, die dasselbe dampfberührte Schaufelprofil wie Abb. 2 wiedergibt, so gelegt, daß — im Grundriß (Abb. 4) gesehen — mindestens die in den Schnittpunkten χ und s der Fußprofilbegrenzungen p und m mit der Projektion einer der Nutstirnfläche e_x auf der Nutwandung errichteten, den Fußprofilquerschnitt / durchquerenden go Normalen 2 die Projektion der ihr nicht entsprechenden Stirnfläche V₂ der gegenüberliegenden Nutwandung entweder in demselben Punkt y wie die gegenüberliegende Fußprofilbegrenzung m oder in einem außerhalb des Fußprofilumrisses f liegenden Punkt ο schneidet. Kann diese Vorschrift für alle Nutstirnflächen erfüllt werden, so ist der betreffende Schaufelteil ohne weiteres eindrehbar und füllt die Nuten in achsialer Richtung völlig aus. Dies gilt in Abb. 4 nur für das Zwischenstück g·, da die Normalen 3, 4, 7 und 8 obige Vorschrift erfüllen.

Für den Schaufelfuß / gilt diese Vorschrift nur für die in den Schnittpunkten χ und ζ i_Og der Schaufelbegrenzungen p und m mit der Projektion e_± errichteten Normalem 2 und 7, von denen erstere die Projektion V₂ in demselben Punkt y wie die hintere Profilbegrenzung« und letztere die Projektion V₂ in dem n₀ außerhalb dieser Begrenzung liegenden Punkt 0 schneidet. Bei den Schnittpunkten der Profilbegrenzungen mit den beiden übrigen Projektionen V₁ und e₂ ist die obige Vorschrift nicht erfüllt. Deshalb ist die achsiale ng Schaufelbreite um so viel schmaler als die Nut ausgeführt, daß an den Stirnflächen Zz₁ und e₂ die zum Eindrehen erforderlichen achsialen Zwischenräume entstehen. Das achsiale Anliegen der Schaufelfüße an den Nuteirwandungen ist auf die Nutstirnflächen Jg₁ und V₂ beschränkt und dadurch ihr achsiales

Festhalten gewahrt. Die Verbreiterung η wird hinreichend groß ausgeführt, um die Eindrehbarkeit der Schaufel nicht zu beeinträchtigen.

Schließlich kann noch ein Ansatz ;- vorgesehen werden, der nach einem Bogen t begrenzt ist und zwischen den Nutenrändern ^₁ und s„ gehalten wird. Er kann auch als Führung beim Eindrehen der Schaufel dienen.

Auf die beschriebene Weise kann für jede an sich nicht eindrehbar gestaltete Schaufel eine Fußform gefunden werden, die das Eindrehen ohne örtliche Nuterweiterung ermöglicht.

Claims

Patentansprüche:

i. Befestigung von mit verstärkten Füßen versehenen Gleichdruckschaufeln für Dampf- und Gasturbinen in hinterdrehten Nuten, in die der Schaufelfuß und das Abstandsstück radial eingeführt und hierauf in die endgültige Lage gedreht werden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß infolge der Ausbildung der diese beiden Schaufelteile gegeneinander abgrenzenden Flächen (m und p) — im Grundriß gesehen — mindestens die in den Schnittpunkten {x und s) der Fußquerschnittbegrenzungen (p und m) mit der Projektion einer der Nutstirnflächen (^₁) auf der Nutwandung errichteten, den Fußquerschnitt (f) durchquerenden Senkrechten (2 und 7) die Projektion der ihr nicht entsprechenden Stirnfläche (v„) der gegenüberliegenden Nutwandung entweder in demselben Punkt (y) wie die gegenüberliegende Fußquerschnittbegrenzung (m) oder in einem außerhalb des Fußquerschnittumrisses (/) liegenden Punkt (p) schneidet.
2. Schaufelbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Nut einzuführenden Schaufelteile nur an denjenigen sie in achsialer Richtung festhaltenden Teilen der Nutwandung, für welche die angegebene Vorschrift erfüllt werden kann (e₁ und v.,), anliegt, während diese Schaufelteile gegenüber den übrigen Stirnflächen der Nut (V₁ und e„) im eingedrehten Zustand so viel (ti) schmaler als die Nut gehalten werden, daß die Eindrehbarkeit der Schaufel nicht behindert wird.
3. Schaufelbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelfuß mit einem eindrehbaren Ansatz versehen ist, der kreisbögen- oder kreisförmig begrenzt ist und beim Eindrehen der Schaufel als Führung dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.