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Die
Erfindung betrifft die Kühlung
von Turbinenlaufschaufeln und Laufschaufeln von Turbinentriebwerken
mit Einblasung von Kühlluft
auf eine rotierende Turbinenscheibenanordnung und insbesondere eine
Halterung einer Scheibenseitenplatte an der Seite einer Scheibe
der Scheibenanordnung.
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In
Gasturbinentriebwerken wird Brennstoff in einer Verbrennungskammer
verbrannt, um heiße Verbrennungsgase
zu erzeugen. Die Gase expandieren in einer Turbinengruppe, wodurch
ein Gasstrom über
Reihen einander abwechselnder stationärer Leitschaufeln und Turbinenlaufschaufeln
erzeugt wird, um nutzbare Energie zu erzeugen. Die Temperaturen
des Gasstroms an den Anfangsreihen der Leitschaufeln und Laufschaufeln übersteigen
gewöhnlich
2000° Fahrenheit.
Die gegen eine Beschädigung
durch den heißen
Gasstrom empfindlichen Leit- und Laufschaufeln sind durch Luft gekühlt, die stromaufwärts in dem
Triebwerk unter Druck gesetzt und zu den Turbinenkomponenten strömen gelassen wird.
Bei einer Technik zur Kühlung
rotierender Turbinenscheibenanordnungen, die an Rändern oder Kränzen der
Scheiben befestigte Schaufeln aufweisen, wird Kühlluft von ortsfesten Hohlräumen in
dem Triebwerk zu einer Scheibenanordnung eingeblasen, um in das
Innere der Turbinenlaufschaufeln geleitet zu werden. Eine Kühlluft-Einblasdüse ist eine
bekannte Vorrichtung, die verwendet wird, um Druckluft von einem
Kompressor des Triebwerks zu empfangen und die Kühlluft durch in Umfangsrichtung
voneinander beabstandete Kanäle
einzu blasen, die dieser eine Wirbel- oder Drallbewegung verleihen
und einen eingeblasenen Strom der Kühlluft in einer tangentialen
Richtung zu der rotierenden Turbinenscheibenanordnung lenken. Bei
einer gewöhnlichen
Turbinenscheibenanordnung sind die Turbinenschaufeln an den Rändern oder
Kränzen
der Scheibe befestigt, während
eine Scheibenseitenplatte an einer vorderen oder hinteren Stirnfläche der
Scheibe angebracht ist, wodurch ein Kühlluftdurchgang zwischen der Platte
und der Scheibe gebildet ist. In Umfangsrichtung voneinander beabstandete
Leitschaufeln an der Scheibenseitenplatte, die sich von einer radial
inneren Position an der Scheibe zu dem radial äußeren Rand oder Kranz und Fuß der Laufschaufeln
erstrecken, können
dazu verwendet werden, einzelne Durchgänge zwischen der Platte und
der Scheibe zu bilden.
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Die
Platte wird ferner dazu verwendet, die Laufschaufeln in Schwalbenschwanzschlitzen
in dem Kranz der Scheibe zu halten und eine oder mehrere umlaufende
Dichtungen zu tragen. Um diese Funktionen zu erfüllen, ist die Scheibenseitenplatte
gewöhnlich
in Axialrichtung eingespannt und in Radialrichtung durch die Scheibe
in der Nähe
des Kranzes oder an dem Steg abgestützt, wo die Spannungsfelder
gewöhnlich
groß sind.
In dem Fall, wenn eine Scheibenseitenplatte innere und äußere umlaufende Dichtungen
trägt oder
wenn der äußere Abschnitt
der Scheibenseitenplatte eine größere radiale
Abstützung
erfordert, können
Mittel zur axialen Halterung und radialen Abstützung auch an einer unteren
radial inneren Position der Scheibe erforderlich sein. Eine herkömmlich verwendete
Scheibenseitenplattenhalterung ist eine Bajonettfassung, vgl. z.
B. EP-0 222 679. Eine Bajonettfassungskonstruktion benötigt einen
unterbrochenen Schnitt in einem Bajonettarm der Scheibe, so dass
die Scheibenseitenplatte und die Scheibe miteinander in Eingriff
kommen und für eine
axiale und radiale Halterung der Platte sorgen können. Diese Unterbrechungen
in dem Arm, insbesondere in der Scheibe, wo die Umfangsspannungs- und
Radialspannungsfelder hoch sind, führen zu 3D-Spannungsanstiegen,
die Lebensdauer begrenzende Bereiche sowohl an der Scheibe als auch
an der Scheibenseitenplatte zur Folge haben. Diese 3D-Merkmale sind geometrisch
kompliziert und sind somit auch schwierig zu analysieren und von
Natur aus. Selbst ohne diese Unterbrechungen weist jedoch der Scheibenbajonettarm
eine Ausrundung auf, die eine abrupte Änderung der Querschnittsdicke
bildet, die einen radialen 2D-Spannungsanstieg ergibt. Gewöhnlich ist
ferner eine variable radiale Falzbelastung in der Bajonetteinrichtung
enthalten, die die Analyse und Konstruktion komplizierter gestaltet.
Die gewöhnliche
Bajonetteinrichtung macht die Analyse und Konstruktion kompliziert,
während
die gewöhnliche
Ausgestaltung der Bajonettarmhalterung normalerweise einige die
Lebensdauer möglicherweise
begrenzende Stellen zur Folge hat. Zusätzlich zu den Lebensdauerbegrenzungsproblemen
ist die Bajonetteinrichtung gewöhnlich
schwer und kostspielig maschinell zu fertigen. Für eine maschinelle Herstellung
einer Bajonettarmtasche ist gewöhnlich
eine spezielle Werkzeugaustattung erforderlich, und diese lässt sich
nur schwer auf Risse prüfen.
Diese Eigenschaft stellt auch eine häufige Ursache für Teileausschuss
dar.
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Eine
weitere Scheibenseitenplattenhalterung mit geringem Radius, die
aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist eine Schraubenverbindung,
vgl. z. B.
EP 1 211 381 oder
US 5 472 313 , die eine zufriedenstellende
Teilebefestigung er gibt, jedoch eine schwere, sperrige Konfiguration
mit einer großen
Anzahl von Teilen zur Folge hat. Außerdem haben kleine Gasgeneratoren,
weil Schraubengrößen nicht
in dem Maße
kleiner werden wie Triebwerksgrößen, gewöhnlich nicht
den Platz für
eine Verbindung dieser Art.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung enthält
eine ringförmige
Scheibenseitenplatte eine ringförmige
Plattennabe und eine ringförmige Plattenwellenverlängerung,
die sich axial nach vorne von der Plattennabe erstreckt. Ein Plattensteg
ragt radial nach außen
von der Plattennabe vor, während ein
Plattenrand oder -kranz sich von dem Plattensteg aus radial nach
außen
erstreckt. In den beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung,
wie sie hier veranschaulicht sind, ist der Plattenrand oder -kranz von
dem Plattensteg nach hinten abgeschrägt oder abgekantet. Von dem
Plattenkranz ragen eine oder mehrere sich axial erstreckende ringförmige Dichtungsrippen
(in der hier veranschaulichten beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung sind zwei Dichtungsrippen vorgesehen) nach hinten
vor, um gegen eine Scheibe abzudichten, in die die Platte konstruktionsgemäß passend
eingreift. In einer radial inneren der Dichtungsrippen ist eine
Ringnut angeordnet, wobei ein Dichtungsring oder Dichtungsdraht in
der Ringnut angeordnet ist, um gegen die Scheibe abzudichten. Die
Seitenplatte enthält
ferner eine Rotationsverhinderungseinrichtung zur Verhinderung einer
Rotationsbewegung der Scheibenseitenplatte in Bezug auf die Scheibe.
Die Rotationsverhinderungseinrichtung enthält an der Plattenwellenverlängerung angeordnete
Elemente, die beispielsweise durch eine in Umfangsrichtung angeordnete
Reihe von sich radial erstreckenden, in Umfangsrichtung voneinander
beabstandeten Zungen dargestellt sind. Durch den Plattensteg der
Seitenplatte sind Kühlluftöffnungen
oder -löcher
vorgesehen, die in Axialrichtung durch den Plattensteg hindurch
verlaufen. Die Scheibenseitenplatte enthält ferner eine radial innerste
Innenzylinderfläche
der Plattenwellenverlängerung
sowie eine Außenzylinderfläche der
Plattenwellenverlängerung,
die radial außerhalb
der Innenzylinderfläche
im Abstand zu dieser angeordnet ist. Die ringförmige Scheibenseitenplatte
weist eine Aussparung auf, die sich axial nach hinten in die Plattennabe
erstreckt und eine radial äußere Falzverbindungskante aufweist.
Eine sich radial nach außen
erstreckende ringförmige
Rippe ist unmittelbar zwischen der Plattenwellenverlängerung
und der Aussparung angeordnet und nimmt einen Dichtungsdraht zwischen
der Plattenwellenverlängerung
und einer ringförmigen Scheibenwellenverlängerung
einer ringförmigen Laufscheibe
auf.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst eine Rotoranordnung mit der ringförmigen Laufscheibe,
die eine Scheibennabe aufweist, und der ringförmigen Scheibenwellenverlängerung,
die sich von der Scheibennabe aus axial nach vorne erstreckt. Von
der Scheibennabe erstreckt sich ein Scheibensteg radial nach außen, während sich
ein Scheibenkranz oder -rand von dem Scheibensteg radial nach außen erstreckt.
In dem Scheibenkranz sind mehrere Laufschaufeln montiert und erstrecken
sich radial nach außen
von diesen, wobei der Scheibenkranz eine nach vorne weisende Dichtungsfläche auf
dem Scheibenkranz aufweist. Die ringförmige Scheibenseitenplatte
ist an einer ringförmigen
nach vorne weisenden Seite der Scheibe montiert, und die Plattenwellenverlängerung
ist an der Scheibenwellenverlängerung
befestigt. Die Kühlluftlöcher, die
durch die Seitenplatte eingerichtet sind, füh ren zu ringförmigen radialen
Kanälen,
die zwischen der Scheibenseitenplatte und der Scheibe angeordnet
sind und die Kühlluft
zu Einlässen
befördern,
die zu den Laufschaufeln führen.
Optional können
(nicht veranschaulichte) Kühlplattenleitschaufeln
an der Scheibenseitenplatte verwendet werden. Die Kühlplattenleitschaufeln
erstrecken sich radial nach außen,
wodurch sie in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Wände der radialen
Kanäle
bilden. Eine Vorspanneinrichtung dient zur Vorspannung der Seitenplatte
unter Druck gegen Scheibendichtungen und der ringförmigen Dichtungsrippen
gegen die Dichtungsfläche
durch eine axiale Sicherung der Plattenwellenverlängerung an
der Scheibenwellenverlängerung.
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Eine
erste beispielhafte Vorspanneinrichtung enthält eine ringförmige Nut
in einer radial äußeren Oberfläche der
Scheibenwellenverlängerung,
wobei ein Ring in der Nut derart angeordnet ist, dass der Ring in
Axialrichtung mit der Nut und der Plattenwellenverlängerung
verbunden ist. Der Ring greift axial in eine nach hinten weisende
Fläche
der Nut und greift axial in eine nach vorne weisende Fläche der Plattenwellenverlängerung
ein. An der Platten- und der Scheibenwellenverlängerung ist eine beispielhafte
Rotationsverhinderungseinrichtung angeordnet und enthält mehrere
erste Zungen, die sich radial nach innen von der Plattenwellenverlängerung
aus erstrecken und in Umfangsrichtung um diese herum angeordnet
sind. In der hier veranschaulichten beispielhaften Ausführungsform
erstrecken sich die ersten Zungen radial nach innen von einem Führungsmittel,
das an einem vorderen Ende der Plattenwellenverlängerung angeordnet ist. Die
Rotationsverhinderungseinrichtung enthält ferner mehrere zweite Zungen,
die sich radial nach außen
von der Scheibenwellenverlängerung
aus erstrecken und in Umfangsrichtung um diese herum angeordnet
sind, wobei erste Zungenzwischenräume zwischen den ersten Zungen
und zweite Zungenzwischenräume
zwischen den zweiten Zungen vorgesehen sind. Die ersten und zweiten
Zungen sind in Umfangsrichtung derart einander abwechselnd angeordnet,
dass die ersten Zungen in den zweiten Zungenzwischenräumen angeordnet
sind, während
die zweiten Zungen in den ersten Zungenzwischenräumen angeordnet sind. Ein ringförmiges Bundelement
ist in Umfangsrichtung um die Plattenwellenverlängerung angeordnet und weist einen
radial nach innen vorragenden Flansch auf, der eine ringförmige Ecke
um den Ring bildet, der in der Nut angeordnet ist. Ein sich in Radialrichtung
nach außen
erstreckender ringförmiger
Flansch an einem hinteren Ende des ringförmigen Bundelementes ist in der
Aussparung angeordnet und bildet eine Falzverbindung gemeinsam mit
der radial äußeren Falzverbindungsecke.
In der beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ist das ringförmige
Bundringelement durch einen Dichtungsläufer gebildet, der eine oder
mehrere ringförmige
Dichtungsflächen
aufweist, die um den Dichtungsläufer
herum angeordnet sind.
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In
einer zweiten beispielhaften Rotoranordnung enthält die Vorspanneinrichtung
die mehreren ersten Zungen, die radial nach innen von der Plattenwellenverlängerung
ragen und in Umfangsrichtung um diese herum angeordnet sind, sowie
die mehreren zweiten Zungen, die sich radial nach außen von der
Scheibenwellenverlängerung
erstrecken und in Umfangsrichtung um diese herum angeordnet sind. Die
ersten Zungenzwischenräume
sind zwischen den ersten Zungen angeordnet, während die zweiten Zungenzwischenräume zwischen
den zweiten Zungen angeordnet sind. Die ersten und die zweiten Zun gen
sind in Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet und unter Druck
gegeneinander vorgespannt. Die Rotationsverhinderungseinrichtung
enthält
mehrere sich axial erstreckende dritte Zungen, wobei jede der dritten
Zungen in dem ersten und dem zweiten Zungenzwischenraum zwischen
einander benachbarten ersten Zungen und zwischen einander benachbarten zweiten
Zungen angeordnet ist. Die Rotationsverhinderungseinrichtung enthält ferner
das ringförmige Bundelement,
das um die Plattenwellenverlängerung herum
angeordnet ist, wobei die dritten Zungen radial nach innen von dem
Bundelement vorragen.
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Die
Erfindung ist nun in größeren Einzelheiten
zu Beispielszwecken mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in
denen zeigen:
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1 eine
ausschnittsweise axiale Querschnittsansicht unter Veranschaulichung
eines Teils der Turbinengruppe eines Gasturbinentriebwerks mit einer
beispielhaften Ausführungsform
einer Turbinenscheibenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 eine
vergrößerte axiale
Querschnittsansicht unter Veranschaulichung einer ersten beispielhaften
Ausführungsform
einer Einrichtung zur Vorspannung einer Scheibenseitenplatte gegen
eine Scheibe der Scheibenanordnung nach 1.
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3 eine
radiale Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Linie 3-3 in 2.
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4 eine
vergrößerte axiale
Querschnittsansicht unter Veranschaulichung einer zweiten beispielhaften
Ausführungsform
einer Einrichtung zur Vorspannung einer Scheibenseitenplatte gegen
eine Scheibe der Scheibenanordnung nach 1.
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5 eine
Querschnittsdarstellung der zweiten beispielhaften Ausführungsform
einer Einrichtung zur Vorspannung einer Scheibenseitenplatte gegen eine
Scheibe der Scheibenanordnung nach 4 in einer
Explosionsansicht.
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6 eine
Perspektivdarstellung von Zungen, die verwendet werden, um die Scheibenseitenplatte
gegen eine Scheibe der Scheibenanordnung nach 4 vorzuspannen
und eine Verdrehung derselben zu verhindern, teilweise in Explosionsansicht.
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Ein
Abschnitt einer Turbinengruppe 10 eines Gasturbinentriebwerks
ist in 1 veranschaulicht und enthält eine Statoranordnung 12 sowie
eine Rotoranordnung 14, die um eine Mittellinie 15 des
Triebwerks herum angeordnet ist. Ein Strömungspfad 16 für die heißen Gase
ist stromabwärts
einer Verbrennungskammer 22 vorgesehen und durch die Statoranordnung 12,
einschließlich
einer ringförmigen äußeren Strömungspfadwand 17 sowie
einer ringförmigen inneren
Strömungspfadwand 19 festgelegt.
Der Strömungspfad 16 verläuft in Axialrichtung
zwischen Reihen von Statorleitschaufeln 18 und Reihen von
Rotorlaufschaufeln 20. In der Statoranordnung 12 ist
ein ringförmiger
Hohlraum 24 ausgebildet, und dieser dient zum Teil als
ein Speicher für
Turbinenkühl luft. Unmittelbar
stromabwärts
der Reihe Statorschaufeln 18 ist die Reihe Laufschaufeln 20 angeordnet,
die sich radial nach außen
von einer Stützlaufscheibe 26 erstrecken.
Die Rotorscheibe 26 weist eine Scheibennabe 50,
eine ringförmige
Scheibenwellenverlängerung 124,
die sich axial nach vorne von der Scheibennabe erstreckt, einen
Scheibensteg 52, der sich in Radialrichtung nach außen von
der Scheibennabe erstreckt, und einen Scheibenkranz oder -rand 56 auf,
der sich von dem Scheibensteg radial nach außen erstreckt. Die Laufschaufeln 20 sind
in dem Scheibenkranz 56 befestigt und erstrecken sich von diesem
radial nach außen.
Die Schaufeln 20 weisen hohle kühlbare Schaufelblätter 57 auf,
die sich radial nach außen
von jeweiligen Laufschaufelfüßen 21 erstrecken,
die in der tragenden Laufscheibe 26 befestigt sind. Die
Laufscheibe 26 enthält
mehrere Einlässe 28,
von denen jeder mit inneren Kanälen 23 der Füße 21 der
Schaufeln 20 in Strömungsverbindung steht.
Während
eines Triebwerkbetriebs strömt
Kühlluft
durch die Einlässe 28,
inneren Kanäle 23 zu
den hohlförmigen
kühlbaren
Schaufelblättern 27 der Schaufeln 20,
um die Schaufeln 20 zu kühlen. An einer ringförmigen nach
vorne weisenden Seite 134 der Scheibe 26 ist eine
ringförmige
Scheibenseitenplatte 30 derart montiert, dass sie gemeinsam
mit der Scheibe umläuft.
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Die
ringförmige
Scheibenseitenplatte 30 enthält eine ringförmige Plattennabe 90 und
eine ringförmige
Plattenwellenverlängerung 92,
die sich von der Plattennabe axial nach vorne streckt. Von der Plattennabe 90 streckt
sich ein Plattensteg 96 radial nach außen, während ein Plattenkranz oder
-rand 98 sich radial nach außen von dem Plattensteg erstreckt.
In den hier veranschaulichten beispielhaften Ausführungsformen
der Erfindung ist der Plattenkranz oder -rand 98 von dem
Plattensteg 96 nach hinten abgeschrägt. Durch den Plattensteg 96 der
Seitenplatte 30 sind Kühlluftöffnungen
(oder -löcher) 88 eingerichtet,
die sich in Axialrichtung durch den Plattensteg hindurch erstrecken.
Die Kühllufteinblasdüse 38 wird dazu
verwendet, Kühlluft
zu der Scheibe in einer tangentialen Richtung in Bezug auf die Umlaufrichtung der
Scheibe einzublasen. Mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete
Kanäle 46,
die unter einem tangentialen Winkel in Richtung auf die Umlaufrichtung
ausgerichtet sind, blasen Kühlluft
von dem Hohlraum 24 durch die Luftöffnungen 88 in dem Plattensteg 96 der
Seitenplatte 30 in den ringförmigen und radial verlaufenden
Kanal 34 hinein. Eine oder mehrere ringförmige Dichtungsrippen 100 (von denen
in der hier veranschaulichten beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung zwei Dichtungsrippen 100 vorhanden sind)
erstrecken sich von dem Plattenkranz 98 nach hinten. Die
Dichtungsrippen 100 sind derart konstruiert, um gegen die
Scheibe 26 abzudichten, zu der die Platte 30 passend
gestaltet ist. In einer radial inneren Dichtungsrippe 100 ist
eine ringförmige
Nut 101 angeordnet, und ein Dichtungsring oder Dichtungsdraht 102 ist
in der Ringnut angeordnet, um gegen die Scheibe 26 abzudichten.
Die ringförmigen
Dichtungsrippen 100 dichten gegen eine nach vorne weisende
Dichtungsfläche 58 an dem
Scheibenkranz 56 ab, wobei die radial innere Dichtungsrippe
den Dichtungsdraht 102 dazwischen verwendet.
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Bezugnehmend
insbesondere auf 2 und 3 enthält die Seitenplatte 30 ferner
eine Rotationsverhinderungseinrichtung 110, die dazu dient, eine
Rotation der Scheibenseitenplatte 30 in Bezug auf die Scheibe 26 zu
verhindern. Die Rotationsverhinderungseinrichtung 110 enthält Elemente,
die an der Plattenwellenverlängerung 92 angeordnet
sind und beispielsweise durch eine in Umfangsrichtung angeordnete
Reihe sich radial erstreckender in Umfangsrichtung voneinander beabstandeter
Zungen 112 dargestellt sind. Die Scheibenseitenplatte 30 enthält ferner
eine radial innerste Innenzylinderfläche 104 der Plattenwellenverlängerung 92 und
eine Außenzylinderfläche 106 der
Plattenwellenverlängerung,
die radial außen
und im Abstand von der Innenzylinderfläche angeordnet ist. An einem
vorderen Ende 95 der Plattenwellenverlängerung 92 ist ein Führungsmittel 94 angeordnet.
Die ringförmige Scheibenseitenplatte 30 weist
eine Aussparung 114 auf, die sich axial nach hinten in
die Plattennabe 90 hinein erstreckt und eine radial äußere Falzverbindungsecke 116 mit
einer Ausrundung 117 zur Spannungsentlastung aufweist.
Eine sich in Radialrichtung nach außen erstreckende ringförmige Rippe 120 ist
unmittelbar zwischen der Plattenwellenverlängerung 92 und der
Aussparung 114 angeordnet.
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In
den hier veranschaulichten beispielhaften Ausführungsformen weist die Plattenwellenverlängerung 92 eine
axiale Ausdehnungslänge
L, gemessen von der Plattennabe 90 zu dem Führungsmittel 94, und
einen Ausdehnungsradius R auf, gemessen von der Triebwerksmittellinie 15 zu
einer Mittellinie 97 in etwa bei der Hälfte der Wellenwanddicke T
der Plattenwellenverlängerung 92 zwischen
der Innen- und der Außenzylinderfläche 104 bzw. 106.
Um die radiale Größe der Seitenplatte 30 abzuschwächen oder herabzusetzen,
sollte die axiale Ausdehnungslänge L
ungefähr
wenigstens gleich dem 1,25-fachen der Quadratwurzel des Produktes
aus dem Ausdehnungsradius R und der Wellenwanddicke T sein.
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In 2 und 3 ist
eine erste beispielhafte Rotoranordnung 14 veranschaulicht,
in der eine erste beispielhafte Vorspanneinrichtung 140 eine Ringnut 142 in
einer radial äußeren Fläche 144 der Scheibenwellenverlängerung 129 sowie
einen geteilten Ring 145 enthält, der in der Nut derart angeordnet ist,
dass der Ring in Axialrichtung in die Nut und in die Plattenwellenverlängerung 92 eingreift.
Der Ring 145 steht in Axialrichtung mit einer nach hinten
weisenden Fläche 147 der
Nut 142 in Verbindung und greift in Axialrichtung in eine
nach vorne weisende Fläche 149 der
Plattenwellenverlängerung 92 ein.
Wenn die Rotoranordnung 14 zusammengebaut ist, ist die
Plattennabe 90 unter Druck gegen die ringförmige Scheibenseitenplatte 30 platziert,
und die Vorspanneinrichtung 140 hält die Anordnung in einem zusammengepressten
Zustand. Die Plattenwellenverlängerung 92 drückt über den
Ring 145 gegen die Scheibenwellenverlängerung 124 oder wird
gegen diese gedrückt, während die
ringförmigen
Dichtungsrippen 100. gegen die nach vorne weisende Dichtungsfläche 58 an dem
Scheibenkranz 56 gedrückt
sind und abdichten. An der Platten- und der Scheibenwellenverlängerung 92, 124 ist
eine erste beispielhafte Rotationsverhinderungseinrichtung 110 angeordnet,
die mehrere erste Zungen 148 enthält, die sich radial nach innen von
der Plattenwellenverlängerung 92 erstrecken und
in Umfangsrichtung um diese herum angeordnet sind. In der hier veranschaulichten
beispielhaften Ausführungsform
erstrecken sich die ersten Zungen 148 radial innerhalb
des Führungsmittels 94.
Die Rotationsverhinderungseinrichtung 110 enthält ferner mehrere
zweite Zungen 150, die sich radial nach außen von
der Scheibenwellenverlängerung 124 erstrecken
und in Umfangsrichtung um diese herum angeordnet sind, und weist
erste Zungenzwischenräume 152 zwischen
den ersten Zungen sowie zweite Zungenzwischenräume 154 zwischen den
zweiten Zungen auf. Wie insbesondere in 3 erkennbar,
greifen die ersten und die zweiten Zungen 148, 150 in Umfangsrichtung
derart ineinander, dass die ersten Zungen in den zweiten Zungenzwischenräumen 154 angeordnet
sind, während
die zweiten Zungen in den ersten Zungenzwischenräumen 152 angeordnet sind,
wie dies in 3 veranschaulicht ist.
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Bezugnehmend
auf 2 ist ein ringförmiges Bund- oder Kragenelement 156 in
Umfangsrichtung um die Plattenwellenverlängerung 92 herum angeordnet
und weist einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch 158 an
einem vorderen Ende 157 des Bundelementes auf, der eine
ringförmige Ecke 159 über dem
in der Nut 142 angeordneten Ring 145 bildet. Ein
sich in Radialrichtung nach außen
erstreckender ringförmiger
Flansch 160 an einem hinteren Ende 162 des ringförmigen Bundelementes 156 ist
in der Aussparung 114 angeordnet und bildet eine Falzverbindung 166 mit
der radial äußeren Falzverbindungsecke 116.
Der radial nach innen verlaufende Flansch 158 enthält eine
Anzahl von vierten Zungen 188, die sich radial nach innen
von dem Bundelement 156 erstrecken und in Umfangsrichtung
um dieses herum angeordnet sind. Mehrere fünfte Zungen 190 verlaufen
radial nach außen
von der Scheibenwellenverlängerung 124 und
sind in Umfangsrichtung um diese herum axial vor den zweiten Zungen 150 angeordnet.
Zwischen den vierten Zungen sind vierte Zungenzwischenräume 192 angeordnet,
während
fünfte
Zungenzwischenräume 194 sich
zwischen den fünften
Zungen 190 befinden. Die vierten und fünften Zungen 188, 190 wechseln einander
in Umfangsrichtung ab, so dass die fünften Zungen in den vierten
Zungenzwischenräumen 192 und
die vierten Zungen in den fünften
Zungenzwischenräumen 194 angeordnet
sind, wie dies in 6 veranschaulicht ist. In der
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ist das ringförmige
Bundelement 156 durch einen Dichtungsläufer gebildet, der eine oder
mehrere ringförmige
Dichtungsflächen 168 aufweist,
die um den Dichtungsläufer
herum angeordnet sind und die mit ersten Bürstendichtungen 60 in
Eingriff stehen, die radial innerhalb einer ortsfesten Kühlluft-Einblasdüse 38 angeordnet
sind. Die Scheibenseitenplatte 30 weist einen ringförmigen Absatz 62 mit
einer ringförmigen
Dichtungsfläche 70 auf,
die mit zweiten Bürstendichtungen 72 in
Eingriff steht, die radial außerhalb
der Einblasdüse 38 angeordnet sind.
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Die
erste beispielhafte Rotoranordnung 14 wird montiert, indem
zuerst die ersten Zungen 148 an der Plattenwellenverlängerung 92 mit
den zugehörigen
zweiten Zungenzwischenräumen 154 zwischen den
zweiten Zungen 150 fluchtend ausgerichtet werden. Ein Montagewerkzeug
wird dazu verwendet, die axiale Montagepassung zu überwinden
und die Seitenplatte 30 in Axialrichtung gegen die Rotorscheibe 26 zu
pressen. Der geteilte Ring 145 wird anschließend in
der Nut 142 derart eingebaut, dass der Ring in Axialrichtung
mit der Nut und der Plattenwellenverlängerung 92 in Eingriff
kommt und die Plattennabe 90 unter Druck gegen die ringförmige Scheibenseitenplatte 30 verriegelt.
Dies ergibt auch eine axiale Halterung der Plattenwellenverlängerung 92 an
der Scheibenwellenverlängerung 124.
Das Bundelement 156 (der Dichtungsläufer) wird anschließend über die Plattenwellenverlängerung 92 derart
geschoben, dass der ringförmige
Flansch 160 an dem hinteren Ende 162 des ringförmigen Bundelementes 156 in der
Falzverbindungsecke 116 der Aussparung 114 angeordnet
ist, wodurch die Falzverbindung 166 gebildet ist. Eine
Drehverhinderung für
das Bundelement 156 wird durch die vierten und fünften Zungen 188, 190 geschaffen,
die in Umfangsrichtung derart ineinander greifen, dass die vierten
Zungen in den fünften
Zungenzwischenräumen 194 angeordnet sind.
Das Bundelement 156 ist in Axialrichtung durch ein Teil 196 in
einer Rotor- oder Wellenanordnung 198 einer höheren Stufe
aufgenommen.
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In
den 4, 5 und 6 ist eine
zweite beispielhafte Rotoranordnung 118 veranschaulicht,
bei der die Vorspanneinrichtung 140 die mehreren ersten
Zungen 148, die sich radial nach innen von der Plattenwellenverlängerung 92 erstrecken
und in Umfangsrichtung um diese herum angeordnet sind, und die mehreren
zweiten Zungen 150 enthält,
die sich radial nach außen
von der Scheibenwellenverlängerung 124 erstrecken
und in Umfangsrichtung um diese herum angeordnet sind, wobei die
ersten Zungen in die zweiten Zungen in einer Presspassung eingreifen,
die allgemein als Bajonettfassung bezeichnet wird. Die ersten Zungenzwischenräume 152 sind
zwischen den ersten Zungen angeordnet, während die zweiten Zungenzwischenräume 154 zwischen
den zweiten Zungen angeordnet sind. Die ersten und die zweiten Zungen 148, 150 sind
in Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet und unter Druck gegeneinander
gespannt. Die Drehverhinderungseinrichtung 110 enthält mehrere
sich in Axialrichtung erstreckende dritte Zungen 170, wobei
jede der dritten Zungen in dem ersten und dem zweiten Zungenzwischenraum 152, 154 zwischen
einander benachbarten ersten Zungen 148 bzw. zwischen einander
benachbarten zweiten Zungen 150 angeordnet ist. Die Drehverhinderungseinrichtung 110 enthält ferner
das ringförmige
Bundelement 156, das in Umfangsrichtung um die Plattenwellenverlängerung 92 angeordnet
ist, wobei die dritten Zungen sich radial innen in Bezug auf das
Bundelement erstrecken.
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Die
zweite beispielhafte Rotoranordnung 118 wird montiert,
indem zuerst die ersten Zungen 148 an der Plattenwellenverlängerung 92 mit
den zugehörigen
zweiten Zungenzwischenräumen 154 zwischen den
zweiten Zungen 150 fluchtend ausgerichtet werden. Ein Montagewerkzeug
wird dazu verwendet, die axiale Wechselwirkung bei der Montage zu überwinden
und die Seitenplatte 30 gegen die Rotorscheibe 26 zu
pressen, wobei die Seitenplatte, wenn sie gegen die Rotorscheibe 26 gedrückt ist,
anschließend gedreht
wird, um die ersten und die zweiten Zungen 148, 150 zueinander
auszurichten. Dies spannt die ersten und die zweiten Zungen unter
Druck gegeneinander, verriegelt die Plattennabe 90 unter
Druck gegen die ringförmige
Scheibenseitenplatte 30 und schafft eine axiale Halterung
der Plattenwellenverlängerung 92 an
der Scheibenwellenverlängerung 124. Das
Bundelement 156 (der Dichtungsläufer) wird anschließend über die
Plattenwellenverlängerung 92 derart
geschoben, dass der ringförmige
Flansch 160 an dem hinteren Ende 162 des ringförmigen Bundelementes 156 in
der Falzverbindungsecke 116 der Aussparung 114 angeordnet
ist, wodurch die Falzverbindung 166 gebildet ist, und jede
der dritten Zungen in dem ersten und dem zweiten Zungenzwischenraum 152, 154 zwischen
einander benachbarten ersten Zungen 148 und zwischen einander
benachbarten zweiten Zungen 150 angeordnet ist. Eine Verhinderung
der Drehbewegung des Bundelementes 156 wird dadurch erreicht,
dass jede der dritten Zungen in dem ersten und dem zweiten Zungenzwischenraum 152, 154 angeordnet
ist. Das Bundelement 156 ist durch ein Teil 196 in
einem Rotor 198 einer höheren
Stufe aufgenommen.