DE60214255T2 - Schlussstück - Google Patents

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DE60214255T2
DE60214255T2 DE60214255T DE60214255T DE60214255T2 DE 60214255 T2 DE60214255 T2 DE 60214255T2 DE 60214255 T DE60214255 T DE 60214255T DE 60214255 T DE60214255 T DE 60214255T DE 60214255 T2 DE60214255 T2 DE 60214255T2
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DE
Germany
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locking device
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rotor
securing means
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Alan Leslie Selby
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Rolls Royce PLC
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/32Locking, e.g. by final locking blades or keys
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3023Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses
    • F01D5/303Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot
    • F01D5/3038Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot the slot having inwardly directed abutment faces on both sides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3053Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers by means of pins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/30Retaining components in desired mutual position
    • F05B2260/301Retaining bolts or nuts
    • F05B2260/3011Retaining bolts or nuts of the frangible or shear type

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verriegelungsvorrichtungen. Insbesondere, aber nicht aus ausschließlich, bezieht sich die Erfindung auf Verriegelungsvorrichtungen zur Verriegelung der Kompressorlauf-schaufeln an den rotierenden Rotorscheiben, an denen die Schaufeln montiert sind.
  • Bei einigen Hochdruck-Axialströmungs-Kompressoren werden die Laufschaufeln in Umfangsnuten im Rand der Kompressorscheibe gehaltert. Um zu verhindern, dass sich die Schaufeln auf der Scheibe bewegen, ist eine Verriegelungsvor-richtung oder es sind mehrere Verriegelungsvorrichtungen in der Nut oder in den Nuten vorgesehen.
  • Die britische Patentschrift 2 156 908 A beschreibt eine Verriegelungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Diese Verriegelungsvorrichtung verhindert eine Umfangsbewegung der Schaufeln relativ zum Rotor. Die Verriegelungsvorrichtung ist eine zweiteilige Konstruktion, bestehend aus einem äußeren Körper mit einer mit Gewinde versehenen Zentralbohrung, in die ein Schraubstopfen eingreift.
  • Die Verriegelungsvorrichtung wird in eine Nut in dem Rotor eingesetzt, nachdem die Rotorschaufeln eingeschoben sind. Dann wird der Schraubstopfen derart bewegt, dass er vom Boden des Teils des Körpers derart vorsteht, dass er am Boden der Nut in dem Rotor eingreift. Nachdem der Stopfen mit dem Boden der Nut in Eingriff steht, sind die Laufschaufeln in ihrer Lage verriegelt.
  • Ein Problem besteht bei derartigen Verriegelungsvorrichtungen insofern, als die Temperaturen und Beanspruchungen, denen ein Gasturbinentriebwerk im Betrieb ausgesetzt ist, dazu führen können, dass sich die Verriegelungsvorrichtungen in der Nut festfressen. Bei der Wartung des Triebwerks ist es oft nötig, den Rotor zu zerlegen, und dies bedeutet, dass die festsitzenden Verriegelungseinrichtungen ausgebohrt werden müssen, was zu einer Beschädigung der Rotorscheibe führen kann.
  • Dieses Problem wird durch die Erfindung, nämlich durch eine Verriegelungsvor richtung gelöst, wie sie im Anspruch 1 gekennzeichnet ist.
  • Gemäß der Erfindung, betrifft diese eine Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung einer Schaufel in einer Rotorscheibe, wobei die Vorrichtung in einem gesicherten Zustand in der Ausnehmung festlegbar ist, um die Schaufel gegenüber der Rotorscheibe zu verriegeln, und die Vorrichtung eine Schwächungsstelle aufweist, wodurch eine auf die Verriegelungsvorrichtung ausgeübte Kraft die Vorrichtung an der Schwächungsstelle aufbrechen kann, um die Vorrichtung aus dem gesicherten Zustand freizugeben, sodass die Schaufel aus der Rotorscheibe entfernt werden kann.
  • Die Erfindung ist insbesondere geeignet, um im Betrieb eine Umfangsbewegung der Schaufel, das heißt einer Kompressorschaufel oder einer Turbinenschaufel bei einem Gasturbinentriebwerk, entlang einer Rotorscheibe zu verhindern, an der die Schaufeln montiert sind.
  • Die Verriegelungsvorrichtung kann einen Hauptteil und Sicherungsmittel aufweisen, um die Verriegelungsvorrichtung an der Rotorscheibe festzulegen, wobei sich die Schwächungsstelle über einen Bereich wenigstens des Hauptteiles oder der Sicherungsmittel erstreckt.
  • Vorzugsweise umfassen die wenigstens einen Sicherungsmittel und der Hauptteil erste und zweite Abschnitte, wobei die Schwächungsstelle sich zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt des Hauptteiles oder der Sicherungsmittel erstreckt. Die Kraft kann derart ausgeübt werden, dass eine relative Drehbewegung des ersten Abschnitts relativ zu dem zweiten Abschnitt bewirkt wird, damit der erste Abschnitt relativ zu dem zweiten Abschnitt an der Schwächungsstelle abscheren und von dort entfernt werden kann.
  • Der Hauptteil kann eine Bohrung definieren, die sich durch diesen Teil hindurch erstreckt, und die Sicherungsmittel können ein langestrecktes Glied aufweisen, das sich durch die Bohrung erstreckt, um an der Rotorscheibe anzugreifen und dadurch die Verriegelungsvorrichtung gegen die Rotorscheibe zu blockieren.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel umfasst der Hauptteil die ersten und zweiten Abschnitte und die Schwächungsstelle. Die Sicherungsmittel können an dem Hauptteil am ersten Abschnitt befestigbar sein. Das langestreckte Glied kann sich durch den Bereich der Bohrung durch den zweiten Abschnitt erstrecken, um an der Rotorscheibe anzugreifen. Die Schwächungsstelle kann sich wenigstens teilweise über den Hauptteil erstrecken, und vorzugsweise erstreckt sie sich im Wesentlichen voll um diesen herum. Die Schwächungsstelle kann eine Grenze zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt bilden und kann aus einer Nut oder einer konkaven Stelle bestehen.
  • Stattdessen oder zusätzlich kann wenigstens ein Teil der Bohrung durch den Bereich des zweiten Abschnitts benachbart zu dem ersten Abschnitt breiter sein als die Bohrung, die sich durch den ersten Abschnitt erstreckt, um einen Schwächungsbereich an der Verbindung zwischen ersten und zweiten Abschnitt zu schaffen. Vorzugsweise erstreckt sich der breitere Teil der Bohrung von dem ersten Abschnitt nach dem benachbarten Ende der Bohrung im zweiten Abschnitt.
  • Zweckmäßigerweise sind die Sicherungsmittel allgemein zylindrisch in ihrer Form und sie können aus einem Bolzen oder einer Schraube, vorzugsweise einer Madenschraube, bestehen.
  • Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel umfassen die Sicherungsmittel die ersten und zweiten Abschnitte und die Schwächungsstelle. Der erste Abschnitt kann das langestreckte Glied umfassen, das sich durch den zweiten Abschnitt hindurch erstrecken kann. Der zweite Abschnitt greift vorzugsweise an dem Hauptteil an. Der zweite Abschnitt und der Hauptteil können mit Gewinde versehen sein, die miteinander in Eingriff stehen, vorzugsweise ist das Gewinde des Hauptteiles ein Innengewinde innerhalb der Bohrung.
  • Der Bereich der Schwächungsstelle kann sich wenigstens teilweise über die Sicherungsmittel erstrecken und vorzugsweise im wesentlichen vollständig um diese herum.
  • Der erste Abschnitt kann von einen Ausschnitt in der Schaufel aufgenommen werden, beispielsweise im Schaufelfuß-Deckband einer benachbarten Rotorschaufel. Der erste Abschnitt ist vorzugsweise so gestaltet und/oder bemessen, dass der erste Abschnitt relativ zur Laufschaufel gedreht werden kann. Zweckmäßigerweise hat der erste Abschnitt einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt oder er kann auch irgendeine andere geeignete Form besitzen, beispielsweise kann er dreieckig oder sechseckig sein, damit eine ein Drehmoment ausübende Vorrichtung, beispielsweise ein Schraubenschlüssel angesetzt werden kann, um den ersten Abschnitt relativ zu dem zweiten Abschnitt zu verdrehen.
  • Der Hauptteil kann so gestaltet sein, dass er von der Ausnehmung aufgenommen wird, die als Nut ausgebildet sein kann, und sich in Umfangsrichtung über die Rotorscheibe erstreckt. Die Rotorscheibe kann einen Flansch aufweisen, der sich teilweise im Abstand von der Basis der Ausnehmung über diese erstreckt, und der zweite Abschnitt des Hauptteiles greift an dem Flansch an, wenn die Vorrichtung in der Ausnehmung angeordnet ist, und die Festlegemittel betätigt werden um die Vorrichtung an der Rotorscheibe zu Verriegeln.
  • Vorzugsweise werden komplementäre Gewinde in dem Abschnitt der Bohrung die sich durch den Hauptteil erstreckt und an dem entsprechend Teil der Sicherungsmittel angebracht. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel befinden sich die Gewindeabschnitte von Bohrung und Sicherungsmitteln in Bereichen, die im Betrieb radial außerhalb angeordnet sind.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung betrifft diese einen Rotoraufbau für ein Gasturbinentriebwerk, und der Rotoraufbau umfasst mehrere Rotorlaufschaufeln, die an einer Rotorscheibe montiert sind, und wenigstens eine Verriegelungsvorrichtung wie oben beschrieben, die in eine Nut in der Rotorscheibe eingreift, wobei jede Rotorlaufschaufel die benachbart zu der oder jeder Verriegelungsvorrichtung angeordnet ist, eine Vertiefung aufweist, um einen Teil des ersten Abschnitts des Hauptteiles darin aufzunehmen, und der Abschnitt ist derart ausgebildet und/oder bemessen, dass der erste Abschnitt relativ zu dem zweiten Abschnitt verdrehbar ist. Der Abschnitt der benachbarten Schaufeln können zusammen eine Zugriffsöffnung für die Verriegelungsvorrichtung bilden. Zweckmäßigerweise ist die durch zwei benachbarte Schaufeln definierte Öffnung im wesentlichen kreisförmig. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Abschnitt in jeder der benachbarten Schaufeln im wesentlichen halbkreisförmig gestaltet.
  • Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 ist eine Schnittansicht der oberen Hälfte eines Gasturbinentriebwerkes;
  • 2 ist eine schematische perspektivische auseinandergezogene Ansicht eines Teils des Rotors eines Hochdruckkompressors;
  • 3 ist ein Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Verriegelungsvorrichtung;
  • 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Abwandlung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3; und
  • 5 ist ein Vertikalschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verriegelungsvorrichtung.
  • 1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 10, das in Strömungsrichtung hinter-einander die folgenden Teile aufweist: einen Lufteinlass 11, einen Schubfan 12, einen Zwischendruckkompressor 13, einen Hochdruckkompressor 14, eine Verbrennungseinrichtung 15, eine Turbinenanordnung mit einer Hochdruckturbine 16, einer Zwischendruckturbine 17 und einer Niederdruckturbine 18 sowie eine Abgasdüse 19.
  • Das Gasturbinentriebwerk 10 arbeitet in üblicher Weise, wobei die in den Einlass 11 eintretende Luft durch den Fan 12 beschleunigt wird, was zwei Luftströmungen erzeugt: eine erste Luftströmung in den Zwischendruckkompressor 13 hinein und eine zweite Luftströmung, die den Antriebsschub liefert. Der Zwischendruckkompressor komprimiert die einströmende Luft, bevor diese an den Hochdruckkompressor 14 abgegeben wird, wo eine weitere Kompression stattfindet.
  • Die komprimierte, vom Hochdruckkompressor 14 abgegebene Luft wird in die Verbrennungseinrichtung 15 geleitet, wo sie mit Brennstoff vermischt und wo das Gemisch verbrannt wird. Die resultierenden heißen Verbrennungsprodukte expandieren dann über die Hochdruckturbine 16, die Zwischendruckturbine 17 und die Niederdruckturbine 18, bevor sie durch die Düse 19 ausgestoßen werden, um dadurch einen zusätzlichen Antriebsschub zu liefern. Die Hochdruckturbine 16, die Zwischendruckturbine 17 und die Niederdruckturbine 18 treiben den Hochdruckkompressor 14, den Zwischendruckkompressor 13 und den Fan 12 über geeignete Verbindungswellen an.
  • In 2 ist ein Teil des Hochdruckkompressors 14 dargestellt, der eine Rotorscheibe 20 aufweist, auf der mehrere Kompressorlaufschaufeln 22 montiert sind. Die Rotorscheibe 20 definiert eine ringsumlaufende Nut 24 mit gegenüberliegenden Flanschen 26 und 28, um die Schaufeln 22 auf der Rotorscheibe 20 zu halten.
  • Jede der Schaufeln 22 weist einen stromlinienförmigen Arbeitabschnitt 30, einen Schaufelfuss 32 und ein Schaufelfussdeckband 34 zwischen dem Schaufelfuss 32 und dem Arbeitsabschnitt 30 auf.
  • Um zu verhindern, dass sich die Kompressorschaufeln 22 in Umfangsrichtung in der Nut 24 bewegen, sind Verriegelungsvorrichtungen 36 vorgesehen. Im typischen Fall sind zwei oder mehrere Verriegelungseinrichtungen 36 in bestimmten Abständen in der Nut angeordnet. Ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verriegelungsvorrichtung 36 ist im einzelnen in 3 dargestellt. Diese Verriegelungsvorrichtung weist einen Hauptteil 37 mit ersten und zweiten Abschnitten 38, 40 auf, die eine Durchgangsbohrung 42 definieren.
  • Der erste Abschnitt 38 hat eine zylindrische Form und der zweite Abschnitt 40 ist so gestaltet, dass er in der Nut 24 aufgenommen wird und an den Flanschen 26, 28 angreift. Der zweite Abschnitt 40 weist gegenüberliegende, nach außen gerichtete Schultern 44 auf, die in einer abgeschrägten Oberfläche 46 enden. Die Schultern 44 liegen innerhalb der allgemeinen kreisförmigen Öffnung, die durch die aufeinander ausgerichteten Ausschnitte der Schaufelfussdeckbänder 34 benachbarter Schaufeln 22 definiert sind, wie dies weiter unten erläutert wird. Der zweite Abschnitt 40 besitzt eine zylindrische Oberfläche, die einen kreisförmigen Abschnitt 47 definiert, der sich von der abgeschrägten Oberfläche 46 erstreckt. Eine weitere abgeschrägte Oberfläche 49 erstreckt sich von jedem Kreisabschnitt 47 nach außen und entspricht der Form der inneren Oberfläche der Nut 24. Der zweite Abschnitt 40 legt die Verriegelungsvorrichtung 36 in der Nut 24 fest, indem dieser Abschnitt 40 an den abgeschrägten inneren Oberflächen der Nut 24 angreift.
  • Die Bohrung 42 besitzt eine radial äußeren Endbereich 48, der sich durch den ersten Abschnitt 38 erstreckt und mit einem Innengewinde 50 versehen ist. Ein Sicherungsglied in Gestalt eines Bolzens oder einer Madenschraube 52 besitzt ein komplementäres Außengewinde 54 an seinem radial äußeren Endbereich 56, sodass die Madenschraube 52 in die Bohrung 42 eingeschraubt werden kann. Das radial äußere Ende der Madenschraube 52 ist mit einer Schlüsselausnehmung 53 versehen, damit ein entsprechender Schraubenschlüssel eingreifen kann, beispielsweise ein Sechskant oder ein Schraubenzieher (nicht dargestellt).
  • Das radial innere Ende der Bohrung 42 hat eine Schulterbohrung um einen Bereich 58 mit vergrößertem Durchmesser zu schaffen, der sich durch den zweiten Abschnitt 38 hindurch erstreckt. Der radial innere Schenkelbereich 60 der Madenschraube 52 hat keine Gewindegänge und einen geringeren Durchmesser als der Bereich 58, sodass ein Ringspalt 62 zwischen dem Schenkel 60 und der Wandung der Schulterbohrung 58 der Bohrung 42 gebildet wird. Dieser Ringspalt 62 ist so groß, dass der zweite Abschnitt 40 des Hauptteiles von dem ersten Teil 38 ohne Behinderung abfallen kann, wenn ein Bruch zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt 38 und 40 auftritt, wie dies später beschrieben wird.
  • Eine ringförmige Konkavität 64 ist um das radial innere Ende des ersten Abschnitts 38 benachbart zu dem zweiten Abschnitt 40 angeordnet. Die Konkavität 64 bildet zusammen mit der Schulterbohrung 58 einen ringförmigen geschwächten oder aufbrechbaren Bereich 66, der sich um die Bohrung 42 herum zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 38, 40 erstreckt.
  • Nunmehr wird wiederum auf 2 Bezug genommen. Der Kompressor 14 wird in der normalen Weise derart zusammengebaut, dass zwei Verriegelungsvorrichtungen 36 in einem vorbestimmten Abstand angeordnet werden, sodass die Verriegelungsvorrichtungen 36 allgemein auf der Scheibe 20 gegenüberliegend angeordnet sind, aber nicht im wesentlichen unter einem Winkel von 180° zueinander. Die Schaufeln 22 werden in die Nut 24 in bekannter Weise eingesetzt. Die Schaufeln 22 sind benachbart und auf einer gegenüberliegenden Seite jeder Verriegelungsvorrichtung 36 mit Schaufelfussdeckbändern 32 versehen, in denen Ausschnitte 68 angebracht sind. Die beiden Ausschnitte 68 bilden zusammen eine kreisförmige Öffnung, in der der erste Abschnitt 38 der Verriegelungsvorrichtung 36 aufgenommen wird, sodass diese Verriegelungsvorrichtung zum Einsatz eines entsprechenden Schlüssels zugänglich wird.
  • In 3 ist die Verriegelungsvorrichtung 36 in die Nut 24 der Scheibe 20 eingesetzt. Die Nut 24 weist geformte Seitenwände 25 auf, die zum Teil der nach außen gerichteten Oberfläche 49 des zweiten Abschnitts 40 der Verriegelungsvorrichtung 36 entsprechen und außerdem weist die Nut 24 eine radial innere Wand 27 auf, gegen die das radial innere Ende der Madenschraube 52 anstoßen kann.
  • Wenn alte Schaufeln 22 in die Nut 24 eingeschoben sind, werden die Madenschrauben 52 in den Gewindebereich 56 der jeweiligen Verriegelungsvorrichtung 36 eingeschraubt, und das innere Ende der Schraube stößt an der Innenwand 27 der Nut 24 an. Durch weiteres Anziehen der Madenschrauben 52 wird dann der Hauptteil 37 radial nach außen gezogen, bis jede abgeschrägte Wand 46 der Schultern 44 am zweiten Abschnitt 40 gegen die entsprechenden abgeschrägten inneren Wände 29 der Flansche 26, 28 angespannt ist. In dieser Lage greifen die nach außen verlaufenden Oberflächen 49 an den Innenwänden 25 der Nut 24 an. Der kreisförmige Abschnitt 47 liegt in einer kreisförmigen Öffnung in der Nut 24, um eine Bewegung der Schaufeln 22 in Umfangsrichtung über die Schaufel 20 zu verhindern.
  • Wenn es erforderlich ist den Kompressor 14 zu demontieren, müssen zuerst die Verriegelungsvorrichtungen 36 entfernt werden. Die Betriebsbedingungen während des Laufs des Kompressors verursachen häufig ein Festfressen der Madenschrauben 52 an der Innenwand der Bohrung 42 im Gewinde 50, 54, sodass die Schrauben nicht entfernt werden können. Wenn jedoch die Schraube 52 gedreht wird, dann wird der erste Abschnitt 38 relativ zu dem zweiten Abschnitt 40 an der Schwächungsstelle 66 abgeschert. Dies bewirkt, dass der zweite Abschnitt 40 von dem ersten Abschnitt 38 abbricht und in die Nut 24 fällt. Dann kann der erste Abschnitt 38 aus der Nut 24 der Scheibe 20 zusammen mit der Madenschraube 52 entnommen werden. Nachdem dies für sämtliche Verriegelungsvorrichtungen 36 in der Nut 24 wiederholt wurde, können die Schaufeln 22 entlang der Nut 24 verschoben und aus dieser entfernt werden.
  • 4 zeigt eine Abwandlung des in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiels, und dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich dadurch, dass der erste Abschnitt 38 eine Sechseckform hat. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, dass ein Schraubenschlüssel beispielsweise ein Steckschlüssel über den ersten Abschnitt gesteckt werden kann, worauf eine Drehung ausgeübt wird, um den ersten Abschnitt 38 vom zweiten Abschnitt 40 abzuscheren. Es ist klar, dass der erste Abschnitt 38 irgendeine entsprechende Gestaltung haben kann, damit ein entsprechender Steckschlüssel darüber passt und eine Kraft in Drehrichtung ausgeübt werden kann. Außerdem haben bei diesem Ausführungsbeispiel die Öffnungen, die durch die Ausschnitte 68 benachbarter Schaufeln 22 definiert sind, eine genügende Abmessung um die Hülse eines Steckschlüssels aufzunehmen, damit dieser über den ersten Abschnitt 38 passt.
  • Nunmehr wird auf 5 Bezug genommen. Hier ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Verriegelungsvorrichtung 136 dargestellt, die einen Hauptteil 140 aufweist, der eine Durchgangsbohrung 142 definiert, die ein Innengewinde 150 aufweist.
  • Der Hauptteil 140 hat eine ähnliche Form wie der zweite Abschnitt 40 des ersten Ausführungsbeispiels und er hat die gleiche Funktion, das heißt, er wird von der Nut 24 der rotierenden Scheibe 20 aufgenommen, um die Kompressorschaufeln 22 an ihrer Stelle zu halten.
  • Demgemäß hat der Hauptteil 140 zahlreiche gleiche Merkmale wie der zweite Abschnitt 40 des ersten Ausführungsbeispiels, und diese übereinstimmenden Merkmale wurden daher mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Befestigungsmittel in Form eines Bolzen 152 umfassen einen ersten Abschnitt mit einem Kopf 151, der eine Schlüsselausnehmung 153 zum Einsatz eines geeigneten Schraubenschlüssels aufweist, beispielsweise zum Einsatz eines Sechskantschlüssels oder Schraubenziehers. Der Bolzen 152 umfasst auch einen zweiten Abschnitt in Form eines Schaftes 155, der ein Außengewinde 154 trägt, dass in das Innengewinde 150 der Bohrung 142 eingreift. Der Schaft 155 definiert darin einen Hohlraum 156, und ein langestrecktes, vorspringendes Glied 160 erstreckt sich vom Kopf 151 durch den Hohlraum 156 im Schaft 155, um von dem offenen Ende des Schaftes 155 vorzustehen. Eine V-förmige Nut 159 erstreckt sich um den Bolzen 152 zwischen dem Kopf 151 und dem Schaft 155. Der Radius des Bolzens wird an der Stelle der Nut 159 reduziert, und es wird ein ringförmiger, geschwächter und aufbrechbarer Bereich 161 zwischen der Nut 159 und dem Hohlraum 156 gebildet.
  • Im Betrieb stößt das langestreckte Glied 160 gegen die radiale Innenwand 27 der Nut 24 in der Scheibe 20, um den Hauptteil 140 nach außen und gegen die Flansche 26, 28 der Nut 24 der Kompressorscheibe 20 zu drücken, und zwar in gleicher Weise wie die Schraube 52 bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Wie ersichtlich ist das langestreckte Glied 160 mit dem Kopf 151 des Bolzens 152 verbunden, nicht aber mit dem Schaft 155. Wenn demgemäß der Bolzen 152 sich in Hauptkörper 140 festfrisst, dann verursacht eine Torsionskraft, die auf den Kopf 151 ausgeübt wird, dass der Kopf 151 vom Schaft 155 an der Schwächungsstelle 161 abgeschert wird. Da das langestreckte Glied 160 mit dem Kopf 161 verbunden ist, wird das langestreckte Glied mit dem Kopf 151 entfernt, wodurch der Hauptteil 140 freigegeben wird. Wenn der Hauptteil 140 entnommen ist, können die Schaufeln 22 entfernt werden.
  • Es können zahlreiche Abwandlungen getroffen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise können abgewandelte Mittel zur Verriegelung der Verriegelungsvorrichtung an Ort und Stelle benutzt werden, und der Schwächungsbereich im Hauptteil kann auf unterschiedliche Weise und an verschiedenen Stellen ausgebildet werden.

Claims (21)

  1. Verriegelungsvorrichtung (36) zur Verriegelung einer Laufschaufel (22) in einer Ausnehmung (24) einer Scheibe (20), wobei die Vorrichtung (36) gesichert in der Ausnehmung (24) festlegbar ist, um die Laufschaufel (22) an der Scheibe (20) zu verriegeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Schwächungsbereich (66) aufweist, wodurch bei Anlegen einer Kraft auf die Verriegelungsvorrichtung (36) die Vorrichtung (36) an dem Schwächungsbereich (66) aufbricht, um die Vorrichtung (36) aus der gesicherten Stellung freizugeben, sodass die Laufschaufel (22) von der Scheibe (20) abgenommen werden kann.
  2. Verriegelungsvorrichtung (36) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (36) weiter einen Hauptteil (37) und Sicherungsmittel (52) aufweist, um die Verriegelungsvorrichtung (36) an der Scheibe (20) festzulegen, wobei sich der Schwächungsbereich (66) über den Hauptteil (37) oder die Sicherungsmittel (52) oder beide erstreckt.
  3. Verriegelungsvorrichtung (36) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsmittel (52) oder der Hauptteil (37) erste und zweite Abschnitte (38, 40) aufweisen und der Schwächungsbereich (66) sich zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt (38, 40) erstreckt, wobei eine Kraft aufgebracht werden kann, um eine relative Drehbewegung des ersten Abschnitts (38) relativ zu dem zweiten Abschnitt (40) zu bewirken, damit der erste Abschnitt (38) gegenüber dem zweiten Abschnitt (40) an der Schwächungsstelle (66) abgeschert und abgetrennt werden kann.
  4. Verriegelungsvorrichtung (36) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptteil (37) eine Durchgangsbohrung (42) definiert, und die Sicherungsmittel (52) ein langestrecktes Glied (60) aufweisen, das sich durch die Bohrung (42) erstreckt, um an der Scheibe (20) anzugreifen und dadurch den Hauptteil (37) gegen die Scheibe (20) zu sichern.
  5. Verriegelungsvorrichtung (36) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptteil (37) erste und zweite Abschnitte (38, 40) und der Schwächungsbereich (66) aufweist und die Sicherungsmittel (52) in Form des langestreckten Gliedes (60) ausgebildet und am Hauptteil (37) am ersten Abschnitt befestigbar sind, wobei das langestreckte Glied (60) sich durch den zweiten Abschnitt (40) hindurch erstreckt, um an der Scheibe (20) anzugreifen.
  6. Verriegelungsvorrichtung (36) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwächungsbereich (66) sich wenigstens teilweise um den ersten Abschnitt (38) herum erstreckt.
  7. Verriegelungsvorrichtung (36) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwächungsbereich (66) eine Grenze zwischen den ersten und zweiten Abschnitten (38, 40) bildet und aus einer Nut (64) besteht.
  8. Verriegelungsvorrichtung (36) nach den Ansprüchen 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil (58) der Bohrung (42) durch den Bereich des zweiten Abschnitts (40) benachbart zu dem ersten Abschnitt (38) breiter ist als der Teil der Bohrung (42), der sich durch den ersten Abschnitt (38) erstreckt.
  9. Verriegelungsvorrichtung (36) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der breitere Abschnitt (58) der Bohrung (42) sich von dem ersten Abschnitt (38) nach dem benachbarten Ende der Bohrung in dem zweiten Abschnitt (40) erstreckt.
  10. Verriegelungsvorrichtung (36) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (42) ein Innengewinde (50) an dem ersten Abschnitt (38) des Hauptteiles (37) aufweist, und dass die Sicherungsmittel (52) ein Außengewinde (54) an ihrem radial äußeren Bereich aufweisen.
  11. Verriegelungsvorrichtung (136) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherungsmittel (152) erste und zweite Abschnitte (151, 155) und den Schwächungsbereich (161) aufweisen, und dass der erste Abschnitt (151) das langestreckte Glied (160) aufweist, das sich durch den zweiten Abschnitt (155) hindurch erstreckt.
  12. Verriegelungsvorrichtung (136) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (155) der Sicherungsmittel (152) an den Hauptteil (140) angreifen kann, um die Sicherungsmittel (152) am Hauptteil (140) festzulegen.
  13. Verriegelungsvorrichtung (136) nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (142) ein Innengewinde (150) aufweist, und der zweite Abschnitt (155) der Sicherungsmittel (152) ein Außengewinde (154) besitzt.
  14. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (38) von einem Ausschnitt (68) in der Schaufel aufnehmbar ist, und der erste Abschnitt (38) so ausgebildet und/oder relativ zu dem Ausschnitt (68) so bemessen ist, dass der erste Abschnittt (38) relativ zu dem zweiten Abschnitt (40) verdrehbar ist.
  15. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (38) einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzt.
  16. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (38) so ausgebildet ist, dass er einen Drehmomentschlüssel aufnehmen kann, um den ersten Abschnitt (38) zu verdrehen, während der zweite Abschnitt (40) im wesentlichen fixiert bleibt.
  17. Rotoraufbau für ein Gasturbinentriebwerk mit mehreren Rotorlaufschaufeln (22), die an einer Rotorscheibe (20) montiert sind, und mit wenigstens einer Verriegelungsvorrichtung (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die in eine Nut (24) der Rotorscheibe (20) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rotorlaufschaufel (22), die benachbart zu der oder jeder Verriegelungsvorrichtung (36) angeordnet ist, einen Ausschnitt (68) definiert, um einen Teil des ersten Abschnitts (33) des Hauptteiles (37) darin aufzunehmen, wobei der Ausschnitt (68) so ausgebildet und/oder bemessen ist, dass der erste Abschnitt (38) relativ zu dem zweiten Abschnitt (40) verdreht werden kann.
  18. Rotoraufbau nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschnitte (68) benachbarter Schaufeln (22) eine Zugriffsöffnung für die Verriegelungsvorrichtung definieren.
  19. Rotoraufbau nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die durch zwei benachbarte Laufschaufeln (22) definierte Öffnung im wesentlichen kreisförmig ist.
  20. Rotoraufbau für ein Gasturbinentriebwerk mit mehreren Rotorschaufeln (22), die in ihrer Lage auf einer Rotorscheibe (20) durch eine oder mehrere Verriegelungsvorrichtung (36) gehalten werden, gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16.
  21. Gasturbinentriebwerk mit einem Rotoraufbau nach einem der Ansprüche 17 bis 20.
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