DE69728500T2 - Turbomaschinenrotor - Google Patents

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    • F01D5/282Selecting composite materials, e.g. blades with reinforcing filaments
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Gasturbinen-Rotoranordnungen im Allgemeinen und Rotoranordnungsscheiben im Speziellen.
  • Axial-Gasturbinenmaschinen weisen generell einen Bläser-, einen Verdichter-, einen Brennkammer- und einen Turbinen-Abschnitt auf, die entlang einer Axialmittellinie angeordnet sind, die manchmal als die "Rotationsachse" der Maschine bezeichnet wird. Der Bläser-, der Verdichter- und der Brennkammer-Abschnitt fügen der Luft (die auch als "Kerngas" bezeichnet wird), welche durch die Maschine strömt, Arbeit zu. Die Turbine entzieht der Kerngasströmung Arbeit, um den Bläser- und den Verdichter-Abschnitt anzutreiben. Der Bläser-, der Verdichter- und der Turbinen-Abschnitt weisen jeweils eine Reihe von Stator- und Rotoranordnungen auf. Die Statoranordnungen, die nicht rotieren (aber Leitschaufeln mit veränderbarer Blattstellung haben können), erhöhen die Effizienz der Maschine, indem sie die Kerngasströmung in die oder aus den Rotoranordnungen leiten.
  • Die Rotoranordnungen weisen typischerweise eine Mehrzahl von Laufschaufeln auf, die an dem Umfang einer Scheibe angebracht sind und von diesen nach außen ragen. Es ist bekannt, Rotorlaufschaufeln mit "Tannenbaum"-Laufschaufelwurzeln oder ähnlichen aufgenommen in komplementär geformten Ausnehmungen in der Scheibe, an der Scheibe zu befestigen. Ein Nachteil eines Befestigungsschemas des "Tannenbaum"-Typs ist, dass die Scheibe relativ groß bemessen sein muss, um die von den Laufschaufeln erzeugten Belastungen, welche auf die Scheibe wirken, aufzunehmen. Speziell muss die Scheibe zwischen benachbarten Ausnehmungen eine ausreichende Fläche haben, um die von den zusammenpassenden Wurzeln der Rotorlaufschaufeln auf die Ausnehmungen aufgebrachte Scherbelastung aufzunehmen. Ein anderes Verfahren zur Befestigung der Rotorlaufschaufeln ist in US-A- 4 098 559 beschrieben und beinhaltet die Verwendung eines Stifts zum Halten der Rotorlaufschaufeln an der Scheibe. Bei einer gestifteten Anwendung bildet die Laufschaufelwurzel einer jeden Laufschaufel einen Hals nach unten zu einem Ansatz, der eine Öffnung zum Aufnehmen eines Stifts hat. Der Ansatz ist zwischen Flanschen aufgenommen, die von der Scheibe nach außen ragen. Der Stift ragt durch die Scheibenflansche und den Laufschaufelansatz, um die Laufschaufel an der Scheibe zu befestigen. Die gesamte Belastung auf die Laufschaufel wird von dem Stift aufgenommen, der wiederum die Belastung auf die Scheibenflansche überträgt. Um unerwünschte Spannungsniveaus zu vermeiden, muss die Querschnittsfläche des Stifts substanziell sein, und die Scheibe muss ein adäquates Stegmaterial zwischen benachbarten Stiftöffnungen haben. Typischerweise wird das adäquate Stegmaterial erzielt, indem man die Stiftöffnungen radial nach außen bewegt. Der substanzielle Stiftdurchmesser und die radiale Position der Stiftöffnungen führen häufig zu einer Rotorscheibe mit einem größer als optimalen Gewicht und internen Strömungswegdurchmessser.
  • Benötigt wird deshalb eine Gasturbinen-Rotoranordnung mit minimalem Gewicht, eine, die eine Scheibe hat, die leicht Rotorlaufschaufellasten aufnehmen kann, und eine, die einen minimalen Durchmesser des inneren Strömungswegs hat.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Turbinen-Rotoranordnungsscheibe bereitgestellt, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der erste und der zweite Stummelzapfen spiralförmig zwischen Stegen angeordnet.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Rotoranordnungsscheibe vorgesehen ist, die einen minimalen internen Strömungswegdurchmesser hat. Die Anordnung aus Stummelzapfen und Steg der vorliegenden Erfindung geht mit Spannung in den Stegen auf eine effiziente Weise um. In der Folge ist weniger Stegmaterial erforderlich, und die Radialposition der Zapfen ist enger an der Axialmittellinie, als das unter Verwendung konventioneller Laufschaufelbefestigungssysteme möglich ist.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass eine leichte Rotoranordnungsscheibe bereitgestellt wird. Die Scheibe der vorliegenden Erfindung nutzt mechanisches Hebelverhältnis statt Materialmasse, um die Lastanforderungen zu erfüllen und umgeht so das Bedürfnis nach einer größeren, schwereren Rotoranordnungsscheibe.
  • Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Zapfen, welche die Laufschaufeln an der Scheibe halten, schräggestellt und/oder spiralförmig sein können, um die Laufschaufelbelastungen aufzunehmen. Das Ausrichten der Stummelzapfen mit der von der Laufschaufel übertragenen Belastung minimiert Spannung in den Stummelzapfen und den Stegen und erhöht so die Lastkapazität der Scheibe. Das Schrägstellen und/oder spiralförmige Anordnen der Zapfen erleichtert auch die Ausrichtung zwischen den Strömungsprofilen und den Laufschaufelwurzelwänden. Die Ausrichtung zwischen einem Strömungsprofil und einer Laufschaufelwurzelwand erlaubt, dass sich die Radialzuglinien des Strömungsprofils in die Laufschaufel fortsetzen und so Spannungen anderswo in dem Laufschaufelpaar minimieren. "Radialzuglinie" ist ein Technikbegriff, der verwendet wird, um sich durch ein Strömungsprofil erstreckende Kraftvektoren zu beschreiben. Im vorliegenden Fall kann die Anordnung aus Stummelzapfen und Steg der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Laufschaufelwurzelgeometrien aufnehmen, was wiederum eine größere Ausrichtung zwischen Laufschaufelwurzel und Strömungsprofil erlaubt.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun nur beispielhaft mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, für die gilt:
  • 1 ist eine schematische Ansicht eines Bläserabschnitts einer Gasturbinenmaschine.
  • 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Rotorlaufschaufelpaars, welches bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
  • 3 ist eine schematische Seitenansicht des in 2 gezeigten Rotorlaufschaufelpaars.
  • 4 ist eine schematische Ansicht radial nach innen des in 3 gezeigten Laufschaufelpaars.
  • 5 ist eine schematische Axialansicht des in 4 gezeigten Laufschaufelpaars.
  • 6 ist eine schematische Teilansicht eines Verbundmaterial-Rotorlaufschaufelpaars, die erste und zweite Fasern zeigt.
  • 7 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer die vorliegende Erfindung realisierende Rotorscheibe.
  • 8 ist eine schematische perspektivische Ansicht mit Blick radial nach innen in Richtung auf die Scheibe, die ein Paar von Stummelzapfen zeigt, die von dem entsprechenden Steg nach außen ragen, die mit einem Befestigungselement gekoppelt sind.
  • 9 ist eine schematisch Teilansicht einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die zum Teil weggebrochen gezeigt ist.
  • Es wird auf 1 Bezug genommen. Eine Axial-Turbinenmaschine 10 weist einen Bläserabschnitt 12 auf, der eine Mehrzahl von Einlassführungsleitschaufeln 16, eine erste Rotorstufe 18, eine erste Statorstufe 20, eine zweite Rotorstufe 22, eine zweite Statorstufe 24 und eine dritte Rotorstufe 26 aufweist, die entsprechend von vorne nach hinten angeordnet sind. Vorne ist als strömungsaufwärts von hinten definiert. Die Einlassführungsleitschaufeln 16 und die Statorstufen 20, 24 führen Luft in die oder aus den Rotorstufen 18, 22, 26. Die erste, zweite und dritte Rotorstufe 18, 22, 26 rotieren um die Axialmittellinie 28 der Maschine 10. Eine Spule 30, die von einer (nicht gezeigten) strömungsabwärtigen Turbine angetrieben ist, treibt die Bläserrotorstufen 18, 22, 26 an. Die erste Rotorstufe 18 weist eine Rotorscheibe 32 und eine Mehrzahl von Ro torlaufschaufelpaaren 34 auf, die um den Umfang der Scheibe 32 angeordnet sind.
  • I. Die Rotorlaufschaufeln
  • Es wird auf die 2 bis 6 Bezug genommen. Jedes Rotorlaufschaufelpaar 34 weist ein erstes Strömungsprofil 36, ein zweites Strömungsprofil 38, eine Plattform 40 und eine Wurzel 42 auf. Die Plattform 40 hat einen vorderen Rand 44, einen hinteren Rand 46, eine äußere radiale Oberfläche 48 und eine innere radiale Oberfläche 50. Strömungsprofile 36, 38 sind voneinander beabstandet und im wesentlichen parallel zueinander und ragen von der äußeren radialen Oberfläche 48 der Plattform 40 nach außen. Die Wurzel 42 eines jeden Laufschaufelpaars 34 weist eine erste 52 und eine zweite 54 Wurzelwand auf, die integral aneinander angebracht sind und von der inneren radialen Oberfläche 50 der Plattform 40 weg ragen. Der zwischen den Laufschaufelwurzelwänden 52, 54 gebildete Hohlraum 56 hat eine Querschnittsgeometrie ähnlich zu der der Rotorscheiben-Stummelzapfen 86, 98 (die nachfolgend detaillierter beschrieben werden).
  • Es wird auf die 4 und 5 Bezug genommen. Aus aerodynamischen Gründen sind die Strömungsprofile 36, 38 von der Axialmittellinie 28 um einen Winkel "α" schräg gestellt, der zwischen der Profilsehnenlinie der Strömungsprofile 36, 38 und der Axialmittellinie 28 ist. Außerdem verlaufen die Laufschaufelpaar-Strömungsprofile 36, 38 in einer Verbundweise spiralförmig zwischen der Basis 58 und der Spitze 60 und zwischen der Vorderkante 62 und der Hinterkante 64 eines jeden Strömungsprofils 36, 38. An der Basis 58 eines jeden Strömungsprofils 36, 38 verläuft das Strömungsprofil spiralförmig fast ausschließlich um eine Achse, welche sich zwischen der Vorderkante 62 und der Hinterkante 64 erstreckt. Die Komponente von Basis 58 zu Spitze 60 des Strömungsprofil-Spiralverlaufs nimmt mit Radialposition weg von der Basis 58 zu und ist deshalb an der Basis 58 weniger signifikant. Als Ergebnis des Spiralverlaufs schneiden die Strömungsprofile 36, 38 die Plattform 40 nicht entlang einer konstanten Ebene. Der Fachmann wird erkennen, dass Überlegungen ae rodynamischer, herstellungstechnischer und spannungsbezogener Art die exakte Kontur der meisten Rotorlaufschaufel-Strömungsprofile beeinflussen und dass die Strömungsprofilkontur geringe Anomalitäten haben kann, die von der Symmetrie des Strömungsprofils abweichen.
  • Eine jede Laufschaufelwurzelwand 52, 54 ist im wesentlichen mit einem der Strömungsprofile 36, 38 ausgerichtet und verläuft folglich spiralförmig in einer Weise gleich oder annähernd gleich der des Strömungsprofils 36, 38. Die Laufschaufelwurzelwände 52, 54 können, ähnlich wie die Strömungsprofile 36, 38, geringe Anomalitäten haben, die von der Symmetrie der Laufschaufelwurzelwände 52, 54 abweichen. Der in der 5 gezeigte Winkel "β" illustriert das Maß an Spiralverlauf in der Laufschaufelwurzel 42 zwischen dem vorderen Rand 66 und dem hinteren Rand 68 der Laufschaufelwurzel 42.
  • Es wird auf die 2 und 6 Bezug genommen. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Laufschaufelpaare 36 aus Verbundmaterialien hergestellt, die eine Mehrzahl von ersten Fasern 72 und zweiten Fasern 73 aufweisen, die in einer Verbundmatrix angeordnet sind. Die ersten Fasern 72 erstrecken sich von der oder von nahe der Spitze 60 eines Strömungsprofils 36, 38 nach unten durch die Plattform 40 in eine Laufschaufelwurzelwand 52, 54, nach oben durch die andere Laufschaufelwurzelwand 54, 52, zurück durch die Plattform 40 und in das andere Strömungsprofil 38, 36 und enden an oder nahe bei der Spitze 60. Die zweiten Fasern 73 sind den ersten Fasern 72 benachbart positioniert und erstrecken sich entlang der Strömungsprofile 36, 38 und der Wurzel 42. Die zweiten Fasern 73 erstrecken sich auch durch die Plattform 40. Beispielsweise können sich die zweiten Fasern 73 von einem Abschnitt der Plattform 40 in eine Laufschaufelwurzelwand 52, 54 oder von der Plattform 40 in ein Strömungsprofil 36, 38 oder von einem Strömungsprofil 36, 38 durch den Zwischenlaufschaufelbereich 70 der Plattform und in das andere Strömungsprofil 38, 36 erstrecken. Die ersten Fasern 72 haben einen Elastizitätsmodulwert, der höher ist als der der zweiten Fasern 73, und sie sind deshalb "steifer" als die zweiten Fasern 73. Die zweiten Fasern 73 haben jedoch einen höheren Prozentsatz an Längung bei Versagen als die ersten Fasern 72.
  • Die Verteilung der ersten Fasern 72 und der zweiten Fasern 73 in dem Laufschaufelpaar 34 und die mechanischen Eigenschaften der ersten Fasern 72 und der zweiten Fasern 73 geben dem Laufschaufelpaar 34 wünschenswerte Leistungseigenschaften. Die Ausrichtung zwischen den Strömungsprofilen 36, 38 und den Laufschaufelwurzelwänden 52, 54 ermöglicht es den ersten Fasern 72, sich in einer kontinuierlichen Weise über das Laufschaufelpaar 34 zu erstrecken. In der Folge verlaufen die Radialzuglinien linear oder annähernd linear durch jedes Strömungsprofil 36, 38 und der damit ausgerichteten Laufschaufelwurzelwand 52, 54, was wiederum die Belastungsfähigkeit des Laufschaufelpaars 34 optimiert. Die Verteilung der weniger kräftigen zweiten Fasern 73, insbesondere in dem Zwischenlaufschaufelbereich 70 der Plattform gibt dem Laufschaufelpaar 34: 1) adäquate Scher- und Biegesteifigkeit, um schwingungsbezogene Ermüdungsprobleme zu vermeiden; und 2) die Fähigkeit, Energie, welche von einem Fremdkörper übertragen wurde, der auf eines oder beide Strömungsprofile auftrifft, zu verteilen. Fremdkörperaufprall niedriger Energie wird aufgenommen, indem man ein Übertragen der Aufprallenergie in die Plattform 40 und ein Verteilen darin zulässt, um so die Beschädigung des/der Strömungsprofile) 36, 38 und der Wurzel 42 zu vermindern. Fremdkörperaufprall höherer Energien wird auch aufgenommen, indem die Aufprallenergie in die Plattform 40 übertragen wird. Wenn die Aufprallenergie groß genug wird, wird sich jedoch die Plattform teilweise oder vollständig wellen und versagen, während sie die Aufprallenergie verteilt. Die Plattform 40 wird, falls erforderlich, geopfert, um die Strömungsprofile 36, 38 angeschlossen zu halten, was wiederum weitere Beschädigung in der Maschine 10 vermindert. Das Grundmaterial der ersten Fasern 72 und der zweiten Fasern 73 wird von der vorliegenden Anwendung abhängen. Kohlefasern und Glasfasern sind Beispiele für erste bzw. zweite Fasermaterialien.
  • II. Die Rotorscheibe
  • Es wird auf die 1 und 7 bis 9 Bezug genommen. Die Rotorscheibe 32 weist einen vorderen Steg 74 und einen hinteren Steg 76 auf. Der vordere Steg 74 weist eine innere Oberfläche 78, ein vorderes Spulenbefestigungselement 80, einen vorderen Flansch 82, eine Zentralnabe 84 und eine Mehrzahl erster Stummelzapfen 86 auf. Die innere Oberfläche 78 ist mit einem Winkel "ϕ" relativ zu einer Radiallinie 81 rechtwinklig zu der Axialmittellinie 28 angeordnet. Die ersten Stummelzapfen 86 sind um den Umfang des vorderen Stegs 74 verteilt und ragen von der inneren Oberfläche 78 nach außen weg. Jeder erste Stummelzapfen 86 verläuft in Längsrichtung zwischen einem Axialende 88 und einem Stegende 90. Das Stegende 90 eines jeden ersten Stummelzapfens 86 ist vorzugsweise integral, beispielsweise durch eine metallurgische Verbindung an der inneren Oberfläche 78 des vorderen Stegs 74 angebracht.
  • Der hintere Steg 76 weist eine innere Oberfläche 92, ein hinteres Spulenbefestigungselement 24, eine Zentralnabe 96 und eine Mehrzahl von zweiten Stummelzapfen 98 auf. Die innere Oberfläche 92 des hinteren Stegs 76 ist mit einem Winkel "λ" relativ zu einer Radiallinie 100 rechtwinklig zur Axialmittellinie 28 angeordnet. Die zweiten Stummelzapfen 98 sind um den Umfang des hinteren Stegs 76 verteilt und ragen von der inneren Oberfläche 92 weg. Jeder zweite Stummelzapfen 98 verläuft in Längsrichtung zwischen einem Axialende 102 und einem Stegende 104. Das Stegende 104 eines jeden zweiten Stummmelzapfens 98 ist vorzugsweise integral, beispielsweise mit einer metallurgischen Verbindung, an der inneren Oberfläche 92 des hinteren Stegs 76 angebracht.
  • Die ersten und die zweiten Stummelzapfen 86, 98 sind gleich in ihrer Anzahl und ähnlich um die Axialmittellinie 28 beabstandet. Jeder erste Stummelzapfen 86 ist mit einem zweiten Stummelzapfen 98 ausgerichtet und umgekehrt. Eine Mehrzahl von Befestigungselementen 106, beispielsweise Schrauben- und Mutternpaare, befestigen den ersten und den zweiten Stummelzapfen 86, 98 und somit Stege 74, 76 aneinander. In der bevorzugten Ausführungsform weist jeder erste und zweite Stummelzapfen 86, 98 einen Flansch 108 dem Axialende 88, 102 benachbart auf, der von der äußeren radialen Oberfläche 110 des Stummelzapfens 86, 98 nach außen ragt. Die Flansche 108 der ausgerichteten Stummelzapfen 86, 98 sind miteinander ausgerichtet, und die Befestigungselemente 106 koppeln die ausrerichteten Stummelzapfen 86, 98 durch die Flansche 108. Der erste und der zweite Stummelzapfen 86, 98 können auch Pass flächen 112 aufweisen, die in dem Axialende 88, 102 eines jeden Zapfens 86, 98 angeordnet sind. 1 und 9 zeigen eine Ausführungsform der Passflächen 112, wobei jeder erste und jeder zweite Stummelzapfen 86, 98 eine Zunge 114 aufweist, die in den anderen Zapfen 98, 86 ragt. Andere Passflächen 112 können alternativ verwendet werden.
  • Die Stummelzapfen 86, 98 erstrecken sich zwischen dem vorderen Steg 74 und dem hinteren Steg 76, sind schräg zu der Axialmittellinie 28 und verlaufen spiralförmig zwischen den Stegen 74, 76 in einer Weise ähnlich zu der der Laufschaufelwurzeln 42, die vorangehend beschrieben wurde. Das Maß an Schrägstellung zwischen den Stummelzapfen 86, 98 und der Axialmittellinie 28 ist im wesentlichen gleich zu der Schrägstellung zwischen den Profilsehnenlinien der Strömungsprofile 36, 38 und der Axialmittellinie 28 und wird deshalb durch den gleichen Winkel "α" repräsentiert. Das Maß an Spiralverlauf (oder "Verdrehung") über die Länge der kombinierten Stummelzapfen 86, 98 ist entsprechend als Winkel "β" gezeigt, der vorangehend aus das Maß des Spiralverlaufs der Laufschaufelpaar-Wurzel 42 beschrieben wurde. Die Größe des Schräg-Winkels "α" und des Spiral-Winkels "β" wird von der vorliegenden Anwendung abhängen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Vielzahl von Schräg-Winkeln und Maß an Spiralverlauf bewältigt werden kann und somit der vorliegenden Erfindung beträchtliche Vielfältigkeit gibt.
  • Es wird auf 9 Bezug genommen. Der Bläserabschnitt 12 wird zusammengebaut, indem die ersten Stummelzapfen 86 in die Laufschaufelwurzel-Hohlräume 56 einer geeigneten Anzahl von Rotorlaufschaufelpaaren 34 aufgenommen werden. Als Nächstes werden die zweiten Stummelzapfen 98 in die Hohlräume 56 eingesetzt und mit den ersten Stummelzapfen 86 ausgerichtet. An diesem Punkt halten die inneren Oberflächen 78, 92 des vorderen Stegs 74 und des hinteren Stegs 76, die mit Winkeln "ϕ" bzw. "λ" angeordnet sind, die Laufschaufelpaare 34 in Position und erleichtern so den Zusammenbau. Die Befestigungselemente 106 werden anschließend in die Flansche 108 an der äußeren radialen Oberfläche 110 der Stummelzapfen 86, 98 eingesetzt und angezogen, um die Stummelzapfen 86, 98 und somit die Stege 74, 76 aneinander zu befestigen.
  • Aus der vorangegangenen Beschreibung wird man erkennen, dass die vorliegende Erfindung in ihrer bevorzugten Ausführungsform eine Axial-Turbinenmaschinen-Rotoranordnung liefert, die einen minimalen internen Strömungswegdurchmesser hat, die Verbundmateriallaufschaufeln verwendet und die minimales Gewicht aufweist. Sie liefert auch eine Scheibe für eine Axial-Turbinenmaschine, die Rotorlaufschaufelbelastungen aufnehmen kann.
  • Obwohl die Erfindung mit Bezugnahme auf detaillierte Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Änderungen in deren Form und Detail vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Vorzugsweise ist die vorliegende Erfindung hier als eine Bläserrotoranordnung beschrieben. Die Rotoranordnung der vorliegenden Erfindung kann jedoch alternativ in Verdichter- und/oder Turbinenanwendungen verwendet werden. Als ein zweites Beispiel sind die Laufschaufelpaare 34 vorangehend als Verbundmaterialstrukturen beschrieben. Die Laufschaufelpaare sind jedoch nicht auf Verbundmaterialien beschränkt. Ein Legierungs-Laufschaufelpaar 34 mit einer zum Absorbieren von Energie in der vorangehend beschriebenen Weise ausgelegten Plattform könnte alternativ verwendet werden.

Claims (10)

  1. Gasturbinenmaschinen-Rotoranordnungsscheibe zur Rotation um eine Axialmittellinie, aufweisend: – einen vorderen Steg (74); – eine Mehrzahl von ersten Stummelzapfen (86), wobei jeder ein erstes Axialende (88), ein erstes Stegende (90) und eine Länge hat, welche sich zwischen dem ersten Axialende und dem ersten Stegende erstreckt, wobei die ersten Stegenden an dem vorderen Steg angebracht sind; – einen hinteren Steg (76); – eine Mehrzahl von zweiten Stummelzapfen (98), wobei jeder ein zweites Axialende (102), ein zweites Stegende (104) und eine Länge hat, welche sich zwischen dem zweiten Axialende und dem zweiten Stegende erstreckt; wobei die zweiten Stegenden an dem hinteren Steg angebracht sind; und – eine Mehrzahl von Befestigungselementen (106); wobei: – die ersten Stummelzapfen (86) von dem vorderen Steg (74) in Richtung zu dem hinteren Steg (76) ragen; – die zweiten Stummelzapfen (98) von dem hinteren Steg (76) in Richtung zu dem vorderen Steg (74) ragen; – die ersten und die zweiten Stummelzapfen (86, 98) in gleicher Anzahl vorhanden sind und ähnlich um die Axialmittellinie (28) beabstandet sind; – wobei die ersten Stummelzapfen (86) von dem vorderen Steg (74) schräg zur Axialmittellinie (28) weg ragen und die zweiten Stummelzapfen (98) von dem hinteren Steg (76) schräg mit einem Maß im wesentlichen gleich zu dem der ersten Stummelzapfen (86) relativ zu der Axialmittellinie weg ragen; und – die ersten und die zweiten Stummelzapfen (86, 98) aneinander mit den Befestigungselementen (106) befestigt sind.
  2. Rotoranordnungsscheibe nach Anspruch 1, wobei die ersten Stummelzapfen (86) integral an dem vorderen Steg (74) angebracht sind, und die zweiten Stummelzapfen (98) integral an dem hinteren Steg (76) angebracht sind.
  3. Rotoranordnungsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder erste Stummelzapfen (86) einen ersten Befestigungsflansch (108) aufweist, der von einer äußeren radialen Oberfläche (110) dem ersten Axialende (88) benachbart nach außen ragt, und wobei jeder zweite Stummelzapfen (98) einen zweiten Befestigungsflansch (108) aufweist, der von einer äußeren radialen Oberfläche (110) dem zweiten Axialende (102) benachbart nach außen ragt; wobei der erste und der zweite Befestigungsflansch (108) miteinander ausgerichtet sind und die Befestigungselemente (106) in dem ersten und dem zweiten Befestigungsflansch (108) angeordnet sind.
  4. Rotoranordnungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei einer der vorderen oder hinteren Stege (74, 76) Mittel (80; 94) zum Anbringen der Scheibe (32) an einer Spule aufweist.
  5. Rotoranordnungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Axialende und das zweite Axialende (88; 102) des ersten und des zweiten Stummelzapfens (86; 98) als Passpaare zusammenpassen.
  6. Rotoranordnungsscheibe nach Anspruch 5, wobei eines von den ersten oder zweiten Axialenden (88; 102) eine weibliche Passfläche (112) und das andere vom ersten oder zweiten Axialende eine männliche Passfläche (114) aufweist, wobei die männliche Passfläche (114) in der weiblichen Passfläche (112) aufgenommen ist, wenn der erste und der zweite Stummelzapfen (86, 98) aneinander mit den Befestigungselementen (106) befestigt sind.
  7. Rotoranordnungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Längen der ersten und der zweiten Stummelzapfen (86, 98) im wesentlichen gleich sind.
  8. Rotoranordnungsscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder erste Stummelzapfen (86) spiralförmig zwischen dem ersten Stegende (90) und dem ersten Axialende (88) verläuft und wobei jeder zweite Stummelzapfen (98) spiralförmig zwischen dem zweiten Stegende (104) und dem zweiten Axialende (102) verläuft.
  9. Rotoranordnungsscheibe nach Anspruch 8, wobei die zweiten Stummelzapfen (98) mit einem Maß spiralförmig verlaufen, welches im wesentlichen gleich zu dem Spiralverlauf der ersten Stummelzapfen (86) ist.
  10. Gasturbinenmaschinen-Rotoranordnung zur Rotation um eine Axialmittellinie, aufweisend eine Scheibe gemäß einem der vorangehenden Ansprüche und eine Mehrzahl von Rotorlaufschaufelpaaren (34), die an der Scheibe (32) angebracht sind, wobei jedes Rotorlaufschaufelpaar (34) eine Wurzel (42) mit einem Hohlraum (56) zum Aufnehmen der ersten und der zweiten Stummelzapfen (86, 98) der Scheibe (32) aufweist.
DE69728500T 1996-12-04 1997-12-04 Turbomaschinenrotor Expired - Lifetime DE69728500T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/759,830 US5725353A (en) 1996-12-04 1996-12-04 Turbine engine rotor disk
US759830 1996-12-04

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