EP1306522A1 - Locking device for axial turbomachine blades - Google Patents

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Publication number
EP1306522A1
EP1306522A1 EP01811054A EP01811054A EP1306522A1 EP 1306522 A1 EP1306522 A1 EP 1306522A1 EP 01811054 A EP01811054 A EP 01811054A EP 01811054 A EP01811054 A EP 01811054A EP 1306522 A1 EP1306522 A1 EP 1306522A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blade root
securing
blade
face
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01811054A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Josef Bättig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Accelleron Industries AG
Original Assignee
ABB Turbo Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Turbo Systems AG filed Critical ABB Turbo Systems AG
Priority to EP01811054A priority Critical patent/EP1306522A1/en
Priority to PCT/CH2002/000581 priority patent/WO2003038240A1/en
Publication of EP1306522A1 publication Critical patent/EP1306522A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F01D5/323Locking of axial insertion type blades by means of a key or the like parallel to the axis of the rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/60Assembly methods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/70Disassembly methods

Definitions

  • the invention relates to an axial securing device for blades axially flowed turbomachinery according to the preamble of the claim 1.
  • Such a safety device is known for example from GB-643,914.
  • a fir tree-shaped blade root is opposite in an axially extending one trained radial groove of a blade carrier arranged. Between a gap is provided in the radial groove bottom and the blade root end, in which A securing body of the securing device for axially securing the moving blade is introduced.
  • the fuse body has one at one end radially inwardly protruding nose on which one end face of the blade carrier engages positively.
  • One approximately in the middle of the fuse body arranged, radially projecting second nose engages in a cross to Radial groove in the blade root.
  • the second end portion of the fuse body protrudes over the end faces of the blade root and blade carrier outwards and at the end of the assembly, it moves radially inwards until it stops bent against the end face of the blade carrier.
  • a radially extending recess is provided in the end face of the blade carrier, which the bent end portion of the fuse body at least Takes part.
  • the upstream second end of the sheet is divided into two along the central longitudinal axis of the sheet.
  • the two tabs thus formed from the end area are so in for holding purposes opposite radial directions that bent over a first tab upstream end face of the blade carrier engages behind, while the second tab engages behind the upstream face of the blade root.
  • a thorn-like in the middle of the sheet, upstream from the sheet level protruding projection engages in a wedge-shaped recess in the blade root.
  • the first end area and the second serve forces acting on the medium Tab, to accommodate the larger ones acting in the direction of flow Forces the first tab and the one that engages in the recess of the blade root Projection are provided.
  • both safety devices are that at least one end region the fuse body is bent radially in the manner of a hammer plate.
  • Such a fuse body can be limited to the possible shear and shear forces are designed, with the bending a additional material weakening is introduced.
  • the end areas must continue The fuse body can be bent to the blades in their high precision to fix the axial position exactly.
  • the proposed safety devices also contain grooves in the blade root or in the blade carrier, which are very complex and are expensive to manufacture because modern high-performance materials such as. Nickel based alloys or titanium alloys that are used today come, such grooves can only be made by grinding or eroding can.
  • the securing device ensures axial securing of rotor blades axially flow through turbomachines, the radial and circumferential direction by means of a a radial groove of a blade carrier inserted blade root secured are.
  • the securing device has a securing body with a first, axial end region and a second, axial end region, which by means of a Connection area of the fuse body are connected to each other.
  • the connection area is in an assembled state in between the blade root end and radial groove bottom formed gap.
  • the second end area and the Connection areas are designed such that the second end area from a Mounting position rotatable by a certain angle into a securing position is.
  • the first end region engages radially on the outside first end face of the blade root and radially inside a first end face of the Blade carrier.
  • the second end area stands radially outwards from the connection area and engages behind only one of the first end faces oppositely aligned, second end face of the blade root.
  • the second end region engages radially outside both the second Face of the blade root and a second face of the blade carrier.
  • the fuse body from the mounting position by the angle in the securing position is twisted so that the second end region not only the Blade root end face but also engages behind the blade carrier end face.
  • the second end area of both the blade root end as the blade carrier end face also engages behind, there is no need for one provide radial projection in the connection area of the fuse body.
  • a groove in the blade root or in the blade carrier, in which the projection intervention is superfluous This simplifies assembly and manufacture of blade root, fuse body and blade carrier, which significantly increases the cost lowers. Since it is also not necessary to bend an end region of the securing body there is no need to compromise in the choice of materials between bendability and resistance to shear and shear forces. On Bending the end area can be counteracted with such a material become. This ensures that the blades are held precisely in their axial position guaranteed.
  • the second end area is the simplest to manufacture radially outward protruding so far that he is the second in the securing position Bucket root end engages behind the radially innermost wave teeth one fir-tree-shaped blade root or the radially innermost wave prongs of one dovetail-shaped blade root protrudes so that it radially outside also engages behind the second end face of the blade carrier. But of course he could End region also in its radially projecting end projections in the circumferential direction have, so that one of these projections when turning the Securing body engages behind the front of the blade carrier.
  • the easiest and safest way is to design the second end area in such a way that it is due to plastic deformation in the transition area between the end area and connection area, caused by torsion, from the mounting position is rotatable into the securing position.
  • the plastic deformation due to torsion represents a completely different load on the material than the plastic deformation by bending in the radial direction.
  • the material impairment caused by the Torsional deformation affects a subsequent load axial shear and shear forces are much less than material weakening otherwise usual deformation due to bending. This means that despite the material load due to plastic deformation, in contrast to the prior art, none There is a risk that the second end area may be damaged by those that occur during operation Forces are bent up and the blade loses its secure axial hold could.
  • connection area and the gap in this way train that the fuse body as a whole in the gap from the assembly position is rotatable into the securing position, and this is best against one Resistance.
  • One way to achieve this is to design the connection area with a square or rectangular cross section, preferably with rounded or beveled corners, so that in the securing position the chamfered or rounded corners as friction surfaces with the blade root end or the radial groove bottom cooperate.
  • the fuse body is so in the Secured position clamped.
  • the gap must have a somewhat larger radial Have expansion as the connection area so that twisting is possible is.
  • connection area with a circular Equip cross section
  • connection area then without play must be stored in the gap to prevent jamming in the securing position - however also in any other position - to ensure.
  • the fuse body can in this embodiment by further securing elements, such as e.g. a split pin be secured in the securing position.
  • first end portion is the upstream, first end face of the blade carrier and the blade root, and the second end region in the securing position the downstream end faces of the Bucket foot and the blade carrier engages behind.
  • the first end region is in shape a T-shaped double nose, the radially inner nose of the blade carrier end face and the radially outer nose engages behind the front of the blade root.
  • the design as a double nose requires the least material with the best Resistance to shear and shear forces. An easy manufacture is through this Shaping also possible.
  • the first end area is particularly easy to produce as a double nose by means of a Material thickening, preferably in one piece with the connection area is formed.
  • the first one Design the end area so that the end area is the end faces of Bucket foot and bucket carrier reach behind in a form-fitting manner. This configuration too is very easy to manufacture if the end area is designed as a double nose is.
  • the second end region can be very easily radially outward from the connecting element produce a protruding protrusion, and most simply as one piece material thickening formed with the connection area of the securing body.
  • the second end area is the end faces of the blade carrier and blade root engages positively.
  • FIG. 1 to 4 show a first embodiment of the inventive axial securing device 20.
  • Each part of a moving blade is shown 10 with a fir tree-shaped blade root 12, which is in an opposite Radial groove 14 of a blade carrier 16 designed in the manner of a fir tree is held.
  • a securing body 22 of the invention Securing device 20 arranged in a gap 18 between the end 13 of the blade root 12 and a radial groove bottom 15 of the radial groove 14 .
  • the flow direction of the The working medium acting on the blades 10 is marked with an arrow in FIG. 1 A marked. against this flow A there are other opposite ones Forces in axial direction B on the blades 10. Compared to both forces A, B ensures the safety device 20 according to the invention a precise Hold the blades 10 in their axial position.
  • the fuse body 22 which is preferably made of a nickel-based alloy, such as Nimonic 90 is formed, has two end regions 26, 26 'and 28 with which he the axial extension of the radial groove 14 of the blade carrier 16 and the of the blade root 12 protrudes.
  • the first end region 26, 26 'of the fuse body 22 is designed in the form of a double nose.
  • the radially outer nose 26 ' engages behind in this example form-fitting, an upstream blade root face 44, the radially inner nose 26 also engages positively behind one upstream blade carrier end face 36.
  • a second end region 28 is arranged from the first end region 26, 26 ′, that in an assembly position, as shown in Figures 1 to 3, only one engages downstream end face 42 of the blade root 12, namely also positive in this example.
  • the two end regions 26, 26 'and 28 are axially spaced apart from one another by a connecting region 30.
  • the second End region 28 stands radially outward from this connection region in the assembly position 30 from.
  • the connection area 30 has a square cross section with approximately constant dimensions over its entire axial length. This enables a very simple manufacture of the fuse body 22 and one simple machining of the blade carrier 16 and the blade root 12.
  • the securing device 20 from FIGS. 1 to 3 is in a securing position shown, i.e. the second end region 28 is approximately + 45 ° with respect to that Mounting position rotated, the area between the second end and the connection area 30 is plastically deformed by torsion. Can just as well the second end region 28 of course also in the other direction, i.e. by about - 45 ° be turned into a securing position.
  • the configuration of the cross section of the connection area 30 is in the gap 18 without play between the radial groove bottom 15 and blade root end 13 and cannot therefore be rotated together with the second end region 28.
  • the second end region 28 projects in the securing position over the radially innermost wave prongs 32 of the fir tree-shaped blade root 12 and engages behind in this position not only the downstream blade end face 42 but also the downstream aligned part adjoining the shaft teeth 32 the blade carrier end face 38. In this way, the blade 10 is both Downstream and upstream precisely secured in their axial position.
  • connection area 30 of the Fuse body 22 is also provided with a square cross section.
  • the Corners of the square cross section or the edges of the square Connection area 30 are, in the example shown here, but phased 34 formed at an angle of about 45 °.
  • the connection area 30 is here with play stored in the gap 18 to twist the fuse body 22 about his To enable central longitudinal axis. 5 shows is in the securing position Fuse body 22 as a whole by about + 40 ° to 45 ° compared to the mounting position twisted, the connection region 30 with the chamfered edges 34 between the blade root end 13 and the radial groove bottom 15 is clamped.
  • the fuse body 22 can also be in the other direction, i.e. at about - Turned 40 ° into a locking position. Due to the storage of the connection area 30 with play, the securing body 22 can approximately about its central longitudinal axis by about 40 ° to 45 ° from the mounting position to the securing position be twisted in which the fuse body by the frictional resistance between the chamfered edges 34 of the connection area 30 and the Blade root end 13 or the radial groove base 15 is clamped.
  • the embodiment in FIG. 6 differs from the previous one in that that the blade root 12 'and the radial groove 14' dovetail-shaped are formed and the second end region 28 extends in the circumferential direction Has projections 35.
  • One of the overhangs protrudes in the securing position 35 of the second end region 28 the radially innermost wave prongs 32 of the dovetail-shaped blade root 12 'and engages behind in this position the downstream blade root face 42 and the downstream Blade carrier end face 38.
  • the projections 35 smaller ones are possible Realize angle between the mounting position and the securing position.
  • a keel-shaped cross section of the connection area 30 which is supported without play it is allowed to twist the fuse body against resistance.
  • a backup of the fuse body can be in the securing position here as in the in Fig. 5 shown, for example, in addition to the clamping action in the gap e.g. by means of a Locking pin (not shown).
  • the assembly is made using the Blade root 12 of the blade 10 protrudes radially outwards between the two End regions 26, 28 on the connection region 30 of the fuse body 22 placed.
  • the blade 10 and the fuse body 22 then become common - With the second end region 28 of the fuse body 22 ahead - in the Radial groove 18 of the blade carrier 16 inserted until the first end region 26, 26 ' with its radially inner nose 26 'with the first end face of the blade carrier 16 in Brought stop.
  • the fuse body 22 in the circumferential direction by an angle that depends is twisted by the design of the participating components.
  • the securing body is used for disassembly 22 simply from its securing position to the mounting position turned back and the fuse body 22 together with the blade 10 the radial gap 18 pulled out.
  • the first end region 26, 26 'with its radially inward and outward extending Lugs 26, 26 'each have the upstream end faces 36, 44, while the second end region 28 has the downstream end faces 38, 42 engages behind.
  • blade 10 and fuse body 22 can of course also design so that the assembly is from the other side and the first End region 26, 26 'engages behind the downstream end faces. and the second end region 28 the upstream end faces.

Abstract

The security device has a security body (22) with a coupling region (30) between its opposing axial ends (26,26'; 28), fitting into a gap between the foot (12) of a turbine blade and the base (15) of a radial channel in a turbine blade carrier (16). The first axial end of the security device is shaped to act against the turbine blade foot and the, the second axial end rotated through a given angle into a security position, for acting against the opposite side of the blade foot.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf eine axiale Sicherungsvorrichtung für Laufschaufeln axial durchströmter Turbomaschinen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an axial securing device for blades axially flowed turbomachinery according to the preamble of the claim 1.

Auf die Laufschaufeln von axial durchströmten Turbomaschinen wirken auf Grund der Rotation Zentrifugalkräfte. Diese Kräfte werden in der Regel durch tannebaum- bzw. schwalbenschwanzförmige Ausgestaltung von radial angeordneten, formschlüssigen Nut-Federverbindung zwischen Laufschaufel und Schaufelträger aufgefangen. Die durch die axiale Strömungsrichtung des Strömungsmediums auftretenden axialen Kräfte müssen dagegen mittels einer gesonderten Sicherungsvorrichtung aufgefangen werden.On the blades of axially flowed turbomachinery act on the bottom the rotation centrifugal forces. These forces are usually or dovetail-shaped design of radially arranged, form-fitting Tongue and groove connection caught between the rotor blade and the blade carrier. The occurring through the axial flow direction of the flow medium axial forces, however, must be by means of a separate securing device to be caught.

Stand der TechnikState of the art

Eine derartige Sicherungsvorrichtung ist beispielsweise aus GB-643,914 bekannt. Ein tannenbaumförmiger Schaufelfuss ist in einer sich axial erstreckenden, gegengleich ausgebildeten Radialnut eines Schaufelträgers angeordnet. Zwischen dem Radialnutboden und dem Schaufelfussende ist ein Spalt vorgesehen, in den zur axialen Sicherung der Laufschaufel ein Sicherungskörper der Sicherungsvorrichtung eingebracht ist. Der Sicherungskörper weist an seinem einen Ende eine radial nach innen abstehende Nase auf, welche die eine Stirnseite des Schaufelträgers formschlüssig hintergreift. Eine etwa in der Mitte des Sicherungskörpers angeordnete, radial nach aussen abstehende zweite Nase greift in eine quer zur Radialnut ausgerichtete Nut im Schaufelfuss ein. Der zweite Endbereich des Sicherungskörpers ragt über die Stirnseiten von Schaufelfuss und Schaufelträger hinaus und wird zum Abschluss der Montage radial nach innen, bis zum Anschlag gegen die Stirnseite des Schaufelträgers umgebogen. Für einen besseren Halt ist in der Schaufelträgerstirnseite eine sich radial erstreckende Vertiefung vorgesehen, die den umgebogenen Endbereich des Sicherungskörpers zumindest zum Teil aufnimmt.Such a safety device is known for example from GB-643,914. A fir tree-shaped blade root is opposite in an axially extending one trained radial groove of a blade carrier arranged. Between a gap is provided in the radial groove bottom and the blade root end, in which A securing body of the securing device for axially securing the moving blade is introduced. The fuse body has one at one end radially inwardly protruding nose on which one end face of the blade carrier engages positively. One approximately in the middle of the fuse body arranged, radially projecting second nose engages in a cross to Radial groove in the blade root. The second end portion of the fuse body protrudes over the end faces of the blade root and blade carrier outwards and at the end of the assembly, it moves radially inwards until it stops bent against the end face of the blade carrier. For a better hold a radially extending recess is provided in the end face of the blade carrier, which the bent end portion of the fuse body at least Takes part.

Ein weiteres Beispiel für eine solche Sicherungsvorrichtung ist aus der US-A-2,928,651 bekannt. Zur Sicherung der Laufschaufel in axialer Richtung wird ein einstückig gebildeter Sicherungskörper aus Blech verwendet, dessen Länge grösser ist als die axiale Ausdehnung des tannenbaumförmigen Schaufelfusses bzw. der gegengleich ausgebildeten Radialnut des Schaufelträgers. Zur Aufnahme der axialen Kräfte dienen unter anderem die als Sicherungselemente wirkenden Endbereiche des Bleches, welche axial über die Stirnseiten des Schaufelfusses bzw. des Schaufelträgers hinausragen und zu Haltezwecken in radialer Richtung umgebogen sind. Am stromab gelegenen Ende des Bleches ist der überstehende, erste Endbereich in montiertem Zustand derart umgebogen, dass er eine stromab ausgerichtete Stirnseite des Schaufelträgers hintergreift. Der stromaufwärts gelegenen zweite Endbereich des Bleches ist entlang der Mittellängsachse des Bleches zweigeteilt. Die beiden so aus dem Endbereich entstehenden Laschen sind zu Haltezwecken derart in entgegengesetzte radiale Richtungen umgebogen, dass eine erste Lasche die stromaufwärts ausgerichtete Stirnseite des Schaufelträgers hintergreift, während die zweite Lasche die stromaufwärts ausgerichtete Stirnseite des Schaufelfusses hintergreift. Ein in der Mitte des Bleches dornartig, stromaufwärts aus der Blechebene vorstehender Vorsprung greift in eine keilförmige, Ausnehmung im Schaufelfuss ein. Zur Aufnahme der geringeren, axial entgegen der Strömungsrichtung des beaufschlagenden Mediums wirkenden Kräfte dienen der erste Endbereich und die zweite Lasche, währen zur Aufnahme der grösseren in Strömungsrichtung wirkenden Kräfte die erste Lasche und der in die Ausnehmung des Schaufelfusses eingreifende Vorsprung vorgesehen sind. Another example of such a safety device is from US-A-2,928,651 known. To secure the rotor blade in the axial direction, one piece is used formed fuse body made of sheet metal is used, the length of which is greater than the axial extension of the fir tree-shaped blade root or the opposite trained radial groove of the blade carrier. To accommodate the axial Forces serve, among other things, the end areas acting as securing elements of the plate, which is axially over the end faces of the blade root or the blade carrier protrude and are bent for holding purposes in the radial direction. At the downstream end of the sheet the protruding, first end area is in assembled state so that it has a downstream end face of the blade carrier reaches behind. The upstream second end of the sheet is divided into two along the central longitudinal axis of the sheet. The two tabs thus formed from the end area are so in for holding purposes opposite radial directions that bent over a first tab upstream end face of the blade carrier engages behind, while the second tab engages behind the upstream face of the blade root. A thorn-like in the middle of the sheet, upstream from the sheet level protruding projection engages in a wedge-shaped recess in the blade root. To accommodate the smaller, axially against the flow direction of the acting The first end area and the second serve forces acting on the medium Tab, to accommodate the larger ones acting in the direction of flow Forces the first tab and the one that engages in the recess of the blade root Projection are provided.

Beiden Sicherungsvorrichtungen gemeinsam ist, dass zumindest ein Endbereich des Sicherungskörpers in der Art eines Hammerbleches radial umgebogen ist. Das bedeutet, dass das Material so gewählt werden muss, dass es zum einen in die geforderte Form gebogen werden kann und zum anderen dennoch die auftretenden Kräfte aufnehmen kann. Ein solcher Sicherungskörper kann nur bedingt auf die möglichen Schub- und Scherkräfte ausgelegt werden, wobei durch das Biegen eine zusätzliche Materialschwächung eingebracht wird. Weiter müssen die Endbereiche der Sicherungskörper mit hoher Präzision gebogen werden, um die Schaufeln in ihrer axialen Lage genau zu fixieren. Die vorgeschlagenen Sicherungsvorrichtungen beinhalten zudem Nuten im Schaufelfuss bzw. im Schaufelträger, die sehr aufwendig und teuer in der Herstellung sind, da bei den modernen Hochleistungswerkstoffen, wie z.B. Nickelbasislegierungen oder Titanlegierungen, die heute zum Einsatz kommen, solche Nuten nur mehr durch Schleifen oder Errodieren hergestellt werden können.Common to both safety devices is that at least one end region the fuse body is bent radially in the manner of a hammer plate. The means that the material has to be chosen in such a way that it meets the required requirements Form can be bent and on the other hand the occurring Can absorb forces. Such a fuse body can be limited to the possible shear and shear forces are designed, with the bending a additional material weakening is introduced. The end areas must continue The fuse body can be bent to the blades in their high precision to fix the axial position exactly. The proposed safety devices also contain grooves in the blade root or in the blade carrier, which are very complex and are expensive to manufacture because modern high-performance materials such as. Nickel based alloys or titanium alloys that are used today come, such grooves can only be made by grinding or eroding can.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Sicherungsvorrichtung zu schaffen, welche eine einfache und wirtschaftliche Herstellung und Montage erlaubt, und die auftretenden Schubkräfte und Scherkräfte besser aufzunehmen vermag.It is therefore an object of the invention to provide a safety device which allows simple and economical manufacture and assembly, and the occurring Can better absorb shear and shear forces.

Diese Aufgabe löst eine axiale Sicherungsvorrichtung gemäss den Merkmalen des Patentanspruches 1.This problem is solved by an axial securing device according to the features of Claim 1.

Die Sicherungsvorrichtung sorgt für eine axiale Sicherung von Laufschaufeln axial durchströmter Turbomaschinen, die radial und in Umfangsrichtung mittels eines in eine Radialnut eines Schaufelträgers eingeschobenen Schaufelfusses gesichert sind. Die Sicherungsvorrichtung weist einen Sicherungskörper mit einem ersten, axialen Endbereich und einem zweiten, axialen Endbereich auf, die mittels eines Verbindungsbereiches des Sicherungskörpers miteinander Verbunden sind. Der Verbindungsbereich ist in montiertem Zustand in einem zwischen Schaufelfussende und Radialnutboden gebildeten Spalt angeordnet. Der zweite Endbereich und der Verbindungsbereich sind derart ausgebildet, dass der zweite Endbereich aus einer Montageposition um einen bestimmten Winkel in eine Sicherungsposition verdrehbar ist. Der erste Endbereich hintergreift in der Sicherungsposition radial aussen eine erste Stirnseite des Schaufelfusses und radial innen eine erste Stirnseite des Schaufelträgers. In der Montageposition steht der zweite Endbereich radial nach aussen von dem Verbindungsbereich ab und hintergreift nur eine der ersten Stirnseite entgegengesetzt ausgerichtete, zweite Stirnseite des Schaufelfusses. In der Sicherungsposition hintergreift der zweite Endbereich radial aussen sowohl die zweite Stirnseite des Schaufelfusses als auch eine zweite Stirnseite des Schaufelträgers. Diese Ausgestaltung des Sicherungskörpers erlaubt eine einfache Montage, indem der Sicherungskörper in Montageposition einfach zusammen mit dem Schaufelfuss - den zweiten Endbereich voran - in die Radialnut des Schaufelträgers eingeschoben wird. Dann wird der Sicherungskörper von der Montageposition um den Winkel in die Sicherungsposition verdreht, so dass der zweite Endbereich nicht nur die Schaufelfussstirnseite sondern auch die Schaufelträgerstirnseite hintergreift. Dadurch dass in der Sicherungsposition der zweite Endbereich sowohl die Schaufelfussstirnseite als auch die Schaufelträgerstirnseite hintergreift, ist es nicht nötig einen radialen Vorsprung im Verbindungsbereich des Sicherungskörpers vorzusehen. Auch eine Nut im Schaufelfuss oder im Schaufelträger, in welche der Vorsprung eingreifen sollte, ist überflüssig. Dies vereinfacht die Montage und die Herstellung von Schaufelfuss, Sicherungskörper und Schaufelträger, was die Kosten erheblich senkt. Da auch ein Umbiegen eines Endbereiches des Sicherungskörpers nicht erforderlich ist, muss auch kein Kompromiss in der Materialwahl zwischen Umbiegbarkeit und Widerstand gegen Schubkräfte und Scherkräfte eingegangen werden. Ein Aufbiegen des Endbereiches kann mit einem solchen Material sicher entgegengewirkt werden. Ein präziser Halt der Laufschaufeln in ihrer axialen Position ist damit gewährleistet.The securing device ensures axial securing of rotor blades axially flow through turbomachines, the radial and circumferential direction by means of a a radial groove of a blade carrier inserted blade root secured are. The securing device has a securing body with a first, axial end region and a second, axial end region, which by means of a Connection area of the fuse body are connected to each other. The The connection area is in an assembled state in between the blade root end and radial groove bottom formed gap. The second end area and the Connection areas are designed such that the second end area from a Mounting position rotatable by a certain angle into a securing position is. In the securing position, the first end region engages radially on the outside first end face of the blade root and radially inside a first end face of the Blade carrier. In the assembly position, the second end area stands radially outwards from the connection area and engages behind only one of the first end faces oppositely aligned, second end face of the blade root. In the secured position the second end region engages radially outside both the second Face of the blade root and a second face of the blade carrier. This configuration of the fuse body allows easy assembly by the safety body in assembly position simply together with the blade root second end area ahead - inserted into the radial groove of the blade carrier becomes. Then the fuse body from the mounting position by the angle in the securing position is twisted so that the second end region not only the Blade root end face but also engages behind the blade carrier end face. Thereby that in the securing position, the second end area of both the blade root end as the blade carrier end face also engages behind, there is no need for one provide radial projection in the connection area of the fuse body. Also a groove in the blade root or in the blade carrier, in which the projection intervention is superfluous. This simplifies assembly and manufacture of blade root, fuse body and blade carrier, which significantly increases the cost lowers. Since it is also not necessary to bend an end region of the securing body there is no need to compromise in the choice of materials between bendability and resistance to shear and shear forces. On Bending the end area can be counteracted with such a material become. This ensures that the blades are held precisely in their axial position guaranteed.

Herstellungstechnisch am einfachsten ist der zweite Endbereich radial nach aussen so weit vorspringend ausgebildet, dass er in der Sicherungsposition die zweite Schaufelfussstirnseite hintergreifend über den radial innersten Wellenzacken eines tannenbaumförmigen Schaufelfusses bzw. den radial innersten Wellenzacken eines schwalbenschwanzförmigen Schaufelfusses hinausragt, so das er radial aussen auch die zweite Stirnseite des Schaufelträgers hintergreift. Aber natürlich könnte der Endbereich auch in seinem radial vorspringenden Ende Auskragungen in Umfangsrichtung aufweisen, so dass eine dieser Auskragungen bei seitlichem Verdrehen des Sicherungskörpers die Schaufelträgerstirnseite hintergreift.The second end area is the simplest to manufacture radially outward protruding so far that he is the second in the securing position Bucket root end engages behind the radially innermost wave teeth one fir-tree-shaped blade root or the radially innermost wave prongs of one dovetail-shaped blade root protrudes so that it radially outside also engages behind the second end face of the blade carrier. But of course he could End region also in its radially projecting end projections in the circumferential direction have, so that one of these projections when turning the Securing body engages behind the front of the blade carrier.

Vorteilhafter Weise liegt der bestimmte Winkel zwischen der Sicherungsposition und der Montageposition im Bereich zwischen etwa ± 5° und ± 50°, vorzugsweise im Bereich von ± 10° bis ± 30°. Abhängig ist dies von der Ausgestaltung des Schaufelfusses, seines radial innersten Wellenzackens sowie der Ausgestaltung des Verbindungsbereiches (s.o.) und des zweiten Endbereiches.The specific angle between the securing position and is advantageously the mounting position in the range between approximately ± 5 ° and ± 50 °, preferably in the range from ± 10 ° to ± 30 °. This depends on the design of the blade root, its radially innermost wave spikes and the design of the connection area (see above) and the second end area.

Am einfachsten und sichersten ist es, den zweiten Endbereich derart auszugestalten, dass er durch plastische Verformung im Übergangsbereich zwischen Endbereich und Verbindungsbereich, hervorgerufen durch Torsion, aus der Montageposition in die Sicherungsposition verdrehbar ist. Die plastische Verformung durch Torsion stellt eine völlig andere Belastung des Materials dar als die plastische Verformung durch Umbiegen in radialer Richtung. Die Materialbeeinträchtigung durch die Torsionsdeformation wirkt sich bezüglich einer nachfolgenden Belastung durch axiale Schub- und Scherkräfte viel weniger als Materialschwächung aus als die sonst übliche Verformung durch Umbiegen. Dies führt dazu, dass trotz der Materialbelastung durch plastische Verformung im Gegensatz zum Stand der Technik keine Gefahr besteht, dass der zweite Endbereich durch die während des Betriebes auftretenden Kräfte aufgebogen und die Schaufel ihren sicheren axialen Halt verlieren könnte.The easiest and safest way is to design the second end area in such a way that it is due to plastic deformation in the transition area between the end area and connection area, caused by torsion, from the mounting position is rotatable into the securing position. The plastic deformation due to torsion represents a completely different load on the material than the plastic deformation by bending in the radial direction. The material impairment caused by the Torsional deformation affects a subsequent load axial shear and shear forces are much less than material weakening otherwise usual deformation due to bending. This means that despite the material load due to plastic deformation, in contrast to the prior art, none There is a risk that the second end area may be damaged by those that occur during operation Forces are bent up and the blade loses its secure axial hold could.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Verbindungsbereich und den Spalt derart auszubilden, dass der Sicherungskörper als Ganzes im Spalt aus der Montageposition in die Sicherungsposition verdrehbar ist, und dies am besten gegen einen Widerstand. Eine Möglichkeit dies zu erreichen, ist die Ausgestaltung des Verbindungsbereiches mit einem quadratischen oder rechteckigen Querschnitt, vorzugsweise mit abgerundeten oder gephasten Ecken, so dass in der Sicherungsposition die gephasten oder abgerundeten Ecken als Reibflächen mit dem Schaufelfussende bzw. dem Radialnutboden zusammenwirken. Der Sicherungskörper wird so in der Sicherungsposition festgeklemmt. Der Spalt muss hierzu eine etwas grössere radiale Ausdehnung haben als der Verbindungsbereich, damit ein Verdrehen möglich ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin den Verbindungsbereich mit einem kreisförmigen Querschnitt auszustatten, wobei der Verbindungsbereich dann ohne Spiel im Spalt gelagert sein muss, um ein Festklemmen in der Sicherungsposition - allerdings auch in jeder anderen Position - zu gewährleisten. Der Sicherungskörper kann bei dieser Ausführungsform durch weitere Sicherungselemente, wie z.B. eine Splint in der Sicherungsposition gesichert sein.Another possibility is to design the connection area and the gap in this way train that the fuse body as a whole in the gap from the assembly position is rotatable into the securing position, and this is best against one Resistance. One way to achieve this is to design the connection area with a square or rectangular cross section, preferably with rounded or beveled corners, so that in the securing position the chamfered or rounded corners as friction surfaces with the blade root end or the radial groove bottom cooperate. The fuse body is so in the Secured position clamped. For this, the gap must have a somewhat larger radial Have expansion as the connection area so that twisting is possible is. Another possibility is the connection area with a circular Equip cross section, the connection area then without play must be stored in the gap to prevent jamming in the securing position - however also in any other position - to ensure. The fuse body can in this embodiment by further securing elements, such as e.g. a split pin be secured in the securing position.

Bezüglich der auftretenden Schubkräfte und Scherkräfte hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der erste Endbereich die stromaufwärts ausgerichteten, ersten Stirnseiten des Schaufelträgers und des Schaufelfusses hintergreift, und der zweite Endbereich in der Sicherungsposition die stromab ausgerichteten Stirnseiten des Schaufelfusses und des Schaufelträgers hintergreift.It has proven to be advantageous with regard to the thrust and shear forces that occur proven that the first end portion is the upstream, first end face of the blade carrier and the blade root, and the second end region in the securing position the downstream end faces of the Bucket foot and the blade carrier engages behind.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der erste Endbereich in Form einer T-förmigen Doppelnase ausgestaltet, wobei die radial innere Nase die Schaufelträgerstirnseite und die radial äussere Nase die Schaufelfussstirnseite hintergreifen. Die Ausgestaltung als Doppelnase benötigt am wenigsten Material bei bestem Widerstand gegen Schub- und Scherkräfte. Eine einfache Herstellung ist durch diese Formgebung ebenfalls möglich.In a particularly preferred embodiment, the first end region is in shape a T-shaped double nose, the radially inner nose of the blade carrier end face and the radially outer nose engages behind the front of the blade root. The design as a double nose requires the least material with the best Resistance to shear and shear forces. An easy manufacture is through this Shaping also possible.

Besonders einfach herzustellen ist der erste Endbereich als Doppelnase mittels einer Materialverdickung, die vorzugsweise einstückig mit dem Verbindungsbereich gebildet ist.The first end area is particularly easy to produce as a double nose by means of a Material thickening, preferably in one piece with the connection area is formed.

Für einen präzisen halt in der axialen Position ist es besonders vorteilhaft, den ersten Endbereich so auszugestalten, dass der Endbereich die Stirnseiten von Schaufelfuss und Schaufelträger formschlüssig hintergreift. Auch diese Ausgestaltung ist sehr einfach herzustellen, wenn der Endbereich als Doppelnase ausgebildet ist.For a precise hold in the axial position, it is particularly advantageous to use the first one Design the end area so that the end area is the end faces of Bucket foot and bucket carrier reach behind in a form-fitting manner. This configuration too is very easy to manufacture if the end area is designed as a double nose is.

Der zweite Endbereiches lässt sich sehr einfach als radial nach aussen vom Verbindungselement abstehender Vorsprung herstellen, und zwar am einfachsten als einstückig mit dem Verbindungsbereich des Sicherungskörpers ausgebildete Materialverdickung. Für die präzise Haltung in der axialen Position ist es auch hier günstig, wenn der zweite Endbereich die Stirnseiten von Schaufelträger und Schaufelfuss formschlüssig hintergreift.The second end region can be very easily radially outward from the connecting element produce a protruding protrusion, and most simply as one piece material thickening formed with the connection area of the securing body. For precise posture in the axial position, it is also advantageous here if the second end area is the end faces of the blade carrier and blade root engages positively.

Weitere Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind Gegenstand weiterer abhängiger Ansprüche.Further advantageous embodiments of the invention are the subject of further dependent claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:

Fig. 1
einen Teil einer an einem Schaufelträger befestigten Schaufel sowie einen Teil des Schaufelträgers mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Sicherungsvorrichtung im axialen Schnitt entlang eines Radialnutbodens des Schaufelträgers;
Fig. 2
einen Schnitt durch Schaufel und Schaufelträger aus Fig. 1 entlang der Linie II-II mit dem zweiten Endbereich des Sicherungskörpers der Sicherungsvorrichtung in Montageposition;
Fig.3
die Ausführungsform aus Fig. 1 in einer Seitenansicht aus Richtung B der Fig. 1 mit dem zweiten Endbereich des Sicherungskörpers in Montageposition;
Fig. 4
die Ausführungsform aus Fig. 1 in einer Seitenansicht aus Richtung B der Fig. 1 mit dem zweiten Endbereich des Sicherungskörpers in Sicherungsposition;
Fig.5
in analoger Darstellung zu derjenigen in Fig. 4 eine zweit Ausführungsform mit dem zweiten Endbereich der Sicherungsvorrichtung in Sicherungsposition; und
Fig. 6
in analoger Darstellung zu derjenigen in den Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemässen Sicherungsvorrichtung mit dem zweiten Endbereich einmal in Montageposition und einmal in Sicherungsposition (gestrichelte Darstellung).
The subject matter of the invention is explained in more detail below on the basis of two preferred exemplary embodiments which are illustrated in the accompanying drawings. It shows purely schematically:
Fig. 1
a part of a blade attached to a blade carrier and a part of the blade carrier with a first embodiment of the securing device according to the invention in axial section along a radial groove bottom of the blade carrier;
Fig. 2
a section through the blade and blade carrier of Figure 1 along the line II-II with the second end portion of the fuse body of the safety device in the mounting position.
Figure 3
the embodiment of Figure 1 in a side view from direction B of Figure 1 with the second end portion of the fuse body in the mounting position.
Fig. 4
the embodiment of Figure 1 in a side view from direction B of Figure 1 with the second end portion of the fuse body in the securing position.
Figure 5
in a representation analogous to that in FIG. 4, a second embodiment with the second end region of the securing device in the securing position; and
Fig. 6
in a representation analogous to that in FIG. 3, a third embodiment of the securing device according to the invention with the second end region once in the assembly position and once in the securing position (dashed representation).

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.The reference symbols used in the drawings and their meaning are in the list of reference symbols is summarized. Basically are in the figures Identical parts with the same reference numerals.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention

Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen axialen Sicherungsvorrichtung 20. Dargestellt sind jeweils ein Teil einer Laufschaufel 10 mit einem tannenbaumartig ausgestalteten Schaufelfuss 12, der in einer gegengleich tannenbaumartig ausgestalteten Radialnut 14 eines Schaufelträgers 16 gehalten ist. In einem Spalt 18 zwischen dem Ende 13 des Schaufelfusses 12 und einem Radialnutboden 15 der Radialnut 14 ist ein Sicherungskörper 22 der erfindungsgemässen Sicherungsvorrichtung 20 angeordnet. Die Strömungsrichtung des die Laufschaufeln 10 beaufschlagenden Arbeitsmediums ist in Fig. 1 mit einem Pfeil A gekennzeichnet. Entgegen dieser Strömung A wirken weitere entgegengesetzte Kräfte in axialer Richtung B auf die Laufschaufeln 10. Gegenüber beiden Kräften A, B gewährleistet die erfindungsgemässe Sicherungsvorrichtung 20 einen präzisen Halt der Laufschaufeln 10 in ihrer axialen Position.Figures 1 to 4 show a first embodiment of the inventive axial securing device 20. Each part of a moving blade is shown 10 with a fir tree-shaped blade root 12, which is in an opposite Radial groove 14 of a blade carrier 16 designed in the manner of a fir tree is held. In a gap 18 between the end 13 of the blade root 12 and a radial groove bottom 15 of the radial groove 14 is a securing body 22 of the invention Securing device 20 arranged. The flow direction of the The working medium acting on the blades 10 is marked with an arrow in FIG. 1 A marked. Against this flow A there are other opposite ones Forces in axial direction B on the blades 10. Compared to both forces A, B ensures the safety device 20 according to the invention a precise Hold the blades 10 in their axial position.

Der Sicherungskörper 22, der vorzugsweise aus einer Nickelbasislegierung, wie beispielsweise Nimonic 90 geformt ist, weist zwei Endbereiche 26, 26' und 28 auf mit welchen er die axiale Ausdehnung der Radialnut 14 des Schaufelträgers 16 bzw. die des Schaufelfusses 12 überragt. Der erste Endbereich 26, 26' des Sicherungskörpers 22 ist in Form einer Doppelnase ausgestaltet. Die radial äussere Nase 26' hintergreift, in diesem Beispiel formschlüssig, eine stromaufwärts gerichtete Schaufelfussstirnseite 44, die radial innere Nase 26 hintergreift formschlüssig eine ebenfalls stromaufwärts ausgerichtete Schaufelträgerstirnseite 36. In axialer Richtung beabstandet vom ersten Endbereich 26, 26' ist ein zweiter Endbereich 28 angeordnet, der in einer Montageposition, wie sie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt ist, nur eine stromabwärts gerichtete Stirnseite 42 des Schaufelfusses 12 hintergreift, und zwar in diesem Beispiel ebenfalls formschlüssig. Die beiden Endbereiche 26, 26' und 28 sind durch einen Verbindungsbereich 30 axial voneinander beabstandet. Der zweite Endbereich 28 steht in der Montageposition radial nach aussen von diesem Verbindungsbereich 30 ab. Der Verbindungsbereich 30 weist einen quadratischen Querschnitt mit über seine gesamte axiale Länge etwa konstanten Abmessungen auf. Dies ermöglicht eine sehr einfache Herstellung des Sicherungskörpers 22 sowie eine einfache Bearbeitung des Schaufelträgers 16 und des Schaufelfusses 12.The fuse body 22, which is preferably made of a nickel-based alloy, such as Nimonic 90 is formed, has two end regions 26, 26 'and 28 with which he the axial extension of the radial groove 14 of the blade carrier 16 and the of the blade root 12 protrudes. The first end region 26, 26 'of the fuse body 22 is designed in the form of a double nose. The radially outer nose 26 'engages behind in this example form-fitting, an upstream blade root face 44, the radially inner nose 26 also engages positively behind one upstream blade carrier end face 36. spaced in the axial direction a second end region 28 is arranged from the first end region 26, 26 ′, that in an assembly position, as shown in Figures 1 to 3, only one engages downstream end face 42 of the blade root 12, namely also positive in this example. The two end regions 26, 26 'and 28 are axially spaced apart from one another by a connecting region 30. The second End region 28 stands radially outward from this connection region in the assembly position 30 from. The connection area 30 has a square cross section with approximately constant dimensions over its entire axial length. This enables a very simple manufacture of the fuse body 22 and one simple machining of the blade carrier 16 and the blade root 12.

In Fig. 4 ist die Sicherungsvorrichtung 20 aus den Fig. 1 bis 3 in einer Sicherungsposition dargestellt, d.h. der zweite Endbereich 28 ist um etwa + 45° gegenüber der Montageposition verdreht, wobei der Bereich zwischen dem zweiten Endbereich und dem Verbindungsbereich 30 durch Torsion plastisch verformt ist. Genauso gut kann der zweite Endbereich 28 natürlich auch in die andere Richtung, d.h. um etwa - 45° in eine Sicherungsposition verdreht werden. Bei der hier gezeigten quadratischen Ausgestaltung des Querschnittes des Verbindungsbereiches 30 ist dieser im Spalt 18 ohne Spiel zwischen Radialnutboden 15 und Schaufelfussende 13 gelagert und kann daher nicht zusammen mit dem zweiten Endbereich 28 verdreht werden. Der zweite Endbereich 28 ragt in der Sicherungsposition über den radial innersten Wellenzacken 32 des tannenbaumförmigen Schaufelfusses 12 hinaus und hintergreift in dieser Position nicht nur die stromab ausgerichtete Schaufelfussstirnseite 42 sondern auch den stromab ausgerichteten, an den Wellenzacken 32 angrenzenden Teil der Schaufelträgerstirnseite 38. Auf diese Weise ist die Laufschaufel 10 sowohl stromab als auch stromaufwärts präzise in ihrer axialen Position gesichert. 4, the securing device 20 from FIGS. 1 to 3 is in a securing position shown, i.e. the second end region 28 is approximately + 45 ° with respect to that Mounting position rotated, the area between the second end and the connection area 30 is plastically deformed by torsion. Can just as well the second end region 28 of course also in the other direction, i.e. by about - 45 ° be turned into a securing position. In the square shown here The configuration of the cross section of the connection area 30 is in the gap 18 without play between the radial groove bottom 15 and blade root end 13 and cannot therefore be rotated together with the second end region 28. The second end region 28 projects in the securing position over the radially innermost wave prongs 32 of the fir tree-shaped blade root 12 and engages behind in this position not only the downstream blade end face 42 but also the downstream aligned part adjoining the shaft teeth 32 the blade carrier end face 38. In this way, the blade 10 is both Downstream and upstream precisely secured in their axial position.

In Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemässen Sicherungsvorrichtung 20 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der Verbindungsbereich 30 des Sicherungskörper 22 ebenfalls mit einem quadratischen Querschnitt versehen. Die Ecken des quadratischen Querschnittes bzw. die Kanten des als Vierkant ausgebildeten Verbindungsbereiches 30 sind, in dem hier gezeigten Beispiel, aber gephast 34 im Winkel von etwa 45°ausgebildet. Der Verbindungsbereich 30 ist hier mit Spiel im Spalt 18 gelagert, um ein Verdrehen des Sicherungskörpers 22 etwa um seine Mittellängsachse zu ermöglichen. Wie Fig. 5 zeigt ist in der Sicherungsposition der Sicherungskörper 22 als ganzes um etwa + 40° bis 45° gegenüber der Montageposition verdreht, wobei der Verbindungsbereich 30 mit den gephasten Kanten 34 zwischen dem Schaufelfussende 13 und dem Radialnutboden 15 festgeklemmt ist. Wiederum kann der Sicherungskörper 22 auch in die andere Richtung, d.h. um etwa - 40° in eine Sicherungsposition verdreht werden. Aufgrund der Lagerung des Verbindungsbereiches 30 mit Spiel kann der Sicherungskörper 22 etwa um seine Mittellängsachse um etwa 40° bis 45° aus der Montageposition in die Sicherungsposition verdreht werden, in welcher der Sicherungskörper durch den Reibungswiderstand zwischen den gephasten Kanten 34 des Verbindungsbereiches 30 und dem Schaufelfussende 13 bzw. dem Radialnutboden 15 festgeklemmt ist.5 shows a second embodiment of the safety device according to the invention 20 shown. In this embodiment, the connection area 30 of the Fuse body 22 is also provided with a square cross section. The Corners of the square cross section or the edges of the square Connection area 30 are, in the example shown here, but phased 34 formed at an angle of about 45 °. The connection area 30 is here with play stored in the gap 18 to twist the fuse body 22 about his To enable central longitudinal axis. 5 shows is in the securing position Fuse body 22 as a whole by about + 40 ° to 45 ° compared to the mounting position twisted, the connection region 30 with the chamfered edges 34 between the blade root end 13 and the radial groove bottom 15 is clamped. Again, the fuse body 22 can also be in the other direction, i.e. at about - Turned 40 ° into a locking position. Due to the storage of the connection area 30 with play, the securing body 22 can approximately about its central longitudinal axis by about 40 ° to 45 ° from the mounting position to the securing position be twisted in which the fuse body by the frictional resistance between the chamfered edges 34 of the connection area 30 and the Blade root end 13 or the radial groove base 15 is clamped.

Die Ausführungsform in den Fig. 6 unterscheidet sich von den vorhergehenden dadurch, dass der Schaufelfuss 12' und die Radialnut 14' schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind und der zweite Endbereich 28 sich in Umfangsrichtung erstreckende Auskragungen 35 aufweist. In der Sicherungsposition überragt eine der Auskragungen 35 des zweiten Endbereiches 28 den radial innersten Wellenzacken 32 des schwalbenschwanzförmigen Schaufelfusses 12' und hintergreift in dieser Position die stromab ausgerichtete Schaufelfussstirnseite 42 und die stromab ausgerichtete Schaufelträgerstirnseite 38. Mit Hilfe der Auskragungen 35 ist es möglich kleinere Winkel zwischen der Montageposition und der Sicherungsposition zu realisieren. Ein Keisförmiger Querschnitt des Verbindungsbereichs 30 der ohne Spiel gelagert ist erlaubt ein Verdrehen des Sicherungskörpers gegen einen Widerstand. Eine Sicherung des Sicherungskörpers kann in der Sicherungsposition hier wie in dem in Fig. 5 gezeigten beispeil zusätzlich zu der Klemmwirkung im Spalt z.B. mittels eines Sicherungsstiftes erfolgen (nicht dargestellt).The embodiment in FIG. 6 differs from the previous one in that that the blade root 12 'and the radial groove 14' dovetail-shaped are formed and the second end region 28 extends in the circumferential direction Has projections 35. One of the overhangs protrudes in the securing position 35 of the second end region 28 the radially innermost wave prongs 32 of the dovetail-shaped blade root 12 'and engages behind in this position the downstream blade root face 42 and the downstream Blade carrier end face 38. With the help of the projections 35, smaller ones are possible Realize angle between the mounting position and the securing position. A keel-shaped cross section of the connection area 30 which is supported without play it is allowed to twist the fuse body against resistance. A backup of the fuse body can be in the securing position here as in the in Fig. 5 shown, for example, in addition to the clamping action in the gap e.g. by means of a Locking pin (not shown).

Egal wie die Detailausgestaltung der Sicherungsvorrichtung 20 aussieht, Montage und Demontage verlaufen immer gleich einfach und schnell: Zur Montage wird der Schaufelfuss 12 der Laufschaufel 10 zwischen den beiden radial nach aussen vorspringenden Endbereichen 26, 28 auf dem Verbindungsbereich 30 des Sicherungskörpers 22 platziert. Laufschaufel 10 und Sicherungskörper 22 werden dann gemeinsam - mit dem zweiten Endbereich 28 des Sicherungskörpers 22 voran - in die Radialnut 18 des Schaufelträgers 16 eingeschoben, bis der erste Endbereich 26, 26' mit seiner radial inneren Nase 26' mit der ersten Stirnseite des Schaufelträgers 16 in Anschlag gebracht ist. Zur axialen Sicherung der Laufschaufel 10 wird anschliessend der Sicherungskörper 22 in Umfangsrichtung um einen Winkel, der abhängig von der Ausgestaltung der mitwirkenden Komponenten ist, verdreht. Auf diese Weise hintergreift der zweite Endbereich 28 - den radial innersten Wellenzacken 32 des Schaufelfusses 12 überragend - sowohl die zweite Stirnseite des Schaufelfusses 12 als auch die zweite Stirnseite des Schaufelträgers 16. Zur Demontage wird der Sicherungskörper 22 einfach aus seiner Sicherungsstellung in die Montagestellung zurückgedreht und der Sicherungskörper 22 zusammen mit der Laufschaufel 10 aus dem Radialspalt 18 herausgezogen. In den hier gezeigten Beispielen hintergreift der erste Endbereich 26, 26' mit seinen radial sich nach innen und nach aussen erstrekkenden Nasen 26, 26' jeweils die stromaufwärts ausgerichtete Stirnseiten 36, 44, während der zweite Endbereich 28 die stromab ausgerichteten Stirnseiten 38, 42 hintergreift. Aber Laufschaufel 10 und Sicherungskörper 22 lassen sich natürlich auch so auslegen, dass die Montage von der anderen Seite her erfolgt und der erste Endbereich 26, 26' die stromab ausgerichteten Stirnseiten hintergreift. und der zweite Endbereich 28 die stromaufwärts ausgerichteten Stirnseiten. No matter what the detailed design of the securing device 20 looks like, assembly and disassembly are always quick and easy: the assembly is made using the Blade root 12 of the blade 10 protrudes radially outwards between the two End regions 26, 28 on the connection region 30 of the fuse body 22 placed. The blade 10 and the fuse body 22 then become common - With the second end region 28 of the fuse body 22 ahead - in the Radial groove 18 of the blade carrier 16 inserted until the first end region 26, 26 ' with its radially inner nose 26 'with the first end face of the blade carrier 16 in Brought stop. Then, to axially secure the rotor blade 10 the fuse body 22 in the circumferential direction by an angle that depends is twisted by the design of the participating components. In this way engages behind the second end region 28 - the radially innermost wave prongs 32 of the Blade root 12 protruding - both the second end face of the blade root 12 as well as the second end face of the blade carrier 16. The securing body is used for disassembly 22 simply from its securing position to the mounting position turned back and the fuse body 22 together with the blade 10 the radial gap 18 pulled out. In the examples shown here, the first end region 26, 26 'with its radially inward and outward extending Lugs 26, 26 'each have the upstream end faces 36, 44, while the second end region 28 has the downstream end faces 38, 42 engages behind. But blade 10 and fuse body 22 can of course also design so that the assembly is from the other side and the first End region 26, 26 'engages behind the downstream end faces. and the second end region 28 the upstream end faces.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

AA
Richtung axial stromabDirection axially downstream
BB
Kraft stromaufwärtsForce upstream
1010
Laufschaufelblade
1212
Schaufelfussblade root
1313
SchaufelfussendeBlade root end
1414
Radialnutradial groove
1515
RadialnutbodenRadialnutboden
1616
Schaufelträgerblade carrier
1818
Radialspaltradial gap
2020
Sicherungsvorrichtungsafety device
2222
Sicherungskörperfuse body
26, 26'26, 26 '
erster Endbereichfirst end area
2828
zweiter Endbereichsecond end area
3030
Verbindungsabschnittconnecting portion
3232
radial innerster Wellenzacken (Tannenbaum)radially innermost wave spikes (fir tree)
3434
gephaste Kantebeveled edge
3535
Auskragungprojection
3636
stromaufwärts gerichtete Schaufelträgerstirnseiteupstream blade carrier end face
3838
stromabwärts gerichtete Schaufelträgerstirnseitedownstream blade end face
4242
stromabwärts gerichtete Schaufelfussstirnseitedownstream blade root face
4444
stromaufwärts gerichtete Schaufelfussstirnseiteupstream blade root face

Claims (11)

Axiale Sicherungsvorrichtung für Laufschaufeln (10) axial durchströmter Turbomaschinen, bei denen die Laufschaufeln (10) radial und in Umfangsrichtung mittels eines in eine Radialnut (14) eines Schaufelträgers (16) eingeschobenen Schaufelfusses (12), gesichert sind, wobei die Sicherungsvorrichtung (20) einen Sicherungskörper (22) mit einem ersten, axialen Endbereich (26, 26') und einem zweiten, axialen Endbereich (28) umfasst, die mittels eines Verbindungsbereiches (30) des Sicherungskörpers (22) miteinander verbunden sind, wobei in montiertem Zustand der Verbindungsbereich (30) in einem zwischen Schaufelfussende (12) und Radialnutboden (15) gebildeten Spalt (18) angeordnet ist und der erste Endbereich (26, 26') derart ausgebildet ist, dass er radial aussen eine erste Stirnseite des Schaufelfusses (12) und radial innen eine erste Stirnseite des Schaufelträgers (16) hintergreift, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endbereich (28) derart ausgebildet sind, dass er aus einer Montageposition um einen bestimmten Winkel in eine Sicherungsposition verdrehbar ist, wobei er in der Montageposition radial nach aussen von dem Verbindungsbereich (30) absteht und nur eine entgegengesetzt zur ersten Stirnseite ausgerichtete, zweite Stirnseite des Schaufelfusses (12) hintergreift, während er in der Sicherungsposition radial aussen sowohl die zweite Stirnseite (42) des Schaufelfusses (12) als auch eine gleichermassen ausgerichtete zweite Stirnseite (38) des Schaufelträgers (16) hintergreift.Axial securing device for rotor blades (10) of turbomachines with axial flow, in which the rotor blades (10) are secured radially and in the circumferential direction by means of a blade root (12) pushed into a radial groove (14) of a blade carrier (16), the securing device (20) comprises a securing body (22) with a first, axial end region (26, 26 ') and a second, axial end region (28) which are connected to one another by means of a connecting region (30) of the securing body (22), the connecting region in the assembled state (30) is arranged in a gap (18) formed between the blade root end (12) and the radial groove base (15) and the first end region (26, 26 ') is designed such that it radially outwards a first end face of the blade root (12) and radially the inside engages behind a first end face of the blade carrier (16), characterized in that the second end region (28) is designed such that it consists of a Day position can be rotated by a certain angle into a securing position, whereby in the assembly position it protrudes radially outward from the connecting region (30) and only engages behind a second end face of the blade root (12) which is oriented opposite the first end face, while it is radial in the securing position on the outside both the second end face (42) of the blade root (12) and an equally oriented second end face (38) of the blade carrier (16) engage behind. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endbereich (28) des Sicherungskörpers (22) derart ausgebildet ist, dass er in der Sicherungsposition die zweite Schaufelfussstirnseite hintergreifend über den radial innersten Wellenzacken (32) eines tannenbaumförmigen Schaufelfusses (12) bzw. eines schwalbenschwanzförmigen Schaufelfusses (12') hinausragt und die zweite Stirnseite des Schaufelträgers (16) hintergreift. Securing device according to claim 1, characterized in that the second end region (28) of the securing body (22) is designed such that in the securing position it engages behind the second end of the blade root over the radially innermost corrugated teeth (32) of a fir-tree-shaped blade root (12) or one dovetail-shaped blade root (12 ') protrudes and engages behind the second end face of the blade carrier (16). Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bestimmte Winkel zwischen der Sicherungsposition und der Montageposition im Bereich von etwa ± 5°, bis zu etwa ± 50°, vorzugsweise im Bereich von ± 10° bis ± 25° liegt.Safety device according to claim 1 or 2, characterized in that the specific angle between the securing position and the mounting position is in the range of approximately ± 5 °, up to approximately ± 50 °, preferably in the range of ± 10 ° to ± 25 °. Sicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endbereich (28) durch Torsionsverformung gegen den Verbindungsbereich (30) des Sicherungskörpers (22) aus der Montageposition in die Sicherungsposition verdrehbar ist.Securing device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the second end region (28) can be rotated from the assembly position into the securing position by torsional deformation against the connecting region (30) of the securing body (22). Sicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stirnseiten von Schaufelträger (16) und Schaufelfuss (12), die der erste Endbereich (26, 26') hintergreift, die stromaufwärts ausgerichteten Stirnseiten (36 ) und (44) von Schaufelträger (16) und Schaufelfuss (12) sind, und dass die zweiten Stirnseiten von Schaufelträger (16) und Schaufelfuss (12), die der zweite Endbereich (28) in der Sicherungsposition hintergreift, die stromab ausgerichteten Stirnseiten (38) und (42) von Schaufelträger (16) und Schaufelfuss (12) sind.Safety device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first end faces of the blade carrier (16) and the blade root (12) which the first end region (26, 26 ') engages behind, the upstream aligned end faces (36) and (44) of the blade carrier (16) and the blade root (12), and that the second end faces of the blade carrier (16) and the blade root (12), which the second end region (28) engages behind in the securing position, are the downstream end faces (38) and (42 ) of blade carrier (16) and blade root (12). Sicherungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endbereich (26, 26') in Form einer Doppelnase ausgestaltet ist, wobei die radial innere Nase (26) die erste Schaufelträgerstirnseite und die radial äussere Nase (26') die erste Schaufelfussstirnseite hintergreifen, und zwar vorzugsweise formschlüssig hintergreifen.Safety device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first end region (26, 26 ') is designed in the form of a double nose, the radially inner nose (26) the first blade carrier end face and the radially outer nose (26') reach behind the first blade root end face, and preferably engage behind with a positive fit. Sicherungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelnase (26, 26') mittels einer Materialverdickung, vorzugsweise einstückig mit dem Verbindungsbereich (30) gebildet ist.Safety device according to claim 6, characterized in that the double nose (26, 26 ') is formed by means of a material thickening, preferably in one piece with the connecting region (30). Sicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endbereich (28) als radial nach aussen vom Verbindungselement (30) abstehender Vorsprung ausgebildet ist, und die zweiten Stirnseiten von Schaufelträger (16) und Schaufelfuss (12), vorzugsweise formschlüssig, hintergreift.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the second end region (28) is designed as a projection projecting radially outward from the connecting element (30), and engages behind the second end faces of the blade carrier (16) and blade root (12), preferably in a form-fitting manner. Sicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endbereich (28) in Form einer Materialverdikkung, vorzugsweise einstückig mit dem Verbindungsbereich (30) des Sicherungskörpers (22) ausgebildet ist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the second end region (28) is designed in the form of a material thickening, preferably in one piece with the connecting region (30) of the safety body (22). Sicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (30) einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt aufweist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting region (30) has a rectangular or square cross section. Sicherungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Sicherungskörper (22) einstückig, und zwar vorzugsweise aus einer Nickelbasislegierung, gebildet ist.Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the entire safety body (22) is formed in one piece, preferably from a nickel-based alloy.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107630720A (en) * 2017-09-30 2018-01-26 南京赛达机械制造有限公司 A kind of buckled turbine blade and preparation method thereof
EP3587612A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-01 MTU Aero Engines GmbH Method for producing an assembly comprising an interlocking connection and an assembly with an interlocking connection with precipitation-hardenable interlocking area
JP7217330B1 (en) 2021-11-18 2023-02-02 三菱重工業株式会社 Turbine rotor and manufacturing method thereof

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB643914A (en) 1948-03-08 1950-09-27 Joseph Stanley Hall Improvements in and relating to turbine or like blade securing means
US2801074A (en) * 1952-10-01 1957-07-30 United Aircraft Corp Blade retaining means
GB793931A (en) * 1954-08-10 1958-04-23 Joseph Thompson Purvis Rotor for rotary power conversion machines
US2928651A (en) 1955-01-21 1960-03-15 United Aircraft Corp Blade locking means
GB944326A (en) * 1959-06-12 1963-12-11 Ass Elect Ind Locking means for turbine or compressor blading
US3653781A (en) * 1970-12-18 1972-04-04 Gen Electric Turbomachinery blade retainer
US3832092A (en) * 1973-10-19 1974-08-27 Gen Electric Device for locking turbomachinery blades
JPS59113207A (en) * 1982-12-20 1984-06-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Anti-removing work of turbine blade

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB643914A (en) 1948-03-08 1950-09-27 Joseph Stanley Hall Improvements in and relating to turbine or like blade securing means
US2801074A (en) * 1952-10-01 1957-07-30 United Aircraft Corp Blade retaining means
GB793931A (en) * 1954-08-10 1958-04-23 Joseph Thompson Purvis Rotor for rotary power conversion machines
US2928651A (en) 1955-01-21 1960-03-15 United Aircraft Corp Blade locking means
GB944326A (en) * 1959-06-12 1963-12-11 Ass Elect Ind Locking means for turbine or compressor blading
US3653781A (en) * 1970-12-18 1972-04-04 Gen Electric Turbomachinery blade retainer
US3832092A (en) * 1973-10-19 1974-08-27 Gen Electric Device for locking turbomachinery blades
JPS59113207A (en) * 1982-12-20 1984-06-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Anti-removing work of turbine blade

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 008, no. 230 (M - 333) 23 October 1984 (1984-10-23) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107630720A (en) * 2017-09-30 2018-01-26 南京赛达机械制造有限公司 A kind of buckled turbine blade and preparation method thereof
EP3587612A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-01 MTU Aero Engines GmbH Method for producing an assembly comprising an interlocking connection and an assembly with an interlocking connection with precipitation-hardenable interlocking area
JP7217330B1 (en) 2021-11-18 2023-02-02 三菱重工業株式会社 Turbine rotor and manufacturing method thereof
JP2023074610A (en) * 2021-11-18 2023-05-30 三菱重工業株式会社 Turbine rotor and manufacturing method of the same

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