EP1402152B1

EP1402152B1 - Securing system for the rotor blades of axial flow turbo engines

Info

Publication number: EP1402152B1
Application number: EP02737718A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Diebold
Original assignee: ABB Turbo Systems AG
Current assignee: Accelleron Industries AG
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: KR20040018409A; CN1524160A; KR100837134B1; CN100416045C; WO2003004834A1; DE50209295D1; EP1402152A1; JP2004532952A; JP4315801B2

Abstract

The invention relates to a securing system for rotor blades (10) of axial flow turbo engines, wherein the rotor blades (10) are radially and peripherally secured by means of a rotor base (12) that is inserted in a radially disposed axial groove (14) of a blade support (16). In the axial relation, the rotor blade (10) is secured by a securing body (22) disposed between the rotor base end (13) and the axial groove bottom (15) and engaging behind the back (40) of the blade support (16) opposite the effective axial force with its first end section (26). In addition to these axial and radial securing elements, the inventive securing system (20) is further provided with a securing element (24) that is axially disposed adjacent to the first end section (26) of the securing body (22) and that forms an axial stop (34) for said end section. The invention further relates to a securing body for such a securing system, whose end sections (26, 26') are wider than the axial groove (14) and that, in the mounted state, project only radially outwards from a base element (28) interlinking them.

Description

Technical area

Die Erfindung bezieht sich auf ein axiales Sicherungssystem für Laufschaufeln axial durchströmter Turbomaschinen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und einen Sicherungskörper für das Sicherungssystem gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 8.The invention relates to an axial securing system for blades axially flowed turbomachinery according to the preamble of claim 1 and a fuse body for the security system according to the preamble of claim 8.

Auf die Laufschaufeln von axial durchströmten Turbomaschinen wirken auf Grund der Rotation Zentrifugalkräfte. Diese Kräfte werden in der Regel durch eine tannenbaum- bzw. schwalbenschwanzförmige, radial angeordnete und sich axial erstrekkende Nut-Federverbindung zwischen Laufschaufel und Schaufelträger aufgefangen. Die durch die axiale Strömungsrichtung des Strömungsmediums auftretenden axialen Kräfte müssen dagegen mittels einer gesonderten Sicherungseinrichtung aufgefangen werden.Due to the rotation, centrifugal forces act on the blades of axially turbomachines. These forces are usually absorbed by a fir-tree or dovetail-shaped, radially arranged and axially erstrekkende groove-spring connection between the blade and blade carrier. The axial forces occurring through the axial flow direction of the flow medium, however, must be absorbed by means of a separate safety device.

State of the art

Zur Sicherung der Schaufeln in axialer Richtung werden heute in der Regel im Radialspalt zwischen Schaufelfussende und Axialnutboden angeordnete Sicherungskörper verwendet.To secure the blades in the axial direction today usually arranged in the radial gap between the blade root end and Axialnutboden fuse body.

Dabei gibt es Sicherungskörper, die sich vom stromabwärts gelegenen Ende her nur über einen Teil der radial angeordneten Axialnut erstrecken, wie dies beispielsweise aus der Patentschrift US-2,641,443 bekannt ist. Diese Sicherungskörper weisen im allgemeinen einen stromauf angeordneten Vorsprung auf, der in eine zugehörige Nut des Schaufelfusses eingreift. Der stromabwärts liegende Endbereich überragt die Axialnut und wird zur axialen Sicherung der Laufschaufel so umgebogen, dass er die stromab liegende Rückseite des Schaufelträgers hintergreift. Ein Vorsprung am Schaufelfuss hintergreift am gegenüberliegenden Ende des Schaufelfusses die Druckseite des Schaufelträgers.In this case, there are securing bodies, which extend from the downstream end only over part of the radially arranged axial groove, as is known, for example, from the patent US Pat. No. 2,641,443. These fuse bodies generally have an upstream projection which engages in an associated groove of the blade root. The downstream end region projects beyond the Axialnut and is bent to axially secure the blade so that it engages behind the downstream rear side of the blade carrier. A projection on the blade root engages the pressure side of the blade carrier at the opposite end of the blade root.

Andere zur axialen Sicherung verwendete Sicherungskörper erstrecken sich über die gesamte Länge der Axialnut und überragen diese auf beiden Seiten. Dies ist beispielsweise in US-2,928,651 und GB-A-643,1914 beschrieben. Bei dem in GB-A-643,1914 beschriebenen Sicherungskörper ist ein überstehender Endbereich als schulterartiger Vorsprung ausgebildet, der die Druckseite des Schaufelträgers hintergreift, während der andere überstehende Endbereich in eingebautem Zustand durch Umbiegen in eine Position gebracht wird, in der er die stromabwärts liegende Stirnseite des Schaufelträgers hintergreift. Der in US-2,928,651 offenbarte Sicherungskörper besteht aus einem Blech, dessen beide überstehenden Endbereiche durch Umbiegen so gestaltet sind, dass sie im eingebauten Zustand die beiden Stirnseiten des Schaufelträgers hintergreifen. Auch in diesen beiden Fällen ist die axialen Halt gebende Verbindung mit dem Schaufelfuss durch Vorsprünge oder Zungen hergestellt, welche von den jeweiligen Sicherungskörpern abstehen und in entsprechende Nuten der Schaufelfüsse eingreifen. Siehe hierzu auch DE-A-197 57 188.Other securing devices used for axial securing extend over the entire length of the axial groove and project beyond it on both sides. This is described, for example, in US-2,928,651 and GB-A-643,1914. In the case of the securing body described in GB-A-643,1914, a projecting end portion is formed as a shoulder-like projection which engages behind the pressure side of the blade carrier, while the other projecting end portion is installed by being bent over to a position in which it is located downstream Rear side of the blade carrier engages behind. The disclosed in US-2,928,651 fuse body consists of a metal sheet, the two protruding end portions are designed by bending so that they engage behind the two end faces of the blade carrier in the installed state. Also in these two cases, the axial stop-giving connection with the blade root is produced by projections or tongues which protrude from the respective securing bodies and engage in corresponding grooves of the blade feet. See also DE-A-197 57 188.

Die Herstellung der beschriebenen Sicherungskörper ist aufwendig, da zum einen das Material so gewählt werden muss, dass es in die geforderte Form gebogen werden aber dennoch die auftretenden Kräfte aufnehmen kann. Zum anderen, weil die Endbereiche der Bleche mit hoher Präzision gebogen werden müssen, um die Schaufeln in ihrer axialen Lage genau zu fixieren. Ein solcher Sicherungskörper kann nur bedingt auf die möglichen Schub- und Scherkräfte ausgelegt werden, wobei durch das Biegen eine zusätzliche Materialschwächung eingebracht wird. Bei den sehr hohen Drehzahlen, die heute zur Anwendung kommen, kommt es daher immer wieder dazu, dass die umgebogenen Enden der Belastung nicht standhalten und durch die hohen Kräfte aufgebogen werden. Die Schaufeln rutschen axial aus ihrer Position und schleifen am Gehäuse.The preparation of the fuse body described is complicated because on the one hand, the material must be chosen so that it can be bent into the required shape but can still absorb the forces occurring. On the other hand, because the end portions of the sheets must be bent with high precision in order to fix the blades accurately in their axial position. Such a fuse body can only be interpreted to a limited extent on the possible shear and shear forces, wherein an additional material weakening is introduced by the bending. At the very high speeds that are used today, it often comes back to the fact that the bent ends of the load can not withstand and be bent up by the high forces. The blades slip axially out of position and grind on the housing.

Presentation of the invention

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein einfaches und in Herstellung und Montage wirtschaftliches Sicherungssystem für Laufschaufeln axial durchströmter Turbomaschinen zu schaffen, bei dem die axialen Schub- und Scherkräfte sicher aufgenommen und die Laufschaufeln in ihrer exakten Position gehalten werden.It is therefore an object of the invention to provide a simple and economical to manufacture and assemble mounting system for blades axially flowed turbomachinery in which the axial thrust and shear forces safely received and the blades are held in their exact position.

Diese Aufgabe löst ein Sicherungssystem gemäss den Merkmalen des Patentanspruches 1.This object is achieved by a security system according to the features of patent claim 1.

Erfindungsgemäss weist das Sicherungssystem für jede Laufschaufel eine radial angeordnete Axialnut im Schaufelträger auf, in die die Laufschaufel mit ihrem gegengleich ausgebildeten Schaufelfuss eingeschoben werden kann. Zwischen dem Schaufelfussende und dem Axialnutboden ist ein Sicherungskörper angeordnet, der mit seinem ersten Endbereich die der angreifenden axialen Kraft gegenüberliegende Rückseite des Schaufelträgers hintergreift. Ein Sicherungselement, das einstückig mit dem Schaufelträger ausgebildet ist, ist dem ersten Endbereich des Sicherungskörpers axial benachbart angeordnet und bildet für diesen einen axialen Anschlag. Der erste Endbereich des Sicherungskörpers kommt in einer Umfangsnut zwischen Anschlag und Schaufelträger zu liegen. Durch den Anschlag wird verhindert, dass der Sicherungskörpers durch die auftretenden Kräfte axial aus seiner Position verschoben oder der Endbereich aufgebogen werden kann, wodurch der Schaufelfuss und mit ihm die Laufschaufel in ihrer exakten Position gehalten wird. Durch die einstückige Ausbildung des Sicherungselementes mit dem Schaufelträger sind Herstellung und Montage besonders einfachsten und kostengünstig.According to the invention, the securing system for each blade has a radially arranged axial groove in the blade carrier, into which the blade can be inserted with its counter-shaped blade root. Between the blade root end and the Axialnutboden a fuse body is arranged, which engages with its first end region of the engaging axial force opposite the rear side of the blade carrier. A securing element, which is formed integrally with the blade carrier, is arranged axially adjacent to the first end region of the securing body and forms an axial stop for the latter. The first end portion of the fuse body comes to lie in a circumferential groove between stop and blade carrier. The stop prevents the securing body from being displaced axially out of its position by the forces which occur or the end area being able to be bent, as a result of which the blade root and with it the blade are held in their exact position. Due to the one-piece design of the fuse element with the blade carrier manufacturing and assembly are particularly simple and inexpensive.

Am einfachsten lässt sich das einstückig mit dem Schaufelträger ausgebildete Sicherungselement mittels Drehen und/oder Fräsen herstellen; bei hochwertigem Material durch Schleifen.The easiest way to produce the integrally formed with the blade carrier fuse element by turning and / or milling; with high quality material by grinding.

Besonders einfach und kostengünstig ist es, bei diesem Sicherungssystem mit einem Sicherungskörper zu arbeiten, der mit seinen beiden Endbereichen axial über die Axialnut hinausragt und dessen Endbereiche in eingebautem Zustand je eine Stirnseite des Schaufelträgers hintergreifen. Dies hat den Vorteil, dass der Schaufelfuss einfach gestaltet sein kann, da er den Schaufelträger nicht auf der Druckseite hintergreifen muss. Aber auch Sicherungskörper, die sich vom stromabwärts gelegenen Ende her nur über einen Teil der Axialnut erstrecken, und Laufschaufeln mit dazu passend ausgebildeten Schaufelfüssen können verwendet werden.It is particularly simple and cost-effective to work with this safety system with a safety body which projects axially beyond the axial groove with its two end regions and whose end regions in the installed state each engage behind an end face of the blade carrier. This has the advantage that the blade root can be designed simply because it does not have to engage behind the blade carrier on the pressure side. But also securing body, which extend from the downstream end only over part of the axial groove, and blades with matching trained blade feet can be used.

Sind die Endbereiche des Sicherungskörpers breiter als ein sie verbindendes Basisteil des Sicherungskörpers, so verteilt sich die auf den Endbereich wirkende Kraft auf eine grössere Fläche. Dies führt zu einem günstigeren Verhältnis Kraft pro Fläche auch in Bezug auf den durch das Sicherungselement gebildeten, dem Endbereich zugeordneten Anschlag.If the end regions of the securing body are wider than a base part of the securing body connecting them, the force acting on the end region is distributed over a larger area. This leads to a more favorable ratio of force per surface also with respect to the stop formed by the securing element and associated with the end region.

Sind die Endbereiche des Sicherungskörpers breiter als das Basisteil und auch breiter als die Axialnut, so ist es sehr vorteilhaft, wenn die Endbereiche des Sicherungskörpers im eingebauten Zustand radial nach aussen vom Basisteil abstehen und die Stirnseiten des Schaufelfusses und die Stirnseiten des Schaufelträgers hintergreifen. Ist dies der Fall, benötigt man keine zusätzliche Zunge und keinen Vorsprung, der in eine passende Nut des Schaufelfusses eingreift, um die Verbindung zwischen Schaufelfuss und Sicherungskörper herzustellen. Dies vereinfacht sowohl die Herstellung des Schaufelfusses als auch diejenige des Sicherungskörpers. Ein solcher erfindungsgemässer Sicherungskörper kann natürlich nicht nur im Zusammenhang mit dem erfindungsgemässen Sicherungssystem, sondern auch anstelle bekannter Sicherungskörper ohne das Sicherungselement eingesetzt werden.If the end regions of the securing body are wider than the base part and also wider than the axial groove, it is very advantageous if the end regions of the securing body protrude radially outward from the base part in the installed state and engage behind the end faces of the blade root and the end faces of the blade carrier. If this is the case, you need no additional tongue and no projection that engages in a matching groove of the blade root to make the connection between the blade root and fuse body. This simplifies both the manufacture of the blade root and that of the fuse body. Of course, such a fuse body according to the invention can be used not only in connection with the fuse system according to the invention but also in place of known fuse bodies without the fuse element.

Ist das Sicherungselement als separate Sicherungsscheibe oder als Sicherungsring gefertigt, der dann zu einem mit dem Schaufelträger einstückigen Körper verschweisst oder verklebt wird, so können bestehende Turbomaschinen mit dem Sicherungssystem nachgerüstet werden.If the securing element is produced as a separate securing disk or as a securing ring, which is then welded or adhesively bonded to a body integral with the blade carrier, then existing turbomachines can be retrofitted with the securing system.

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

Brief description of the drawings

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:

Fig. 1: eine erfindungsgemässes Sicherungssystems an Hand eines Teils eines Schaufelträgers mit einer am Schaufelträger befestigten Laufschaufel, perspektivisch und im Schnitt entlang eines Axialnutbodens des Schaufelträgers;
Fig. 2: perspektivisch einen erfindungsgemässen Sicherungskörper des Sicherungssystems;
Fig.3: ebenfalls ein erfindungsgemässes Sicherungssystem in zu Fig. 1 analoger Darstellung; und
Fig. 4: die Ausführungsform aus Fig. 3 in einer anderen perspektivischen Ansicht ohne Laufschaufel;

In the following, the subject invention will be explained in more detail with reference to preferred embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. It shows purely schematically:

Fig. 1: a safety system according to the invention on the basis of a part of a blade carrier with a blade attached to the blade carrier, in perspective and in section along an axial groove bottom of the blade carrier;
Fig. 2: in perspective a fuse body of the security system according to the invention;
Figure 3: likewise a security system according to the invention in a representation analogous to FIG. 1; and
Fig. 4: the embodiment of Figure 3 in another perspective view without a blade.

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 numerals used in the drawings and their meaning are listed in the list of reference numerals. Basically, the same parts are provided with the same reference numerals in the figures.

Die Figuren 1 und 3 zeigen jeweils eine Laufschaufel 10, die mit ihrem 12 in einer radial angeordneten Axialnut 14 eines Schaufelträgers 16 befestigt ist. Aus Gründen der besseren Anschaulichkeit ist nur ein Teil des Schaufelträgers 16 und zwar im Schnitt zur Axialnut 14 dargestellt. Der Schaufelfuss 12 ist als Tannenbaumfuss ausgebildet und die Axialnut 14 als gegengleiche Nut, so dass der Schaufelfuss 12 radial und in Umfangsrichtung in der Nut 14 verschiebungssicher verankert ist. Zur axialen Sicherung ist zwischen einem zum Schaufelfuss 12 gehörenden Schaufelfussende 13 und einem die Axialnut 14 radial nach innen begrenzenden Axialnutboden 15 ein Sicherungskörper 22 angeordnet, dessen beide Endbereiche 26, 26' in axialer Richtung über die Axialnut 14 hinausragen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die beiden Endbereiche 26, 26' jeweils breiter als ein sie verbindendes Basisteil 28 des Sicherungskörpers 22. In eingebauten Zustand stehen die Endbereiche 26, 26' jeweils radial nach aussen vom Basisteil 28 ab und hintergreifen jeweils eine Stirnseite 38', 40' des Schaufelfusses 12 und einen Teil der Stirnseiten 38, 40 des Schaufelträgers 16. Dadurch, dass die Endbereiche 26, 26' des Sicherungskörpers 22 breiter sind als das Basisteil 28 und breiter als die Axialnuten 14, hintergreifen sie auch dann noch Teile der Stirnseiten 38, 40 des Schaufelträgers 16, wenn sie radial nach aussen vom Basisteil 28 abstehen.Figures 1 and 3 each show a blade 10, which is fixed with its 12 in a radially disposed axial groove 14 of a blade carrier 16. For better clarity, only a part of the blade carrier 16 and that in Section shown to the axial groove 14. The blade root 12 is formed as a fir tree root and the axial groove 14 as the opposite groove, so that the blade root 12 is anchored radially and in the circumferential direction in the groove 14 against displacement. For axial securing, a securing body 22 is arranged between a blade root 12 belonging to the blade root 12 and an axial groove 14 radially inwardly delimiting Axialnutboden 15, the two end portions 26, 26 'protrude in the axial direction over the axial groove 14. As can be seen from FIG. 2, the two end regions 26, 26 'are each wider than a base part 28 of the securing body 22 connecting them. When installed, the end regions 26, 26' each project radially outward from the base part 28 and each engage behind an end face 38 ', 40' of the blade root 12 and a portion of the end faces 38, 40 of the blade carrier 16. Because the end portions 26, 26 'of the fuse body 22 are wider than the base portion 28 and wider than the axial grooves 14, they still engage behind Parts of the end faces 38, 40 of the blade carrier 16 when they project radially outward from the base part 28.

Die erste Stirnseite 38 des Schaufelträgers 16 bildet die Druckseite des Schaufelträgers 16. Auf diese Seite wirkt aufgrund der Strömungsrichtung A (siehe Pfeil) eine sehr grosse axiale Kraft ein. Via den Schaufelfuss 12 wird diese axial wirkende Kraft auch auf den ersten Endbereich 26 des Sicherungskörpers 22 übertragen, welcher die gegenüberliegende Stirnseite 40 des Schaufelträgers - auch Rückseite 40 genannt - hintergreift. Um nun ein Aufbiegen des ersten Endbereiches 26 zu verhindem ist auf der Rückseite 40 des Schaufelträgers 16 ein Sicherungselement 24 angeordnet, das stromab in axialer Richtung einen Anschlag 34 für den ersten Endbereich 26 bildet, so dass der erste Endbereich 26 nicht mehr aufgebogen werden kann. Das Sicherungselement 24 bildet zusammen mit dem Sicherungskörper 22, der Axialnut 14 und dem Schaufelfuss 12 ein Sicherungssystem 20, das die Laufschaufel 10 auch bei sehr hohen Drehzahlen in axialer, radialer und in Umfangsrichtung positionssicher mit dem Schaufelträger 16 verbindet. Im gezeigten Beispiel ist der Sicherungskörper 22 aus Blech gebildet und beide Endbereiche 26, 26' werden durch Umbiegen in ihre Position radial nach aussen abstehend vom Basisteil 28 gebracht. Natürlich kann der erste Endbereich 38, der die Rückseite 40 des Schaufelträgers hintergreift aber auch als massiver Vorsprung ausgebildet sein und nur der zweite Endbereich 26' durch Umbiegen in Position gebracht werden.The first end face 38 of the blade carrier 16 forms the pressure side of the blade carrier 16. Due to the flow direction A (see arrow), a very large axial force acts on this side. Via the blade root 12, this axially acting force is also transmitted to the first end region 26 of the securing body 22, which engages behind the opposite end face 40 of the blade carrier - also called the rear side 40. In order to prevent bending of the first end region 26, a securing element 24 is arranged on the rear side 40 of the blade carrier 16 which forms a stop 34 for the first end region 26 in the axial direction downstream so that the first end region 26 can no longer be bent open. The securing element 24 forms, together with the securing body 22, the axial groove 14 and the blade root 12, a securing system 20 which connects the moving blade 10 to the blade carrier 16 in a positionally reliable manner, even in the axial, radial and circumferential directions, even at very high rotational speeds. In the example shown, the fuse body 22 is formed of sheet metal and both end portions 26, 26 'are brought by bending in their position radially outwardly projecting from the base part 28. Of course, the first end portion 38, which engages behind the rear side 40 of the blade carrier but also be formed as a solid projection and only the second end portion 26 'are brought into position by bending.

Die Figuren 3 und 4 zeigen das Sicherungselement 24 einstückig mit dem Schaufelträger 16 ausgebildet. Bei der Herstellung dieser einstückigen Ausführungsform werden zunächst die Axialnuten 14 in den Grundkörper des Schaufelträgers 16 gefräst oder geräumt. Dann wird auf der Rückseite 40 des Schaufelträgers 16 ein Streifen der etwa die doppelte Dicke des Sicherungskörpers 22 misst, abgedreht, und zwar radial soweit nach innen, dass die stehenbleibende Schulter den Axialnutboden 15 radial etwas weiter nach aussen überragt als der radial nach aussen abstehende erste Endbereich 26 des Sicherungskörpers 22. Schliesslich wird auf der den Axialnuten 14 zugewandten Seite der bestehenden Schulter durch Drehen eine Umfangsnut 42 geschaffen, die radial nach innen etwas über den Axialnutboden 15 hinaus reicht und deren Breite so bemessen ist, dass sie mit geringem Spiel den ersten Endbereich 26 des Sicherungskörpers 22 aufnehmen kann. Bei Verwendung von sehr hochwertigem Material, wie z.B. Nimonic 901 mit ca. 40% Nickel, kann die Umfangsnut 42 auch durch Schleifen gebildet werden. Durch dieses Vorgehen sind stromab der Umfangsnut 42 durch das Fräsen der Axialnuten 14 entstandene Einschnitte und dazwischen stehengebliebene Elemente von der ursprünglich gedrehten Schulter übrig geblieben. Die stehengebliebenen Elemente bilden nun jeweils einen axialen Anschlag 34 für den ersten Endbereich 26 des Sicherungskörpers 22, der ja aufgrund seiner Breite die Axialnut 14 und somit auch den Einschnitt in Umfangsrichtung überragt, so dass der Anschlag seine Wirkung entfalten kann. Die axiale Ausdehnung jedes Schaufelfusses 12 und des Basisteils 28 jedes Sicherungskörpers 22 entspricht der axialen Ausdehnung der nach dem Drehen stehengebliebenen Axialnuten 14, so dass nach der Montage kein Schaufelfuss 12 und kein Teil eines Basisteils 28 in die Umfangsnut 42 hineinragt oder über die Druckseite 38 des Schaufelträgers hinausragt.FIGS. 3 and 4 show the securing element 24 formed in one piece with the blade carrier 16. In the production of this one-piece embodiment, the axial grooves 14 are first milled or cleared in the main body of the blade carrier 16. Then, on the rear side 40 of the blade carrier 16, a strip which measures approximately twice the thickness of the securing body 22 is turned off, namely radially inward, such that the stationary shoulder radially projects slightly further outward of the axial groove bottom 15 than the first radially outwardly protruding first Finally, on the axial grooves 14 facing side of the existing shoulder by turning a circumferential groove 42 is created, which extends radially inwardly slightly beyond the Axialnutboden 15 addition and whose width is such that they with little clearance the first End portion 26 of the fuse body 22 can accommodate. When using very high quality material, such as Nimonic 901 with about 40% nickel, the circumferential groove 42 can also be formed by grinding. By doing so, recesses and intervening elements left from the originally rotated shoulder are left downstream of the circumferential groove 42 by milling the axial grooves 14. The remaining elements now each form an axial stop 34 for the first end portion 26 of the fuse body 22, which indeed projects beyond the axial groove 14 and thus also the incision in the circumferential direction due to its width, so that the stopper can exert its effect. The axial extent of each blade root 12 and the base part 28 of each securing body 22 corresponds to the axial extent of the axial grooves 14 remaining after rotation, so that after assembly no blade root 12 and no part of a base part 28 projects into the circumferential groove 42 or over the pressure side 38 of the Shovel stands out.

Das Sicherungselementes 24 kann mit beliebig ausgebildeten Sicherungskörpern kombiniert werden und bildet dann ein erfindungsgemässes Sicherungssystem 20. Entsprechende Anpassungen der Umfangsnut 42 stellen dabei kein Problem dar.The securing element 24 can be combined with any desired securing bodies and then forms a security system 20 according to the invention. Corresponding adaptations of the circumferential groove 42 are not a problem in this case.

Das Sicherungselement 24 kann aber auch, wie in Fig. 1 gezeigt, als separate Sicherungsscheibe 32 ausgebildet sein, welche beispielsweise mittels einer Schweissverbindung 30 mit dem Schaufelträger 16 zu einem einstückigen Körper verbunden sein. Die Sicherungsscheibe 32 weist dabei auf ihrer dem Schaufelträger 16 zugewandten Seite eine Schulter auf, die so ausgestaltet ist, dass sich beim Verbinden mit dem Schaufelträger 16 eine Umfangsnut 42 ergibt, in welcher die jeweils ersten Endbereiche 26 der Sicherungskörper 22 für die Laufschaufeln 10 hineingreifen. Das Sicherungselement 24 kann je nach Ausgestaltung des Schaufelträgers 16 auch als Sicherungsring ausgebildet sein. Statt mittels einer Schweissverbindung 30 ist es auch denkbar, das Sicherungselement 24 mittels einer Klebverbindung mit dem Schaufelträger 16 zu einem einstückigen Körper zu verbinden.However, the securing element 24 can also, as shown in FIG. 1, be designed as a separate securing disk 32, which, for example, be connected to the blade carrier 16 by means of a welded connection 30 to form an integral body. In this case, the securing disk 32 has on its side facing the blade carrier 16 a shoulder which is configured in such a way that when connecting to the blade carrier 16 there is a circumferential groove 42 in which the respectively first end regions 26 of the securing body 22 reach into the rotor blades 10. Depending on the configuration of the blade carrier 16, the securing element 24 can also be designed as a securing ring. Instead of using a welded joint 30, it is also conceivable to connect the securing element 24 by means of an adhesive bond with the blade carrier 16 to form a one-piece body.

Vorteilhaft an der separaten Ausgestaltung des Sicherungselement 24 ist, dass bestehende Schaufelträger 16 mit Axialnut/Sicherungskörper-Verbindungen mit diesem Sicherungselement 24 nachgerüstet und mit dem Sicherungselement zu einstückigen Körpern verbunden werden können. Auf diese Weise kann ein erfindungsgemässes Sicherungssystem nachträglich 20 installiert werden. Dies ist unabhängig von der Ausgestaltung des Sicherungskörpers möglich. Denn das Sicherungssystem 20 funktioniert auch mit anderen Sicherungskörpern, wie sie beispielsweise aus den eingangs genannten Patentschriften bekannt sind. Dazu muss das Sicherungselement 24 dann eventuell entsprechend der Ausgestaltung der Umfangsnut 42 oder des Anschlages 34 angepasst werden.An advantage of the separate configuration of the fuse element 24 is that existing blade carrier 16 can be retrofitted with axial groove / fuse body connections with this fuse element 24 and connected to the fuse element to one-piece bodies. In this way, a security system according to the invention can be retrofitted. This is possible regardless of the configuration of the fuse body. Because the security system 20 also works with other security bodies, as they are known for example from the aforementioned patents. For this purpose, the securing element 24 may then have to be adapted according to the configuration of the circumferential groove 42 or the stop 34.

Zur Montage der Laufschaufeln 10 im Schaufelträger 16 mit dem erfindungsgemässen Sicherungssystem 20 wird zunächst der Sicherungskörper 22 in die Axialnut 14 eingelegt, und zwar so, dass der erste Endbereich 26, der bereits radial vom Basisteil 28 absteht, von der Umfangsnut 42 aufgenommen wird. Der erste Endbereich 26 steckt dann mit geringem Spiel zwischen dem Anschlag 34 des Sicherungselementes 32 und den entsprechenden Teilen der Stirnseite 40 des Schaufelträgers 16. Anschliessend wird die Laufschaufel mit ihrem Schaufelfuss 14 von der Druckseite 38 her über dem Sicherungskörper 22 in die Axialnut 14 des Schaufelträgers 16 eingeschoben. Abschliessend wird der zweite Endbereich 26' des Sicherungskörpers 22 radial nach aussen umgebogen, so dass der Schaufelfuss 12 mit Hilfe der beiden Endbereiche 26, 26' axial fixiert ist.To assemble the rotor blades 10 in the blade carrier 16 with the securing system 20 according to the invention, first the securing body 22 is inserted into the axial groove 14, in such a way that the first end region 26, which is already radially from the base part 28 protrudes, is received by the circumferential groove 42. The first end portion 26 is then inserted with a small clearance between the stop 34 of the fuse element 32 and the corresponding parts of the end face 40 of the blade carrier 16. Subsequently, the blade with its blade root 14 from the pressure side 38 forth on the fuse body 22 in the axial groove 14 of the blade carrier 16 inserted. Finally, the second end region 26 'of the securing body 22 is bent radially outwards, so that the blade root 12 is axially fixed with the aid of the two end regions 26, 26'.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

AA: axiale Strömungsrichtungaxial flow direction

1010: Laufschaufelblade
1212: Schaufelfussblade root
1313: SchaufelfussendeBlade root end
1414: Axialnutaxial groove
1515: AxialnutbodenAxialnutboden
1616: Schaufelträgerblade carrier
2020: Sicherungssystemsecurity system
2222: Sicherungskörperfuse body
2424: Sicherungselementfuse element
26, 26'26, 26 ': Endbereichend
2828: Basisteilbase
3030: SchweissnahtWeld
3232: separate Sicherungsscheibeseparate lock washer
3434: Anschlagattack
3636: Schraubescrew
3838: stromaufwärts gerichtete Stirnseite des Schaufelträgers, Druckseiteupstream end face of the blade carrier, pressure side
38'38 ': stromaufwärts gerichtete Stirnseite des Schaufelfusses, Druckseiteupstream end of the blade root, pressure side
4040: stromabwärts gerichtete Stirnseite des Schaufelträgers, Rückseitedownstream end face of the blade carrier, rear side
40'40 ': stromabwärts gerichtete Stirnseite des Schaufelfusses, Rückseitedownstream end of the blade root, rear side
4242: Umfangsnutcircumferential groove

Claims

Locking system for moving blades (10) of axial-flow turbomachines, in which each moving blade (10) has a blade root (12) which is pushed into an axial slot (14) of a blade carrier (16), as a result of which the moving blade (10) is locked radially and in the circumferential direction, having locking bodies (22) which are arranged in the axial slots (14) between blade roots (12) and the blade carrier (16) and which, in each case with a first of two end regions (26), engage behind that rear side (40) of the blade carrier (16) which is directed downstream, characterized in that a locking element (24) designed in one piece with the blade carrier (16) is arranged axially adjacent to the first end region (26) of the locking body (22) and forms an axial stop (34) for the latter.
Locking system according to Claim 1, characterized in that, in the fitted state, the first end region (26) of the locking body (22) is arranged in a circumferential groove (42) between stop (34) and blade carrier (16).
Locking system according to Claim 1 or 2, characterized in that the locking element (24) is produced by means of turning and/or milling.
Locking system according to Claim 1 or 2, characterized in that the locking element (24) is produced as a separate locking disc (32) or as a separate locking ring and can be connected to the blade carrier (16) to form a one-piece body.
Locking system according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the locking element (22), with its two end regions (26, 26'), projects axially beyond the axial slot (14), and the end regions (26, 26'), in the fitted state, each engage behind an end face (38, 40) of the blade carrier (16).
Locking system according to Claim 5, characterized in that the end regions (26, 26') are wider than the base part (28) connecting them and are wider than the axial slot (14), so that they project beyond the axial slot (14) in the circumferential direction.
Locking system according to Claims 5 and 6, characterized in that, in the fitted state, the end regions (26, 26') of the locking body (22) project radially outwards from the base part (28) and they engage behind the end faces (38', 40') of the blade root (12) and parts of the end faces (38, 40) of the blade carrier (16).
Locking disc (32) for axially locking moving blades (10) of axial-flow turbomachines, in which each moving blade (10) has a blade root (12) which is pushed into an axial slot (14) of a blade carrier (16), as a result of which the moving blade (10) is locked radially and in the circumferential direction, and in which locking bodies (22) are arranged in the axial slots (14) between blade roots (12) and the blade carrier (16), which locking bodies (22), in each case with a first end region (26), engage behind that rear side (40) of the blade carrier (16) which is directed downstream, in which case the locking disc (32) is designed in such a way and can be connected to the blade carrier (16) in such a way that it forms an axial stop (34) for the first end regions (26) of the locking body (22).
Locking disc (32) according to Claim 8, characterized in that the locking disc (32) is of annular design.
Locking disc (32) according to Claim 8 or 9, characterized in that the locking disc (32), with a first side, can be connected to the blade carrier (16) and has a shoulder on the first side, and in that a circumferential groove is formed between locking disc (32) and blade carrier (16) when the locking disc (32) is connected to the blade carrier (16), into which circumferential groove the first end regions (26) of the locking bodies (22) can be inserted.