EP1910647A1 - Sicherungselement zur laufschaufelbefestigung - Google Patents

Sicherungselement zur laufschaufelbefestigung

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EP1910647A1
EP1910647A1 EP06761823A EP06761823A EP1910647A1 EP 1910647 A1 EP1910647 A1 EP 1910647A1 EP 06761823 A EP06761823 A EP 06761823A EP 06761823 A EP06761823 A EP 06761823A EP 1910647 A1 EP1910647 A1 EP 1910647A1
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EP
European Patent Office
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rotor
securing element
base body
tool
securing
Prior art date
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EP06761823A
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English (en)
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EP1910647B1 (de
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Alexander Böck
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MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
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Publication date
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Publication of EP1910647B1 publication Critical patent/EP1910647B1/de
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
    • F01D5/3015—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type with side plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/50—Intrinsic material properties or characteristics
    • F05D2300/501—Elasticity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/4932—Turbomachine making
    • Y10T29/49321—Assembling individual fluid flow interacting members, e.g., blades, vanes, buckets, on rotary support member

Definitions

  • the invention relates to a securing element for securing the position of rotor blades in at least predominantly axially extending grooves of a rotor body of a turbomachinery rotor. Furthermore, the invention relates to a method for mounting a securing element on a turbomachine rotor, in particular on a gas turbine rotor, and a turbomachine rotor.
  • Rotors of a turbomachine such as gas turbine rotors
  • the blades can either be an integral part of the rotor body or be anchored via blade roots in one or more grooves of the rotor body.
  • Rotors with integral blading are referred to as blisk or bling, depending on whether a disk-shaped or an annular rotor body is present.
  • blisk or bling depending on whether a disk-shaped or an annular rotor body is present.
  • rotors in which the blades are anchored via blade roots in a groove a distinction is made between rotors in which the blade roots of the blades are mounted either in so-called axial grooves of the rotor body or in a so-called circumferential groove thereof.
  • the present invention relates to a rotor of a turbomachine, in particular a gas turbine rotor, in which the blades are fastened via their blade roots in grooves which run at least predominantly in the axial direction of the rotor body, ie in axial grooves.
  • the locking elements are in turn secured in position in the annular grooves via at least one securing element or a locking plate, wherein the or each securing element is inflected into the annular grooves of the rotor body and the rotor blades in a free space between two adjacent locking elements.
  • fuse elements known from the prior art, there is the problem that they spring back after mounting in the annular grooves and then lie undefined on the rotor base body. This affects the function of the fuse elements.
  • the present invention is based on the problem of providing a novel securing element for securing the position of moving blades. This problem is solved by a fuse element according to claim 1.
  • the securing element according to the invention has a plate-shaped base body, wherein the base body has an approximately central recess which is formed between two end portions of the base body and defines a central portion extending between the two end portions of the base body, and wherein the two end portions have mutually parallel bearing surfaces.
  • the securing element according to the invention it is ensured that the same after mounting in the annular grooves of the rotor base body and blades with bearing surfaces which are formed on the end portions of the main body of the securing element, flat or flat against the rotor body.
  • the fuse elements according to the invention allow a very defined and reproducible mounting of the same in the annular grooves of the rotor body and blades. This ensures the full functionality of the security elements.
  • FIG. 1 shows a detail of a gas turbine rotor according to the prior art in a perspective side view
  • FIG. 2 shows a further detail of a gas turbine rotor according to the prior art in front view
  • FIG. 3a-3b views for illustrating the known from the prior art assembly of fuse elements in a gas turbine rotor according to Figures 1 and 2 ..; 4 shows an inventive securing elements in side view;
  • Fig. 5 the fuse element according to the invention in an intermediate position during mounting, namely after the bending of the same in annular grooves of the rotor body and blades;
  • FIG. 6 shows the securing element according to the invention in a further intermediate position during assembly together with a tool
  • FIG. 7 the securing element according to the invention in mounted position
  • Fig. 8 the securing element according to the invention also in the mounted position.
  • FIGS. 4 to 8 Before the present invention will be described in more detail below with reference to FIGS. 4 to 8, a gas turbine rotor known from the prior art with grooves running in at least predominantly axially direction - so-called axial grooves - shall be described in advance with reference to FIGS. 1 to 3. guided blade feet of blades are described.
  • FIG. 1 and 2 show sections of a known from the prior art gas turbine rotor 10, which has a rotor body 11 and a plurality of rotor blades 12.
  • Each of the rotor blades 12 has an airfoil 13 and a blade root 14.
  • In the rotor base 11 a plurality of axially extending axial grooves 15 are introduced, each rotor blade 12 is anchored with its blade root 14 in such an axial groove 15 in the rotor body 11.
  • Locking elements 16 and securing elements 17 serve to axially fix or axially secure the moving blades 12 introduced into the axial grooves 15.
  • the securing elements 17 are also referred to as locking plates, the locking elements 16 as retaining plates.
  • Radially on the outside, the rotor blades 12 carry sections of an outer shroud 18, wherein the rotor blades 12 are connected to one another in the region of the outer shroud 18 via a so-called Z-toothing.
  • the locking elements 16 and the securing elements 17 are guided in the assembled state of the gas turbine rotor 10 in annular grooves, namely in an annular groove 19 of the rotor base body 11 and in an annular groove 20 of the rotor blades 12th
  • FIG. 4 shows an inventive securing element 23 for securing the position of the rotor blades 12 in the axial grooves 15 of the rotor base body 11 prior to assembly thereof.
  • the securing element 23 according to the invention has a plate-shaped base body 24, wherein the base body 24 has an approximately central recess 25.
  • the recess 25 is formed between two end portions 26 and 27 of the base body 24 and defines a central portion 28 thereof.
  • the securing element 23 according to the invention has mutually parallel bearing surfaces 29 and 30.
  • the two end sections 26 and 27 have alignment surfaces 29 and 20 aligned prior to assembly.
  • the central portion 28 is not arched prior to assembly.
  • Such a securing element 23 according to the invention can be bent in the assembly analogous to FIGS. 3 a to 3 b between annular grooves 19 and 20 of the rotor main body 11 and rotor blades 12 under elastic and plastic deformation of the securing element 23, wherein after the securing element 23 has been bent in, the same as in FIG shown position or shape occupies.
  • the bearing surfaces 29 and 30 are curved, as well as the central portion 28th
  • a punch-like tool 33 is pressed onto the central portion 28 of the securing element 23, wherein the central portion 28 and the punch-like tool 33 are dimensioned such that the punch-like tool 33 exclusively in the central portion 28th at a distance from the end portions 26 and 27 of the securing member 23 is effective on the same.
  • the stamp-like tool 33 With the aid of the stamp-like tool 33, the securing element ment 23 bent back so that the securing element 23 is bent over in the central portion 28, so that after the removal of the punch-like tool 33, the securing element 23 assumes the position shown in Fig. 7.
  • the securing element 23 is plastically deformed in the middle section 28 in regions 34 and 35, at which edge sections of the stamp-like tool 33, to form the overbending section 31 shown in FIG.
  • the bearing surfaces 29 and 30 of the end portions 26 and 27 are parallel again to each other, so that the same cursing again after bending back.
  • the bearing surfaces 29 and 30 of the end portions 26 and 27 accordingly assume the position shown in Fig. 4 after bending back of the securing element 23.
  • the middle section 23 remains after removal of the punch-like tool 33, the already mentioned, curved overbend section 31st
  • the securing element 23 according to the invention has a projection 36 in the region of the end section 27.
  • This projection 36 as can be seen in FIG. 8, is mounted in the annular groove 19 of the rotor base body during assembly of the securing element according to the invention 11 threaded.
  • the projection 36 is dimensioned such that a center of gravity 37 of the securing element 23 according to the invention is offset relative to a radial abutment 38 of the end portion 26 in the annular groove of the blade root 12 such that in operation acting on the securing element 23 centrifugal forces the projection 36 against a sealing surface 32nd Press in the region of the annular groove 19 of the rotor body 11. This results in an optimized sealing effect for the securing element 23 according to the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Es wird ein Sicherungselement zur Positionssicherung von Laufschaufeln in zumindest vorwiegend in Axialrichtung verlaufenden Nuten eines Rotorgrundkörpers eines Turbomaschinenrotors, mit einem plattenförmigen Grundkörper (24) beschrieben, wobei der Grundkörper (24) eine in etwa mittige Ausnehmung (25) aufweist, die zwischen zwei Endabschnitten (26, 27) des Grundkörpers (24) ausgebildet ist und einen zwischen den beiden Endabschnitten (26, 27) verlaufenden Mittelabschnitt (28) des Grundkörpers (24) definiert, wobei die beiden Endabschnitte (26, 27) parallel zueinander verlaufende Auflageflächen (29, 20) aufweisen.

Description

SICHERUNGSKLEMENT ZUR LAUFSCHAUFELBEFESTIGUNG
Die Erfindung betrifft ein Sicherungselement zur Positionssicherung von Laufschaufeln in zumindest vorwiegend in Axialrichtung verlaufenden Nuten eines Rotorgrundkörpers eines Turbomaschinenrotors. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Montieren eines Sicherungselements an einem Turbomaschinenrotor, insbesondere an einem Gasturbinenrotor, und einen Turbomaschinenrotor.
Rotoren einer Turbomaschine, wie zum Beispiel Gasturbinenrotoren, verfügen über einen Rotorgrundkörper sowie über mehrere mit dem Rotorgrundkörper rotierende Laufschaufeln. Die Laufschaufeln können entweder integraler Bestandteil des Rotorgrundkörpers sein oder über Schaufelfüße in einer oder mehreren Nuten des Rotorgrundkörpers verankert sein. Rotoren mit integraler Beschaufelung bezeichnet man als Blisk oder Bling, abhängig davon, ob ein scheibenförmiger oder ein ringförmiger Rotorgrundkörper vorliegt. Bei Rotoren, bei welchen die Laufschaufeln über Schaufelfüße in einer Nut verankert sind, unterscheidet man zwischen Rotoren, bei welchen die Schaufelfüße der Laufschaufeln entweder in sogenannten Axialnuten des Rotorgrundkörpers oder in einer sogenannten Umfangsnut desselben befestigt sind. Die hier vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor einer Turbomaschine, insbesondere einen Gasturbinenrotor, bei welchem die Laufschaufeln über ihre Schaufelfüße in Nuten, die zumindest vorwiegend in Axialrichtung des Rotorgrundkörpers verlaufen, also in Axialnuten, befestigt sind.
Bei Gasturbinenrotoren, bei welchen die Laufschaufeln über ihre Schaufelfüße in solchen Axialnuten des Rotorgrundkörpers verankert sind, kommen zur Axialsicherung der Laufschaufeln plattenartige Elemente zum Einsatz, nämlich Sicherungselemente, die auch als Locking Plates bezeichnet werden, und Riegelelemente, die auch als Retaining Plates bezeichnet werden. Bei der Montage eines solchen Gasturbinenrotors werden die Riegelelemente bzw. die Retaining Plates in Ringnuten des Rotorgrundkörpers sowie der Laufschaufeln eingefädelt, wobei hierzu zumindest eine der Laufschaufeln in Axialrichtung verschoben wird, um das Einfädeln der Riegelelemente in die Ringnuten zu ermöglichen. Die Riegelelemente werden ihrerseits in ihrer Position in den Ringnuten über mindestens ein Sicherungselement bzw. eine Locking Plate gesichert, wobei das oder jedes Sicherungselement in die Ringnuten von Rotorgrundkörper sowie der Laufschaufeln in einen Freiraum zwischen zwei benachbarten Riegelelementen eingebogen wird. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Sicherungselementen besteht das Problem, dass dieselben nach dem Montieren in die Ringnuten zurückfedern und dann nicht definiert am Rotorgrundkörper anliegen. Hierdurch wird die Funktion der Sicherungselemente beeinträchtigt.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Sicherungselement zur Positionssicherung von Laufschaufeln zu schaffen. Dieses Problem wird durch ein Sicherungselement nach Anspruch 1 gelöst .
Das erfindungsgemäße Sicherungselement weist einen plattenförmigen Grundkörper, wobei der Grundkörper eine in etwa mittige Ausnehmung aufweist, die zwischen zwei Endabschnitten des Grundkörpers ausgebildet ist und einen zwischen den beiden Endabschnitten verlaufenden Mittelabschnitt des Grundkörpers definiert, und wobei die beiden Endabschnitte parallel zueinander verlaufende Auflageflächen aufweisen.
Bei dem erfindungsgemäßen Sicherungselement ist gewährleistet, dass dasselbe nach dem Montieren in die Ringnuten von Rotorgrundkörper und Laufschaufeln mit Auflageflächen, die an den Endabschnitten des Grundkörpers des Sicherungselements ausgebildet sind, flächig bzw. eben am Rotorgrundkörper anliegt. Die erfindungsgemäßen Sicherungselemente erlauben eine sehr definierte und reproduzierbare Montage derselben in den Ringnuten von Rotorgrundkörper und Laufschaufeln. Hierdurch ist die volle Funktionalität der Sicherungselemente gewährleistet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Montieren eines erfindungsgemäßen Sicherungselements an einem Turbomaschinenrotor ist in Anspruch 6 definiert, der erfindungsgemäßen Turbomaschinenrotor in Anspruch 10.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1: einen Ausschnitt aus einem Gasturbinenrotor nach dem Stand der Technik in perspektivischer Seitenansicht;
Fig. 2: einen weiteren Ausschnitt aus einem Gasturbinenrotor nach dem Stand der Technik in Vorderansicht;
Fig. 3a-3b: Ansichten zur Verdeutlichung der aus dem Stand der Technik bekannten Montage von Sicherungselementen bei einem Gasturbinenrotor gemäß Fig. 1 und 2; Fig. 4: ein erfindungsgemäßes Sicherungselemente in Seitenansicht;
Fig. 5: das erfindungsgemäße Sicherungselement in einer Zwischenstellung beim Montieren, nämlich nach dem Einbiegen desselben in Ringnuten von Rotorgrundkörper und Laufschaufeln;
Fig. 6: das erfindungsgemäße Sicherungselement in einer weiteren Zwischenstellung beim Montieren zusammen mit einem Werkzeug;
Fig. 7: das erfindungsgemäße Sicherungselement in montierter Position; und
Fig. 8: das erfindungsgemäße Sicherungselement ebenfalls in montierter Position.
Bevor nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 8 die hier vorliegende Erfindung in größerem Detail beschrieben werden, soll vorab unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 ein aus dem Stand der Technik bekannter Gasturbinenrotor mit in zumindest vorwiegend in Axialrichtung verlaufenden Nuten - sogenannten Axialnuten - geführten Schaufelfüßen von Laufschaufeln beschrieben werden.
Fig. 1 und 2 zeigen Ausschnitte eines aus dem Stand der Technik bekannten Gasturbinenrotors 10, der einen Rotorgrundkörper 11 sowie mehrere Lauf- schaufeln 12 aufweist. Jede der Laufschaufeln 12 verfügt über ein Schaufelblatt 13 sowie einen Schaufelfuß 14. In den Rotorgrundkörper 11 sind mehrere sich in Axialrichtung erstreckende Axialnute 15 eingebracht, wobei jede Laufschaufei 12 mit ihrem Schaufelfuß 14 in einer solchen Axialnut 15 im Rotorgrundkörper 11 verankert ist. Zur Axialfixierung bzw. Axi- alsicherung der in die Axialnute 15 eingeführten Laufschaufeln 12 dienen Riegelelemente 16 und Sicherungselemente 17. Die Sicherungselemente 17 werden auch als Locking Plates bezeichnet, die Riegelelemente 16 als Re- taining Plates. Radial außen tragen die Laufschaufeln 12 Abschnitte eines Außendeckbands 18, wobei die Laufschaufeln 12 im Bereich des Außendeck- bands 18 über eine sogenannte Z-Verzahnung miteinander verbunden sind.
Die Riegelelemente 16 sowie die Sicherungselemente 17 sind in montiertem Zustand des Gasturbinenrotors 10 in Ringnuten geführt, nämlich in einer Ringnut 19 des Rotorgrundkörpers 11 sowie in einer Ringnut 20 der Laufschaufeln 12.
Um die Riegelelemente 16 in die Ringnuten 19 und 20 von Rotorgrundkörper 11 sowie Laufschaufel 12 einführen zu können, werden, wie insbesondere Fig. 1 entnommen werden kann, einige Laufschaufeln 12 in Richtung der Pfeile 21 in Umfangsrichtung gekippt, so dass dazwischen positionierte Laufschaufeln 12 im Sinne der Pfeile 22 in Axialrichtung verschoben wer- den können. Die in Axialrichtung verschobenen Laufschaufeln unterbrechen so die Ringnut 20 derselben bzw. geben die Ringnut 20 derart frei, dass die Riegelelemente 16 in die Ringnuten 19 und 20 eingeschoben bzw. eingefädelt werden können. Nach dem Einfädeln der Riegelelemente 16 werden an ausgewählten Umfangspositionen (siehe Fig. 2) in einen Freiraum zwischen benachbarten bzw. in Umfangsrichtung beabstandeten Riegelelementen 16 in die Ringnuten 19 und 20 gemäß Fig. 3a und 3b Sicherungselemente 17 eingebogen, wobei die eingebogenen Sicherungselemente 17 nach dem Einbiegen so weit wie möglich zurückgebogen und dabei so weit wie möglich geglättet werden. Dabei besteht nach dem Stand der Technik das Problem, dass die Sicherungselemente 17 nicht eben am Rotorgrundkörper 11 bzw. den Schaufelfüßen 14 anliegen. Zur Vermeidung dieser Problematik wird mit der hier vorliegenden Erfindung ein neuartiges Sicherungselement vorgeschlagen.
In Fig. 4 ist ein erfindungsgemäßes Sicherungselement 23 zur Positionssicherung der Laufschaufeln 12 in den Axialnuten 15 des Rotorgrundkörpers 11 vor der Montage desselben gezeigt. Das erfindungsgemäße Sicherungselement 23 verfügt über einen plattenförmigen Grundkörper 24, wobei der Grundkörper 24 eine in etwa mittige Ausnehmung 25 aufweist. Die Ausnehmung 25 ist zwischen zwei Endabschnitten 26 und 27 des Grundkörpers 24 ausgebildet und begrenzt einen Mittelabschnitt 28 desselben. Im Bereich der beiden Endabschnitte 26 und 27 verfügt das erfindungsgemäße Sicherungselement 23 über parallel zueinander verlaufende Auflageflächen 29 und 30. Die beiden Endabschnitte 26 und 27 weisen vor der Montage fluchtende Auflageflächen 29 und 20 auf. Der Mittelabschnitt 28 ist vor der Montage ungewölbt .
Ein derartiges erfindungsgemäßes Sicherungselement 23 kann im Montagefall analog zu Fig. 3a bis 3b zwischen Ringnuten 19 und 20 von Rotorgrundkörper 11 sowie Laufschaufeln 12 unter elastischer und plastischer Verformung des Sicherungselements 23 eingebogen werden, wobei nach dem Einbiegen des Sicherungselements 23 dasselbe die in Fig. 5 gezeigte Position bzw. Gestalt einnimmt. Die Auflageflächen 29 und 30 sind gewölbt, ebenso wie der Mittelabschnitt 28.
Zur weiteren Montage des erfindungsgemäßen Sicherungselements 23 wird, wie Fig. 6 zeigt, ein stempelartiges Werkzeug 33 auf den Mittelabschnitt 28 des Sicherungselements 23 gedrückt, wobei der Mittelabschnitt 28 sowie das stempelartige Werkzeug 33 derart bemessen sind, dass das stempelartige Werkzeug 33 ausschließlich im Mittelabschnitt 28 mit Abstand von den Endabschnitten 26 und 27 des Sicherungselements 23 an demselben wirksam wird. Mit Hilfe des stempelartigen Werkzeugs 33 wird das Sicherungsele- ment 23 derart zurückgebogen, dass das Sicherungselement 23 im Mittelabschnitt 28 überbogen wird, so dass nach dem Entfernen des stempelartigen Werkzeugs 33 das Sicherungselement 23 die in Fig. 7 gezeigte Position einnimmt. Das Sicherungselement 23 wird dabei im Mittelabschnitt 28 in Bereichen 34 und 35, an welchen Randabschnitte des stempelartigen Werkzeugs 33 wirksam werden, unter Ausbildung des in Fig. 7 gezeigten Über- biegeabschnitts 31 plastisch verformt. Nach dem Entfernen des Werkzeugs 33 und damit nach dem Zurückbiegen des in die Ringnuten 19 und 20 des Rotorgrundkörpers 11 sowie die der Laufschaufeln 12 eingebogenen bzw. eingeschnappten Sicherungselements 23 verlaufen die Auflageflächen 29 und 30 der Endabschnitte 26 und 27 wieder parallel zueinander, so dass dieselben nach dem Zurückbiegen wieder fluchten. Die Auflageflächen 29 und 30 der Endabschnitte 26 und 27 nehmen nach dem Zurückbiegen des Sicherungselements 23 demnach wieder die in Fig. 4 gezeigte Position ein. Im Mittelabschnitt 23 hingegen verbleibt nach dem Entfernen des stempelartigen Werkzeugs 33 der bereits erwähnte, gewölbte Überbiegeabschnitt 31.
Wie Fig. 4 bis 8 entnommen werden kann, verfügt das erfindungsgemäße Sicherungselement 23 im Bereich des Endabschnitts 27 über einen Vorsprung 36. Dieser Vorsprung 36 wird, wie Fig. 8 entnommen werden kann, bei der Montage des erfindungsgemäßen Sicherungselements in die Ringnut 19 des Rotorgrundkörpers 11 eingefädelt. Der Vorsprung 36 ist dabei derart dimensioniert, dass ein Schwerpunkt 37 des erfindungsgemäßen Sicherungselements 23 gegenüber einer radialen Anlage 38 des Endabschnitts 26 in der Ringnut des Schaufelfußes 12 derart versetzt ist, dass im Betrieb auf das Sicherungselement 23 wirkende Zentrifugalkräfte den Vorsprung 36 gegen eine Dichtfläche 32 im Bereich der Ringnut 19 des Rotorgrundkörpers 11 drücken. Hierdurch ergibt sich eine optimierte Dichtwirkung für das erfindungsgemäße Sicherungselement 23.

Claims

Patentansprüche
1. Sicherungselement zur Positionssicherung von Laufschaufeln in zumindest vorwiegend in Axialrichtung verlaufenden Nuten eines Rotorgrundkörpers eines Turbomaschinenrotors, mit einem plattenförmigen Grundkörper (24), wobei der Grundkörper (24) eine in etwa mittige Ausnehmung (25) aufweist, die zwischen zwei Endabschnitten (26, 27) des Grundkörpers (24) ausgebildet ist und einen zwischen den beiden Endabschnitten (26, 27) verlaufenden Mittelabschnitt (28) des Grundkörpers (24) definiert, wobei die beiden Endabschnitte (26, 27) parallel zueinander verlaufende Auflageflächen (29, 20) aufweisen.
2. Sicherungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die parallel zueinander verlaufenden Auflageflächen (29, 20) der Endabschnitte (26, 27) nach der Montage dem Rotorgrundkörper zugewandt sind.
3. Sicherungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelabschnitt (28) vor der Montage in etwa eben bzw. ungewölbt ist, und dass der Mittelabschnitt (28) nach der Montage einen gewölbten Überbiegeabschnitt (31) aufweist.
4. Sicherungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelabschnitt (28) derart bemessen ist, dass zur Montage ein stempelartiges Werkzeug (33) ausschließlich im Mittelabschnitt (28) mit Abstand von beiden Endabschnitten (26, 27) auf das Sicherungselement derart einwirkt, dass dasselbe im Mittelabschnitt (28) in Bereichen (34, 35), auf welchen Randabschnitte des Werkzeugs (33) aufliegen, plastisch verformt wird.
5. Sicherungselement nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen im Bereich eines Endabschnitts (27) des Grundkörpers (24) ausgebildeten, im Montagefall radial innen liegenden Vorsprung (36) , der den Schwerpunkt (37) des Sicherungselements derart bestimmt, dass im Betrieb des Turbomaschinenrotors wirkende Zentrifugalkräfte den Vorsprung (36) gegen eine Dichtfläche (32) drücken.
6. Verfahren zum Montieren eines Sicherungselements (23) an einem Turbomaschinenrotor, zur Positionssicherung von Laufschaufeln in zumindest vorwiegend in Axialrichtung verlaufenden Nuten eines Rotorgrundkörpers des Turbomaschinenrotors, wobei das Sicherungselement (23) durch plastisches und elastisches Verformen mit Endabschnitten (26, 27) in Ringnuten (19, 20) des Rotorgrundkörpers (11) und der Laufschaufeln (12) zwischen zwei in Umfangrichtung beabstandeten Riegelelementen (16) eingebogen bzw. eingeschnappt wird, und wobei das Sicherungselement (23) anschließend durch Zurückbiegen möglichst gerade gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (23) nach dem Einbiegen bzw. Einschnappen unter Verwendung eines stempelartigen Werkzeugs (33) derart zurückgebogen wird, dass das stempelartige Werkzeug (33) gegen einen von einer Ausnehmung (25) definierten Mittelabschnitt (28) des Sicherungselements (23) gedrückt wird und dabei den Mittelabschnitt (28) definiert überbiegt, so dass nach Entfernen des stempelartigen Werkzeugs (33) die Endabschnitte (26, 27) des Sicherungselements (23) in den Ringnuten (19, 20) definiert zur Anlage kommen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen des Werkzeugs (33) die beiden Endabschnitte (26, 27) des Sicherungselements (23) in etwa parallel zueinander verlaufen bzw. fluchten.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen des Werkzeugs (33) der Mittelabschnitt (28) einen gewölbten Überbeigeabschnitt (31) aufweist.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das stempelartiges Werkzeug (33) ausschließlich im Mittelabschnitt (28) mit Abstand von beiden Endabschnitten (26, 27) auf das Sicherungselement (23) gedrückt wird, wobei der Mittelabschnitt (28) in Bereichen (34, 35) , auf welchen Randabschnitte des Werkzeugs (33) aufliegen, plastisch verformt wird.
0. Rotor einer Turbomaschine, insbesondere Gasturbinenrotor, mit einem Rotorgrundkörper (11), wobei der Rotorgrundkörper (11) mehrere sich zumindest vorwiegend in Axialrichtung bzw. Durchströmungsrichtung erstreckende Axialnute (15) aufweist, und mit mehreren Laufschaufeln (12), wobei jede Laufschaufel (12) über einen Schaufelfuß (14) in einer Axialnut (15) des Rotorgrundkörpers (11) verankert ist, und wobei die Laufschaufeln (12) in ihrer Verankerungsposition im Rotorgrundkörper (11) vor einer Verschiebung in Axialrichtung durch Sicherungselemente und Riegelelemente gesichert sind, die in Ringnuten (19, 20) der Rotorgrundkörpers (11) und der Laufschaufeln (12) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass Sicherungselemente (23) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 in den Ringnuten (19, 20) positioniert sind.
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