EP1956194A1 - Turbine assembly comprising a securing member and process of securing a side plate - Google Patents

Turbine assembly comprising a securing member and process of securing a side plate Download PDF

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Publication number
EP1956194A1
EP1956194A1 EP07002547A EP07002547A EP1956194A1 EP 1956194 A1 EP1956194 A1 EP 1956194A1 EP 07002547 A EP07002547 A EP 07002547A EP 07002547 A EP07002547 A EP 07002547A EP 1956194 A1 EP1956194 A1 EP 1956194A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
locking element
cover plate
groove
turbine
securing element
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Withdrawn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
EP07002547A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Oliver Dr. Schneider
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens 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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP07002547A priority Critical patent/EP1956194A1/en
Publication of EP1956194A1 publication Critical patent/EP1956194A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a turbine arrangement which comprises at least one rotor disk and at least one turbine blade insertable therein, wherein the turbine blade can be fixed by means of a cover plate in the axial direction of the rotor disk, and a securing element for use in such a turbine assembly, a cover plate for use in such a turbine assembly and a method for securing a cover plate in a turbine assembly.
  • Such turbine arrangements find use, for example, as heat engines or as compressor machines.
  • a fuse element To axially secure the turbine blade root from falling out a fuse element must be attached to the rotor or the turbine blade root.
  • a cover plate is used in front of and behind the turbine blade, which must also be secured against twisting and falling out. In operation, the cover plate also partially seals a flow of cooling air to supply the blade against a hot gas flow in the so-called wheel-side chamber, and protects the rotor from thermal overheating.
  • a turbine arrangement comprises at least one rotor disk and at least one turbine blade insertable therein, which can be fixed in the axial direction of the rotor disk by means of at least one cover plate supported on the rotor disk, the cover plate extending in the circumferential direction by means of at least one securing element in at least one circumferential section of the rotor disk Nut securable, in particular can be clamped and at least one movable from a first position to a second position locking element is provided, wherein in the second position of the locking element, the securing element is locked against falling out.
  • the cover plate Preferably can be dispensed with a further assurance of the cover plate.
  • compliance with the requirements for compliance with a tightness for cooling air is simplified.
  • the number of potential sources of error is reduced by a number of parts reduced compared with the solution of the prior art.
  • the geometries to be produced are easier to master both for blade production and for rotor production.
  • the securing element or locking plate can be made of a much simpler and cheaper material than the cover plate.
  • the blade can be expanded by using the same cover plates on the front and back to both sides, with the use of the same cover plates during maintenance only a small number of spare parts must be kept.
  • the design is in terms of strength requirements facilitated.
  • the risk is prevented or at least reduced that even at high speeds of the turbine assembly, the securing element is unlocked and could not be securely held in place.
  • the turbine arrangement according to the invention is in particular a turbine arrangement of a heat engine or a compressor machine. However, it can also be provided a turbine arrangement of another kind.
  • the cover plate serves, for example, to seal cooling air for supplying a moving blade against a hot gas flow in a wheel-side chamber and thus to protect the rotor disk from thermal overheating.
  • the cover plate is arranged in particular in a space between the feet of blades of adjacent turbine stages, wherein in this space, for example, the inner ring of vanes and / or any security elements are housed.
  • the extending in the circumferential direction of the rotor disk first groove can be formed by a recess of the rotor.
  • the rotor disc is composed of several axial segments, so that a groove is formed by a plurality of carriers with different diameters.
  • the peripheral portion in which the first groove extends in the circumferential direction preferably extends at least over a peripheral width to be provided for a turbine blade root.
  • the groove can also be extended over the entire circumference.
  • a fixing of the securing element and / or the cover plate can be facilitated at least in the circumferential direction.
  • the locking element about an axis from the first to the second position is pivotable, wherein a mass distribution of the locking element is selected so that one of the force acting on the axis during a rotation of the rotor centrifugal torque is directed counter to a pivoting of the locking element from the second position to the first position.
  • the axis can be both an embodied axis and a body axis.
  • a body axis is defined, for example, by a connecting line of two suspension or mounting points of the locking element.
  • the centrifugal force acting on each mass point is considered and from this the corresponding infinitesimal torque of an infinitesimal mass point on the axis is calculated.
  • the resulting total torque can preferably be determined by integration over all infinitesimal mass points dm of the locking element. This is explained by the following equations:
  • dF denotes the infinitesimal centrifugal force which acts on the corresponding mass point dm, and r a radial direction vector from the axis of the locking element to the corresponding mass point dm.
  • a resulting torque results from a combination of the two equations in connection with a three-dimensional integration over the dimensions of the locking element in the following manner:
  • M res - ⁇ V ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ R x ⁇ y ⁇ z ) ⁇ r x ⁇ y ⁇ z ⁇ ⁇ ( x . y . z ) dxdydz
  • (x, y, z) denotes the coordinate of an infinitesimal mass point dm.
  • ⁇ (x, y, z) is a local density of the locking element at the position x, y, z.
  • the integration is carried out via the volume V of the locking element.
  • a resulting torque can be calculated analytically.
  • a calculation is carried out in particular numerically.
  • the sign of the above equation for the resulting torque decides whether the torque caused on the axis counteracts a rotation of the locking element from the second position to the first position or supports such a rotation.
  • the angular velocity ⁇ is independent of (x, y, z) so that, in a transformation, an absolute value of the angular velocity S2 can also be drawn in front of the integral expression.
  • the computation when it depends only on the sign, is performed independently of the magnitude of the angular velocity.
  • a further simplification is preferably obtained when the locking element has only a negligible extent in the radial direction with respect to a distance from the axis of the rotor disc.
  • consideration can be reduced to a center of gravity of the locking element.
  • the center of gravity of the locking element lies outside the axis and in the second position has a greater radial distance from a rotation axis of the rotor disk than in the first position unlocking the securing element.
  • the Verrieglungselement is aligned in the second position substantially horizontally to the axis of the rotor disc.
  • the center of gravity is, for example, in the second position in a horizontal direction next to the axis, so that a radial distance of the axis and a radial distance of the center of gravity of the axis of rotation are approximately equal.
  • the center of mass of mass may have a smaller radial distance from the axis of the rotor disk.
  • R (x, y, z) can also be drawn before the integral expression, so that the sign preferably depends only on the quantities r (x, y, z) and ⁇ (x, y, z) . This is preferably synonymous with a mass center of gravity consideration.
  • the axis of the locking element is aligned according to an embodiment perpendicular to the axial direction and perpendicular to a radial direction of the rotor disc.
  • the best possible effect of the centrifugal force is achieved.
  • the axis of the locking element is aligned obliquely to the radial direction and / or axial direction of the rotor disc.
  • the locking element has a first leg and a second leg, wherein the securing element can be locked by the first leg in the second position.
  • the first leg and the second leg are aligned, for example, at an angle of 180 ° to each other, which may be configured for example by a simple sheet metal with an axis provided thereon or thereto provided support points.
  • the legs can also be arranged at a different angle to each other. In particular, it is also possible to choose complicated geometric shapes as legs.
  • the first leg is longer than the second leg.
  • a simple production is possible.
  • a fixing of the cover plate is preferably further improved if a first recess is provided on the rotor disk, with which the locking element in the second position can be brought into engagement and locked in the circumferential direction.
  • the second leg engages in the first recess.
  • the first recess is preferably arranged on the circumference of the rotor adjacent to the first groove and in connection with this.
  • the cover plate has at least one second recess in a foot region, with which the locking element can be brought into engagement in the second position and can be locked in the circumferential direction.
  • the recess is formed for example by a depression.
  • the recess is formed by a punched-out in the cover plate.
  • the locking element engages with its first leg in the second recess.
  • the second recess in the foot region of the cover plate adjoins the first recess in the first groove, so that the locking element can simultaneously engage in the second recess and the first recess, whereby preferably both the locking element and the cover plate in Circumferential direction are fixed to the rotor disc.
  • the securing element consists of sheet metal.
  • the locking element is formed integrally with the securing element, wherein punched-outs are provided such that the locking element is connected to side plates only via at least one web in connection.
  • punched-outs are provided such that the locking element is connected to side plates only via at least one web in connection.
  • the locking element is captive. In a maintenance operation advantageously no additional elements such as screws, rivets or the like are to be kept ready.
  • exactly two webs are provided, which serve as a rotation axis of the locking element.
  • a pivotability or rotatability of the locking element can be provided in various ways.
  • the locking element can be brought by rotation of the web from the first position to the second position and in particular is traceable by turning the web from the second position to the first position.
  • the locking element is bendable from the second position to the first position and from the first position to the second position.
  • Such a rotatable web can preferably already be provided with a simple production of the locking element from a single plate, in particular a metal sheet.
  • the locking element is mounted on a pivot axis and at least in its second position can be latched. Preferably, this allows a large number of pivoting movements, without material fatigue is to fear by a back and forth bending of material.
  • latching can be provided, for example, that the locking element engages positively in the first or the second recess. It may also be provided on the locking element itself a locking mechanism.
  • a second groove is provided, in which an edge of the side plate can be inserted.
  • this allows a secure guidance of the locking plate during insertion.
  • a width of the second groove is preferably designed so that at least to a small extent a clamping action is achieved during insertion.
  • the second groove in the groove bottom of the first groove serves as an abutment of the securing element, which clamps the cover plate in the first groove.
  • a positive connection between cover plate and rotor disc is provided, whereby the cover plate is secured at least in the radial direction.
  • this makes it possible to use only a small clamping force with the securing element in order to prevent the securing element from sliding out of the positive-locking connection.
  • no radial holding forces are exerted on the cover plate.
  • the first groove at least in sections on an undercut, in which engages an at least partially angled edge of the cover plate.
  • a radially inner edge of the cover plate is angled approximately L-shaped, so that it can engage in the undercut of the first groove.
  • this allows a simple production of a cover plate by simply forming a plate, in particular a sheet.
  • a connection between the cover plate and the carrier disc has at least one projection and at least one third recess.
  • a nose is provided on a side wall of the first groove, which engages in a punched or AufEnglishung the cover plate.
  • a nose can be provided on the cover plate and a recess on the side wall of the groove.
  • the invention relates to a turbine arrangement, in particular according to at least one of the above-described embodiments, with at least one rotor disc and at least one turbine blade insertable therein, which is fixable by means of at least one cover plate in the axial direction of the rotor disc, wherein the cover plate in a in at least one peripheral portion of the rotor disc circumferentially extending first groove is insertable, wherein the cover plate is supported on the rotor disc.
  • the invention also relates to a securing element for use in a turbine arrangement according to one of the preceding embodiments, wherein by means of the securing element a cover plate in a first groove extending in at least one circumferential section of the rotor disk in the circumferential direction securable, in particular can be clamped and the securing element comprises at least one movable from a first position to a second position locking element, through which the securing element is locked in the second position against falling out.
  • the locking element is pivotable about an axis from the first position to the second position and that a mass distribution of the locking element is selected such that a torque caused by the centrifugal force occurring at a rotation of the rotor disc on the axis of a pivoting of the locking element is directed from the second position to the first position.
  • the mass distribution of the locking element is designed so that a center of gravity of the locking element is located outside the axis and in the second position has a greater radial distance to a rotational axis of the rotor than in the first position unlocking the securing element.
  • the invention relates to a cover plate for use in a turbine assembly according to at least one of the embodiments described above, wherein the cover plate on the rotor supportable and securable by at least one securing element in at least one circumferential portion of the rotor in the circumferential direction groove securable, in particular clamped.
  • the cover plate on the rotor supportable and securable by at least one securing element in at least one circumferential portion of the rotor in the circumferential direction groove securable, in particular clamped.
  • no further fastening elements in particular no screws, bolts or the like are required for fastening the cover plate.
  • the invention relates to a method for securing a cover plate of a turbine assembly, in particular according to one of the embodiments described above, which comprises at least one rotor disc and at least one turbine blade insertable therein, wherein the cover plate is clamped with at least one securing element in a groove provided in at least one peripheral portion of a rotor disc and a locking element is moved from a first position to a second position, whereby the securing element is locked against falling out.
  • a centrifugal force acting on the locking element counteracts a movement of the locking element from the second position into the unlocking first position.
  • no radially acting forces are transmitted to the cover plate of the locking element, so that only a small force to prevent falling out or being thrown out during a rotation of the rotor disc must be expended.
  • a simple locking is preferably made possible in that the locking element is bent for locking from the first position to the second position. Accordingly, the locking element can preferably be bent back in a disassembly of the securing element from the second position to the first position.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a turbine assembly 10. It is a turbomachine, which is designed as a gas turbine.
  • the turbine arrangement 10 comprises a compressor 12 and a turbine unit 14, which are connected to one another via a combustion chamber 16.
  • a first rotor 18 and a second rotor 20 are provided in the compressor 12.
  • the turbine unit 14 has a third rotor disk 22 and a fourth rotor disk 24.
  • the carriers 18; 20; 22; 24 are connected via a common rotor axis 26.
  • On the rotor discs 18; 20; 22; 24 further components are attached, which is shown by way of example on the fourth rotor 24.
  • This has a turbine blade 28, which is exchangeable inserted into the fourth rotor 24.
  • turbine blade 28 is on both sides of the rotor 24 a in FIG. 1 Not shown locking plate or a cover plate provided. Adjacent to the turbine blade 28, a vane 30 is provided. In addition, the turbine assembly naturally includes further rows of further unillustrated vanes and turbine blades.
  • FIG. 2 shows a perspective view of such a cover plate 32 together with their surroundings. This is used in a first groove 34 of the third rotor disc 22.
  • a turbine blade not shown in the turbine arrangement according to FIG. 2 is attached to the left of the cover plate 32 to the third rotor disc 22, a turbine blade, not shown.
  • the cover plate 32 is angled in a foot region 36 so that the cover plate 32 can engage in an undercut 38 of the first groove 34.
  • a positive connection between the third rotor 22 and the cover plate 32 causes, so that upon rotation about the rotor axis 26 a safeguard against being thrown out in a radial direction 40 is ensured.
  • first recess 46 in the third rotor disc 22 and a second recess 48 in the cover plate 32 are provided. These recesses 46; 48 serve to lock the cover plate 32 against the displacement in a circumferential direction 50 by means of an in FIG. 2 not shown locking element. Furthermore, a second groove 52 is provided in a groove base 54 of the first groove 34 for partially receiving a securing element.
  • FIG. 3 shows the fuse element 56 to be inserted into the groove 34 in a perspective view in a first position.
  • the securing element 56 comprises a locking element 60 and two side plates 61, which are integrally connected thereto, on both sides, and are arranged on both sides.
  • the locking element 60 is produced from a metal sheet by punched-out portions 72.
  • the punched-out portions 72 are selected such that a first web 74 and a second web 76 define an axis 62 about which the locking element 60 can pivot relative to the side plates 61.
  • Due to the selected position of the webs 74, 76, the locking element 60 comprises a first leg 66 and a second leg 64.
  • the center of gravity 68 of the locking element 60 is below the axis 62, which - when installed in the turbine - on the same radius as the Webs 74, 76 runs.
  • the two side plates 61 have a width seen in the circumferential direction, which in each case is not greater than 75% of the width of the locking element 60 in order to achieve the desired mass ratios and the desired center of gravity displacement.
  • the width of the side panels is about 50% of the width of the locking element 60.
  • the side panel width should not be less than a minimum size, so that the side plates 61 of the blades over the cover plate 32 can absorb them transferred without damage axial forces, whereby a secure axial seat of the blades can be ensured in their retaining grooves.
  • the radially inwardly projecting legs of the side plates 61 are longer than the first leg 66 of the locking element 61, so that only they can be inserted into the groove 52 and the first leg 66 can not be blocked by the groove 52 during bending.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section of an inserted fuse element 56 together with its surroundings. This is inserted into a first groove 34 of the third rotor disc 22, which is only partially shown.
  • the side plates 61 are inserted with a lower edge 58 in the second groove 52 in the groove bottom 54 of the first groove 34.
  • This second groove 52 serves as an abutment of the first securing element 56 when the locking element 60 is bent into the recesses 46, 48.
  • the cover plate 32 engages with an angled edge in its foot region 36 in the undercut 38 of the first groove 34.
  • FIG. 3 Schematically illustrated is the locking member 60 in a fuse element 56 itself and the cover plate 32 locking second position.
  • the locking member 60 is pivoted about 90 ° clockwise about the axis 62, which extends perpendicular to the plane, pivoted.
  • the second leg 64 of the locking element 60 engages in the first recess 46 of the third rotor disc 22.
  • the first leg 66 secures the securing element 56 against falling out of the first groove 34 and also engages in the in FIG. 3 Ansatzweise illustrated second recess 48 in the cover plate 32 a.
  • the center of mass 68 of the locking element 60 is raised in a radial direction 40 when pivoting from the first position to the illustrated second position.
  • the first leg 66 of the locking element 60 is pressed from below into the second recess 48 and against the undercut 38 due to the centrifugal force acting. This prevents unwanted bending back of the locking element 60 from the second position to the first position.
  • the locking element 60 is rotated after its insertion into the groove 34 with respect to the side plates 61 in a clockwise direction by about 90 ° about the axis 62.
  • the first, radially inner leg 66 of the locking element 60 is thereby pivoted into the second recess 48, the second leg 64 moves simultaneously in the first recess 46.
  • a radial distance 78 to a schematically indicated rotor axis 26 of the center of mass 68 of the locking element 60 whereby the centrifugal force acting on the locking element 60 during operation of the turbine reliably prevents the unwanted bending back of the locking element 60.
  • Both cover plate 32 and the securing element 56 are thus reliably and almost free of play attached to the rotor disk 22.

Abstract

The assembly has a rotor disk (22) and a turbine blade that is insertable into the rotor disk. The blade is fixed in an axial direction (26) of the rotor disk by a cover plate (32). The cover plate is secured in a groove (34) that is extended in a peripheral direction in a periphery section of the disk by a locking device (56). The locking device includes a locking unit (60) that is movable from one position to another position. The locking device is locked against falling out in the latter position of the locking unit. An independent claim is also included for a method for securing a cover plate of a turbine assembly.

Description

Die Erfindung betrifft eine Turbinenanordnung, welche wenigstens eine Läuferscheibe sowie wenigstens eine darin einsetzbare Turbinenschaufel umfasst, wobei die Turbinenschaufel mittels einer Deckplatte in axialer Richtung der Läuferscheibe fixierbar ist, sowie ein Sicherungselement zur Verwendung in einer derartigen Turbinenanordnung, eine Deckplatte zur Verwendung in einer derartigen Turbinenanordnung und ein Verfahren zur Sicherung einer Deckplatte in einer Turbinenanordnung.The invention relates to a turbine arrangement which comprises at least one rotor disk and at least one turbine blade insertable therein, wherein the turbine blade can be fixed by means of a cover plate in the axial direction of the rotor disk, and a securing element for use in such a turbine assembly, a cover plate for use in such a turbine assembly and a method for securing a cover plate in a turbine assembly.

Derartige Turbinenanordnungen finden beispielsweise als Wärme-Kraftmaschinen oder als Verdichtermaschinen Verwendung.Such turbine arrangements find use, for example, as heat engines or as compressor machines.

Zur axialen Sicherung des Turbinenschaufelfußes gegen Herausfallen muss ein Sicherungselement an den Läufer oder den Turbinenschaufelfuß angebracht werden. Hierzu wird vor und hinter der Turbinenschaufel eine Deckplatte verwendet, die ebenfalls gegen Verdrehen und Herausfallen gesichert werden muss. Im Betrieb dichtet die Deckplatte ferner teilweise einen Kühlluftstrom zur Versorgung der Laufschaufel gegen einen Heißgasstrom in der so genannten Radseitenkammer ab, und schützt die Läuferscheibe vor thermischer Überhitzung.To axially secure the turbine blade root from falling out a fuse element must be attached to the rotor or the turbine blade root. For this purpose, a cover plate is used in front of and behind the turbine blade, which must also be secured against twisting and falling out. In operation, the cover plate also partially seals a flow of cooling air to supply the blade against a hot gas flow in the so-called wheel-side chamber, and protects the rotor from thermal overheating.

Es ist bekannt, die Deckplatte der oben genannten Art an einem Turbinenschaufelfuß abzustützen.It is known to support the cover plate of the above type on a turbine blade root.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherung einer Turbinenschaufel zu vereinfachen, insbesondere deren einfachere und sichere Handhabung zu ermöglichen.It is the object of the present invention to simplify securing of a turbine blade, in particular to enable its simpler and safer handling.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Turbinenanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1, eine Turbinenanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 15, ein Sicherungselement zur Verwendung in einer Turbinenanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 16, eine Deckplatte zur Verwendung in einer Turbinenanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 18 sowie ein Verfahren zur Sicherung einer Deckplatte einer Turbinenanordnung mit den Merkmalen des Anspruches 19. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a turbine assembly with the features of claim 1, a turbine assembly having the features of claim 15, a fuse element for use in a turbine assembly with the features of claim 16, a cover plate for use in a turbine assembly with the features of claim 18 and a method for securing a cover plate of a turbine assembly having the features of claim 19. Advantageous embodiments and further developments are specified in the respective dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Turbinenanordnung umfasst wenigstens eine Läuferscheibe sowie wenigstens eine darin einsetzbare Turbinenschaufel, welche mittels wenigstens einer insbesondere an der Läuferscheibe abgestützten Deckplatte in axialer Richtung der Läuferscheibe fixierbar ist, wobei die Deckplatte mittels wenigstens eines Sicherungselementes in einer in wenigstens einem Umfangsabschnitt der Läuferscheibe in Umfangsrichtung erstreckten Nut sicherbar, insbesondere einklemmbar ist und wenigstens ein von einer ersten Position in eine zweite Position bewegbares Verriegelungselement vorgesehen ist, wobei in der zweiten Position des Verriegelungselementes das Sicherungselement gegen Herausfallen verriegelt ist.A turbine arrangement according to the invention comprises at least one rotor disk and at least one turbine blade insertable therein, which can be fixed in the axial direction of the rotor disk by means of at least one cover plate supported on the rotor disk, the cover plate extending in the circumferential direction by means of at least one securing element in at least one circumferential section of the rotor disk Nut securable, in particular can be clamped and at least one movable from a first position to a second position locking element is provided, wherein in the second position of the locking element, the securing element is locked against falling out.

Vorzugsweise kann auf eine weitere Sicherung der Deckplatte verzichtet werden. Vorteilhafterweise wird eine Einhaltung der Anforderungen in Bezug auf eine Einhaltung einer Dichtheit für Kühlluft vereinfacht. Weiter vorteilhaft wird durch eine gegenüber der Lösung des Standes der Technik verringerte Teilanzahl die Anzahl der potentiellen Fehlerquellen verringert. Insbesondere sind die herzustellenden Geometrien sowohl für die Schaufelherstellung als auch für die Läuferfertigung leichter zu beherrschen. Vorzugsweise kann das Sicherungselement bzw. Sicherungsblech aus einem wesentlich einfacheren und kostengünstigeren Werkstoff hergestellt werden als die Deckplatte. Vorteilhafterweise kann die Schaufel durch Verwendung gleicher Deckplatten auf Vorder- und Rückseite zu beiden Seiten hin ausgebaut werden, wobei durch Verwendung der gleichen Deckplatten bei einer Wartung nur eine geringe Anzahl von Ersatzteilen bereitgehalten werden muss. Vorzugsweise ist die Auslegung in Bezug auf Festigkeitsanforderungen erleichtert. Vorteilhafterweise wird die Gefahr verhindert oder zumindest vermindert, dass auch bei hohen Drehzahlen der Turbinenanordnung das Sicherungselement entriegelt wird und nicht sicher an seinem Platz gehalten werden könnte.Preferably can be dispensed with a further assurance of the cover plate. Advantageously, compliance with the requirements for compliance with a tightness for cooling air is simplified. Further advantageously, the number of potential sources of error is reduced by a number of parts reduced compared with the solution of the prior art. In particular, the geometries to be produced are easier to master both for blade production and for rotor production. Preferably, the securing element or locking plate can be made of a much simpler and cheaper material than the cover plate. Advantageously, the blade can be expanded by using the same cover plates on the front and back to both sides, with the use of the same cover plates during maintenance only a small number of spare parts must be kept. Preferably, the design is in terms of strength requirements facilitated. Advantageously, the risk is prevented or at least reduced that even at high speeds of the turbine assembly, the securing element is unlocked and could not be securely held in place.

Bei der erfindungsgemäßen Turbinenanordnung handelt es sich insbesondere um eine Turbinenanordnung einer Wärme-Kraftmaschine oder einer Verdichtermaschine. Es kann jedoch auch eine Turbinenanordnung anderer Art vorgesehen sein.The turbine arrangement according to the invention is in particular a turbine arrangement of a heat engine or a compressor machine. However, it can also be provided a turbine arrangement of another kind.

Die Deckplatte dient wie erwähnt beispielsweise dazu, Kühlluft zur Versorgung einer Laufschaufel gegen einen Heißgasstrom in einer Radseitenkammer abzudichten und damit die Läuferscheibe vor einer thermischen Überhitzung zu schützen. Die Deckplatte ist dabei insbesondere in einem Bauraum zwischen den Füßen von Laufschaufeln benachbarter Turbinenstufen angeordnet, wobei in diesem Bauraum beispielsweise der Innenring von Leitschaufeln und/oder eventuelle Sicherungselemente untergebracht sind.As mentioned, the cover plate serves, for example, to seal cooling air for supplying a moving blade against a hot gas flow in a wheel-side chamber and thus to protect the rotor disk from thermal overheating. The cover plate is arranged in particular in a space between the feet of blades of adjacent turbine stages, wherein in this space, for example, the inner ring of vanes and / or any security elements are housed.

Die in Umfangsrichtung der Läuferscheibe erstreckte erste Nut kann dabei durch eine Ausnehmung der Läuferscheibe gebildet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Läuferscheibe aus mehreren axialen Segmenten zusammengesetzt ist, sodass eine Nut durch mehrere Läuferscheiben mit unterschiedlichen Durchmessern gebildet wird.The extending in the circumferential direction of the rotor disk first groove can be formed by a recess of the rotor. However, it can also be provided that the rotor disc is composed of several axial segments, so that a groove is formed by a plurality of carriers with different diameters.

Der Umfangsabschnitt, in dem die erste Nut in Umfangsrichtung erstreckt ist, erstreckt sich vorzugsweise wenigstens über eine für einen Turbinenschaufelfuß vorzusehende Umfangsbreite. Die Nut kann auch über den gesamten Umfang erstreckt sein. Vorzugsweise kann mittels einer Unterbrechung der Nut in Umfangsrichtung eine Fixierung des Sicherungselementes und/oder der Deckplatte zumindest in Umfangsrichtung erleichtert werden.The peripheral portion in which the first groove extends in the circumferential direction preferably extends at least over a peripheral width to be provided for a turbine blade root. The groove can also be extended over the entire circumference. Preferably, by means of an interruption of the groove in the circumferential direction, a fixing of the securing element and / or the cover plate can be facilitated at least in the circumferential direction.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verriegelungselement um eine Achse von der ersten in die zweite Position verschwenkbar ist, wobei eine Massenverteilung des Verriegelungselementes so gewählt ist, dass ein von der bei einer Rotation der Läuferscheibe auftretenden Fliehkraft an der Achse bewirktes Drehmoment einer Verschwenkung des Verriegelungselements von der zweiten Position in die erste Position entgegengerichtet ist. Bei der Achse kann es sich sowohl um eine verkörperte Achse als auch um eine Körperachse handeln. Eine Körperachse wird beispielsweise durch eine Verbindungslinie zweier Aufhängungs- bzw. Lagerungspunkte des Verriegelungselementes definiert.According to a development it is provided that the locking element about an axis from the first to the second position is pivotable, wherein a mass distribution of the locking element is selected so that one of the force acting on the axis during a rotation of the rotor centrifugal torque is directed counter to a pivoting of the locking element from the second position to the first position. The axis can be both an embodied axis and a body axis. A body axis is defined, for example, by a connecting line of two suspension or mounting points of the locking element.

Zur Ermittlung einer geeigneten Massenverteilung und zur Berechnung eines an der Achse bewirkten Drehmomentes wird insbesondere die an jedem Massenpunkt angreifende Zentrifugalkraft betrachtet und daraus das entsprechende infinitesimale Drehmoment eines infinitesimalen Massenpunktes an der Achse berechnet. Das resultierende Gesamtdrehmoment kann vorzugsweise durch eine Integration über alle infinitesimalen Massenpunkte dm des Verriegelungselementes ermittelt werden. Dies wird anhand der folgenden Gleichungen erläutert:To determine a suitable mass distribution and to calculate a torque caused on the axis, in particular the centrifugal force acting on each mass point is considered and from this the corresponding infinitesimal torque of an infinitesimal mass point on the axis is calculated. The resulting total torque can preferably be determined by integration over all infinitesimal mass points dm of the locking element. This is explained by the following equations:

Die infinitesimale Zentrifugalkraft dF ergibt sich aus der folgenden Gleichung als Vektorprodukt dF = - dm ⋅ Ω × Ω × R

Figure imgb0001

wobei dm die infinitesimale Masse eines Punktes mit den Koordinaten x, y, z ist, Ω eine Winkelgeschwindigkeit der Läuferscheibe sowie R der Radiusrichtungsvektor von einer Turbinenachse der Läuferscheibe zum infinitesimalen Massenpunkt dm.The infinitesimal centrifugal force dF is given by the following equation as a vector product dF = - dm ⋅ Ω × Ω × R
Figure imgb0001
where dm is the infinitesimal mass of a point with the coordinates x, y, z, Ω is an angular velocity of the carrier and R is the radius direction vector from a turbine axis of the carrier to the infinitesimal mass point dm.

Ein infinitesimales Drehmoment dM ergibt sich als Vektorprodukt nach folgender Gleichung: dM = dF × r .

Figure imgb0002
An infinitesimal torque dM results as a vector product according to the following equation: dm = dF × r ,
Figure imgb0002

Darin bezeichnet dF die infinitesimale Zentrifugalkraft, welche an dem entsprechenden Massenpunkt dm angreift, sowie r einen radialen Richtungsvektor von der Achse des Verriegelungselementes zum entsprechenden Massenpunkt dm.In it, dF denotes the infinitesimal centrifugal force which acts on the corresponding mass point dm, and r a radial direction vector from the axis of the locking element to the corresponding mass point dm.

Ein resultierendes Drehmoment ergibt sich aus einer Kombination der beiden Gleichungen in Verbindung mit einer dreidimensionalen Integration über die Ausdehnungen des Verriegelungselementes in folgender Weise: M res = - ∭ V ( Ω × Ω × R x ⁢ y ⁢ z ) × r x ⁢ y ⁢ z ⋅ ρ ( x , y , z ) dxdydz

Figure imgb0003
A resulting torque results from a combination of the two equations in connection with a three-dimensional integration over the dimensions of the locking element in the following manner: M res = - ∭ V ( Ω × Ω × R x ⁢ y ⁢ z ) × r x ⁢ y ⁢ z ⋅ ρ ( x . y . z ) dxdydz
Figure imgb0003

Dann bezeichnet (x,y,z) die Koordinate eines infinitesimalen Massenpunktes dm. ρ(x,y,z) ist dabei eine lokale Dichte des Verriegelungselementes an der Position x, y, z. Die Integration ist dabei über das Volumen V des Verriegelungselementes durchzuführen. Auf diese Weise kann vorzugsweise bei einfachen geometrischen Formen ein resultierendes Drehmoment analytisch berechnet werden. Für komplizierte geometrische Formen eines Verriegelungselementes erfolgt eine Berechnung insbesondere numerisch. Weiterhin ist es vorzugsweise möglich, mittels Optimierungsverfahren wie beispielsweise Simplexverfahren oder dergleichen eine Massenverteilung für ein gewünschtes Drehmoment zu ermitteln.Then (x, y, z) denotes the coordinate of an infinitesimal mass point dm. ρ (x, y, z) is a local density of the locking element at the position x, y, z. The integration is carried out via the volume V of the locking element. In this way, preferably in simple geometric shapes, a resulting torque can be calculated analytically. For complicated geometric shapes of a locking element, a calculation is carried out in particular numerically. Furthermore, it is preferably possible to determine a mass distribution for a desired torque by means of optimization methods such as simplex method or the like.

Das Vorzeichen der vorstehenden Gleichung für das resultierende Drehmoment entscheidet dabei darüber, ob das an der Achse bewirkte Drehmoment einer Verdrehung des Verriegelungselementes von der zweiten Position in die erste Position entgegenwirkt oder aber eine derartige Verdrehung unterstützt. Die Winkelgeschwindigkeit Ω ist dabei unabhängig von (x, y, z) sodass in einer Umformung ein Betrag der Winkelgeschwindigkeit S2 insbesondere auch vor den Integralausdruck gezogen werden kann. Vorzugsweise wird die Berechnung daher, wenn es nur auf das Vorzeichen ankommt, unabhängig vom Betrag der Winkelgeschwindigkeit durchgeführt. Vorzugsweise brauchen bei dieser Berechnung nur die Größen R(x,y,z), r(x,y,z), ρ(x,y,z) sowie ein auf den Betrag 1 normierter Vektor der Winkelgeschwindigkeit Ω verwendet zu werden. Bei einer üblicherweise konstanten Dichte ρ ist die Berechnung zusätzlich vereinfachbar.The sign of the above equation for the resulting torque decides whether the torque caused on the axis counteracts a rotation of the locking element from the second position to the first position or supports such a rotation. In this case, the angular velocity Ω is independent of (x, y, z) so that, in a transformation, an absolute value of the angular velocity S2 can also be drawn in front of the integral expression. Preferably, therefore, the computation, when it depends only on the sign, is performed independently of the magnitude of the angular velocity. Preferably, in this calculation only the quantities R (x, y, z), r (x, y, z), ρ (x, y, z) and a vector of the angular velocity normalized to the value 1 need Ω to be used. At a usually constant density ρ , the calculation is additionally simplified.

Eine weitere Vereinfachung ergibt sich vorzugsweise, wenn das Verriegelungselement in radialer Richtung lediglich eine vernachlässigbare Ausdehnung gegenüber einem Abstand von der Achse der Läuferscheibe aufweist. Vorzugsweise kann in diesem Fall eine Betrachtung auf einen Massenschwerpunkt des Verriegelungselementes reduziert werden.A further simplification is preferably obtained when the locking element has only a negligible extent in the radial direction with respect to a distance from the axis of the rotor disc. Preferably, in this case, consideration can be reduced to a center of gravity of the locking element.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Massenschwerpunkt des Verriegelungselementes außerhalb der Achse liegt und in der zweiten Position einen größeren radialen Abstand zu einer Drehachse der Läuferscheibe aufweist als in der das Sicherungselement entriegelnden ersten Position. Beispielsweise ist vorgesehen, dass das Verrieglungselement in der zweiten Position im Wesentlichen waagerecht zur Achse der Läuferscheibe ausgerichtet ist. Bei einem in Bezug auf die Achse des Verriegelungselementes exzentrisch ausgestaltetem Verriegelungselement liegt der Massenschwerpunkt dabei beispielsweise in der zweiten Position in waagerechter Richtung neben der Achse, so dass ein radialer Abstand der Achse und ein radialer Abstand des Schwerpunktes von der Drehachse in etwa gleich sind. Bei einem in der ersten Position im wesentlichen senkrecht in Bezug auf die Achse der Läuferscheibe ausgerichteten Verriegelungselement kann der Massenschwerpunkt dagegen einen kleineren radialen Abstand von der Achse der Läuferscheibe aufweisen.According to one embodiment, it is provided that the center of gravity of the locking element lies outside the axis and in the second position has a greater radial distance from a rotation axis of the rotor disk than in the first position unlocking the securing element. For example, it is provided that the Verrieglungselement is aligned in the second position substantially horizontally to the axis of the rotor disc. In an eccentrically ausgestaltetem with respect to the axis of the locking element locking element, the center of gravity is, for example, in the second position in a horizontal direction next to the axis, so that a radial distance of the axis and a radial distance of the center of gravity of the axis of rotation are approximately equal. By contrast, in the case of a locking element oriented substantially perpendicularly with respect to the axis of the rotor disk in the first position, the center of mass of mass may have a smaller radial distance from the axis of the rotor disk.

Die Vereinfachung bei vernachlässigbaren Unterschieden bezüglich des Radiusrichtungsvektors R ist auch aus der vorstehenden Gleichung zum resultierenden Drehmoment ersichtlich. In diesem Fall kann insbesondere auch R(x,y,z) vor den Integralausdruck gezogen werden, sodass das Vorzeichen vorzugsweise lediglich von den Größen r(x,y,z) sowie ρ(x,y,z) abhängt. Dies ist vorzugsweise gleichbedeutend mit einer Massenschwerpunktbetrachtung.The simplification with negligible differences in the radius direction vector R is also apparent from the above equation for the resulting torque. In this case, in particular, R (x, y, z) can also be drawn before the integral expression, so that the sign preferably depends only on the quantities r (x, y, z) and ρ (x, y, z) . This is preferably synonymous with a mass center of gravity consideration.

Die Achse des Verriegelungselementes ist gemäß einer Ausgestaltung senkrecht zur axialen Richtung und senkrecht zu einer radialen Richtung der Läuferscheibe ausgerichtet. Vorzugsweise wird dadurch eine möglichst gute Wirkung der Fliehkraft erreicht. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Achse des Verriegelungselementes schräg zur radialen Richtung und/oder axialen Richtung der Läuferscheibe ausgerichtet ist.The axis of the locking element is aligned according to an embodiment perpendicular to the axial direction and perpendicular to a radial direction of the rotor disc. Preferably, the best possible effect of the centrifugal force is achieved. However, it can also be provided that the axis of the locking element is aligned obliquely to the radial direction and / or axial direction of the rotor disc.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verriegelungselementes ist vorgesehen, dass das Verriegelungselement einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel aufweist, wobei das Sicherungselement durch den ersten Schenkel in der zweiten Position verriegelbar ist. Dies ermöglicht eine einfache Bauweise. Der erste Schenkel und der zweite Schenkel sind beispielsweise in einem Winkel von 180° zu einander ausgerichtet, was beispielsweise durch ein einfaches Blech mit einer daran entsprechend vorgesehenen Achse bzw. daran vorgesehenen Halterungspunkten ausgestaltet sein kann. Die Schenkel können jedoch auch in einem anderen Winkel zueinander angeordnet sein. Insbesondere ist es auch möglich, komplizierte geometrische Formen als Schenkel zu wählen.In a further embodiment of the locking element is provided that the locking element has a first leg and a second leg, wherein the securing element can be locked by the first leg in the second position. This allows a simple design. The first leg and the second leg are aligned, for example, at an angle of 180 ° to each other, which may be configured for example by a simple sheet metal with an axis provided thereon or thereto provided support points. However, the legs can also be arranged at a different angle to each other. In particular, it is also possible to choose complicated geometric shapes as legs.

In einer Variante ist vorgesehen, dass der erste Schenkel länger als der zweite Schenkel ist. Insbesondere bei einem plattenförmigen Verriegelungselement ist dabei eine einfache Herstellung möglich.In a variant, it is provided that the first leg is longer than the second leg. In particular, in a plate-shaped locking element a simple production is possible.

Eine Fixierung der Deckplatte wird vorzugsweise weiter verbessert, wenn an der Läuferscheibe eine erste Ausnehmung vorgesehen ist, mit welcher das Verriegelungselement in der zweiten Position in Eingriff bringbar und in Umfangsrichtung verriegelbar ist. Beispielsweise ist vorgesehen, dass der zweite Schenkel in die erste Ausnehmung eingreift. Die erste Ausnehmung ist dabei vorzugsweise am Umfang der Läuferscheibe benachbart zur ersten Nut und in Verbindung mit dieser angeordnet.A fixing of the cover plate is preferably further improved if a first recess is provided on the rotor disk, with which the locking element in the second position can be brought into engagement and locked in the circumferential direction. For example, it is provided that the second leg engages in the first recess. The first recess is preferably arranged on the circumference of the rotor adjacent to the first groove and in connection with this.

Gemäß einer Weiterbildung weist die Deckplatte in einem Fußbereich wenigstens eine zweite Ausnehmung auf, mit welcher das Verriegelungselement in der zweiten Position in Eingriff bringbar und in Umfangrichtung verriegelbar ist. Die Ausnehmung ist dabei beispielsweise durch eine Vertiefung gebildet. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Ausnehmung durch eine Ausstanzung in der Deckplatte gebildet ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Verriegelungselement mit seinem ersten Schenkel in die zweite Ausnehmung eingreift. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die zweite Ausnehmung im Fußbereich der Deckplatte benachbart zur ersten Ausnehmung in der ersten Nut zu liegen kommt, sodass das Verriegelungselement gleichzeitig in die zweite Ausnehmung und die erste Ausnehmung eingreifen kann, wodurch vorzugsweise sowohl das Verriegelungselement als auch die Deckplatte in Umfangsrichtung an der Läuferscheibe fixiert werden.According to a development, the cover plate has at least one second recess in a foot region, with which the locking element can be brought into engagement in the second position and can be locked in the circumferential direction. The recess is formed for example by a depression. However, it can also be provided that the recess is formed by a punched-out in the cover plate. In particular, it is provided that the locking element engages with its first leg in the second recess. Furthermore, it can be provided that the second recess in the foot region of the cover plate adjoins the first recess in the first groove, so that the locking element can simultaneously engage in the second recess and the first recess, whereby preferably both the locking element and the cover plate in Circumferential direction are fixed to the rotor disc.

Für eine einfache Herstellung des Sicherungselementes ist es vorteilhaft, wenn das Sicherungselement aus Blech besteht.For a simple production of the securing element, it is advantageous if the securing element consists of sheet metal.

Gemäß einer Weiterbildung ist das Verriegelungselement einstückig mit dem Sicherungselement ausgebildet, wobei Ausstanzungen derart vorgesehen sind, dass das Verriegelungselement mit Seitenblechen lediglich über wenigstens einen Steg in Verbindung steht. Vorzugsweise ermöglicht dies eine einfache Herstellung mittels Ausstanzen aus einer Platte, insbesondere aus einem Blech. Weiterhin vorteilhaft ist das Verriegelungselement unverlierbar. Bei einem Wartungsvorgang sind vorteilhafterweise keine zusätzlichen Elemente wie Schrauben, Nieten oder dergleichen bereit zu halten. Vorzugsweise sind genau zwei Stege vorgesehen, welche als Drehachse des Verriegelungselementes dienen.According to a further development, the locking element is formed integrally with the securing element, wherein punched-outs are provided such that the locking element is connected to side plates only via at least one web in connection. This preferably allows a simple production by means of punching out of a plate, in particular of a metal sheet. Further advantageously, the locking element is captive. In a maintenance operation advantageously no additional elements such as screws, rivets or the like are to be kept ready. Preferably, exactly two webs are provided, which serve as a rotation axis of the locking element.

Eine Verschwenkbarkeit bzw. Verdrehbarkeit des Verriegelungselementes kann auf verschiedene Weisen bereitgestellt werden. In einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verriegelungselement durch Verdrehen des Steges aus der ersten Position in die zweite Position gebracht werden kann und insbesondere durch Verdrehen des Steges aus der zweiten Position in die erste Position rückführbar ist. Insbesondere ist das Verriegelungselement aus der der zweiten Position in die erste Position sowie aus der ersten Position in die zweite Position biegbar. Ein derartig verdrehbarer Steg kann vorzugsweise bereits mit einer einfachen Herstellung des Verriegelungselementes aus einer einzigen Platte, insbesondere einem Blech, bereitgestellt werden.A pivotability or rotatability of the locking element can be provided in various ways. In a first embodiment it is provided that the locking element can be brought by rotation of the web from the first position to the second position and in particular is traceable by turning the web from the second position to the first position. In particular, the locking element is bendable from the second position to the first position and from the first position to the second position. Such a rotatable web can preferably already be provided with a simple production of the locking element from a single plate, in particular a metal sheet.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Verriegelungselement an einer Schwenkachse gelagert ist und zumindest in seiner zweiten Position einrastbar ist. Vorzugsweise ermöglicht dies eine große Anzahl von Schwenkbewegungen, ohne das Materialermüdungen durch ein Hin- und Herbiegen von Material zu befürchten ist. Zum Einrasten kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement formschlüssig in der ersten oder der zweiten Ausnehmung einrastet. Es kann auch am Verriegelungselement selbst ein Rastmechanismus vorgesehen sein.In a further embodiment, it is provided that the locking element is mounted on a pivot axis and at least in its second position can be latched. Preferably, this allows a large number of pivoting movements, without material fatigue is to fear by a back and forth bending of material. For latching can be provided, for example, that the locking element engages positively in the first or the second recess. It may also be provided on the locking element itself a locking mechanism.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass in einem Nutgrund der ersten Nut zumindest abschnittsweise eine zweite Nut vorgesehen ist, in welche ein Rand des Seitenbleches einsteckbar ist. Vorzugsweise ermöglicht dies eine sichere Führung des Sicherungsbleches bei einem Einsetzen. Weiterhin ist eine Breite der zweiten Nut vorzugsweise so ausgestaltet, das zumindest in geringem Maße eine Klemmwirkung beim Einsetzen erzielt wird. Insbesondere dient die zweite Nut im Nutgrund der ersten Nut als Widerlager des Sicherungselementes, welches die Deckplatte in der ersten Nut einklemmt.In a further development, it is provided that in a groove bottom of the first groove at least in sections, a second groove is provided, in which an edge of the side plate can be inserted. Preferably, this allows a secure guidance of the locking plate during insertion. Furthermore, a width of the second groove is preferably designed so that at least to a small extent a clamping action is achieved during insertion. In particular, the second groove in the groove bottom of the first groove serves as an abutment of the securing element, which clamps the cover plate in the first groove.

Gemäß einer Ausgestaltung ist eine formschlüssige Verbindung zwischen Deckplatte und Läuferscheibe vorgesehen, wodurch die Deckplatte zumindest in radialer Richtung gesichert ist. Insbesondere ermöglicht dies, dass mit dem Sicherungselement lediglich eine geringe Klemmkraft aufgewendet werden muss, um ein Herausgleiten des Sicherungselementes aus der formschlüssigen Verbindung zu verhindern. Insbesondere müssen mit dem Sicherungselement keine radialen Haltekräfte auf die Deckplatte ausgeübt werden.According to one embodiment, a positive connection between cover plate and rotor disc is provided, whereby the cover plate is secured at least in the radial direction. In particular, this makes it possible to use only a small clamping force with the securing element in order to prevent the securing element from sliding out of the positive-locking connection. In particular, with the Securing element no radial holding forces are exerted on the cover plate.

Für eine formschlüssige Verbindung können verschiedene Varianten vorgesehen sein. In einer ersten Variante weist die erste Nut zumindest abschnittsweise einen Hinterschnitt auf, in welchen ein zumindest abschnittsweise abgewinkelter Rand der Deckplatte eingreift. Beispielsweise ist ein radial innerer Rand der Deckplatte in etwa L-förmig abgewinkelt, so dass dieser in den Hinterschnitt der ersten Nut eingreifen kann. Vorzugsweise ermöglicht dies eine einfache Herstellung einer Deckplatte durch einfaches Umformen einer Platte, insbesondere eines Bleches.For a positive connection, different variants can be provided. In a first variant, the first groove at least in sections on an undercut, in which engages an at least partially angled edge of the cover plate. For example, a radially inner edge of the cover plate is angled approximately L-shaped, so that it can engage in the undercut of the first groove. Preferably, this allows a simple production of a cover plate by simply forming a plate, in particular a sheet.

Alternativ oder zusätzlich ist in einer weiteren Variante eine wenigstens einen Vorsprung sowie wenigstens eine dritte Ausnehmung aufweisende Verbindung zwischen Deckplatte und Läuferscheibe vorgesehen. Beispielsweise ist an einer Seitenwand der ersten Nut eine Nase vorgesehen, welche in eine Ausstanzung bzw. Aufnehmung der Deckplatte eingreift. Entsprechend kann umgekehrt eine Nase an der Deckplatte und eine Ausnehmung an der Seitenwand der Nut vorgesehen sein.Alternatively or additionally, in a further variant, a connection between the cover plate and the carrier disc has at least one projection and at least one third recess. For example, a nose is provided on a side wall of the first groove, which engages in a punched or Aufnehmung the cover plate. Correspondingly, on the other hand, a nose can be provided on the cover plate and a recess on the side wall of the groove.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Turbinenanordnung, insbesondere gemäß wenigstens einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen, mit wenigstens einer Läuferscheibe sowie wenigstens einer darin einsetzbaren Turbinenschaufel, welche mittels wenigstens einer Deckplatte in axialer Richtung der Läuferscheibe fixierbar ist, wobei die Deckplatte in eine in wenigstens einem Umfangsabschnitt der Läuferscheibe in Umfangsrichtung erstreckten ersten Nut einsetzbar ist, wobei die Deckplatte an der Läuferscheibe abgestützt ist.Furthermore, the invention relates to a turbine arrangement, in particular according to at least one of the above-described embodiments, with at least one rotor disc and at least one turbine blade insertable therein, which is fixable by means of at least one cover plate in the axial direction of the rotor disc, wherein the cover plate in a in at least one peripheral portion of the rotor disc circumferentially extending first groove is insertable, wherein the cover plate is supported on the rotor disc.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Sicherungselement zur Verwendung in einer Turbinenanordnung gemäß einer der vorstehenden Ausgestaltungen, wobei mittels des Sicherungselementes eine Deckplatte in einer in wenigstens einem Umfangsabschnitt der Läuferscheibe in Umfangsrichtung erstreckten ersten Nut sicherbar, insbesondere einklemmbar ist und das Sicherungselement wenigstens ein von einer ersten Position in eine zweite Position bewegbares Verriegelungselement umfasst, durch welches das Sicherungselement in der zweiten Position gegen Herausfallen verriegelbar ist.The invention also relates to a securing element for use in a turbine arrangement according to one of the preceding embodiments, wherein by means of the securing element a cover plate in a first groove extending in at least one circumferential section of the rotor disk in the circumferential direction securable, in particular can be clamped and the securing element comprises at least one movable from a first position to a second position locking element, through which the securing element is locked in the second position against falling out.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Verriegelungselement um eine Achse von der ersten Position in die zweite Position schwenkbar ist und dass eine Massenverteilung des Verriegelungselementes so gewählt ist, dass ein von der bei einer Rotation der Läuferscheibe auftretenden Fliehkraft an der Achse bewirktes Drehmoment einer Verschwenkung des Verriegelungselementes von der zweiten Position in die erste Position entgegengerichtet ist.According to a further development, it is provided that the locking element is pivotable about an axis from the first position to the second position and that a mass distribution of the locking element is selected such that a torque caused by the centrifugal force occurring at a rotation of the rotor disc on the axis of a pivoting of the locking element is directed from the second position to the first position.

Insbesondere ist die Massenverteilung des Verriegelungselementes so ausgestaltet, dass ein Massenschwerpunkt des Verriegelungselementes außerhalb der Achse liegt und in der zweiten Position einen größeren radialen Abstand zu einer Drehachse der Läuferscheibe aufweist als in der das Sicherungselement entriegelnden ersten Position.In particular, the mass distribution of the locking element is designed so that a center of gravity of the locking element is located outside the axis and in the second position has a greater radial distance to a rotational axis of the rotor than in the first position unlocking the securing element.

Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung eine Deckplatte zur Verwendung in einer Turbinenanordnung gemäß wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen, wobei die Deckplatte an der Läuferscheibe abstützbar und mittels wenigstens eines Sicherungselementes in einer in wenigstens einem Umfangsabschnitt der Läuferscheibe in Umfangsrichtung erstreckten Nut sicherbar, insbesondere einklemmbar ist. Vorzugsweise sind zur Befestigung der Deckplatte keine weiteren Befestigungselemente, insbesondere keine Schrauben, Bolzen oder dergleichen erforderlich.Furthermore, the invention relates to a cover plate for use in a turbine assembly according to at least one of the embodiments described above, wherein the cover plate on the rotor supportable and securable by at least one securing element in at least one circumferential portion of the rotor in the circumferential direction groove securable, in particular clamped. Preferably, no further fastening elements, in particular no screws, bolts or the like are required for fastening the cover plate.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Sicherung einer Deckplatte einer Turbinenanordnung, insbesondere gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen, welche wenigstens eine Läuferscheibe sowie wenigstens eine darin einsetzbare Turbinenschaufel umfasst, wobei die Deckplatte mit wenigstens einem Sicherungselement in einer in zumindest einem Umfangsabschnitt einer Läuferscheibe vorgesehenen Nut eingeklemmt wird und ein Verriegelungselement von einer ersten Position in eine zweite Position bewegt wird, wodurch das Sicherungselement gegen Herausfallen verriegelt wird.Finally, the invention relates to a method for securing a cover plate of a turbine assembly, in particular according to one of the embodiments described above, which comprises at least one rotor disc and at least one turbine blade insertable therein, wherein the cover plate is clamped with at least one securing element in a groove provided in at least one peripheral portion of a rotor disc and a locking element is moved from a first position to a second position, whereby the securing element is locked against falling out.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass bei einer Drehung der Läuferscheibe bei einem Betrieb der Turbinenanordnung eine auf das Verriegelungselement wirkende Fliehkraft einer Bewegung des Verriegelungselementes von der zweiten Position in die entriegelnde erste Position entgegenwirkt. Vorzugsweise werden von dem Verriegelungselement keine radial wirkenden Kräfte auf die Deckplatte übertragen, sodass lediglich eine geringe Kraft zum Verhindern eines Herausfallens bzw. Herausgeschleudert-Werdens bei einer Umdrehung der Läuferscheibe aufgewendet werden muss.In one embodiment, it is provided that upon rotation of the rotor disk during operation of the turbine arrangement, a centrifugal force acting on the locking element counteracts a movement of the locking element from the second position into the unlocking first position. Preferably, no radially acting forces are transmitted to the cover plate of the locking element, so that only a small force to prevent falling out or being thrown out during a rotation of the rotor disc must be expended.

Eine einfache Verriegelung wird vorzugsweise dadurch ermöglicht, dass das Verriegelungselement zur Verriegelung von der ersten Position in die zweite Position umgebogen wird. Dem entsprechend kann das Verriegelungselement vorzugsweise bei einer Demontage des Sicherungselementes von der zweiten Position in die erste Position zurück gebogen werden.A simple locking is preferably made possible in that the locking element is bent for locking from the first position to the second position. Accordingly, the locking element can preferably be bent back in a disassembly of the securing element from the second position to the first position.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung im Einzelnen beispielhaft erläutert. Die dort dargestellten Merkmalskombinationen sind jedoch nicht beschränkend zu verstehen, vielmehr sind die jeweils in der Beschreibung einschließlich der Figurenbeschreibung sowie in den Figuren enthaltenen Merkmale zu Weiterbildungen miteinander kombinierbar. Es zeigen:

FIG 1
einen Längsschnitt einer Turbinenanordnung,
FIG 2
eine perspektivische Ansicht eine Deckplatte nebst deren Umgebung,
FIG 3
eine perspektivische Ansicht des Sicherungselementes und
FIG 4
einen Längsschnitt durch das Sicherungselement gemäß FIG 3 nebst dessen Umgebung.
In the following the invention will be explained by way of example with reference to the drawing. However, the combinations of features presented there are not to be understood as limiting, but the features contained in the description, including the description of the figures and in the figures, can be combined with each other for further developments. Show it:
FIG. 1
a longitudinal section of a turbine assembly,
FIG. 2
a perspective view of a cover plate together with their surroundings,
FIG. 3
a perspective view of the fuse element and
FIG. 4
a longitudinal section through the securing element according to FIG. 3 and its surroundings.

FIG 1 zeigt einen Längsschnitt einer Turbinenanordnung 10. Dabei handelt es sich um eine Strömungsmaschine, welche als Gasturbine ausgestaltet ist. Die Turbinenanordnung 10 umfasst einen Verdichter 12 sowie eine Turbineneinheit 14, welche über eine Brennkammer 16 miteinander verbunden sind. Im Verdichter 12 sind eine erste Läuferscheibe 18 und eine zweite Läuferscheibe 20 vorgesehen. Die Turbineneinheit 14 weist eine dritte Läuferscheibe 22 sowie eine vierte Läuferscheibe 24 auf. Die Läuferscheiben 18; 20; 22; 24 sind dabei über eine gemeinsame Läuferachse 26 verbunden. An den Läuferscheiben 18; 20; 22; 24 sind weitere Bauteile befestigt, was an der vierten Läuferscheibe 24 exemplarisch gezeigt ist. Diese weist eine Turbinenlaufschaufel 28 auf, welche auswechselbar in die vierte Läuferscheibe 24 einsetzbar ist. Zur Sicherung der Turbinenlaufschaufel 28 ist auf beiden Seiten der Läuferscheibe 24 ein in FIG 1 nicht dargestelltes Sicherungsblech bzw. eine Deckplatte vorgesehen. Benachbart zu der Turbinenlaufschaufel 28 ist eine Leitschaufel 30 vorgesehen. Daneben umfasst die Turbinenanordnung naturgemäß weitere Reihen weiterer nicht dargestellter Leitschaufeln und Turbinenlaufschaufeln. FIG. 1 shows a longitudinal section of a turbine assembly 10. It is a turbomachine, which is designed as a gas turbine. The turbine arrangement 10 comprises a compressor 12 and a turbine unit 14, which are connected to one another via a combustion chamber 16. In the compressor 12, a first rotor 18 and a second rotor 20 are provided. The turbine unit 14 has a third rotor disk 22 and a fourth rotor disk 24. The carriers 18; 20; 22; 24 are connected via a common rotor axis 26. On the rotor discs 18; 20; 22; 24 further components are attached, which is shown by way of example on the fourth rotor 24. This has a turbine blade 28, which is exchangeable inserted into the fourth rotor 24. To secure the turbine blade 28 is on both sides of the rotor 24 a in FIG. 1 Not shown locking plate or a cover plate provided. Adjacent to the turbine blade 28, a vane 30 is provided. In addition, the turbine assembly naturally includes further rows of further unillustrated vanes and turbine blades.

FIG 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer solchen Deckplatte 32 nebst deren Umgebung. Diese ist in einer ersten Nut 34 der dritten Läuferscheibe 22 eingesetzt. Bei der Turbinenanordnung gemäß FIG 2 ist links von der Deckplatte 32 an der dritten Läuferscheibe 22 eine nicht dargestellte Turbinenschaufel angebracht. Die Deckplatte 32 ist in einem Fußbereich 36 abgewinkelt, sodass die Deckplatte 32 in einen Hinterschnitt 38 der ersten Nut 34 eingreifen kann. Dadurch wird eine formschlüssige Verbindung zwischen der dritten Läuferscheibe 22 und der Deckplatte 32 bewirkt, sodass bei einer Rotation um die Läuferachse 26 eine Sicherung gegen ein Herausgeschleudert-Werden in einer radialen Richtung 40 gewährleistet ist. FIG. 2 shows a perspective view of such a cover plate 32 together with their surroundings. This is used in a first groove 34 of the third rotor disc 22. In the turbine arrangement according to FIG. 2 is attached to the left of the cover plate 32 to the third rotor disc 22, a turbine blade, not shown. The cover plate 32 is angled in a foot region 36 so that the cover plate 32 can engage in an undercut 38 of the first groove 34. As a result, a positive connection between the third rotor 22 and the cover plate 32 causes, so that upon rotation about the rotor axis 26 a safeguard against being thrown out in a radial direction 40 is ensured.

Weiterhin sind eine erste Ausnehmung 46 in der dritten Rotorscheibe 22 sowie eine zweite Ausnehmung 48 in der Deckplatte 32 vorgesehen. Diese Ausnehmungen 46; 48 dienen dabei einer Verriegelung der Deckplatte 32 gegen die Verschiebung in einer Umfangsrichtung 50 mittels eines in FIG 2 nicht dargestellten Verriegelungselementes. Des Weiteren ist eine zweite Nut 52 in einem Nutgrund 54 der ersten Nut 34 zur teilweisen Aufnahme eines Sicherungselementes vorgesehen.Furthermore, a first recess 46 in the third rotor disc 22 and a second recess 48 in the cover plate 32 are provided. These recesses 46; 48 serve to lock the cover plate 32 against the displacement in a circumferential direction 50 by means of an in FIG. 2 not shown locking element. Furthermore, a second groove 52 is provided in a groove base 54 of the first groove 34 for partially receiving a securing element.

FIG 3 zeigt das in die Nut 34 einzusetzende Sicherungselement 56 in perspektivischer Darstellung in einer ersten Position. Das Sicherungselement 56 umfasst ein Verriegelungselement 60 und zwei damit einstückig verbundene, dabei beidseitig angeordnete Seitenbleche 61. Das Verriegelungselement 60 ist dabei durch Ausstanzungen 72 aus einem Blech hergestellt. Die Ausstanzungen 72 sind dabei so gewählt, dass ein erster Steg 74 und ein zweiter Steg 76 eine Achse 62 definieren, um welche das Verriegelungselement 60 gegenüber den Seitenblechen 61 verschwenkbar ist. Aufgrund der gewählten Lage der Stege 74, 76 umfasst das Verriegelungselement 60 einen ersten Schenkel 66 und einen zweiten Schenkel 64. Der Massenschwerpunkt 68 des Verriegelungselementes 60 liegt unterhalb der Achse 62, welche - bei eingebautem Zustand in der Turbine - auf dem gleichen Radius wie die Stege 74, 76 verläuft. FIG. 3 shows the fuse element 56 to be inserted into the groove 34 in a perspective view in a first position. The securing element 56 comprises a locking element 60 and two side plates 61, which are integrally connected thereto, on both sides, and are arranged on both sides. The locking element 60 is produced from a metal sheet by punched-out portions 72. The punched-out portions 72 are selected such that a first web 74 and a second web 76 define an axis 62 about which the locking element 60 can pivot relative to the side plates 61. Due to the selected position of the webs 74, 76, the locking element 60 comprises a first leg 66 and a second leg 64. The center of gravity 68 of the locking element 60 is below the axis 62, which - when installed in the turbine - on the same radius as the Webs 74, 76 runs.

Die beiden Seitenbleche 61 weisen eine in Umfangrichtung gesehene Breite auf, die jeweils nicht größer ist als 75% der Breite des Verriegelungselementes 60, um die gewünschten Massenverhältnisse und die gewünschte Schwerpunktverschiebung zu erreichen. Vorzugsweise beträgt die Breite der Seitenbleche ungefähr 50% der Breite des Verriegelungselementes 60. Die Seitenblechbreite sollte jedoch auch eine Mindestgröße nicht unterschreitet, damit die Seitenbleche 61 die von den Laufschaufeln über die Deckplatte 32 auf sie übertragenen Axialkräfte schadlos aufnehmen können, wodurch ein sicherer axialer Sitz der Laufschaufeln in ihren Haltenuten gewährleisten werden kann.The two side plates 61 have a width seen in the circumferential direction, which in each case is not greater than 75% of the width of the locking element 60 in order to achieve the desired mass ratios and the desired center of gravity displacement. Preferably, the width of the side panels is about 50% of the width of the locking element 60. However, the side panel width should not be less than a minimum size, so that the side plates 61 of the blades over the cover plate 32 can absorb them transferred without damage axial forces, whereby a secure axial seat of the blades can be ensured in their retaining grooves.

Des Weiteren sind die radial nach innen ragenden Schenkel der Seitenbleche 61 länger als der erste Schenkel 66 des Verriegelungselementes 61, damit lediglich diese in der Nut 52 einsetzbar sind und der erste Schenkel 66 beim Umbiegen nicht von der Nut 52 blockiert werden kann.Furthermore, the radially inwardly projecting legs of the side plates 61 are longer than the first leg 66 of the locking element 61, so that only they can be inserted into the groove 52 and the first leg 66 can not be blocked by the groove 52 during bending.

FIG 4 zeigt einen Längsschnitt eines eingesetzten Sicherungselementes 56 nebst dessen Umgebung. Dieses ist in eine erste Nut 34 der dritten Läuferscheibe 22 eingesteckt, welche lediglich ausschnittsweise dargestellt ist. Die Seitenbleche 61 sind mit einem unteren Rand 58 in die zweite Nut 52 im Nutgrund 54 der ersten Nut 34 eingesteckt. Diese zweite Nut 52 dient als ein Widerlager des ersten Sicherungselementes 56 beim Einbiegen des Verriegelungselementes 60 in die Ausnehmungen 46, 48. Die Deckplatte 32 greift mit einem abgewinkelten Rand in ihrem Fußbereich 36 in den Hinterschnitt 38 der ersten Nut 34 ein. FIG. 4 shows a longitudinal section of an inserted fuse element 56 together with its surroundings. This is inserted into a first groove 34 of the third rotor disc 22, which is only partially shown. The side plates 61 are inserted with a lower edge 58 in the second groove 52 in the groove bottom 54 of the first groove 34. This second groove 52 serves as an abutment of the first securing element 56 when the locking element 60 is bent into the recesses 46, 48. The cover plate 32 engages with an angled edge in its foot region 36 in the undercut 38 of the first groove 34.

Schematisch dargestellt ist das Verriegelungselement 60 in einer das Sicherungselement 56 sich selbst und die Deckplatte 32 verriegelnden zweiten Position. Bezogen auf die in FIG 3 dargestellte erste Position ist das Verriegelungselement 60 in etwa um 90° im Uhrzeigersinn um die Achse 62, welche sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckt, verschwenkt. In der dargestellten zweiten Position greift der zweite Schenkel 64 des Verriegelungselementes 60 in die erste Ausnehmung 46 der dritten Läuferscheibe 22 ein. Der erste Schenkel 66 sichert das Sicherungselement 56 gegen ein Herausfallen aus der ersten Nut 34 und greift außerdem in die in FIG 3 ansatzweise dargestellte zweite Ausnehmung 48 in der Deckplatte 32 ein. Der Massenschwerpunkt 68 des Verriegelungselementes 60 wird bei einem Verschwenken von der ersten Position in die dargestellte zweite Position in einer radialen Richtung 40 angehoben. Bei einer Rotation der dritten Läuferscheibe 22 um die Läuferachse 26 bei einem Betrieb der Turbinenanordnung wird der erste Schenkel 66 des Verriegelungselementes 60 aufgrund der wirkenden Fliehkraft von unten in die zweite Ausnehmung 48 und gegen den Hinterschnitt 38 gedrückt. Dadurch wird ein unerwünschtes Zurückbiegen des Verriegelungselementes 60 von der zweiten Position in die erste Position verhindert.Schematically illustrated is the locking member 60 in a fuse element 56 itself and the cover plate 32 locking second position. Related to the in FIG. 3 shown first position, the locking member 60 is pivoted about 90 ° clockwise about the axis 62, which extends perpendicular to the plane, pivoted. In the illustrated second position, the second leg 64 of the locking element 60 engages in the first recess 46 of the third rotor disc 22. The first leg 66 secures the securing element 56 against falling out of the first groove 34 and also engages in the in FIG. 3 Ansatzweise illustrated second recess 48 in the cover plate 32 a. The center of mass 68 of the locking element 60 is raised in a radial direction 40 when pivoting from the first position to the illustrated second position. Upon rotation of the third rotor disk 22 about the rotor axis 26 during operation of the turbine arrangement, the first leg 66 of the locking element 60 is pressed from below into the second recess 48 and against the undercut 38 due to the centrifugal force acting. This prevents unwanted bending back of the locking element 60 from the second position to the first position.

Zur Verriegelung der eingesetzten Deckplatte 32 wird das Verriegelungselement 60 nach seinem Einsetzen in die Nut 34 gegenüber den Seitenblechen 61 im Uhrzeigersinn um etwa 90° um die Achse 62 gedreht. Der erste, radial gesehen innere Schenkel 66 des Verriegelungselements 60 wird dadurch in die zweite Ausnehmung 48 eingeschwenkt, der zweite Schenkel 64 bewegt sich gleichzeitig in die erste Ausnehmung 46. Dabei wird ein radialer Abstand 78 zu einer schematisch angedeuteten Läuferachse 26 des Massenschwerpunktes 68 des Verriegelungselementes 60 vergrößert, wodurch die beim Betrieb der Turbine auf das Verriegelungselements 60 einwirkende Fliehkraft das ungewollte Zurückbiegen des Verriegelungselements 60 sicher verhindert. Sowohl Deckplatte 32 als auch das Sicherungselement 56 sind somit zuverlässig und annähernd spielfrei an der Läuferscheibe 22 befestigt.To lock the cover plate 32 used, the locking element 60 is rotated after its insertion into the groove 34 with respect to the side plates 61 in a clockwise direction by about 90 ° about the axis 62. The first, radially inner leg 66 of the locking element 60 is thereby pivoted into the second recess 48, the second leg 64 moves simultaneously in the first recess 46. In this case, a radial distance 78 to a schematically indicated rotor axis 26 of the center of mass 68 of the locking element 60, whereby the centrifugal force acting on the locking element 60 during operation of the turbine reliably prevents the unwanted bending back of the locking element 60. Both cover plate 32 and the securing element 56 are thus reliably and almost free of play attached to the rotor disk 22.

Claims (21)

Turbinenanordnung (10) mit wenigstens einer Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) sowie wenigstens einer darin einsetzbaren Turbinenschaufel (28),
welche mittels wenigstens einer Deckplatte (32) in axialer Richtung (26) der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) fixierbar ist,
wobei die Deckplatte (32) mittels wenigstens eines Sicherungselementes (56) in einer in wenigstens einem Umfangsabschnitt der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) in Umfangsrichtung (50) erstreckten ersten Nut (34) sicherbar ist, welches Sicherungselement (56) wenigstens ein von einer ersten Position in eine zweite Position bewegbares Verriegelungselement (60) umfasst,
wobei in der zweiten Position des Verriegelungselementes (60) das Sicherungselement (56) gegen Herausfallen verriegelt ist.Turbine arrangement (10) having at least one rotor disc (18; 20; 22; 24) and at least one turbine blade (28) insertable therein,
which can be fixed in the axial direction (26) of the rotor disc (18; 20; 22; 24) by means of at least one cover plate (32),
wherein the cover plate (32) is securable by means of at least one securing element (56) in a first groove (34) extending in the circumferential direction (50) in at least one circumferential section of the carrier disc (18; 20; 22; 24), which securing element (56) is at least comprises a locking element (60) movable from a first position to a second position,
wherein in the second position of the locking element (60) the securing element (56) is locked against falling out. Turbinenanordnung (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verriegelungselement (60) um eine Achse (62) von der ersten Position in die zweite Position verschwenkbar ist und
dass eine Massenverteilung des Verriegelungselementes (60) so gewählt ist, dass ein von der bei einer Rotation der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) auftretenden Fliehkraft an der Achse (62) bewirktes Drehmoment einer Verschwenkung des Verriegelungselementes (60) von der zweiten Position in die erste Position entgegengerichtet ist.Turbine arrangement (10) according to claim 1,
characterized in that
the locking element (60) is pivotable about an axis (62) from the first position to the second position and
a mass distribution of the locking element (60) is selected such that a torque produced by the centrifugal force occurring at the axis (62) during rotation of the rotor disk (18; 20; 22; 24) causes the locking element (60) to pivot from the second Position in the first position is opposite. Turbinenanordnung (10) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Massenschwerpunkt (68) des Verriegelungselementes (60) außerhalb der Achse (62) liegt und in der zweiten Position einen größeren radialen Abstand (78) zu einer Drehachse (26) der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) aufweist als in der das Sicherungselement (56) entriegelnden ersten Position.Turbine arrangement (10) according to claim 2,
characterized in that
a center of gravity (68) of the locking element (60) lies outside the axis (62) and in the second position has a greater radial distance (78) from a rotation axis (26) of the rotor disc (18; 20; 22; 24) than in FIG the securing element (56) unlocking the first position. Turbinenanordnung (10) nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Achse (62) senkrecht zur axialen Richtung (26) und senkrecht zu einer radialen Richtung (40) der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) ausgerichtet ist.Turbine arrangement (10) according to claim 2 or 3,
characterized in that
the axis (62) is oriented perpendicular to the axial direction (26) and perpendicular to a radial direction (40) of the rotor disc (18; 20; 22; 24). Turbinenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verriegelungselement (60) einen ersten Schenkel (66) und einen zweiten Schenkel (64) aufweist,
wobei das Sicherungselement (56) durch den ersten Schenkel (66) in der zweiten Position verriegelbar ist.Turbine arrangement (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the locking element (60) has a first leg (66) and a second leg (64),
wherein the securing element (56) is lockable by the first leg (66) in the second position. Turbinenanordnung (10) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Schenkel (66) länger als der zweiten Schenkel (64) ist.Turbine arrangement (10) according to claim 5,
characterized in that
the first leg (66) is longer than the second leg (64). Turbinenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) eine erste Ausnehmung (46) vorgesehen ist, mit welcher das Verriegelungselement (60) in der zweiten Position in Eingriff bringbar und in Umfangsrichtung verriegelbar ist.Turbine arrangement (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
a first recess (46) is provided on the rotor disc (18; 20; 22; 24), with which the locking element (60) is engageable in the second position and lockable in the circumferential direction. Turbinenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckplatte (32) in einem Fußbereich wenigstens eine zweite Ausnehmung (48) aufweist, mit welcher das Verriegelungselement (60) in der zweiten Position in Eingriff bringbar und in Umfangsrichtung verriegelbar ist.Turbine arrangement (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the cover plate (32) has at least one second recess (48) in a foot region, with which the locking element (60) is engageable in the second position and lockable in the circumferential direction. Turbinenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Sicherungselement (56) als Blech ausgebildet ist.Turbine arrangement (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the securing element (56) is designed as a sheet metal. Turbinenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verriegelungselement (60) einstückig mit dem Sicherungselement (56) gebildet ist,
wobei Ausstanzungen (72) derart vorgesehen sind, dass
das Verriegelungselement (60) mit dem Sicherungselement (56) lediglich über wenigstens einen Steg (72, 74) in Verbindung steht.Turbine arrangement (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the locking element (60) is formed integrally with the securing element (56),
Punching (72) are provided such that
the locking element (60) is connected to the securing element (56) only via at least one web (72, 74). Turbinenanordnung (10) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verriegelungselement (60) durch Verdrehen des Steges (72, 74) aus der zweiten Position in die erste Position rückführbar biegbar ist.Turbine arrangement (10) according to claim 10,
characterized in that
the locking element (60) is traceable bendable by rotating the web (72, 74) from the second position to the first position. Turbinenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Nutgrund (54) der ersten Nut (34) zumindest abschnittsweise eine zweite Nut (52) vorgesehen ist, in welche ein Rand (58) des Sicherungselementes (56) einsteckbar ist.Turbine arrangement (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
in a groove base (54) of the first groove (34) at least in sections a second groove (52) is provided, in which an edge (58) of the securing element (56) can be inserted. Turbinenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine formschlüssige Verbindung zwischen Deckplatte (32) und Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) vorgesehen ist, wodurch die Deckplatte (32) zumindest in radialer Richtung (40) gesichert ist.Turbine arrangement (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
a positive connection between cover plate (32) and rotor disc (18; 20; 22; 24) is provided, whereby the cover plate (32) is secured at least in the radial direction (40). Turbinenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Nut (34) zumindest abschnittsweise einen Hinterschnitt (38) aufweist,
in welchen ein zumindest abschnittsweise abgewinkelter Rand der Deckplatte (32) eingreift.Turbine arrangement (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the first groove (34) has an undercut (38) at least in sections,
in which an at least partially angled edge of the cover plate (32) engages. Turbinenanordnung (10),
insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
mit wenigstens einer Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) sowie wenigstens einer darin einsetzbaren Turbinenschaufel,
welche mittels wenigstens einer Deckplatte (32) in axialer Richtung der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) fixierbar ist,
wobei die Deckplatte (32) in eine in wenigstens einem Umfangsabschnitt der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) in Umfangsrichtung (50) erstreckten ersten Nut (34) einsetzbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Deckplatte (32) an der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) abgestützt ist.Turbine arrangement (10),
in particular according to one of the preceding claims,
with at least one rotor disc (18; 20; 22; 24) and at least one turbine blade insertable therein,
which can be fixed in the axial direction of the rotor disk (18; 20; 22; 24) by means of at least one cover plate (32),
the cover plate (32) being insertable into a first groove (34) extending in at least one peripheral portion of the carrier disc (18; 20; 22; 24) in the circumferential direction (50),
characterized in that
the cover plate (32) is supported on the carrier disc (18; 20; 22; 24). Sicherungselement (56) zur Verwendung in einer Turbinenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15,
wobei mittels des Sicherungselementes (56) eine Deckplatte (32) in einer in wenigstens einem Umfangsabschnitt der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) in Umfangsrichtung (50) erstreckten ersten Nut sicherbar, insbesondere einklemmbar ist und das Sicherungselement (56) wenigstens ein von einer ersten Position in eine zweite Position bewegbares Verriegelungselement (60) umfasst,
wobei in der zweiten Position des Verriegelungselementes (60) das Sicherungselement (56) gegen Herausfallen verriegelbar ist.Securing element (56) for use in a turbine arrangement (10) according to one of the preceding claims 1 to 15,
wherein by means of the securing element (56) a cover plate (32) in a in at least one peripheral portion of the rotor disc (18; 20; 22; 24) in the circumferential direction (50) extending first groove securable, in particular clamped and the securing element (56) at least one comprising a locking element (60) movable from a first position to a second position,
wherein in the second position of the locking element (60), the securing element (56) can be locked against falling out. Sicherungselement (56) nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verriegelungselement (60) um eine Achse (62) von der ersten Position in die zweite Position schwenkbar ist und dass eine Massenverteilung des Verriegelungselementes (60) so gewählt ist,
dass ein von der bei einer Rotation der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) auftretenden Fliehkraft an der Achse (62) bewirktes Drehmoment einer Verschwenkung des Verriegelungselementes (60) von der zweiten Position in die erste Position entgegengerichtet ist.Securing element (56) according to claim 16,
characterized in that
the locking element (60) is pivotable about an axis (62) from the first position to the second position and that a mass distribution of the locking element (60) is selected such that
in that a torque produced by the centrifugal force occurring at the axis (62) when the rotor disk (18; 20; 22; 24) rotates is in the opposite direction from a pivoting of the locking element (60) from the second position to the first position. Deckplatte (32) zur Verwendung in einer Turbinenanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15,
wobei die Deckplatte (32) an der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) abstützbar und mittels wenigstens eines Sicherungselementes (56) in einer in wenigstens einem Umfangsabschnitt der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) in Umfangsrichtung (50) erstreckten Nut (34) sicherbar ist.A cover plate (32) for use in a turbine assembly (10) according to any one of the preceding claims 1 to 15,
the cover plate (32) being supportable on the rotor disc (18; 20; 22; 24) and extending in at least one securing element (56) in a circumferential direction (50) in at least one peripheral portion of the carrier disc (18; 20; 22; 24) Groove (34) is securable. Verfahren zur Sicherung einer Deckplatte (32) einer Turbinenanordnung (10),
welche wenigstens eine Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) sowie wenigstens eine darin einsetzbare Turbinenschaufel umfasst,
wobei die Deckplatte (32) mit wenigstens einem Sicherungselement (56) in einer in zumindest einem Umfangsabschnitt einer Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) vorgesehenen Nut (34) eingesetzt wird und ein Verriegelungselement (60) von einer ersten Position in eine zweite Position bewegt wird, wodurch das Sicherungselement (56) gegen Herausfallen verriegelt wird.Method for securing a cover plate (32) of a turbine arrangement (10)
which comprises at least one rotor disc (18; 20; 22; 24) and at least one turbine blade insertable therein,
wherein the cover plate (32) is inserted with at least one securing element (56) in a groove (34) provided in at least one peripheral portion of a rotor disc (18; 20; 22; 24) and a locking element (60) from a first position to a second position Position is moved, whereby the securing element (56) is locked against falling out. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei einer Drehung der Läuferscheibe (18; 20; 22; 24) bei einem Betrieb der Turbinenanordnung eine auf das Verriegelungselement (60) wirkende Fliehkraft einer Bewegung des Verriegelungselementes (60) von der zweiten Position in die entriegelnde erste Position entgegenwirkt.Method according to claim 19,
characterized in that
upon rotation of the rotor disk (18; 20; 22; 24) during operation of the turbine assembly, a centrifugal force acting on the locking element (60) counteracts movement of the locking element (60) from the second position to the unlocking first position. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verriegelungselement (60) zur Verriegelung von der ersten Position in die zweite Position umgebogen wird.Method according to claim 19 or 20,
characterized in that
the locking element (60) is bent for locking from the first position to the second position.
EP07002547A 2007-02-06 2007-02-06 Turbine assembly comprising a securing member and process of securing a side plate Withdrawn EP1956194A1 (en)

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