EP2378065B1 - Verfahren zur Reparatur einer Rotoranordnung einer Turbomaschine. - Google Patents

Verfahren zur Reparatur einer Rotoranordnung einer Turbomaschine. Download PDF

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EP2378065B1
EP2378065B1 EP11161686.8A EP11161686A EP2378065B1 EP 2378065 B1 EP2378065 B1 EP 2378065B1 EP 11161686 A EP11161686 A EP 11161686A EP 2378065 B1 EP2378065 B1 EP 2378065B1
Authority
EP
European Patent Office
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groove
rotor
ring
notch
recess
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP11161686.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2378065A2 (de
EP2378065A3 (de
Inventor
Christian Heinzelmaier
Michael Raiche
Knut Werner
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.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines AG
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Publication date
Application filed by MTU Aero Engines AG filed Critical MTU Aero Engines AG
Publication of EP2378065A2 publication Critical patent/EP2378065A2/de
Publication of EP2378065A3 publication Critical patent/EP2378065A3/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/005Repairing methods or devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/80Repairing, retrofitting or upgrading methods
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316Impeller making
    • Y10T29/49318Repairing or disassembling

Definitions

  • the present invention relates to a method for repairing a rotor assembly of a turbomachine, a ring member for a rotor assembly of a turbomachine and a rotor assembly for a turbomachine.
  • the drawing shows an internally known rotor assembly 2 for a high-pressure compressor.
  • the rotor assembly 2 has, as Fig. 5 to take a rotor 4 on.
  • the rotor assembly 2 further comprises blades 6, 8.
  • Fig. 5 shows by way of example only one blade 6, 8 of a row of blades, each of which is arranged along the circumference of the rotor 4.
  • the blades 6 are respectively held in axial grooves 14 in the rotor 4 in the radial direction in a form-fitting manner, for example by means of a dovetail or pine cone connection.
  • the terms "axial”, “radial” and “circumferentially” refer to a central axis 16 of the rotor 4.
  • retaining plates 18 are arranged in the form of ring sections in a circumferentially extending groove 20 in the rotor 4 and in a circumferentially extending groove 22 of each blade 6, thus ensuring positive engagement in the axial direction between each blade 6 and the rotor 4 Fig. 5
  • a plurality of holding plates 18 arranged along the circumference in the grooves 20 and 22 is shown.
  • a plurality of closing plates are usually provided, which are each arranged in a gap between two retaining plates 18.
  • the locking plates differ essentially from the retaining plates 18 in that that the strike plates are not inserted as the retaining plates 18 along the circumference in the grooves 20, 22, but by forming them in the grooves 20 and 22 are driven.
  • the rotor 4 In the second region 12 of the rotor 4 is formed with circumferentially extending grooves 24 which are in the radial direction with the blades 8 positively, for example by means of a dovetail or Pannenzapfenitati in engagement.
  • the rotor 4 has longitudinally extending grooves 26 in front of and behind each row of airfoils 8 in its circumferential direction.
  • the grooves 26 are also in Fig. 6 shown, which is a sectional view A from Fig. 5 shows.
  • a damper ring 28 (English: damper ring) is arranged, such as Fig. 6 refer to.
  • Fig. 6 only illustrates two of the grooves 26 with the damping rings 28 for better understanding.
  • Fig. 7 shows the damping ring 28 in an enlarged plan view B from Fig. 6 .
  • the damping ring 28 is formed for the purpose of its assembly on the rotor 4 over a part of its circumference of time, thereby forming the two ends 30 and 32, which are each rounded.
  • the damping rings 28 move during the rotation of the rotor assembly 2 relative to the rotor 4 and the blades 8. The resulting friction damps unwanted vibrations of the rotor assembly. 2
  • Fig. 8 illustrates an enlarged partial view C from Fig. 6 ,
  • the groove 26 is formed by two opposing collars 34 and 36 and by a bottom 38.
  • the original state of the groove 26 is in Fig. 8 shown in dashed lines.
  • the above-described relative movement between the damping ring 28 and the rotor 4 now leads to the fact that in particular the ends 30 and 32 of the damping ring 28 dig into the collars 34, 36 of the groove 26.
  • the rounded area is in Fig.
  • the damping ring 28 is inserted back into the groove 26 and the rotor assembly 2 is put back into operation. During operation, the ends 30 and 32 of the damping ring 28 are caught entangled in the rounded portion 42, so that it comes within a short time to re-serration or there is a risk that one end of the damping ring 28 in the axial direction of the blades 8 passes by. If there is enough material left for further rounding, the rotor will be repaired again. Otherwise, the rotor may need to be completely replaced. But especially in the latter case, this leads to very high costs, since the rotor body is made of titanium in a very complex process.
  • a method of repairing a rotor assembly of a turbomachine having a rotor with a circumferentially extending groove for receiving a ring portion is provided with the following steps.
  • a notch in the groove is rounded.
  • a recess is incorporated into the groove.
  • the ring portion is inserted into the groove, wherein at least one engaging element formed on the ring portion engages in the recess for forming an anti-rotation in the circumferential direction.
  • the idea underlying the present invention is to prevent a relative movement in the circumferential direction between the ring portion and the groove.
  • the ring portion is formed, for example, as a damping ring
  • this has the advantage that in particular the ends of the damping ring by means of the rotation no longer in the rounded area or a random range can be incorporated, which is extended as a result, the life of the rotor.
  • the ring portion is formed, for example, as a retaining plate or locking plate
  • the advantage of the invention especially comes into play especially when already a rounded portion is present in the groove in which the ends of the damping ring or the corners and edges of the retaining plates or locking plates can dig, so it is according to the invention also intended to provide the rotor assembly from the beginning with the rotation between the ring portion and the rotor and not form them first in the repair process.
  • a "ring section" is to be understood, in particular, as meaning a damping ring, a holding plate for a blade or a striking plate, in each case for a rotor arrangement of a turbomachine.
  • a "notch” is understood as meaning, in particular, a defect in the material of the rotor, which, if it is not repaired, can lead to failure of the rotor.
  • a "recess" is preferably to be understood as meaning a pocket or a breakthrough.
  • the at least one engagement element is mounted prior to insertion of the ring portion in the groove on this, in particular welded or soldered.
  • the existing ring section is not replaced by a new ring section to which the at least one engagement element is attached. Rather, the existing ring portion is first removed from the groove, thereafter the notch rounded, incorporated the recess and then the provided with the one engagement member ring portion are re-inserted into the groove.
  • one, two or four engagement elements can be provided.
  • the at least one engagement element is formed by means of reshaping, in particular bending, of a partial region of the annular section.
  • the at least one engagement element is formed by the ring portion itself, whereby additional components can be saved.
  • the recess is incorporated into a collar of the groove opposite the notch such that a tool for rounding the notch is substantially rectilinearly movable through the recess to the notch.
  • the recess has a double function: On the one hand, it provides good accessibility for a tool, for example for a milling head, to the notch in order to round it. On the other hand, it serves as a counterpart for the engagement element and thereby ensures the described rotation.
  • the at least one engagement element is designed as a bump, which extends in the axial direction of the ring portion thereof.
  • a hump is well suited to having a corresponding recess in the waistband the groove cooperate.
  • the ring portion is formed with two first, spaced apart engagement elements, which are adapted to abut after insertion of the ring portion in the groove against opposite ends of the recess.
  • the aim is to provide an anti-rotation in both circumferential directions, ie clockwise and counterclockwise. Since the area to be rounded in some cases extends over a comparatively large circumferential length and the recess is therefore correspondingly long, it would be appropriate to provide a correspondingly long engagement element as well.
  • the ring portion is formed as a damping ring, retaining plate for at least one blade of the rotor assembly or striking plate of the rotor assembly.
  • Fig. 1 is based on a perspective view D Fig. 8 , It is therefore with regard to the following explanations at least partially to the principalsgen in connection with the Fig. 5 to 8 directed.
  • a contour of the state of the rotor 4 with the notch 40, as in Fig. 8 is shown in Fig. 1 shown in dashed lines.
  • the damping ring 28 is already out of the groove 26 in Fig. 1 taken from. This condition is assumed for the following description.
  • the groove 26 is usually cleaned and inspected for notches 40. Will a notch 40, as in Fig. 1 shown, found, so in a next step, a continuous recess 44, for example by means of a milling head 46 in the collar 34 opposite the collar 36, which has the notch 40, milled.
  • the extent of the recess 44 in the circumferential direction preferably corresponds at least to the extent of the region 42 to be rounded in the circumferential direction.
  • the milling head 46 or another tool, such as a grinding head in the in Fig. 1 shown arrow direction 48 through the formed recess 44 through substantially at right angles to the collar 36 driven to round the notch 40 and thus to form the rounded portion 42.
  • two engagement elements 48 in the form of bumps are welded or soldered to the damping ring 28 after its removal from the groove 26, as in FIG Fig. 2 is shown.
  • the bumps 48 extend from a side surface 50 of the damping ring 28, preferably in the axial direction in their welded state. Further, the bumps 48 on different sides of a disconnection point, not shown, for opening the damping ring 28, as above in connection with Fig. 7 described, arranged.
  • the damping ring 28 forms a ring element 54 together with the engagement elements 48.
  • the engagement elements can each be produced by bending a portion 49 of the damping ring 28, for example in the axial direction, as in FIG Fig. 2 shown.
  • the bent portion 49 is in Fig. 2 dashed and shown only at one point of the damping ring 28.
  • it is just as possible to produce several bent portions for example, according to the arrangement of the bumps 48 in Fig. 2 ,
  • the damping ring 28 may be formed with two further engagement elements 60, for example in the form of bumps or bent-over portions, as in FIG Fig. 4 shown.
  • the engagement elements 60 engage in a recess 44 correspondingly formed and substantially opposite recess (not shown) in the collar 34 a.
  • the engagement elements 48 or 49 and 60 are arranged according to this embodiment mirror-symmetrically with respect to two the Ftingstoffddling 61 intersecting and perpendicular to each other arranged axes 62, 64 on the damping ring 28 and have approximately the same masses. As a result, an imbalance due to otherwise unevenly distributed masses can be advantageously avoided.
  • the ring member 54 is again inserted into the rotor body 4, that is, the damping ring 28 is inserted into the groove 26, in which case the bumps 48 (or the bent portions 49) engage in the recess 44 and against opposite ends 56 of Recess 44 abut.
  • the bumps 48 thereby prevent the damping ring 28 from rotating in the counterclockwise direction in the circumferential direction 58.
  • the rotor 2 can now be put into operation again.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reparatur einer Rotoranordnung einer Turbomaschine, ein Ringelement für eine Rotoranordnung einer Turbomaschine sowie eine Rotoranordnung für eine Turbomaschine.
  • Obwohl auf beliebige Turbomaschinen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in Bezug auf eine Rotoranordnung für einen Hochdruckverdichter näher erläutert.
  • Die Fig. 5 bis 8 der Zeichnung zeigen eine der Anmelderin intern bekannte Rotoranordnung 2 für einen Hochdruckverdichter.
  • Die Rotoranordnung 2 weist, wie Fig. 5 zu entnehmen, einen Rotor 4 auf. Die Rotoranordnung 2 weist ferner Schaufeln 6, 8 auf. Fig. 5 zeigt exemplarisch lediglich jeweils eine Schaufel 6, 8 einer Reihe von Schaufeln, die jeweils entlang des Umfangs des Rotors 4 angeordnet sind. In einem ersten von zwei Bereichen 10, 12 der Rotoranordnung 2 sind die Schaufeln 6 jeweils in Axialnuten 14 in dem Rotor 4 in radialer Richtung formschlüssig, beispielsweise mittels einer Schwalbenschwanz- oder Tannenzapfverbindung, gehalten. Vorliegend beziehen sich die Begriffe "axial", "radial" und "in Umfangsrichtung" auf eine Mittelachse 16 des Rotors 4. Um nun ein Herausrutschen der Schaufeln 6 aus ihren Nuten 14 in axialer Richtung zu verhindern, sind Haltebleche 18 (Englisch: retaining plates) in Form von Ringabschnitten in einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut 20 in dem Rotor 4 und in einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut 22 einer jeden Schaufel 6 angeordnet und gewährleisten somit einen Formschluss in axialer Richtung zwischen einer jeden Schaufel 6 und dem Rotor 4. In Fig. 5 ist der Übersichtlichkeit halber nur eines von mehreren, entlang des Umfangs in den Nuten 20 und 22 angeordneten Halteblechen 18 gezeigt. Ferner sind gewöhnlich mehrere Schließbleche (nicht dargestellt) vorgesehen, welche jeweils in einem Spalt zwischen zwei Halteblechen 18 angeordnet sind. Die Schließbleche (Englisch: locking plates) unterscheiden sich von den Halteblechen 18 im Wesentlichen dadurch, dass die Schließbleche nicht wie die Haltebleche 18 entlang des Umfangs in die Nuten 20, 22 eingeschoben werden, sondern durch Umformen derselben in die Nuten 20 und 22 getrieben werden.
  • In dem zweiten Bereich 12 ist der Rotor 4 mit sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nuten 24 ausgebildet, welche sich mit den Schaufeln 8 formschlüssig, beispielsweise mittels einer Schwalbenschwanz- oder Tannenzapfenverbindung, in radialer Richtung im Eingriff befinden. In dem zweiten Bereich 12 weist der Rotor 4 in Längsrichtung gesehen sich in dessen Umfangsrichtung erstreckende Nuten 26 vor und hinter einer jeden Reihe von Schaufelblättern 8 auf. Die Nuten 26 sind auch in Fig. 6 dargestellt, welche eine Schnittansicht A aus Fig. 5 zeigt. In jeder der Nuten 26 ist ein Dämpfungsring 28 (Englisch: damper ring) angeordnet, wie Fig. 6 zu entnehmen. Fig. 6 illustriert dem besseren Verständnis halber lediglich zwei der Nuten 26 mit den Dämpfungsringen 28.
  • Fig. 7 zeigt den Dämpfungsring 28 in einer vergrößerten Draufsicht B aus Fig. 6. Der Dämpfungsring 28 ist zum Zwecke seiner Montage auf dem Rotor 4 über einen Teil seines Umfangs hinweg geteilt ausgebildet und bildet dabei die beiden Enden 30 und 32 aus, welche jeweils verrundet sind. Die Dämpfungsringe 28 bewegen sich während des Rotierens der Rotoranordnung 2 relativ zu dem Rotor 4 und den Schaufeln 8. Die dabei entstehende Reibung dämpft ungewünschte Schwingungen der Rotoranordnung 2.
  • Fig. 8 illustriert eine vergrößerte Teilansicht C aus Fig. 6. Die Nut 26 wird durch zwei sich gegenüberliegende Bünde 34 und 36 sowie durch einen Boden 38 gebildet. Der ursprüngliche Zustand der Nut 26 ist in Fig. 8 gestrichelt dargestellt. Die vorstehend beschriebene Relativbewegung zwischen dem Dämpfungsring 28 und dem Rotor 4 führt nun dazu, dass sich insbesondere die Enden 30 und 32 des Dämpfungsrings 28 in die Bünde 34, 36 der Nut 26 eingraben. Dadurch entsteht beispielsweise eine Kerbe 40 in dem Bund 36. Überschreitet diese Kerbe 40 vorbestimmte Abmessungen, so ist diese vorteilhaft zu verrunden (Englisch: to blend). Dies geschieht gewöhnlich dadurch, dass das die Kerbe umgebende Material beispielsweise mittels eines Fräskopfes oder Schleifkopfes abgetragen wird. Der verrundete Bereich ist in Fig. 8 mit dem Bezugszeichen 42 bezeichnet. Nach dem Verrunden wird der Dämpfungsring 28 wieder in die Nut 26 eingesetzt und die Rotoranordnung 2 wird wieder in Betrieb genommen. Während des Betriebes verfangen sich die Enden 30 und 32 des Dämpfungsrings 28 verstärkt in dem verrundetem Bereich 42, so dass es innerhalb kurzer Zeit zu einer erneuten Kerbbildung kommt bzw. es besteht die Gefahr, dass ein Ende des Dämpfungsrings 28 in axialer Richtung an den Schaufeln 8 vorbei austritt. Falls nun noch ausreichend Material für eine weitere Verrundung zur Verfügung steht, wird der Rotor erneut repariert. Andernfalls muss der Rotor unter Umständen komplett ersetzt werden. Gerade im letzteren Fall führt dies aber zu sehr hohen Kosten, da der Rotorkörper aus Titan in einem sehr aufwändigen Verfahren gefertigt wird.
  • Ein ähnliches Problem ergibt sich bei den Halteblechen 18 und den nicht dargestellten Sicherungsblechen, welche sich ebenfalls insbesondere mit ihren Ecken und Kanten in die Nuten 20 eingraben und dort Kerben erzeugen bzw. es besteht die Gefahr, dass ein Halteblech 18 in axialer Richtung an den Schaufeln 8 vorbei austritt oder beschädigt wird. Die Kerben in den Nuten 20 werden derzeit auf die gleiche Weise behoben, wie vorstehend für die Nut 26 beschrieben, wobei es ebenfalls zu dem Problem der vorstehend beschriebenen, erneuten Kerbbildung kommt.
  • In der Druckschrift US 4 817 455 A1 werden Ringelemente für eine Rotoranordnung offenbart, wobei in einem Ringabschnitt eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut angeordnet ist in die ein Eingriffselement eingreift.
  • Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Reparaturverfahren, ein verbessertes Ringelement und/oder einen verbesserten Rotor bereitzustellen, so dass die Lebensdauer eines Rotors der Rotoranordnung verlängert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Ringelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 sowie durch eine Rotoranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
  • Demgemäß wird ein Verfahren zur Reparatur einer Rotoranordnung einer Turbomaschine, welche einen Rotor mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut zur Aufnahme eines Ringabschnitts aufweist, mit folgenden Schritten, bereit.-gestellt: In einem ersten Schritt wird eine Kerbe in der Nut verrundet. Zuvor, gleichzeitig oder hiernach wird eine Ausnehmung in die Nut eingearbeitet. Danach wird der Ringabschnitt in die Nut eingesetzt, wobei wenigstens ein an dem Ringabschnitt ausgebildetes Eingriffselement in die Ausnehmung zum Bilden einer Verdrehsicherung in der Umfangsrichtung eingreift.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, eine Relativbewegung in Umfangsrichtung zwischen dem Ringabschnitt und der Nut zu verhindern. Für den Fall, dass der Ringabschnitt beispielsweise als Dämpfungsring ausgebildet ist, hat dies den Vorteil, dass sich insbesondere die Enden des Dämpfungsrings mittels der Verdrehsicherung nicht mehr in den verrundeten Bereich bzw. einen zufälligen Bereich einarbeiten können, wodurch im Ergebnis die Lebensdauer des Rotors verlängert wird. Für den Fall, dass der Ringabschnitt beispielsweise als Halteblech oder Sicherungsblech ausgebildet ist, ergibt sich der Vorteil, dass sich insbesondere die Ecken oder Kanten der Haltebleche oder Sicherungsbleche wegen der Verdrehsicherung nicht mehr in den verrundeten Bereich eingraben können bzw. verloren werden, wodurch auch hier eine Verlängerung der Lebensdauer des Rotors erzielt werden kann.
  • Wenn auch der Vorteil der Erfindung vor allem dann besonders zum Tragen kommt, wenn bereits ein verrundeter Bereich in der Nut vorhanden ist, in welchen sich die Enden des Dämpfungsrings oder die Ecken und Kanten der Haltebleche oder der Sicherungsbleche eingraben können, so ist es erfindungsgemäß ebenfalls angedacht, die Rotoranordnung von Anfang an mit der Verdrehsicherung zwischen dem Ringabschnitt und dem Rotor vorzusehen und diese nicht erst im Reparaturverfahren auszubilden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Unter einem "Ringabschnitt" ist vorliegend insbesondere ein Dämpfungsring, ein Halteblech für eine Schaufel oder ein Schließblech, jeweils für eine Rotoranordnung einer Turbomaschine, zu verstehen.
  • Unter einer "Kerbe" ist vorliegend insbesondere eine Fehlerstelle in dem Material des Rotors zu verstehen, welche, wenn sie nicht ausgebessert wird, zum Versagen des Rotors führen kann.
  • Unter einer "Ausnehmung" ist vorliegend vorzugsweise eine Tasche oder ein Durchbruch zu verstehen.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das wenigstens eine Eingriffselement vor dem Einsetzen des Ringabschnitts in die Nut an diesem angebracht, insbesondere angeschweißt oder angelötet. Vorteilhaft wird der vorhandene Ringabschnitt also nicht durch einen neuen Ringabschnitt ersetzt, an dem das wenigstens eine Eingriffselement angebracht ist. Vielmehr soll der vorhandene Ringabschnitt zunächst aus der Nut entnommen, hiernach die Kerbe verrundet, die Ausnehmung eingearbeitet und anschließend der mit dem einen Eingriffselement versehene Ringabschnitt wieder in die Nut eingesetzt werden. Mittels dieser Weiterbildung werden vorteilhaft weniger Ringabschnitte, welche vergleichsweise teuer sind, benötigt.
  • Beispielsweise können ein, zwei oder vier Eingriffselemente vorgesehen werden.
  • Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das wenigstens eine Eingriffselement mittels Umformens, insbesondere Aufbiegens, eines Teilbereichs des Ringabschnitts gebildet. Wie bei der vorstehenden Weiterbildung ist es auch bei dieser Weiterbildung vorteilhaft vorgesehen, den ursprünglichen Ringabschnitt weiter zu verwenden. Ferner wird gemäß dieser Weiterbildung das wenigstens eine Eingriffselement durch den Ringabschnitt selbst ausgebildet, wodurch zusätzliche Bauteile eingespart werden können.
  • Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ausnehmung in einen Bund der Nut gegenüberliegend der Kerbe derart eingearbeitet, dass ein Werkzeug zum Verrunden der Kerbe im Wesentlichen geradlinig durch die Ausnehmung hindurch zu der Kerbe hin bewegbar ist. Gemäß dieser Weiterbildung kommt der Ausnehmung eine Doppelfunktion zu: Einerseits schafft sie eine gute Zugänglichkeit für ein Werkzeug, beispielsweise für einen Fräskopf, zu der Kerbe, um diese zu verrunden. Andererseits dient sie als Gegenstück für das Eingriffselement und gewährleistet dadurch die beschriebene Verdrehsicherung.
  • Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ringelements ist das wenigstens eine Eingriffselement als ein Höcker ausgebildet, welcher sich in axialer Richtung des Ringabschnitts von diesem erstreckt. Ein solcher Höcker ist gut geeignet, um mit einer entsprechenden Ausnehmung in dem Bund der Nut zusammenzuwirken.
  • Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ringelements ist der Ringabschnitt mit zwei ersten, voneinander beabstandeten Eingriffselementen ausgebildet, welche dazu ausgebildet sind, nach dem Einsetzen des Ringabschnitts in die Nut gegen gegenüberliegende Enden der Ausnehmung anzuliegen. Ziel ist es, eine Verdrehsicherung in beide Umfangsrichtungen, also im und gegen den Uhrzeigersinn, zu schaffen. Da sich der zu verrundende Bereich in manchen Fällen über eine vergleichsweise große Umfangslänge erstreckt und die Ausnehmung daher auch entsprechend lang ist, wäre es an sich angezeigt, auch ein entsprechend langes Eingriffselement vorzusehen. Da dies aber zu einem hohen Gewicht führt, ist es gemäß dieser Weiterbildung vorgesehen, das Eingriffselement in zwei Eingriffselemente von nur geringer Länge in der Umfangsrichtung des Rings aufzuteilen, wobei diese derart angeordnet sind, dass sie nach dem Einsetzen des Ringabschnitts in die Nut gegen gegenüberliegende Enden der Ausnehmung anliegen. Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Ausnehmung an einem beliebig anderen Bereich des Bundes oder auch des Bodens der Nut vorzusehen, also nicht zwingend gegenüberliegend der Kerbe.
  • Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ringelements ist der Ringabschnitt als ein Dämpfungsring, Halteblech für wenigstens eine Schaufel der Rotoranordnung oder Schließblech der Rotoranordnung ausgebildet.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
  • Von den Figuren zeigen:
  • Fig. 1
    in einer perspektivischen Ansicht eine Nut mit einer verrundeten Kerbe und einer Ausnehmung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 2
    in einer perspektivischen Ansicht einen Abschnitt eines Ringelements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 3
    die Ansicht aus Fig. 1, wobei das Ringelement aus Fig. 2 in die Nut eingesetzt ist;
    Fig. 4
    das Ringelement aus Fig. 2 in einer Ansicht entlang dessen Mittelachse;
    Fig. 5
    in einer perspektivischen Ansicht eine der Anmelderin intern bekannte Rotoranordnung;
    Fig. 6
    eine Schnittansicht A aus Fig. 5;
    Fig. 7
    eine vergrößerte Draufsicht B aus Fig. 6; und
    Fig. 8
    eine vergrößerte Ansicht C aus Fig. 6.
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • Fig. 1 basiert auf einer perspektivischen Ansicht D aus Fig. 8. Es wird daher hinsichtlich der nachstehenden Erläuterungen zumindest teilweise auf die Ausführengen in Zusammenhang mit den Fig. 5 bis 8 verwiesen. Eine Kontur des Zustands des Rotors 4 mit der Kerbe 40, wie in Fig. 8 dargestellt, ist in Fig. 1 gestrichelt gezeigt. Der Dämpfungsring 28 ist bereits aus der Nut 26 in Fig. 1 entnommen worden. Von diesem Zustand wird für die nachfolgende Beschreibung ausgegangen.
  • Zunächst wird die Nut 26 gewöhnlich gereinigt und auf Kerben 40 hin untersucht. Wird eine Kerbe 40, wie in Fig. 1 dargestellt, aufgefunden, so wird in einem nächsten Schritt eine durchgängige Ausnehmung 44 beispielsweise mittels eines Fräskopfes 46 in den Bund 34 gegenüberliegend dem Bund 36, welcher die Kerbe 40 aufweist, gefräst. Die Ausdehnung der Ausnehmung 44 in Umfangsrichtung entspricht dabei vorzugsweise zumindest der Ausdehnung des zu verrundenden Bereichs 42 in Umfangsrichtung.
  • In einem weiteren Schritt wird nun der Fräskopf 46 oder ein anderes Werkzeug, beispielsweise ein Schleifkopf, in der in Fig. 1 dargestellten Pfeilrichtung 48 durch die gebildete Ausnehmung 44 hindurch im Wesentlichen im rechten Winkel auf den Bund 36 aufgefahren, um die Kerbe 40 zu verrunden und somit den verrundeten Bereich 42 zu bilden.
  • Vor, während und/oder nach den vorstehend beschriebenen Schritten werden an dem Dämpfungsring 28 nach dessen Entnahme aus der Nut 26 zwei Eingriffselemente 48 in Form von Höckern angeschweißt oder angelötet, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Höcker 48 erstrecken sich von einer Seitenfläche 50 des Dämpfungsrings 28 vorzugsweise in axialer Richtung in ihrem angeschweißten Zustand. Ferner sind die Höcker 48 auf unterschiedliche Seiten einer nicht dargestellten Trennstelle zum Öffnen des Dämpfungsrings 28, wie vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 7 beschrieben, angeordnet. Der Dämpfungsring 28 bildet zusammen mit den Eingriffselementen 48 ein Ringelement 54.
  • Alternativ können die Eingriffselemente jeweils dadurch erzeugt werden, dass ein Teilbereich 49 des Dämpfungsrings 28 aufgebogen wird, beispielsweise in axialer Richtung, wie in Fig. 2 gezeigt. Der aufgebogene Teilbereich 49 ist in Fig. 2 gestrichelt und lediglich an einer Stelle des Dämpfungsrings 28 dargestellt. Es ist aber genauso möglich, mehrere aufgebogene Teilbereiche zu erzeugen, beispielsweise entsprechend der Anordnung der Höcker 48 in Fig. 2.
  • Ferner kann der Dämpfungsring 28 mit zwei weiteren Eingriffselementen 60, beispielsweise in Form von Höckern oder aufgebogenen Teilbereichen, gebildet serin, wie in Fig. 4 dargestellt. Die Eingriffselemente 60 greifen in eine der Ausnehmung 44 entsprechend ausgebildete und im Wesentlichen gegenüberliegende Ausnehmung (nicht dargestellt) in dem Bund 34 ein. Die Eingriffselemente 48 oder 49 und 60 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel spiegelsymmetrisch in Bezug auf zwei den Ftingmittelpunkt 61 schneidende und rechtwinkelig zueinander angeordnete Achsen 62, 64 an dem Dämpfungsring 28 angeordnet und weisen in etwa die gleichen Massen auf. Dadurch kann eine Unwucht auf Grund von ansonsten ungleichmäßig verteilten Massen vorteilhaft vermieden werden.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Ringelement 54 wieder in den Rotorkörper 4 eingesetzt, das heißt der Dämpfungsring 28 wird in die Nut 26 eingesetzt, wobei dann die Höcker 48 (oder die aufgebogenen Teilbereiche 49) in die Ausnehmung 44 eingreifen und gegen gegenüberliegende Enden 56 der Ausnehmung 44 anliegen. Die Höcker 48 verhindern dadurch ein Verdrehen des Dämpfungsrings 28 im und gegen den Uhrzeigersinn in der Umfangsrichtung 58.
  • Diese Verdrehsicherung verhindert, dass sich insbesondere das Ende 30 des Dämpfungsrings 28 in den verrundeten Bereich 42 eingräbt und dort erneut zur Bildung von Kerben 40 führt bzw. dass sich das Ende 30 des Dämpfungsrings 28 an den Schaufeln 8 vorbei in den Ringraum verschieben und Folgeschäden an dem Rotor 4 und den Schaufeln 8 auslösen. Die Lebensdauer des Rotors 2 kann somit verlängert werden.
  • Der Rotor 2 kann nun wieder in Betrieb genommen werden.
  • Die Anwendung der Erfindung auf die Haltebleche 18 oder die nicht dargestellten Schließbleche würde sich genauso darstellen, wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 vorstehend ausgeführt wurde. Der einzige Unterschied bestünde im Wesentlichen darin, dass der Dämpfungsring 28 durch ein Halteblech 18 oder ein Schließblech ersetzt wäre.
  • "Eine" oder "ein" schließt vorliegend keine Vielzahl aus. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die im Zusammenhang mit einem der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, auch in Kombination mit Merkmalen oder Schritten anderer oberhalb beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Die vorliegend für das Verfahren beschriebenen Weiterbildungen und Ausführungsbeispiele gelten entsprechend für das Ringelement und die Rotoranordnung, und umgekehrt.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Reparatur einer Rotoranordnung (2) einer Turbomaschine, welche einen Rotor (4) mit einer sich in dessen Umfangsrichtung (58) erstreckenden Nut (26) zur Aufnahme eines Ringabschnitts (18; 28) aufweist, wobei eine Kerbe (40) in der Nut (26) vorhanden ist, mit den folgenden Schritten:
    - Verrunden der Kerbe (40) in der Nut (26); Einarbeiten einer Ausnehmung (44) in die Nut (26); und
    - Einsetzen des Ringabschnitts (18; 28) in die Nut (26), wobei wenigstens ein an dem Ringabschnitt (18; 28) ausgebildetes Eingriffselement (48; 49) in die Ausnehmung (44) zum Bilden einer Verdrehsicherung in der Umfangsrichtung (58) eingreift.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das wenigstens eine Eingriffselement (48) vor dem Einsetzen des Ringabschnitts (18; 28) in die Nut (26) an diesem angebracht, insbesondere angeschweißt oder angelötet, wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das wenigstens eine Eingriffselement (49) mittels Umformens, insbesondere Aufbiegens, eines Teilbereichs des Ringabschnitts (18; 28) gebildet wird.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ausnehmung (44) in einen Bund (36) der Nut (26) gegenüberliegend der Kerbe (40) derart eingearbeitet wird, dass ein Werkzeug (46) zum Verrunden der Kerbe (40) im Wesentlichen geradlinig durch die Ausnehmung (44) hindurch zu der Kerbe (40) hin bewegbar ist.
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