EP2520767B1 - Gasturbinenauswuchtvorrichtung - Google Patents

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EP2520767B1
EP2520767B1 EP12003249.5A EP12003249A EP2520767B1 EP 2520767 B1 EP2520767 B1 EP 2520767B1 EP 12003249 A EP12003249 A EP 12003249A EP 2520767 B1 EP2520767 B1 EP 2520767B1
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EP
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balancing
annular groove
accordance
rotor
tool
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Sacha Pichel
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Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Original Assignee
Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
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    • 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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • F01D9/065—Fluid supply or removal conduits traversing the working fluid flow, e.g. for lubrication-, cooling-, or sealing fluids
    • 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
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/027—Arrangements for balancing

Definitions

  • the invention relates to a balancing device, in particular a Gasturbinenauswuchtvorraum, by means of which it is possible to make in the mounted state of the gas turbine balancing the intermediate or high pressure shaft.
  • the balancing of the high and low pressure waves takes place in different steps.
  • the individual rotor drums are gewuchet.
  • material is generally taken at predetermined locations on the drum.
  • the balancing of the assembled individual drums takes place.
  • small corrections are then made on the low pressure shaft, e.g. by attaching weights to the freely accessible fan (fan). This is due to the lack of accessibility, not readily possible on the high pressure shaft.
  • the US 5,545,010 A describes a method of incorporating or removing weights from an additionally attached ring. Accessibility is established via the gas path.
  • the US 4,803,893 A describes a method in which in the disk contour of a turbine disk, an additional recess is provided in the special Balancing weights are mountable. Accessibility is not described here.
  • the EP 1 602 855 A2 describes a balancing possibility in which an additional annular balancing element is provided, which must be additionally mounted. In this balancing element weights can be attached.
  • the invention has for its object to provide a gas turbine balancing device, which ensures a high degree of efficiency with a simple design and simple, reliable operation.
  • At least one annular groove extending in a radial plane to an engine axis is provided.
  • at least one balancing body is arranged in this at least one annular groove which is formed on the outer circumference of at least one high-pressure rotor of a high-pressure compressor.
  • the one or more balancing body according to the invention in the circumferential direction along the annular groove slidably and fixed in the respective desired position by means of a fixing device.
  • several such balancing bodies are used in order to be able to produce, for example, with two balancing bodies of the same mass by displacement, a counter imbalance of any size and direction.
  • the fixing device which is designed for example in the form of a screw (grub screw) or the like, can be actuated by means of a tool in the installed state of the gas turbine.
  • an access opening (borescope opening, mounting opening or the like) is particularly preferably used, so that additional adjustments of the engine housing are not or only to a limited extent required.
  • both the balancing body and the parts used for the fixing are designed to be captive.
  • the balancing body and the parts used for the fixing are designed to be captive.
  • the balancing device can thus be formed in a preferred manner, without significant changes to existing components are required.
  • the annular groove can either be additionally introduced, but it is also possible to use an already existing groove, which is used for example for air extraction, with. It is also possible to pre-install balancing weights so that they only have to be moved for fine balancing after assembly of the engine.
  • the balancing device is thus repeatedly used and can be adjusted at any time. This proves to be particularly advantageous even if during operation of the Engine, for example, by wear or damage, imbalances occur that are to be compensated.
  • the Fig. 1 shows a schematic representation of a gas turbine engine according to the present invention.
  • the gas turbine engine 10 is an example of a turbomachine to which the invention may find application. However, it will be understood from the following that the invention can be used with other turbomachinery as well.
  • the engine 10 is conventionally formed and includes in the flow direction one after another an air inlet 11, a fan 12 circulating in a housing, an intermediate pressure compressor 13, a high pressure compressor 14, combustion chambers 15, a high pressure turbine 16, an intermediate pressure turbine 17 and a low pressure turbine 18 and an exhaust nozzle 19, which are all arranged around a central engine axis 1.
  • the intermediate pressure compressor 13 and the high pressure compressor 14 each include a plurality of stages, each of which includes a circumferentially extending array of fixed stationary vanes 20, commonly referred to as stator vanes, that radially inwardly from the engine casing 21 in an annular flow passage through the compressors 13, 14 protrude.
  • the compressors further include an array of compressor blades 22 projecting radially outwardly from a rotatable drum or disc 26 coupled to hubs 27 of the high pressure turbine 16 and the intermediate pressure turbine 17, respectively.
  • the turbine sections 16, 17, 18 have similar stages, comprising an array of fixed vanes 23 projecting radially inward from the housing 21 into the annular flow passage through the turbines 16, 17, 18, and a downstream array of turbine blades 24 projecting outwardly from a rotatable hub 27.
  • the compressor drum or compressor disk 26 and the vanes 22 disposed thereon and the turbine rotor hub 27 and the turbine blades 24 disposed thereon rotate about the engine axis 1 during operation.
  • a high-pressure rotor 31 comprises a profiled annular groove 29, which extends around its circumference and in which one or more balancing bodies 30 are inserted. These are displaceable along the annular groove 29.
  • the balancing body 30 comprises an internal thread 36, in which a clamping screw 32 (grub screw) is screwed.
  • a clamping screw 32 grub screw
  • FIGS. 2 and 3 also show an inner housing 38, which supports stator blades 40, and an outer housing 39.
  • Rotor blades 32 are mounted on the rotor 31 in the usual way, as known from the prior art.
  • the outer housing 39 has at least one access opening 35, through which a tool 33 can be inserted.
  • the tool 33 is formed, for example in the form of a screwdriver, to rotate the clamping screw 32.
  • an auxiliary tool 42 is provided, which is inserted into the access opening 35 and is supported in an opening 43 of the inner housing 38 to guide the tool 33.
  • the Fig. 3 shows a state in the balanced, mounted state in which the tool 33 and the auxiliary tool 42 have been removed.
  • a closure element 34 is inserted.
  • the Fig. 4 shows an embodiment in which the introduction of the tool 33 is effected by a slot 44, which is provided in the inner housing 38 for air extraction and can be shared.
  • the Fig. 5 shows an inventive embodiment in which the annular groove 29 is formed at a joining region of two components 31a, 31b of the high-pressure rotor 31.
  • the annular groove 29 is in communication with an air removal opening 45, for example for turbine cooling, so that, apart from the structuring of the cross section of the annular groove 29, no further changes must be performed.
  • the invention thus provides a groove or an annular gap in the high pressure rotor of a turbine engine, in which the groove adapted balancing body are used.
  • the annular gap can be combined in particular with any required air withdrawals in the compressor rotor (eg for turbine cooling), as is often the case in modern compressors available.
  • These are inventively realized by an annular gap between two bolted parts (eg, front and rear rotor drum) is formed.
  • the balancing bodies comprise an internal thread, in which a grub screw is screwed in to secure, which is supported against the rotor. The falling out of the screws can be prevented by a self-assurance or appropriate geometry.
  • these balancing bodies are then displaced or rotated in the circumferential direction in order to produce a suitable counterbalance.
  • the rotation of the balancing body takes place, for example. by retaining the same and relative rotation of the rotor.
  • auxiliary tool can be used. After mounting the grub screws, the auxiliary tool and the tool are removed and the cavity is closed with a plug (closure element), so that the tightness of the inner and outer housing is ensured.
  • the radially far outward and preferably centered between the bearings position of the balancing body used is vorteihaft to compensate for the residual imbalance. Even a small change in position leads to a relatively large influence on the imbalance at comparatively low mass of the balancing body.

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  • Fluid Mechanics (AREA)
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Auswuchtvorrichtung, insbesondere auf eine Gasturbinenauswuchtvorrichtung, mittels derer es möglich ist, im montierten Zustand der Gasturbine eine Auswuchtung der Zwischen- oder Hochdruckwelle vorzunehmen.
  • Gegenwärtig erfolgt das Wuchten der Hoch- und Niederdruckwelle in verschiedenen Schritten. Zuerst werden die einzelnen Rotortrommeln gewuchet. Dazu wird generell Material an vorher festgelegten Stellen an der Trommel entnommen. Danach erfolgt das Wuchten der zusammengebauten Einzeltrommeln. Nach Zusammenbau des kompletten Triebwerkes werden dann an der Niederdruckwelle kleine Korrekturen durchgeführt z.B. durch das Anbringen von Gewichten am frei zugänglichen Bläser (Fan). Dies ist an der Hochdruckwelle, wegen der mangelnden Zugänglichkeit, nicht ohne Weiteres möglich.
  • Die Restunwucht in der Hochdruckwelle und andere Ursachen können zu Vibrationen führen und zur Zurückweisung des Triebwerkes. Ein Verfahren zum Feinwuchten der Hochdruckwelle im zusammengebauten Triebwerk würde diesen Nachteil vermeiden, da damit auftretenden Vibrationen durch das Aufbringen einer gezielten Gegenunwucht entgegengewirkt werden kann.
  • Die US 5,545,010 A beschreibt ein Verfahren, wo Gewichte aus einem zusätzlich angebrachten Ring eingebaut oder entfernt werden. Die Zugänglichkeit wird über den Gaspfad hergestellt.
  • Die US 4,898,514 A beschreibt ein Verfahren, bei dem die Wuchtmassen in axialen Schaufelfußnuten angebracht werden. Dies erfordert einen speziellen Schaufelstandard mit reduzierter Schaufelfußlänge. Die Zugänglichkeit wird hier nicht näher beschrieben.
  • Die US 4,803,893 A beschreibt ein Verfahren, bei dem in der Scheibenkontur einer Turbinenscheibe eine zusätzliche Aussparung vorgesehen wird, in der spezielle Wuchtgewichte montierbar sind. Die Zugänglichkeit wird auch hier nicht näher beschrieben.
  • Die Lösung gemäß US 5,545,010 A verwendet einen zusätzlichen Ring, in dem Gewichte eingebaut und entfernt werden. Dieser Ring ist ein zusätzliches Bauteil mit einem relativ hohen Gewicht. Desweiteren ist die Zugänglichkeit über dem Ringraum bei einem modernen Axialkompressor nur an der ersten Rotorstufe möglich. An der Hochdruckwelle ist dieses Verfahren nicht anwendbar.
  • Die Lösung gemäß US 4,898,514 A ist in der Praxis nicht realisierbarbar, da sehr hohe Spannungen im Schaufelfuß aufträten.
  • Alle bekannten Verfahren sind nur auf Turbinen- oder ggf. vordere Verdichterstufen anwendbar. Eine zufriedenstellende Zugänglichkeit im zusammengebauten Zustand eines modernen Axialkompressors ist nicht gegeben oder nur eingeschränkt möglich. Wuchtgewichte lassen sich ausschließlich am vorderen oder hinteren Ende des Hochdruckrotors nahe der Lager und auf teils geringem Durchmesser anbringen. Dies ist rotordynamisch nicht sehr effektiv und erfordert entsprechend massive Gewichte. Auch sind bei allen beschriebenen Verfahren spezielle zusätzliche Teile und erhebliche Anpassungen der umgebenden Bauteile erforderlich. Dies ist mit entsprechendem Gewicht und zusätzlichen Kosten verbunden.
  • Aus der EP 1 726 780 A2 ist eine Anordnung zum Feinauswuchten des Rotors eines Gasturbinentriebwerks bekannt. Dabei wird eine Umfangsnut vorgesehen, in welcher in regelmäßigem Abstand am Umfang verteilt angeordnete Einsetzkörper fest angeordnet sind. Die Auswuchtung erfolgt durch Einschrauben von Auswuchtschrauben in die einzelnen Einsetzkörper. Abhängig von der Masse der Auswuchtschrauben ist somit eine Auswuchtung möglich, wobei diese durch die Anordnungen und die Anzahl der einzelnen Einsetzkörper begrenzt ist. Dieses Dokument offenbart den Gegenstand des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Die EP 1 602 855 A2 beschreibt eine Auswuchtmöglichkeit, bei welcher ein zusätzliches ringförmiges Wuchtelement vorgesehen ist, welches zusätzlich montiert werden muss. In diesem Wuchtelement können Gewichte angebracht werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gasturbinenauswuchtvorrichtung zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, betriebssicherer Bedienbarkeit ein hohes Maß von Effizienz gewährleistet.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst, die Unteransprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass zumindest eine sich in einer radialen Ebene zu einer Triebwerksachse erstreckende Ringnut vorgesehen ist. In dieser zumindest einen Ringnut, welche am Außenumfang zumindest eines Hochdruckrotors eines Hochdruckkompressors ausgebildet ist, ist zumindest ein Wuchtkörper angeordnet. Der oder die Wuchtkörper sind erfindungsgemäß in Umfangsrichtung längs der Ringnut verschiebbar und in der jeweils gewünschten Position mittels einer Fixiervorrichtung fixierbar. Bevorzugterweise werden mehrere derartige Wuchtkörper verwendet, um z.B. mit zwei Wuchtkörpern gleicher Masse durch Verschieben eine Gegenunwucht beliebiger Größe und Richtung erzeugen zu können. Die Fixiervorrichtung, welche beispielsweise in Form einer Schraube (Madenschraube) oder Ähnlichem ausgebildet ist, ist mittels eines Werkzeugs im montierten Zustand der Gasturbine betätigbar. Besonders bevorzugt wird dabei eine Zugangsöffnung (Boroskop-Öffnung, Montage-Öffnung oder Ähnliches) verwendet, so dass zusätzliche Anpassungen des Triebwerksgehäuses nicht oder nur in geringem Umfang erforderlich sind.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn sowohl die Wuchtkörper als auch die zur Fixierung dienenden Teile wie etwa Schrauben, Madenschrauben oder Ähnliches, verliersicher ausgebildet sind. Somit ist es möglich, den Wuchtvorgang durchzuführen, ohne dass das Triebwerk demontiert werden muss und ohne dass die Gefahr besteht, dass einzelne Teile sich lösen und in das Triebwerk gelangen.
  • Die Auswuchtvorrichtung kann somit in bevorzugter Weise ausgebildet werden, ohne dass wesentliche Änderungen an vorhandenen Bauelementen erforderlich sind. Die Ringnut kann entweder zusätzlich eingebracht werden, es ist jedoch auch möglich, eine bereits vorhandene Nut, welche beispielsweise zur Luftentnahme genutzt wird, mit zu verwenden. Es ist weiterhin möglich, Wuchtgewichte vorzuinstallieren, so dass diese lediglich zum Feinwuchten nach dem Zusammenbau des Triebwerks verschoben werden müssen. Die Wuchtvorrichtung ist somit wiederholt verwendbar und kann jederzeit eingestellt werden. Dies erweist sich insbesondere auch dann als besonders vorteilhaft, wenn während des Betriebs des Triebwerks, beispielsweise durch Verschleiß oder Beschädigungen, Unwuchten auftreten, die kompensiert werden sollen.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Gasturbinentriebwerks gemäß der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 2
    eine schematische Teil-Ansicht eines Ausführungsbeispiels mit eingesetztem Werkzeug;
    Fig. 3
    eine Ansicht, analog Fig. 2, nach erfolgter Einstellung und entferntem Werkzeug;
    Fig. 4
    ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wuchtvorrichtung; und
    Fig. 5
    eine Detail-Ansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Gasturbinentriebwerks gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Das Gasturbinentriebwerk 10 gemäß Fig. 1 ist ein Beispiel einer Turbomaschine, bei der die Erfindung Anwendung finden kann. Aus dem Folgenden wird jedoch klar, dass die Erfindung auch bei anderen Turbomaschinen verwendet werden kann. Das Triebwerk 10 ist in herkömmlicher Weise ausgebildet und umfasst in Strömungsrichtung hintereinander einen Lufteinlass 11, einen in einem Gehäuse umlaufenden Fan 12, einen Zwischendruckkompressor 13, einen Hochdruckkompressor 14, Brennkammern 15, eine Hochdruckturbine 16, eine Zwischendruckturbine 17 und eine Niederdruckturbine 18 sowie eine Abgasdüse 19, die sämtlich um eine zentrale Triebwerksachse 1 angeordnet sind.
  • Der Zwischendruckkompressor 13 und der Hochdruckkompressor 14 umfassen jeweils mehrere Stufen, von denen jede eine in Umfangsrichtung verlaufende Anordnung fester stationärer Leitschaufeln 20 aufweist, die allgemein als Statorschaufeln bezeichnet werden und die radial nach innen vom Triebwerksgehäuse 21 in einem ringförmigen Strömungskanal durch die Kompressoren 13, 14 vorstehen. Die Kompressoren weisen weiter eine Anordnung von Kompressorlaufschaufeln 22 auf, die radial nach außen von einer drehbaren Trommel oder Scheibe 26 vorstehen, die mit Naben 27 der Hochdruckturbine 16 bzw. der Zwischendruckturbine 17 gekoppelt sind.
  • Die Turbinenabschnitte 16, 17, 18 weisen ähnliche Stufen auf, umfassend eine Anordnung von festen Leitschaufeln 23, die radial nach innen vom Gehäuse 21 in den ringförmigen Strömungskanal durch die Turbinen 16, 17, 18 vorstehen, und eine nachfolgende Anordnung von Turbinenschaufeln 24, die nach außen von einer drehbaren Nabe 27 vorstehen. Die Kompressortrommel oder Kompressorscheibe 26 und die darauf angeordneten Schaufeln 22 sowie die Turbinenrotornabe 27 und die darauf angeordneten Turbinenlaufschaufeln 24 drehen sich im Betrieb um die Triebwerksachse 1.
  • Bei den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
  • Die Fig. 2 und 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel. Ein Hochdruckrotor 31 umfasst eine sich um seinen Umfang erstreckende, profilierte Ringnut 29, in welcher einer oder mehrere Wuchtkörper 30 eingesetzt sind. Diese sind längs der Ringnut 29 verschiebbar.
  • Wie insbesondere im Zusammenhang mit Fig. 5 gezeigt, umfasst der Wuchtkörper 30 ein Innengewinde 36, in welches eine Klemmschraube 32 (Madenschraube) eingeschraubt ist. Diese kann (siehe Fig. 5) mit einer Verliersicherung versehen sein, beispielsweise mit einem Fuß 37, welcher einen größeren Durchmesser aufweist als das Außengewinde der Klemmschraube 32, so dass die Klemmschraube 32 radial nicht nach außen ausgedreht werden kann.
  • Die Fig. 2 und 3 zeigen weiterhin ein inneres Gehäuse 38, welches Statorschaufeln 40 lagert, sowie ein äußeres Gehäuse 39. An dem Rotor 31 sind in üblicher Weise Rotorschaufeln 32 gelagert, so wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.
  • Das äußere Gehäuse 39 weist zumindest eine Zugangsöffnung 35 auf, durch welche ein Werkzeug 33 einführbar ist. Das Werkzeug 33 ist beispielsweise in Form eines Schraubendrehers ausgebildet, um die Klemmschraube 32 zu verdrehen. Zur Führung des Werkzeugs 33 ist ein Hilfswerkzeug 42 vorgesehen, welches in die Zugangsöffnung 35 eingesetzt wird und in einer Öffnung 43 des inneren Gehäuses 38 gehaltert ist, um das Werkzeug 33 zu führen.
  • Die Fig. 3 zeigt einen Zustand im ausgewuchteten, montierten Zustand, in welchem das Werkzeug 33 sowie das Hilfswerkzeug 42 entfernt wurden. Zum Verschluss der Zugangsöffnung 35 und der Öffnung 43 ist ein Verschlusselement 34 eingesetzt.
  • Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Einbringung des Werkzeugs 33 durch einen Schlitz 44 erfolgt, welcher in dem inneren Gehäuse 38 zur Luftabnahme vorgesehen ist und mitgenutzt werden kann.
  • Die Fig. 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei welchem die Ringnut 29 an einem Fügebereich zweier Bauteile 31a, 31b des Hochdruckrotors 31 ausgebildet ist. Die Ringnut 29 steht in Verbindung mit einer Luftentnahmeöffnung 45, beispielsweise zur Turbinenkühlung, so dass, abgesehen von der Strukturierung des Querschnitts der Ringnut 29, keine weiteren Veränderungen durchgeführt werden müssen.
  • Die Erfindung sieht somit eine Nut oder einen Ringspalt im Hochdruckrotor eines Turbinentriebwerks vor, in die der Nut angepaßte Wuchtkörper eingesetzt werden. Der Ringspalt kann insbesondere mit ggf. erforderlichen Luftentnahmen im Verdichterrotor (z.B. zur Turbinenkühlung) kombiniert werden, wie sie in modernen Kompressoren oft vorhanden sind. Diese werden erfindungsgemäß durch einen Ringspalt realisiert der zwischen zwei verschraubten Teilen (z.B. vordere und hintere Rotortrommel) entsteht.
  • Die Wuchtkörper umfassen ein Innengewinde, in dem zur Sicherung eine Madenschraube eingedreht ist, die sich gegen den Rotor abstützt. Das Herausfallen der Schrauben kann durch eine Selbstsicherung oder entsprechende Geometrie verhindert werden.
  • Zum Feinwuchten werden dann diese Wuchtkörper (vorzugsweise zwei oder mehr) in Umfangsrichtung verschoben oder verdreht, um eine geeignete Gegenunwucht zu erzeugen. Das Verdrehen der Wuchtkörper erfolgt dabei z.B. durch Festhalten derselbigen und relatives Verdrehen des Rotors.
  • Die Zugänglichkeit zum Festhalten, Lösen und Festziehen der Madenschrauben wird über die Gehäuse gewährleistet. Zur Führung des Montagewerkzeuges kann ein Hilfswerkzeug verwendet werden. Nach der Montage der Madenschrauben werden das Hilfswerkzeug sowie das Werkzeug entfernt und der Hohlraum mit einem Stöpsel (Verschlusselement) verschlossen, damit die Dichtigkeit der inneren und äußeren Gehäuse gewährleistet ist.
  • Alternativ ist es erfindungsgemäß möglich, sich Luftabnahmestellen im Gehäuse zu Nutzen zu machen. Durch die vorhandenen Schlitze wird das Werkzeug eingeführt. Die Nutzung dieser Luftabnahmestellen verringert die Komplexität des Stöpsels oder macht ihn überflüssig, wenn der Zugang im äußeren Gehäuse auch über die Luftabnahmestellen bewerkstelligt wird.
  • Die radial weit außen und vorzugsweise mittig zwischen den Lagern liegende Position der eingesetzten Wuchtkörper ist vorteihaft zum Ausgleich der Restunwucht. Schon eine geringe Positionsänderungen führt zu einer relativ großen Beeinflußung der Unwucht bei vergleichsweise geringer Masse der Wuchtkörper.
  • Erfindungsgemäß ergeben sich somit insbesondere folgende Vorteile:
    • Ausgleich der Restunwucht am Rotor an einer von außen nicht ohne Hilfsmittel zugänglichen Position (Turbine oder Verdichter) im zusammengebauten Zustand des Triebwerkes;
    • Ausgleich von Unwuchten nach Reparaturen an Rotorschaufeln oder Ähnliches;
    • Wuchten im rotordynamisch optimalen Bereich (weit außen und in der Mitte des Rotors) und daher mit geringstmöglichem zusätzlichem Gewicht;
    • Minimierung zusätzlicher Bauteile und damit verbunden geringen Kosten und geringem Gewicht;
    • Einfache Implementierung in existierende Triebwerke durch weitgehende Nutzung existierender oder ähnlicher Teile.
    Bezugszeichenliste:
    • 1
    Triebwerksachse
    10
    Gasturbinentriebwerk
    11
    Lufteinlass
    12
    im Gehäuse umlaufender Fan
    13
    Zwischendruckkompressor
    14
    Hochdruckkompressor
    15
    Brennkammern
    16
    Hochdruckturbine
    17
    Zwischendruckturbine
    18
    Niederdruckturbine
    19
    Abgasdüse
    20
    Leitschaufeln
    21
    Triebwerksgehäuse
    22
    Kompressorlaufschaufeln
    23
    Leitschaufeln
    24
    Turbinenschaufeln
    26
    Kompressortrommel oder -scheibe
    27
    Turbinenrotornabe
    28
    Auslasskonus
    29
    Ringnut
    30
    Wuchtkörper
    31
    Hochdruck-Rotor
    32
    Klemmschraube
    33
    Werkzeug
    34
    Verschlusselement
    35
    Zugangsöffnung
    36
    Innengewinde
    37
    Fuß
    38
    Inneres Gehäuse
    39
    Äußeres Gehäuse
    40
    Statorschaufel
    41
    Rotorschaufel
    42
    Hilfswerkzeug
    43
    Öffnung
    44
    Schlitz
    45
    Luftentnahmeöffnung

Claims (7)

  1. Gasturbinenauswuchtvorrichtung mit zumindest einer Ringnut (29) am Außenumfang zumindest eines Zwischen- oder Hochdruckrotors (31) eines Zwischen- oder Hochdruckkompressors (13 bzw. 14), wobei in der Ringnut (29) zumindest ein Wuchtkörper (30) angeordnet ist, welcher in Umfangsrichtung längs der Ringnut (29) verschiebbar ist, wobei der Wuchtkörper (30) mit einer Fixiervorrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (29) an einem Fügebereich zwischen zwei benachbarten verschraubten Bauteilen (31a, 31b) des Hochdruckrotors ausgebildet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ringnut (29) mindestens zwei verschiebbare Wuchtkörper (30) gleicher Masse angeordnet sind
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wuchtkörper (30) als in sich geschlossene Ringe ausgeführt sind
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (29) als Ringnut zur Luftentnahme aus dem Hochdruckrotor (31) ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiervorrichtung zumindest eine Klemmschraube (32) umfasst, bevorzugt eine Madenschraube, welche mit einem im Wesentlichen radial zu einer Triebwerksachse (1) einbringbaren Werkzeug (33) betätigbar ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiervorrichtung verliersicher ausgebildet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Zugangsöffnung (35) zur Einführung des Werkzeugs (33) mittels eines Verschlusselements (34) verschließbar ist.
EP12003249.5A 2011-05-06 2012-05-03 Gasturbinenauswuchtvorrichtung Active EP2520767B1 (de)

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DE (1) DE102011100783A1 (de)

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