EP2873809A1 - Rotor of a fluid flow machine - Google Patents

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EP2873809A1
EP2873809A1 EP20140193326 EP14193326A EP2873809A1 EP 2873809 A1 EP2873809 A1 EP 2873809A1 EP 20140193326 EP20140193326 EP 20140193326 EP 14193326 A EP14193326 A EP 14193326A EP 2873809 A1 EP2873809 A1 EP 2873809A1
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EP
European Patent Office
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circumferential
rotor
blade
blade root
securing
Prior art date
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EP20140193326
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EP2873809B1 (en
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Alexander Klötzer
Dieter Hofmann
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MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines AG
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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
    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3023Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses
    • F01D5/303Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot
    • F01D5/3038Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot the slot having inwardly directed abutment faces on both sides
    • 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
    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/32Locking, e.g. by final locking blades or keys

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor einer Strömungsmaschine. Der Rotor umfasst mindestens eine Schaufel (4, 6, 8), die ein Schaufelblatt (20) und einen Schaufelfuß (54, 55, 58) aufweist, und einen Rotorgrundkörper (2), insbesondere eine Scheibe (2), die eine nach außen geöffnete Umfangsnut (12) zur Aufnahme des Schaufelfußes (54, 55, 58) aufweist. Dabei sind die Umfangsnut (12) und der Schaufelfuß (54, 55, 58) derart geformt, dass durch Drehen der Schaufel (4, 6, 8) um eine Achse (A r , A T ) der Schaufelfuß (54, 55, 58) in der Umfangsnut (12) sicherbar ist.The invention relates to a rotor of a turbomachine. The rotor comprises at least one blade (4, 6, 8), which has an airfoil (20) and a blade root (54, 55, 58), and a rotor base body (2), in particular a disk (2), which faces outwards having open circumferential groove (12) for receiving the blade root (54, 55, 58). In this case, the circumferential groove (12) and the blade root (54, 55, 58) are shaped such that by rotating the blade (4, 6, 8) about an axis (A r, AT) of the blade root (54, 55, 58) in the circumferential groove (12) is securable.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor einer Strömungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a rotor of a turbomachine according to the preamble of claim 1.

Ein solcher Rotor ist aus der Druckschrift US 7,708,529 B2 bekannt. Der Rotor weist in einer Rotorscheibe eine C-förmige radial nach außen geöffnete Umfangsnut mit Aussparungen an den Schenkeln der C-förmigen Umfangsnut auf. Durch diese Aussparungen werden die Schaufelfüße eingeschwenkt. Ferner weist dieser Rotor eine ringförmige Sicherung auf, die zwischen einer Unterseite des Innendeckbandes der Schaufel und auf einer radial außen liegenden Fläche der Rotorscheibe befestigt wird, um ein Herausschwenken der Schaufeln aus der Umfangsnut zu vermeiden.Such a rotor is from the document US 7,708,529 B2 known. The rotor has in a rotor disk a C-shaped radially outwardly opened circumferential groove with recesses on the legs of the C-shaped circumferential groove. Through these recesses, the blade feet are pivoted. Furthermore, this rotor has an annular fuse which is fastened between a lower side of the inner shroud of the blade and on a radially outer surface of the rotor disk in order to prevent the blades from swinging out of the circumferential groove.

Dieser Aufbau ist insbesondere nachteilig, da die Übergange von solchen Aussparungen zu den an der Umfangsnut angeordneten Erhebungen des Rotors die Rotorscheibe derart strukturmechanisch schwächen können, dass solche Rotoren an diesen Übergängen eine Kerbwirkung erfahren können und an diesen Stellen entsprechend Risse entstehen können. Im schlimmsten Fall kann es sogar zum Versagen eines Rotors führen.This structure is disadvantageous in particular, since the transitions from such recesses to the projections of the rotor arranged on the circumferential groove can weaken the rotor disk structurally in such a way that such rotors can experience a notch effect at these transitions and corresponding cracks can arise at these points. In the worst case, it can even lead to the failure of a rotor.

Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde diese Nachteile zu überwinden.Thus, the object of the present invention is to overcome these disadvantages.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.The object is solved by the features of claim 1.

Die Erfindung betrifft einen Rotor einer Strömungsmaschine. Der Rotor umfasst mindestens eine Schaufel, die ein Schaufelblatt und einen Schaufelfuß aufweist, und mindestens einen Rotorgrundkörper, insbesondere eine Scheibe, die eine nach außen geöffnete Umfangsnut zur Aufnahme des Schaufelfußes aufweist. Die Umfangsnut und der Schaufelfuß sind derart geformt, dass durch Drehen der Schaufel um eine Achse der Schaufelfuß in der Umfangsnut sicherbar ist.The invention relates to a rotor of a turbomachine. The rotor comprises at least one blade, which has an airfoil and a blade root, and at least one rotor base body, in particular a disk, which has an outwardly open peripheral groove for receiving the blade root. The circumferential groove and the blade root are shaped such that the blade root can be secured in the circumferential groove by rotating the blade about an axis.

Dies hat den Vorteil, dass die Schaufeln bereits direkt nach dem Drehen in der Nut gesichert sind. Eine weitere Sicherung entfällt. Dabei wird viel Montagezeit eingespart. Dabei kann die Umfangsnut mit geringem Kerbfaktor ausgeführt werden.This has the advantage that the blades are already secured in the groove immediately after turning. Another backup is omitted. This saves a lot of assembly time. In this case, the circumferential groove can be executed with a low notch factor.

Weitere Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.Further advantageous embodiment of the invention are given in the dependent claims.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verläuft die Achse parallel zur Senkrechten der Rotationsachse des Rotorgrundkörpers. Alternativ oder in Kombination dazu verläuft die Achse radial zum Rotorgrundkörper.In an advantageous embodiment of the invention, the axis runs parallel to the perpendicular of the axis of rotation of the rotor body. Alternatively or in combination, the axis extends radially to the rotor body.

Dies ist insbesondere vorteilhaft, da die absoluten Bewegungen zum Sichern der Schaufel verhältnismäßig klein sind. Bei einer eventuellen Reparatur kann eine defekte Schaufel ausgebaut werden, ohne den Rotorgrundkörper aus dem Triebwerk auszubauen.This is particularly advantageous because the absolute movements for securing the blade are relatively small. In case of repair, a defective bucket can be removed without removing the rotor body from the engine.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Rotor in der Umfangsnut ein Sicherungselement, insbesondere einen Sicherungsdraht, der gegen die Unterseite des Schaufelfußes aufliegt.In a further advantageous embodiment of the invention, the rotor in the circumferential groove comprises a securing element, in particular a securing wire, which rests against the underside of the blade root.

Dies ist insbesondere vorteilhaft, da damit wirksam verhindert wird, dass die Schaufeln in die Umfangsnut hineinfallen, wenn sich der Rotor bzw. die Scheibe nicht mehr dreht und die Fliehkraft die Schaufeln nicht mehr radial nach außen drücken. Das Sicherungselement kann als ein c-förmiger Sicherungsdraht gestaltet sein und im nicht eingebauten Zustand einen etwas größeren Radius aufweisen als im eingebauten Zustand. Damit ist der Sicherungsdraht in der Umfangsnut vorgespannt und kann sich an allen Schaufel abstützen. Der Sicherungsdraht erfährt dadurch eine Zentrierung und berührt die Basis der Umfangsnut nicht. Das Sicherungselement kann als Blech ausgebildet sein.This is particularly advantageous because it effectively prevents the blades from falling into the circumferential groove when the rotor or disk stops rotating and the centrifugal force stops pressing the blades radially outward. The fuse element can be designed as a c-shaped fuse wire and in the non-installed state have a slightly larger radius than in the installed state. Thus, the fuse wire is biased in the circumferential groove and can be supported on all blades. The fuse wire thus undergoes a centering and does not touch the base of the circumferential groove. The securing element may be formed as a sheet metal.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Schaufelfuß ein zum Sicherungselement komplementär geformtes Führungselement, insbesondere eine Führungsnut, auf.In a further advantageous embodiment of the invention, the blade root has a securing element complementary shaped guide element, in particular a guide groove on.

Dies ist insbesondere vorteilhaft, da die Schaufel erst dann ein Einrasten erfährt, wenn die Schaufel in der Umfangsnut richtig platziert ist. Das Sicherungselement muss nicht zwingend mittig im Schaufelfuß angeordnet sein. Die Führungsnut kann in der unteren Fläche des Schaufelfußes geformt sein oder aber die Führungsnut kann seitlich im Schaufelfuß geformt sein.This is particularly advantageous because the blade only then engages when the blade is properly placed in the circumferential groove. The securing element does not necessarily have to be arranged centrally in the blade root. The guide groove may be formed in the lower surface of the blade root or the guide groove may be formed laterally in the blade root.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Schaufel, insbesondere zwischen dem Schaufelblatt und dem Schaufelfuß, ein quer zum Schaufelblatt verlaufendes Innendeckband auf, so dass im eingebauten Zustand nur ein erster Steg des Innendeckbandes zusammen mit der Scheibe einen Spalt bildet. Dabei kann der Abstand des Spaltes Null betragen, so dass der erste Steg die Scheibe berührt, insbesondere den stromabwärts gerichteten Schenkel der Scheibe. Es ist anzumerken, dass das Innendeckband einen stromaufwärts angeordneten Steg und einen stromabwärts angeordneten Steg aufweist. Vorzugsweise ist der stromabwärts angeordnete Steg der erste Steg. Im Betrieb des Tuebwerkes (stationäre oder instationäre Gasturbine) drückt der Strömungsdruck dann die einzelnen Schaufel auf diesen ersten Steg und sichert damit die richtige Positionierung der Schaufeln in axialer Richtung.In a further advantageous embodiment of the invention, the blade, in particular between the blade and the blade root, on a transversely extending to the blade inner shroud, so that when installed only a first ridge of the inner shroud forms a gap together with the disc. In this case, the distance of the gap may be zero, so that the first web touches the disc, in particular the downstream leg of the disc. It should be noted that the inner shroud has an upstream web and a downstream web. Preferably, the downstream land is the first land. During operation of the Tuebwerk (stationary or transient gas turbine), the flow pressure then presses the individual blade onto this first web and thus ensures the correct positioning of the blades in the axial direction.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Engstelle der Umfangsnut derart groß, dass beim Drehen der Schaufeln um die Achse der Schaufelfuß in die Umfangsnut einführbar ist und/oder die Engstelle der Schenkel derart klein ist, dass im eingebauten Zustand die Auflageflächen des Schaufelfußes auf die Auflageflächen der Schenkel liegen.In a further advantageous embodiment of the invention, the constriction of the circumferential groove is so large that when turning the blades about the axis of the blade root is inserted into the circumferential groove and / or the bottleneck of the legs is so small that in the installed state, the bearing surfaces of the blade root on the bearing surfaces of the legs are.

Dies ist insbesondere vorteilhaft, da die einzelnen Schaufeln nicht über einen in den Schenkeln eingebrachten Durchgang eingefädelt werden müssen und anschließend in Umfangsuchtung entlang der Umfangsnut an ihre Position verschoben werden müssen, im schlimmsten Fall sogar bis zur zum Durchgang diametral gegenüberliegende Position. Erfindungsgemäß können die Schaufeln an jeder Stelle der Umfangsnut eingebracht werden. Die hat den Vorteil, dass Montagezeit eingespart werden kann. Darüber hinaus wird kein Durchgang benötigt, der das Scheibenmaterial schwächt und eine potentielle Sollbruchstelle darstellt.This is particularly advantageous because the individual blades do not need to be threaded over a passage made in the legs and then have to be moved in circumferential alignment along the circumferential groove to their position, in the worst case even to the diametrically opposite position to the passage. According to the invention, the blades can be introduced at any point of the circumferential groove. This has the advantage that assembly time can be saved. In addition, no passage is needed which weakens the disk material and constitutes a potential break point.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Engstelle der Umfangsnut größer ist als eine Tiefe des Schaufelfußes. Alternativ oder in Kombination dazu ist Engstelle der Umfangsnut kleiner als die Breite des Schaufelfußes. In allen Fällen ist die die Breite des Schaufelfußes größer ist als die Tiefe des Schaufelfußes, wobei die Breite im eingebauten Zustand der Schaufel die Ausdehnung des Schaufelfußes in axialer Richtung des Rotorgrundkörpers wiederspiegelt und die Tiefe die Ausdehnung des Schaufelfußes in radialer Richtung des Rotorgrundkörpers wiederspiegelt.In a further advantageous embodiment of the invention, the constriction of the circumferential groove is greater than a depth of the blade root. Alternatively or in combination there is bottleneck the circumferential groove is smaller than the width of the blade root. In all cases, the width of the blade root is greater than the depth of the blade root, wherein the width in the installed state of the blade reflects the expansion of the blade root in the axial direction of the rotor body and the depth reflects the expansion of the blade root in the radial direction of the rotor body.

Dies insbesondere vorteilhaft, dass die Schaufeln entlang einer radialen Achse in die Umfangsnut einführbar sind, und anschließend durch Drehen um die radiale Achse die Schaufel in der Nut gesichert wird. Bei Rotoren mit vielen Laufschaufeln kann damit die Engstelle der Umfangsnut kleiner ausfallen und das der Umfangsnut umgebende Material kann weniger sein, so dass der Rotor schlanker und damit leichter ausgelegt werden kann.This is particularly advantageous in that the blades can be introduced into the circumferential groove along a radial axis, and then the blade is secured in the groove by rotation about the radial axis. In rotors with many blades so that the bottleneck of the circumferential groove can turn out smaller and surrounding the peripheral groove material may be less, so that the rotor can be slimmer and thus easier to design.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Rotor eine Umfangssicherung, die einen Kopfbereich mit einer Aufnahme für einen Teil mindestens eines Schaufelfußes aufweist. Ferner weist der Schaufelfuß einen zur Aufnahme komplementär geformten Überhang.In a further advantageous embodiment of the invention, the rotor comprises a circumferential securing, which has a head region with a receptacle for a part of at least one blade root. Furthermore, the blade root has a complementarily shaped overhang for receiving.

Dies ist insbesondere vorteilhaft, da die Umfangssicherung formschlüssig mit der benachbarten Schaufel verbunden ist. Damit wird verhindert, dass sich die Schaufeln innerhalb der Umfangsnut verschieben können. Vorzugsweise weisen zwei benachbarte Schaufelfüße komplementär geformte Überhänge auf, so dass diese in der Aufnahme der Umfangssicherung angeordnet sind. Die Form der Auflagefläche der Aufnahme kann beliebig sein. Die Form der Auflagefläche kann gebogen, eben, dachförmig, sphärisch oder zylinderförmig sein.This is particularly advantageous because the circumferential securing is positively connected to the adjacent blade. This prevents that the blades can move within the circumferential groove. Preferably, two adjacent blade roots have complementary shaped overhangs, so that they are arranged in the receptacle of the circumferential securing. The shape of the support surface of the recording can be arbitrary. The shape of the support surface may be curved, flat, roof-shaped, spherical or cylindrical.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Rotor eine Umfangssicherung mit einem Fußbereich, der auf der Basis der Umfangsnut aufliegt.In a further advantageous embodiment of the invention, the rotor comprises a circumferential securing with a foot region which rests on the base of the circumferential groove.

Die Umfangssicherung kann über unterschiedliche Befestigungsarten in der Umfangsnut fixiert werden. So kann eine Schraube (bspw. Madenschraube) die Umfangssicherung an die Scheibe befestigen. Denkbar sind auch Blech- und/oder Drahtelemente.The circumferential securing can be fixed in the circumferential groove via different types of fastening. For example, a screw (eg grub screw) can fix the perimeter lock to the window. Also conceivable are sheet metal and / or wire elements.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Rotorgrundkörper mindestens eine Aussparung und/oder eine Erhöhung in der Basis der Umfangsnut auf. Ferner weist die Umfangssicherung einen Fußbereich auf, der in der zweiten Aussparung angeordnet ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the rotor base body has at least one recess and / or an increase in the base of the circumferential groove. Furthermore, the circumferential securing has a foot region, which is arranged in the second recess.

Vorzugsweise ist die Aussparung, insbesondere die zweite Aussparung, schmetterlingsförmig. Die Umfangssicherung wird soweit radial verschoben, bis der Fußbereich der Umfangssicherung in diese Aussparung eingeführt ist. Die Aussparung kann darüber hinaus mindestens noch einen Anschlag aufweisen, der quer zur Umfangsnut verläuft. Die Umfangssicherung kann in der Umfangsnut nur soweit gedreht werden, bis der Fußbereich an den Anschlag gelangt. Der Anschlag sichert, dass die Breite der Umfangssicherung genau senkrecht zur Umfangsnut verläuft, da ein Überdrehen vermieden werden kann. Außerdem bietet der Anschlag eine formschlüssige Umfangssicherung mit der Scheibe, d. h. die Scheibe samt Schaufeln, Umfangssicherung und Sicherungselement können in Umfangsrichtung nicht mehr in sich verdrehen. Im Gegensatz zur Halterung weist die Umfangssicherung vorzugsweise keine Öffnung auf. Nachdem die Halterung und das Sicherungselement in die entsprechenden Öffnung eingeführt wurde, dient die Umfangssicherung als Anschlag für das Sicherungselement, so dass dieser seine Lage nicht mehr verlassen kann. Die Umfangssicherung kann aber auch ein Sack oder Durchgangsöffnung aufweisen, um die Sicherungselementenden aufzunehmen und zu fixieren.Preferably, the recess, in particular the second recess, is butterfly-shaped. The circumferential securing is displaced radially until the foot area of the circumferential securing device is inserted into this recess. The recess may also have at least one stop, which extends transversely to the circumferential groove. The circumferential securing can only be turned in the circumferential groove until the foot area reaches the stop. The stop ensures that the width of the circumferential securing runs exactly perpendicular to the circumferential groove, as over-tightening can be avoided. In addition, the stop provides a positive circumferential securing with the disc, d. H. The disk together with blades, circumferential securing and securing element can not rotate in the circumferential direction in itself. In contrast to the holder, the circumferential securing preferably has no opening. After the holder and the fuse element has been inserted into the corresponding opening, the circumferential securing serves as a stop for the securing element, so that it can no longer leave its position. However, the circumferential securing can also have a bag or passage opening in order to receive and fix the securing element ends.

Eine Erhöhung kann an der Basis der Umfangsnut angeformt sein und radial nach außen ragen, so dass es mit der Scheibe eine Einheit bildet.An elevation may be formed on the base of the circumferential groove and project radially outward so as to be integral with the disc.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Breite des Kopfbereiches der Umfangssicherung größer als die Engstelle der Schenkel.In a further advantageous embodiment of the invention, the width of the head region of the circumferential securing is greater than the constriction of the legs.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Höhe der Umfangssicherung mindestens genauso groß wie die Nuthöhe. Ferner umfasst der Rotor mindestens eine zur Umfangsnut querverlaufende Nut zur Aufnahme der Umfangssicherung auf.In a further advantageous embodiment of the invention, the height of the circumferential securing is at least as large as the groove height. Furthermore, the rotor comprises at least one groove transverse to the circumferential groove for receiving the circumferential securing.

Dies ist insbesondere vorteilhaft, da eine solche Nut verhindert, dass sich die Umfangssicherung entlang der Umfangsnut bewegen kann. Damit werden auch die Schaufeln in der Umfangsnut gesichert.This is particularly advantageous since such a groove prevents the circumferential securing can move along the circumferential groove. Thus, the blades are secured in the circumferential groove.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Höhe der Umfangssicherung kleiner ist als die Nuthöhe. Mindestens eine Seitenwandung, insbesondere ein Schenkel, der Umfangsnut weist eine , insbesondere dritte, Aufnahme für die Umfangssicherung auf.In a further advantageous embodiment of the invention, the height of the circumferential securing is smaller than the groove height. At least one side wall, in particular a leg, of the circumferential groove has a, in particular third, receptacle for the circumferential securing.

Damit wird ebenfalls die Umfangssicherung sichergestellt. Vorzugsweise kann diese dritte Aufnahme kreissegmentförmig ausgebildet sein. Damit kann die Umfangssicherung in die Umfangsnut eingedreht werden.This also ensures the scope of coverage. Preferably, this third recording can be formed circular segment. Thus, the circumferential securing can be screwed into the circumferential groove.

Im Weiteren werden anhand der schematischen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Dabei zeigen:

- Figur 1:
eine Schrägansicht von einem Teil eines Rotor mit einigen ein- gebauten Schaufeln und eine Umfangssicherung,
- Figur 2:
eine Schrägansicht von einigen Schaufeln mit einer Umfangssicherung und einer Halterung,
- Figur 3:
die gleiche Ansicht wie in Figur 2, jedoch mit weniger Schaufeln,
- Figur 4A:
einen Schnitt quer durch die Umfangsnut der Scheibe, wobei die Schaufel im eingebauten Zustand abgebildet ist,
- Figur 4B:
einen Schnitt quer durch die Umfangsnut der Scheibe, wobei die Schaufel im gekippten Zustand abgebildet ist,
- Figur 5
eine axiale Ansicht auf einen Teil des Rotors mit eingebauten Schaufeln,
- Figur 6
einen Schnitt quer durch die Umfangsnut der Scheibe, wobei die Halterung abgebildet ist,
- Figur 7
eine Draufsicht auf die Umfangsnut in radialer Richtung, und
- Figur 8
einen Schnitt quer durch die Umfangsnut der Scheibe, wobei zwei Ausführungsformen der Umfangssicherung abgebildet sind.
Furthermore, preferred embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the schematic drawing. Showing:
- Figure 1:
an oblique view of a part of a rotor with some built-in blades and a circumferential securing,
- Figure 2:
an oblique view of some blades with a circumferential securing and a holder,
- Figure 3:
the same view as in FIG. 2 but with fewer blades,
- Figure 4A:
a section across the circumferential groove of the disc, wherein the blade is shown in the installed state,
- Figure 4B:
a section across the circumferential groove of the disc, wherein the blade is shown in the tilted state,
- Figure 5
an axial view of a part of the rotor with built-in blades,
- Figure 6
a section across the circumferential groove of the disc, wherein the holder is shown,
- Figure 7
a plan view of the circumferential groove in the radial direction, and
- Figure 8
a section across the circumferential groove of the disc, wherein two embodiments of the circumferential securing are shown.

Die Figur 1 zeigt eine Schrägansicht von einem Teil eines Rotor mit einem Rotorgrundkörper 2, mit einigen eingebauten Schaufeln 4, 6 und 8 und einer Umfangssicherung 10. Der Rotorgrundkörper 2 kann eine Scheibe oder ein Scheibenring sein. In dieser Ausführungsform gibt es drei unterschiedliche Schaufeln 4, 6 und 8, dies sich insbesondere in der Form ihrer Schaufelfüßen 54, 55 und 58 in Umfangsrichtung unterscheiden. Die Scheibe 2 weist eine insbesondere C-formige Umfangsnut 12 auf, in der die Schaufelfüße 54 der ersten Schaufel 4, die Schaufelfüße 55 der zweiten Schaufel 6 und die Schaufelfüße 58 der dritten Schaufel 8 angeordnet sind. Die Umfangsnut 12 weist eine Basis 14 und an den beiden Enden der Basis 14 jeweils einen Schenkel 16 und 18 auf (siehe auch Figuren 4A und 4B), die die Seitenwandungen der Umfangsnut 12 bilden. Der stromabwärts gerichtete Schenkel 16 (bzw der erste Schenkel) ist verglichen mit dem stromaufwärts gerichteten Schenkel 18 (im Folgenden als der zweite Schenkel bezeichnet) in der radialen Abmessung größer. Die Schaufel 4 weist zwischen einem radial nach außen erstreckenden Schaufelblatt 20 und einem radial nach innen erstreckenden Schaufelfuß 22 ein in axialer Richtung (der Scheibe 2) erstreckendes Innendeckband 24. Das Innendeckband 24 weist einen stromabwärts angeordneten Steg 26 (im Folgenden als der erste Steg bezeichnet) und einen stromaufwärts angeordneten Steg 28 (im Folgenden als der zweite Steg bezeichnet) auf. Dabei liegt die Unterseite 30 des ersten Stegs 26 auf der Oberseite 32 des ersten Schenkels 16.The FIG. 1 shows an oblique view of a part of a rotor with a rotor body 2, with some built-in blades 4, 6 and 8 and a circumferential securing 10. The rotor body 2 may be a disc or a disc ring. In this embodiment, there are three different blades 4, 6 and 8, which differ in particular in the shape of their blade roots 54, 55 and 58 in the circumferential direction. The disc 2 has an in particular C-shaped circumferential groove 12, in which the blade roots 54 of the first blade 4, the blade roots 55 of the second blade 6 and the blade roots 58 of the third blade 8 are arranged. The circumferential groove 12 has a base 14 and at the two ends of the base 14 each have a leg 16 and 18 (see also FIGS. 4A and 4B ), which form the side walls of the circumferential groove 12. The downstream leg 16 (or first leg) is larger in radial dimension as compared with the upstream leg 18 (hereinafter referred to as the second leg). The bucket 4 has an inner shroud 24 extending in the axial direction (the sheave 2) between a radially outwardly extending airfoil 20 and a radially inwardly extending blade root 22. The inner shroud 24 has a downstream web 26 (hereinafter referred to as the first web) ) and an upstream land 28 (hereinafter referred to as the second land). In this case, the underside 30 of the first web 26 is located on the upper side 32 of the first leg 16.

Die Umfangsnut 12 weist ferner eine zweite radial nach innen verlaufende Nut 34 auf, die sich in den beiden Schenkeln 16 und 18 eingelassen ist. In diese beiden zweite Nuten 34 ist die Umfangssicherung 10 angeordnet.The circumferential groove 12 also has a second radially inwardly extending groove 34 which is recessed in the two legs 16 and 18. In these two second grooves 34, the circumferential securing 10 is arranged.

In den Figuren 2 und 3 ist eine Schrägansicht von einigen Schaufeln mit einer Umfangssicherung 10 und einer Halterung bzw. Drahthalterung 36 abgebildet. Zum besseren Verständnis wurden in den Figuren 2 und 3 der Scheibe 2 nicht mitabgebildet. Ferner wurden in Figur 3 die Schaufeln zwischen Umfangssicherung 10 und der Drahthalterung 36 zur besserem Verständnis nicht abgebildet. Im vorderen Bereich ist die Umfangssicherung 10 zu sehen. Die Umfangssicherung 10 weist einen im Wesentlichen rechteckförmigen oberen Kopfbereich 38 und einen im Wesentlichen ebenfalls rechteckförmigen Fußbereich 40 auf. In radialer Richtung der Scheibe 2 erstreckt sich die Höhe hU der Umfangssicherung 10. In Umfangsrichtung erstreckt sich die Tiefe tU der Umfangssicherung 10. In axialer Richtung erstreckt sich der Kopfbereich 38 der Umfangssicherung 10 in die Breite bU. Die Umfangssicherung 10 weist im Kopfbereich 38 eine - hier bogenförmige - erste Aufnahme 42 auf. Die Drahthalterung 36 weist einen Kopf 44 und einen im Wesentlichen rechteckförmigen Fuß 46 auf. Die Drahthalterung 36 weist im Kopf 44 eine - hier bogenförmige - zweite Aufnahme 48 auf. Die beiden Aufnahmen 42 und 48 sind vorzugsweise identisch geformt. In der Mitte der Drahthalterung 36 ist eine Öffnung 50 bzw. Bohrung eingelassen. Durch diese Öffnung 50 verläuft ein Sicherungselement bzw. Sicherungsdraht 51.In the FIGS. 2 and 3 is an oblique view of some blades with a circumferential securing 10 and a bracket or wire holder 36 shown. For better understanding were in the FIGS. 2 and 3 the disc 2 not mitabgebildet. Furthermore, in FIG. 3 the blades between the circumferential securing 10 and the wire holder 36 are not shown for better understanding. In the front area the girth guard 10 can be seen. The circumferential securing device 10 has a substantially rectangular upper head region 38 and an essentially likewise rectangular foot region 40. In the radial direction of the disc 2, the height h U of the circumferential securing extends 10. In the circumferential direction, the depth t U of the circumferential securing extends 10. In the axial direction extends the head portion 38 of the circumferential securing 10 in the width b U. The circumferential securing 10 has in the head area 38 a - here arcuate - first receptacle 42. The wire holder 36 has a head 44 and a substantially rectangular foot 46. The wire holder 36 has in the head 44 a - here arcuate - second receptacle 48. The two receptacles 42 and 48 are preferably formed identically. In the middle of the wire holder 36, an opening 50 or bore is embedded. Through this opening 50, a securing element or securing wire 51 runs.

Zwischen der Umfangssicherung 10 und der Drahthalterung 36 sind drei unterschiedliche Schaufeln 4, 6 und 8 mit einer Tiefe T angeordnet (siehe Figur 2). Diese Schaufeln 4, 6 und 8 unterscheiden sich durch die unterschiedliche Ausgestaltung der entsprechenden Schaufelfüße 54, 55, 58 in Umfangsrichtung. Die erste Schaufel 4 weist einen ersten Schaufelfuß 54 auf, bei dem die zur Umfangssicherung 10 weisende Stirnfläche 52 einen zur ersten Aufnahme 42 komplementär geformten Überhang 56 aufweist. Die Stirnflächen der zweiten Schaufelfüße 55 der beiden zweiten Schaufeln 6 sind planar. Die dritte Schaufel 8 weist einen dritten Schaufelfuß 58 auf, bei dem die zur Drahthalterung 36 weisende Stirnfläche 52 einen zur zweiten Aufnahme 48 komplementär geformten Überhang 60 aufweist.Between the circumferential securing 10 and the wire holder 36, three different blades 4, 6 and 8 are arranged with a depth T (see FIG. 2 ). These blades 4, 6 and 8 differ by the different configuration of the corresponding blade roots 54, 55, 58 in the circumferential direction. The first blade 4 has a first blade root 54, in which the circumferential surface 10 facing end face 52 has a first receptacle 42 complementary shaped overhang 56. The end faces of the second blade roots 55 of the two second blades 6 are planar. The third blade 8 has a third blade root 58, in which the end face 52 facing the wire holder 36 has an overhang 60 that is complementary to the second receiver 48.

In der Figur 4A ist ein Schnitt quer durch die Umfangsnut 10 der Scheibe 2 wiedergegeben, wobei die zweite Schaufel 6 im eingebauten Zustand abgebildet ist. In der Figur 4B ist ein Schnitt durch die Umfangsnut 10 der Scheibe 2 wiedergegeben, wobei die zweite Schaufel 6 im gekippten Zustand abgebildet ist, um anschließend um die parallele Achse AT gedreht zu werden, wobei diese Achse AT parallel zur Senkrechten der Rotorachse ist. Die Breite der Umfangsnut 10 an der engsten Stelle zwischen den Schenkeln 16 und 18 wird mit SE bezeichnet.In the FIG. 4A is a section across the circumferential groove 10 of the disc 2 reproduced, the second blade 6 is shown in the installed state. In the FIG. 4B is a section through the circumferential groove 10 of the disc 2 reproduced, wherein the second blade 6 is shown in the tilted state, to be subsequently rotated about the parallel axis A T , said axis A T is parallel to the vertical axis of the rotor. The width of the circumferential groove 10 at the narrowest point between the legs 16 and 18 is referred to as S E.

Im Betrieb fließt die Strömung von rechts nach links und wird durch die Strömungsrichtung 62 angegeben. Der untere Bereich des zweiten im Wesentlichen schwalbenschanzförmigen Schaufelfußes 55 der zweiten Schaufel 6 weist eine dritte Nut 64 auf, um den Sicherungsdraht 51 aufzunehmen. Die anderen Schaufelfüße 54 und 58 können diesbezüglich ähnlich gestaltet sein und können im unteren Bereich eine zur dritten Nut 64 ähnliche gestaltete Nut aufweisen. Es ist festzuhalten, dass die Öffnung 50 der Drahthalterung 36 mit der dritten Nut 64 fluchtet. Die Unterseite 30 des ersten Stegs 26 liegt, wie in Figur 4A abgebildet, auf der Oberseite 32 des ersten Schenkels 16. Die schrägverlaufende Auflageflächen 66 und 68 des Schaufelfußes 55 liegen an den schrägverlaufenden Auflageflächen 70 und 72 der Umfangsnut 10. Diese Engstelle SE zwischen den Schenkeln 16 und 18 ist derart groß, dass beim Schwenken der Schaufeln 4, 6 oder 8 bspw. um die parallele Achse AT der Schaufelfuß 55 (so auch die anderen Schaufelfüße 54 und 58) in die Umfangsnut 10 einführbar ist und die Engstelle SE zwischen den Schenkeln 16 und 18 derart klein ist, dass im eingebauten Zustand die Auflageflächen 66 und 68 des Schaufelfußes 55 auf die Auflageflächen 70 und 72 der Schenkeln 16 und 18 anliegen.In operation, the flow flows from right to left and is indicated by the flow direction 62. The lower region of the second substantially dovetail-shaped blade root 55 of the second blade 6 has a third groove 64 in order to receive the securing wire 51. The other blade roots 54 and 58 may be similarly configured in this regard and may have a shaped groove similar to the third groove 64 in the lower region. It should be noted that the opening 50 of the wire holder 36 is aligned with the third groove 64. The bottom 30 of the first web 26 is located, as in FIG. 4A The oblique bearing surfaces 66 and 68 of the blade root 55 are located on the inclined bearing surfaces 70 and 72 of the circumferential groove 10. This constriction S E between the legs 16 and 18 is so large that when pivoting the Blades 4, 6 or 8, for example, about the parallel axis A T of the blade root 55 (as well as the other blade roots 54 and 58) is inserted into the circumferential groove 10 and the constriction S E between the legs 16 and 18 is so small that in installed state, the bearing surfaces 66 and 68 of the blade root 55 on the bearing surfaces 70 and 72 of the legs 16 and 18 abut.

Alternativ dazu kann beispielsweise die zweite Schaufel 6 (auch die anderen Schaufeln) um die radiale Achse Ar gedreht werden, um in der Umfangsnut 12 gesichert zu werden. Dazu wird diese zweite Schaufel 6 vorab radial entlang der radialen Achse Ar verschoben, wobei die Tiefe T der Schaufel 6 parallel zur Engstelle SE ausgerichtet ist. Erst wenn der Schaufelfuß 55 ausreichend weit in die Umfangsnut 12 eingeschoben wurde, kann die zweite Schaufel 6 um die radiale Achse Ar gedreht werden bis der Sicherungsdraht 51 in die dritte Nut 64 (Führungsnut) einschnappt. Dann ist die Breite B der zweiten Schaufel 6 im Wesentlichen parallel zur Engstelle SE orientiert.Alternatively, for example, the second blade 6 (also the other blades) may be rotated about the radial axis A r to be secured in the circumferential groove 12. For this purpose, this second blade 6 is displaced radially in advance along the radial axis A r , the depth T of the blade 6 being aligned parallel to the constriction S E. Only when the blade root 55 has been sufficiently far inserted into the circumferential groove 12, the second blade 6 can be rotated about the radial axis A r until the locking wire 51 snaps into the third groove 64 (guide). Then, the width B of the second blade 6 is oriented substantially parallel to the constriction S E.

Dabei ist in den Figuren 4A und 4B zu erkennen, dass die Breite B der Schaufelfüße 55 größer ist als die Engstelle SE.It is in the FIGS. 4A and 4B to recognize that the width B of the blade roots 55 is greater than the constriction S E.

Gemäß der Erfindung werden zur Sicherung der Schaufeln 4, 6 und 8 in einem Schaufel-Scheibe-Verbund eine bestimmte Anzahl von Schaufeln 4, 6 und 8 mit einem Formelement, hier mit dem Sicherungsdraht 51 und einem oder mehreren Umfangssicherung 10 und einem oder mehreren Drahthalterungen 36 montiert. Die Anzahl der dazu verwendeten Sicherungselemente 10 und 36 und Sicherungsdrähte 51 ist variabel und bestimmt dabei die Teilung und die Anzahl der benötigten zweiten Radialnuten 34 in der Scheibe 2. Die Umfangs sicherungen 10 dienen nach der Fertigstellung der gesamten Montage als Anschlag für den Sicherungsdraht 51. Dieser ist damit in Umfangsrichtung formschlüssig gesichert. Die Drahthalterungen 36 werden in radialer Richtung durch Schwalbenschwanzanlageflächen 70 und 72 in der Scheibe 2 gehalten. Der Sicherungsdraht 51 wird wiederum durch die Drahthalterungen 36 am Herausfallen gehindert, da die Drahthalterungen 36 in Richtung der Drehachse an der Scheibe 2 auf der Basis 14 anliegen. Die Elastizität des Sicherungsdraht 51 gewährleistet, dass die Schaufeln durch leichtes verdrücken des Sicherungsdrahts 51 eingekippt werden können (siehe Figuren 4B und 5). Beim Einkippen bspw. der ersten Schaufel 4 weicht der Sicherungsdraht 51 dabei zur Seite und radial nach unten, wie in Figur 5 gestrichelt dargestellt istBeim Erreichn der endgültigen Montageposition des Schaufelfußes springt der Sicherungsdraht 51 elastisch in seine neutrale Position zurück, so dass dieser Sicherungsdraht 51 in der dritten Nut 64 anliegt. Durch die formschlüssige Führung des Sicherungsdraht 51 in der dritten Nut 64 der Schaufelfüße 54, 55 und 58, werden die Schaufeln 4, 6 und 8 in der Schwalbenschwanzführung (Umfangsnut 12) der Scheibe 2 gehalten und können bei Rotorstillstand nicht kippen. Die Umfangssicherungselement 10 wird nach erfolgter Montage in radialer Richtung von der Schaufel 4 gehalten. Die Drahthalterungen 36 werden erfindungsgemäß durch einen Schwalbenschwanzansatz in der Umfangsnut 12 gehalten. Die Öffnung 50 der Drahthalterung 36 ist so groß dimensioniert, dass der Sicherungsdraht 51 unter Last nicht an dieser Drahthalterung 36 anliegt.According to the invention, to secure the blades 4, 6 and 8 in a blade-disc assembly, a certain number of blades 4, 6 and 8 with a forming element, here with the fuse wire 51 and one or more circumferential fuse 10 and one or more wire holders 36 mounted. The number of fuse elements used to 10 and 36 and fuse wires 51 is variable and determines the pitch and the number of required second radial grooves 34 in the disc 2. The circumferential fuses 10 are used after completion of the entire assembly as a stop for the fuse wire 51st This is thus form-fitting in the circumferential direction secured. The wire holders 36 are held in the radial direction by dovetail contact surfaces 70 and 72 in the disc 2. The securing wire 51 is in turn prevented from falling out by the wire holders 36, since the wire holders 36 rest against the disc 2 on the base 14 in the direction of the axis of rotation. The elasticity of the safety wire 51 ensures that the blades can be tipped by slightly pushing the safety wire 51 (see FIG Figures 4B and 5 ). When tilting example. The first blade 4 of the fuse wire 51 gives way to the side and radially downwards, as in FIG. 5 When reaching the final mounting position of the blade root, the securing wire 51 elastically springs back to its neutral position, so that this securing wire 51 rests in the third groove 64. Due to the positive guidance of the securing wire 51 in the third groove 64 of the blade roots 54, 55 and 58, the blades 4, 6 and 8 are held in the dovetail guide (circumferential groove 12) of the disc 2 and can not tilt when the rotor is stopped. The circumferential securing element 10 is held in the radial direction of the blade 4 after installation. The wire holders 36 are held according to the invention by a dovetail approach in the circumferential groove 12. The opening 50 of the wire holder 36 is dimensioned so large that the fuse wire 51 is not applied to this wire holder 36 under load.

Im Folgenden wird eine mögliche Montage des Rotors wiedergegeben. Im ersten Schritt können die Umfangsicherungen 10 durch radiales Einstecken in die entsprechenden Nuten in der Scheibe 2 montiert werden. Nach der Montage der Umfangs sicherungen 10 werden die Drahthalterungen 36 in die Umfangsnut 12 der Scheibe 2 eingedreht oder gekippt. Danach kann der Sicherungsdraht 51 montiert werden. Dieser Sicherungsdraht 51 wird durch die Löcher bzw. Bohrungen 50 der Drahthalterungen 36 gesteckt. Nach Montage aller Sicherungselemente werden die Schaufeln 4, 6 und 8 durch Kippen oder durch Drehen montiert. In entsprechender Reihenfolge müssen zuerst die an den Sicherungsteilen (Drahthalterung 36 bzw. Umfangssicherung 10) anliegenden Schaufeln 4 und 8 in die Umfangsnut eingeschwenkt werden und an ihre Zielposition in Umfangsrichtung geschoben werden. Danach können die restlichen Schaufeln 6 montiert werden. Die Demontage erfolgt analog in umgekehrter Reihenfolge.In the following, a possible assembly of the rotor is reproduced. In the first step, the circumferential fuses 10 can be mounted by radial insertion into the corresponding grooves in the disc 2. After mounting the circumferential fuses 10, the wire holders 36 are screwed or tilted into the circumferential groove 12 of the disc 2. Thereafter, the fuse wire 51 can be mounted. This safety wire 51 is inserted through the holes or holes 50 of the wire holders 36. After assembly of all security elements, the blades 4, 6 and 8 are mounted by tilting or by turning. In a corresponding order, the blades 4 and 8 resting on the securing parts (wire holder 36 or circumferential securing device 10) must first be pivoted into the circumferential groove and pushed to their target position in the circumferential direction. Thereafter, the remaining blades 6 can be mounted. Dismantling is carried out analogously in reverse order.

In der Figur 6 ist ein Schnitt durch die Umfangsnut 12 der Scheibe 2 wiedergegeben, wobei die Drahthalterung 10 im Kopf 44 die zweite Aufnahme 48 aufweist. Darin befindet sich der Überhang 56 des ersten Schaufelfußes 54 der ersten Schaufel 4. In Figur 6 sind zwei Ausführungsformen des Fußes 46 der Drahthalterungen 36 abgebildet. Die erste Ausführungsform des Fußes 46 reicht bis zur Basis 14 der Umfangsnut 12. In der zweiten Ausführungsform ist in der Basis 14 der Umfangsnut radial nach innen reichende erste im Wesentlichen schmetterlingsförmige Aussparung 69 eingelassen (siehe auch Figur 5, gestrichelt abgebildet). In diese erste Aussparung 69 ist der verlängerte Bereich 71 des Fußes 46 angeordnet (schraffierter Bereich).In the FIG. 6 is a section through the circumferential groove 12 of the disc 2 reproduced, wherein the wire holder 10 in the head 44 has the second receptacle 48. Therein, the overhang 56 of the first blade root 54 of the first blade 4 is located FIG. 6 Two embodiments of the foot 46 of the wire holders 36 are shown. The first embodiment of the foot 46 extends to the base 14 of the circumferential groove 12. In the second embodiment, in the base 14 of the circumferential groove radially inwardly extending first substantially butterfly-shaped recess 69 is recessed (see also FIG. 5 , shown in dashed lines). In this first recess 69, the extended portion 71 of the foot 46 is arranged (hatched area).

In der Figur 7 ist eine Draufsicht auf die Umfangsnut 12 in radialer Richtung auf die erste Aussparung 69 und eine zweite Aussparung 78 (dazu siehe weiter unten) wiedergegeben. In der Mitte von oben nach unten verlaufend ist die Umfangsnut 12 abgebildet. Links wird die Umfangsnut 12 durch den ersten Schenkel 16 begrenzt. Rechts wird die Umfangsnut 12 durch den zweiten Schenkel 18 begrenzt. In der ersten Aussparung 69 ist der verlängerte Bereich 71 einmal schraffiert und einmal gestrichelt abgebildet. Beim der Montage der Drahthalterung 36 in die Umfangsnut 10 wird die Drahthalterung 36 mit der gestrichelten Orientierung senkrecht zur Blattebene eingeführt. Sobald der verlängerte Bereich 71 in der ersten Aussparung 69 angeordnet ist, kann die Drahthalterung 36 um die Drehachse 70 im Uhrzeigersinn gedreht werden bis der verlängerte Bereich 71 auf den senkrecht zur Umfangsnut 12 verlaufenden Anschlag 72 der ersten Aussparung 69 stößt.In the FIG. 7 is a plan view of the circumferential groove 12 in the radial direction on the first recess 69 and a second recess 78 (see below) reproduced. Running in the middle from top to bottom, the circumferential groove 12 is shown. On the left, the circumferential groove 12 is bounded by the first leg 16. On the right, the circumferential groove 12 is bounded by the second leg 18. In the first recess 69, the extended portion 71 is hatched once and shown once in dashed lines. When mounting the wire holder 36 in the circumferential groove 10, the wire holder 36 is inserted with the dashed orientation perpendicular to the page level. Once the extended portion 71 is disposed in the first recess 69, the wire holder 36 can be rotated about the rotation axis 70 in a clockwise direction until the extended portion 71 abuts the perpendicular to the circumferential groove 12 extending stop 72 of the first recess 69.

In der Figur 8 ist ein Schnitt durch die Umfangsnut 12 der Scheibe 2 abgebildet, wobei zwei Ausführungsformen der Umfangssicherung 10 wiedergegeben sind. Die erste Ausführungsform ist auf der rechten Seite wiedergegeben. Die Umfangssicherung 10 entspricht der in Figur 1 abgebildeten. Diese wird radial von außen nach innen in die zweiten Nuten 34 eingeschoben. Dabei ist zu beachten, dass die zweite Nuten 34 in den Schenkeln von außen nach innen zur Umfangsnut 12 reichen. Diese zweite Nuten 34 sind auch in der Figur 7 abgebildet. Dabei ist der Kopfbereich 38 der Umfangssicherung 10 größer als die Engstelle SE zwischen den Schenkel 16 und 18.In the FIG. 8 is a section through the circumferential groove 12 of the disc 2 shown, wherein two embodiments of the circumferential securing 10 are shown. The first embodiment is shown on the right side. The circumferential securing 10 corresponds to the one shown in FIG. This is inserted radially from outside to inside in the second grooves 34. It should be noted that the second grooves 34 in the legs from outside to inside the circumferential groove 12 extend. These second grooves 34 are also in the FIG. 7 displayed. In this case, the head area 38 of the circumferential securing device 10 is larger than the constriction S E between the legs 16 and 18.

In einer zweiten Ausführungsform der Umfangssicherung 10' ist die Höhe hU' der Umfangssicherung 10 von der Basis 14 bis zum Ende des Kopfbereichs 38 kleiner als die Nuthöhe hN. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform wird diese Umfangssicherung 10' wie die Drahthalterung 36 in die Umfangsnut 12 gedreht. Dazu müssen dritte Aufnahmen 74 in den Schenkeln 16 und 18 eingelassen sein, die vorzugsweise bogenförmig sind (siehe Figur 7). Zusätzlich oder alternativ kann die Umfangssicherung 10' einen verlängerten Fußbereich 76 aufweisen, wie die Drahthalterung 36 in Figur 6. Dabei weist die Umfangsnut 12 für den verlängerten Fußbereich 76 eine zweite Aussparung 78 auf. Die zweite Aussparung 78 kann genauso geformt sein wie die erste Aussparung 69. Die Umfangssicherung 10' wird dann genauso in die Umfangsnut 12 eingedreht, wie die Drahthalterung 36 mit verlängertem Fußbereich 71.In a second embodiment of the circumferential securing 10 ', the height h U ' of the circumferential securing device 10 from the base 14 to the end of the head region 38 is smaller than the groove height h N. In contrast to the first embodiment, this circumferential securing 10 ', like the wire holder 36, is rotated into the circumferential groove 12. For this purpose, third receptacles 74 must be embedded in the legs 16 and 18, which are preferably arcuate (see FIG. 7 ). Additionally or alternatively, the circumferential guard 10 'may have an extended foot portion 76, such as the wire retainer 36 in FIG FIG. 6 , In this case, the circumferential groove 12 has a second recess 78 for the extended foot region 76. The second recess 78 may be shaped in the same way as the first recess 69. The circumferential securing device 10 'is then screwed into the peripheral groove 12 in exactly the same way as the wire holder 36 with an extended foot region 71.

Die Sicherung der Schaufeln in Umfangsrichtung erfolgt durch eingesetzte Sicherungsteile (Umfangssicherung 10 und Drahthalterung 36) die formschlüssig in die Umfangsnut 10 der Scheibe 2 eingreifen. Das herauskippen einzelner Schaufeln 4, 6, und 8 wird durch ein Formelement (z.B. Sicherungsdraht 51) an den Schaufelfüßen 54, 55 und 58 verhindert. Mit Hilfe dieses Sicherungsdrahts entsteht ein Formschluss für den gesamten Scheibe-Schaufel-Verbund. Ein Verrutschen des Drahts in Umfangsrichtung wird durch die Umfangssicherung 10 verhindert. Im eingebauten Zustand, und insbesondere im Betrieb sind alle Sicherungsdrähte quasi Spannungsfrei und bilden kein lebensdauerminimierendes Bauelement. Im Betrieb liegen die Sicherungselemente (insbesondere die Sicherungsdrähte 51) großflächig an den angrenzenden Bauteilen an. Dadurch entstehen kaum Kanten- oder Punktlasten und die damit verbundenen Spannungsspitzen im Material. Die Montage erfolgt ohne plastische Verformung oder Verschraubungen. Damit werden undefinierte Materialspannungen durch Verformung und damit mögliche Rißbildung vermieden. Durch die Art der Konstruktion verteilt sich die Fliehkraft der Sicherungselemente im Betrieb nahezu gleichmäßig auf die Schaufeln. Durch entsprechende Auslegung wird zudem die unsymmetrische Belastung des Schwalbenschwanzes der Schaufeln 4, 6 und 8 minimiert. Es besteht zudem keine mechanische Verbindung zwischen Scheibe 2 und Sicherungsdraht 51. Damit wird insbesondere Fretting zwischen diesen beiden Bauteilen verhindert.The securing of the blades in the circumferential direction is carried out by securing parts used (circumferential securing 10 and wire holder 36) which engage positively in the circumferential groove 10 of the disc 2. Tipping out of individual blades 4, 6, and 8 is prevented by a former (e.g., lock wire 51) on the blade roots 54, 55, and 58. With the help of this safety wire creates a positive connection for the entire disc-blade composite. Slippage of the wire in the circumferential direction is prevented by the circumferential securing 10. When installed, and in particular during operation, all fuse wires are quasi stress-free and do not form a life-minimizing component. In operation, the securing elements (in particular the securing wires 51) are applied over a large area to the adjacent components. As a result, hardly any edge or point loads and the associated voltage spikes in the material. The assembly takes place without plastic deformation or screw connections. In order to avoid undefined material stresses caused by deformation and thus possible cracking. Due to the nature of the construction, the centrifugal force of the securing elements distributed during operation almost uniformly on the blades. By appropriate design also the unbalanced load of the dovetail of the blades 4, 6 and 8 is minimized. In addition, there is no mechanical connection between the disk 2 and the safety wire 51. In particular, this prevents fretting between these two components.

An einer einzigen Scheibe können beliebig viele Sicherungsdrähte am gesamten Umfang und beliebig viele Drahthalterungen verwendet werden. Wenn nur ein einziger durchgehender Sicherungsdraht verwendet wird, so muss dieser über den gesamten Rotorumfang verlaufen. Der Sicherungsdraht kann zur Montagevereinfachung vorgebogen sein.You can use any number of locking wires on the entire circumference and any number of wire holders on a single disk. If only a single continuous safety wire is used, it must run over the entire circumference of the rotor. The fuse wire may be pre-bent for ease of assembly.

Die Erfindung kann insbesondere im Verdichter- und im Turbinenbereich von Strömungsmaschinen eingesetzt werden.The invention can be used in particular in the compressor and in the turbine area of turbomachines.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Scheibedisc
44
erste Schaufelfirst shovel
66
zweite Schaufelsecond shovel
88th
dritte Schaufelthird shovel
1010
Umfangssicherungextensive safety
1212
Umfangsnutcircumferential groove
1414
BasisBase
1616
stromabwärts gerichteter Schenkel (erste Schenkel)downstream leg (first leg)
1818
stromaufwärts gerichteter Schenkel (zweite Schenkel)upstream leg (second leg)
2020
Schaufelblattairfoil
2222
Schaufelfuß von 4Shovel foot of 4
2424
InnendeckbandInner shroud
2626
erster Stegfirst jetty
2828
zweiter Stegsecond bridge
3030
Unterseite von 26Bottom of 26
3232
Oberseite von 16Top of 16
3434
zweite Nutsecond groove
3636
Halterungbracket
3838
Kopfbereich von 10Head area of 10
4040
Fußbereich von 10Foot area of 10
4242
erste Aufnahme von 10first shot of 10
4444
Kopf von 36Head of 36
4646
Fuß von 36Foot of 36
4848
zweite Aufnahme von 36second shot of 36
5050
Öffnung von 36Opening of 36
5151
Sicherungselementfuse element
5252
Stirnflächeface
5454
erster Schaufelfuß von 4first blade foot of 4
5555
zweiter Schaufelfuß von 6second blade foot from 6
5656
Überhang von 54Overhang of 54
5858
Schaufelfuß von 8Shovel foot of 8
6060
Überhang von 58Overhang of 58
6262
Strömungsrichtungflow direction
6363
Unterseite von 8Bottom of 8
6464
Führungselement (dritte Nut)Guide element (third groove)
6666
Anlageflächecontact surface
6868
Anlageflächecontact surface
6969
erste Aussparungfirst recess
7070
Drehachseaxis of rotation
7171
verlängerter Bereich des Fuß 46extended area of the foot 46
7272
Anschlagattack
7474
dritte Aufnahmethird recording
7676
verlängerter Bereich des Fußbereich von 40extended area of the foot area of 40
7878
zweite Aussparungsecond recess
7979
Spaltgap
8181
Erhöhungincrease
Ar A r
radiale Achseradial axis
AT A T
parallele Achseparallel axis
BB
Breite des SchaufelfußesWidth of the blade foot
bU b U
Breite des Kopfbereiches der UmfangssicherungWidth of the header area of the perimeter guard
hN h N
Nuthöhegroove height
hu, hU'hu, h U '
Höhe der UmfangssicherungAmount of girth security
SE S E
Engstelle zwischen den SchenkelNarrowing between the thighs
TT
Tiefe des SchaufelfußesDepth of the blade foot

Claims (15)

Rotor einer Strömungsmaschine mit: - mindestens einer Schaufel (4, 6, 8), die ein Schaufelblatt (20) und einen Schaufelfuß (54, 55, 58) aufweist, - einen Rotorgrundkörper (2), insbesondere eine Scheibe (2), die eine nach außen geöffnete Umfangsnut (12) zur Aufnahme des Schaufelfußes (54, 55, 58) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umfangsnut (12) und der Schaufelfuß (54, 55, 58) derart geformt sind, dass durch Drehen der Schaufel (4, 6, 8) um eine Achse (Ar, AT) in die Umfangsnut (12) der Schaufelfuß (54, 55, 58) sicherbar ist.
Rotor of a turbomachine with: at least one blade (4, 6, 8) having an airfoil (20) and a blade root (54, 55, 58), a rotor base body (2), in particular a disk (2), which has an outwardly open peripheral groove (12) for receiving the blade root (54, 55, 58),
characterized in that
the circumferential groove (12) and the blade root (54, 55, 58) are shaped such that by rotating the blade (4, 6, 8) about an axis (A r , A T ) into the circumferential groove (12) of the blade root (12) 54, 55, 58) is securable.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (AT) parallel zu einer Senkrechten der Rotationsachse des Rotorgrundkörpers (2) verläuft und/oder die Achse (Ar) radial zum Rotorgrundkörper (2) verläuft.Rotor according to claim 1, characterized in that the axis (A T ) parallel to a vertical axis of rotation of the rotor base body (2) and / or the axis (A r ) extends radially to the rotor base body (2). Rotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor in der Umfangsnut (12) ein Sicherungselement (51), insbesondere einen Sicherungsdraht, aufweist, der an der Unterseite (63)des Schaufelfußes (54, 55, 58) anliegt.Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor in the circumferential groove (12) has a securing element (51), in particular a safety wire, which rests against the underside (63) of the blade root (54, 55, 58). Rotor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaufelfuß (54, 55, 58) ein zum Sicherungselement (51) komplementär geformtes Führungselement (64), insbesondere eine Führungsnut, aufweist.Rotor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the blade root (54, 55, 58) has a securing element (51) complementary shaped guide element (64), in particular a guide groove. Rotor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufel (2) ein quer zum Schaufelblatt (20) verlaufendes Innendeckband (24) aufweist, so dass mindestens ein Steg (26) des Innendeckbandes (24) zusammen mit dem Rotorgrundkörper (2) einen Spalt (79) bildet.Rotor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the blade (2) has a transverse to the blade (20) extending inner shroud (24), so that at least one web (26) of the inner shroud (24) together with the rotor base body (2 ) forms a gap (79). Rotor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Engstelle (SE) der Umfangsnut (12) derart groß ist, dass beim Drehen der Schaufeln (4, 6, 8) um die Achse (Ar, AT) der Schaufelfuß (54, 55, 58) in die Umfangsnut (12) einführbar ist.Rotor according to at least one of the preceding claims, characterized in that a constriction (S E ) of the circumferential groove (12) is so large that when rotating the blades (4, 6, 8) about the axis (A r , A T ) of the Blade root (54, 55, 58) in the circumferential groove (12) is insertable. Rotor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Engstelle (SE) derart klein ist, dass mindestens eine Auflagefläche (66, 68) des Schaufelfußes (54, 55, 58) auf mindestens eine in der Umfangsnut (12) befindliche Auflagefläche (70, 72) anliegt.Rotor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the constriction (S E ) is so small that at least one bearing surface (66, 68) of the blade root (54, 55, 58) located on at least one in the circumferential groove (12) Bearing surface (70, 72) is applied. Rotor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Engstelle (SE) größer ist als eine Tiefe (T) des Schaufelfußes (54, 55, 58) und/oder die Engstelle (SE) kleiner ist als die Breite (B) des Schaufelfußes (54, 55, 58), wobei die Breite (B) des Schaufelfußes (54, 55, 58) größer ist als die Tiefe (T) des Schaufelfußes (54, 55, 58).Rotor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the constriction (S E ) is greater than a depth (T) of the blade root (54, 55, 58) and / or the constriction (S E ) is smaller than the width ( B) of the blade root (54, 55, 58), wherein the width (B) of the blade root (54, 55, 58) is greater than the depth (T) of the blade root (54, 55, 58). Rotor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor eine Umfangssicherung (10) umfasst, die einen Kopfbereich (38) mit einer ersten Aufnahme (42) für einen Teil mindestens eines Schaufelfußes (54, 58) aufweist, und der Schaufelfuß (54, 58) einen zur ersten Aufnahme (42) komplementär geformten Überhang (56, 60) aufweist.Rotor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rotor comprises a circumferential securing (10) having a head portion (38) with a first receptacle (42) for a part of at least one blade root (54, 58), and the blade root (54, 58) has a complementary to the first receptacle (42) shaped overhang (56, 60). Rotor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor eine Umfangssicherung (10) mit einem Fußbereich (40) umfasst, der auf der Basis (14) der Umfangsnut (12) aufliegt.Rotor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rotor comprises a circumferential securing means (10) with a foot region (40) which rests on the base (14) of the circumferential groove (12). Rotor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorgrundkörper (2) mindestens eine Aussparung (78) und/oder Erhöhung (81) in der Basis (14) der Umfangsnut (12) aufweist und/oder die Umfangssicherung (10') einen Fußbereich (40, 76) aufweist, der in der Aussparung (78) angeordnet ist.Rotor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rotor base body (2) has at least one recess (78) and / or elevation (81) in the base (14) of the circumferential groove (12) and / or the circumferential securing means (10 '; ) has a foot portion (40, 76) disposed in the recess (78). Rotor nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (bU) des Kopfbereiches (38) der Umfangssicherung (10) größer ist als die Engstelle (SE).Rotor according to one of claims 9 to 11, characterized in that the width (b U ) of the head region (38) of the circumferential securing (10) is greater than the constriction (S E ). Rotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (hU) der Umfangssicherung (10) mindestens genauso groß ist wie die Nuthöhe (hN) und dass der Rotor mindestens eine zur Umfangsnut (12) querverlaufende Nut (34) zur Aufnahme der Umfangssicherung (10) aufweist.Rotor according to claim 12, characterized in that the height (h U ) of the circumferential securing (10) is at least as large as the groove height (h N ) and that the rotor at least one groove (34) transverse to the circumferential groove (12) for receiving the Has circumferential fuse (10). Rotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (hU') der Umfangssicherung (10) kleiner ist als die Nuthöhe (hN) und mindestens eine Seitenwandung (16, 18) der Umfangsnut (12) eine Aufnahme (74) für die Umfangssicherung (10) aufweist.Rotor according to claim 12, characterized in that the height (h U ') of the circumferential securing (10) is smaller than the groove height (h N ) and at least one side wall (16, 18) of the circumferential groove (12) has a receptacle (74) for the circumferential securing (10). Strömungsmaschine mit einem Rotor nach mindestens einem der obigen Ansprüche.Turbomachine with a rotor according to at least one of the above claims.
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