EP3054098A1

EP3054098A1 - Schlussbaugruppe zum schliessen eines schaufelkranzes, zugehörige schaufelträger, strömungsmaschine und verfahren zum einsetzen einer schlussbaugruppe

Info

Publication number: EP3054098A1
Application number: EP15153995.4A
Authority: EP
Inventors: Uwe Sieber; Dimitri Zelmer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-02-05
Filing date: 2015-02-05
Publication date: 2016-08-10
Also published as: EP3230559A1; US10570756B2; WO2016124392A1; US20180023402A1; EP3230559B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schlussbaugruppe (1) zum Schließen eines Schaufelkranzes, der in eine umlaufende T-Nut (2) eines Schaufelträgers einer Strömungsmaschine eingesetzt ist, mit zwei Einsetzelementen (3; 4), die jeweils eine C-förmige Grundform mit einem Auflageschenkel (5; 6), einem Halteschenkel (7; 8) und einem den Auflageschenkel (5; 6) und den Halteschenkel (7; 8) verbindenden Verbindungsschenkel (9; 10) aufweisen und ausgebildet sind, um jeweils einen Steg (11; 12) der T-Nut (2) zu umgreifen, wobei der Auflageschenkel (5; 6) den Steg (11; 12) übergreift und der Halteschenkel (7; 8) den Steg (11; 12) untergreift, und einem Zwischenelement (15), das zwischen den Einsetzelementen (3; 4) positionierbar und ausgebildet ist, um diese an einer Bewegung zur Mitte der T-Nut (2) zu hindern, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (15) ausgebildet ist, um im montierten Zustand die Halteschenkel (7; 8) der Einsetzelemente (3; 4) zu untergreifen, und dem Zwischenelement (15) Positioniermittel (21) zugeordnet sind, die ausgebildet sind, um sich zwischen dem Nutgrund (22) der T-Nut (2) und dem Zwischenelement (15) abzustützen und das Zwischenelement (15) in einem gewünschten Abstand von dem Nutgrund (22) zu positionieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlussbaugruppe zum Schließen eines Schaufelkranzes, der in eine umlaufende T-Nut eines Schaufelträgers einer Strömungsmaschine eingesetzt ist, mit zwei Einsetzelementen, die jeweils eine C-förmige Grundform mit einem Auflageschenkel, einem Halteschenkel und einem den Auflageschenkel und den Halteschenkel verbindenden Verbindungsschenkel aufweisen und ausgebildet sind, um jeweils einen Steg der T-Nut zu umgreifen, wobei der Auflageschenkel den Steg übergreift und der Halteschenkel den Steg untergreift, und einem Zwischenelement, das zwischen den Einsetzelementen positionierbar und ausgebildet ist, um diese an einer Bewegung zur Mitte der T-Nut zu hindern.
Derartige Schlussbaugruppen für einen Schaufelkranz einer Strömungsmaschine sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt und dienen dem Schließen eines Schaufelkranzes, der an einem Schaufelträger, insbesondere einer Radscheibe einer Strömungsmaschine angebracht ist.
Strömungsmaschinen werden als Arbeits- oder Kraftmaschinen verwendet. Als Arbeitsmaschinen dienen sie dazu, Fluide durch Erzeugen einer Strömung in Bewegung zu setzen. Als Kraftmaschinen werden Strömungsmaschinen eingesetzt, wenn die Bewegungsenergie einer Fluidströmung in eine andere Energieform, beispielsweise elektrische Energie umgewandelt zu werden soll. Je nach Art des Fluids, der Energieflussrichtung und der Konstruktion der Strömungsmaschinen unterscheidet man zwischen Propellern, Ventilatoren, Verdichtern und Strahltriebwerken, die zu den Arbeitsmaschinen zählen, sowie zwischen Windkraftanlagen, Wasserturbinen, Dampfturbinen und Gasturbinen, die als Arbeitsmaschinen anzusehen sind.
Solche Strömungsmaschinen umfassen stets wenigstens eine Radscheibe, die drehfest an einer Welle gehalten ist und mit dieser einen Rotor bildet. An einer äußeren Umfangfläche der Radscheibe ist gewöhnlich eine Mehrzahl von Schaufeln derart angeordnet und gehalten, dass die Schaufeln in radialer Richtung nach außen abragen. Die Schaufeln weisen Plattformen mit daran angeordneten Eingriffselementen auf, die in eine die Umfangfläche umlaufende T-Nut eingesetzt und darin in radialer Richtung festgelegt werden.
Es ist üblich, einen die Radscheibe umlaufenden Schaufelkranz derart zu bilden, dass zwei benachbarte Schaufeln stets durch ein Zwischenstück voneinander beabstandet sind. In den Zwischenraum zwischen der ersten eingesetzten Schaufel und der letzten eingesetzten Schaufel lässt sich allerdings aus Platzgründen kein gewöhnliches einteiliges Zwischenstück mehr einsetzen. Stattdessen wird diese Lücke durch eine Schlussbaugruppe gefüllt, die in Umfangrichtung dieselbe Ausdehnung wie ein Zwischenstück aufweist, jedoch nicht einteilig ausgebildet ist, sondern eine Mehrzahl von miteinander lösbar verbindbaren Komponenten umfasst.
Aus der US 7,435,055 B2 ist eine Schlussbaugruppe der eingangs genannten Art bekannt. Sie umfasst zwei Einsetzelemente, die eine C-förmige Grundform aufweisen und derart ausgebildet sind, dass sie die Stege der umlaufenden T-Nut umgreifen können. Weiterhin umfasst die Schlussbaugruppe ein Zwischenelement, das zwischen den beiden Einsetzelementen positioniert werden kann, um diese an einer Bewegung zur Mitte der T-Nut zu hindern. Das Zwischenelement wird durch einen Verriegelungsring zwischen den Einsetzelementen gehalten. Der Verriegelungsring wird dazu mit einem Positioniermittel verbunden, das eine durchgehende Bohrung des Zwischenelements durchdringt und benachbart zum Nutgrund in entsprechende Ausnehmungen der Einsatzelemente eingreift.
Zur Montage dieser Schlussbaugruppe werden zunächst die beiden Einsetzelemente in die T-Nut derart eingesetzt, dass sie jeweils einen Steg der T-Nut umgreifen. Dann wird das Positioniermittel zwischen den beiden Einsetzelementen in die T-Nut eingeführt, bis es mit dem Nutgrund in Anlage kommt. Durch Verdrehen wird das Positioniermittel mit den Ausnehmungen der Einsetzelemente in Eingriff gebracht. In einem nächsten Schritt wird das Zwischenelement vollständig in den Zwischenraum zwischen den Einsetzelementen eingesetzt, wobei das Positioniermittel in der Bohrung des Zwischenelements aufgenommen wird. Durch das eingesetzte Zwischenelement wird das Positioniermittel an einer Drehung um seine Längsachse gehindert, so dass es den Eingriff in die Ausnehmungen der Einsatzelemente nicht verlieren kann. Zuletzt wird noch der Verriegelungsring auf das freie Ende des Positioniermittels aufgesteckt. Dadurch wird das Zwischenelement in seiner Position zwischen den Einsetzelementen festgehalten.
Wenn sich der Verriegelungsring im Betrieb der Strömungsmaschine löst, wird das Zwischenelement durch die wirkende Zentrifugalkraft aus der T-Nut hinausgeschleudert, so dass es das Positioniermittel nicht mehr an einer Drehung um seine Längsachse hindern kann. Wenn sich daraufhin das Positioniermittel aufgrund von Vibrationen durch Drehung seine Eingriff in die Ausnehmungen der Einsetzelemente verliert, wird es ebenfalls aus der T-Nut hinausgeschleudert, so dass die beiden Einsetzelemente nicht mehr in ihren Positionen festgehalten sind und ihrerseits die T-Nut verlassen können. Durch die hinausgeschleuderten Elemente der Schlussbaugruppe selbst und infolge des Verlusts des Abschlusses des Schaufelkranzes kann die Strömungsmaschine beschädigt werden, was entsprechende Stillstandzeiten nach sich zieht.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schlussbaugruppe der eingangs genannten Art bereitzustellen, die einen einfachen Aufbau und eine gute Handhabbarkeit sowie einen sicheren Sitz aufweist.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Schlussbaugruppe der eingangs genannten Art, deren Zwischenelement ausgebildet ist, um im montierten Zustand die Halteschenkel der Einsetzelemente zu untergreifen, wobei dem Zwischenelement Positioniermittel zugeordnet sind, die ausgebildet sind, um sich zwischen dem Nutgrund der T-Nut und dem Zwischenelement abzustützen und das Zwischenelement in einem gewünschten Abstand von dem Nutgrund zu positionieren.
Die erfindungsgemäße Schlussbaugruppe umfasst demnach zwei Einsetzelemente mit C-förmiger Grundform, die jeweils einen Steg der T-Nut umgreifen, sowie ein zwischen den Einsetzelementen positioniertes Zwischenelement, das die beiden Einsetzelemente in ihren bestimmungsgemäßen Positionen festlegt. Mit Positioniermitteln, die sich zwischen dem Nutgrund der T-Nut und dem Zwischenelement abstützen, lässt sich der Abstand des Zwischenelements vom Nutgrund wunschgemäß einstellen. Für die Funktion der Schlussbaugruppe ist es insbesondere nicht erforderlich, dass die Positioniermittel das Zwischenelement unter Maximierung des Abstands vom Nutgrund gegen die Einsetzelemente drücken. Vielmehr können die Elemente der Schlussbaugruppe mit relativem Spiel in der T-Nut montiert werden, was die Belastung der Elemente durch Krafteinwirkung reduziert und die Lebensdauer der Schlussbaugruppe erhöht. Selbst wenn sich das Positioniermittel im Betrieb der Strömungsmaschine löst, hält die Zentrifugalkraft das die Einsetzelemente untergreifende Zwischenelement in der bestimmungsgemäßen Position, so dass auch die Einsetzelemente fixiert bleiben und sich nicht zur Mitte der T-Nut hin bewegen können. Die erfindungsgemäße Schlussbaugruppe bietet weiterhin den Vorteil, dass bei der Montage jedes Element einzeln und nacheinander montiert werden kann, wodurch eine gute Handhabbarkeit gewährleistet wird. Außerdem umfasst die Schlussbaugruppe Elemente mit einem einfachen Aufbau, die nicht aufwändig durch Drehen oder Fräsen hergestellt werden müssen.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schlussbaugruppe ist an den Einsetzelementen jeweils ein Vorsprung vorgesehen, der von dem Verbindungsschenkel in einer entgegengesetzten Richtung zu dem Auflageschenkel des Einsetzelements vorsteht und insbesondere im oberen Bereich der Verbindungsschenkels, bevorzugt in der Höhe des Auflageschenkels angeordnet ist. Durch einen solchen Vorsprung kann sich das Einsetzelement in seinem oberen Bereich an dem Zwischenelement abstützen, um sich nicht zur Mitte der T-Nut zu bewegen.
Dabei kann eine Oberseite des Vorsprungs mit einer Oberseite des Auflageschenkels fluchten. Dadurch wird eine glatte Oberseite des Einsetzelements erreicht, so dass sich ein günstiger Strömungsverlauf des Heißgases entlang der Schlussbaugruppe ergeben kann.
In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist das Zwischenelement eine im Wesentlichen T-förmige Grundform mit einem sich in einer Längsrichtung erstreckenden Längssteg und einem sich quer zu dem Längssteg erstreckenden Quersteg, der ausgebildet ist, die Halteschenkel der Einsetzelemente zu untergreifen, auf, wobei der Längssteg insbesondere mittig von dem Quersteg abragt. Der Quersteg verhindert, dass sich das Zwischenelement aus der T-Nut hinausbewegen kann. Denn die Halteschenkel der eingesetzten Einsetzelemente beschränken die Beweglichkeit des Querstegs des Zwischenelements auf den Bereich zwischen einer Unterseite der Halteschenkel der Einsetzelemente und dem Nutgrund.
In Weiterbildung dieser Ausgestaltung weist der Längssteg an seinem freien Ende in der Querrichtung der T-Nut eine derartige Breite auf, dass er in Anlage oder mit Spiel zwischen den Vorsprüngen der in die T-Nut eingesetzten Einsetzelemente positionierbar ist, um die Einsetzelemente in deren oberen Bereichen an einer Bewegung zur Mitte der T-Nut zu hindern. Das freie Ende des Längsstegs ist hinsichtlich seiner Breite dazu ausgebildet, den zwischen den Vorsprüngen der eingesetzten Einsetzelemente verbleibenden Zwischenraum auszufüllen. In einer Variante der erfindungsgemäßen Schlussbaugruppe nimmt die Breite des Längsstegs des Zwischenelements in Richtung seines freien Endes konisch ab. Dies ermöglicht weitgehend unabhängig von Fertigungstoleranzen eine präzise Festlegung der Einsetzelemente, wenn sich das Positioniermittel zwischen dem Zwischenelement und dem Nutgrund abstützt.
Der Längssteg des Zwischenelements kann eine derartige Höhe aufweisen, dass sein freies Ende mit den Vorsprüngen der beiden Einsetzelemente im montierten Zustand bündig abschließt. Ein Längssteg dieser Höhe stellt sicher, dass keine strömungsungünstigen Stufen zwischen den Vorsprüngen der Einsetzelemente und dem zwischen den Vorsprüngen angeordneten freien Ende des Längsstegs des Zwischenelements entstehen.
Die Summe der Höhen eines Vorsprungs und des Zwischenelements geringer ist vorteilhaft geringer als die Tiefe der T-Nut, so dass das freie Ende des Längsstegs von einem Vorsprung eines eingesetzten Einsetzelements übergriffen wird, wenn das Zwischenelement in der T-Nut in der Querrichtung derart verschoben wird, dass der Längssteg mit dem Verbindungsschenkel des Einsetzelements in Anlage kommt. Dadurch kann das Zwischenelement zumindest teilweise unter den Vorsprung des bereits eingesetzten Einsetzelements verschoben werden, wenn es auf dem Nutgrund aufsteht, um ausreichenden Raum zum Einsetzen des zweiten Einsetzelements zu schaffen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Breite des Querstegs des Zwischenelements in der Querrichtung größer als der lichte Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Stegen der T-Nut, in welcher die Schlussbaugruppe einzubauen ist. Ein Quersteg dieser Breite hindert das Zwischenelement auch dann an einem Verlassen der T-Nut, wenn kein Einsetzelement in die T-Nut eingesetzt ist.
Vorteilhaft entspricht die Länge des Zwischenelements in der Längsrichtung der T-Nut der Länge der Einsetzelemente. Dann kann sich das Zwischenelement nicht um eine Längsachse derart drehen, dass der Quersteg den Untergriff in Bezug auf die Halteschenkel der Einsetzelemente oder die Stege der T-Nut verliert.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schlussbaugruppe sind in einem Übergangsbereich zwischen dem Längssteg und dem Quersteg des Zwischenelements beidseitig des Längsstegs Stufen ausgebildet und jeweils den Einsetzelementen zugeordnet, um die Einsetzelemente in deren unteren Bereichen an einer Bewegung zur Mitte der T-Nut zu hindern, wobei die Stufen derart ausgebildet sind, dass sie zwischen den Verbindungsschenkeln der in die T-Nut eingesetzten Einsetzelemente in Anlage oder mit Spiel positionierbar sind. Die Stufen erfüllen in Bezug auf den unteren Bereich der Einsetzelemente dieselbe Funktion wie die Vorsprünge der Einsetzelemente in deren oberem Bereich.
Zwischen den Vorsprüngen der Einsetzelemente und den Stufen des Zwischenelements können bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Schlussbaugruppe Freiräume verbleiben, die beidseitig des Längsstegs des Zwischenelements jeweils zu den Verbindungsschenkeln der Einsetzelemente erstrecken. Diese Freiräume werden beim Montieren der Schlussbaugruppe genutzt, um ausreichenden Raum zum Einsetzen des zweiten Einsetzelements zu schaffen, wenn bereits das erste Einsetzelement und das Zwischenelement in die T-Nut eingesetzt sind.
Als Positioniermittel kann ein Gewindebolzen vorgesehen sein, der in eine Gewindebohrung, die das Zwischenelement in seiner Längsrichtung durchsetzt, derart einschraubbar ist, dass er in Richtung des Nutgrundes vorsteht und mit diesem in Anlage bringbar ist, um den radialen Abstand des Zwischenelements von dem Nutgrund einzustellen. Somit kann der Gewindebolzen dazu dienen, das Zwischenelement von dem Nutgrund in Richtung der eingesetzten Einsetzelemente abzuheben.
Bevorzugt weist der Gewindebolzen eine Länge auf, die der Tiefe der T-Nut entspricht. Ein Gewindebolzen dieser Länge steht im montierten Zustand weder aus der T-Nut vor noch lässt er sich in der T-Nut versenken. Vielmehr schließt seine Stirnfläche bündig mit der Stirnfläche des Längsstegs ab, was im Zusammenwirken mit den fluchtenden Oberseiten der Einsetzelemente für strömungsgünstige Verhältnisse sorgt.
Weiterhin schafft die vorliegende Erfindung einen Schaufelträger mit einer umlaufenden T-Nut, in der eine Mehrzahl von Schaufeln und Zwischenstücken alternierend angeordnet ist, wobei in einem Zwischenraum zwischen zwei Schaufeln eine erfindungsgemäße Schlussbaugruppe eingesetzt ist. Entsprechend schafft die vorliegende Erfindung eine Strömungsmaschine, in der wenigstens ein erfindungsgemäßer Schaufelträger verbaut ist.
Ferner schafft die vorliegende Erfindung einen Schaufelträger mit einer erfindungsgemäßen Schlussbaugruppe, eine Strömungsmaschine mit einem solchen Schaufelträger.
Schließlich ist die vorstehend angegebene Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Einsetzen einer erfindungsgemäßen Schlussbaugruppe in eine umlaufende T-Nut eines Schaufelträgers, umfassend die Schritte:

das Zwischenelement wird derart in die T-Nut eingesetzt, dass es an einem Nutgrund der T-Nut anliegt;
das Zwischenelement wird in der T-Nut in deren Querrichtung verschoben, so dass es mit einem Steg der T-Nut in Anlage kommt;
ein Einsetzelement wird in die T-Nut derart eingesetzt, dass es einen Steg der T-Nut umgreift;
das Zwischenelement wird in der T-Nut in deren Querrichtung verschoben, so dass das Zwischenelement mit dem Verbindungsschenkel des in die T-Nut eingesetzten Einsetzelements in Anlage kommt;
das weitere Einsetzelement wird in die T-Nut derart eingesetzt, dass es den anderen Steg der T-Nut umgreift;
das Zwischenelement wird in die Mitte der T-Nut verschoben;
das Zwischenelement wird durch das Positioniermittel derart beabstandet von dem Nutgrund positioniert, dass das Zwischenelement die Halteschenkel der Einsetzelemente untergreift und die beiden Einsetzelemente an einer Bewegung zur Mitte der T-Nut hindert.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schlussbaugruppe unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist

Figur 1: eine schematische Querschnittsansicht einer Schlussbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 2: eine perspektivische Explosionsansicht der in Figur 1 dargestellten Schlussbaugruppe;
Figur 3: eine schematische Querschnittsansicht der in Figur 2 dargestellten Schlussbaugruppe beim Einsetzen des Zwischenelements;
Figur 4: eine schematische Querschnittsansicht der in Figur 2 dargestellten Schlussbaugruppe nach dem Einsetzen des Zwischenelements;
Figur 5: eine schematische Querschnittsansicht der in Figur 2 dargestellten Schlussbaugruppe während des Einsetzens des ersten Einsetzelements;
Figur 6: eine schematische Querschnittsansicht der in Figur 2 dargestellten Schlussbaugruppe während des Einsetzens des zweiten Einsetzelements;
Figur 7: eine schematische Querschnittsansicht der in Figur 2 dargestellten Schlussbaugruppe vor dem Einsetzen des Positioniermittels;
Figur 8: eine Querschnittsansicht der in Figur 2 dargestellten Schlussbaugruppe mit eingesetztem Positioniermittel; und
Figur 9: eine schematische Querschnittsansicht der in Figur 2 dargestellten Schlussbaugruppe mit positioniertem Zwischenelement.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schlussbaugruppe 1. Sie wird in eine umlaufende T-Nut 2 eines Schaufelträgers einer Strömungsmaschine eingesetzt, um den letzten verbleibenden Zwischenraum zwischen zwei Schaufeln eines zu bildenden Schaufelkranzes auszufüllen und den Schaufelkranz dadurch zu schließen. Bei dem Schaufelträger kann es sich beispielsweise um eine Radscheibe einer Gas- oder Dampfturbine handeln.
Die Schlussbaugruppe 1 umfasst zwei Einsetzelemente 3, 4, die jeweils eine C-förmige Grundform besitzen und einen Auflageschenkel 5, 6, einen Halteschenkel 7, 8 sowie einen den Auflageschenkel 5, 6 und den Halteschenkel 7, 8 verbindenden Verbindungsschenkel 9, 10 umfassen. Die Einsetzelemente 3, 4 sind ausgebildet, um jeweils einen Steg 11, 12 der T-Nut 2 zu umgreifen. Dabei übergreifen die Auflageschenkel 5, 6 jeweils die Stege 11, 12 der T-Nut 2, während die Halteschenkel 7, 8 die Stege 11, 12 der T-Nut 2 untergreifen.
An jedem Einsetzelement 3, 4 ist ferner ein Vorsprung 13, 14 vorgesehen, der in der Höhe des Auflageschenkels 5, 6 angeordnet ist und in entgegengesetzter Richtung zu dem jeweiligen Auflageschenkel 5, 6, also zur Mitte der T-Nut hin von dem Verbindungsschenkel 9, 10 vorsteht. Dabei fluchtet die Oberseite des Vorsprungs 13, 14 mit der Oberseite des Auflageschenkels 5, 6. Dadurch ergibt sich insgesamt eine glatte, strömungsgünstige Oberseite der Einsetzelemente 3, 4. Weiterhin umfasst die Schlussbaugruppe 1 ein Zwischenelement 15, das in der T-Nut 2 zwischen den Einsetzelementen 3, 4 positioniert ist. Das Zwischenelement 15 ist ausgebildet, um die beiden Einsetzelemente 3, 4 daran zu hindern, sich in die Mitte der T-Nut 2 zu bewegen. Das Zwischenelement 15 besitzt eine im Wesentlichen T-förmige Grundform mit einem Längssteg 16, an dessen unterem Ende ein Quersteg 17 angeordnet ist, der sich in der Querrichtung der T-Nut 2 erstreckt.
Der Quersteg 17 ist ausgebildet, um die Halteschenkel 7, 8 der Einsetzelemente 5, 6 zu untergreifen. Konkret ist die Breite des Querstegs 17 des Zwischenelements 15 größer als der lichte Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Stegen 11, 12 der T-Nut 2. Infolgedessen kann das Zwischenelement 15 die T-Nut 2 nicht verlassen, ohne um eine in der Umfangrichtung der T-Nut 2 verlaufende Achse verschwenkt zu werden. Die Länge des Zwischenelements 15 in der Umfangrichtung der T-Nut 2 entspricht dem lichten Abstand zwischen zwei benachbarten Schaufeln, die in die T-Nut 2 eingesetzt sind. Infolgedessen lässt sich das Zwischenelement 15 im eingebauten Zustand nicht um eine in Umfangrichtung verlaufende Achse drehen.
Der Längssteg 16 ragt mittig von dem Quersteg 17 ab und weist eine derartige Länge auf, dass sein freies Ende im montierten Zustand mit den Vorsprüngen 13, 14 der Einsetzelemente 3, 4 bündig abschließt. Dies schafft eine glatte, strömungsgünstige Oberseite der montierten Schlussbaugruppe 1.
Die Breite des Längsstegs 16 des Zwischenelements 15 nimmt von dem Quersteg 17 aus in Richtung seines freien Endes konisch ab und weist dort eine derartige Breite auf, dass er in Anlage oder mit Spiel zwischen den Vorsprüngen 13, 14 der in die T-Nut 2 eingesetzten Einsetzelemente 5, 6 positionierbar ist. In dieser Position hindert er die oberen Bereiche der Einsetzelemente 5, 6 in an einer Bewegung zur Mitte der T-Nut 2.
Zwischen dem Längssteg 16 und dem Quersteg 17 des Zwischenelements 15 sind beidseitig des Längsstegs 16 Stufen 18, 19 ausgebildet, die jeweils den Einsetzelementen 3, 4 zugeordnet sind. Sie hindern die unteren Bereiche der Einsetzelemente 3, 4 daran, sich in die Mitte der T-Nut 2 zu bewegen. Dazu ist die gesamte Breite der Stufen 18, 19 derart gewählt, dass die Stufen 18, 19 in Anlage oder mit Spiel zwischen den Verbindungsschenkeln 9, 10 der eingesetzten Einsetzelemente 5, 6 positioniert sind.
Die summierte Länge eines Vorsprungs 13, 14 und des Zwischenelements 15 ist dabei geringer als die Tiefe der T-Nut 2, so dass das freie Ende des Längsstegs 16 von den Vorsprüngen 13, 14 der eingesetzten Einsetzelemente 5, 6 jeweils übergriffen werden kann, wenn das Zwischenelement 15 in der T-Nut 2 derart in deren Querrichtung verschoben wird, dass der Längssteg 16 mit den Verbindungsschenkeln 9, 10 der Einsetzelemente 5, 6 in Anlage kommt.
Im montierten Zustand der Schlussbaugruppe 1 verbleiben Freiräume zwischen den Verbindungsschenkeln 9, 10 der Einsetzelemente 3, 4 und dem Längssteg 16 des Zwischenelements 15, deren Größe im Wesentlichen durch die Vorsprünge 13, 14 und die Stufen 18, 19 bestimmt ist. Die beidseitig des Längsstegs 16 zwischen den Vorsprüngen 13, 14 und den Stufen 18, 19 entstehenden Freiräume werden beim Einsetzen genutzt, um für das Einsetzen des nachfolgenden Einsetzelements 3, 4 zwischen dem Längssteg 16 und dem Steg 11, 12 genügend Platz zu schaffen, indem das Zwischenelement 15 vorübergehend unter das zuerst eingesetzte Einsetzelement 3, 4 verschoben wird.
In dem Längssteg 16 des Zwischenelements 15 ist eine Gewindebohrung 20 vorgesehen, die das Zwischenelement 15 in seiner Längsrichtung durchsetzt. In diese Gewindebohrung 20 ist ein Gewindebolzen 21 ist eingeschraubt. Der Gewindebolzen 21 besitzt eine Länge, die der Tiefe der T-Nut 2 entspricht.
Auf diese Weise ragt der Gewindebolzen 21 nicht aus der T-Nut 2 heraus, wenn er sich auf dem Nutgrund 22 der T-Nut 2 abstützt und schließt darüber hinaus im montierten Zustand der Schlussbaugruppe bündig mit dem Längssteg 16 des Zwischenelements 15 ab.
Die Figuren 3 bis 9 zeigen die Schlussbaugruppe 1 in einzelnen Stadien des Einsetzverfahrens.
Zunächst wird das Zwischenelement 15 in den zwischen zwei Schaufeln verbliebenen Zwischenraum eingesetzt. Dazu ist ein Verschwenken des Zwischenelements 15 um eine in Umfangrichtung der T-Nut 2 angeordnete Achse erforderlich, da die Breite des Querstegs 17 größer ist als der lichte Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Stegen 11, 12 der T-Nut 2 (Figur 3).
Wenn der Quersteg 17 des Zwischenelements 15 die Engstelle zwischen den beiden Stegen 11, 12 passiert hat, wird das Zwischenelement 15 derart verschwenkt, dass sein Quersteg 17 mit dem Nutgrund 22 in Anlage kommt (Figur 4).
Nun wird das Zwischenelement 15 in der T-Nut in Querrichtung verschoben, um zwischen einem Steg 11, 12 und dem Längssteg 16 des Zwischenelements 15 genügend Platz zum Einsetzen eines Einsetzelements 3, 4 zu schaffen (Figur 5).
Danach wird das erste Einsetzelement 3, 4 derart in der T-Nut 2 positioniert, dass es den ersten Steg 11, 12 umgreift. Das Zwischenelement 15 wird in der T-Nut 2 in Querrichtung verschoben, bis sein Längssteg 15 mit dem Verbindungsschenkel 9, 10 des positionierten Einsetzelements 3, 4 in Anlage kommt. Dies ist möglich, weil die summiere Länge des Vorsprungs 13, 14 und des Zwischenelements 15 derart gewählt sind, dass das freie Ende des Längsstegs 15 unter den Vorsprung 13, 14 passt und auch die Stufe 18, 19 unter dem Halteschenkel 7, 8 des Einsetzelements 3, 4 Platz findet. In dieser Position des Zwischenelements 15 entsteht genügend Platz, um das weitere Einsetzelement 3, 4 in die T-Nut 2 einzusetzen (Figur 6).
Wenn das weitere Einsetzelement 3, 4 positioniert ist, um den weiteren Steg 11, 12 zu umgreifen, wird das Zwischenelement 15 in die Mitte der T-Nut 2 verschoben (Figur 7).
Nun wird der Gewindebolzen 21 in die Gewindebohrung 20 des Zwischenelements 15 eingeschraubt, bis sich der Gewindebolzen 21 auf dem Nutgrund 22 abstützt (Figur 8).
Ein weiteres Einschrauben des Gewindebolzens 21 führt dazu, dass sich das Zwischenelement 15 von dem Nutgrund 22 unter Bildung eines Abstands abhebt. Der Gewindebolzen 21 wird schließlich so weit eingeschraubt, dass der Längssteg 16 bündig mit den Einsetzelementen 3, 4 abschließt, wodurch die Stufen 18, 19 zwischen den unteren Bereichen der Verbindungsschenkel 9, 10 der Einsetzelemente 3, 4 angeordnet werden und das freie Ende des Längsstegs 16 zwischen den Vorsprüngen 13, 14 positioniert wird (Figur 9).
In diesem montierten Zustand der Schlussbaugruppe sind nun die beiden Einsetzelemente 3, 4 in ihrem oberen und ihrem unteren Bereich daran gehindert, sich in die Mitte der T-Nut 2 zu bewegen. Gleichzeitig ist das Zwischenelement 15 durch die Vorsprünge 13, 14 sowie die Stufen 18, 19 an einer Bewegung in Querrichtung der T-Nut 2 gehindert. Dazu ist es nicht erforderlich, das Zwischenelement 15 unter Belastung des Gewindebolzens 21 sowie der Gewindebohrung 20 mit großer Kraft unter die Halteschenkel 7, 8 der Einsetzelemente 3, 4 zu pressen. Dies verringert das Risiko, dass das Positioniermittel 21 überlastet und aufgrund von Materialermüdung Schaden nimmt.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Schlussbaugruppe (1) zum Schließen eines Schaufelkranzes, der in eine umlaufende T-Nut (2) eines Schaufelträgers einer Strömungsmaschine eingesetzt ist, mit zwei Einsetzelementen (3; 4), die jeweils eine C-förmige Grundform mit einem Auflageschenkel (5; 6), einem Halteschenkel (7; 8) und einem den Auflageschenkel (5; 6) und den Halteschenkel (7; 8) verbindenden Verbindungsschenkel (9; 10) aufweisen und ausgebildet sind, um jeweils einen Steg (11; 12) der T-Nut (2) zu umgreifen,
wobei der Auflageschenkel (5; 6) den Steg (11; 12) übergreift und der Halteschenkel (7; 8) den Steg (11; 12) untergreift, und einem Zwischenelement (15), das zwischen den Einsetzelementen (3; 4) positionierbar und ausgebildet ist, um diese an einer Bewegung zur Mitte der T-Nut (2) zu hindern,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Zwischenelement (15) ausgebildet ist, um im montierten Zustand die Halteschenkel (7; 8) der Einsetzelemente (3; 4) zu untergreifen, und dem Zwischenelement (15) Positioniermittel (21) zugeordnet sind, die ausgebildet sind, um sich zwischen dem Nutgrund (22) der T-Nut (2) und dem Zwischenelement (15) abzustützen und das Zwischenelement (15) in einem gewünschten Abstand von dem Nutgrund (22) zu positionieren.
Schlussbaugruppe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
an den Einsetzelementen (3; 4) jeweils ein Vorsprung (13; 14) vorgesehen ist, der von dem Verbindungsschenkel (9; 10) in einer entgegengesetzten Richtung zu dem Auflageschenkel (5; 6) des Einsetzelements (3; 4) vorsteht und insbesondere im oberen Bereich der Verbindungsschenkels (9; 10), bevorzugt in der Höhe des Auflageschenkels (5; 6) angeordnet ist.
Schlussbaugruppe nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Oberseite des Vorsprungs (13; 14) mit einer Oberseite des Auflageschenkels (5; 6) fluchtet.
Schlussbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Zwischenelement (15) eine im Wesentlichen T-förmige Grundform mit einem sich in einer Längsrichtung erstreckenden Längssteg (16) und einem sich quer zu dem Längssteg (16) erstreckenden Quersteg (17), der ausgebildet ist, die Halteschenkel (7; 8) der Einsetzelemente (3; 4) zu untergreifen, aufweist, wobei der Längssteg (16) insbesondere mittig von dem Quersteg (17) abragt.
Schlussbaugruppe nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Längssteg (16) an seinem freien Ende in der Querrichtung der T-Nut (2) eine Breite derart aufweist, dass er in Anlage oder mit Spiel zwischen den Vorsprüngen (13; 14) der in die T-Nut (2) eingesetzten Einsetzelemente (3; 4) positionierbar ist, um die Einsetzelemente (3; 4) in deren oberen Bereichen an einer Bewegung zur Mitte der T-Nut (2) zu hindern.
Schlussbaugruppe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Breite des Längsstegs (16) des Zwischenelements (15) in Richtung seines freien Endes konisch abnimmt.
Schlussbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Längssteg (16) des Zwischenelements (15) eine derartige Höhe aufweist, dass sein freies Ende mit den Vorsprüngen (13; 14) der beiden Einsetzelemente (3; 4) im montierten Zustand bündig abschließt.
Schlussbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Summe der Höhen eines Vorsprungs (3; 4) und des Zwischenelements (15) geringer ist als die Tiefe der T-Nut (2), so dass das freie Ende des Längsstegs (16) von einem Vorsprung (13; 14) eines eingesetzten Einsetzelements (3; 4) übergriffen wird, wenn das Zwischenelement (15) in der T-Nut (2) in der Querrichtung derart verschoben wird, dass der Längssteg (16) mit dem Verbindungsschenkel (9; 10) des Einsetzelements (3; 4) in Anlage kommt.
Schlussbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Breite des Querstegs (16) des Zwischenelements (15) in der Querrichtung größer ist als der lichte Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Stegen (11; 12) der T-Nut (2), in welcher die Schlussbaugruppe (1) einzubauen ist.
Schlussbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Länge des Zwischenelements (15) in der Längsrichtung der T-Nut (2) der Länge der Einsetzelemente (3; 4) entspricht.
Schlussbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Übergangsbereich zwischen dem Längssteg (16) und dem Quersteg (17) des Zwischenelements (15) beidseitig des Längsstegs (16) Stufen (18; 19) ausgebildet und jeweils den Einsetzelementen (3; 4) zugeordnet sind, um die Einsetzelemente (3; 4) in deren unteren Bereichen an einer Bewegung zur Mitte der T-Nut (2) zu hindern,
wobei die Stufen (18; 19) derart ausgebildet sind, dass sie zwischen den Verbindungsschenkeln (9; 10) der in die T-Nut (2) eingesetzten Einsetzelemente (3; 4) in Anlage oder mit Spiel positionierbar sind.
Schlussbaugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen den Vorsprüngen (13; 14) der Einsetzelemente (3; 4) und den Stufen (9) des Zwischenelements (15) Freiräume verbleiben.
Schlussbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Positioniermittel ein Gewindebolzen (21) vorgesehen ist, der in eine Gewindebohrung (20), die das Zwischenelement (15) in seiner Längsrichtung durchsetzt, derart einschraubbar ist, dass er in Richtung des Nutgrundes (22) vorsteht und mit diesem in Anlage bringbar ist, um den radialen Abstand des Zwischenelements (15) von dem Nutgrund (22) einzustellen.
Schlussbaugruppe nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Gewindebolzen (21) eine Länge aufweist, die der Tiefe (T) der T-Nut entspricht.
Schaufelträger mit einer umlaufenden T-Nut (2),
in der eine Mehrzahl von Schaufeln und Zwischenstücken alternierend angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Zwischenraum zwischen zwei Schaufeln eine Schlussbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 eingesetzt ist.
Strömungsmaschine mit wenigstens einem Schaufelträger nach Anspruch 15.
Verfahren zum Einsetzen einer Schlussbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in eine umlaufende T-Nut (2) eines Schaufelträgers, umfassend die Schritte:
- das Zwischenelement (15) wird derart in die T-Nut (2) eingesetzt, dass es an einem Nutgrund (22) der T-Nut (2) anliegt;

- das Zwischenelement (15) wird in der T-Nut (2) in deren Querrichtung verschoben, so dass es mit einem Steg (13; 14) der T-Nut (2) in Anlage kommt;

- ein Einsetzelement (3; 4) wird in die T-Nut (2) derart eingesetzt, dass es einen Steg (11; 12) der T-Nut (2) umgreift;

- das Zwischenelement (15) wird in der T-Nut (2) in deren Querrichtung verschoben, so dass das Zwischenelement (15) mit dem Verbindungsschenkel (9; 10) des in die T-Nut (2) eingesetzten Einsetzelements (3; 4) in Anlage kommt;

- das weitere Einsetzelement (3; 4) wird in die T-Nut (2) derart eingesetzt, dass es den anderen Steg (11; 12) der T-Nut (2) umgreift;

- das Zwischenelement (15) wird in die Mitte der T-Nut (2) verschoben;

- das Zwischenelement (15) wird durch das Positioniermittel (21) derart beabstandet von dem Nutgrund (22) positioniert, dass das Zwischenelement (15) die Halteschenkel (7; 8) der Einsetzelemente (3; 4) untergreift und die beiden Einsetzelemente (3; 4) an einer Bewegung zur Mitte der T-Nut (2) hindert.