EP3399151B1 - Verschleissschutzblech für eine laufschaufel einer gasturbine - Google Patents

Verschleissschutzblech für eine laufschaufel einer gasturbine Download PDF

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EP3399151B1
EP3399151B1 EP18162095.6A EP18162095A EP3399151B1 EP 3399151 B1 EP3399151 B1 EP 3399151B1 EP 18162095 A EP18162095 A EP 18162095A EP 3399151 B1 EP3399151 B1 EP 3399151B1
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EP
European Patent Office
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blade root
rotor
axial
securing
rotor blade
Prior art date
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EP18162095.6A
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EP3399151A1 (de
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Martin Pernleitner
Rudolf Stanka
Manfred Dopfer
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MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines AG
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Publication date
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    • F01D5/3092—Protective layers between blade root and rotor disc surfaces, e.g. anti-friction layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position

Definitions

  • the present invention relates to a wear protection plate for a blade root of a blade of a gas turbine, in particular an aircraft gas turbine, with a base and two side walls connected to the base, the side walls lying opposite one another and being shaped such that they are essentially complementary to an outer contour of a blade root in question are formed, and wherein the wear protection plate is set up to be received in an installed state between the relevant blade root and a blade root receptacle of a rotor, in particular between the relevant blade root and an axial securing element arranged in the blade root receptacle.
  • the wear protection plate serves in particular to avoid wear on the blade root and on the blade root receptacle, so that after a certain running time of the gas turbine, as a rule only the wear protection plates have to be replaced.
  • the object of the invention is to provide a wear protection plate in which the installation is improved so that damage to the wear protection plate can be prevented.
  • the side walls of the wear protection plate protrude at least at one of their axial ends with a respective side end section over an axial end region of the base, and that a guide section adjoins the axial end region of the base, starting from the base in the direction of the base axial side end portion of the side walls is bent.
  • the guide section facilitates insertion into the blade root receptacle.
  • the wear protection plate can also axially protrude beyond the rotor disk and / or in a groove, in particular Axial groove, the blade root picked up the rotor disc can be prevented.
  • the wear protection plate can be arranged completely within the disc groove and, at the same time, the blade root can be axially flush with the rotor disc on one or both sides without the wear protection plate even protruding in sections over the blade root and / or over the rotor disc.
  • the guide section is bent in such a way that it has essentially the same curvature as a blade root region that comes into contact or is in contact with the guide section.
  • the guide section can have a projected length which corresponds approximately to 0.75 to 1.0 times a radius with which the guide section is bent. As a result, the guide section does not project in the axial direction beyond the axial ends of the side end sections.
  • the guide section can be arranged on an axial insertion of the blade root in such a way that the wear protection plate and the associated blade root can be displaced together in the axial insertion direction relative to the relevant blade root receptacle of the rotor. Due to the above-mentioned interlocking connection or interlocking contact with one another, the wear protection plate is carried along by the rotor blade root when the rotor blade is inserted.
  • the guide section acts as a kind of tab, which rests on the blade root, so that the entire wear protection plate can be moved when the blade root is inserted in the axial direction.
  • the guide section is in particular set up to act when the rotor blade is installed in the rotor. When removing a rotor blade from the rotor, the guide section has no effect and the blade root can be moved separately from the wear protection plate in the axial direction of removal.
  • a rotor for a gas turbine in particular an aircraft gas turbine, with a rotor base body, in particular a rotor blade disk, in which at least one rotor blade root receptacle is formed, in which a rotor blade root of an associated rotor blade is arranged and secured by means of an axial securing element, and with a wear protection plate with a base and two side walls connected to the base, the side walls lying opposite one another in the circumferential direction and being shaped such that they are essentially complementary to an outer contour of the blade root, and wherein the wear protection plate is set up in one installed state between the relevant blade root and the axial securing element, it being proposed that the side walls of the wear protection plate have at least one of their axial ends with a respective Se protrude itenendabterrorism over an axial end portion of the base and adjoins the axial end portion of the base, a guide portion which is bent starting from the base in the direction of the axial side
  • the axial securing element can have a first securing section and a second securing section which are connected to one another by a securing base, the first securing section being designed such that it forms a first stop for the moving blade root in the axial direction, the first securing section and the securing base by a curved section are connected to one another, and the guide section being arranged in the region of the curvature section between the rotor blade root and the axial securing element.
  • first securing section and the securing base are oriented essentially orthogonally to one another, so that the curvature section has an arc length that essentially corresponds to ⁇ / 2 rad, the arc length of the guide section of the wear protection plate being smaller than ⁇ / 2 rad and greater is equal to or equal to ⁇ / 4 rad.
  • the choice of the arc length of the guide section in the specified area can ensure that there is sufficient positive engagement between the guide section and the blade root. This also prevents the guide section from lying in the region of the first securing section between the moving blade root and the first securing section. This ensures direct contact of the blade root with the first securing section.
  • the second securing section of the axial securing element can be designed such that it forms a second stop for the axial securing element on the rotor base body.
  • the axial securing element can be inserted into the blade root receptacle in the axial direction of installation up to the second stop.
  • the first securing section can extend radially outward and the second securing section can extend radially inward.
  • the invention also relates to a gas turbine, in particular an aircraft gas turbine with at least one rotor described above.
  • the rotor can be assigned to the compressor or the turbine, in particular a high-speed turbine or low-pressure turbine.
  • Fan rotating means that the turbine is coupled to the fan via a gearbox and rotates faster than the fan during operation.
  • Low pressure means that there is at least one further turbine downstream of the combustion chamber, which turbine is arranged upstream of the low pressure turbine.
  • Fig. 1 shows in a schematic and greatly simplified sectional view in the sectional plane spanned by the radial direction RR and circumferential direction UR a blade root 10 of a blade not otherwise shown.
  • the blade root 10 is received in a blade root receptacle 12 of a rotor 14.
  • the rotor 14 can be designed as a rotor disk and a plurality of rotor blade root receptacles 12 can be formed along its outer circumference, so that an entire rotor blade ring can be provided for the gas turbine.
  • the blade root 10 has an outer contour 16 which is arranged in an inner contour 18 of the blade root receptacle.
  • the outer contour 16 and the inner contour 18 are essentially complementary to one another.
  • the blade root 10 is in the blade root receptacle 12 in the axial direction AR (substantially orthogonal to the cutting plane of the Fig. 1 ) introduced or removed from this.
  • the axial direction AR corresponds to the direction of the rotor axis of rotation. It is pointed out that the shapes of the outer contour 16 and the inner contour 18 shown are purely qualitative. In particular, the distances or gaps shown between these two contours 16, 18 can also be embodied differently, for example smaller than shown.
  • a wear protection plate 20 can be arranged between the blade root 10 and the blade holder 12.
  • Such a wear protection plate 20 is indicated purely qualitatively by a dashed line. It should be noted that the dashed line is not to be understood to mean that the wear protection plate 20 is an intermittent component. Rather, the wear protection plate refers to the sectional view of FIG Fig. 1 usually an uninterrupted volume of material.
  • the wear protection plate 20 has a shape that is essentially complementary to the blade root 10, in particular complementary to a radially inner region of the blade root 10. From the schematic sectional view of FIG Fig. 1 it can also be seen that the wear protection plate 20 is generally not formed along an entire radial height of the blade root 10.
  • Fig. 2 shows a simplified and schematic perspective view of an embodiment of a wear protection plate 20.
  • the wear protection plate comprises a base 22 and two side walls 24a, 24b.
  • the base 22 and the side walls 24a, 24b can be formed in one piece with one another.
  • the wear protection plate 20 can in particular be formed from a single machined, for example stamped and bent, piece of metal.
  • the side walls 24a, 24b are designed or have an outer shape which is adapted to an outer contour of a blade root (not shown here).
  • the Fig. 1 referenced, in which the side walls 24a, 24b and the base 22 are also designated for the sake of completeness, even if the Fig. 1 not exactly the embodiment of the Fig. 2 shows.
  • the base 22 extends essentially in the axial direction AR and in the circumferential direction UR.
  • the base 22 is formed as a surface in the plane that is spanned by the axial direction AR and the circumferential direction UR (or a tangential direction to the circumferential direction).
  • the base 22 does not necessarily have to be a flat surface, it can also have a curvature in part or in total, for example it can have a shape that is convex radially inward.
  • a guide section 28 is arranged at an axial end or end section 26 of the base 22.
  • the guide section 28 can also be formed in one piece with the base 22.
  • the guide section 28 has a curved or curved shape.
  • the Curvature is concave on the side facing the blade root.
  • the guide section 28 is bent in the direction of the side walls 24a, 24b, in particular in the direction of their side end sections 30a, 30b. Relative to an installation position on a rotor, the guide section 28 is bent radially outward.
  • the side end portions 30a, 30b project in the axial direction AR over the end portion 26 of the base 22.
  • Fig. 3 shows a side plan view of the side wall 24b.
  • the guide section 28 can also be seen in this figure. Since the side end sections 30a, 30b project axially beyond the base 22, it is possible to deform, in particular bend, the guide section 28, which also forms a kind of free end of the base 20. From the Fig. 3 it can also be seen that the guide section 28 is provided in the embodiment only at one axial end of the wear protection plate 20. This axial end can also be referred to as the introducer 32. The opposite axial end can be referred to as the executor 34 of the wear protection plate 20.
  • FIG. 4 An enlarged representation of the guide section 28 can be seen approximately corresponding to that in FIG Fig. 3 area labeled IV.
  • the blade root 10 is indicated by hatching for illustration.
  • the guide section 28 is bent such that its inner radius IR essentially corresponds to an outer radius of the blade root 10 in this area.
  • the blade root 10 bears directly and in the manner of a form fit on the guide section 28 of the wear protection plate 20.
  • the length of the guide section 28 lies in a region which is greater than or equal to 75% of the inner radius IR but is smaller than the inner radius IR or equal to the inner radius IR.
  • Fig. 5 shows a sectional view of the blade root 10, which is arranged or installed in the blade root receptacle 12 of the rotor 14.
  • the wear protection plate 20 is arranged between the blade root receptacle 12 and the blade root 10.
  • an axial securing element 40 is also shown in this example.
  • the axial securing element 40 is arranged between the wear protection plate 20 and the blade root receptacle 12.
  • the axial locking element 40 can also be referred to as an axial locking plate. It comprises a first securing section 42, which is set up to serve as the first axial stop or axial contact surface for the blade root 10.
  • the first securing section 42 is bent radially outward.
  • the axial securing element 40 further comprises a second securing section 44, which serves in particular to form a second axial stop on the rotor 14.
  • the second securing section 44 is bent radially outward. It should be noted that the second securing section 44 in FIG Fig. 5 is illustrated for the sake of clarity, without it being possible to conclude from this that the second securing section 44 must have exactly the shape shown. Rather, other configurations of the second securing section 44 are also conceivable.
  • the axial securing element 40 further comprises a securing base 46, which extends between the first securing section 42 and the second securing section 44, essentially along the axial direction AR.
  • the first securing section 42 is oriented essentially orthogonally to the securing base 46, in particular it extends essentially in the radial direction RR.
  • a transition between the first securing section 42 and the securing base 46 is formed by a curved section 48.
  • the curvature section 48 has an arc length which essentially corresponds to ⁇ / 2 rad.
  • the guide portion 28 of the wear protection plate is arranged or received.
  • the arc length of the guide section 28 of the wear protection plate 20 is less than ⁇ / 2 rad and greater than or equal to ⁇ / 4 rad.
  • the guide section 28 is dimensioned or bent or curved so that its free end 52 does not over the axial End 32 of the blade root 10 protrudes. This ensures that the guide section 28 of the wear protection plate 20 is not arranged or clamped in the area running essentially in the radial direction RR between the first securing section 42 and the rotor blade root 10. It can also be seen that the guide section 28 is dimensioned or bent or curved in such a way that a sufficient positive fit is ensured with the blade root 10, so that when the blade root 10 is inserted into the blade root receptacle 12 in the axial direction, the wear protection plate 20, if appropriate with the blade root 10 to his in the Fig. 5 illustrated end position is moved, in particular is moved relative to the axial securing element 40.
  • the insertion direction runs from right to left.
  • the guide section 28 thus serves in particular to ensure that the wear protection plate 20 can automatically be brought into a desired or correct position relative to the blade root receptacle 12 or to the axial securing element 40 when the blade root 10 is inserted. Accordingly, it can be prevented that the position of the wear protection plate 20 has to be corrected after the blade root 10 has been inserted, as a result of which the risk of damage to the wear protection plate 20 can be minimized and possibly even excluded.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verschleißschutzblech für einen Laufschaufelfuß einer Laufschaufel einer Gasturbine, insbesondere Fluggasturbine, mit einer Basis und zwei mit der Basis verbundenen Seitenwandungen, wobei die Seitenwandungen sich gegenüber liegen und so geformt sind, dass sie im Wesentlichen zu einer Außenkontur eines betreffenden Laufschaufelfußes komplementär ausgebildet sind, und wobei das Verschleißschutzblech dazu eingerichtet ist, in einem eingebauten Zustand zwischen dem betreffenden Laufschaufelfuß und einer Laufschaufelfußaufnahme eines Rotors, insbesondere zwischen dem betreffenden Laufschaufelfuß und einem in der Laufschaufelfußaufnahme angeordneten Axialsicherungselement aufgenommen zu sein.
  • Richtungsangaben wie "Axial-" bzw. "axial", "Radial-" bzw. "radial" und "Umfangs-" sind grundsätzlich auf die Maschinenachse der Gasturbine bezogen zu verstehen, sofern sich aus dem Kontext nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.
  • Das Vorsehen eines Verschleißschutzblechs zwischen einem Laufschaufelfuß und einer Laufschaufelfußaufnahme eines Rotors ist an sich bekannt. Das Verschleißschutzblech dient insbesondere dazu, den Verschleiß am Laufschaufelfuß und an der Laufschaufelfußaufnahme zu vermeiden, so dass nach einer bestimmten Laufzeit der Gasturbine in der Regel nur die Verschleißschutzbleche ausgetauscht werden müssen.
  • Es hat sich allerdings gezeigt, dass Verschleißschutzbleche beim Einbau oft verrutschen, so dass ein unerwünschter Überstand zwischen dem Rotor (Rotorscheibe) und einer betreffenden Laufschaufel entstehen kann. Entsprechend ist es erforderlich, dass verrutschte Verschleißschutzbleche nachgerichtet werden, wobei es aber regelmäßig zu Beschädigungen an den Verschleißschutzblechen kommen kann. Dies kann im ungünstigsten Fall dazu führen, dass ein gesamter Laufschaufelkranz ausgebaut und alle Verschleißschutzbleche erneuert werden müssen.
  • Aus der WO2016059338A1 ist eine Verschleißschutzfolie für eine Verdichterschaufel bekannt, die in Umfangsrichtung auf einen Schaufelfuß aufgesetzt wird und die im aufgesetzten Zustand sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung über den Schaufelfuß vorsteht. Des Weiteren wird auch noch auf die Druckschriften EP2042689A1 , US4207029A1 , FR2951494A1 und DE889160C1 hingewiesen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verschleißschutzblech bereitzustellen, bei dem der Einbau verbessert ist, so dass Beschädigungen am Verschleißschutzblech verhindert werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass beim Verschleißschutzblech die Seitenwandungen an wenigsten einem ihrer axialen Enden mit einem jeweiligen Seitenendabschnitt über einen axialen Endbereich der Basis vorstehen und dass sich an den axialen Endbereich der Basis ein Führungsabschnitt anschließt, der ausgehend von der Basis in Richtung der axialen Seitenendabschnitt der Seitenwandungen gebogen ist.
  • Der Führungsabschnitt erleichtert aufgrund seiner gebogenen Form das Einführen in die Laufschaufelfußaufnahme.
  • Ein Verrutschen kann dadurch verhindert werden.
  • Dadurch, dass die Seitenwandungen an wenigsten einem ihrer axialen Enden, vorzugsweise demjenigen mit dem gebogen Führungsabschnitt, mit einem jeweiligen Seitenendabschnitt über einen axialen Endbereich der Basis vorstehen, kann zudem ein axiales Überstehen des Verschleißschutzbleches über die Rotorscheibe und/oder den in einer Nut, insbesondere Axialnut, der Rotorscheibe aufgenommenen Laufschaufelfuß verhindert werden. Mit anderen Worten, kann das Verschleißschutzblech vollständig innerhalb der Scheibennut angeordnet sein und dabei gleichzeitig der Laufschaufelfuß ein- oder beidseitig axial bündig mit der Rotorscheibe abschließen, ohne dass das Verschleißschutzblech auch nur abschnittweise über den Laufschaufelfuß und/oder über die Rotorscheibe übersteht.
  • Weiterbildend wird vorgeschlagen, dass der Führungsabschnitt derart gebogen ist, dass er im Wesentlichen die gleiche Krümmung aufweist wie ein mit dem Führungsabschnitt in Kontakt kommender oder in Kontakt stehender Laufschaufelfußbereich.
  • Hierdurch wird zwischen dem Führungsabschnitt und dem Laufschaufelfuß ein Bereich einer formschlüssigen Anlage bzw. einer Formschlussverbindung hergestellt.
  • Der Führungsabschnitt kann bezogen auf eine Projektion auf die Axialrichtung eine projizierte Länge aufweisen, die etwa dem 0,75 bis 1,0-Fachen eines Radius entspricht, mit dem der Führungsabschnitt gebogen ist. Hierdurch steht der Führungsabschnitt in Axialrichtung nicht über die axialen Enden der Seitenendabschnitte vor.
  • Ferner kann der Führungsabschnitt an einem axialen Einführende des Laufschaufelfußes angeordnet sein, derart, dass das Verschleißschutzblech und der zugeordnete Laufschaufelfuß in axialer Einführrichtung gemeinsam verschiebbar sind relativ zu der betreffenden Laufschaufelfußaufnahme des Rotors. Durch die oben bereits erwähnte Formschlussverbindung bzw. formschlüssige Anlage aneinander wird das Verschleißschutzblech beim Einführen der Laufschaufel vom Laufschaufelfuß mitgenommen. Dabei wirkt der Führungsabschnitt als eine Art Lasche, die am Laufschaufelfuß anliegt, so dass das gesamte Verschleißschutzblech mitbewegt werden kann, wenn der Laufschaufelfuß in Axialrichtung eingeführt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass der Führungsabschnitt insbesondere dazu eingerichtet ist, beim Einbau der Laufschaufel in den Rotor zu wirken. Beim Ausbau einer Laufschaufel aus dem Rotor hat der Führungsabschnitt keine Wirkung und der Laufschaufelfuß kann gesondert vom Verschleißschutzblech in axialer Ausbaurichtung bewegt werden.
  • Die oben genannte Aufgabe wir ferner gelöst durch einen Rotor für ein Gasturbine, insbesondere Fluggasturbine, mit einem Rotorgrundkörper, insbesondere einer Laufschaufelscheibe, in dem wenigstens eine Laufschaufelfußaufnahme ausgebildet ist, in die ein Laufschaufelfuß einer zugeordneten Laufschaufel angeordnet ist und mittels eines Axialsicherungselements gesichert ist, und mit einem Verschleißschutzblech mit einer Basis und zwei mit der Basis verbundenen Seitenwandungen, wobei die Seitenwandungen in Umfangsrichtung sich gegenüber liegen und so geformt sind, dass sie im Wesentlichen zu einer Außenkontur des Laufschaufelfußes komplementär ausgebildet sind, und wobei das Verschleißschutzblech dazu eingerichtet ist, in einem eingebauten Zustand zwischen dem betreffenden Laufschaufelfuß und dem Axialsicherungselement aufgenommen zu sein, wobei vorgeschlagen wird, dass die Seitenwandungen des Verschleißschutzblechs an wenigsten einem ihrer axialen Enden mit einem jeweiligen Seitenendabschnitt über einen axialen Endbereich der Basis vorstehen und dass sich an den axialen Endbereich der Basis ein Führungsabschnitt anschließt, der ausgehend von der Basis in Richtung der axialen Seitenendabschnitte der Seitenwandungen gebogen ist, insbesondere in Radialrichtung nach außen gebogen ist.
  • Das Axialsicherungselement kann einen ersten Sicherungsabschnitt und einen zweiten Sicherungsabschnitt aufweisen, die durch eine Sicherungsbasis miteinander verbunden sind, wobei der erste Sicherungsabschnitt derart ausgebildet ist, dass er einen ersten Anschlag für den Laufschaufelfuß in Axialrichtung bildet, wobei der erste Sicherungsabschnitt und die Sicherungsbasis durch einen Krümmungsabschnitt miteinander verbunden sind, und wobei der Führungsabschnitt im Bereich des Krümmungsabschnitts zwischen dem Laufschaufelfuß und dem Axialsicherungselement angeordnet ist.
  • Es wird weiterbildend vorgeschlagen, dass der erste Sicherungsabschnitt und die Sicherungsbasis im Wesentlichen orthogonal zueinander ausgerichtet sind, so dass der Krümmungsabschnitt eine Bogenlänge aufweist die im Wesentlichen π/2 rad entspricht, wobei die Bogenlänge des Führungsabschnitts des Verschleißschutzblechs kleiner als π/2 rad und größer als oder gleich π/4 rad ist. Durch die Wahl der Bogenlänge des Führungsabschnitts im angegeben Bereich kann sichergestellt werden, dass eine ausreichende formschlüssige Anlage zwischen Führungsabschnitt und Laufschaufelfußbereitgestellt ist. Ferner wird hierdurch verhindert, dass der Führungsabschnitt im Bereich des ersten Sicherungsabschnitts zwischen dem Laufschaufelfuß und dem ersten Sicherungsabschnitt liegt. Hierdurch wird einen direkte Anlage des Laufschaufelfußes am ersten Sicherungsabschnitt gewährleistet.
  • Der zweite Sicherungsabschnitt des Axialsicherungselements kann derart ausgebildet sein, dass er einen zweiten Anschlag für das Axialsicherungselement am Rotorgrundkörper bildet. Hierdurch ist das Axialsicherungselement in axialer Einbaurichtung bis zum zweiten Anschlag in die Laufschaufelfußaufnahme einführbar. Gemäß einer Ausführungsform kann sich der erste Sicherungsabschnitt nach radial außen erstrecken und der zweite Sicherungsabschnitt kann sich nach radial innen erstrecken.
  • Die Erfindung betrifft ferner auch eine Gasturbine, insbesondere Fluggasturbine mit wenigstens einem oben beschriebenen Rotor. Dabei kann der Rotor dem Verdichter oder der Turbine, insbesondere einer schnelldrehenden Turbine oder Niederdruckturbine, zugeordnet sein. "Schnelldrehend" bedeutet, dass die Turbine über ein Getriebe mit dem Fan gekoppelt ist und sich im Betrieb schneller als der Fan dreht. "Niederdruck" bedeutet dass es stromab der Brennkammer zumindest eine weitere Turbine gibt, die stromaufwärts der Niederdruckturbine angeordnet ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren beispielhaft und nicht einschränkend beschrieben.
    • Fig. 1 zeigt eine vereinfachte und schematische Schnittdarstellung eines Laufschaufelfußes in einer Laufschaufelaufnahme eines Rotors.
    • Fig. 2 zeigt in einer vereinfachten Perspektivdarstellung eine Ausführungsform eines Verschleißschutzblechs.
    • Fig. 3 zeigt das Verschleißschutzblech in einer seitlichen Draufsicht.
    • Fig. 4 zeigt einen Führungsabschnitt des Verschleißschutzblechs der Fig. 3 in vergrößerter Darstellung entsprechend dem in Fig. 3 eingekreisten Bereich IV.
    • Fig. 5 zeigt eine schematische und vereinfachte Schnittdarstellung durch die Laufschaufelaufnahme mit eingeführtem Verschleißschutzblech, Axialsicherungselement und Laufschaufelfuß.
  • Fig. 1 zeigt in einer schematischen und stark vereinfachten Schnittdarstellung in der von der Radialrichtung RR und Umfangsrichtung UR aufgespannten Schnittebene einen Laufschaufelfuß 10 einer sonst nicht weiter dargestellten Laufschaufel. Der Laufschaufelfuß 10 ist in einer Laufschaufelfußaufnahme 12 eines Rotors 14 aufgenommen. Der Rotor 14 kann als Rotorscheibe ausgebildet sein und entlang seines Außenumfangs können mehrere Laufschaufelfußaufnahmen 12 ausgebildet sein, so dass ein gesamter Laufschaufelkranz für die Gasturbine bereitgestellt werden kann.
  • Der Laufschaufelfuß 10 hat eine Außenkontur 16, die in einer Innenkontur 18 des Laufschaufelfußaufnahme angeordnet ist. Die Außenkontur 16 und die Innenkontur 18 sind im Wesentlichen komplementär zueinander ausgebildet. Der Laufschaufelfuß 10 wird in die Laufschaufelfußaufnahme 12 in Axialrichtung AR (im Wesentlichen orthogonal zur Schnittebene der Fig. 1) eingeführt oder aus dieser herausgenommen. Die Axialrichtung AR entspricht der Richtung der Rotordrehachse. Es wird darauf hingewiesen, dass die dargestellten Formen der Außenkontur 16 und der Innenkontur 18 reinqualitativ sind. Insbesondere können dargestellte Abstände bzw. Lücken zwischen diesen beiden Konturen 16, 18 auch anders ausgeführt sein beispielsweise kleiner als dargestellt.
  • Um den Laufschaufelfuß 10 gegen Verschleiß zu schützen, kann zwischen dem Laufschaufelfuß 10 und der Laufschaufelaufnahme 12 ein Verschleißschutzblech 20 angeordnet sein. In der Fig. 1 ist ein solches Verschleißschutzblech 20 durch eine gestrichelte Linie rein qualitativ angedeutet. Es ist zu beachten, dass die gestrichelte Linie nicht so zu verstehen ist, dass das Verschleißschutzblech 20 ein Bauteil mit Unterbrechungen sei. Vielmehr weist das Verschleißschutzblech bezogen auf die Schnittdarstellung der Fig. 1 in der Regel ein nicht unterbrochenes Materialvolumen auf. Das Verschleißschutzblech 20 weist eine Form auf, die im Wesentlichen komplementär zum Laufschaufelfuß 10 ausgebildet ist, insbesondere komplementär zu einem radial innen angeordneten Bereich des Laufschaufelfußes 10. Aus der schematischen Schnittdarstellung der Fig. 1 ist auch ersichtlich, dass das Verschleißschutzblech 20 in der Regel nicht entlang einer gesamten radialen Höhe des Laufschaufelfußes 10 ausgebildet ist.
  • Fig. 2 zeigt in einer vereinfachten und schematischen Perspektivdarstellung eine Ausführungsform eines Verschleißschutzblechs 20. Das Verschleißschutzblech umfasst eine Basis 22 und zwei Seitenwandungen 24a, 24b. Die Basis 22 und die Seitenwandungen 24a, 24b können einstückig miteinander ausgebildet sein. Das Verschleißschutzblech 20 kann insbe-sondere aus einem einzigen bearbeiteten, beispielswiese gestanzten und gebogenem, Metallstück gebildet sein. Die Seitenwandungen 24a, 24b sind so ausgebildet bzw. weisen eine äußere Form auf, die an eine Außenkontur eines hier nicht dargestellten Laufschaufelfußes angepasst ist. Rein schematisch wird diesbezüglich nochmals auf die Fig. 1 verwiesen, in der die Seitenwandungen 24a, 24b und die Basis 22 ebenfalls der Vollständigkeit halber bezeichnet sind, auch wenn die Fig. 1 nicht genau die Ausführungsform der Fig. 2 zeigt.
  • Die Basis 22 erstreckt sich im Wesentlichen in Axialrichtung AR und in Umfangsrichtung UR. Im hier dargestellten Beispiel der Fig. 2 ist die Basis 22 als Fläche in der Ebene ausgebildet, die durch die Axialrichtung AR und die Umfangsrichtung UR (bzw. eine Tangentialrichtung zur Umfangsrichtung) aufgespannt wird. Die Basis 22 muss nicht zwingend eine ebene Fläche sein, sie kann auch teilweise oder insgesamt eine Krümmung aufweisen, beispielsweise kann sie eine nach radial innen konvexe Form aufweisen.
  • An einem axialen Ende bzw. Endabschnitt 26 der Basis 22 ist ein Führungsabschnitt 28 angeordnet. Der Führungsabschnitt 28 kann ebenfalls einstückig mit der Basis 22 ausgebildet sein. Der Führungsabschnitt 28 weist eine gebogene bzw. gekrümmte Form auf. Dabei ist die Krümmung auf der dem Laufschaufelfuß zugewandten Seite konkav ausgebildet. Anders ausgedrückt ist der Führungsabschnitt 28 in Richtung der Seitenwandungen 24a, 24b, insbesondere in Richtung von deren Seitenendabschnitten 30a, 30b gebogen. Bezogen auf eine Einbaulage an einem Rotor ist der Führungsabschnitt 28 nach radial außen gebogen.
  • Die Seitenendabschnitte 30a, 30b stehen in Axialrichtung AR über den Endabschnitt 26 der Basis 22 vor. Dies ist insbesondere aus der Fig. 3 ersichtlich, die eine seitliche Draufsicht auf die Seitenwandung 24b zeigt. In dieser Figur ist auch der Führungsabschnitt 28 ersichtlich. Da die Seitenendabschnitte 30a, 30b in Axialrichtung über die Basis 22 vorstehen, ist es möglich den Führungsabschnitt 28, der auch eine Art freies Ende der Basis 20 bildet, zu verformen, insbesondere zu biegen. Aus der Fig. 3 ist ferner ersichtlich, dass der Führungsabschnitt 28 in der Ausführungsform nur an einem axialen Ende des Verschleißschutzblechs 20 vorgesehen ist. Dieses axiale Ende kann auch als Einführende 32 bezeichnet werden. Das gegenüberliegende axiale Ende kann als Ausführende 34 des Verschleißschutzblechs 20 bezeichnet werden. Dies hängt damit zusammen, dass das Verschleißschutzblech 20 entlang der Axialrichtung AR mit dem Einführende 32 voran in die Laufschaufelfußaufnahme eingeführt bzw. eingebaut wird. Auch wenn der Führungsabschnitt 28 nur an dem Einführende 32 dargestellt ist, soll damit nicht ausgeschlossen sein, dass auch am Ausführende 34 ein ähnlicher oder gleicher Abschnitt vorgesehen wird, sofern dies beispielsweise für den gemeinsamen Ausbau von Laufschaufelfuß und Verschleißschutzblech gewünscht ist.
  • In der Fig. 4 ist eine vergrößerte Darstellung des Führungsabschnitts 28 ersichtlich etwa entsprechend dem in Fig. 3 mit IV bezeichneten Bereich. Zur Illustration ist schraffiert der Laufschaufelfuß 10 angedeutet. Der Führungsabschnitt 28 ist so gebogen, dass sein Innenradius IR im Wesentlichen einem Außenradius des Laufschaufelfußes 10 in diesem Bereich entspricht. Hierdurch liegt der Laufschaufelfuß 10 direkt und in der Art eines Formschlusses am Führungsabschnitt 28 des Verschleißschutzblechs 20 an.
  • Projiziert man den gebogenen Führungsabschnitt 28 auf eine zur Axialrichtung AR parallele Linie, liegt die Länge des Führungsabschnitts 28 in einem Bereich der größer als oder gleich 75% des Innenradius IR ist aber kleiner als der Innenradius IR oder gleich dem Innenradius IR ist. Anders ausgedrückt erstreckt sich der Führungsabschnitt 28 radial nach außen bis maximal zum axialen Einführende 32 des Verschleißschutzblechs, wobei das Ende des Führungsabschnitts 28 in einem Bereich liegt, der ausgehend vom Einführende 32 etwa bis 25% des Innenradius IR beträgt (= ¼ ∗ IR).
  • Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung des Laufschaufelfußes 10, der in der Laufschaufelfußaufnahme 12 des Rotors 14 angeordnet bzw. eingebaut ist. Zwischen der Laufschaufelfußaufnahme 12 und dem Laufschaufelfuß 10 ist das Verschleißschutzblech 20 angeordnet. Ferner ist in diesem Beispiel noch ein Axialsicherungselement 40 dargestellt. Das Axialsicherungselement 40 ist zwischen dem Verschleißschutzblech 20 und der Laufschaufelfußaufnahme 12 angeordnet. Das Axialsicherungselement 40 kann auch als axiales Sicherungsblech bezeichnet werden. Es umfasst einen ersten Sicherungsabschnitt 42, der dazu eingerichtet ist, als erster axialer Anschlag bzw. axiale Anlagefläche für den Laufschaufelfuß 10 zu dienen. Der erste Sicherungsabschnitt 42 ist nach radial außen gebogen. Das Axialsicherungselement 40 umfasst ferner einen zweiten Sicherungsabschnitt 44, der insbesondere dazu dient, einen zweiten axialen Anschlag am Rotor 14 zu bilden. Der zweite Sicherungsabschnitt 44 ist nach radial außen gebogen. Es wird darauf hingewiesen, dass der zweite Sicherungsabschnitt 44 in der Fig. 5 zum Zweck der besseren Verständlichkeit illustriert ist, ohne dass hieraus zu schließen ist, dass der zweite Sicherungsabschnitt 44 genau die dargestellte Formgebung haben muss. Vielmehr sind auch andere Ausgestaltungen des zweiten Sicherungsabschnitts 44 denkbar.
  • Das Axialsicherungselement 40 umfasst ferner eine Sicherungsbasis 46, die sich zwischen dem ersten Sicherungsabschnitt 42 und dem zweiten Sicherungsabschnitt 44 erstreckt, im Wesentlichen entlang der Axialrichtung AR. Der erste Sicherungsabschnitt 42 ist zur Sicherungsbasis 46 im Wesentlichen orthogonal ausgerichtet, insbesondere erstreckt er sich im Wesentlichen in Radialrichtung RR. Ein Übergang zwischen dem ersten Sicherungsabschnitt 42 und der Sicherungsbasis 46 wird durch einen Krümmungsabschnitt 48 gebildet. Der Krümmungsabschnitt 48 weist eine Bogenlänge auf, die im Wesentlichen π/2 rad entspricht.
  • Zwischen dem Krümmungsabschnitt 48 und dem Laufschaufelfuß 10, insbesondere einer gerundet bzw. gekrümmt ausgebildeten radial inneren Kante 50 des Laufschaufelfußes, ist der Führungsabschnitt 28 des Verschleißschutzblechs angeordnet bzw. aufgenommen. Die Bogenlänge des Führungsabschnitts 28 des Verschleißschutzblechs 20 ist dabei kleiner als π/2 rad und größer als oder gleich π/4 rad.
  • Wie sich aus der Zusammenschau der Fig. 4 und 5 ergibt, ist der Führungsabschnitt 28 so bemessen bzw. so gebogen bzw. gekrümmt, dass sein freies Ende 52 nicht über das axiale Ende 32 des Laufschaufelfußes 10 vorsteht. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Führungsabschnitt 28 des Verschleißschutzblechs 20 nicht in dem im Wesentlichen in Radialrichtung RR verlaufenden Bereich zwischen dem ersten Sicherungsabschnitt 42 und dem Laufschaufelfuß 10 angeordnet bzw. festgeklemmt ist. Ferner ist ersichtlich, dass der Führungsabschnitt 28 so bemessen bzw. so gebogen bzw. gekrümmt, dass mit dem Laufschaufelfuß 10 ein ausreichender Formschluss gewährleistet ist, so dass beim Einführen des Laufschaufelfuß 10 in die Laufschaufelfußaufnahme 12 in Axialrichtung das Verschleißschutzblech 20 gegebenenfalls mit dem Laufschaufelfuß 10 bis in seine in der Fig. 5 dargestellte Endlage bewegt wird, insbesondere relativ zum Axialsicherungselement 40 bewegt wird. Bezogen auf die Fig. 5 verläuft die Einführrichtung von rechts nach links.
  • Der Führungsabschnitt 28 dient also insbesondere dazu, dass das Verschleißschutzblech 20 beim Einführen des Laufschaufelfußes 10 sozusagen automatisch in eine gewünschte bzw. korrekte Position relativ zur Laufschaufelfußaufnahme 12 bzw. zum Axialsicherungselement 40 gebracht werden kann. Entsprechend kann verhindert werden, dass die Position des Verschleißschutzblechs 20 nach dem Einsetzen des Laufschaufelfußes 10 korrigiert werden muss, wodurch das Risiko einer Beschädigung des Verschleißschutzblechs 20 minimiert und gegebenenfalls sogar ausgeschlossen werden kann.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Laufschaufelfuß
    12
    Laufschaufelfußaufnahme
    14
    Rotor
    16
    Außenkontur
    18
    Innenkontur
    20
    Verschleißschutzblech
    22
    Basis
    24a, 24b
    Seitenwandung
    26
    Axialer Endabschnitt
    28
    Führungsabschnitt
    30a, 30b
    Seitenendabschnitt
    32
    Einführende
    34
    Ausführende
    40
    Axialsicherungselement
    42
    Erster Sicherungsabschnitt
    44
    Zweiter Sicherungsabschnitt
    46
    Sicherungsbasis
    48
    Krümmungsabschnitt
    50
    innere Kante
    52
    Freies Ende

Claims (9)

  1. Verschleißschutzblech (20) für einen Laufschaufelfuß (10) einer Laufschaufel einer Gasturbine, insbesondere Fluggasturbine, mit einer Basis (22) und zwei mit der Basis (22) verbundenen Seitenwandungen (24a, 24b), wobei die Seitenwandungen (24a, 24b) sich gegenüber liegen und so geformt sind, dass sie im Wesentlichen zu einer Außenkontur (16) eines betreffenden Laufschaufelfußes (10) komplementär ausgebildet sind, und wobei das Verschleißschutzblech (20) dazu eingerichtet ist, in einem eingebauten Zustand zwischen dem betreffenden Laufschaufelfuß (10) und einer Laufschaufelfußaufnahme (12) eines Rotors (14), insbesondere zwischen dem betreffenden Laufschaufelfuß (10) und einem in der Laufschaufelfußaufnahme (12) angeordneten Axialsicherungselement (40) aufgenommen zu sein,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwandungen (24a, 24b) an wenigstens einem ihrer axialen Enden mit einem jeweiligen Seitenendabschnitt (30a, 30b) über einen axialen Endbereich (26) der Basis (22) in einer Richtung, welche im eingebauten Zustand der Axialrichtung der Gasturbine entspricht, vorstehen und dass sich an den axialen Endbereich (26) der Basis (22) ein Führungsabschnitt (28) anschließt, der ausgehend von der Basis (22) in Richtung der axialen Seitenendabschnitte (30a, 30b) der Seitenwandungen (24a, 24b) gebogen ist.
  2. Verschleißschutzblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (28) derart gebogen ist, dass er im Wesentlichen die gleiche Krümmung aufweist wie ein mit dem Führungsabschnitt (28) in Kontakt kommender oder in Kontakt stehender Laufschaufelfußbereich (50).
  3. Verschleißschutzblech nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (28) bezogen auf eine Projektion auf die Axialrichtung (AR) eine projizierte Länge aufweist, die etwa dem 0,75 bis 1,0-Fachen eines Radius (IR) entspricht, mit dem der Führungsabschnitt (28) gebogen ist.
  4. Rotor (14) für ein Gasturbine, insbesondere Fluggasturbine, mit einem Rotorgrundkörper, insbesondere einer Laufschaufelscheibe, in dem wenigstens eine Laufschaufelfußaufnahme (12) ausgebildet ist, in die ein Laufschaufelfuß (10) einer zugeordneten Laufschaufel angeordnet ist und mittels eines Axialsicherungselements (40) gesichert ist, und mit einem Verschleißschutzblech (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  5. Rotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Axialsicherungselement (40) einen ersten Sicherungsabschnitt (42) und einen zweiten Sicherungsabschnitt (44) aufweist, die durch eine Sicherungsbasis (46) miteinander verbunden sind, wobei der erste Sicherungsabschnitt (42) derart ausgebildet ist, dass er einen ersten Anschlag für den Laufschaufelfuß (10) in Axialrichtung (AR) bildet, wobei der erste Sicherungsabschnitt (42) und die Sicherungsbasis (46) durch einen Krümmungsabschnitt (48) miteinander verbunden sind, und wobei der Führungsabschnitt (28) im Bereich des Krümmungsabschnitts (48) zwischen dem Laufschaufelfuß (10) und dem Axialsicherungselement (40) angeordnet ist.
  6. Rotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sicherungsabschnitt (42) und die Sicherungsbasis (46) im Wesentlichen orthogonal zueinander ausgerichtet sind, so dass der Krümmungsabschnitt (48) eine Bogenlänge aufweist die im Wesentlichen π/2 rad entspricht, wobei die Bogenlänge des Führungsabschnitts (28) des Verschleißschutzblechs (20) kleiner als π/2 rad und größer als oder gleich π/4 rad ist.
  7. Rotor nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Sicherungsabschnitt (44) des Axialsicherungselements (40) derart ausgebildet ist, dass er einen zweiten Anschlag für das Axialsicherungselement (40) am Rotorgrundkörper (14) bildet.
  8. Gasturbine, insbesondere Fluggasturbine mit wenigstens einem Rotor (14) nach einem der Ansprüche 4 bis 7.
  9. Gasturbine nach Anspruch 8, wobei der Rotor (14) einem Verdichter oder einer Turbine, insbesondere einer schnelldrehenden Niederdruckturbine, zugeordnet ist.
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