EP3788236A1 - Rotor mit zwischen zwei rotorscheiben angeordnetem rotorbauteil - Google Patents

Rotor mit zwischen zwei rotorscheiben angeordnetem rotorbauteil

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EP3788236A1
EP3788236A1 EP19752935.7A EP19752935A EP3788236A1 EP 3788236 A1 EP3788236 A1 EP 3788236A1 EP 19752935 A EP19752935 A EP 19752935A EP 3788236 A1 EP3788236 A1 EP 3788236A1
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EP
European Patent Office
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rotor
disk
recesses
ring projection
radially
Prior art date
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EP19752935.7A
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English (en)
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EP3788236B1 (de
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Peter Kury
Harald Hoell
Karsten Kolk
Vyacheslav Veitsman
Yulia Bagaeva
Christopher W. Ross
Peter Schröder
Andrew R. Waddell
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
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Publication of EP3788236B1 publication Critical patent/EP3788236B1/de
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    • F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • F01D5/066—Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps
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    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/36—Retaining components in desired mutual position by a form fit connection, e.g. by interlocking

Definitions

  • the invention relates to a rotor of a gas turbine, which has at least two interconnected rotor disks, between which an annular rotor component is arranged.
  • annular rotor component being arranged between the rotor disks for shielding the inner region of the rotor from the hot gas flowing through the gas turbine.
  • the two rotor disks each have a plurality of rotor blades distributed over the outer circumference. Between the two rows of blades, there is a row with guide vanes distributed around the circumference, each of which is attached to the stationary housing. Because of the rotation of the rotor, there is inevitably a gap between the guide vanes and the blades. This basically allowed hot gas to enter the area radially within the guide vane.
  • an annular rotor construction part is arranged in some gas turbines between the two adjacent rotor disks. For this purpose, this rotor component is supported on both sides of the rotor disk.
  • the basic purpose of the rotor component is to prevent the entry of hot gas. There is usually no other function.
  • the storage of the rotor component is kept simple in a usual manner, with only an annular, axially extending portion engaging in a corresponding annular groove.
  • An unwanted rotation of the rotor component relative to the rotor disks is generally prevented by a press fit between the rotor component and one of the rotor disks in the engagement of the ring-shaped shoulder in the annular groove being present at at least one point.
  • the object of the present invention is therefore to rule out the relative movement between the rotor component and the rotor disks at least to the extent that this does not limit the life of the rotor.
  • the generic rotor is initially used for a gas turbine. Irrespective of this, however, it is also possible to use the embodiment of the rotor in another turbomachine, for example in a steam turbine.
  • At least the rotor has a first rotor disk and a second rotor disk that is directly and firmly connected to the first rotor disk.
  • the rotor disks each have a plurality of the respective rotor disc in each case axially penetrating vane holding grooves.
  • the blade holding grooves are used to hold moving blades.
  • first rotor disk radially below the blade holding grooves has a circumferential first ring projection that extends axially toward the second rotor disk.
  • second rotor disk radially below the blade retaining grooves has a circumferential, second ring projection that extends axially toward the first rotor disk.
  • An annular rotor component is arranged between the two rotor disks in the area of the blade holding grooves and / or radially below the blade holding grooves. This encloses the rotor located in sections within the rotor component, or sections of the two rotor disks.
  • the rotor component has a circumferential support section at both of its axial ends.
  • the first support section is located on the side facing the rotor axis below the first ring projection and the second support section is located radially below the second ring projection. It can be provided that the respective support section rests with a press fit on the ring projection or leaves a slight gap - with Ge ensuring the centering - to the ring projection.
  • a coupling between the rotor component of the first rotor disk is produced radially outside the ring projection, which prevents a relative displacement in the circumferential direction.
  • the first rotor disk has at least two first recesses arranged distributed around the circumference.
  • the rotor component has complementary second engagement shoulders, each of which engages in a corresponding first recess.
  • the first rotor disk has at least two first engagement shoulders distributed around the circumference.
  • the rotor component has complementary second recesses, so that the first engagement sections engage in the second recesses.
  • the embodiment of the invention causes a reliable coupling between the rotor component and the rotor disks, so that a relative movement is prevented even if a press fit is lost. In this respect, there can be no friction between the components and negatively affect the service life.
  • the rotor component has at one axial end an axially opening first ring groove surrounding the first ring projection and opposite at the other axial end axially opening second ring groove surrounding the second ring projection.
  • the flanks of the respective annular groove located on the side facing the rotor axis are formed by the support sections.
  • the centering of the rotor component relative to the rotor disks ben under the various operating states can be improved if a radially outer flank of the first annular groove is present on the first annular projection or a radially outer flank of the second annular groove is present on the second annular projection.
  • the first recesses in the first rotor disk and / or the second recesses in the rotor component can be realized differently.
  • the first rotor disk or the rotor component has a circumferential ring shoulder. Accordingly, the recess interrupts the circumferential ring shoulder.
  • the recess is delimited on both sides by portions extending in the circumferential direction.
  • an engagement shoulder is arranged on both sides of a respective recess. In so far as mutually adjacent in the circumferential direction, a first engagement shoulder of the first rotor disk engages in a second recess of the rotor component and a second engagement shoulder of the rotor component engages in a first recess of the first rotor disk.
  • first engagement sections in the first rotor disk are each positioned centrally between two blade holding grooves. Accordingly, it is advantageous if the first recesses are each arranged in an extension of the blade-holding grooves.
  • these advantageously have a length in the circumferential direction less than the smallest distance between two blade retaining grooves.
  • connection is arranged immediately above the ring projection.
  • the first rotor disk has the first engagement shoulders on the radially outward-facing side of the ring projection.
  • the second recesses in the rotor component are required.
  • the rotor component advantageously has a first annular groove, in which the first annular projection engages. Consequently, the recess is to be arranged on the radially outer flank of the annular groove. Since the first engagement shoulder and thus the second recess is preferably to be spaced from the axially free end of the ring projection. An additional burden is thus avoided by the second recess in the area of the groove base of the first annular groove.
  • the intervention paragraphs can be realized in different ways. A reliable connection with the engagement paragraphs is created if they are integrally formed with the first rotor disk or integrally with the rotor component.
  • the rotor component also has at least one circumferential, radially extending disk section. This is arranged at an axial end and can cover sections of the rotor disk and the blade holding grooves.
  • An advantageous stabilization of the rotor component, in particular the disk section and an advantageous securing of the connection between the rotor component and the rotor disks, is achieved when the disk section has a second area with a first material thickness in the axial direction and radially outside the first area an increased and at least 2 times material strength.
  • a thickening is advantageously arranged on the immediately adjacent side to form the second region. This leads to a centrifugal force due to the uneven mass distribution between the first area and the second area slight bending moment of the free end of the disc section facing the immediately adjacent rotor disc.
  • the arrangement of the second recesses and / or the second engagement shoulders on the rotor component takes place here in a particularly advantageous manner in the second region of the disc section.
  • Fig. 1 sections of the rotor in longitudinal section in the loading
  • FIG. 2 shows the first rotor disk for the embodiment from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows the rotor component for the embodiment from FIG. 1;
  • Fig. 4 sectionally the rotor in longitudinal section in the loading
  • FIG. 5 shows the rotor component for the embodiment from FIG. 4;
  • FIG. 6 shows the first rotor disk for the embodiment from FIG. 4;
  • a rotor is sketched in a first exemplary embodiment in longitudinal section only in the area of the ro door component 11.
  • the further design of the rotor can be selected on the basis of customary embodiments.
  • At least the rotor has a first rotor disk 01 and a second rotor disk 06.
  • a circumferential, axially extending ring projection 03, 08 is arranged on each of these 01, 06.
  • Between the rotor disks 01, 06 is the rotor construction part 11, which 11 for attachment to the rotor disks 01,
  • the rotor component 11 has a radially extending disk section 20 around it.
  • the coupling between the rotor component 11 and the first ro tor disc 01 is in this embodiment in the radially outer region.
  • first rotor disk 01 in a perspective view. You can see the circumferential ring projection 03 and radially outside the blade retaining grooves 02 penetrating axially through the first rotor disk 01. Between two blade retaining grooves 02 there is a first engagement shoulder 05. Between two engagement portions 05 there is a corresponding first recess.
  • Fig. 3 shows the complementary rotor component 11. Again, the circumferential annular grooves 12, 17 can be seen with which are arranged on the side facing the rotor axis th support sections 13, 18.
  • the axially adjacent to the first rotor disc 01 radially at one end he stretching disc section 20 is divided into a ra dial inner first region and a radially outer second region, the second region having a cover 19 and thereby achieving at least twice the material thickness of the first region.
  • this embodiment Example arranged on the rotor member 11 second engagement shoulders 15 and the intermediate second recesses 14 arranged opposite to the detection 19 in the radially outer region.
  • FIG. 4 shows a rotor in a two exemplary embodiment.
  • the rotor has a first rotor disk 21 and a second rotor disk 26.
  • a circumferential, axially extending ring projection 23, 28 is arranged on each of these 21, 26.
  • the rotor construction part 31 which 31 for attachment to the rotor disks 21,
  • the rotor component 31 has a radially extending disk section 40 around it.
  • the coupling between the rotor component 31 and the first rotor disk 21 is located immediately radially outside the first ring projection 23.
  • FIG. 5 shows the rotor component 31 in perspective view. Again, the circumferential first annular groove 32 can be seen with the support sections arranged on the side facing the rotor axis. The one at one axial end un directly adjacent to the second rotor disk 26 radially he extending disk section 40 is analogous as previously leads.
  • the rotor component has a circumferential ring shoulder 35 on the radially outer side of the flank of the first annular groove 32 on the side facing the rotor axis.
  • This 35 is interrupted several times by in each case arranged circumferentially arranged second recesses 34.
  • 6 shows the first rotor disk 21 in a perspective view. The circumferential ring projection 23 and the blade retaining grooves 02 can be seen.
  • the first rotor disk 21 on the radially outer side on the first ring projection 23 has the first engagement shoulders 25 complementary to the second recesses 34.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rotor einer Gasturbine zwei benachbarten Rotorscheiben (01, 06), welche am Umfang verteilt eine Mehrzahl Schaufelhaltenuten (02) zur Aufnahme von Laufschaufeln und radial unterhalb der Schaufelhaltenuten (02) einen sich axial erstreckenden umlaufenden Ringvorsprung (03, 08) aufweisen. Zwischen den Rotorscheiben (01,06) an den Ringvorsprüngen (03, 08) befestigt befindet sich ein umlaufendes Rotorbauteil (11). Zur Umfangssicherung weist die Rotorscheibe (01) oder das Rotorbauteil (11) zumindest zwei am Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen (14) auf, in denen jeweils Eingriffsabsätze (15) des Rotorbauteils (11) bzw. der Rotorscheibe (01) eingreifen.

Description

Beschreibung
Rotor mit zwischen zwei Rotorscheiben angeordnetem Rotorbau teil
Die Erfindung betrifft einen Rotor einer Gasturbine, welcher zumindest zwei miteinander verbundene Rotorscheiben aufweist, zwischen denen ein ringförmiges Rotorbauteil angeordnet ist.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ausführungen von Rotoren zur Verwendung bei Gasturbinen mit miteinander ver bundenen Rotorscheiben bekannt, wobei zwischen den Rotor scheiben ein ringförmiges Rotorbauteil zur Abschirmung des inneren Bereichs des Rotors gegenüber dem die Gasturbine durchströmenden Heißgas angeordnet ist. Hierbei weisen die beiden Rotorscheiben jeweils am Außenumfang verteilt eine Mehrzahl Laufschaufeln auf. Zwischen den beiden Reihen an Laufschaufeln befindet sich eine Reihe mit im Umfang verteilt angeordneten Leitschaufein, welche jeweils am ruhenden Gehäu se befestigt sind. Zwischen den Leitschaufein und den Lauf schaufeln ist hierbei aufgrund der Rotation des Rotors zwangsläufig ein Spalt vorhanden. Dieser ermöglichte grund sätzlich das Eintreten von Heißgas in den Bereich radial in nerhalb der Leitschaufein . Um das Heißgas vom inneren des Ro tors abzuhalten wird bei einigen Gasturbinen zwischen den beiden benachbarten Rotorscheiben ein ringförmiges Rotorbau teil angeordnet wird. Hierzu wird dieses Rotorbauteil beid seitig an der Rotorscheibe gelagert.
Das Rotorbauteil hat dem Grunde nach nur die Aufgabe, das Eindringen von Heißgas zu verhindern. Eine weitere Funktion ist in der Regel nicht vorhanden. Entsprechend wird in übli cher Weise die Lagerung des Rotorbauteils einfach gehalten wobei lediglich ein ringförmiger, sich axial erstreckende Ab satz in eine entsprechende ringförmige Nut eingreift. Eine ungewollte Rotation des Rotorbauteils relativ zu den Ro torscheiben wird in aller Regel dadurch verhindert, dass an zumindest einer Stelle eine Presspassung zwischen dem Rotor bauteil und einer der Rotorscheiben im Eingriff des ringför migen Absatzes in der ringförmigen Nut vorhanden ist.
Wenngleich die bekannten Ausführungen in aller Regel sich als tauglich erwiesen haben kann es jedoch zu Betriebszuständen kommen, bei denen die Presspassung nicht hinreichend eine re lative Drehung des Rotorbauteils verhindern kann. Sofern hierbei keinerlei Schäden auftreten, wird dieses bei dem ro tationsförmigen Rotorbauteil üblicherweise toleriert.
Mit der Forderung der Erhöhung der Lebensdauer des Rotors wird jedoch eine ungewollte Relativbewegung zwischen dem Ro torbauteil und den Rotorscheiben kritisch gesehen, als dass hierdurch das Ziel einer Steigerung der Lebensdauer nicht ge fährdet werden darf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Relativ bewegung zwischen dem Rotorbauteil und den Rotorscheiben zu mindest soweit auszuschließen, als dass diese nicht die Le bensdauer des Rotors begrenzt.
Die gestellte Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Aus führungsform nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Vorteil hafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der gattungsgemäße Rotor dient zunächst mal zur Verwendung bei einer Gasturbine. Unabhängig hiervon ist es jedoch ebenso möglich, die Ausführungsform des Rotors bei einer anderen Strömungsmaschine, beispielsweise bei einer Dampfturbine, zur Anwendung zu bringen.
Zumindest weist der Rotor eine erste Rotorscheibe und eine mit der ersten Rotorscheibe unmittelbar und fest verbundene zweite Rotorscheibe auf. Hierbei besitzen die Rotorscheiben am Außenumfang verteilt jeweils eine Mehrzahl von die jewei- lige Rotorscheibe jeweils axial durchdringende Schaufelhalte- nuten. Die Schaufelhaltenuten dienen hierbei zur Aufnahme von Laufschaufein .
Weiterhin weist die erste Rotorscheibe radial unterhalb der Schaufelhaltenuten einen umlaufenden, sich axial zur zweiten Rotorscheibe hin erstreckenden ersten Ringvorsprung auf. Ana log weist die zweite Rotorscheibe radial unterhalb der Schau- felhaltenuten einen umlaufenden, sich axial zur ersten Rotor scheibe hin erstreckenden zweiten Ringvorsprung auf.
Zwischen den beiden Rotorscheiben im Bereich der Schaufelhal- tenuten und/oder radial unterhalb der Schaufelhaltenuten ist ein ringförmiges Rotorbauteil angeordnet. Dieses umschließt den sich abschnittsweise innerhalb des Rotorbauteils befin denden Rotor, bzw. Abschnitte der beiden Rotorscheiben. Zur Zentrierung des Rotorbauteils relativ zu den Rotorscheiben sowie zugleich zur Befestigung weist das Rotorbauteil an sei nen beiden axialen Enden jeweils einen umlaufenden Stützab schnitt auf. Hierbei befinden sich der erste Stützabschnitt auf der zur Rotorachse weisenden Seite unterhalb des ersten Ringvorsprungs und der zweite Stützabschnitt radial unterhalb des zweiten Ringvorsprungs. Dabei kann vorgesehen sein, dass der jeweilige Stützabschnitt mit einer Presspassung am Ring vorsprung anliegt oder einen geringfügigen Spalt - bei Ge währleistung der Zentrierung - zum Ringvorsprung lässt.
Zur Gewährleistung der Lebensdauer in der Verbindung zwischen dem Rotorbauteil und den Rotorscheiben wird erfindungsgemäß radial außerhalb des Ringvorsprunges eine Kopplung zwischen dem Rotorbauteil der ersten Rotorscheibe hergestellt, welche eine relative Verschiebung in Umfangsrichtung verhindert.
Hierzu weist in einer ersten Ausführung die erste Rotorschei be zumindest zwei am Umfang verteilt angeordnete erste Aus nehmungen auf. Demgegenüber besitzt das Rotorbauteil komple mentäre zweite Eingriffsabsätze, welche jeweils in eine ent sprechende erste Ausnehmung eingreifen. In einer zweiten Ausführung besitzt die erste Rotorscheibe zumindest zwei am Umfang verteilt angeordnete erste Ein griffsabsätze auf. Hierzu weist das Rotorbauteil komplementä re zweite Ausnehmungen, sodass die ersten Eingriffsabschnitts in den zweiten Ausnehmungen eingreifen.
Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform wird eine zuver lässige Kopplung zwischen dem Rotorbauteil und den Rotor scheiben bewirkt, so dass eine Relativbewegung auch bei Ver lust einer Presspassung verhindert wird. Insofern kann keine Reibung zwischen den Bauteilen auftreten und die Lebensdauer negativ beeinflussen.
Zur vorteilhaften Verbindung des Rotorbauteils mit den Rotor scheiben weist das Rotorbauteil an einem axialen Ende eine sich axial öffnende, den ersten Ringvorsprung umschließende erste Ringnut und gegenüberliegend am anderen axialen Ende sich axial öffnende, den zweiten Ringvorsprung umschließende zweite Ringnut auf. Hierbei werden die sich auf der zur Ro torachse weisenden Seite befindenden Flanken der jeweiligen Ringnut von den Stützabschnitten gebildet.
Die Zentrierung des Rotorbauteils relativ zu den Rotorschei ben unter den verschiedenen Betriebszuständen kann verbessert werden, wenn weiterhin eine radial äußere Flanke der ersten Ringnut am ersten Ringvorsprung anliegt bzw. eine radial äu ßere Flanke der zweiten Ringnut am zweiten Ringvorsprung an liegt .
Die ersten Ausnehmungen in der ersten Rotorscheibe und/oder die zweiten Ausnehmungen im Rotorbauteil können unterschied lich realisiert werden. In einer einfachen Ausführungsform weist hierzu die erste Rotorscheibe bzw. das Rotorbauteil ei nen umlaufenden Ringabsatz auf. Entsprechend unterbricht hierbei die Ausnehmung den umlaufenden Ringabsatz. In einer alternativen Ausführungsform wird die Ausnehmung beidseitig von sich abschnittsweise in Umfangsrichtung er streckenden Vorsprüngen begrenzt.
Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn beidseitig einer jeweiligen Ausnehmung ein Eingriffsabsatz angeordnet ist. In sofern greifen somit wechselseitig in Umfangsrichtung benach bart ein erster Eingriffsabsatz der ersten Rotorscheibe in eine zweite Ausnehmung des Rotorbauteils und ein zweiter Ein griffsabsatz des Rotorbauteils in eine erste Ausnehmung der ersten Rotorscheibe ein.
Zur vorteilhaften Anordnung der ersten Eingriffsabschnitte bei der ersten Rotorscheibe werden diese jeweils mittig zwi schen zwei Schaufelhaltenuten positioniert. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn die ersten Ausnehmungen jeweils in Ver längerung der Schaufelhaltenuten angeordnet sind.
Unabhängig von der radialen Positionierung der ersten Ein griffsabschnitte weisen diese vorteilhaft in Umfangsrichtung eine Länge geringer als der kleinste Abstand zwischen zwei Schaufelhaltenuten auf.
In einer alternativen Ausführung wird die Verbindung unmit telbar oberhalb des Ringvorsprungs angeordnet. Hierzu weist die erste Rotorscheibe auf der radial nach außen weisenden Seite des Ringvorsprungs die ersten Eingriffsabsätze auf. Komplementär hierzu sind die zweiten Ausnehmungen im Rotor bauteil erforderlich. Vorteilhaft besitzt in dieser Ausfüh rungsform das Rotorbauteil eine erste Ringnut, in welcher der erste Ringvorsprung eingreift. Folglich ist die Ausnehmung an der radial außen liegenden Flanke der Ringnut anzuordnen. Da bei ist der erste Eingriffsabsatz und somit die zweite Aus nehmung vorzugsweise beabstandet vom axial freien Ende des Ringvorsprungs anzuordnen. Somit wird eine zusätzliche Belas tung durch die zweite Ausnehmung im Bereich des Nutgrunds der ersten Ringnut vermieden. Die Eingriffsabsätze können auf unterschiedliche Weise reali siert werden. Eine zuverlässige Verbindung mit den Eingriffs absätzen wird geschaffen, wenn diese einstückig mit der ers ten Rotorscheibe bzw. einstückig mit dem Rotorbauteil gebil det sind.
In einer alternativen Ausführung kommt es jedoch auch in Be tracht, die Eingriffsabsätze unlösbar, bzw. durch Schweißen oder Löten, oder lösbar zu montieren. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Lage des montierten Eingriffsabsat zes in jedem Fall sichergestellt ist. Weiterhin kann hiermit ggf. eine Schwächung des Bauteils (erste Rotorscheibe bzw. Rotorbauteil) mit dem Eingriffsabsatz einhergehen. Auch ist zu bedenken, dass mit einem montierten Eingriffsabsatz dieses eine andere Belastung unter Fliehkraft verursacht als ein einstückig gebildeter Eingriffsabsatz.
Eine vorteilhafte Abschirmung gegen das Heißgas wird dadurch verbessert, wenn das Rotorbauteil weiterhin zumindest einen umlaufenden, sich radial erstreckenden Scheibenabschnitt auf weist. Dieser wird hierbei an einem axialen Ende angeordnet und kann abschnittsweise die Rotorscheibe und die Schaufel- haltenuten abdecken.
Eine vorteilhafte Stabilisierung des Rotorbauteils, insbeson dere der Scheibenabschnitts sowie eine vorteilhafte Sicherung der Verbindung zwischen dem Rotorbauteil und den Rotorschei ben wird erreicht, wenn der Scheibenabschnitt einen ersten Bereich mit einer ersten Materialstärke in axialer Richtung und radial außerhalb des ersten Bereichs einen zweiten Be reich mit einer erhöhten und hierbei zumindest 2-fachen Mate rialstärke aufweist.
Vorteilhafte wird hierzu zur Bildung des zweiten Bereichs auf der von der unmittelbar benachbarten wegweisenden Seite eine Aufdickung angeordnet. Dieses führt bei den auftretenden Fliehkräften aufgrund der ungleichmäßigen Masseverteilung zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich zu einem geringfügigen Biegemoment des freien Endes des Scheibenab schnitts zur unmittelbar benachbarten Rotorscheibe weisend.
Die Anordnung der zweiten Ausnehmungen und/oder der zweiten Eingriffsabätze an dem Rotorbauteil erfolgt hierbei in beson ders vorteilhafter Weise im zweiten Bereich des Scheibenab schnitts .
In den nachfolgenden Figuren werden zwei Ausführungsbeispiele für einen erfindungsgemäßen Rotor abschnittsweise im Bereich des Rotorbauteils skizziert. Es zeigen:
Fig. 1 abschnittsweise den Rotor im Längsschnitt im Be
reich des Rotorbauteils in einer ersten Ausfüh rungsform;
Fig. 2 die erste Rotorscheibe zur Ausführung aus Fig. 1;
Fig. 3 das Rotorbauteil zur Ausführung aus Fig. 1;
Fig. 4 abschnittsweise den Rotor im Längsschnitt im Be
reich des Rotorbauteils in einer zweiten Ausfüh rungsform;
Fig. 5 das Rotorbauteil zur Ausführung aus Fig. 4;
Fig. 6 die erste Rotorscheibe zur Ausführung aus Fig. 4;
In der Fig. 1 wird ein Rotor in einer ersten beispielhaften Ausführungsform im Längsschnitt lediglich im Bereich des Ro torbauteils 11 skizziert. Die weitere Ausführung des Rotors kann anhand üblicher Ausführungsformen gewählt werden. Zumin dest weist der Rotor eine erste Rotorscheibe 01 und eine zweite Rotorscheibe 06 auf. An diesen 01, 06 ist jeweils ein umlaufender, sich axial erstreckender Ringvorsprung 03, 08 angeordnet . Zwischen den Rotorscheiben 01, 06 befindet sich das Rotorbau teil 11, welches 11 zur Anbringung an den Rotorscheiben 01,
06 jeweils eine umlaufende Ringnut 12, 17 aufweist, wobei der erste Ringvorsprung 03 in die erste Ringnut 12 und der zweite Ringvorsprung 08 in die zweite Ringnut 17 eingreift. Radial unterhalb des jeweiligen Ringvorsprung 03, 08 befindet sich ein vom Rotorbauteil 11 gebildeter Stützabschnitt 13, 18. Diese 13, 18 stützen sich zumindest bei Fliehkraft am jewei ligen Ringvorsprung 03, 08 ab.
Weiterhin zu erkennen ist, dass das Rotorbauteil 11 einen um laufenden sich radial erstreckenden Scheibenabschnitt 20 auf weist.
Die Kopplung zwischen dem Rotorbauteil 11 und der ersten Ro torscheibe 01 befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel im radial äußeren Bereich.
Hierzu skizziert die Fig. 2 die erste Rotorscheibe 01 in per spektivischer Ansicht. Zu erkennen ist der umlaufende Ring vorsprung 03 sowie radial außerhalb die die erste Rotorschei be 01 axial durchdringenden Schaufelhaltenuten 02. Zwischen jeweils 2 Schaufelhaltenuten 02 befindet sich ein erster Ein- griffsabsatz 05. Zwischen jeweils zwei Eingriffsabschnitte 05 befindet sich eine entsprechende erste Ausnehmung.
Die Fig. 3 zeigt das hierzu komplementäre Rotorbauteil 11. Zu erkennen sind wiederum die umlaufenden Ringnuten 12, 17 mit denen sich auf der zur Rotorachse weisenden Seite angeordne ten Stützabschnitte 13, 18. Der sich am einem axialen Ende unmittelbar benachbart zur ersten Rotorscheibe 01 radial er streckende Scheibenabschnitt 20 wird unterteilt in einen ra dial inneren ersten Bereich und einen radial äußeren zweiten Bereich, wobei der zweite Bereich eine Aufdeckung 19 aufweist und hierdurch die zumindest doppelte Materialstärke des ers ten Bereichs erreicht. Um bei auftretenden Fliehkräften eine sichere Kopplung zwischen dem Rotorbauteil 11 und der ersten Rotorscheibe 01 zu gewährleisten, werden in diesem Ausfüh- rungsbeispiel die am Rotorbauteil 11 angeordneten zweiten Eingriffsabätze 15 sowie die dazwischenliegenden zweiten Aus nehmungen 14 gegenüberliegend zur Aufdeckung 19 im radial äu ßeren Bereich angeordnet.
Analog der Fig. 1 zeigt die Fig. 4 einen Rotor in einer zwei ten beispielhaften Ausführungsform. Hierbei weist der Rotor eine erste Rotorscheibe 21 und eine zweite Rotorscheibe 26 auf. An diesen 21, 26 ist jeweils ein umlaufender, sich axial erstreckender Ringvorsprung 23, 28 angeordnet.
Zwischen den Rotorscheiben 21, 26 befindet sich das Rotorbau teil 31, welches 31 zur Anbringung an den Rotorscheiben 21,
26 jeweils eine umlaufende Ringnut 32, 37 aufweist.
Weiterhin zu erkennen ist, dass das Rotorbauteil 31 einen um laufenden sich radial erstreckenden Scheibenabschnitt 40 auf weist.
Die Kopplung zwischen dem Rotorbauteil 31 und der ersten Ro torscheibe 21 befindet sich unmittelbar radial außerhalb des ersten Ringvorsprungs 23.
Die Fig. 5 zeigt das Rotorbauteil 31 in perspektivischer An sicht. Zu erkennen ist wiederum die umlaufende erste Ringnut 32 mit dem sich auf der zur Rotorachse weisenden Seite ange ordneten Stützabschnitte. Der sich am einem axialen Ende un mittelbar benachbart zur zweiten Rotorscheibe 26 radial er streckende Scheibenabschnitt 40 ist analog wie zuvor ausge führt .
Im Gegensatz zur vorherigen Ausführung ist in diesem Fall vorgesehen, dass das Rotorbauteil an der radial außen liegen den Flanke der ersten Ringnut 32 auf der zur Rotorachse wei senden Seite einen umlaufenden Ringabsatz 35 aufweist. Dieser 35 wird mehrfach unterbrochen durch jeweils im Umfang ver teilt angeordnete zweite Ausnehmungen 34. Die Fig. 6 zeigt hierzu die erste Rotorscheibe 21 in perspek tivischer Ansicht. Zu erkennen ist der umlaufende Ringvor sprung 23 sowie die Schaufelhaltenuten 02. Zur Realisierung der Kopplung weist die erste Rotorscheibe 21 auf der radial außen liegenden Seite am ersten Ringvorsprung 23 die zu den zweiten Ausnehmungen 34 komplementäre erste Eingriffsabsätze 25.

Claims

Patentansprüche
1. Rotor, insbesondere einer Gasturbine,
mit einer ersten Rotorscheibe (01, 21), welche (01, 21) am Umfang verteilt eine Mehrzahl die erste Rotorscheibe (01, 21) axial durchdringender Schaufelhaltenuten (02,
22) zur Aufnahme von Laufschaufein und radial unterhalb der Schaufelhaltenuten (02, 22) einen sich axial erstre ckenden umlaufenden ersten Ringvorsprung (03, 23) auf weist, und
mit einer an der ersten Rotorscheibe (01, 21) befestig ten zweiten Rotorscheibe (06, 26), welche (06, 26) am Umfang verteilt eine Mehrzahl die zweite Rotorscheibe (06, 26) axial durchdringender Schaufelhaltenuten zur Aufnahme von Laufschaufein und radial unterhalb der Schaufelhaltenuten einen sich axial zum ersten Ringvor sprung (03, 23) erstreckenden umlaufenden zweiten Ring vorsprung (08, 28) aufweist, und
mit einem zwischen den Rotorscheiben (01,06, 21,26) an geordneten umlaufenden Rotorbauteil (11, 31), welches (11, 31) einen auf der zur Rotorachse weisenden Seite am ersten Ringvorsprung (03, 23) zur Anlage kommenden ers ten Stützabschnitt (13) und einen auf der zur Rotorachse weisenden Seite am zweiten Ringvorsprung (08, 28) zur Anlage kommenden zweiten Stützabschnitt (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Rotorscheibe (01) radial außerhalb und/oder auf der radial nach außen weisenden Seite des ersten Ringvorsprunges (03) zumindest zwei am Umfang verteilt angeordnete erste Ausnehmungen und das Rotor bauteil (11) jeweils in den ersten Ausnehmungen eingrei fende zweite Eingriffsabsätze (15) aufweist; und/oder dass das Rotorbauteil (11, 31) radial außerhalb und/oder auf der radial nach außen weisenden Seite des ersten Ringvorsprunges (03, 23) zumindest zwei am Umfang ver teilt angeordnete zweite Ausnehmungen (14, 34) und die erste Rotorscheibe (01, 21) jeweils in den zweiten Aus nehmungen (14, 34) eingreifende erste Eingriffsabsätze (05, 25) aufweist.
2. Rotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rotorbauteil (11, 31) eine sich axial öffnende den ersten Ringvorsprung (03, 23) umschließende erste Ringnut (12, 32) und/oder eine sich axial öffnende den zweiten Ringvorsprung (08, 28) umschließende zweite Ringnut (17, 37) aufweist.
3. Rotor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine radial äußere Flanke der ersten Ringnut (12, 32) am ersten Ringvorsprung (03, 23) und/oder eine radi al äußere Flanke der zweiten Ringnut (17, 37) am zweiten Ringvorsprung (08, 28) anliegt.
4. Rotor nach einer der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass beidseitig der Ausnehmungen sich axial und ab schnittsweise in Umfangsrichtung erstreckende Vorsprün ge, insbesondere Eingriffsabsätze (05) angeordnet sind; und/oder
dass die Ausnehmungen (34) in einem umlaufenden Ringab satz (35) angeordnet sind.
5. Rotor nach einer der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der ersten Rotorscheibe (01) die ersten Ein griffsabsätze (05) jeweils in Umfangsrichtung, insbeson dere mittig, zwischen zwei Schaufelhaltenuten (02) ange ordnet sind; und/oder
dass an der ersten Rotorscheibe (01) die ersten Ausneh mungen jeweils in Verlängerung der Schaufelhaltenuten (02) angeordnet sind.
6. Rotor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der ersten Eingriffsabsätze (05) in Um fangsrichtung jeweils kleiner oder gleich dem kleinsten Abstand zwischen zwei Schaufelhaltenuten (02) ist.
7. Rotor nach einer der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der ersten Rotorscheibe (21) die ersten Ein griffsabsätze (25) auf der radial nach außen weisenden Seite des Ringvorsprungs (23) beabstandet vom axial freien Ende des Ringvorsprungs (23) angeordnet sind.
8. Rotor nach einer der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Rotorbauteil (11, 31) an zumindest einem axia len Ende einen sich radial erstreckenden Scheibenab schnitt (20, 40) aufweist, welcher (20, 40) die Schau- felhaltenuten (02, 22) einer Rotorscheibe (01, 26) zu mindest abschnittsweise abdeckt.
9. Rotor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Scheibenabschnitt (20, 40) einen ersten Bereich mit einer ersten Materialstärke und radial außerhalb des ersten Bereichs einen zweiten Bereich mit einer zur ers ten Materialstärke zumindest 2-fachen Materialstärke aufweist, wobei insbesondere der zweite Bereich durch eine Aufdickung (19) auf der von der unmittelbar benach barten Rotorscheibe (01, 26) wegweisenden Seite gebildet wird .
10. Rotor nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Eingriffsabsätze (15) und/oder die Ausnehmungen (14) im zweiten Bereich angeordnet sind.
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