JP2017527745A

JP2017527745A - 少なくとも１つの密閉プレートを有するホイールディスク

Info

Publication number: JP2017527745A
Application number: JP2016551167A
Authority: JP
Inventors: サッシャ・デュンクス; ハラルト・ヘル; ケヴィン・カンプカ; カルステン・コルク; マルク・ランゲ; ペーター・シュレーダー; ヴァチェスラフ・ファイツマン
Original assignee: シーメンスアクティエンゲゼルシャフト
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2017-09-21
Also published as: US20170191371A1; WO2015158542A1; EP2933436A1; EP3077627A1; CN106232942A; CN106232942B; EP3077627B1

Abstract

本発明は、ホイールディスク（１）に関し、このホイールディスクは、ホイールディスクの周方向で移動可能な態様でホイールディスク（１）に固定された少なくとも１つの密閉金属シート（２）と、正確に組み立てた状態で、ホイールディスクの周方向における変位に抗して、少なくとも１つの密閉金属シート（２）を固定するように設計された少なくとも１つの固定デバイス（６）と、を有する。固定デバイス（６）は、密閉金属シート（２）に螺着され、密閉金属シートを通って延在するネジ（７）と、ホイールディスク（１）に設けられ、正確に組み立てた状態で、ネジ（７）の自由端部を受ける窪み部（８）と、を有し、この窪み部の壁は、周方向でのネジ（７）の運動を制限する。

Description

本発明は、ホイールディスクの周方向に変位され得るようにホイールディスクに留められた少なくとも１つの密閉プレートと、ホイールディスクの周方向における変位に抗して正確に取り付けた状態に少なくとも１つの密閉プレートを固定するように設計された少なくとも１つの固定デバイスと、を有するホイールディスクに関する。

このタイプのホイールディスクは、従来技術において公知である。これらホイールディスクは、例えば、ガスタービンロータなどのようなロータの構成部材を形成する。通常、複数の密閉プレートは、これら密閉プレートがホイールディスクの周方向で変位され得るようにホイールディスクに配設されている。このため、密閉プレートは、例えば径方向内側を向く縁部を用いて、ホイールディスクに設けられた周方向溝部内に挿入され得る。密閉プレートが目的通りに機能することを保証するため、個別の密閉プレートを周方向における変位に抗して固定する必要があり、この目的のために、対応する固定デバイスを使用する。固定デバイスは、例えば、密閉プレートに設けられた貫通孔を通して延在するネジと、ホイールディスクに設けられたネジ山付孔と、によって形成され得、このネジ山付孔内には、ネジが正確に取り付けた状態で螺着される。しかしながら、このように設計された固定デバイスに問題が生じる、すなわち、ホイールディスクに設けられたネジ山付孔に関連するノッチ効果が問題を引き起こし得る。さらに、整備中に、ネジは、しばしば、もはや螺着解除されず、これは、費用のかかる結合のドリルアウト(drilling-out)を伴う。

そこに配設された密閉プレートを有する他のホイールディスクは、特許文献１〜７に開示されている。

特開昭５８−３５２０３号公報米国特許出願公開第５０３００６３号明細書米国特許出願公開第５２６３８２３号明細書米国特許出願公開第５２７７５４８号明細書独国特許出願公開第１９２８１８４号明細書欧州特許出願公開第１８４０３３８号明細書欧州特許出願公開第２５１８２７１号明細書

この従来技術に基づいて、本発明の目的は、最初で述べたタイプのホイールディスクであって、ホイールディスクの剛性に若干のみ影響を与え、整備中に容易に交換され得る代替の固定デバイスを有する、ホイールディスクを提供することである。

この目的を達成するために、本発明は、最初で述べたタイプのホイールディスクを提供し、このホイールディスクでは、固定デバイスが、密閉プレートに螺着され、密閉プレートを通って延在するネジと、ホイールディスクに設けられ、正確に取り付けた状態でネジの自由端部を受ける陥凹部と、を有し、陥凹部の壁部が、周方向におけるネジの運動を制限すること、を特徴とする。

本発明によれば、ネジがホイールディスクではなく密閉プレートに螺着されることにより、密閉部材よりもずっと高価な構成部材であるホイールディスクは、ネジ山によって引き起こされるノッチ効果による影響を受けることが防止される。さらに、密閉プレートに螺着されるネジは、たとえ螺着接続を解放できない場合であっても、整備中にホイールディスクを損傷させることなく比較的単純に取り外され得る。

陥凹部は、好ましくは、ホイールディスク内で周方向に対する横方向に延在するスロットとして設計されている。製造に関する許容誤差、熱膨張などは、対応して容易に補償され得る。

本発明によれば、ネジは、内ネジが設けられたスリーブ内に螺着され、このスリーブは、密閉プレートに設けられた貫通孔内で回転不能に保持される。このようなスリーブは、整備中に単純に交換され得るという利点を有する。同様に、ネジを正確に留めることは、密閉プレートの厚さが薄い場合であっても、このようなスリーブによって保証され得る。

スリーブは、好ましくは、少なくとも１つの径方向外側に突出する突起を有し、この突起は、スリーブを貫通孔内に挿入している間に、貫通孔から延在する対応する凹所内に導入される。追加的に容易に取り付けられ得る構造が単純な抗回転デバイスは、このように得られる。

貫通孔の凹所は、有利には、密閉プレートのうち正確に取り付けられた状態でホイールディスクに設けられた陥凹部を向く側からアクセス可能である。すなわち、スリーブは、有利には、密閉プレートの後方から取り付けられ、そのため、スリーブは、ネジを螺着させると密閉プレートに自動的に固定される。

保持手段は、有利には、設けられており、この保持手段は、正確に取り付けた状態でネジを密閉プレートに固定する。このようにして、ネジは、ホイールディスクの正確な動作中に、意図せず解放されることを防止され得る。

本発明の一形態によれば、保持手段は、径方向外側に突出する固定突起が設けられた固定リングを有し、これら固定突起は、正確に取り付けた状態で、ネジに及び密閉プレートに対応して形成された受容陥凹部内に係合し、それにより、ネジ及び固定リング双方の回転は、防止される。受容陥凹部は、例えば、各場合において、軸方向に延在し、それにより、固定突起は、ネジを締結した後に受容陥凹部内に曲げられ得る。

ネジは、有利には、その自由端部において丸められるように設計されており、ネジは、この自由端部を用いて、正確に取り付けた状態で、ホイールディスクの陥凹部内に係合する。したがって、ネジによるホイールディスクへの損傷を防止し得る。

本発明の一形態によれば、少なくとも１つの密閉プレートは、ホイールディスクに形状嵌めされている。少なくとも１つの密閉プレートは、好ましくは、ビードの態様で設計されかつ対応して設計されたアンダーカット加工されたホイールディスクの受容溝部内に受けられる縁部領域を有し得る。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の一実施形態にかかるホイールディスクの以下の説明を用いて、そして、添付の図面を参照して、明らかになる。

本発明の一実施形態にかかるホイールディスクのある領域を示す横方向断面斜視図であって、この領域でホイールディスクに密閉プレートを保持させている、横方向断面斜視図である。図１に示すホイールディスクを示す前方斜視図である。図１に示す密閉プレートを示す後方斜視図である。図１及び図３に示すスリーブを示す斜視図である。図１及び図３に示す保持手段を示す斜視図である。図１及び図３に示すネジを示す斜視図である。図１及び図３に示す密閉プレートを示す前方斜視図である。密閉プレートのうち図７の参照符号ＶＩＩＩで符号付けされた部分を示す拡大図である。図８に示す密閉プレート部分を示す後方斜視図である。

図１から図９は、本発明の一実施形態にかかるホイールディスク１またはホイールディスクの構成部材を示す。ホイールディスク１は、複数の密閉プレート２を備えており、これら密閉プレートは、周方向で変位され得るように上記ホイールディスク１に留められている。密閉プレート２の径方向内側を向く縁部には、このために、ビード３が設けられており、このビードは、アンダーカット加工された受容溝部４内に受けられており、ビードは、周方向で変位され得、受容溝部４は、一方では、ホイールディスク１によって、他方では、この場合においてＬ字状横断面を有しかつホイールディスク１に留められたロック片５によって、形成されている。この点において、ビード３及び受容溝部４が形状嵌めの一例のみを示していること、及び、原則的に、密閉プレート２をホイールディスク１に留めるための他の形状嵌めも使用し得ること、を指摘する。密閉プレート２が正確に取り付けた状態で周方向に変位できることを防止するために、密閉プレート２それぞれには、少なくとも１つの固定デバイス６が設けられており、この固定デバイスは、別個の構成部材として、ネジ７、ホイールディスク１に設けられた陥凹部８、スリーブ９及び固定リング１０を有する。

ネジ７は、ネジ頭部１１及びネジシャフト１２を備える。アレンキーソケット１３は、公知の態様で、ネジ頭部１１の中心に配設されている。

４つの受容陥凹部１４は、ネジ頭部１１の周囲に沿って均等に分布されており、ネジ頭部１１を通って軸方向に延在する。ネジシャフト１２には、外ネジ１５が設けられており、ネジシャフトは、その自由端部において丸められるように設計されている。

ホイールディスク１の陥凹部８は、以下で詳述するように、ネジ７を受けるように機能し、対応する寸法を有する。陥凹部は、周方向に対して横方向に延在するスロットとして設計されている。

スリーブ９には、内ネジ１６が設けられており、この内ネジは、ネジ７の外ネジ１５に適合する。スリーブ９は、正確な状態で密閉プレート２の貫通孔１７内に挿入され、その後方自由端部と、径方向外側に突出する突起１８と、を備え、この突起は、スリーブ９を貫通孔１７内に押し込む間に、対応する凹所１９内に導入され、この凹所１９は、貫通孔１７から延在し、密閉プレート２のうち陥凹部８を向く側からアクセスされ得る。

固定リング１０には、外周に沿って均等に分布された４つの径方向外側に突出する固定突起２０が設けられており、これら固定突起２０の寸法は、一方では、固定突起がネジ７の受容陥凹部１４内に、他方では、受容陥凹部２１内に、受けられ得るように選択され、これら受容陥凹部２１は、貫通孔１７の相互に反対側において密閉プレート２の前側に配設されている。

密閉プレート２をホイールディスク１に取り付けるために、第１ステップにおいて、ビード３は、ホイールディスク１上の正確な位置に配設し、それにより、密閉プレート２の貫通孔及びホイールディスクの陥凹部８を互いに面一に配設し、すると、ロック片５は、ホイールディスク１上に位置付けられて留められる。ビード３は、ここでは、アンダーカット加工された受容溝部４内に受けられており、そのため、ビードは、周方向で変位し得る。

密閉プレート２が周方向で変位することを防止するために、ここで、スリーブ９は、密閉プレート２の後側から関連する貫通孔１７内に押し込まれ、このため、スリーブ９の突起１８は、密閉プレート２の凹所１９内に導入され、そのため、スリーブ９は、もはや貫通孔１７内で回転しない。さらなるステップにおいて、固定リング１０は、ネジ７のネジシャフト１２に押し付けられ、すると、ネジシャフトは、スリーブ９内に螺着され、それにより、ネジシャフト１２の自由端部は、ホイールディスク１に設けられた陥凹部８内に受けられる。ネジ７を締結した後、固定リング１０の相互に反対側にある固定突起２０は、ここでは、ネジ７の受容陥凹部１４内へ前方に曲げられる。固定リング１０の他の２つの固定突起２０は、密閉プレート２の関連する受容陥凹部２１内へ後方に曲げられる。これにより、ネジ７は、密閉プレート２に係留されて、かつ、ホイールディスク１の陥凹部８内に係合する。周方向におけるネジ７の、ひいては密閉プレート２の運動は、陥凹部８の対応する壁部によって対応して制限されるまたは防止される。

本発明にかかる固定デバイス６に関係する本質的な利点は、比較的高価な構成部材を形成するホイールディスク１がノッチ効果によって多少なりとも影響を受けないことにある。さらに、固定デバイス６は、保守作業の一部として問題のない態様で解放され得るまたは交換され得る。陥凹部８をスロットとして設計したことにより、密閉プレート２の製造許容誤差及び温度ムーブメントは、補償され得る。非常に単純かつ効果でない構造を全体として得る。

好ましい例示的な実施形態を用いて本発明を例示して説明したが、本発明は、開示した例に限定されず、他の変形例は、本発明の保護の範囲から逸脱することなく、当業者によって導かれ得る。

１ホイールディスク、２密閉プレート、４受容溝部（アンダーカット受容溝部）、６固定デバイス、７ネジ、８陥凹部、９スリーブ、１０固定リング、１４受容陥凹部、１６内ネジ、１７貫通孔、１８突起、１９凹所、２０固定突起、２１受容陥凹部

Claims

ホイールディスク（１）であって、
当該ホイールディスクの周方向で変位できるように当該ホイールディスク（１）に留められた少なくとも１つの密閉プレート（２）と、
当該ホイールディスク（１）の周方向における変位に抗して、正確に取り付けた状態で、少なくとも１つの前記密閉プレート（２）を固定するように設計された、少なくとも１つの固定デバイス（６）と、
を有し、
前記固定デバイス（６）が、前記密閉プレート（２）に螺着されかつ前記密閉プレートを通って延在するネジ（７）と、当該ホイールディスク（１）に設けられ、正確に取り付けた状態で前記ネジ（７）の自由端部を受ける陥凹部（８）と、を有し、
前記陥凹部の壁部が、周方向における前記ネジ（７）の運動を制限し、
前記ネジ（７）が、内ネジ（１６）が設けられたスリーブ（９）内に螺着され、
前記スリーブが、前記密閉プレート（２）に設けられた貫通孔（１７）内に回転不能に保持されていることを特徴とするホイールディスク。
前記陥凹部（８）が、前記周方向に対して横方向に延在するスロットとして設計されていることを特徴とする請求項１に記載のホイールディスク。
前記スリーブ（９）が、少なくとも１つの径方向外側に突出した突起（１８）を有し、
前記突起が、前記スリーブ（９）を前記貫通孔（１７）内に挿入する間に、前記貫通孔（１７）から延在する対応する凹所（１９）内に導入されることを特徴とする請求項１または２に記載のホイールディスク。
前記貫通孔（１７）の前記凹所（１９）が、有利には、前記密閉プレート（２）のうち正確に取り付けた状態で当該ホイールディスク（１）に設けられた前記陥凹部（８）を向く面からアクセス可能であることを特徴とする請求項３に記載のホイールディスク。
正確に取り付けられた状態で前記密閉プレート（２）に前記ネジ（７）を固定する保持手段が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のホイールディスク。
前記保持手段が、径方向外側に突出する固定突起（２０）が設けられた固定リング（１０）を有し、
前記固定突起が、正確に取り付けた状態で、前記ネジ（７）に及び前記密閉プレート（２）に対応して形成された受容陥凹部（１４、２１）内に係合し、それにより、前記ネジ（７）及び前記固定リング（１０）双方の回転を防止することを特徴とする請求項５に記載のホイールディスク。
前記ネジ（７）が、当該ネジの自由端部において丸められるように設計されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のホイールディスク。
少なくとも１つの前記密閉プレート（２）が、当該ホイールディスク（１）に形状嵌めされていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のホイールディスク。
少なくとも１つの前記密閉プレート（２）が、ビードの形態に設計されかつ当該ホイールディスク（１）の対応して設計されたアンダーカット受容溝部（４）内に受けられる縁部領域を有することを特徴とする請求項７に記載のホイールディスク。