DE1115992B - Sicherung gegen axiale Verschiebung von Laufschaufeln mit Tannenbaumfuss an Gasturbinen - Google Patents

Description

• Sicherung gegen axiale Verschiebung von Laufschaufeln mit Tannenbaumfuß an Gasturbinen Es ist bekannt, in entsprechende Nuten der Laufradscheibe eingesetzte Laufschaufeln, beispielsweise solche mit Tannenbaumfuß, an einer axialen Verschiebung durch in Spalte oder Schlitze, vorzugsweise im Nutengrund eingelegte Haltebleche zu hindern. In den meisten Fällen sind die Haltebleche so gestaltet, daß ein Herausschieben bzw. Verschieben der Schaufeln nach beiden Seiten unmöglich ist.
• So ist eine Verriegelung bekannt, die aus zwei im Bereich ihrer Auflage in entsprechenden Ausnehmungen der Laufradscheibe übereinandergelegten und verlöteten bzw. verschweißten Metallstreifen besteht. Nach Einschieben der Schaufel werden die überstehenden Enden des Haltegliedes nach oben bzw. unten abgebogen, so daß je einer der Lappen an den Stirnflächen der Scheibe und des Schaufelfußes anliege. Die Herstellung dieses Haltegliedes erfordert den Einsatz besonderer Vorrichtungen. Besonders nachteilig ist, daß sich die Teile schon bei der Herstellung verziehen können und somit unbrauchbar werden. Die gesamte Dicke eines solchen Haltegliedes erfordert einen großen Spalt zwischen dem Ende des Tannenbaumfußes und dem Nutengrund.
• Weiterhin ist ein Halteglied bekannt, dessen überstehende Lappen ein- oder zweimal geschlitzt sind. Es ist auch bekannt, zwei oder drei schmale Streifen nebeneinander einzulegen. Die Enden beider Haltegliedarten werden nach dem Einschieben abwechselnd (gegeneinander versetzt) nach oben und unten abgebogen. Diese Halterung hat den Nachteil, daß die zu verwendenden Metallstreifen besonders breit sein müssen, um zu gewährleisten, daß die abgebogenen Lappen den auftretenden axialen Kräften standhalten, ohne sich aufzubiegen. Bei den meisten Schaufelfußkonstruktionen ist aber der untere Fußteil und somit auch der Nutengrund so schmal; daß diese Halteglieder nicht verwendet werden können. Ein weiterer Mangel der nach unten abgebogenen Haltegliedenden besteht darin, daß sie der Fliehkraftwirkung unterliegen und sich demzufolge aufbiegen können.
• Es ist ferner bekannt, einen im Nutengrund eingelegten Blechstreifen auf einer Seite hakenförmig abzubiegen, wobei einmal der Radius der hakenförmigen Abbiegung in einer Aussparung des Schaufelfußes und auf der anderen Seite in einer Aussparung der Läuferscheibe eingelassen ist. Die Enden des hakenförmig abgebogenen Blechstreifens berühren jeweils das der hakenförmigen Abbiegung gegenüberliegende Bauteil. Diese Art der Verriegelung ist insbesondere bei hohen Axialkräften ungünstig, weil sich die Haken aufbiegen können.
• Alle genannten Verriegelungsarten haben außerdem die Eigenschaft, daß sich die abgebogenen Enden der Haltebleche durch kurze axiale Stöße und Schwingungen aufbiegen können und somit als einziges Mittel zur axialen Fixierung keine Gewähr einer sicheren axialen Verriegelung bieten.
• Es ist daher ein im Querschnitt dreieckiges Halteglied bekannt, das im Mittelteil einen in eine jeweils nur auf einer Seite der Schaufelfußplatte angebrachte Aussparung eingreifenden aufwärts gerichteten Zapfen besitzt. Beide Enden des auf der Oberfläche der Laufradscheibe flach aufliegenden Haltegliedes sind nach unten abgekantet und bilden am Scheibenkörper einen Anschlag. Die beiden schrägen Flächen des Haltegliedes liegen an den der Scheibe zugewandten schrägen Flächen der Schaufelfußplatten an. Obwohl mit dieser Verriegelung eine gegenüber den anderen bekannten Haltegliedern gute und genaue axiale Fixierung erreicht wird, ist doch der Aufwand bezüglich der Herstellung der Halteglieder außerordentlich groß. Außerdem ist eine besonders konstruktive Auslegung der Schaufelfußplatte erforderlich. Ein weiterer Nachteil ist, daß zum Auswechseln einer Schaufel alle Schaufeln des Leitrades herausgenommen werden müssen, weil infolge der Halteglieder die Schaufeln einen geschlossenen Kranz bilden. Dieser Mangel haftet auch jenen Haltegliedern an, die in eine Umfangsnut am äußeren Umfang der Laufradscheibe oder in einzelne Ausnehmungen zwischen den Tannenbaumnuten eingelegt sind und in Ausnehmungen der Schaufelfußplatten eingreifen. Letztere ermöglichen zwar eher das Auswechseln einzelner Schaufeln, jedoch nur, wenn die zur Halterung der Halteglieder eingeschlagenen Kerb- oder Paßstifte durch die Fliehkraftbeanspruchung nicht bereits so verformt sind, daß ein Herausziehen oder -schlagen unmöglich ist.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung aller genannten Nachteile die Schaufeln mittels einfacher Metallstreifen im Nutengrund und zusätzlicher Verriegelung an der Schaufelfußplatte so in ihrer Lage zu fixieren, daß bei einem nur geringen technischen Aufwand für die Herstellung der Sicherungselemente sowie bei einfacher Montage und Demontage die Gewähr einer zuverlässigen Fixierung der Schaufeln gegeben ist.
• Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß jeweils mehr als zwei Schaufeln an ihrer Fußplatte durch in Ausnehmungen eingreifende Zapfen miteinander verbunden sind und daß die überstehenden Enden jedes Metallstreifens an einer Stirnseite des Laufrades nach außen und an der anderen Stirnseite nach innen abgebogen sind, wobei die Abbiegerichtung der Enden der Metallstreifen an aufeinanderfolgenden Schaufeln wechselt.
• In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
• Die Figur zeigt im Ausschnitt einen Teil einer Turbinenscheibe 1 mit den eingeschobenen Turbinenschaufeln 2, 3, 4, 5, 6, 7 mit den Tannenbaumfüßen 8, 9,10,11,12, 13 und den Schaufelfußplatten 14, 15, 16, 17, 18, 19. Im Ausführungsbeispiel sind jeweils die Schaufeln 2, 3, 4 und 5, 6, 7 gleichzeitig eingeschoben. In den Schaufelfußplatten 14,15 und 17,18 sind Ausnehmungen 20, 21 und 22, 23 angeordnet, in die vorstehende Zapfen 24, 25 und 26, 27 an den Schaufelfußplatten 15,16 und 18,19 eingreifen. Bei Befestigung einer Schaufel in der Tannenbaumnut wären bei der in der Figur gezeigten Anordnung die anderen durch die in die Ausnehmungen eingreifenden Zapfen ebenfalls axial fixiert. Da jedoch ein Halteglied nicht genügend Sicherheit bietet, ist zwischen den Schaufelfußenden und den Grund der Tannenbaumnuten je ein Metallstreifen 28 flach eingelegt, deren überstehende Lappen 29, 31, 33 nach unten und 30, 32, 34 nach oben bis zur Anlage an den Stirnflächen abgebogen sind. Auf der nicht aus der Figur ersichtlichen gegenüberliegenden Stirnseite der Turbinenscheibe 1 sind die Enden der Halteglieder 28 in entgegengesetzter Richtung abgebogen.
• Nach der Erfindung ist es ebenfalls möglich, mehr als drei Schaufelfußplatten miteinander zu verbinden und gemeinsam in die Nuten einzuschieben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Sicherung gegen axiale Verschiebung von Laufschaufeln mit Tannenbaumfuß an Gasturbinen unter Verwendung je eines am Nutengrund jedes Schaufelfußes eingelegten Metallstreifens, dessen überstehende Enden an den Stirnseiten des Laufrades in verschiedene Richtung abgebogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehr als zwei Schaufeln (2) an ihrer Fußplatte (14, 15, 16) durch in Ausnehmungen (20, 21) eingreifende Zapfen (24, 25) miteinander verbunden sind und daß die überstehenden Enden (29, 30, 31) jedes Metallstreifens (28) an einer Stirnseite des Laufrades radial nach außen und an der anderen Stirnseite nach innen abgebogen sind, wobei die Abbiegerichtung der Enden (29, 30, 31) der Metallstreifen (28) an aufeinanderfolgenden Schaufeln wechselt. In. Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 954 466, 951871, 925 026, 889160; deutsche Auslegeschrift Nr. 1051286; schweizerische Patentschrift Nr. 324 304; britische Patentschrift Nr. 808 258; USA: Patentschrift Nr. 2 786 648.