[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung von Turboschaufeln am Umfang
eines Rotors, bei dem am Außenumfang des Rotors eine nach außen hin sich erweiterende
Tragleiste angeformt ist, die beidseitig von Halteflanschen der Turboschaufeln umklammert
ist.
[0002] Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus DE-OS 19 57 614 bekannt geworden,
bei der die der Außenumfang des Rotors bzw. der Rotorscheibe selber als Tragleiste
ausgeformt ist. Bei dieser Anordnung werden die Halteflansche mit der Tragleiste verschweißt,
und bilden so ein integrales Bauteil.
[0003] Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zu schaffen,
welche die Vorteile der vorbekannten Anordnung, nämlich die Abschirmung des Rotors
vom Heißgasstrom, aufweist und gleichzeitig einfach montierbar ist. Ferner soll auch
bei Beschädigung einzelner Schaufeln ein Auswechseln schnell durchführbar sein.
[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Tragleiste aus gleich
langen alternierend angeordneten Tragabschnitten mit beidseitig angeformtem Tragwulsten
und Zwischenabschnitten ohne Tragwulsten besteht, und die Halteflansche die Breite
der Tragabschnitte aufweist.
[0005] Die Anordnung hat den Vorteil, daß bei gleichzeitig schneller Montierbarkeit und
Heißgasabschirmung des Rotors eine rotationsymetrische Kontur erzielbar ist, und somit
keine ungünstigen Spannungskonzentrationen an einigen Punkten im Rotoraußenbereich
auftreten. Somit läßt sich die Gesamtkonstruktion spannungsgünstig auslegen und unnötige,
gewichtserhöhende Verstärkungen vermeiden.
[0006] Vorzugsweise sind die Halteflansche radial unter jeder Turboschaufel angeordnet,
und weisen eine derartige Breite und Wandstärke auf, daß die im Betrieb auftretenden
Fliehkräfte mit der nötigen Sicherheit aufgenommen werden können.
[0007] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß mindestens an einer
Stelle des Umfangs ein Mittel zur Arretierung der Turboschaufeln in Umfangsrichtung
angebracht ist. Dieses ist vorzugsweise als in mindestens einem Zwischenabschnitt
eingepaßtes axial fixierbares Arretierfüllstück ausgebildet. Es können auch an mehreren
gleich verteilten Stellen des Umfangs derartige Mittel zur Arretierung angebracht
sein. Beidseitig der Zwischenabschnitte sind vorteilhafterweise Füllstücke zur Erzielung
einer günstigen Strömungskontur eingesetzt, die keine tragende Funktion übernehmen.
[0008] Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß mehrere, mindestens
jedoch zwei Turboschaufeln mit Halteflanschen ein integrales Bauteil bilden. Dabei
ist es zweckmäßig, die Zuordnung von Halteflanschen und Turboschaufeln genau wie bei
Einzelschaufeln auszubilden. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß der Montageaufwand
ver ringert ist, und die Möglichkeit der Abstützung bei Werkstoffversagen in einzelnen
Halteflanschen besteht. Weiterhin vorteilhaft ist es, daß auf beiden Seiten der Tragleiste
die Halteflansche über Verbindungsstege miteinander verbunden sind. Das ermöglicht
eine Fixierung der Füllstücke, die in den Zwischenabschnitten angeordnet sind. Ferner
kann über diese Verbindungsstege die axiale Fixierung des Arretierfüllstückes erfolgen.
[0009] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Axialteilschnitt durch eine Rotorschaufelbefestigung,
Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 in Draufsicht,
Fig. 3 eine Tragleiste im Querschnitt,
Fig. 4 die Tragleiste in Draufsicht,
Fig. 5 einen Schnitt im Umfangsrichtung durch die Befestigungsanordnung,
Fig. 6a einen Teilquerschnitt durch die Befestigungsanordnung,
Fig. 6b einen anderen Teilquerschnitt durch die Befestigungsanordnung,
Fig. 7 einen weiteren Querschnitt durch die Vorrichtung zwischen zwei Halteflanschen,
Fig. 8 einen Schnitt analog Fig. 5 mit Außenelementen gemäß Fig. 7
Fig. 9 eine alternative Ausführungsform im Querschnitt,
Fig. 10 die Ausführungsform gemäß Fig. 9 in Draufsicht.
[0010] In Fig. 1 ist ein Axialteilschnitt bzw. Querschnitt durch eine Befestigungsanordnung
gezeigt, mittels der am Umfang eines Rotors 1 vorgesehene Turboschaufeln 2 befestigt
werden. Die Befestigung erfolgt dadurch, daß am Außenumfang des Rotors 1 eine sich
im Umfangsrichtung erstreckende Tragleiste 3 angeformt ist, die von an den Turboschaufeln
2 angeformten Halteflanschen 4a,b umklammert sind. Die Tragleiste 3 ist in den Figuren
3 und 4 näher dargestellt. In der Draufsicht gemäß Figur 4 ist zu erkennen, daß die
Tragleiste 3 aus gleich langen alternierend angeordneten Tragabschnitten 5 und dazwischen
angeordneten Zwischenabschnitten 6 aufgebaut ist. In Fig. 3 ist die Tragleiste 3
in Höhe eines Zwischenabschnittes 6 geschnitten dargestellt, und es ist zu erkennen,
daß die Tragabschnitte 5 aus beidseitig an der Tragleiste 3 angeformten Tragwulsten
7 bestehen.
[0011] In Fig. 2 ist in Draufsicht ein aus zwei Turboschaufeln 2 bestehendes integrales
Bauteil 8 dargestellt, bei dem die beiden Turboschaufeln 2, die durch Halteflanschen
4a,b getragen werden, auf einer Plattform 9 stehen, die sich über zwei Teilungen der
Beschaufelung erstreckt. Die unter der Plattform 9 liegende Tragleiste 3 ist dabei
gestrichelt angedeutet.
[0012] Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Tragleiste 3, wobei die Außenkontur der
Plattform 9 (Fig. 4) zusammen mit den Turboschaufeln 2 angedeutet ist. Im Bereich
der Tragabschnitte 5 ist die Tragleiste 3 von den Halteflanschen 4a,b umgeben, während
im Bereich der Zwischenabschnitte 6 Arretierfüllstücke 10 eingesetzt sind, die ein
Verschieben mit der Plattform 9 verbundenen Halteflanschen 4a,b in Umfangsrichtung
verhindern. Diese Arretierfüllstücke 10 müssen nicht in jedem Zwischenabschnitt 6
angebracht sein, es kann ausreichend sein, diese nur in einem einzeigen Zwischenabschnitt
6 anzuordnen. In den anderen Zwischenabschnitten werden einfache Füllstücke 11 oder
integral mit der Plattform verbundene Formelemente 16 (Fig. 7) an den Außenenden
der Bauteile zur Erzielung einer günstigen Strömungskontur eingesetzt.
[0013] Die Figuren 6a und 6b zeigen zwei Schnitte gemäß den Linien A-B aus Figur 5. In Figur
6a ist dabei die Form eines Arretierfüllstückes 10 im Querschnitt zu sehen, an dem
radial innen Haltebügel 12 angeformt sind, die Stützleisten 13 umgreifen. Diese Stützleisten
13 sind, wie in Figur 6b dargestellt, am Schaufelfußbereich 14 der Turboschaufeln
2 nach radial innen weisend angeformt und dienen im Zusammenwirken mit den Haltelaschen
12 der Fixierung der Arretierfüllstücke 10 und der einfachen Füllstücke 11. Die Stützleiste
13 ist dabei vorzugsweise in ihrem radial inneren Bereich mit je zwei benachbarten
Halteflanschen 4a bzw. 4b rückenartig verbunden.
[0014] In Figur 7 und 8 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
bei der die beiden tangentialen Außenenden der Plattform 9 diagonal sich gegenüberliegend
als Verlängerungen 15, 16 der Halteflansche 4a bzw. 4b ausgebildet sind. In Figur
7 ist diese Verlängerung im Schnitt gemäß der Linie VII aus Figur 8 dargestellt, wobei
zu erkennen ist, daß diese einen Hohlraum 17 zur Gewichtsreduzierung aufweist.
[0015] In Figur 9 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die sich
von den oben beschriebenen durch die pilzförmige Form der Tragleiste 3a sowie die
Ausbildung einer lediglich dünnen Wandung 18 als Verbindung in Umfangsrichtung benachbarter
Halteflansche 4c unterscheidet. Um ein Verrutschen der Plattform 9 in Umfangsrichtung
gegenüber der Tragleiste 3a zu verhindern, ist ein radial eingesetzter Bolzen 19
vorgesehen.
[0016] In der Draufsicht dieser Ausführungsform in Figur 10 ist dargestellt, wie der Bolzen
19 zwischen zwei Turboschaufeln 2 eingesetzt ist. Ferner ist die Verbindung benachbarter
Halteflansche 4c durch die relativ dünnen Wandungen 18 erkennbar, wodurch eine im
Umfangsrichtung glatte Kontur des Schaufelfußes erzeugt wird.
1. Anordnung zur Befestigung von Turboschaufeln am Umfang eines Rotors, bei dem am
Außenumfang des Rotors eine nach außen hin sich erweiternde Tragleiste angeformt ist
die beidseitig von Halteflanschen der Turboschaufeln umklammert ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Tragleiste (3) aus gleich langen, alternierend angeordneten Tragabschnitten
(5) mit beidseitig angeoformten Tragwulsten (7) und Zwischenabschnitten (6) ohne
Tragwulsten besteht, und die Halteflansche (4a,b) die Breite der Tragabschnitte (5)
aufweisen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteflansche (4a,b)
radial unter jeder Turboschaufel (2) angeordnet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Halteflanschpaar
(4a,b) Mittel zur Arretierung der Turboschaufeln (2) in Umfangsrichtung angebracht
sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Arretierung
der Turboschaufeln (2) als in einem Zwischenabschnitt (6) eingepaßtes, axial fixierbares
Arretierfüllstück (10) ausgebildet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Außenenden unter
der Plattform (9), Füllstücke (11) zur Erzielung einer, in Umfangsrichtung, glatten
Strömungskontur eingesetzt sind.
6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Turboschaufeln
(2) mit Halteflanschen (4a,b) ein integrales Bauteil bilden.
7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Stützleisten (13) im Bereich
zwischen zwei benachbarten Halteflanschen (4a,b) an den Turboschaufeln (2) angebracht
sind.
8. Anordnung nach Anspruch 4, 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Füllstücken
(10,11) Haltelaschen (12) angebracht sind, die mit den Stützleisten (13) zu deren
Fixierung dienen.