(19)
(11) EP 2 569 514 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
02.04.2014  Patentblatt  2014/14

(21) Anmeldenummer: 11723334.6

(22) Anmeldetag:  11.05.2011
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F01D 5/30(2006.01)
F04D 29/32(2006.01)
F01D 9/04(2006.01)
(86) Internationale Anmeldenummer:
PCT/EP2011/057628
(87) Internationale Veröffentlichungsnummer:
WO 2011/141514 (17.11.2011 Gazette  2011/46)

(54)

BEFESTIGUNGSANORDNUNG FÜR SCHAUFELN VON AXIAL DURCHSTRÖMTEN TURBOMASCHINEN SOWIE VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINER SOLCHEN

Fastening assembly for blades of axial fluid flow turbo machines and procedure for producing the same

Dispositif de fixation pour pales de turbomachines pouvant s'écouler axialement et son procédé de fabrication


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(30) Priorität: 14.05.2010 EP 10005079

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
20.03.2013  Patentblatt  2013/12

(73) Patentinhaber: Siemens Aktiengesellschaft
80333 München (DE)

(72) Erfinder:
  • BULLINGER, Patrick
    90482 Nürnberg (DE)
  • LINK, Marco
    47057 Duisburg (DE)
  • SAVILIUS, Nicolas
    45359 Essen (DE)
  • SIEBER, Uwe
    45476 Mülheim an der Ruhr (DE)
  • WIGGER, Hubertus Michael
    50823 Köln (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A1- 1 860 280
US-A- 2 753 149
US-A- 4 778 342
GB-A- 2 406 144
US-A- 2 801 074
US-A- 4 836 749
   
       
    Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen).


    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Befestigungsanordnung.

    [0002] Bei der vorliegenden Erfindung geht es um die mechanische Anbindung von stationären oder rotierenden Schaufeln des Strömungspfads einer axial durchströmten Turbomaschine. Dabei handelt es sich um Leitschaufeln, die am Gehäuse oder an einem entsprechenden Leitschaufelträger befestigt sind oder um Laufschaufeln, die am Rotor der Turbomaschine angeordnet sind. Bei einem Statorsystem nach dem Stand der Technik werden Leitschaufeln eines Schaufelkranzes in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Nut montiert. Bei rotierenden Systemen ist es bekannt, dass Laufschaufeln in eine ihr jeweils zugehörige, in Axialrichtung verlaufende Nut eingeschoben sind. Beispielsweise ist aus der US 6,761,538 B2 eine federnde Befestigung von Laufschaufeln in einer Umfangsnut des Turbinenrotors bekannt, welche mit Hilfe eines sowohl längsgeschlitzten als auch quergeschlitzten rohrförmigen Federelements an die bekannte hammerförmige Verhakung angepresst werden.

    [0003] Aus der US 2,753,149 ist eine weitere Art der Befestigung von Verdichterlaufschaufeln an einer Rotorscheibe bekannt. Zur Verhinderung einer Bewegung der Verdichterlaufschaufel entlang ihrer Axialnut ist zwischen Nutgrund der Axialnut und Schaufelfußunterseite eine doppelköpfige Bolzenverbindung vorgesehen. Um dennoch eine geringförmige Bewegung der Verdichterlaufschaufel in der Haltenut zu ermöglichen, sitzt der Bolzen mit geringem Spiel in seiner Aufnahme. Im Betrieb neigen derartige Konstruktionen jedoch zu einem verschleißerzeugenden Schaufelklappern, insbesondere beim Start des Verdichters.

    [0004] Daneben ist aus der US 4,836,749 eine Befestigungsanordnung bekannt, bei der ein Schaft aus einem superelastischen Material zum Vorspannen eine Laufschaufel verwendet wird. Der an sich hohle Schaft wird mit einem bei geringer Temperatur schmelzenden Material und einem elektrischem Heizelement befüllt. Die durch den Stromfluss erzeugte Wärme führt dann zu radialen Dehnungen des Schafts, wodurch eine Anpresskraft erzeugt wird. Diese Anordnung ist jedoch aufwändig, störanfällig und mit Betriebskosten verbunden.

    [0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Befestigungsanordnung für Schaufeln von axial durchströmbaren Turbomaschinen anzugeben. Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, dazu entsprechende Herstellverfahren bereitzustellen.

    [0006] Die auf die Befestigungsanordnung gerichtete Aufgabe wird durch eine solche gelöst, die gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 ausgestaltet ist. Die auf das Herstellverfahren gerichtete Aufgabe wird sowohl mit einem Verfahren nach Anspruch 11 als auch mit einem Verfahren nach Anspruch 13 gelöst.

    [0007] Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung für Schaufeln von axial durchströmbaren Turbomaschinen umfasst einen Schaufelträger mit einer Mittelachse und einer dazu konzentrischen Mantelfläche, in welcher entlang des Umfangs verteilte Haltenuten mit axialer Erstreckung vorgesehen sind und Schaufeln, deren Schaufelfüße in diesen Haltenuten eingesetzt sind, wobei jede Haltenut einen Nutgrund aufweist, der einer Unterseite des betreffenden Schaufelfußes gegenüberliegt, und jeweils ein federndes, zwischen jedem Nutgrund und der dieser gegenüberliegenden Unterseite angeordnetes Spannelement, welches sich an der betreffenden Unterseite und am betreffenden Nutgrund vorspannend abstützt, wobei in den Unterseiten der Schaufeln jeweils eine Rinne vorgesehen ist, in denen das betreffende Spannelement flächig, d.h. entlang seiner Längserstreckung anliegt. Vorzugsweise ist auch im Nutgrund eine geeignete Rinne zur Führung des Spannelements angeordnet.

    [0008] Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass eine verbesserte Anpressung der Schaufel in der Haltenut erreicht werden kann, wenn zumindest an der Schaufelfußunterseite eine Rinne vorgesehen ist, in welcher das Spannelement über dessen gesamte Länge formschlüssig anliegt. Damit wird eine über die Länge des Verhakungsbereichs der Hinterschneidung gleichmäßige Anpressung der Schaufel erreicht, was beim nächstliegenden Stand der Technik nicht der Fall ist. Gleichzeitig wird bei der Montage der Schaufel in der Haltenut eine erhöhte Prozessqualität erreicht, da eine individuelle Anpassung von Schaufeln zur Einpressung und Festsetzung nicht erforderlich ist.

    [0009] Sofern eine Rinne sowohl in der Schaufelfußunterseite und im Nutgrund vorgesehen ist, lassen sich diese Rinnen besonders einfach mit Hilfe der nachfolgenden Verfahren herstellen. Nach dem ersten Verfahren werden die Schaufeln und der Schaufelträger samt aller Haltenuten hergestellt. Dann erfolgt das Einsetzen einer Schaufel in die ihr zugeordnete Haltenut. Anschließend wird die Schaufel temporär in der Haltenut fixiert. Danach erfolgt das paarweise, d. h. gleichzeitige Herstellen der beiden einander gegenüberliegenden Rinnen durch einen einzigen Bohrvorgang. Die Bohrung verläuft entlang der Unterseite-Nutgrund-Ebene und schneidet hälftig in den Schaufelfuß und in den Schaufelträger ein. Anschließend erfolgt das Einsetzen des Spannelements in die Bohrung. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass vor oder nach dem Einsetzen des Spannelements die temporäre Fixierung wieder gelöst wird. Mit Hilfe dieses ersten erfindungsgemäßen Verfahrens sind relativ einfach und ohne übermäßig großen Aufwand beide Rinnen gleichzeitig herstellbar. Da beide Rinnen in nur einem Bohrvorgang hergestellt werden, kann von einer sehr hohen Genauigkeit beider Rinnen bezüglich ihrer Lage ausgegangen werden, was einen besonders zuverlässigen Sitz des Federelements in den entsprechenden Rinnen bewirkt. Dies hat zur Folge, dass mit vorgegebenen Spannkräften die Schaufel in ihrer Haltenut an die Hinterschneidungen angepresst werden kann, insbesondere über die gesamte Länge der Hinterschneidungen.

    [0010] Ein zweites erfindungsgemäßes Verfahren umfasst folgende Schritte: zuerst wird der Schaufelträger hergestellt, jedoch ohne die zugehörigen Haltenuten. Anschließend erfolgt ein Bohren des Schaufelträgers, wobei die Bohrungen jeweils derart platziert sind, dass später beim Herstellen einer der Haltenuten lediglich ein Teil des die betreffende Bohrung umgebenden Materials entfernt wird. Anschließend werden die Haltenuten im Schaufelträger gefertigt, wobei jeweils währenddessen lediglich ein Teil des die betreffende Bohrung umgebenden Materials entfernt wird, sodass der restliche Teil des die betreffende Bohrung umgebenden Materials die nutgrundseitige Rinne formt. Anschließend erfolgt das Einsetzen von Schaufeln mit jeweils untergrundseitig bereits vorhandener Rinne und das Einsetzen des Spannelements in den von den einander gegenüberliegenden Rinnen begrenzten Raum.

    [0011] Dieses Herstellverfahren hat den Vorteil, dass die im Schaufelträger angeordnete Rinne vergleichsweise einfach und ohne besonderen Aufwand vorbereitend hergestellt werden kann, insbesondere dann, wenn die Längsrichtungen von Rinne und Haltenut unterschiedlich sind.

    [0012] Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

    [0013] Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung erstrecken sich beide Rinnen parallel zur Längserstreckung der Haltenut. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass die Rinnen sich schräg zur Längserstreckung der Haltenut erstrecken. Letztgenannte Variante hat insbesondere den Vorteil, dass aufgrund der zueinander geneigten Verschieberichtung von Laufschaufeln (entlang der Haltenut) und Spannelement (entlang der Rinne) ein Formschluss zwischen Schaufelfuß und Nut mit Hilfe des Spannelements herbeigeführt wird, welcher gleichzeitig als Axialsicherung gegen ein Verschieben der Schaufeln entlang der Haltenut dient. Somit kommt dem Spannelement gleichzeitig die Axialverschiebungssicherungsfunktion zu. Gleichzeitig verhindern die von den Schaufeln auf die Spannelemente einwirkenden Scherkräfte das Lösen des letztgenannten aus den Rinnen.

    [0014] Zweckmäßigerweise ist dabei vorgesehen, dass die Längserstreckung der Haltenuten gegenüber der Mittelachse geneigt ist und die Rinnen sich parallel zur Mittelachse erstrecken.

    [0015] Um eine vergleichsweise einfache Montage von Schaufeln und Spannelement zu ermöglichen, mündet die nutgrundseitige Rinne in zumindest einer der beiden stirnseitigen Flächen des Schaufelträgers, welche an die Mantelfläche angrenzen. Und/oder die unterseitige Rinne mündet in zumindest einer der beiden stirnseitigen Flächen des Schaufelfußes, welche an die Unterseite angrenzen. Dementsprechend kann von einer seitlichen Zugänglichkeit der Rinnen zur Montage des Spannelementes, welches vorzugsweise als Spannstift ausgestaltet ist, ausgegangen werden.

    [0016] Für den Fall, dass die Rinnen sich parallel zur Längserstreckung der Haltenut erstrecken, ist vorgesehen, dass zur Sicherung des Spannelements gegen Verlust die stirnseitige Öffnung einer oder mehrerer Rinnen verstemmt ist.

    [0017] Die vorgeschlagene Befestigungsanordnung ist sowohl für rotierende als auch für statische Systeme anwendbar. In rotierenden Systemen ist die Schaufel als Laufschaufel mit Axialfüßen ausgebildet und der Schaufelträger als Rotorelement, wobei zumindest ein Teil der radial äußeren Mantelfläche des Rotorelements die betreffende Mantelfläche des Schaufelträgers mit den entsprechenden Haltenuten bildet. Bei statischen Systemen ist jede Schaufel als Leitschaufel mit Axialfüßen ausgebildet und der Schaufelträger als ringförmiges Leitschaufelträgerelement, wobei zumindest ein Teil der radial inneren Mantelfläche des Leitschaufelträgers die betreffende Mantelfläche des Schaufelträgers bildet.

    [0018] Selbstverständlich wird die vorgenannte Befestigungsanordnung für alle Schaufeln eines Schaufelskranzes angewendet.

    [0019] Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung weiter erläutert. Dabei zeigen:
    FIG 1
    die perspektivische Ansicht eines Schaufelfußes einer Schaufel für die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung,
    FIG 2
    in perspektivischer Darstellung einen Abschnitt der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung mit einer Haltenut und einer darin sitzenden Schaufel,
    FIG 3
    den Schnitt durch einen Schaufelträger einer Befestigungsanordnung,
    FIG 4
    eine Schaufel gemäß einer zweiten Ausgestaltung und
    FIG 5
    einen Schaufelträger gemäß einer zweiten Ausgestaltung, geeignet für die Aufnahme der in FIG 4 dargestellten Schaufel.


    [0020] FIG 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine als Verdichterschaufel ausgebildete Schaufel 10. Die Verdichterschaufel umfasst ein nur ansatzweise dargestelltes Schaufelblatt 12, an welchem sich ein Schaufelfuß 14 anschließt. Der Schaufelfuß 14 weist eine äußere Kontur auf, die schwalbenschwanzförmig ausgebildet ist, um in einem in FIG 1 nicht dargestellten Schaufelträger formschlüssig gehalten zu werden. Der Schaufelfuß 14 weist dabei eine Unterseite 16 auf, in dem eine Rinne 18 angeordnet ist. Die Rinne 18 wird nachfolgend auch als unterseitige Rinne 18 bezeichnet. Die unterseitige Rinne 18 erstreckt sich über die gesamte Längserstreckung des Schaufelfußes 14, so dass diese an den stirnseitigen, schwalbenschwanzförmig konturierten Stirnflächen des Schaufelfußes 14 endet. Die Rinne 18 ist dabei in U-Form, also nutförmig mit halbrunder Grundkontur ausgestaltet und derart tief ausgebildet, dass sie ein als Spannstift ausgebildetes, nicht dargestelltes Spannelement nahezu, aber nicht vollständig aufnehmen kann. Dadurch ist es möglich, die Schaufel 10 mit Hilfe des Spannstifts vorgespannt in einer Haltenut zu befestigen, welche keine nutgrundseitige Rinne aufweist.

    [0021] FIG 2 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Schaufelträger 20 einer Befestigungsanordnung 8. Im Schaufelträger 20 ist eine Haltenut 22 vorgesehen, die eine zum Schaufelfuß 14 der Schaufel 10 entsprechende Kontur aufweist. Allein im Bereich der unterseitigen Rinne 18 ist die Kontur der Haltenut 22 nicht schaufelfußentsprechend, sondern abgeändert. Im Nutgrund 24 der Haltenut 22 ist eine nutgrundseitige Rinne 26 vorgesehen. Die in FIG 2 dargestellte Schaufel 10 unterscheidet sich dabei von der in FIG 1 dargestellten Schaufel 10 darin, dass die Rinne 18 nicht U-förmig, sondern lediglich in etwa halbkreisförmig ausgestaltet ist. Die Öffnungen beider Rinnen 18, 26 weisen zueinander. Im Querschnitt betrachtet bilden beide Rinnen 18, 26 eine annähernd kreisförmige Kontur. Sie liegen auch entlang ihrer Längserstreckung stets einander gegenüber und sind somit zur Aufnahme eines Spannelementes 28 geeignet, welches in der Regel als Spannstift ausgebildet ist.

    [0022] Mit Hilfe des in den Rinnen 18, 26 angeordneten Spannstifts 28 werden die am Schaufelfuß 14 angeordneten Tragflanken 30 an die jeweils eine Hinterschneidung bildenden Flanken 32 der Haltenut 22 angepresst, wodurch die Schaufel 10 bestimmungsgemäß radial gehalten wird. Beide Rinnen 18, 26 erstrecken sich dabei über die gesamte axiale Erstreckung der Haltenut 22, sodass das Spannelement 28 stirnseitig einsetzbar ist (FIG 3). Zu beachten ist, dass das Spannelement 28 in FIG 3 nur schematisch gezeigt ist, indem dessen Querschnitt im 90° gedreht dargestellt ist.

    [0023] Gemäß einer alternativen Befestigungsanordnung 8, deren Schaufelträger 20 in FIG 5 und deren Schaufelfuß 14 in FIG 4 schematisch dargestellt sind, erstrecken sich die Rinnen 18, 26 quer, d. h. schräg zur Längserstreckung der Haltenut 22. Dies hat zur Folge, dass die unterseitige Rinne 18 nunmehr nicht stirnseitig im Schaufelfuß 14 mündet, sondern tragflankenseitig (FIG 4). Weiter mündet die nutgrundseitige Rinne 26 nunmehr nicht im Bereich der Kontur der Haltenut 22, sondern außerhalb derer als Bohrungsöffnung. Dies ist in FIG 5 dargestellt. Dort ist die Mündung 34 der nutgrundseitigen Rinne 26 außerhalb der Mündung 38 der Haltenut 22. Insbesondere bei der letztgenannten Ausgestaltung der Befestigungsanordnung 8 ist es von Vorteil, wenn vor dem Herstellen der Haltenut 22 eine Bohrung an derjenigen Stelle in den Schaufelträger 20 eingebracht wird, an welcher später die nutgrundseitige Rinne 26 zurückbleiben soll. Da an dieser Stelle die nutgrundseitige Rinne 26 und Haltenut 22 schräg zueinander ausgerichtet sind, lässt sich nach dem Herstellen der Haltenut 22 die darin angeordnete nutgrundseitige Rinne 26 mit herkömmlichen Verfahren nur besonders aufwändig herstellen.

    [0024] Im montierten Zustand wird die Längsverschiebung der Schaufel 10 entlang der Haltenut 22 dadurch verhindert, dass das Spannelement 28 einerseits formschlüssig in der Bohrung bzw. Rinne 26 anliegt und andererseits ebenso in die unterseitige Rinne 18 des Schaufelfußes 14 eingreift. Aufgrund der unterschiedlichen Verschieberichtungen der Schaufel 10 - entlang der Haltenut 22 - und des Spannelements 28 - entlang der Rinnen 18, 26 - wird gleichzeitig mit dem Einsetzen des Spannelements die Schaufel 10 gegen eine Verschiebung entlang der Haltenut 22 gesichert.

    [0025] Insgesamt wird mit der Erfindung eine Befestigungsanordnung 8 für Schaufeln 10 von axial durchströmbaren Turbomaschinen, vorzugsweise Verdichtern angegeben, umfassend einen Schaufelträger 20 mit einer Mantelfläche, in welcher entlang des Umfangs verteilte Haltenuten 22 vorgesehen sind und in denen Schaufeln 10 eingesetzt sind, wobei zwischen jedem Nutgrund 24 und der dieser gegenüberliegenden Unterseite 16 des betreffenden Schaufelfußes 14 ein federndes Spannelement 28 vorgesehen ist, welches sich an der betreffenden Unterseite 16 und am betreffenden Nutgrund 24 vorspannend abstützt, wobei sowohl im Nutgrund 24 und in der Unterseite 16 jeweils eine Rinne 18, 26 vorgesehen ist, in denen das Spannelement 28 anliegt.


    Ansprüche

    1. Befestigungsanordnung (8) für Schaufeln (10) von axial durchströmbaren Turbomaschinen,
    umfassend
    einen Schaufelträger (20) mit einer Mittelachse und einer dazu konzentrischen Mantelfläche, in welcher entlang des Umfangs verteilte Haltenuten (22) vorgesehen sind und Schaufeln (10), deren Schaufelfüße (14) in den Haltenuten (22) eingesetzt sind,
    wobei jede Haltenut (22) einen Nutgrund (24) aufweist, der einer Unterseite (16) des betreffenden Schaufelfußes (14) gegenüberliegt, und
    zwischen jedem Nutgrund (24) und der dieser gegenüberliegenden Unterseite (16) jeweils ein Spannelement (28) vorgesehen ist, welches sich an der betreffenden Unterseite (16) und am betreffenden Nutgrund (24) vorspannend abstützt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Spannelelement (28) als federndes Spannelement (28) ausgebildet ist und dass
    in der Unterseite (16) eine Rinne (18) vorgesehen ist, in der das Spannelement (28) entlang seiner Längserstreckung anliegt.
     
    2. Befestigungsanordnung (8) nach Anspruch 1
    bei der im Nutgrund (24) eine weitere Rinne (26) vorgesehen ist, welche der unterseitigen Rinne (18) gegenüberliegt.
     
    3. Befestigungsanordnung (8) nach Anspruch 2,
    bei der beide Rinnen (18, 26) sich parallel zur Längserstreckung der Haltenut (22) erstrecken.
     
    4. Befestigungsanordnung (8) nach Anspruch 2,
    bei der beide Rinnen (18, 26) sich schräg zur Längserstreckung der Haltenut (22) erstrecken.
     
    5. Befestigungsanordnung (8) nach Anspruch 4,
    bei der die Längserstreckung der Haltenuten (22) gegenüber der Mittelachse geneigt ist und die Rinnen (18, 26) sich parallel zur Mittelachse erstrecken.
     
    6. Befestigungsanordnung (8) nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    bei der die nutgrundseitige Rinne (26) in zumindest einer der beiden stirnseitigen Flächen des Schaufelträgers (20), welche an die Mantelfläche angrenzen, mündet und/oder
    bei der die unterseitige Rinne (18) in zumindest einer der beiden stirnseitigen Flächen des Schaufelfußes (14), welche an die Unterseite (16) angrenzen, mündet.
     
    7. Befestigungsanordnung (8) nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
    bei der zwei paarweise einander gegenüberliegende Rinnen (18, 26) eine im Wesentlichen kreisrunde Ausnehmung bilden.
     
    8. Befestigungsanordnung (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    bei der das Spannelement (28) als Spannstift ausgebildet ist, dessen axiale Länge annähernd gleich der Länge der Rinne (18, 26) ist.
     
    9. Befestigungsanordnung (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    bei der das Spannelement (28) zur Sicherung gegen Verlust verstemmt ist.
     
    10. Befestigungsanordnung (8) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei jede Schaufel (10) als Laufschaufel und der Schaufelträger (20) als Rotorelement ausgebildet ist,
    wobei zumindest ein Teil der radial äußeren Mantelfläche des Rotorelements die betreffende Mantelfläche des Schaufelträgers (20) bildet.
     
    11. Befestigungsanordnung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    wobei jede Schaufel (10) als Leitschaufel und der Schaufelträger (20) als ringförmiger Leitschaufelträger ausgebildet ist,
    wobei zumindest ein Teil der radial inneren Mantelfläche des Leitschaufelträgers die betreffende Mantelfläche des Schaufelträgers (20) bildet.
     
    12. Verfahren zum Herstellen einer Befestigungsanordnung (8) nach einem der Ansprüche 2 bis 11,
    umfassend die aufeinanderfolgenden Schritte,

    • Herstellen der Schaufeln (10) und des Schaufelträgers (20) samt aller Haltenuten (22),

    • Einsetzen einer Schaufeln (10) in eine der Haltenuten (22),

    • temporäres Fixieren der Schaufel (10) in der Haltenut (22),

    • paarweises Herstellen zweier einander gegenüberliegender Rinnen (18, 26) durch einen Bohrvorgang entlang einer Unterseite-Nutgrund-Ebene und

    • Einsetzen des Spannelements (28) in die Bohrung.


     
    13. Verfahren nach Anspruch 12,
    bei dem vor oder nach dem Einsetzen des Spannelements (28) die temporäre Fixierung gelöst wird.
     
    14. Verfahren zum Herstellen einer Befestigungsanordnung (8) nach einem der Ansprüche 2 bis 11,
    umfassen die aufeinanderfolgenden Schritte,

    • Herstellen des Schaufelträgers (20) ohne Haltenuten (22),

    • Bohren des Schaufelträgers (20), wobei die Bohrungen jeweils derart platziert sind, dass beim Herstellen einer der Haltenuten (22) lediglich ein Teil des die Bohrung umgebenden Materials entfernt wird,

    • Herstellen der Haltenuten (22), wobei jeweils währenddessen lediglich ein Teil des die betreffende Bohrung umgebenden Materials entfernt wird, so dass der restliche Teil des die betreffende Bohrung umgebenden Materials die nutgrundseitige Rinne (26) formt,

    • Einsetzen von Schaufeln (10) mit jeweils untergrundseitig bereits vorhandener Rinne (18) und

    • Einsetzen des Spannelements (28) in den von einander gegenüberliegenden Rinnen (18, 26) begrenzten Raum.


     


    Claims

    1. Fastening assembly (8) for blades (10) of turbomachines having axial flow,
    said fastening assembly comprising
    a blade support (20) with a central axis and a lateral surface concentric therewith, in which retaining grooves (22) distributed along the periphery are provided, and comprising blades (10), of which the blade roots (14) are inserted into the retaining grooves (22),
    wherein each retaining groove (22) has a groove base (24), which is located opposite an underside (16) of the respective blade root (14), and
    has a tensioning element (28), which is arranged between each groove base (24) and the opposed underside (16) and is supported in a biased manner at the respective underside (16) and at the respective groove base (24), characterized in that,
    the tensioning element (28) is formed as a resilient tensioning element (28) and in that
    in the underside (16), a channel (18) is provided, in which the tensioning element (28) rests along its longitudinal extent.
     
    2. Fastening assembly (8) according to Claim 1,
    wherein a further channel (26) is provided in the groove base (24) and is arranged opposite the underside channel (18).
     
    3. Fastening assembly (8) according to Claim 2,
    wherein both channels (18, 26) extend parallel to the longitudinal extension of the retaining groove (22).4.
    The fastening assembly (8) according to claim 2,
    wherein both channels (18, 26) extend at an incline to the longitudinal extension of the retaining groove (22).
     
    4. Fastening assembly (8) according to Claim 2, wherein both channels (18, 26) extend at an incline to the longitudinal extension of the retaining groove (22).
     
    5. Fastening assembly (8) according to Claim 4,
    wherein the longitudinal extension of the retaining grooves (22) is inclined with respect to the central axis and the channels (18, 26) extend parallel to the central axis.
     
    6. Fastening assembly (8) according to one of Claims 2 to 5,
    wherein the groove-base channel (26) discharges into at least one of the two end faces of the blade support (20), which border the lateral surface,
    and/or
    wherein the underside channel (18) discharges into at least one of the two end faces of the blade root (14), which border the underside (16).
     
    7. Fastening assembly (8) according to one of Claims 2 to 6, wherein the two channels (18, 26) arranged opposite one another in pairs form a substantially circular recess.
     
    8. Fastening assembly (8) according to one of the preceding claims,
    wherein the tensioning element (28) is formed as a tensioning pin, of which the axial length is approximately equal to the length of the channel (18, 26).9. The fastening assembly (8) according to one of the preceding claims,
    wherein the tensioning element (28) is plugged to secure against loss.
     
    9. Fastening assembly (8) according to one of the preceding claims,
    wherein the tensioning element (28) is plugged to secure against loss.
     
    10. Fastening assembly (8) according to one of the preceding claims,
    wherein each blade (10) is formed as a moving blade and the blade support (20) is formed as a rotor element, wherein at least part of the radially outer lateral surface of the rotor element forms the respective lateral surface of the blade support (20).
     
    11. Fastening assembly (8) according to one of Claims 1 to 9,
    wherein each blade (10) is formed as a guide blade and the blade support (20) is formed as an annular guide blade support,
    wherein at least part of the radially inner lateral surface of the guide blade support forms the respective lateral surface of the blade support (20).
     
    12. Method for producing a fastening assembly (8) according to one of Claims 2 to 11,
    said method comprising the following successive steps,

    • producing the blades (10) and the blade support (20) inclusive of all retaining grooves (22),

    • inserting a blade (10) into one of the retaining grooves (22),

    • temporarily fixing the blade (10) in the retaining groove (22),

    • producing two mutually opposed channels (18, 26) in pairs by means of a drilling process along an underside/groove base plane, and

    • inserting the tensioning element (28) into the bore.13. The method according to claim 12,

    wherein the temporary fixing is released either before or after insertion of the tensioning element (28).
     
    13. Method according to Claim 12,
    wherein the temporary fixing is released either before or after insertion of the tensioning element (28).
     
    14. Method for producing a fastening assembly (8) according to one of Claims 2 to 11,
    said method comprising the following successive steps,

    • producing the blade support (20) without retaining grooves (22),

    • drilling the blade support (20), wherein the bores are each placed in such a way that merely part of the material surrounding the bore is removed when one of the retaining grooves (22) is produced,

    • producing the retaining grooves (22), wherein, in each case, merely part of the material surrounding the respective bore is removed during this process, such that the rest of the material surrounding the respective bore forms the groove-base channel (26),

    • inserting blades (10), each having an underside channel (18) already provided, and

    • inserting the tensioning element (28) into the space defined by the mutually opposed channels (18, 26).


     


    Revendications

    1. Agencement (8) de fixation d'aubes (10) de turbomachine axiale,
    comprenant
    un support (20) d'aube ayant un axe médian et une surface latérale, qui lui est concentrique et dans laquelle sont prévues des rainures (22) de maintien, réparties le long du pourtour, et des aubes (10) dont les emplantures (14) sont insérées dans les rainures (22) de maintien,
    dans lequel chaque rainure (22) de maintien a un fond (24) de rainure, qui est en face d'un côté (16) inférieur de l'emplanture (14) d'aube concernée et,
    entre chaque fond (24) de rainure et le côté (16) inférieur qui lui est opposé, est prévu respectivement un élément (28) de serrage, qui s'appuie avec précontrainte sur le côté (16) inférieur concerné et sur le fond (24) de rainure concernée,
    caractérisé en ce que
    l'élément (28) de serrage est constitué sous la forme d'un élément (28) de serrage à ressort et en ce que il est prévu, dans le côté (16) inférieur, une goulotte (18) dans laquelle l'élément (28) de serrage s'applique le long de son étendue longitudinale.
     
    2. Agencement (8) de fixation suivant la revendication 1, dans lequel il est prévu, dans le fond (24) de la rainure, une autre goulotte (26) qui est opposée à la goulotte (18) du côté inférieur.
     
    3. Agencement (8) de fixation suivant la revendication 2, dans lequel les deux goulottes (18, 26) s'étendent parallèlement à l'étendue longitudinale de la rainure (22) de maintien.
     
    4. Agencement (8) de fixation suivant la revendication 2, dans lequel les deux goulottes (18, 26) sont inclinées par rapport à la direction longitudinale de la rainure (22) de maintien.
     
    5. Agencement (8) de fixation suivant la revendication 4, dans lequel l'étendue longitudinale des rainures (22) de maintien est inclinée par rapport à l'axe médian et les goulottes (18, 26) s'étendent parallèlement à l'axe médian.
     
    6. Agencement (8) de fixation suivant l'une des revendications 2 à 5,
    dans lequel la goulotte (26), du côté du fond de la rainure, débouche dans au moins l'une des deux surfaces du côté frontal du support (20) d'aube, qui sont voisines de la surface latérale
    et/ou
    dans lequel la goulotte (18) du côté inférieur débouche dans au moins l'une des deux surfaces du côté frontal de l'emplanture (14) d'aube, qui est voisine du côté (16) inférieur.
     
    7. Agencement (8) de fixation suivant l'une des revendications 2 à 6,
    dans lequel deux goulottes (18, 26) opposées l'une à l'autre, paire par paire, forment un évidement sensiblement circulaire.
     
    8. Agencement (8) de fixation suivant l'une des revendications précédentes,
    dans lequel l'élément (28) de serrage est constitué sous la forme d'une broche de serrage, dont la longueur axiale est à peu près égale à la longueur de la rainure de la goulotte (18, 26).
     
    9. Agencement (8) de fixation suivant l'une des revendications précédentes,
    dans lequel l'élément (28) de serrage est maté pour s'assurer vis-à-vis d'une perte.
     
    10. Agencement (8) de fixation suivant l'une des revendications précédentes,
    dans lequel chaque aube (10) est constituée en aube mobile et le support (20) d'aube est constitué en élément rotorique,
    dans lequel au moins une partie de la surface latérale extérieure radialement de l'élément rotorique forme la surface latérale concernée du support (20) d'aube.
     
    11. Agencement (8) de fixation suivant l'une des revendications 1 à 9,
    dans lequel chaque aube (10) est constituée en aube directrice et le support (20) d'aube est constitué sous la forme d'un support annulaire d'aube directrice,
    dans lequel au moins une partie de la surface latérale intérieure radialement du support d'aube directrice forme la surface latérale concernée du support (20) d'aube.
     
    12. Procédé de fabrication d'un agencement (8) de fixation suivant l'une des revendications 2 à 11,
    comprenant les stades successifs

    • fabrication des aubes (10) et du support (20) d'aube, ensemble avec toute les rainures (22) de maintien,

    • insertion d'une aube (10) dans l'une des rainures (22) de maintien,

    • immobilisation temporaire de l'aube (10) dans la rainure (22) de maintien,

    • fabrication par paire de deux goulottes (18, 26) opposées l'une à l'autre par une opération de perçage, le long d'un plan côté inférieur - fond de rainure et

    • insertion de l'élément (28) de serrage dans le perçage.


     
    13. Procédé suivant la revendication 12,
    dans lequel on met fin à l'immobilisation temporaire, avant ou après l'insertion de l'élément (28) de serrage.
     
    14. Procédé de fabrication d'un agencement (8) de fixation suivant l'une des revendications 2 à 11,
    comprenant les stades successifs

    • fabrication du support (20) d'aube sans rainure (22) de maintien,

    • perçage du support (20) d'aube, les perçages étant placés respectivement de manière à ce que, lors de la fabrication de l'une des rainures (22) de maintien, seulement une partie du matériau entourant le perçage soit éliminée,

    • fabrication des rainures (22) de maintien, pendant laquelle respectivement seule une partie du matériau entourant le perçage concerné est éliminée, de sorte que la partie restante du matériau entourant le perçage concerné forme la goulotte (26) du côté du fond de la rainure,

    • insertion d'aubes (10) ayant respectivement une goulotte (18) déjà présente du côté du fond et

    • insertion de l'élément (28) de serrage dans l'espace délimité par des goulottes (18, 26) opposées l'une à l'autre.


     




    Zeichnung











    Angeführte Verweise

    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente