| (19) |
 |
|
(11) |
EP 2 242 909 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
13.03.2013 Patentblatt 2013/11 |
| (22) |
Anmeldetag: 23.01.2009 |
|
| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
|
| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
|
PCT/EP2009/050781 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
|
WO 2009/100975 (20.08.2009 Gazette 2009/34) |
|
| (54) |
TURBOMASCHINENROTOR, LAUFSCHAUFEL FÜR EINEN SOLCHEN TURBOMASCHINENROTOR SOWIE ENTSPRECHENDES
MONTAGEVERFAHREN
TURBOMACHINE ROTOR, ROTOR BLADE FOR SUCH A TURBOMACHINE ROTOR AND CORRESPONDING ASSEMBLING
METHOD
ROTOR DE TURBOMACHINE, AUBE ROTORIQUE POUR UN TEL ROTOR DE TURBOMACHINE ET PROCÉDÉ
D'ASSEMBLAGE ASSOCIÉ
|
| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
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 SE SI SK TR |
| (30) |
Priorität: |
14.02.2008 EP 08002768
|
| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
27.10.2010 Patentblatt 2010/43 |
| (73) |
Patentinhaber: Siemens Aktiengesellschaft |
|
80333 München (DE) |
|
| (72) |
Erfinder: |
|
- BENKLER, Francois
40880 Ratingen (DE)
- BETTENTRUP, Jörn
46282 Dorsten (DE)
- DEISTER, Frank
47877 Willich (DE)
- KÜPERKOCH, Rudolf
45219 Essen (DE)
- SAVILIUS, Nicolas
45359 Essen (DE)
- SCHNEIDER, Oliver
46487 Wesel (DE)
- WISTUBA, Dirk
45475 Mülheim an der Ruhr (DE)
|
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
DE-B- 1 156 419 US-A- 5 123 813
|
GB-A- 2 026 101
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
| 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). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Turbomaschinenrotor mit einer Vorspanneinrichtung zum
Vorspannen einer Laufschaufel, die Laufschaufel mit der Vorspanneinrichtung und ein
Verfahren zum Zusammenbauen des Turbomaschinenrotors.
[0002] Eine Gasturbine ist eine thermische Turbomaschine, in der herkömmlich fossile Brennstoffe,
wie beispielsweise Erdgas, verbrannt werden. Die Gasturbine kann beispielsweise in
einem Gas- und Dampfkraftwerk eingesetzt sein, das zur Abdeckung von Spitzenlasten
in einem Stromnetz vorgesehen ist. Dadurch wird die Gasturbine im instationären Betrieb
gefahren, wodurch die einzelnen Komponenten und Bauteile der Gasturbine instationären
Belastungen ausgesetzt sind. Auf Grund der hohen Leistungsdichte der Gasturbine sind
hohe Anforderungen bezüglich der Festigkeit von hochbelasteten Bauteilen zu erfüllen,
um eine hohe Lebensdauer dieser Bauteile und lange Wartungszyklen sowie einen geringen
Ersatzteilbedarf zu gewährleisten.
[0003] Die Gasturbine weist einen Verdichter mit einem Verdichterrotor und eine Turbine
mit einem Turbinenrotor auf, wobei der Verdichterrotor und der Turbinenrotor über
eine Welle drehstarr miteinander gekuppelt sind. Herkömmlich sind der Verdichterrotor
und/oder der Turbinenrotor in Axialbauweise ausgeführt, d.h., auf der Welle ist eine
Mehrzahl von Radscheiben hintereinander aufgefädelt. An den Außenumfängen der Radscheiben
ist jeweils eine Laufschaufelreihe befestigt. Jede Laufschaufelreihe weist eine Vielzahl
von Laufschaufeln auf, die jeweils ein aerodynamisch wirksames Schaufelblatt und einen
Schaufelfuß aufweisen. Der Schaufelfuß ist in eine am Außenumfang der Radscheibe befindliche
Nut eingesetzt, so dass die Laufschaufel an dem Schaufelfuß insbesondere in Radialrichtung
des Gasturbinenrotors formschlüssig gehalten ist.
[0004] Zum formschlüssigen Halten der Laufschaufel weisen der Schaufelfuß und die Nut miteinander
korrespondierende Schwalbenschwanzprofile oder Tannenbaumprofile auf. Diese Profile
sind in Axialrichtung des Gasturbinenrotors verlaufend angeordnet, so dass zur Montage
der Laufschaufel diese mit ihrem Schaufelfuß in Axialrichtung des Gasturbinenrotors
in die Nut eingeschoben wird. Zwischen dem Schaufelfuß und dem Profil der Nut ist
ein Spiel vorgesehen, damit der Schaufelfuß verschleißfrei in die Nut einschiebbar
ist. Hervorgerufen durch das Spiel können die Laufschaufeln im Betrieb der Gasturbine
sich bewegen, was zu einem charakteristischen Klappern der Laufschaufel führt. Dies
trifft insbesondere für eine große und schwere Laufschaufel zu, wie sie insbesondere
in den ersten Laufschaufelreihen des Verdichters der Gasturbine mit einer hohen Leistung
vorgesehen ist.
[0005] Herkömmlich ist die Laufschaufel mit Vorspannung in der Nut montiert, um das Klappern
zu vermeiden. Jedoch kann insbesondere bei der großen und schweren Laufschaufel auf
Grund der Vorspannung die Montage erschwert sein.
[0006] Ferner verursacht die Vorspannung in der Radscheibe und dem Schaufelfuß eine mechanische
Beanspruchung, die herkömmlich durch eine stabile und massive Ausführung der Radscheibe
und des Schaufelfußes kompensiert ist. In der Nut kann ein Axialsicherungsblech vorgesehen
sein, mit dem die Laufschaufel gegen eine axiale Verschiebung gesichert und zusätzlich
vorgespannt ist. Jedoch kann für die große und schwere Laufschaufel das Axialsicherungsblech
als zu schwach ausbildbar sein.
[0007] Ein derartiges Axialsicherungsblech ist aus der
US 2,786,648 und der
US 4,102,602 bekannt. Die geschlitzten Enden des Bleches ragen dabei über die Enden der Nut hinaus.
An jedem Ende sind die durch die Schlitze entstandenen Zähne jeweils wechselseitig
nach außen und innen umgebogen, um eine axiale Verschiebung der Laufschaufel entlang
der Nut zu vermeiden. Zudem ist dass Blech mittig gewölbt, um die Laufschaufel vorgespannt
in der Nut zu halten.
[0008] Des Weiteren ist aus der
US 5,123,813 bekannt, anstelle des vorgenannten Bleches eine dübelartige Konstruktion mit einer
Schraube zwischen dem Nutgrund der Haltenut und der Unterseite des Schaufelfußes zur
Erzeugung der Vorspannung vorzusehen. Eine weitere Variante zeigt die Patentschrift
DE 834 408, bei der die Vorspanneinrichtung für Laufschaufeln einer Turbine mittels eines verschraubbaren
Doppelkeils erzeugt wird, welcher zwischen Nutgrund und Schaufelfuß vorgesehen ist.
[0009] Aus der
DE 11 56 419 ist eine Befestigung der Schlussschaufel eines Schaufelkranzes bekannt, dessen Schaufeln
in eine Umfangsnut mit hinterschnittenen Flanken durch eine Einfüllöffnung eingesetzt
sind. Zur Befestigung der Schlussschaufel sind mehrere radiale Madenschrauben vorgesehen,
die jeweils in ein Gewinde eingeschraubt werden, welches jeweils hälftig einerseits
an einer Stirnseite des Schaufelfußes der Schlussschaufel angeordnet ist und andererseits
in der Flanke der Einfüllöffnung. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist es möglich
Passstifte zu verwenden, die in hälftig vorhandene Bohrungen eingesetzt werden, die
in den Stirnseiten der Schlussschaufel und den Stirnseiten derjenigen Laufschaufeln
vorhanden sind, die an die Schlussschaufel angrenzt.
[0010] Zu dem ist aus der
GB 2 026 101 ein Befestigungsblech für eine axial in einer Haltenut eingeschobene Laufschaufel
bekannt.
[0011] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Turbomaschinenrotor, eine Laufschaufel und ein
Verfahren zum Zusammenbauen des Turbomaschinenmotors zu schaffen, wobei der Turbomaschinenrotor
ohne Klappern der Laufschaufeln bei hoher Festigkeit und Effizienz betreibbar ist.
[0012] Der Turbomaschinenrotor weist entlang des Umfangs gleichmäßig verteilte Nuten, in
denen jeweils eine Laufschaufel mit einem Schaufelfuß eingesetzt ist, so dass die
Laufschaufel mit der Nut formschlüssig in Radialrichtung gehalten ist, und eine Vorspanneinrichtung
auf, die sowohl an einem Nutgrund der Nut als auch an dem Schaufelfuß abgestützt ist
und auf den Schaufelfuß eine Vorspannkraft in Radialrichtung ausübt, wobei die Vorspanneinrichtung
derartig eingerichtet ist, dass die Vorspannkraft im Zusammenbauzustand des Turbomaschinenrotors
einstellbar ist.
[0013] Dadurch ist es ermöglicht, dass beim Zusammenbauen des Turbomaschinenmotors, d.h.
beim axialen Einschieben des Schaufelfußes in die Nut, die Vorspannkraft als gering
vorgesehen ist und im Zusammenbauzustand des Turbinenmaschinenrotors die Vorspannkraft
vorbestimmt hoch eingestellt wird. Somit ist vorteilhaft beim Einschieben des Schaufelfußes
in die Nut die Vorspannkraft gering, so dass ein Verschleiß am Schaufelfuß und in
der Nut auf Grund der Montage der Laufschaufel unterbunden ist.
[0014] Ferner ist vorteilhaft der Kraftaufwand beim Einschieben des Schaufelfußes in die
Nut gering, so dass bei der Montage der Laufschaufel nur geringe Spannungsspitzen
in dem Schaufelfuß und in der Radscheibe auftreten. Dadurch brauchen diese Spannungsspitzen
bei der Festigkeitsauslegung des Schaufelfußes und des Turbomaschinenrotors so gut
wie nicht berücksichtigt zu werden und die Montage der Laufschaufel in den Turbomaschinenrotor
ist einfach.
[0015] Die Vorspanneinrichtung weist zudem mindestens eine Stellschraube auf, mit der durch
Aufbringen eines vorbestimmten Anzugsmoments die Vorspannkraft im Zusammenbauzustand
des Turbomaschinenrotors einstellbar ist.
[0016] Mittels der Stellschraube ist das Einstellen der vorbestimmten Vorspannkraft über
die Vorgabe eines Anzugsmoments der Stellschraube ermöglicht. Dadurch ist die Vorspannkraft
über das Anzugsmoment auf die Laufschaufel aufbringbar. Bevorzugt ist die Stellschraube
mit einem Feingewinde versehen, so dass eine genaue Kraftübertragung der Stellschraube
von dem Anzugsmoment auf die Vorspannkraft ermöglicht ist.
[0017] Ferner ist durch das Vorsehen der Stellschraube eine Demontage der Laufschaufel durch
Lösen der Stellschraube ermöglicht, so dass die Demontage der Laufschaufel einfach
ist. Somit ist eine materialschonende und schnelle Remontage der Laufschaufel ermöglicht.
[0018] Außerdem ist in dem Schaufelfuß mindestens ein Gewindeloch vorgesehen, das an der
Schaufelfußunterseite dem Nutgrund der Nut zugewandt in diese mündet, wobei mindestens
eine Stellschraube in das mindestens eine Gewindeloch so eingeschraubt ist, dass sie
an dem Schaufelfuß mit ihrem Schraubenende vorsteht und indirekt an dem Nutgrund abgestützt
ist.
[0019] Dadurch durchdringt die Stellschraube durch das Gewindeloch den Schaufelfuß und ist
darin festgelegt, so dass durch die Abstützung des Schraubenendes indirekt an dem
Nutgrund auf dem Schaufelfuß in Radialrichtung die Vorspannkraft aufgebracht wird.
[0020] Bevorzugtermaßen sind die entlang des Umfangs verteilten Nuten in einer Radscheibe
des Turbomaschinenrotors angeordnet. Hierdurch kann ein modularer Turbomaschinenrotor
angegeben werden.
[0021] Bevorzugt weist die Vorspanneinrichtung eine Abstützplatte auf, die auf dem Nutgrund
mindestens im Bereich der einen Stellschraube angeordnet ist, so dass die Stellschraube
und die Abstützplatte in Berührkontakt stehen.
[0022] Die Abstützplatte liegt direkt auf den Nutgrund in der Nut auf, so dass keine zusätzliche
Nut im Nutgrund für die Abstützplatte vorgesehen zu werden braucht.
[0023] Ferner ist der Nutgrund im Bereich der Stellschraube von der Abstützplatte abgedeckt,
so dass der Nutgrund nur im indirekten Kontakt via der Abstützplatte mit dem Schraubenende
der Stellschraube steht. Somit ist es unterbunden, dass das Schraubenende der Stellschraube,
insbesondere beim Drehen der Stellschraube, den Nutgrund beschädigt.
[0024] Ferner ist es bevorzugt, dass das mindestens eine Gewindeloch mit seinem der Schaufelfußunterseite
abgewandten Ende an einer der Stirneseiten des Schaufelfußes nach außen mündet, so
dass das Gewindeloch um einen spitzen Winkel von der Längsachse des Turbomaschinenrotors
weg geneigt ist.
[0025] Dadurch ist das Gewindeloch an der Stirnseite des Schaufelfußes zugänglich, so dass
von dort die Stellschraube nach der Montage der Laufschaufel auf die Radscheibe eingestellt
werden kann. Ferner, da das Gewindeloch von der Stirnseite des Schaufelfußes her zu
dem Schaufelfußboden hin sich erstreckt, durchdringt das Gewindeloch den Schaufelfuß
in einem mechanisch wenig belasteten Bereich. Dadurch ist durch das Vorsehen des Gewindelochs
in dem Schaufelfuß dieser in seiner Festigkeit wenig beeinträchtigt.
[0026] Auf Grund der Neigung der Stellschraube um den spitzen Winkel weist die von der Stellschraube
aufgebrachte Vorspannkraft eine axiale und eine radiale Komponente auf. Dies ist vorteilhaft,
da dadurch sowohl die radiale Vorspannkraft als auch eine axiale Kraft zum Arretieren
der Laufschaufel in der Radscheibe aufgebracht wird. Dadurch ist sowohl eine radiale
als auch eine axiale Befestigung der Laufschaufel gewährleistet. Über den Grad der
Neigung der Stellschraube kann die Aufteilung der durch die Stellschraube übertragenen
Kraft auf die axiale und radiale Befestigung aufgeteilt werden.
[0027] Es ist bevorzugt, dass die Abstützplatte mindestens eine Kröpfung mit einer flächigen
Flanke aufweist, die derart geformt ist, dass das Schraubenende der Stellschraube
stirnseitig an der flächigen Flanke anliegt. Bevorzugt ist ebenfalls die Stirnseite
des Schraubenendes der Stellschraube flächig ausgebildet, so dass beim flächigen Anliegen
des Schraubenendes an der Flanke die Flächenpressung gering ist. Dadurch ist eine
extreme mechanische Belastung der Abstützplatte von der Stellschraube unterbunden,
wodurch eine unerwünschte Verwerfung der Abstützplatte auf Grund der Einwirkung der
Stellschraube nicht auftritt, so dass ein Verklemmen der Stellschraube unterbunden
ist.
[0028] Bevorzugt ist, dass der Schaufelfuß ein erstes Gewindeloch mit einer ersten Stellschraube
und ein zweites Gewindeloch mit einer zweiten Stellschraube aufweist, wobei das erste
Gewindeloch an der einen Stirnseite und das zweite Gewindeloch an der anderen Stirnseite
des Schaufelfußes nach außen mündet, so dass das erste Gewindeloch um einen ersten
spitzen Winkel und das zweite Gewindeloch um einen zweiten spitzen Winkel von der
Längsachse des Turbomaschinenrotors weggeneigt ist.
[0029] Dadurch sind die beiden Stellschrauben zueinander entgegengesetzt geneigt angeordnet,
so dass die auf die Abstützplatte aufgebrachten axialen Kraftkomponenten einander
entgegenwirken. Dadurch kann vorteilhaft eine stabile Befestigung des Schaufelfußes
in der Nut erzielt werden, wobei auf den Schaufelfuß eine geringe bis gar keine resultierende
axiale Kraft wirkt.
[0030] Außerdem ist es bevorzugt, dass die Abstützplatte die erste Kröpfung mit der ersten
Flanke, an der das Schraubenende der ersten Stellschraube anliegt, und die zweite
Kröpfung mit der zweiten Flanke aufweist, an der das Schraubenende der zweiten Schraube
anliegt.
[0031] Somit ist die Laufschaufel an ihrem Schaufelfuß via den Stellschrauben an den Flanken
der Kröpfungen der Abstützplatte in Axialrichtung formschlüssig arretiert.
[0032] Bevorzugt ist, dass der erste Winkel und der zweite Winkel denselben Betrag haben.
[0033] Dadurch ist die Vorspanneinrichtung in der Ebene senkrecht zur Axialrichtung des
Turbomaschinenrotors symmetrisch ausgebildet, so dass die Verteilung der Vorspannkräfte
in der Vorspanneinrichtung symmetrisch ist. Somit sind die Vorspanneinrichtung, der
Schaufelfuß und die Radscheibe ausgeglichen beansprucht.
[0034] Ferner ist es bevorzugt, dass die Abstützplatte zwischen den beiden Kröpfungen einen
Rückenabschnitt aufweist, der mit seiner konvexen Seite dem Schaufelfuß zugewandt
ist.
[0035] Bevorzugt ist die Abstützplatte aus einem elastischen Material hergestellt. Hervorgerufen
durch die Vorspannkräfte, die von den Stellschrauben auf die Flanken der Kröpfungen
ausgeübt werden, werden diese in Richtung zum Nutgrund gedrückt. Dadurch wird der
Rückenabschnitt gekrümmt, so dass der Rückenabschnitt mit seiner konvexen Seite auf
die Schaufelfußunterseite drückt. Dadurch werden die Vorspannkräfte, die die Stellschrauben
auf die Abstützplatte ausüben, auf den Schaufelfuß übertragen. Somit ist die Vorspannung
der Laufschaufel erhöht.
[0036] Außerdem ist es bevorzugt, dass der Rückenabschnitt vor seiner Montage vorgekrümmt
ist, so dass der Rückenabschnitt im Zusammenbauzustand des Turbomaschinenmotors auf
die Schaufelfußunterseite drückt.
[0037] Dadurch hat die Abstützplatte eine Federwirkung in Richtung zu der Schaufelfußunterseite,
wodurch eine Vorspannreserve für den Fall des Setzens, d.h., wenn sich im Betrieb
der Abstand zwischen der Schaufelfußunterseite und dem Nutgrund vergrößert, geschaffen
ist. Ferner ermöglicht die Vorkrümmung des Rückenabschnitts im Zusammenbauzustand
einen guten Kraftschluss über den mit den Stellschrauben ausgebildeten Flächenkontakt.
Über die Steifigkeit und die Dicke der Abstützplatte kann die Vorspannreserve vordefiniert
werden. Durch Verstellen der Stellschrauben kann die Vorspannreserve im Zusammenbauzustand
noch variiert werden.
[0038] Bevorzugt ist, dass die Abstützplatte an der ersten Kröpfung einen von dem Rückenabschnitt
sich weg erstreckenden ersten Schenkelabschnitt und an der zweiten Kröpfung einen
von dem Rückenabschnitt sich weg erstreckenden zweiten Schenkelabschnitt aufweist.
[0039] Dadurch ist erreicht, dass die Abstützplatte flächig und so mit geringer Flächenpressung
auf dem Nutgrund abgestützt ist.
[0040] Bevorzugt weist der erste Schenkelabschnitt einen ersten Überstand und der zweite
Schenkelabschnitt einen zweiten Überstand auf, wobei die Überstände aus der Nut über
die Randscheibe hinaus ragen.
[0041] Dadurch ist die Abstützplatte im Zusammenbauzustand von außen mit den Überständen
greifbar, so dass eine Demontage und Remontage der Laufschaufel einfach durchführbar
ist.
[0042] Ferner ist es bevorzugt, dass die Überstände abgewinkelt zu den Schenkelabschnitten
angeordnet sind, so dass der Turbomaschinenrotor oder die Radscheibe mit der Abstützplatte
in Eingriff steht und dadurch in Axialrichtung des Turbomaschinenrotors festgehalten
ist.
[0043] Dadurch ist die Abstützplatte an der Radscheibe in Axialrichtung befestigt, insbesondere
auch dann, wenn beim Zusammenbauen des Turbomaschinenrotors die Laufschaufel noch
nicht in die Nut der Radscheibe eingesetzt ist. Somit muss beim Zusammenbauen des
Turbomaschinenrotors die in die Nut auf den Nutgrund gelegte Abstützblatte von außen
nicht festgehalten werden, wenn in die Nut der Laufschaufelfuß eingeschoben wird.
Bevorzugt kann der Überstand umgebogen oder überschlagen werden.
[0044] Bevorzugt, ist es, dass die mindestens eine Stellschraube mit einem Sicherungsmittel
gegen unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert ist.
[0045] Dadurch ist unterbunden, dass die Stellschraube sich im Betrieb des Turbomaschinenrotors
versehentlich löst. Das Sicherungsmittel kann bevorzugt ein Klebstoff sein. Alternativ
oder zusätzlich hierzu kann die Stellschraube mit einem Körnerschlag in der Laufschaufel
verstemmt werden.
[0046] Die geometrische Dimensionierung der Abstützplatte, der Stellschrauben und des Anzugsmoments
ist auf die Masse der Laufschaufel anzupassen.
[0047] Die erfindungsgemäße Laufschaufel, welche zur Montage in eine am Außenumfang eines
Turbomaschinenrotors befindliche, sich in Axialrichtung erstreckende Nut vorgesehen
ist, weist einen Schaufelfuß mit zwei einander gegenüberliegenden und senkrecht zur
Längsachse des Schaufelfußes angeordneten Stirnseiten und einer sich zwischen den
beiden Stirnseiten erstreckenden Schaufelfußunterseite auf, wobei der Schaufelfuß
ein erstes Gewindeloch und ein zweites Gewindeloch aufweist, wobei die beiden Gewindelöcher
einerseits an der Schaufelfußunterseite nach außen münden, sowie andererseits das
erste Gewindeloch an der einen Stirnseite und das zweite Gewindeloch an der anderen
Stirnseite das Schaufelfußes nach außen münden, so dass das erste Gewindeloch um einen
ersten spitzen Winkel und das zweite Gewindeloch um einen zweiten spitzen Winkel von
der Längsachse das Turbomaschinenrotors weggeneigt ist.
[0048] Die Abstützplatte zum Vorspannen einer Laufschaufel eines Turbomaschinenrotors hat
eine Längsrichtung und weist entlang dieser angeordnet zwei gegensinnige Kröpfungen
mit jeweils einer ebenflächigen Flanke auf, zwischen denen die Abstützplatte einen
Rückenabschnitt aufweist.
[0049] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Zusammenbauen eines Turbomaschinenrotors weist
auf die Schritte: Bereitstellen des Turbomaschinenrotors mit entlang des Umfangs verteilten
Nuten, welche sich wesentlich in Axialrichtung des Turbomaschinenrotors erstrecken
und mit jeweils darin angeordneten Laufschaufeln und mit einer Abstützplatte; Einschieben
der Laufschaufel in die Nut, so dass der Schaufelfuß in die Nut eingreift und so die
Laufschaufel in der Nut formschlüssig in Radialrichtung gehalten ist; Einschieben
der Abstützplatte in die Nut zwischen der Schaufelfußunterseite und dem Nutgrund;
Einschrauben von der ersten Stellschraube in das erste Gewindeloch und der zweiten
Stellschraube in das zweite Gewindeloch, bis die Stellschrauben ihre korrespondierenden
Kröpfungen berühren; Anziehen der beiden Stellschrauben mit einem vorbestimmten Anzugsmoment,
um die Laufschaufel in Radialrichtung mit einer vorbestimmten Vorspannkraft in der
Nut vorzuspannen.
[0050] Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Turbomaschinenrotors
und einer Abstützplatte anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert.
[0051] Es zeigt:
- Figur 1
- einen Querschnitt durch den Turbomaschinenrotor im Bereich eines Schaufelfußes,
- Figur 2
- einen Längsschnitt des Turbomaschinenrotors im Bereich des Schaufelfußes,
- Figur 3
- eine Abstützplatte im Nichteinbauzustand,
- Figur 4
- die Abstützplatte im Einbauzustand.
[0052] Wie es aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, weist ein Turbinenmaschinenrotor
1 eine Mehrzahl von Laufschaufeln 2 und eine Radscheibe 16 auf. Die Laufschaufeln
2 sind an dem Umfang der Radscheibe 16 befestigt, so dass eine Rotorstufe des Turbomaschinenrotors
1 gebildet ist.
[0053] Die Laufschaufel 2 ist einstückig hergestellt und weist ein Schaufelblatt 3 und einen
Schaufelfuß 4 auf. Das Schaufelblatt 3 ist aerodynamisch wirksam, beispielsweise in
einem Verdichter oder einer Turbine einer Turbomaschine. Der Schaufelfuß 4 dient zur
Befestigung des Schaufelblatts 3 an der Radscheibe 16.
[0054] Der Schaufelfuß 4 weist in einer Ebene, die zur Drehachse des Turbomaschinenrotors
senkrecht steht, einen tannenbaumprofilförmigen Querschnitt und in einer Ebene, in
der die Drehachse des Turbomaschinenrotors liegt, einen rechteckigen Querschnitt auf.
Der rechteckige Querschnitt des Schaufelfußes 4 ist gebildet von einer Längsseite,
an die das Schaufelblatt 3 angrenzt, zwei einander sich abgewandten Stirnseiten, die
jeweils senkrecht zur Drehachse des Turbomaschinenrotors 1 stehen, und einer Schaufelfußunterseite
15, die im wesentlichen parallel zur Drehachse des Turbomaschinenrotors 1 und dem
Schaufelblatt 3 abgewendet angeordnet ist. In den Eckbereichen des Schaufelfußes 4,
die im Bereich der von den Stirnseiten und der Schaufelfußunterseite 15 gebildeten
Kanten liegen, weist der Schaufelfuß 4 mechanisch wenig belastete Bereiche 5 und 6
auf.
[0055] Der erste mechanisch wenig belastete Bereich 5 des Schaufelfußes 4 ist von einem
ersten Gewindeloch 7 und der zweite mechanisch wenig belastete Bereich 6 des Schaufelfußes
4 ist von einem zweiten Gewindeloch 8 durchdrungen, wobei die beiden Gewindelöcher
7, 8 an der Schaufelfußunterseite 15 nach außen münden und das erste Gewindeloch 7
an der einen Stirnseite des Schaufelfußes 4 und das zweite Gewindeloch 8 an der anderen
Stirnseite des Schaufelfußes 4 nach außen münden. In das erste Gewindeloch 7 ist eine
erste Stellschraube 9 und in das zweite Gewindeloch 8 ist eine zweite Stellschraube
10 eingeschraubt. Die erste Stellschraube 9 weist ein erstes Schraubenende 11 und
die zweite Stellschraube 10 weist ein zweites Schraubenende 12 auf, wobei die Schraubenenden
11, 12 jeweils an der Schaufelfußunterseite 15 außerhalb des Schaufelfußes 4 angesiedelt
sind.
[0056] Die beiden Gewindelöcher 7, 8 sowie die beiden Stellschrauben 9, 10 sind gegeneinander
verschwenkt angeordnet, so dass das erste Gewindeloch 7 mit der Drehachse des Turbomaschinenrotors
1 einen ersten Winkel 13 und das zweite Gewindeloch 8 mit der Drehachse des Turbomaschinenrotors
1 einen zweiten Winkel 14 einschließt. Die beiden Gewindelöcher 7, 8 sind zueinander
derart angeordnet, dass die beiden Schraubenenden 11, 12 der beiden Stellschrauben
9, 10 einander zugewandt angeordnet sind. Jeweils der erste Winkel 13 und der zweite
Winkel 14 sind spitze Winkel und im Betrag gleich groß.
[0057] Die Radscheibe 16 weist eine Nut 17 mit einem Nutgrund 18 auf, die mit dem Schaufelfuß
4 in Eingriff steht. Die Form der Nut 17 ist derart ausgebildet, dass sie die Längsseiten
des Schaufelfußes 4 und die Schaufelfußunterseite 15 formschlüssig umschließt, so
dass die Laufschaufel 2 mittels des Tannenbaumprofils des Schaufelfußes 4 in der Nut
17 in Radialrichtung und in Umfangsrichtung des Turbomaschinenrotors 1 formschlüssig
gehalten ist. Die Nut 17 und der Schaufelfuß 4 sind derart ausgebildet, dass bei der
Montage des Turbomaschinenrotors 1 die Laufschaufel 2 mit ihrem Schaufelfuß 4 im Wesentlichen
in Axialrichtung des Turbomaschinenrotors 1 einschiebbar ist. Beim zusammengebauten
Turbomaschinenrotor 1 schließen die Stirnseiten des Schaufelfußes 4 im Wesentlichen
plan mit den Stirnseiten der Radscheibe 16 ab.
[0058] Die Nut 17 ist derart dimensioniert, dass zwischen dem Nutgrund 18 und der Schaufelfußunterseite
15 ein Spalt ausgebildet ist. In den Spalt ist eine Abstützplatte 19 eingesetzt, die
in ihrer Mitte einen Rückenabschnitt 20 aufweist, der von einer ersten Kröpfung 21
und einer zweiten Kröpfung 22 gebildet ist. An die erste Kröpfung 21 schließt sich
ein erster Schenkelabschnitt 25 und an die zweite Kröpfung 22 schließt sich ein zweiter
Schenkelabschnitt 26 an, wobei die Schenkelabschnitte 25, 26 an dem Nutgrund 18 anliegen
und der Rückenabschnitt 20 an der Schaufelfußunterseite 15 anliegt. Der Rückenabschnitt
20 und die Schenkelabschnitte 25, 26 sind miteinander fluchtend angeordnet.
[0059] Die erste Kröpfung 21 weist eine erste Flanke 23 und die zweite Kröpfung 22 weist
eine zweite Flanke 24 auf, wobei das erste Schraubenende 11 an der ersten Kröpfung
21 und das zweite Schraubenende 12 an der zweiten Kröpfung 24 anliegt. Sowohl das
erste Schraubenende 11 als auch die erste Flanke 23 sowie das zweite Schraubenende
12 als auch die zweite Flanke 24 sind ebenflächig ausgebildet, so dass der Kontakt
zwischen den Stellschrauben 10, 11 und der Abstützplatte 19 über eine Kontaktfläche
hergestellt ist.
[0060] Die beiden Stellschrauben 9, 10 sind derart in ihren Gewindelöchern 7, 8 eingeschraubt
und mit einem vorbestimmten Anzugsmoment angezogen, so dass von den Stellschrauben
9, 10 auf die Flanken 23, 24 und somit auf die Abstützplatte 19 jeweils eine vorbestimmte
Kraft ausgeübt wird. Die Kraft hat eine Radialkomponente und eine Axialkomponente,
wobei, wenn die beiden Stellschrauben 9, 10 mit demselben Anzugsmoment angezogen sind,
die Axialkomponenten einander aufheben. Die Radialkomponenten bilden eine vorbestimmte
Vorspannkraft, mit der der Schaufelfuß 4 in der Nut 17 vorbestimmt vorgespannt wird.
[0061] An dem ersten Schenkelabschnitt 25 ist ein erster Überstand 27 und an dem zweiten
Schenkelabschnitt 26 ist ein zweiter Überstand 28 vorgesehen, wobei sich die Überstände
27, 28 aus der Nut 17 heraus über die Radscheibe 16 hinweg erstrecken. Die beiden
Überstände 27, 28 sind in Richtung zur Mitte des Turbomaschinenrotors 1 zu den Schenkelabschnitten
25, 26 abgewinkelt angeordnet, so dass mit den Überständen 27, 28 die Abstützplatte
19 auf dem Nutgrund 18 liegend in Axialrichtung des Turbomaschinenrotors 1 fixiert
angeordnet ist.
[0062] In Figuren 3 und 4 ist die Abstützplatte 19 gezeigt, wobei der erste Überstand 27
als Verlängerung des ersten Schenkelabschnitts 25 und der zweite Überstand 28 als
Verlängerung des zweiten Schenkelabschnitts 26 angeordnet sind.
[0063] In Figur 3 ist die Abstützplatte 19 im unmontierten Zustand und in Figur 4 im montierten
Zustand gezeigt. Die Abstützplatte 19 ist vorgekrümmt gefertigt, so dass die Abstützplatte
19 im unmontierten Zustand eine konvexe Kontur hat. Ist die Abstützplatte 19, so wie
es in der Figur 4 gezeigt ist, in die Nut 17 zusammen mit dem Schaufelfuß 4 eingebaut,
so wird die Abstützplatte 19 gerade gedrückt, so dass die Abstützplatte 19 auf Grund
von Federeigenschaften eine Federkraft auf den Schaufelfuß 4 ausübt.
[0064] Bei einem Verfahren zum Zusammenbauen des Turbinenmaschinenrotors 1 wird die Laufschaufel
2 in die Nut 17 im Wesentlichen in die Axialrichtung des Turbomaschinenrotors 1 eingeschoben,
bis die Stirnseiten des Schaufelfußes 4 mit den Stirnseiten der Radscheibe 16 fluchtend
angeordnet sind. In dem zwischen der Schaufelfußunterseite 15 und dem Nutgrund 18
ausgebildeten Spalt wird die Abstützplatte 19 gemäß der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform
geschoben, bis die beiden Überstände 27 und 28 von der Radscheibe 16 vorstehen. Dann
wird die erste Stellschraube 9 in das erste Gewindeloch 7 und die zweite Stellschraube
12 in das zweite Gewindeloch 8 eingeschraubt, bis das erste Schraubenende 10 die erste
Flanke 23 und das zweite Schraubenende 12 die zweite Flanke 24 berühren. Im Folgenden
werden die Stellschrauben 9, 10 mit dem vorbestimmten Anzugsmoment angezogen. Dann
werden die Überstände 27 und 28 in Richtung zu der Mitte der Radscheibe 16 gebogen,
so dass die Überstände 27, 28 an der Radscheibe anliegen.
1. Turbomaschinenrotor (1),
mit entlang des Umfangs verteilten Nuten (17), welche sich wesentlich in Axialrichtung
des Turbomaschinenrotors (1) erstrecken und
mit jeweils einer darin angeordneten Laufschaufel (2), deren Schaufelfuß (4) jeweils
in eine der Nuten (17) eingreift,
so dass die Laufschaufel (2) in der Nut (17) formschlüssig in Radialrichtung gehalten
ist,
und eine Vorspanneinrichtung (7-14, 19-28), die sowohl an einem Nutgrund (18) der
Nut (17) als auch an dem Schaufelfuß (4) abgestützt ist und auf den Schaufelfuß (4)
eine Vorspannkraft in Radialrichtung ausübt,
wobei die Vorspanneinrichtung (7-14, 19-28) derart eingerichtet ist, dass die Vorspannkraft
im Zusammenbauzustand des Turbomaschinenrotors (1) einstellbar ist, wobei die Vorspanneinrichtung
(7-14, 19-28) mindestens eine Stellschraube (10, 11) aufweist, mit der durch Aufbringen
eines vorbestimmten Anzugsmoments die Vorspannkraft im Zusammenbauzustand des Turbomaschinenrotors
(1) einstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
in dem Schaufelfuß (4) mindestens ein Gewindeloch (7, 8) vorgesehen ist, das an der
Schaufelfußunterseite (15) dem Nutgrund (18) der Nut (17) zugewandt in diese mündet,
und wobei die mindestens eine Stellschraube (9, 10) in das mindestens eine Gewindeloch
(7, 8) so eingeschraubt ist, dass sie an dem Schaufelfuß (4) mit ihrem Schraubenende
(11, 12) vorsteht und indirekt an dem Nutgrund (18) abgestützt ist.
2. Turbomaschinenrotor (1) nach Anspruch 1,
bei dem die entlang des Umfangs verteilten Nuten (17) in einer Radscheibe (16) angeordnet
sind.
3. Turbomaschinenrotor (1) gemäß Anspruch 1 oder 2,
wobei die Vorspanneinrichtung (7-14, 19-28) eine Abstützplatte (19) aufweist, die
auf dem Nutgrund (18) mindestens im Bereich der einen Stellschraube (9, 10) angeordnet
ist, so dass die Stellschraube (9, 10) und die Abstützplatte (19) in Berührkontakt
stehen.
4. Turbomaschinenrotor (1) gemäß Anspruch 1, 2 oder 3,
wobei das mindestens eine Gewindeloch (7, 8) mit seinem der Schaufelfußunterseite
(15) abgewandeten Ende an einer der Stirnseiten des Schaufelfußes (4) nach außen mündet,
so dass das Gewindeloch (7, 8) um einen spitzen Winkel (13, 14) von der Längsachse
des Turbomaschinenrotors (1) weggeneigt ist.
5. Turbomaschinenrotor (1) gemäß Anspruch 4,
wobei die Abstützplatte (19) mindestens eine Kröpfung (21, 22) mit einer Flanke (23,
24) aufweist, die derart geformt ist, dass das Schraubenende (11, 12) der Stellschraube
(9, 10) stirnseitig flächig an der Flanke (23, 24) anliegt.
6. Turbomaschinenrotor (1) gemäß Anspruch 4 oder 5,
wobei der Schaufelfuß (4) ein erstes Gewindeloch (7) mit einer ersten Stellschraube
(9) und ein zweites Gewindeloch (8) mit einer zweiten Stellschraube (10) aufweist,
wobei das erste Gewindeloch (7) an der einen Stirnseite und das zweite Gewindeloch
(8) an der anderen Stirnseite des Schaufelfußes (4) nach außen mündet, so dass das
erste Gewindeloch (7) um einen ersten spitzen Winkel (13) und das zweite Gewindeloch
(8) um einen zweiten spitzen Winkel (14) von der Längsachse des Turbomaschinenrotors
(1) weggeneigt ist.
7. Turbomaschinenrotor (1) gemäß Anspruch 6,
wobei die Abstützplatte (19) die erste Kröpfung (21) mit der ersten Flanke (23), an
der das Schraubenende (11) der ersten Stellschraube (9) anliegt, und die zweite Kröpfung
(22) mit der zweiten Flanke (24) aufweist, an der das Schraubenende (12) der zweiten
Stellschraube (10) anliegt.
8. Turbomaschinenrotor (1) gemäß Anspruch 6 oder 7,
wobei der erste Winkel (13) und der zweite Winkel (14) denselben Betrag haben.
9. Turbomaschinenrotor (1) gemäß Anspruch 8,
wobei die Abstützplatte (19) zwischen den beiden Kröpfungen (21, 22) einen Rückenabschnitt
(20) aufweist, der mit seiner konvexen Seite den Schaufelfuß (4) zugewandt ist.
10. Turbomaschinenrotor (1) gemäß Anspruch 9,
wobei der Rückenabschnitt (20) vor seiner Montage vorgekrümmt ist, so dass der Rückenabschnitt
(20) im Zusammenbauzustand des Turbomaschinenrotors (1) auf die Schaufelfußunterseite
(15) drückt.
11. Turbomaschinenrotor (1) gemäß Anspruch 9 oder 10,
wobei die Abstützplatte (19) an der ersten Kröpfung (21) einen von dem Rückenabschnitt
(20) sich wegerstreckenden ersten Schenkelabschnitt (25) und an der zweiten Kröpfung
(22) einen von dem Rückenabschnitt (20) sich wegerstreckenden zweiten Schenkelabschnitt
(26) aufweist.
12. Turbomaschinenrotor (1) gemäß Anspruch 11,
wobei der erste Schenkelabschnitt (25) einen ersten Überstand (27) und der zweite
Schenkelabschnitt (26) einen zweiten Überstand (28) aufweist,
wobei die Überstände (27, 28) aus der Nut (17) hinausragen.
13. Turbomaschinenrotor (1) gemäß Anspruch 12,
wobei die Überstände (27, 28) abgewinkelt zu den Schenkelabschnitten (25, 26) angeordnet
sind, so dass der Turbomaschinenrotor (1) mit der Abstützplatte (19) in Eingriff steht
und dadurch in Axialrichtung des Turbomaschinenrotors (1) festgehalten ist.
14. Turbomaschinenrotor (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13,
wobei die mindestens eine Stellschraube (9, 10) mit einem Sicherungsmittel gegen unbeabsichtigtes
Verdrehen gesichert ist.
15. Laufschaufel (2) mit einem zur Montage der Laufschaufel (2) in eine am Außenumfang
eines Turbomaschinenrotors (1) befindlichen Nut (17) einschiebbaren Schaufelfuß (4)
mit zwei einander gegenüberliegend angeordneten und senkrecht zur Längsachse des Schaufelfußes
(4) angeordneten Stirnseiten und einer sich zwischen den beiden Stirnseiten erstreckenden
Schaufelfußunterseite (15),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schaufelfuß (4) ein erstes Gewindeloch (7) und ein zweites Gewindeloch (8) aufweist,
wobei die beiden Gewindelöcher (7, 8) einerseits an der Schaufelfußunterseite (15)
nach außen münden und andererseits das erste Gewindeloch (7) an der einen Stirnseite
und das zweite Gewindeloch (8) an der anderen Stirnseite des Schaufelfußes (4) nach
außen münden.
16. Laufschaufel gemäß Anspruch 15,
wobei das erste Gewindeloch (7) um einen ersten spitzen Winkel (13) und das zweite
Gewindeloch (8) um einen zweiten spitzen Winkel (14) von der Längsachse das Turbomaschinenrotors
weggeneigt ist und der erste Winkel (13) und der zweite Winkel (14) denselben Betrag
haben.
17. Verfahren zum Zusammenbauen eines Turbomaschinenrotors (1),
aufweisend die Schritte:
- Bereitstellen eines Turbomaschinenrotors (1) mit entlang des Umfangs verteilten
Nuten (17), welche sich wesentlich in Axialrichtung des Turbomaschinenrotors (1) erstrecken,
darin einschiebbaren Laufschaufeln (2) gemäß Anspruch 15 oder 16 und einer Abstützplatte
(19), welche eine Längsrichtung hat und entlang dieser angeordnet zwei gegensinnige
Kröpfungen (21, 22) mit jeweils einer ebenflächigen Flanke (23, 24) aufweist, zwischen
denen die Abstützplatte (19) einen Rückenabschnitt (20) aufweist;
- Einschieben der Laufschaufel (2) in die Nut (17), so dass der Laufschaufelfuß (4)
in die Nut (17) eingreift und so die Laufschaufel (2) in der Nut (17) formschlüssig
in Radialrichtung des Turbomaschinenrotors (1) gehalten ist;
- Einschieben der Abstützplatte (19) in die Nut (17) zwischen der Schaufelfußunterseite
(15) und dem Nutgrund (18);
- Einschrauben von einer ersten Stellschraube (10) in das erste Gewindeloch (7) und
einer zweiten Stellschraube (10) in das zweite Gewindeloch (8), bis die Stellschrauben
(9, 10) ihre korrespondierenden Kröpfungen (21, 22) berühren;
- Anziehen der beiden Stellschrauben (9, 10) mit einem vorbestimmten Anzugsmoment,
um die Laufschaufel (2) in Radialrichtung mit einer vorbestimmten Vorspannkraft in
der Nut (17) vorzuspannen.
1. Turbomachine rotor (1),
with grooves (17) which are distributed along the periphery and extend essentially
in the axial direction of the turbomachine rotor (1), and
with a rotor blade (2) which is arranged therein in each case, the blade root (4)
of which engages in one of the grooves (17) in each case,
so that the rotor blade (2) is retained in the groove (17) in a form-fitting manner
in the radial direction,
and with a pretensioning device (7 - 14, 19 - 28) which is supported both on a bottom
(18) of the groove (17) and on the blade root (4) and exerts a pretensioning force
upon the blade root (4) in the radial direction,
wherein the pretensioning device (7 - 14, 19 - 28) is installed in such a way that
the pretensioning force is adjustable in the assembled state of the turbomachine rotor
(1), wherein the pretensioning device (7 - 14, 19 - 28) has at least one adjusting
screw (10, 11), with which by applying a predetermined tightening torque the pretensioning
force is adjustable in the assembled state of the turbomachine rotor (1),
characterized in that
provision is made in the blade root (4) for at least one threaded hole (7, 8) which
on the underside (15) of the blade root, facing the bottom (18) of the groove (17),
leads into this, and wherein the at least one adjusting screw (9, 10) is screwed into
the at least one threaded hole (7, 8) so that it projects on the blade root (4) by
its end (11, 12) and is indirectly supported on the bottom (18) of the groove.
2. Turbomachine rotor (1) according to Claim 1,
in which the grooves (17) which are distributed along the periphery are arranged in
a wheel disk (16).
3. Turbomachine rotor (1) according to Claim 1 or 2,
wherein the pretensioning device (7 - 14, 19 - 28) has a support plate (19) which
is arranged on the bottom (18) of the groove at least in the region of the one adjusting
screw (9, 10) so that the adjusting screw (9, 10) is in touching contact with the
support plate (19).
4. Turbomachine rotor (1) according to Claim 1, 2 or 3,
wherein the at least one threaded hole (7, 8), by its end which faces away from the
underside (15) of the blade root, leads out on one of the end faces of the blade root
(4) so that the threaded hole (7, 8) is inclined away from the longitudinal axis of
the turbomachine rotor (1) by an acute angle (13, 14).
5. Turbomachine rotor (1) according to Claim 4,
wherein the support plate (19) has at least one offset (21, 22) with a flank (23,
24), which is formed in such a way that the end (11, 12) of the adjusting screw (9,
10) butts by its end face flat against the flank (23, 24).
6. Turbomachine rotor (1) according to Claim 4 or 5,
wherein the blade root (4) has a first threaded hole (7) with a first adjusting screw
(9) and a second threaded hole (8) with a second adjusting screw (10),
wherein the first threaded hole (7) leads out on the one end face of the blade root
(4) and the second threaded hole (8) leads out on the other end face so that the first
threaded hole (7) is inclined away from the longitudinal axis of the turbomachine
rotor (1) by a first acute angle (13) and the second threaded hole (8) is inclined
away by a second acute angle (14).
7. Turbomachine rotor (1) according to Claim 6,
wherein the support plate (19) has the first offset (21) with the first flank (23),
against which butts the end (11) of the first adjusting screw (9), and the second
offset (22) with the second flank (24), against which butts the end (12) of the second
adjusting screw (10).
8. Turbomachine rotor (1) according to Claim 6 or 7,
wherein the first angle (13) and the second angle (14) have the same value.
9. Turbomachine rotor (1) according to Claim 8,
wherein the support plate (19) has a back section (20) between the two offsets (21,
22), which by its convex side faces the blade root (4).
10. Turbomachine rotor (1) according to Claim 9,
wherein the back section (20) is pre-bent before its installation so that in the assembled
state of the turbomachine rotor (1) the back section (20) presses onto the underside
(15) of the blade root.
11. Turbomachine rotor (1) according to Claim 9 or 10,
wherein on the first offset (21) the support plate (19) has a first leg section (25)
which extends away from the back section (20) and on the second offset (22) has a
second leg section (26) which extends away from the back section (20).
12. Turbomachine rotor (1) according to Claim 11,
wherein the first leg section (25) has a first projection (27) and the second leg
section (26) has a second projection (28),
wherein the projections (27, 28) project from the groove (17).
13. Turbomachine rotor (1) according to Claim 12,
wherein the projections (27, 28) are arranged in an angled-down manner in relation
to the leg sections (25, 26) so that the turbomachine rotor (1) is in engagement with
the support plate (19) and consequently is fixed in the axial direction of the turbomachine
rotor (1).
14. Turbomachine rotor (1) according to one of Claims 1 to 13,
wherein the at least one adjusting screw (9, 10) is secured against inadvertent rotation
by a securing means.
15. Rotor blade (2) with a blade root (4) which, for installing the rotor blade (2), can
be inserted into a groove (17) located on the outer periphery of a turbomachine rotor
(1), and which has two end faces, which are arranged opposite each other and arranged
perpendicularly to the longitudinal axis of the blade root (4), and a blade root underside
(15) which extends between the two end faces, characterized in that
the blade root (4) has a first threaded hole (7) and a second threaded hole (8),
wherein the two threaded holes (7, 8) lead out on the underside (15) of the blade
root on one side, and on the other side the first threaded hole (7) leads out on the
one end face of the blade root (4) and the second threaded hole (8) leads out on the
other end face.
16. Rotor blade according to Claim 15,
wherein the first threaded hole (7) is inclined away from the longitudinal axis of
the turbomachine rotor by a first acute angle (13) and the second threaded hole (8)
is inclined away by a second acute angle (14), and the first angle (13) and the second
angle (14) have the same value.
17. Method for assembling a turbomachine rotor (1), featuring the steps:
- Providing a turbomachine rotor (1) with grooves (17) which are distributed along
the periphery and extend essentially in the axial direction of the turbomachine rotor
(1), and with rotor blades (2), according to Claim 15 or 16, which can be inserted
therein, and with a support plate (19) which has a longitudinal direction and has
two opposed offsets (21, 22), which are arranged along this, with a planar flank (23,
24) in each case, between which the support plate (19) has a back section (20),
- Inserting the rotor blade (2) into the groove (17) so that the blade root (4) engages
in the groove (17) and so the rotor blade (2) is retained in a form-fitting manner
in the groove (17) in the radial direction of the turbomachine rotor (2);
- Inserting the support plate (19) into the groove (17) between the underside (15)
of the blade root and the bottom (18) of the groove;
- Screwing of a first adjusting screw (10) into the first threaded hole (7) and screwing
a second adjusting screw (10) into the second threaded hole (8) until the adjusting
screws (9, 10) contact their corresponding offsets (21, 22);
- Tightening down the two adjusting screws (9, 10) with a predetermined tightening
torque in order to pretension the rotor blade (2) in the groove (17) in the radial
direction with a predetermined pretensioning force.
1. Rotor ( 1 ) de turbomachine,
comprenant des cannelures ( 17 ) qui sont réparties le long du pourtour et qui s'étendent
sensiblement dans la direction axiale du rotor ( 1 ) de la turbomachine et
comprenant respectivement une aube ( 2 ) mobile qui y est montée et dont l'emplanture
( 4 ) pénètre respectivement dans l'une des cannelures ( 17 ),
de sorte que l'aube ( 2 ) mobile est maintenue dans la direction radiale à complémentarité
de forme dans la cannelure ( 17 ),
et un dispositif ( 7 à 14, 19 à 28 ) de précontrainte qui s'appuie à la fois sur un
fond ( 18 ) de la cannelure ( 17 ) et sur l'emplanture ( 4 ) de l'aube et qui applique
une force de précontrainte dans la direction radiale à l'emplanture ( 4 ) de l'aube,
le dispositif ( 7 à 14, 19 à 28 ) de précontrainte étant tel que la force de précontrainte
à l'état assemblé du rotor ( 1 ) de la turbomachine est réglable, le dispositif (
7 à 14, 19 à 28 ) de précontrainte ayant au moins une vis ( 10, 11 ) de réglage, par
laquelle, par application d'un couple de serrage déterminé à l'avance, la force de
précontrainte à l'état assemblé du rotor ( 1 ) de la turbomachine est réglable, caractérisé en ce que
il est prévu dans l'emplanture ( 4 ) de l'aube au moins un taraudage ( 7, 8 ) qui,
du côté ( 15 ) inférieur de l'emplanture de l'aube tourné vers le fond ( 18 ) de la
cannelure ( 17 ), débouche dans celle-ci et dans lequel la au moins une vis ( 9, 10
) de réglage est vissée dans le au moins un taraudage ( 7, 8 ) de manière à dépasser
par son extrémité ( 11, 12 ) de vis de l'emplanture ( 4 ) de l'aube et à s'appuyer
indirectement sur le fond ( 18 ) de la cannelure.
2. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant la revendication 1,
dans lequel les cannelures ( 17 ) réparties le long du pourtour sont ménagées dans
un disque ( 16 ) de roue.
3. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant la revendication 1 ou 2,
dans lequel le dispositif ( 7 à 14, 19 à 28 ) de précontrainte comporte une plaque
( 19 ) d'appui, qui est disposée sur le fond ( 18 ) de la cannelure au moins dans
une zone de la une vis ( 9, 10 ) de réglage de manière à ce que les vis ( 9, 10 )
de réglage et la plaque ( 19 ) d'appui soient en contact touchant.
4. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant la revendication 1, 2 ou 3,
dans lequel le au moins taraudage ( 7, 8 ) débouche, par son extrémité éloignée du
côté ( 15 ) inférieur de l'emplanture de l'aube, vers l'extérieur sur l'un des côtés
frontaux de l'emplanture ( 4 ) de l'aube, de sorte que le taraudage ( 7, 8 ) est incliné
d'un angle ( 13, 14 ) aigu en s'éloignant de l'axe longitudinal du rotor ( 1 ) de
la turbomachine.
5. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant la revendication 4,
dans lequel la plaque ( 19 ) d'appui a au moins un coude ( 21 ) ayant un flanc ( 23,
24 ) qui est conformé de manière à ce que l'extrémité ( 11, 12 ) de la vis ( 9, 10
) de réglage s'applique du côté frontal par une surface au flanc ( 23, 24 ).
6. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant la revendication 4 ou 5,
dans lequel l'emplanture ( 4 ) de l'aube a un premier taraudage ( 7 ) ayant une première
vis ( 9 ) de réglage et un deuxième taraudage ( 8 ) ayant une deuxième vis ( 10 )
de réglage, le premier taraudage ( 7 ) débouchant vers l'extérieur sur l'un des côtés
frontaux et le deuxième taraudage ( 8 ) sur l'autre côté frontal de l'emplanture (
4 ) de l'aube, de sorte que le premier taraudage s'éloigne de l'axe longitudinal du
rotor ( 1 ) de la turbomachine suivant un premier angle ( 13 ) aigu et le deuxième
taraudage ( 18 ) suivant un deuxième angle ( 14 ) aigu.
7. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant la revendication 6,
dans lequel la plaque ( 19 ) d'appui a le premier coude ( 21 ) ayant le premier flanc
( 23 ) sur lequel s'applique l'extrémité ( 11 ) de la première vis ( 9 ) de réglage
et le deuxième coude ( 22 ) a le deuxième flanc ( 24 ) sur lequel s'appuie l'extrémité
( 12 ) de la deuxième vis ( 10 ) de réglage.
8. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant la revendication 6 ou 7,
dans lequel le premier angle ( 13 ) et le deuxième angle ( 14 ) ont la même valeur.
9. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant la revendication 8,
dans lequel la plaque ( 19 ) d'appui a entre les deux coudes ( 21, 22 ) une partie
( 20 ) en retrait, qui tourne sa convexité vers l'emplanture ( 4 ) de l'aube.
10. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant la revendication 9,
dans lequel la partie ( 20 ) en retrait est pré-coudée avant son montage de manière
à ce que la partie ( 20 ) en retrait appuie, lorsque le rotor ( 1 ) de la turbomachine
est à l'état assemblé, sur le côté ( 15 ) inférieur de l'emplanture de l'aube.
11. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant la revendication 9 ou 10,
dans lequel la plaque ( 19 ) d'appui a sur le premier coude ( 21 ) une première branche
( 25 ) s'éloignant de la partie ( 20 ) en retrait et sur le deuxième coude ( 22 )
une deuxième branche ( 26 ) s'éloignant de la partie ( 20 ) en retrait.
12. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant la revendication 11,
dans lequel la première branche ( 25 ) a une première partie ( 27 ) en saillie et
la deuxième branche ( 26 ) a une deuxième partie ( 28 ) en saillie,
les parties ( 27, 28 ) en saillie sortant de la cannelure ( 17 ).
13. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant la revendication 12,
dans lequel les parties ( 27, 28 ) en saillie sont coudées par rapport aux branches
( 25, 26 ) de manière à ce que le rotor ( 1 ) de la turbomachine vienne en prise avec
la plaque ( 19 ) d'appui et soit ainsi maintenu fixement dans la direction axiale
du rotor ( 1 ) de la turbomachine.
14. Rotor ( 1 ) de turbomachine suivant l'une des revendications 1 à 13,
dans lequel la au moins une vis ( 9, 10 ) de réglage est empêchée de tourner d'une
manière intempestive par un moyen de blocage.
15. Aube ( 2 ) mobile ayant une emplanture ( 4 ) pouvant, pour le montage de l'aube (
2 ) mobile, être introduite dans une cannelure ( 17 ) se trouvant sur le pourtour
extérieur d'un rotor ( 1 ) d'une turbomachine, l'emplanture ayant deux côtés frontaux
opposés l'un à l'autre et perpendiculaires à l'axe longitudinal de l'emplanture (
4 ) de l'aube et un côté ( 15 ) inférieur s'étendant entre les deux côtés frontaux,
caractérisé en ce que
l'emplanture ( 4 ) de l'aube a un premier taraudage ( 7 ) et un deuxième taraudage
( 8 ),
dans laquelle les deux taraudages ( 7, 8 ) d'une part débouchent vers l'extérieur
sur le côté ( 15 ) inférieur de l'aube et d'autre part le premier taraudage ( 7 )
débouche vers l'extérieur sur l'un des côtés frontaux et le deuxième taraudage ( 8
) sur l'autre côté frontal de l'emplanture ( 4 ) de l'aube.
16. Aube mobile suivant la revendication 15,
dans laquelle le premier taraudage ( 7 ) s'éloigne de l'axe longitudinal du rotor
de la turbomachine suivant un premier angle ( 13 ) aigu et le deuxième taraudage (
8 ) suivant un deuxième angle ( 14 ) aigu et le premier angle ( 13 ) et le deuxième
angle ( 14 ) ont la même valeur.
17. Procédé d'assemblage d'un rotor ( 1 ) de turbomachine, comprenant les stades dans
lesquels :
- on se procure un rotor ( 1 ) de turbomachine ayant des cannelures ( 17 ) qui sont
réparties le long du pourtour et qui s'étendent sensiblement dans la direction axiale
du rotor ( 1 ) de la turbomachine, des aubes ( 2 ) mobiles suivant la revendication
15 ou 16 qui y sont insérées et une plaque ( 19 ) d'appui, qui a une direction longitudinale
et, disposés le long de celle-ci, deux coudes ( 21, 22 ) de sens opposé ayant respectivement
un flanc ( 23, 24 ) de surface plane, entre lesquels la plaque ( 19 ) d'appui a une
partie ( 20 ) en retrait ;
- on introduit l'aube ( 2 ) mobile dans la cannelure ( 17 ) de manière à ce que l'emplanture
( 4 ) de l'aube mobile pénètre dans la cannelure ( 17 ) et de manière à ce que l'aube
( 2 ) mobile soit maintenue dans la cannelure ( 17 ) à complémentarité de forme dans
la direction radiale du rotor ( 1 ) de la turbomachine ;
- on introduit la plaque ( 19 ) d'appui dans la cannelure ( 17 ) entre le côté ( 15
) inférieur de l'emplanture de l'aube et le fond ( 18 ) de la cannelure ;
- on visse une première vis ( 10 ) de réglage dans le premier taraudage ( 7 ) et une
deuxième vis ( 10 ) de réglage dans le deuxième taraudage ( 8 ) jusqu'à ce que les
vis ( 9, 10 ) de réglage touchent leurs coudes ( 21, 22 ) correspondant ;
- on serre les deux vis ( 9, 10 ) de réglage avec un couple de serrage déterminé à
l'avance pour pré contraindre l'aube ( 2 ) mobile dans la direction axiale dans la
cannelure ( 17 ) par une force de précontrainte déterminée à l'avance.


IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information
des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes.
Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei
Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente