[0001] Die Erfindung betrifft eine handführbare Vorrichtung zum Eintreiben einer Leitschaufel
in eine an einem Leitschaufelträger einer Turbine angeordnete, wenigstens ein Stemmelement
enthaltende Schaufelnut.
[0002] Eine Turbine, insbesondere Dampf- oder Gasturbine, weist üblicherweise eine in einem
Gehäuse der Turbine angeordnete Leitschaufelvorrichtung auf, mit der ein Antriebsfluid
in einem optimalen Winkel auf Laufschaufeln der Turbine geleitet werden kann. Eine
solche Leitschaufelvorrichtung umfasst einen Leitschaufelträger und eine Vielzahl
von an dem Leitschaufelträger befestigten Leitschaufeln.
[0003] Eine Leitschaufel wird üblicherweise händisch an einem Leitschaufelträger befestigt.
Hierbei wird ein Leitschaufelfuß in eine an einem Leitschaufelträger vorhandene Schaufelnut
eingefügt, bis die Leitschaufel ihre bestimmungsgemäße Position relativ zu dem Leitschaufelträger
eingenommen hat. Eine bestimmungsgemäße Position der Leitschaufel relativ zu dem Leitschaufelträger
wird herkömmlich mittels eines Stemmelementes gesichert, welches hierzu verformt wird.
Anschließend kann eine Kopplung der an einem Leitschaufelträger befestigten Leitschaufeln
über ein Deckband erfolgen.
[0004] Ein Stemmelement kann in eine Schaufelnut eingetrieben werden, nachdem ein Leitschaufelfuß
bestimmungsgemäß in der Schaufelnut angeordnet worden ist. Es hat sich jedoch gezeigt,
dass eine Leitschaufelvorrichtung zeitsparender und somit kostengünstiger herstellbar
ist, wenn zuerst ein Stemmelement in einer Schaufelnut an einem Leitschaufelträger
angeordnet und anschließend ein Leitschaufelfuß in die Schaufelnut eingetrieben wird.
Letztere Herstellungsweise einer Leitschaufelvorrichtung ist im Rahmen der Erfindung
bevorzugt.
[0005] Zur entsprechenden Befestigung einer Leitschaufel an einem Leitschaufelträger wird
die Leitschaufel herkömmlich wenig ergonomisch mit Hammerschlägen über ein Stemmelement
getrieben. Dies ist mit einem hohen manuellen Kraftaufwand und einer schnellen Ermüdung
eines mit der Leitschaufelbefestigung beschäftigten Personals verbunden, so dass in
der Regel eine Erholungszeit von fünfzehn Minuten pro Arbeitsstunde für das Personal
eingeplant werden muss. Üblicherweise sind bei einer Produktion von Leitschaufelvorrichtungen
von einem Personal im Jahr bis zu 100.000 Leitschaufeln entsprechend an Leitschaufelträgern
zu befestigen, was herkömmlich mit einem signifikanten Arbeits- und Zeitaufwand verbunden
ist.
[0006] Zusätzlich muss das Personal während einer Befestigung einer Leitschaufel an einem
Leitschaufelträger entscheiden, ob ein Leitschaufelfuß einer Leitschaufel zu leicht
oder zu stramm in eine an einem Leitschaufelträger ausgebildete Schaufelnut gleitet.
Ersteres erfordert einen Austausch des in der Schaufelnut vorhandenen Stemmelementes
gegen ein dickeres Stemmelement, letzteres einen Austausch des in der Schaufelnut
vorhandenen Stemmelementes gegen ein dünneres Stemmelement. Durch zu locker in einen
Leitschaufelträger eingebaute Leitschaufeln könnte sich im Betrieb einer Leitschaufelvorrichtung
der aus den an dem Leitschaufelträger angeordneten Leitschaufeln gebildete Leitschaufelverbund
lösen, wodurch es zu einem Schaufelabriss kommen kann. Bei zu stramm eingebauten Leitschaufeln
könnte ein Leitschaufelfuß einer Leitschaufel eine an dem Leitschaufelträger ausgebildete
Schaufelnut und eine Anlagefläche an dem Leitschaufelträger beschädigen.
[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Möglichkeit zur Befestigung von Leitschaufeln
an einem Leitschaufelträger zu schaffen, mit der eine solche Befestigung ergonomischer
und unter einem geringeren Kraftaufwand erfolgen kann.
[0008] Die erfindungsgemäße handführbare Vorrichtung zum Eintreiben einer Leitschaufel in
eine an einem Leitschaufelträger einer Turbine angeordnete, wenigstens ein Stemmelement
enthaltende Schaufelnut, umfasst
- eine Schlageinrichtung zum Ausführen von einzelnen Hammerschlägen vorgebbarer Stärke
auf die einzutreibende Leitschaufel,
- eine Auslöseeinrichtung zum manuellen Auslösen eines einzelnen mit der Schlageinrichtung
auszuführenden Hammerschlags,
- eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der jeweilig mit einem mit der Schlageinrichtung
ausgeführten einzelnen Hammerschlag erreichten Einbaukraft der einzutreibenden Leitschaufel,
- eine elektronische Auswertungseinrichtung zum Auswerten der jeweilig mit der Erfassungseinrichtung
erfassten Einbaukraft der einzutreibenden Leitschaufel, und
- wenigstens eine Signalisierungseinrichtung zum Signalisieren der mit der Erfassungseinrichtung
erfassten Einbaukraft der einzutreibenden Leitschaufel.
[0009] Mittels der erfindungsgemäßen handführbaren Vorrichtung muss ein mit dem Eintreiben
einer Leitschaufel in eine mit einem Stemmelement versehenen Schaufelnut an einem
Leitschaufelträger keine manuellen Hammerschläge ausführen, so dass dieses Eintreiben
der Leitschaufel unter deutlich geringerem Kraftaufwand und ergonomischer erfolgen
kann. Durch die Erfassung der jeweilig mit einem mit der Schlageinrichtung ausgeführten
einzelnen Hammerschlag erreichten Einbaukraft der einzutreibenden Leitschaufel mittels
der Erfassungseinrichtung und die entsprechende Signalisierung dieser Einbaukraft
mittels der Signalisierungseinrichtung erhält das mit dem Eintreiben der Leitschaufel
eine Rückmeldung, auf deren Basis das Personal beurteilen kann, ob die eingetriebene
Leitschaufel zu leicht, optimal oder zu stramm in die an einem Leitschaufelträger
ausgebildete Schaufelnut gleitet, um die mit einem zu leichten und einem zu strammen
Einbau einer Leitschaufel verbundenen, oben genannten Nachteile vermeiden zu können.
[0010] Die Schlageinrichtung zum Ausführen von einzelnen Hammerschlägen vorgebbarer Stärke
auf die einzutreibende Leitschaufel kann auf irgendeine geeignete Art und Weise ausgestaltet
sein. Vorzugsweise umfasst die Schlageinrichtung einen Antrieb und einen über den
Antrieb antreibbaren Schlagkörper, beispielsweise in Form eines Schlagbolzens, um
die einzelnen Hammerschläge ausführen zu können.
[0011] Die Auslöseeinrichtung zum manuellen Auslösen eines einzelnen mit der Schlageinrichtung
auszuführenden Hammerschlags kann mechanisch oder elektromechanisch ausgebildet sein.
Für die Erfindung ist wesentlich, dass mit der Auslöseeinrichtung ausschließlich einzelne
Hammerschläge auslösbar sind und dass ein mit dem Eintreiben einer Leitschaufel in
eine Schaufelnut an einem Leitschaufelträger befasstes Personal nach jedem einzelnen
Hammerschlag eine Rückmeldung über die jeweilig erreichte Einbaukraft der Leitschaufel
erhält.
[0012] Die Erfassungseinrichtung zum Erfassen der jeweilig mit einem mit der Schlageinrichtung
ausgeführten einzelnen Hammerschlag erreichten Einbaukraft der einzutreibenden Leitschaufel
kann irgendein geeignetes Sensormittel zum Erfassen der Einbaukraft aufweisen.
[0013] Die elektronische Auswertungseinrichtung zum Auswerten der jeweilig mit der Erfassungseinrichtung
erfassten Einbaukraft der einzutreibenden Leitschaufel ist kommunikationstechnisch
mit der Erfassungseinrichtung verbunden, um die jeweilig erfasste Einbaukraft zu empfangen
und auswerten zu können. Hierzu kann die elektronische Auswertungseinrichtung einen
Mikroprozessor und eine Speichereinheit aufweisen.
[0014] Die wenigstens eine Signalisierungseinrichtung zum Signalisieren der mit der Erfassungseinrichtung
erfassten Einbaukraft der einzutreibenden Leitschaufel ist kommunikationstechnisch
mit der elektronischen Auswertungseinrichtung verbunden, um von der elektronischen
Auswertungseinrichtung Signale zu empfangen und der jeweiligen Einbaukraft der Leitschaufel
entsprechende Signale ausgeben zu können.
[0015] Die Turbine kann beispielsweise als Dampfturbine oder als Gasturbine ausgebildet
sein.
[0016] Die Signalisierungseinrichtung ist bevorzugt zur optischen Signalisierung der Einbaukraft
eingerichtet. Hierzu kann die Signalisierungseinrichtung eine optische Anzeige aufweisen,
welche zur alphanumerischen, farblichen und/oder symbolischen Darstellung eines der
jeweiligen Einbaukraft der Leitschaufel entsprechenden Signals eingerichtet ist.
[0017] Bevorzugt ist die Signalisierungseinrichtung zur akustischen Signalisierung der Einbaukraft
eingerichtet. Hierzu kann die Signalisierungseinrichtung einen Lautsprecher aufweisen,
welcher ein der jeweiligen Einbaukraft der einzutreibenden Leitschaufel entsprechendes
akustisches Signal ausgibt.
[0018] Die handführbare Vorrichtung weist bevorzugt eine Einstelleinrichtung zum manuellen
Einstellen der Stärke eines mit der Schlageinrichtung auszuführenden einzelnen Hammerschlags
auf. Dies macht eine individuelle und optimale Anpassung der handführbaren Vorrichtung
an die jeweiligen Gegebenheiten und Anforderungen möglich.
[0019] Bevorzugt weist die handführbare Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen
der über die Einstelleinrichtung manuell eingestellten Stärke eines mit der Schlageinrichtung
auszuführenden einzelnen Hammerschlags auf. Hierdurch erhält ein die handführbare
Vorrichtung handhabendes Personal eine Rückmeldung über die jeweilig eingestellte
Stärke eines mit der Schlageinrichtung auszuführenden einzelnen Hammerschlags.
[0020] Die handführbare Vorrichtung weist bevorzugt eine Handhabe zum manuellen Handhaben
der handführbaren Vorrichtung auf. Dies macht eine sichere und einfache Handhabung
der handführbaren Vorrichtung möglich. Die Handhabe kann unter Berücksichtigung von
ergonomischen Aspekten ausgebildet sein.
[0021] Die Handhabe ist bevorzugt als Pistolengriff ausgebildet. Dies macht eine besonders
einfache und intuitive Handhabung der handführbaren Vorrichtung möglich.
[0022] Die Auslöseeinrichtung ist bevorzugt im Bereich der Handhabe angeordnet. Hierdurch
kann die handführbare Vorrichtung mit lediglich einer Hand bedient werden. Die Auslöseeinrichtung
kann in Form eines waffentypischen Abzugs ausgebildet und angeordnet sein.
[0023] Die Schlageinrichtung weist bevorzugt wenigstens einen Treibkörper auf, welcher zumindest
teilweise aus Kupfer gebildet ist. Kupfer ist ein deutlich weicheres Material als
das Material, aus dem einzutreibende Leitschaufeln hergestellt sind. Hierdurch wird
vermieden, dass es beim Eintreiben einer Leitschaufel zu Beschädigungen an der Leitschaufel
kommt. Zudem wird ein mit der Leitschaufel während des Eintreibens der Leitschaufel
in Kontakt kommendes Ende des Treibkörpers derart plastisch verformt, dass eine zum
Eintreiben der Leitschaufel optimale Kontaktfläche an dem Treibkörper ausgebildet
wird. Der Treibkörper kann auch aus einem anderen geeignet weich ausgebildeten Material
gebildet sein.
[0024] Bevorzugt weist die Schlageinrichtung einen pneumatischen Antrieb auf. Die handführbare
Vorrichtung kann eine Druckluftversorgung angeschlossen werden, über die der pneumatische
Antrieb mit Druckluft versorgbar ist. Alternativ kann die handführbare Vorrichtung
ein eigenes Druckluftreservoir aufweisen. Die Schlageinrichtung kann alternativ einen
elektromechanischen Antrieb aufweisen.
[0025] Die Signalisierungseinrichtung weist bevorzugt wenigstens eine Sensoreinheit zum
Erfassen einer durch einen mit der Schlageinrichtung ausgeführten einzelnen Hammerschlag
erzeugten Auslenkung eines Schlagkörpers der Schlageinrichtung auf. Die Sensorsignale
der Sensoreinheit können an die elektronische Auswertungseinrichtung gesendet werden,
welche einen Abgleich der erfassten Auslenkung des Schlagkörpers mit vorgegebenen,
beispielsweise erfahrungsgemäßen, Grenzwerten vornimmt, woraus geschlossen werden
kann, ob die jeweilige Einbaukraft einer Leitschaufel nach einem mit der Schlageinrichtung
ausgeführten einzelnen Hammerschlag zu gering, zu groß oder optimal ist.
[0026] Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen handführbaren
Vorrichtung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine
erfindungsgemäße handführbare Vorrichtung,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung einer beispielhaften Anwendung einer erfindungsgemäßen
handführbaren Vorrichtung.
[0027] Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
für eine erfindungsgemäße handführbare Vorrichtung 1 zum Eintreiben einer nicht gezeigten
Leitschaufel in eine an einem nicht gezeigten Leitschaufelträger einer Turbine angeordnete,
wenigstens ein nicht gezeigtes Stemmelement enthaltende Schaufelnut. Die handführbare
Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, an dem eine Handhabe 3 in Form eines Pistolengriffs
zum manuellen Handhaben der handführbaren Vorrichtung 1 ausgebildet ist.
[0028] Die handführbare Vorrichtung 1 umfasst des Weiteren eine nicht im Detail dargestellte
Schlageinrichtung 4 zum Ausführen von einzelnen Hammerschlägen vorgebbarer Stärke
auf die einzutreibende Leitschaufel. Die Schlageinrichtung 4 weist einen in dem Gehäuse
2 angeordneten pneumatischen Antrieb auf, welcher über einen Druckluftanschluss 5
mit Druckluft versorgbar ist. Die Schlageinrichtung 4 weist zudem einen Treibkörper
6 aus Kupfer auf. Ferner umfasst die Schlageinrichtung 4 einen nicht gezeigten Schlagkörper,
welcher mittels des pneumatischen Antriebs zur Ausführung von einzelnen Hammerschlägen
betätigbar ist.
[0029] Die handführbare Vorrichtung 1 umfasst des Weiteren eine Auslöseeinrichtung 7 zum
manuellen Auslösen eines einzelnen mit der Schlageinrichtung 4 auszuführenden Hammerschlags,
wobei die Auslöseeinrichtung 4 im Bereich der Handhabe 3 angeordnet und einem waffentypischen
Abzug nachempfunden ist.
[0030] Die handführbare Vorrichtung 1 umfasst des Weiteren eine nicht näher dargestellte,
in dem Gehäuse 2 angeordnete Erfassungseinrichtung zum Erfassen der jeweilig mit einem
mit der Schlageinrichtung 4 ausgeführten einzelnen Hammerschlag erreichten Einbaukraft
der einzutreibenden Leitschaufel. Die Erfassungseinrichtung weist wenigstens eine
Sensoreinheit zum Erfassen einer durch einen mit der Schlageinrichtung 4 ausgeführten
einzelnen Hammerschlag erzeugten Auslenkung des Schlagkörpers der Schlageinrichtung
4 auf.
[0031] Die handführbare Vorrichtung 1 umfasst des Weiteren eine in dem Gehäuse 2 angeordnete,
nicht dargestellte elektronische Auswertungseinrichtung zum Auswerten der jeweilig
mit der Erfassungseinrichtung erfassten Einbaukraft der einzutreibenden Leitschaufel.
[0032] Des Weiteren umfasst die handführbare Vorrichtung 1 eine Signalisierungseinrichtung
zum Signalisieren der mit der Erfassungseinrichtung erfassten Einbaukraft der einzutreibenden
Leitschaufel. Die Signalisierungseinrichtung ist zur optischen Signalisierung der
Einbaukraft mittels einer an dem Gehäuse 2 angeordneten optischen Anzeige 8 der Signalisierungseinrichtung
eingerichtet. Des Weiteren ist die Signalisierungseinrichtung zur akustischen Signalisierung
der Einbaukraft mittels einer akustischen Signaleinheit 9 der Signalisierungseinrichtung
eingerichtet. Die akustische Anzeige 8 weist drei Anzeigefeldern 10, 11 und 12 auf,
wobei die jeweilige Einbaukraft der einzutreibenden Leitschaufel durch eine unterschiedliche
Anzahl an aktivierten und hierdurch leuchtenden Anzeigefelder 10, 11 und 12 oder durch
eine Aktivierung eines der jeweiligen Einbaukraft entsprechenden Anzeigefeldes 10,
11 oder 12 signalisiert werden kann. Im letzteren Fall können sich die Anzeigefelder
10, 11 und 12 in der Farbe voneinander unterscheiden, in der sie aufleuchten. Die
akustische Signaleinheit 9 weist einen Lautsprecher auf, welcher ein Geräusch bzw.
einen Ton entsprechend der jeweiligen Einbaukraft ausgeben kann.
[0033] Die handführbare Vorrichtung 1 weist des Weiteren eine Einstelleinrichtung 13 zum
manuellen Einstellen der Stärke eines mit der Schlageinrichtung 4 auszuführenden einzelnen
Hammerschlags auf. Zudem weist die handführbare Vorrichtung 1 eine Anzeigeeinrichtung
14 zum Anzeigen der jeweilig über die Einstelleinrichtung 13 manuell eingestellten
Stärke eines mit der Schlageinrichtung 4 auszuführenden einzelnen Hammerschlags auf.
Die Anzeigeeinrichtung 14 kann ein alphanumerisches, digitales Display aufweisen.
[0034] Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Anwendung einer
erfindungsgemäßen handführbaren Vorrichtung 1, wobei die handführbare Vorrichtung
1 sehr schematisch dargestellt ist und entsprechend dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
ausgebildet sein kann.
[0035] Es ist ein Ausschnitt 15 einer in einem Montagezustand befindlichen Leitschaufelvorrichtung
16 zu sehen, wobei die Leitschaufelvorrichtung 16 einen Leitschaufelträger 17 aufweist,
an dem eine Schaufelnut 18 ausgebildet ist. An dem Leitschaufelträger 17 sind bereits
mehrere Leitschaufeln 19 befestigt. Hierzu ist an der Schaufelnut 18 eine Stemmelementaufnahme
20 ausgebildet, in die für jede Leitschaufel 19 ein separates Stemmelement 21 eingefügt
ist. Die in Figur 2 links dargestellte Leitschaufel 19 soll mit der handführbaren
Vorrichtung 1 in Richtung des Pfeils 22 in ihre bestimmungsgemäße Position relativ
zu dem Leitschaufelträger 17 über das ihr zugeordnete Stemmelement 21 getrieben werden.
Hierzu wird der Treibkörper 6 aus Kupfer in den gezeigten Kontakt mit der linken Leitschaufel
19 gebracht und anschließend mittels der Auslöseeinrichtung 7 ein einzelner mit der
Schlageinrichtung 4 auszuführender Hammerschlag ausgelöst. Hierdurch bewegt sich die
linke Leitschaufel 19 um ein bestimmtes Maß in Richtung des Pfeils 22, wobei dieses
Maß über die Erfassungseinrichtung erfasst, von der elektronischen Auswertungseinrichtung
ausgewertet und mittels der Signalisierungseinrichtung einer die handführbare Vorrichtung
1 bedienenden Person signalisiert wird.
[0036] Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert
und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele
eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden,
ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
1. Handführbare Vorrichtung (1) zum Eintreiben einer Leitschaufel (19) in eine an einem
Leitschaufelträger (17) einer Turbine angeordnete, wenigstens ein Stemmelement (21)
enthaltende Schaufelnut (18), aufweisend
- eine Schlageinrichtung (4) zum Ausführen von einzelnen Hammerschlägen vorgebbarer
Stärke auf die einzutreibende Leitschaufel (19),
- eine Auslöseeinrichtung (7) zum manuellen Auslösen eines einzelnen mit der Schlageinrichtung
(4) auszuführenden Hammerschlags,
- eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen der jeweilig mit einem mit der Schlageinrichtung
(4) ausgeführten einzelnen Hammerschlag erreichten Einbaukraft der einzutreibenden
Leitschaufel (19),
- eine elektronische Auswertungseinrichtung zum Auswerten der jeweilig mit der Erfassungseinrichtung
erfassten Einbaukraft der einzutreibenden Leitschaufel (19), und
- wenigstens eine Signalisierungseinrichtung zum Signalisieren der mit der Erfassungseinrichtung
erfassten Einbaukraft der einzutreibenden Leitschaufel (19).
2. Handführbare Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1,
wobei die Signalisierungseinrichtung zur optischen Signalisierung der Einbaukraft
eingerichtet ist.
3. Handführbare Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2,
wobei die Signalisierungseinrichtung zur akustischen Signalisierung der Einbaukraft
eingerichtet ist.
4. Handführbare Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
aufweisend eine Einstelleinrichtung (13) zum manuellen Einstellen der Stärke eines
mit der Schlageinrichtung (4) auszuführenden einzelnen Hammerschlags.
5. Handführbare Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 4, aufweisend eine Anzeigeeinrichtung
(14) zum Anzeigen der über die Einstelleinrichtung (13) manuell eingestellten Stärke
eines mit der Schlageinrichtung (4) auszuführenden einzelnen Hammerschlags.
6. Handführbare Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5,
aufweisend eine Handhabe (3) zum manuellen Handhaben der handführbaren Vorrichtung
(1).
7. Handführbare Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 6,
wobei die Handhabe (3) als Pistolengriff ausgebildet ist.
8. Handführbare Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 6 oder 7,
wobei die Auslöseeinrichtung (7) im Bereich der Handhabe (3) angeordnet ist.
9. Handführbare Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei die Schlageinrichtung (4) wenigstens einen Treibkörper (6) aufweist, welcher
zumindest teilweise aus Kupfer gebildet ist.
10. Handführbare Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9,
wobei die Schlageinrichtung (4) einen pneumatischen Antrieb aufweist.
11. Handführbare Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10,
wobei die Erfassungseinrichtung wenigstens eine Sensoreinheit zum Erfassen einer durch
einen mit der Schlageinrichtung (4) ausgeführten einzelnen Hammerschlag erzeugten
Auslenkung eines Schlagkörpers der Schlageinrichtung (4) aufweist.