[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radscheibenanordnung mit einer Radscheibe,
mehreren Schaufeleinrichtungen, die entlang eines Außenumfangs der Radscheibe befestigt
sind, zumindest einem Dichtblech, das zwischen der Radscheibe und den Schaufeleinrichtungen
in Umfangsrichtung verschiebbar aufgenommen ist, und zumindest einer Sicherungseinrichtung,
die derart ausgebildet sind, dass sie das Dichtblech gegen eine Verschiebung in Umfangsrichtung
sichert.
[0002] Radscheibenanordnungen der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt.
Sie bilden Komponenten von Rotoren, wie beispielsweise Gasturbinenläufern oder dergleichen.
Normalerweise sind zwischen der Radscheibe und den Schaufeleinrichtungen mehrere Dichtbleche
in Umfangsrichtung verschiebbar aufgenommen. So können die Dichtbleche beispielsweise
in radial voneinander beabstandet angeordnete Ringnuten eingesetzt sein, die an der
Radscheibe einerseits und an den Schaufeleinrichtungen andererseits ausgebildet sind.
Um eine ordnungsgemäße Funktion der Dichtbleche zu gewährleisten, ist es erforderlich,
die einzelnen Dichtbleche gegen eine Verschiebung in Umfangsrichtung zu sichern, wozu
entsprechende Sicherungseinrichtungen verwendet werden. Eine solche Sicherungseinrichtung
kann beispielsweise durch eine sich durch eine im Dichtblech vorgesehene Durchgangsöffnung
erstreckende Schraube und eine an der Radscheibe oder an einer Schaufeleinrichtung
vorgesehene Gewindebohrung gebildet sein, in welche die Schraube im bestimmungsgemäß
montierten Zustand geschraubt ist. Ein Problem einer derart ausgebildeten Sicherungseinrichtung
besteht allerdings darin, dass sich die mit der in der Radscheibe oder in der Schaufeleinrichtung
vorgesehenen Gewindebohrung einhergehende Kerbwirkung negativ auf die Festigkeit der
Radscheibe bzw. der Schaufeleinrichtung auswirken und entsprechend Probleme bereiten
kann. Darüber hinaus lassen sich Schrauben im Servicefall häufig nicht mehr lösen,
was ein aufwendiges Aufbohren der Schraubverbindung nach sich zieht, wodurch die Radscheibe
bzw. die Schaufeleinrichtung und damit eine teure Komponente beschädigt wird.
[0003] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Radscheibenanordnung der eingangs genannten Art mit alternativem Aufbau zu schaffen.
[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Radscheibenanordnung
der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Sicherungseinrichtung
einen sich durch eine in dem Dichtblech vorgesehene Durchgangsöffnung erstreckenden
Bolzen und eine an der Radscheibe oder an einer Schaufeleinrichtung vorgesehene Ausnehmung
aufweist, die das freie Ende des Bolzens aufnimmt und deren Wandung eine Bewegung
des Bolzens in Umfangsrichtung begrenzt, wobei der Bolzen in axialer Richtung durch
eine Rastverbindung gegen ein ungewolltes Lösen an dem Dichtblech gesichert ist.
[0005] Aufgrund der Tatsache, dass der Bolzen der erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung
im Gegensatz zum eingangs beschriebenen Stand der Technik nicht mit der Radscheibe
oder einer Schaufeleinrichtung verschraubt sondern direkt oder indirekt über eine
Rastverbindung an dem Dichtblech gehalten ist, wird verhindert, dass die Festigkeit
der Radscheibe bzw. der Schaufeleinrichtung durch die Kerbwirkung eines Gewindes herabgesetzt
wird. Ferner lässt sich der Bolzen Dank der Rastverbindung schnell und einfach montieren
sowie demontieren. Selbst wenn die Rastverbindung im Einzelfall mangels Lösbarkeit
aufgebohrt werden müsste, betrifft das Aufbohren lediglich den Bolzen und das Dichtblech
und keine teure Komponente wie die Radscheibe oder die Schaufeleinrichtung, was sich
positiv auf die Wartungskosten auswirkt.
[0006] Vorteilhaft ist die Ausnehmung als sich quer zur Umfangsrichtung erstreckendes Langloch
ausgebildet. Entsprechend können fertigungsbedingte Toleranzen, Wärmedehnungen oder
dergleichen problemlos ausgeglichen werden, da sich der Bolzen in radialer Richtung
innerhalb der Ausnehmung bewegen kann.
[0007] Bevorzugt umfasst die Rastverbindung zumindest eine Rastvertiefung und zumindest
einen Rastvorsprung, die in radialer Richtung ineinander greifen.
[0008] Vorteilhaft ist die zumindest eine Rastvertiefung ringförmig ausgebildet, wodurch
ein einfacher und preiswert herzustellender Aufbau erzielt wird.
[0009] Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind zwei radial einander gegenüber
angeordnete Rastvorsprünge vorgesehen, wodurch eine sehr verlässliche Rastverbindung
erzielt wird.
[0010] Vorteilhaft ist an dem Bolzen zumindest ein manuell oder unter Verwendung eines Werkzeugs
betätigbares Betätigungselement zum Lösen der Rastverbindung vorgesehen. Auf diese
Weise wird ein einfaches manuelles Lösen der Rastverbindung gewährleistet.
[0011] Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das zumindest ein Betätigungselement
als axial auswärts vorstehender Federarm ausgebildet, wobei die Anzahl der Betätigungselemente
vorteilhaft der Anzahl der Rastvorsprünge entspricht.
[0012] Gemäß einer Variante der vorliegenden Erfindung ist die Rastverbindung zwischen dem
Bolzen und dem Dichtblech vorgesehen, wodurch sich ein Aufbau mit nur wenigen Einzelkomponenten
ergibt.
[0013] Gemäß einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung ist die Rastverbindung zwischen
dem Bolzen und einer Hülse vorgesehen, die verliersicher in die in dem Dichtblech
vorgesehene Durchgangsöffnung eingesetzt ist. Eine solche Hülse hat den Vorteil, dass
sie im Servicefall in einfacher Art und Weise ohne großen Kostenaufwand ausgetauscht
werden kann.
[0014] Die Hülse weist bevorzugt an ihrem der Ausnehmung zugewandten freien Ende zumindest
einen radial vorstehenden Anschlag auf, der sich in axialer Richtung gegen das Dichtblech
stützt, wodurch die Hülse in axialer Richtung an dem Dichtblech gesichert ist.
[0015] Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden
Beschreibung von Radscheiben gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter
Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist
- Figur 1
- eine Querschnittansicht eines Bereiches einer Radscheibenanordnung gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Figur 2
- eine perspektivische Ansicht eines in Figur 1 dargestellten Bolzens einer Sicherungseinrichtung;
- Figur 3
- eine Vorderansicht des in Figur 1 dargestellten Ausschnittes der Radscheibe;
- Figur 4
- eine Querschnittsansicht eines Bereiches einer Radscheibenanordnung gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Figur 5
- eine perspektivische geschnittene Ansicht einer Hülse einer Sicherungseinrichtung
der in Figur 4 dargestellten Radscheibenanordnung; und
- Figur 6
- eine perspektivische geschnittene Ansicht eines Bolzens der Sicherungseinrichtung
der in Figur 4 dargestellten Radscheibenanordnung.
[0016] Die Figuren 1 bis 3 zeigen einen Ausschnitt einer Radscheibenanordnung 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Radscheibenanordnung 1 umfasst
eine Radscheibe 2, mehrere nicht näher dargestellte Schaufeleinrichtungen, die entlang
eines Außenumfangs der Radscheibe 2 befestigt sind, und mehrere Dichtbleche 3, die
sich zwischen der Radscheibe 2 und den Schaufeleinrichtungen erstrecken und in Umfangsrichtung
U verschiebbar aufgenommen sind. Genauer gesagt sind die Dichtbleche 3 in Ringnuten
eingesetzt, die in radialer Richtung R voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei
die Ringnuten an der Radscheibe 2 einerseits und an den Schaufeleinrichtungen andererseits
ausgebildet sind. In Figur 1 ist nur die an der Radscheibe 2 ausgebildete hinterschnittene
Ringnut 4 dargestellt, in die an den radial einwärts weisenden Kanten der Dichtbleche
3 ausgebildete Wulste 5 eingesetzt sind.
[0017] Um die Dichtbleche 3 gegen eine Verschiebung in der Umfangsrichtung U zu sichern,
umfasst die Radscheibenanordnung 1 mehrere Sicherungseinrichtungen 6. Jede Sicherungseinrichtung
6 weist einen sich durch eine in einem Dichtblech 3 vorgesehene Durchgangsöffnung
7 erstreckenden Bolzen 8 und eine an der Radscheibe 2 vorgesehene Ausnehmung 9 auf,
die das freie Ende des Bolzens 8 aufnimmt.
[0018] Der Bolzen 8 ist in axialer Richtung A durch eine Rastverbindung 10 gegen ein ungewolltes
Lösen an dem Dichtblech 3 gesichert. Die Durchgangsöffnung 7 weist hierzu in axialer
Richtung zwei koaxiale Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern D
1 und D
2 auf, wobei der Durchmesser D
1 desjenigen Abschnittes, der zur Ausnehmung 9 weist, größer als der Durchmesser D
2 des der Ausnehmung 9 abgewandten Abschnittes ist. Entsprechend ist zwischen den Abschnitten
eine Rastvertiefung 11 definiert. Zur Herstellung der Durchgangsöffnung 7 kann beispielsweise
die kleinere Bohrung mit dem Durchmesser D
2 durchgebohrt werden, während die größere Bohrung mit dem Durchmesser D
1 lediglich gesenkt wird. Der Bolzen 8 umfasst einen zylindrischen Bolzenkopf 12, an
den sich zwei radial einander gegenüberliegende und sich axial erstreckende Betätigungselemente
13 in Form von Federarmen anschließen. Im Übergangsbereich zwischen dem Bolzenkopf
12 und den Betätigungselementen 13 sind radial einander gegenüber angeordnete Rastvorsprünge
14 vorgesehen, wobei jeder Rastvorsprung 14 an seiner dem Bolzenkopf 12 zugewandten
Seite eine abgeschrägte Fläche 15 aufweist, deren Durchmesser sich zur Erzeugung einer
Einführhilfe in Richtung des Bolzenkopfes 12 verjüngt. Die Position der Rastvorsprünge
14 ist derart gewählt, dass diese bei einem Zusammendrücken der Betätigungselemente
13 aufeinander zu bewegt werden.
[0019] Die Ausnehmung 9 ist als sich in radialer Richtung R erstreckendes Langloch ausgebildet.
Die Breite B des Langloches ist geringfügig größer als der Durchmesser des Bolzenkopfes
12 gewählt, so dass der Bolzenkopf 12 in die Ausnehmung 9 eingesetzt werden kann.
Eine Bewegung des Bolzenskopfes 12 und somit des Bolzens 8 in Umfangsrichtung U wird
indes begrenzt. Die Länge L des Langloches ist größer als dessen Breite B, so dass
der Bolzenkopf 12 in radialer Richtung R innerhalb der Ausnehmung 9 bewegbar ist,
um Wärmeausdehnungen oder dergleichen zu kompensieren.
[0020] Zur radialen Sicherung eines zwischen den Ringnuten der Radscheibenanordnung 1 angeordneten
Dichtbleches 3 werden in einem ersten Schritt die Durchgangsöffnung 7 und die Ausnehmung
9 miteinander in Deckung gebracht, indem das Dichtblech 3 entsprechend in Umfangsrichtung
U bewegt wird. Daraufhin wird der Bolzen 8 mit dem Bolzenkopf 12 voran in die Durchgangsöffnung
7 eingesetzt, bis die abgeschrägten Flächen 15 der Rastvorsprünge 14 mit der den kleineren
Durchmesser D2 definierenden Kante der Durchgangsöffnung 7 in Kontakt kommen. Nunmehr
wir der Bolzen 8 unter Aufbringung einer Kraft weiter in Richtung der Ausnehmung 9
geschoben. Hierbei werden die Rastvorsprünge 14 derart weit aufeinander zu bewegt,
dass sie vollständig in die Durchgangsöffnung 7 eingeführt werden können. Sobald die
Rastvorsprünge 14 im Rahmen einer weiteren Vorwärtsbewegung des Bolzenkopfes 12 die
Rastvertiefung 11 passieren, bewegen sich die Betätigungselemente 13 schnappend auseinander.
Die hierdurch erzeugte Rastverbindung sichert den Bolzen 8 in axialer Richtung A,
wie es in Figur 1 gezeigt ist. Auch ist das Dichtblech 3 dank des in der Ausnehmung
9 aufgenommenen Bolzenkopfes 12 gegen eine Bewegung in Umfangsrichtung gesichert.
[0021] Zum Lösen des Bolzens 8 müssen die von dem Dichtblech 3 auswärts vorstehenden Betätigungselemente
13 lediglich manuell oder unter Verwendung eines geeigneten Werkzeugs zusammengedrückt
werden, woraufhin der Bolzen 8 aus der Durchgangsöffnung 7 entnommen werden kann.
[0022] Die Figuren 4 bis 6 zeigen eine Radscheibenanordnung 16 gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Radscheibenanordnung 16 umfasst eine Radscheibe 17,
mehrere nicht näher dargestellte Schaufeleinrichtungen, die entlang eines Außenumfangs
der Radscheibe 17 befestigt sind, und mehrere Dichtbleche 18, die sich zwischen der
Radscheibe 17 und den Schaufeleinrichtungen erstrecken und in Umfangsrichtung U verschiebbar
aufgenommen sind. Genauer gesagt sind die Dichtbleche 18 in Ringnuten eingesetzt,
die in radialer Richtung R voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Ringnuten
an der Radscheibe 17 einerseits und an den Schaufeleinrichtungen andererseits ausgebildet
sind. In Figur 4 ist nur die an der Radscheibe 17 ausgebildete hinterschnittene Ringnut
19 dargestellt, in die an den radial einwärts weisenden Kanten der Dichtbleche 18
ausgebildete Wulste 20 eingesetzt sind.
[0023] Um die Dichtbleche 18 gegen eine Verschiebung in der Umfangsrichtung U zu sichern,
umfasst die Radscheibenanordnung 1 mehrere Sicherungseinrichtungen 21. Jede Sicherungseinrichtung
21 weist eine sich durch eine in einem Dichtblech 18 vorgesehene Durchgangsöffnung
22 erstreckende Hülse 23, einen sich durch die Hülse 23 erstreckenden Bolzen 24 und
eine an der Radscheibe 17 vorgesehene Ausnehmung 25 auf, die das freie Ende des Bolzens
24 aufnimmt.
[0024] Die Durchgangsöffnung 22 ist in axialer Richtung in zwei koaxiale Abschnitte mit
unterschiedlichen Durchmessern D
3 und D
4 unterteilt, wobei der Durchmesser D
3 desjenigen Abschnittes, der zur Ausnehmung 25 weist, größer als der Durchmesser D
4 des der Ausnehmung 25 abgewandten Abschnittes ist. Entsprechend ist zwischen den
Abschnitten ein Absatz 26 definiert. Zur Herstellung der Durchgangsöffnung 22 kann
beispielsweise die kleinere Bohrung mit dem Durchmesser D
4 durchgebohrt werden, während die größere Bohrung mit dem Durchmesser D
3 lediglich gesenkt wird.
[0025] Der Außenkontur der Hülse 23 ist korrespondierend zur Kontur der Durchgangsöffnung
22 ausgebildet. Entsprechend weist die Hülse an ihrem der Ausnehmung 25 zugewandten
freien Ende einen radial auswärts vorstehenden und ringförmig ausgebildeten Haltevorsprung
27 auf, der einen Anschlag definiert. An dem gegenüberliegenden freien Ende definiert
die Innenwandung der Hülse 23 einen Einführkonus 28, der mit einer ringförmig umlaufenden
Rastvertiefung 29 versehen ist.
[0026] Der Bolzen 24 umfasst einen zylindrischen Bolzenkopf 30, an den sich zwei radial
einander gegenüberliegende und im Wesentlichen in axialer Richtung A erstreckende
Betätigungselemente 31 in Form von Federarmen anschließen, die sich in radialer Richtung
R konusartig korrespondierend zum Einführkonus 28 der Hülse 23 aufweiten. Im Übergangsbereich
zwischen dem Bolzenkopf 30 und den Betätigungselementen 31 sind radial einander gegenüber
angeordnete und auswärts vorstehende Rastvorsprünge 32 vorgesehen. Die Position der
Rastvorsprünge 32 ist derart gewählt, dass diese bei einem Zusammendrücken der Betätigungselemente
31 aufeinander zu bewegt werden.
[0027] Die Ausnehmung 25 ist analog zur Ausnehmung 9 der Radscheibenanordnung 1 gemäß der
zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform ausgebildet, weshalb an dieser Stelle auf
eine erneute Beschreibung verzichtet wird.
[0028] Zur radialen Sicherung eines zwischen den Ringnuten der Radscheibenanordnung 16 angeordneten
Dichtbleches 18 wird in einem ersten Schritt die Hülse 23 von hinten in die Durchgangsöffnung
22 des Dichtbleches 18 eingesetzt, bis sie an dem Dichtblech 18 anschlägt. Daraufhin
wird die Durchgangsöffnung 22 mit der Ausnehmung 25 in Deckung gebracht, indem das
Dichtblech 18 entsprechend in Umfangsrichtung U bewegt wird. Anschließend wird der
Bolzen 24 mit dem Bolzenkopf 30 voran in die Hülse 23 eingesetzt, bis die Rastvorsprünge
32 des Bolzens 24 in die zugeordnete Rastvertiefung 29 der Hülse 23 einschnappt. Die
hierdurch erzeugte Rastverbindung sichert den Bolzen 24 in axialer Richtung A, wie
es in Figur 4 gezeigt ist. Auch ist das Dichtblech 18 dank des in der Ausnehmung 25
aufgenommenen Bolzenkopfes 30 gegen eine Bewegung in Umfangsrichtung U gesichert.
[0029] Zum Lösen des Bolzens 24 müssen die von dem Dichtblech 18 auswärts vorstehenden Betätigungselemente
31 lediglich manuell oder unter Verwendung eines geeigneten Werkzeugs zusammengedrückt
werden, woraufhin der Bolzen 24 aus der Hülse 23 entnommen werden kann.
[0030] Ein wesentlicher Vorteil der zuvor beschriebenen Sicherungseinrichtungen 6, 21 der
Radscheibenanordnungen 1, 16 besteht darin, dass sie die Dichtbleche 3, 18 in einfacher
Art und Weise gegen eine Bewegung in Umfangsrichtung U sichern, ohne dass die Festigkeit
der Radscheiben 2, 17 durch Kerbwirkung beeinträchtigt werden. An dieser Stelle sei
darauf hingewiesen, dass die Ausnehmungen 9, 25 erfindungsgemäß alternativ oder zusätzlich
auch an Schaufeleinrichtungen vorgesehen sein können, auch wenn dies vorliegend nicht
dargestellt ist. Die Sicherungseinrichtungen 6, 21 sind ferner hinsichtlich ihres
einfachen Aufbaus sowie hinsichtlich ihrer einfachen Montierund Demontierbarkeit von
Vorteil.
[0031] Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel 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. Radscheibenanordnung (1; 16) mit einer Radscheibe (2; 17),
mehreren Schaufeleinrichtungen, die entlang eines Außenumfangs der Radscheibe (2;
17) befestigt sind,
zumindest einem Dichtblech (3; 18), das zwischen der Radscheibe (2; 17) und den Schaufeleinrichtungen
in Umfangsrichtung verschiebbar aufgenommen ist, und
zumindest einer Sicherungseinrichtung (6; 21), die derart ausgebildet sind, dass sie
das Dichtblech (3; 18) gegen eine Verschiebung in Umfangsrichtung sichert,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sicherungseinrichtung (6; 21) einen sich durch eine in dem Dichtblech (3; 18)
vorgesehene Durchgangsöffnung (7; 22) erstreckenden Bolzen (8; 24) und eine an der
Radscheibe (2; 17) oder an einer Schaufeleinrichtung vorgesehene Ausnehmung (9; 25)
aufweist, die das freie Ende des Bolzens (8; 24) aufnimmt und deren Wandung eine Bewegung
des Bolzens (8; 24) in Umfangsrichtung begrenzt,
wobei der Bolzen (8; 24) in axialer Richtung durch eine Rastverbindung gegen ein ungewolltes
Lösen an dem Dichtblech (3; 18) gesichert ist.
2. Radscheibenanordnung (1; 16) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausnehmung (9; 25) als sich quer zur Umfangsrichtung erstreckendes Langloch ausgebildet
ist.
3. Radscheibenanordnung (1; 16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rastverbindung zumindest eine Rastvertiefung (10; 29) und zumindest einen Rastvorsprung
(14; 32) umfasst, die in radialer Richtung ineinander greifen.
4. Radscheibenanordnung (1; 16) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Rastvertiefung ringförmig (10; 29) ausgebildet ist.
5. Radscheibenanordnung (1; 16) nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei radial einander gegenüber angeordnete Rastvorsprünge (14; 32) vorgesehen sind.
6. Radscheibenanordnung (1; 16) nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
an dem Bolzen (8; 24) zumindest ein manuell oder unter Verwendung eines Werkzeugs
betätigbares Betätigungselement (13; 31) zum Lösen der Rastverbindung vorgesehen ist.
7. Radscheibenanordnung (1; 16) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zumindest eine Betätigungselement (13; 31) als axial auswärts vorstehender Federarm
ausgebildet ist.
8. Radscheibenanordnung (1; 16) nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anzahl der Betätigungselemente (13; 31) der Anzahl der Rastvorsprünge (14; 32)
entspricht.
9. Radscheibenanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rastverbindung zwischen dem Bolzen (8) und dem Dichtblech (3) vorgesehen ist.
10. Radscheibenanordnung (16) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rastverbindung zwischen dem Bolzen (24) und einer Hülse (23) vorgesehen ist, die
verliersicher in die in dem Dichtblech (18) vorgesehene Durchgangsöffnung (22) eingesetzt
ist.
11. Radscheibenanordnung (16) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Hülse (23) an ihrem der Ausnehmung (25) zugewandten freien Ende zumindest einen
radial vorstehenden Anschlag aufweist, der sich in axialer Richtung gegen das Dichtblech
(3; 18) stützt.