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(11) | EP 0 712 995 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Beschaufelter Rotor |
| (57) Bei einem beschaufelten Rotor (1) einer Turbomaschine sind die Laufschaufeln (5)
mit ihren Füssen (3) in im wesentlichen axial verlaufenden Schaufelnuten (2) des Rotors
befestigt. Die Laufschaufeln (5) sind jeweils durch mindestens einen, über ein federartiges
Element (7) federnd gelagerten, beweglichen Bolzen (6), der den Schaufelfuss (3) mit
der Schaufelnut (2) verbindet, axial in der Schaufelnut fixiert. |
Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft einen beschaufelten Rotor einer Turbomaschine, bei der die Laufschaufeln mit ihren Füssen in im wesentlichen axial verlaufenden Schaufelnuten des Rotors befestigt sind.
Stand der Technik
[0002] Derartige beschaufelte Rotoren sind bekannt. Die in den axialen Nuten befestigten Schaufeln werden in ihrer axialen Position fixiert. Vor allem zur Fixierung der Endstufen-Laufschaufelreihen wird dazu im Radkranz auf der Höhe des Nutgrundes der axialen Nuten eine umlaufende, T-förmige Nut vorgesehen. Die T-förmige Nut ist analog zu üblichen umlaufenden Schaufelnuten ausgestaltet, jedoch um neunzig Grad verdreht im Radkranz angeordnet. Für jede Laufschaufelreihe mit bogenförmigen und schrägen axialen Nuten wird dabei eine T-förmige Nut angebracht. Durch die Lage der T-Nut auf der Höhe des Nutgrundes der Schaufelnut, verläuft die T-Nut durch den Schaufelfuss. Durch die Oeffnung der T-Nut können L-förmige, entsprechend dem Umfang des Rotors gebogene Elemente eingeschoben werden. Jeweils zwei L-förmige Elemente nebeneinander geschoben ergänzen sich zu einem T und füllen die T-förmige Nut vollständig auf. Die L-förmigen Elemente sind über den Umfang segmentiert. Die einzelnen Segmente sind mindestens breiter als der Schaufelfuss ausgelegt und überdecken üblicherweise ungefähr drei Schaufelfüsse, beziehungsweise Nuten. Nach dem Einbau der Schaufeln in den Rotor werden die L-förmigen Elemente segmentweise nacheinander in die T-förmige Nut eingeschoben. Als Abschlusselemente werden schmälere L-förmige Elemente verwendet, die gemeinsam durch die Oeffnung eingeschoben werden können. Zwischen diese beiden Elemente wird als Abschluss ein Keil eingetrieben, der zusätzlich fixiert wird.
[0003] Diese Art der Befestigung ist sehr zeitaufwendig bei der Montage und einer eventuellen Demontage der Laufschaufeln. Zudem entstehen bei der Fertigung der Nuten Grate, deren Entfernung sehr kompliziert ist, und es entstehen durch den dadurch benötigten hohen Arbeitsaufwand entsprechend hohe Kosten.
Darstellung der Erfindung
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem beschaufelten Rotor der eingangs genannten Art die Axialsicherung der Schaufeln einfacher und kostengünstiger zu gestalten.
[0005] Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Laufschaufeln jeweils durch mindestens einen, über ein federartiges Element federnd gelagerten, beweglichen Bolzen, der den Schaufelfuss mit der Schaufelnut verbindet, axial in der Schaufelnut fixiert sind.
[0006] Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, dass durch den beweglichen Bolzen die Schaufeln sehr leicht ein- und ausgebaut werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
[0007] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand des Rotors einer Turbomaschine dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Teilansicht des Querschnittes durch einen beschaufelten Trommelrotor;
- Fig. 2
- einen Teillängsschnitt entsprechend der Linie II aus Fig.1.
Weg zur Ausführung der Erfindung
[0009] Gemäss Fig. 1 ist ein Rotor 1 mit Laufschaufeln 5 versehen. Die Laufschaufeln 5 bestehen aus einem nur teilweise dargestellten Schaufelblatt 4 und einem Schaufelfuss 3. Die Laufschaufeln sind mit den Schaufelfüssen 3 in im wesentlichen in längsrichtung verlaufenden Schaufelnuten 2 des Rotors 1 eingesetzt. Der Schaufelfuss 3 ist tannenbaumförmig mit mehreren Zacken 11 ausgebildet. Entsprechend sind die Schaufelnuten 2 im Trommelrotor 1 ebenso mit Zacken 20 ausgebildet. Wird der Rotor gedreht, werden die Laufschaufeln 5 radial nach aussen beschleunigt, wobei sie vom Trommelrotor 1 durch die tannenbaumförmige Befestigung zurückgehalten werden.
Das Axialsicherungselement, bestehend aus einem Bolzen 6 und einer Feder 7, ist in einer Bohrung 8 in der Fussgrundfläche des Rotors und einer Bohrung 9 in einem axialen Vorsprung 12 des Schaufelfusses 3 untergebracht. Die Bohrungen 8 und 9 sind dabei als Sacklöcher ausgestaltet.
[0010] Nach Fig. 2 liegt die Bohrung 9 vollständig im axialen Vorsprung 12 des Schaufelfusses 3. Die Bohrung 9 liegt damit ausserhalb jenes Bereiches des Schaufelfusses 3, der bei Drehung des Rotors 1 belastet wird. Dadurch wird der Schaufelfuss durch die Bohrung 9 nicht geschwächt. Oberhalb des Bolzens 6 ist eine weitere Bohrung 13 im axialen Vorsprung 12 angebracht. Der Durchmesser der Bohrung 13 ist jedoch geringer als derjenige der Bohrung 9.
[0011] Zur Montage der Laufschaufel 5 wird in die Bohrung 8 die Feder 7 und danach der Bolzen 6 eingesetzt. Der Bolzen 6 kann so weit in die Bohrung 8 hinuntergedrückt werden, dass er nicht mehr über den Nutgrund der Schaufelnut 2 hinausragt. Nun werden die Schaufeln 5 in die axialen Schaufelnuten 2 eingeführt und über den niedergedrückten Bolzen 6 geschoben, bis sich die Bohrung 9 über der Bohrung 8 befindet. In dieser Position wird der Bolzen 6 durch die Feder 7 nach oben gedrückt, dringt in die Bohrung 9 ein, wodurch die Laufschaufel axial fixiert ist. Die Feder 7 muss natürlich so ausgelegt werden, dass die Federkraft mindestens so gross ist wie die Summe aus der Passreibung des Bolzens 6 in den Bohrungen 8 und 9 sowie des Gewichts des Bolzens.
Zur Demontage der Laufschaufeln 5 kann der Bolzen 6 beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Stiftes, der in die Bohrung 13 eingeführt wird, hinuntergedrückt werden. Dadurch wird die Laufschaufel entsichert und kann axial aus der Schaufelnut 2 hinausgeschoben werden.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Art der Ausformung der axialen Nuten ist beliebig, d.h. es können beispielsweise gebogene oder rhombische axiale Nuten verwendet werden. Die Ausformung des Bolzens sowie der zugehörigen Bohrungen ist beliebig. Wesentlich ist die Beweglichkeit des Bolzens in den Bohrungen, die Auslegung des Bolzens entsprechend den axialen Kräften und eine feste Fixierung der Laufschaufeln in axialer Richtung. Die Bohrung 9 im Schaufelfuss kann beispielsweise auch als Nut ausgeformt werden. Mindestens der Teil des Bolzens, der in die Bohrung 9 hineinragt, kann beispielsweise mit Flächen, die rechtwinklig zur Beanspruchungsrichtung liegen, ausgestaltet werden. Damit wird die Fläche, über die die Kraft übertragen wird, vergrössert. Als Feder kann jedes federartige Element verwendet werden.
Bezugszeichenliste
1. Beschaufelter Rotor (1) einer Turbomaschine, bei der die Laufschaufeln (5) mit ihren
Füssen (3) in im wesentlichen axial verlaufenden Schaufelnuten (2) des Rotors befestigt
sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Laufschaufeln (5) jeweils durch mindestens einen, über ein federartiges Element (7) federnd gelagerten, beweglichen Bolzen (6), der den Schaufelfuss (3) mit der Schaufelnut (2) verbindet, axial in der Schaufelnut fixiert sind.
2. Beschaufelter Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Schaufelfuss (3) mit einem den Schaufelfuss in Nutrichtung (2) verlängernden axialen Vorsprung (12) versehen ist, und dass der Bolzen (6) innerhalb des axialen Vorsprungs (12) angeordnet ist.
3. Beschaufelter Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
im axialen Vorsprung (12) eine Bohrung zur Demontage der Laufschaufeln (5) aus den Schaufelnuten des Rotors (2) angeordnet ist.
4. Beschaufelter Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Federkraft des federartigen Elementes (7) mindestens so gross ist wie die Summe aus der Reibung des Bolzens (6) in den, im wesentlichen beliebig ausgeformten, Bohrungen (8, 9) im Schaufelfuss (3) der Laufschaufel (5) und im Rotor (1), sowie des Gewichts des Bolzens.