DE10128505A1 - Befestigung von Laufschaufeln - Google Patents
Befestigung von LaufschaufelnInfo
- Publication number
- DE10128505A1 DE10128505A1 DE10128505A DE10128505A DE10128505A1 DE 10128505 A1 DE10128505 A1 DE 10128505A1 DE 10128505 A DE10128505 A DE 10128505A DE 10128505 A DE10128505 A DE 10128505A DE 10128505 A1 DE10128505 A1 DE 10128505A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- blade
- rivet
- disc
- disk
- extensions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
- F01D5/32—Locking, e.g. by final locking blades or keys
- F01D5/326—Locking of axial insertion type blades by other means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
Abstract
Befestigung von Laufschaufeln an einer Scheibe eines Turbomaschinenrotors, mit Laufschaufelfüßen, die einen spiegelsymmetrischen Querschnitt mit Vorsprüngen aufweisen, mit die Laufschaufelfüße formschlüssig haltenden, axialen Scheibennuten sowie mit einer Nietverbindung pro Laufschaufel für deren axiale Fixierung. Jeder Schaufelfuß und die Scheibe im Bereich jedes Laufschaufelfußes weisen axiale Fortsätze auf, DOLLAR A die Fortsätze von Laufschaufel und Scheibe stehen sich paarweise gegenüber, jeweils eine in einer Radialebene zur Scheibenachse liegende Bohrung ist zur Hälfte in den Fortsatz der Laufschaufel und zur Hälfte in den Fortsatz der Scheibe eingeformt, und DOLLAR A in jede Bohrung ist ein Niet eingesetzt und durch plastische Verformung fixiert.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Befestigung von Laufschaufeln an einer Scheibe eines Turbomaschinenrotors, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
- Es ist üblich, Turbinenlaufschaufeln von Gasturbinen mit gezahnten bzw. gewellten Füßen, häufig als "Tannenbaumfüße" bezeichnet, zu versehen und diese in axialen Scheibennuten formschlüssig zu halten. Die Kontaktflächen von Fuß und Nut nehmen die radialen Fliehkräfte sowie strömungs- und beschleunigungsinduzierte Umfangskräfte und Biegemomente auf. Die Axialkräfte müssen durch zusätzliche Elemente übertragen werden. Hierfür gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, wie z. B. Anschlagflächen an einer Seite der Schaufelfüße und formschlüssig in Nuten auf der anderen Seite der Schaufelfüße einrastende Bleche, Ringe, Drähte etc.. Auch Schraubbefestigungen sind bekannt, wobei Schraubenlöcher und Gewinde in den hochbelasteten Scheiben festigkeitstechnisch sehr kritisch sind.
- Aus der DE 195 16 694 A1 ist eine gattungsgemäße Befestigung bekannt, die eine Nietverbindung zur Aufnahme der Axialkräfte vorsieht. Pro Laufschaufel ist ein Niet vorhanden, der axial zwischen Laufschaufelfuß und Scheibennutgrund von einer bis zur gegenüberliegenden Scheibenstirnseite geführt ist. Die beiden Nietköpfe liegen auf Sitzplatten auf, die kleine Maßtoleranzen zwischen Schaufel und Scheibe ausgleichen können. Beim Schaufeltausch können die Nietköpfe z. B. durch Bohren entfernt werden, ohne die Gefahr, die Scheibe oder die Schaufel zu beschädigen. Die relativ billigen Sitzplatten werden ohnehin erneuert, so dass deren Beschädigung beim Entfernen des Niets keine Rolle spielt. Es wird zugestanden, dass diese Lösung relativ einfach, preiswert sowie montage- und reparaturfreundlich ist. Ein Nachteil ist jedoch, dass die Scheibennuten in Relation zum Schaufelfuß tiefer sein müssen als ohne Niet bzw. dass nur ein Niet mit relativ kleinem Querschnitt Platz findet. Ein weiterer, gravierender Nachteil liegt darin, dass die Axialkräfte im Bereich der Sitzplatten in die Nietköpfe eingeleitet werden, wobei der gesamte Nietschaft unter Zugspannung steht. Durch die Kerbwirkung an den Übergängen Schaft/Kopf besteht unter Zugspannung akute Bruchgefahr. Zumindest können plastische Verformungen auftreten, die die Verbindung zunehmend lockern.
- Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Laufschaufelbefestigung mit Nietverbindung bereitzustellen, die bei mäßigem konstruktivem Aufwand und hoher Montage- und Reparaturfreundlichkeit sowie geringem Platzbedarf festigkeitstechnisch deutlich besser und somit sicherer und zuverlässiger ist.
- Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst, in Verbindung mit den gattungsbildenden Merkmalen in dessen Oberbegriff. Das Wesen der Erfindung liegt darin, dass jeder Niet in einer Radialebene bezüglich der Rotationsachse der Scheibe und somit quer zu den auftretenden Axialkräften angeordnet ist. Somit wird nur noch der Nietschaft auf Scherung belastet, die Nietköpfe sind weitestgehend lastfrei. Zugspannungen treten, falls überhaupt, nur noch in unproblematischer Größe auf, da sie nur aus Beschleunigungskräften und Fliehkräften aus der geringen Nietmasse resultieren. Es können Niete mit relativ großem Schaftdurchmesser, d. h. großer Dicke verwendet werden mit dem Vorteil geringer Oberflächenpressung und kleiner Scherspannungen im Schaft. Die "Bohrungshälften" in den Laufschaufelfuß- und Scheibenfortsätzen umschließen die Nietschäfte weitestgehend und sorgen für eine günstige Krafteinleitung.
- In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Befestigung gekennzeichnet.
- Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Dabei zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung:
- Fig. 1 eine räumliche Teilansicht des Befestigungsbereiches dreier Laufschaufeln an einer Scheibe, und
- Fig. 2 eine Teilansicht des Bereiches der Nietbefestigung in Längsrichtung des Niets.
- Fig. 1 ist die Kopie einer räumlichen Computergrafik, welche am Beispiel dreier Laufschaufeln 1 an einer Scheibe 6 die erfindungsgemäße Befestigung darstellt. Von den Laufschaufeln 1 sind jeweils nur die scheibennahe Plattform, d. h. die innere Ringraumbegrenzung, und der Laufschaufelfuß 2 erkennbar. Das jeweilige Schaufelblatt liegt oberhalb der Darstellung. Jeder Laufschaufelfuß 2 ist im Querschnitt tannenbaumähnlich mit zwei spiegelsymmetrischen Vorsprüngen 3, 4 auf jeder Seite ausgeführt und wird von einer Scheibennut 7 formschlüssig gehalten. Die Scheibennuten 7 verlaufen in der Regel axial, sie können aber auch durch definierte Drehung um eine gedachte Radialachse, z. B. die Auffädelachse der Schaufelprofile, in einem kleinen Winkel zur Axialrichtung stehen. Dies ist für das Prinzip der Erfindung jedoch unerheblich.
- Die Laufschaufelfüße 2 und die Scheibe 6 weisen axiale Fortsätze 5, 8 auf, welche sich jeweils paarweise gegenüberstehen. In ein Paar von Fortsätzen 5, 8 ist eine gemeinsame Bohrung 9 eingeformt, in die ein Niet 10 gesteckt und durch plastische Verformung fixiert wird. In Fig. 1 sind als Beispiel Niete 10 mit Senkkopf 11 in noch unverformtem Zustand dargestellt. Die Achsen X der Bohrungen 9 und somit der Niete 10 liegen tangential an einem gedachten, zur Rotationsachse der Scheibe 6 konzentrischen, nicht dargestellten Kreis. Der kleinste Abstand A in Umfangsrichtung zwischen den Fortsätzen 8 an benachbarten Schaufelpositionen ist größer als die Länge L eines unverformten Niets 10, um letzteren montieren und vernieten zu können. Hierbei ist auch der Platzbedarf des Nietwerkzeugs zu berücksichtigen. Abweichend von der dargestellten, tangentialen Orientierung der Bohrungs- und Nietachsen X können diese in ihrer gemeinsamen Radialebene auch in jeder beliebigen Winkelposition zwischen tangential und radial sowie in rein radialer Position orientiert sein. Dabei müssten ggf. auch die Fortsätze in ihrer Lage angepasst werden. Schräge bis radiale Anordnungen können montagetechnische Vorteile bringen, allerdings wirken dann auch Fliehkraftkomponenten in Nietlängsrichtung sowie Seitenkräfte auf die Laufschaufelfüße. Entscheidend für die Aufnahme der axialen Schaufelkräfte ist aber letztlich, dass die Bohrungs- und Nietachsen in einer gemeinsamen Radialebene bezüglich der Scheibenachse verbleiben. Natürlich soll die Achsorientierung relativ zur örtlichen Tangential- bzw. Radialrichtung bei jedem Niet am Scheibenumfang gleich sein.
- Fig. 2 zeigt zur weiteren Verdeutlichung eine Teilansicht in Richtung der Achse X der Bohrung 9 und somit des Niets 10. Vertikal strichpunktiert ist die Radialebene R angedeutet, welche quer zur Rotationsachse der Scheibe 6 steht, und in der die Achsen X aller Bohrungen 9 und Niete 10 liegen sollen, hier wie in Fig. 1 mit tangentialer Orientierung. Man erkennt, dass sich der axiale Fortsatz 5 des Laufschaufelfußes 2 und der axiale Fortsatz 8 der Scheibe 6 in geringem radialem Abstand gegenüberstehen. Man erkennt auch, dass die Bohrung 9 etwa je zur Hälfte in beide Fortsätze 5 und 8 eingeformt ist, wobei der Niet 10 weitestgehend umschlossen wird. Der Senkkopf 11 des Niets 10 ist hier strichpunktiert angedeutet. Es wurde bereits erwähnt, dass Niete mit verschiedenen Kopfformen verwendbar sind. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Niete entfernbar/austauschbar sein müssen, ohne Schaufeln und Scheibe zu beschädigen. Senkkopfähnliche Nietenden sind dabei wahrscheinlich leichter zu greifen und abzutrennen als Köpfe mit großen, ebenen Auflageflächen.
Claims (6)
1. Befestigung von Laufschaufeln an einer Scheibe eines Turbomaschinenrotors,
insbesondere von Turbinenlaufschaufeln an einer Scheibe eines
Gasturbinenrotors, mit Laufschaufelfüßen, die zumindest über den Großteil ihrer axialen Länge
einen konstanten Querschnitt mit spiegelsymmetrischen, zahn- oder
wellenartigen Vorsprüngen aufweisen, mit die Laufschaufelfüße in Radial- und in
Umfangsrichtung formschlüssig haftenden, zumindest vorwiegend axial verlaufenden
Scheibennuten sowie mit jeweils einer Nietverbindung pro Laufschaufel für deren
axiale Fixierung an der Scheibe, dadurch gekennzeichnet,
dass sowohl jeder Laufschaufelfuß (2) als auch die Scheibe (6) im Bereich jedes Laufschaufelfußes (2) jeweils einen axialen, integralen Fortsatz (5, 8) aufweisen,
dass sich die Fortsätze (5, 8) von Laufschaufel (1) und Scheibe (6) in geringem Abstand oder in gegenseitigem Kontakt paarweise gegenüberstehen,
dass jeweils eine mit ihrer Achse (X) in einer Radialebene (R), d. h. in einer Querebene zur Rotationsachse der Scheibe (6) liegende Bohrung (9) etwa zur Hälfte in den Fortsatz (5) des Laufschaufelfußes (2) und etwa zur Hälfte in den Fortsatz (8) der Scheibe (6) eingeformt ist, und
dass in jede Bohrung (9) ein Niet (10) eingesetzt und durch plastische Verformung fixiert ist.
dass sowohl jeder Laufschaufelfuß (2) als auch die Scheibe (6) im Bereich jedes Laufschaufelfußes (2) jeweils einen axialen, integralen Fortsatz (5, 8) aufweisen,
dass sich die Fortsätze (5, 8) von Laufschaufel (1) und Scheibe (6) in geringem Abstand oder in gegenseitigem Kontakt paarweise gegenüberstehen,
dass jeweils eine mit ihrer Achse (X) in einer Radialebene (R), d. h. in einer Querebene zur Rotationsachse der Scheibe (6) liegende Bohrung (9) etwa zur Hälfte in den Fortsatz (5) des Laufschaufelfußes (2) und etwa zur Hälfte in den Fortsatz (8) der Scheibe (6) eingeformt ist, und
dass in jede Bohrung (9) ein Niet (10) eingesetzt und durch plastische Verformung fixiert ist.
2. Befestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle in die
Fortsätze (5) der Laufschaufelfüße (2) und in die Fortsätze (8) der Scheibe (6)
eingeformten Bohrungen (9) mit ihren Achsen (X) bezüglich der Rotationsachse der
Scheibe (6) in gleicher Weise entweder tangential oder definiert schräg mit
tangentialer und radialer Komponente oder radial ausgerichtet sind.
3. Befestigung nach Anspruch 2 mit tangential ausgerichteten Bohrungen, dadurch
gekennzeichnet, dass die paarweise angeordneten Fortsätze (5, 8) der
Laufschaufelfüße (2) und der Scheibe (6) von einer Schaufelposition zu einer
benachbarten Schaufelposition einen minimalen Abstand (A) in Umfangsrichtung
aufweisen, der definiert größer ist als die Länge (L) eines unverformten Nietes (10).
4. Befestigung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass Niete mit Halbrundkopf und ebener Kopfauflagefläche oder
Niete (10) mit Senkkopf (11) verwendet werden, wobei in letzterem Fall die
Bohrungen (9) nietkopfseitig mit einer passenden Ansenkung versehen sein können.
5. Befestigung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass handelsübliche Standardniete zur Anwendung kommen.
6. Befestigung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass der Nietwerkstoff eine geringere mechanische Festigkeit
und Härte aufweist als der Laufschaufelwerkstoff und der Scheibenwerkstoff
jeweils im Bereich der Fortsätze (5, 8).
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10128505A DE10128505C2 (de) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | Befestigung von Laufschaufeln |
PCT/DE2002/001509 WO2002103166A1 (de) | 2001-06-14 | 2002-04-25 | Befestigung von laufschaufeln |
US10/480,164 US7090468B2 (en) | 2001-06-14 | 2002-04-25 | Fastening of moving turbomachine blades |
EP02732401A EP1402151B1 (de) | 2001-06-14 | 2002-04-25 | Befestigung von laufschaufeln |
DE50207310T DE50207310D1 (de) | 2001-06-14 | 2002-04-25 | Befestigung von laufschaufeln |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10128505A DE10128505C2 (de) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | Befestigung von Laufschaufeln |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10128505A1 true DE10128505A1 (de) | 2003-01-02 |
DE10128505C2 DE10128505C2 (de) | 2003-04-30 |
Family
ID=7688045
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10128505A Expired - Fee Related DE10128505C2 (de) | 2001-06-14 | 2001-06-14 | Befestigung von Laufschaufeln |
DE50207310T Expired - Lifetime DE50207310D1 (de) | 2001-06-14 | 2002-04-25 | Befestigung von laufschaufeln |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE50207310T Expired - Lifetime DE50207310D1 (de) | 2001-06-14 | 2002-04-25 | Befestigung von laufschaufeln |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7090468B2 (de) |
EP (1) | EP1402151B1 (de) |
DE (2) | DE10128505C2 (de) |
WO (1) | WO2002103166A1 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2939834B1 (fr) * | 2008-12-17 | 2016-02-19 | Turbomeca | Roue de turbine avec systeme de retention axiale des aubes |
US8905717B2 (en) | 2010-10-06 | 2014-12-09 | General Electric Company | Turbine bucket lockwire rotation prevention |
US9112383B2 (en) | 2011-10-31 | 2015-08-18 | General Electric Company | System and method for Var injection at a distributed power generation source |
CN109098777A (zh) * | 2018-09-05 | 2018-12-28 | 中国航发动力股份有限公司 | 一种烟气轮机盘片槽向连接结构及其使用方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3148985C2 (de) * | 1980-12-19 | 1993-11-04 | United Technologies Corp | Rotorbaugruppe |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6014162B2 (ja) * | 1978-07-21 | 1985-04-11 | 株式会社日立製作所 | 翼固定構造 |
US4389161A (en) * | 1980-12-19 | 1983-06-21 | United Technologies Corporation | Locking of rotor blades on a rotor disk |
US5302086A (en) * | 1992-08-18 | 1994-04-12 | General Electric Company | Apparatus for retaining rotor blades |
FR2700807B1 (fr) * | 1993-01-27 | 1995-03-03 | Snecma | Système de rétention et d'étanchéité d'aubes engagées dans des brochages axiaux d'un disque de rotor. |
DE19516694C2 (de) * | 1995-05-06 | 2001-06-28 | Mtu Aero Engines Gmbh | Einrichtung zur Fixierung von Laufschaufeln am Laufrad, insbesondere einer Turbine eines Gasturbinentriebwerks |
-
2001
- 2001-06-14 DE DE10128505A patent/DE10128505C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-04-25 EP EP02732401A patent/EP1402151B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-25 WO PCT/DE2002/001509 patent/WO2002103166A1/de active IP Right Grant
- 2002-04-25 DE DE50207310T patent/DE50207310D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-25 US US10/480,164 patent/US7090468B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3148985C2 (de) * | 1980-12-19 | 1993-11-04 | United Technologies Corp | Rotorbaugruppe |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE50207310D1 (de) | 2006-08-03 |
DE10128505C2 (de) | 2003-04-30 |
WO2002103166A1 (de) | 2002-12-27 |
EP1402151B1 (de) | 2006-06-21 |
EP1402151A1 (de) | 2004-03-31 |
US20040184917A1 (en) | 2004-09-23 |
US7090468B2 (en) | 2006-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3212434B1 (de) | Fahrzeugrad und verfahren zur herstellung eines fahrzeugrads mit einer verbindung zwischen einer radfelge und einer radscheibe | |
EP1834102B1 (de) | Wellen-naben-verbindung mit sicherungssystem | |
DE10304299B4 (de) | Innenbelüftete Bremsscheibe mit gekrümmten Kühlluftkanälen | |
DE102009028517B4 (de) | Befestigungsanordnung von Planetenradbolzen | |
EP1588975A2 (de) | Abhängeelement | |
EP3371476B1 (de) | Scheibenbremse für ein nutzfahrzeug | |
WO2018046745A1 (de) | Mehrteiliges, gefedertes schienenrad | |
DE102005060440A1 (de) | Bremsscheibentopf einer Hochleistungsbremsanlage mit radialer Ausdehnung | |
DE69728500T2 (de) | Turbomaschinenrotor | |
DE10358088A1 (de) | Bremsscheibeneinheit | |
DE19654471B4 (de) | Rotor einer Strömungsmaschine | |
DE10128505C2 (de) | Befestigung von Laufschaufeln | |
EP3234389B1 (de) | Kupplungselement und kupplungsanordnung zur axialen drehmomentübertragung, und lamellenanordnung für solche | |
DE102018131016B4 (de) | Bremsscheibenanordnung | |
EP3275597B1 (de) | Werkzeug und verfahren zum ein- und ausziehen von bauteilen | |
DE19906480A1 (de) | Hülsenmutter | |
EP2304189B1 (de) | Laufschaufel und strömungsmaschine mit laufschaufel | |
WO2016066412A1 (de) | Radscheibenanordnung mit dichtblechen | |
EP2505838B1 (de) | Kolbenverdichter | |
WO2016066511A1 (de) | Turbinenlaufschaufel | |
DE3045395C2 (de) | ||
DE202004018828U1 (de) | Geschmiedeter Spannsatz | |
DE19619317C2 (de) | Laufrad für eine Freistrahltubine | |
DE102019116250B4 (de) | Schwenkwiegenlagerung und Verfahren zur Herstellung einer Schwenkwiegenlagerung | |
EP3431749B1 (de) | Extender zum befestigen eines rotorblatts an einem rotornabengehäuse einer windenergieanlage, verfahren zur herstellung eines extenders und verfahren zur montage eines extenders |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |