DE3402066C2

DE3402066C2 -

Info

Publication number: DE3402066C2
Application number: DE19843402066
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Pfeffer; Heinz 6380 Bad Homburg De Humpert; Peter 6370 Oberursel De Maderitsch
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Rolls Royce Deutschland Ltd and Co KG
Priority date: 1984-01-21
Filing date: 1984-01-21
Publication date: 1990-08-02
Also published as: DE3402066A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Fein bearbeitung der Außendurchmesser von Schaufeln beschaufel ter Laufräder von Turbomaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Turbomaschinen ist der radiale Spalt zwischen dem Laufradaußendurchmesser und dem Innendurchmesser des das Laufrad umgebenden Gehäuses bzw. des Stators ein mitent scheidendes Kriterium für das Betriebsverhalten und den Gesamtwirkungsgrad der Turbomaschine. Große radiale Spalte und unterschiedliche Spaltabmessungen bei den einzelnen Schaufeln des Laufrades üben einen negativen Einfluß aus. Die Außendurchmesser der Schaufeln sind daher üblicherwei se im montierten Zustand einer abschließenden Feinbearbei tung zu unterziehen. Aufgrund der beweglichen Anordnung der Schaufelfüße in den entsprechenden schwalben schwanz- oder tannenbaumförmig gestalteten Nuten müssen jedoch die Schaufeln für den Feinbearbeitungsvorgang in eine stabile Lage gebracht werden. Um hierbei eine ein satzentsprechende und somit funktionsgerechte Schaufellage zu erreichen, sollten während der abschließenden Feinbear beitung die einzelnen Schaufeln vorgespannt sein.

Es ist daher aus der Praxis bekannt, die einzelnen Schau feln durch eine mechanische Einzelspannung mittels Drehmo mentenschlüssel vorzuspannen, was jedoch einen enormen Fertigungsaufwand erfordert und insbesondere auch die Wie derholgenauigkeit des Fertigungsergebnisses erheblich er schwert.

Aus dem Kurzbericht aus der DE-Z. Werkstatt-Technik 1963, Heft 9, S. 488 ist es bekannt, Druckschläuche als Kraft mittler zum gleichzeitigen Betätigen mehrerer auseinander liegender Stell- oder Spannglieder im Werkzeug- und Vor richtungsbau anzuwenden. Es ist hier kein Hinweis auf Tur bomaschinen gegeben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ei ne Vorrichtung zur Feinbearbeitung, insbesondere zum Über schleifen, der Außendurchmesser von Schaufeln beschaufelter Laufräder von Turbomaschinen, bei der die in laufradseitige Aufnahmeräume eingesetzten Schaufeln radial vorspannbar sind, anzugeben, mit der eine funktionsgerechte Vor spannung der Schaufeln sichergestellt und der Fertigungs aufwand vereinfacht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen den Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.

Wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Vorspannung der Laufradschaufeln sind, daß durch die Zuführung des Druck mediums gleichzeitig jede Schaufel mit der gleichen Vor spannkraft in die betriebsgerechte Lage gebracht werden kann, so daß unterschiedliche Vorspannungen einzelner Schaufeln und somit Wiederholungsungenauigkeiten des Fer tigungsergebnisses ausgeschlossen sind. Desweiteren kann diese insbesondere pneumatische oder hydraulische Vorspan nung der Schaufeln bei geringstem Fertigungsaufwand erfol gen, so daß hierdurch Zeiteinsparungen der gesamten Fein bearbeitung der Schaufeln von ca. 80% gegenüber einer me chanischen Einzelvorspannung möglich sind. Darüber hinaus bietet sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einfache und zeitsparende Weise die Möglichkeit, eine z. B. zweistufige Feinbearbeitung mit jeweils unterschied licher Vorspannung durchzuführen, um beispielsweise den Feinbearbeitungsvorgang an die Erfordernisse des Laufrad schaufelwerkstoffes anzupassen.

In den Zeichnungen sind schematisch gezeigte Ausführungs beispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 Einzelkomponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Perspektivdarstellung;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung im montierten Zustand in einer Schnittdarstellung.

In den Zeichnungen sind grundsätzlich gleichwirkende Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Mit 1 ist allgemein ein Laufrad für eine Turbomaschine bezeichnet, auf dessen Umfang Schaufeln 2 angeordnet sind. Die in der schemati schen Darstellung nach Fig. 1 nicht sichtbaren Schaufel füße sind in schwalbenschwanzförmige Nuten des Laufrades 1 eingesetzt. Die die Strömungskanäle zwischen den Schaufeln 2 zum Laufrad 1 hin begrenzenden Schaufelwände 3 erstrec ken sich über die axiale Länge der Schaufelfüße hinaus, so daß unter die Gehäusewände die Spannelemente 4 zur radia len Vorspannung der Schaufeln 2 eingeschoben werden kön nen. Das Spannelement 4 ist als wechselseitig geschlitzter Spannring mit den sich daraus ergebenden aufweitbaren Spannflächen 5 ausgebildet. Innerhalb des Spannringes 4 ist ein Aufnahmeraum 6 für einen Druckluftschlauch 7 vor gesehen, so daß mittels des Druckluftschlauches 7 die Spannflächen 5 des Spannelementes 4 aufgeweitet werden können, wobei hierbei die von der Druckluft erzeugte und über die Spannflächen 5 übertragene Vorspannkraft gleich mäßig über den gesamten Umfang des Laufrades 1 auf alle Schaufeln 2 wirkt. Der Druckluftschlauch 7 ist mit einem Ventil 8 versehen, das durch eine im Spannelement 4 vorge sehene Bohrung 14 durchsteckbar ist. Innenseitig wird der Druckluftschlauch 7 von einem an dem Spannelement 4 be festigbaren Stützkörper 9 begrenzt, um die aus der Druck luftbeaufschlagung resultierende Ausdehnung des Druckluft schlauches 7 auf die Spannflächen 5 des Spannelementes 4 wirken zu lassen.

Die schematische perspektivische Darstellung ist in der Schnittdarstellung nach Fig. 2 im einzelnen näher verdeut licht. Hier ist ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Vorrichtung für einen zweistufigen Verdichter in montier tem Zustand zur Durchführung des Feinbearbeitungsvorganges dargestellt. Im einzelnen ist hieraus ersichtlich, daß die Spannelemente 4 unterhalb der die Schaufelfüße 10 überlap penden Schaufelwände 3 eingesetzt sind. Der quaderförmig gestaltete Druckluftschlauch 7 ist in dem Aufnahmeraum 6 angeordnet und wird von den Seitenwänden des Spannelemen tes 4 und dem Stützkörper 9 vollständig umschlossen. Der Stützkörper 9 ist über ein Anschlagelement 11 mit dem Spannelement 4 verbunden, so daß die Aufweitung der Spann flächen 5 und somit die radiale Vorspannung der Schaufeln 2 bei Aufweitung der Druckluftschläuche 7 sichergestellt ist. Der Stützkörper 9 wird über ein Befestigungsteil 12 an dem Laufrad 1 gehalten.

Des weiteren sind an dem Spannelement 4 Dämpfungsteile 13 angeordnet, um Schwingungen während der Außendurchmesser feinbearbeitung zu vermindern.

Claims

1. Vorrichtung zur Feinbearbeitung, insbesondere zum Überschleifen, der Außendurchmesser von Schaufeln (2) be schaufelter Laufräder (1) von Turbomaschinen, bei der die in laufradseitige Aufnahmeräume eingesetzten Schaufeln (2) radial vorspannbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (2) des Laufra des (1) mittels eines Druckmediums vorspannbar sind, wobei die von dem Druckmedium erzeugte Vorspannkraft jeder Schaufel (2) des Laufrades (1) zugeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (2) in Axial richtung des Schaufelfußes (10) beidseitig vorspannbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (2) beidseitig des Schaufelfußes (10) jeweils mittels eines separaten Druckmediums vorgespannt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Druckmedium er zeugte Vorspannkraft veränderbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Schaufel (2) des Laufrades (1) ein Spannelement (4) in Wirkverbindung steht, das mittels des Druckmediums aufweitbare Spannflä chen (5) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (4) elastisch ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (4) als wech selseitig geschlitzter Spannring ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (4) einen Raum (6) zur Aufnahme eines Druckmediumschlauches (7) auf weist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmediumschlauch (7) von einem Stützkörper (9) begrenzt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Spannelement (4) Däm pfungsteile (13) vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium Druckluft ist.