DE4110214A1 - Turbinenlaufschaufelinnenendbefestigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Gasturbinentrieb­ werke und betrifft insbesondere eine Befestigungsvorrich­ tung, die zum Befestigen von Turbinenlaufschaufeln an deren inneren Enden an einem Rotor eines Gasturbinentriebwerks verwendbar ist.

Querverweis auf verwandte Anmeldungen

Hierdurch wird auf folgende anhängige DE-Patentanmeldungen verwiesen, die sich auf verwandte Gegenstände beziehen, die Priorität der angegebenen US-Patentanmeldungen beanspruchen und auf den Namen der Anmelderin der vorliegenden Erfindung lauten:

• 1. P 36 14 157.7 (DE-Anwaltsakte 9823.7) und P 33 38 456.9 (DE-Anwaltsakte 12 982.8), "Gegenläufige Arbeitsturbine", Erfinder Kenneth O. Johnson, US Serial No. 0 71 594, vom 10. Juli 1987, eine Fortsetzungsanmeldung der Anmeldung Serial No. 7 28 466, angemeldet am 1. Mai 1985, nun aufgegeben, die eine Teilfortsetzung der Anmeldung Serial No. 4 37 923, ange­ meldet am 1. November 1982, nun aufgegeben, war.
• 2. P .. .. ....., "Zwischenstufendichtungsanordnung für Schaufelstufen von gegenläufigen Turbinentriebwerksro­ toren", Erfinder Przytulski et al., US Serial No. ....... (US-Anwaltsakte: 13DV-9441, DE-Anwaltsakte 12 979.3), und gleichzeitig hiermit angemeldet.
• 3. P .. .. ....., "Turbinenlaufschaufelaußenendbefesti­ gungsvorrichtung", Erfinder Przytulski et al., US Se­ rial No. ........ (US-Anwaltsakte: 13DV-9486, DE-An­ waltsakte 12 982.8), und gleichzeitig hiermit angemel­ det.

Gasturbinentriebwerke weisen im allgemeinen einen Gasgene­ rator auf, der einen Verdichter zum Verdichten von durch das Triebwerk nach hinten strömender Luft, eine Brennkam­ mer, in welcher Brennstoff mit der verdichteten Luft ver­ mischt und gezündet wird, um einen Gasstrom hoher Energie zu bilden, und eine Turbine hat, die durch den Gasstrom an­ getrieben wird und mit einem Rotor verbunden ist, um diesen anzutreiben, welcher seinerseits den Verdichter antreibt. Viele Triebwerke weisen weiter eine zweite Turbine auf, be­ kannt als Arbeitsturbine, die hinter dem Gasgenerator ange­ ordnet ist und dem Gasstrom Energie entnimmt zum Antreiben einer umlaufenden Belastung mit verstellbaren Blättern, wie sie sich in der Vortriebsvorrichtung von Hubschraubern und Turboproptriebwerken findet, und mit nichtverstellbaren Blättern, wie sie sich in Zweikreis-TL- oder -Turbofan- Triebwerken finden.

Eine aus jüngster Zeit stammende Verbesserung gegenüber den Turbofan- und Turboprop-Triebwerken ist ein mantelloses Ge­ bläse- oder Fantriebwerk, wie es in den oben im Querverweis unter Ziffer 1 aufgeführten Anmeldungen offenbart ist. Bei dem mantellosen Fantriebwerk enthält die Arbeitsturbine ge­ genläufige Rotoren mit Turbinenlaufschaufeln, die gegenläu­ fige Schaufelstufen bilden, welche auf entsprechende Weise die Blätter des mantellosen Fan antreiben, die in bezug auf die Arbeitsturbine radial angeordnet sind. Die Fanblätter des mantellosen Fantriebwerks sind verstellbare Blätter zum Erzielen von optimaler Leistung durch Verändern des Ein­ stellwinkels der Blätter entsprechend den besonderen Be­ triebsbedingungen.

Bei den bekannten Turbinentriebwerken werden weitgehend Schwalbenschwanzvorrichtungen als effiziente Einrichtung zum Befestigen von Turbinenlaufschaufeln an Konstruktions­ bauteilen wie einem Turbinenrotor benutzt. Wegen der rela­ tiv geringen Drehzahlen der gegenläufigen Rotoren in der Arbeitsturbine des mantellosen Fantriebwerks wird jedoch mehr Flexibilität bei dem Entwurf der Turbinenlaufschaufel­ befestigungsvorrichtungen gestattet, um restriktive Ge­ wichtsforderungen zu erfüllen.

Es gibt infolgedessen einen Bedarf an alternativen Lösun­ gen, bei denen von dieser zusätzlichen Flexibilität vor­ teilhafter Gebrauch gemacht wird, um leichtgewichtige Vor­ richtungen zum Befestigen von Turbinenlaufschaufeln an ge­ genläufigen Rotoren in dem mantellosen Fantriebwerk sowie in anderen Fällen von Flugzeug- oder stationären Turboma­ schinen zu schaffen.

Die Erfindung schafft eine Turbinenlaufschaufelendbefesti­ gungsvorrichtung, die so ausgebildet ist, daß sie den oben erwähnten Bedarf deckt. Die Befestigungsvorrichtung nach der Erfindung ist besonders verwendbar zum Befestigen des äußeren Endes einer Turbinenlaufschaufel an dem äußeren Ro­ tor der gegenläufigen Rotoren in dem mantellosen Fantrieb­ werk, wo die Forderung besteht, die Schaufelblattvorverwin­ dung zu verhindern, die durch die Schaufelspitzenummantel­ lung verlangt wird. Die Befestigungsvorrichtung, die die Erfindung gemäß der dritten Patentanmeldung im obigen Quer­ verweis darstellt, ist besonders geeignet zum Befestigen des Innenendes einer Turbinenlaufschaufel an dem inneren Rotor der gegenläufigen Rotoren in dem mantellosen Fan­ triebwerk. Die Prinzipien, nach denen die Befestigungsvor­ richtungen sowohl der vorliegenden Erfindung als auch die der unter Ziffer 3 im Querverweis aufgeführten Anmeldung aufgebaut sind, können entweder bei einzelnen Schaufelblät­ tern (oder Laufschaufeln) oder bei Mehrfachschaufelsegment­ bauteilen in stationären Turbomaschinen geringer Drehzahl benutzt werden.

Die Erfindung ist demgemäß auf eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen von Turbinenlaufschaufeln in einem oder meh­ reren Umfangskränzen an einem Rotor eines Gasturbinentrieb­ werks gerichtet. Die Befestigungsvorrichtung umfaßt:
(a) erste und zweite Einsteckteile, die axial beabstandet längs des Rotors angeordnet sind und sich umfangsmäßig um diesen erstrecken, wobei jedes Einsteckteil einen ersten Teil hat, der an einem Ende einer Turbinenlaufschaufel befestigt ist und sich von diesem aus in radialer Richtung erstreckt, und einen zweiten Teil, der an dem ersten Teil befestigt ist und sich von diesem aus in axialer Richtung erstreckt, so daß der erste und der zweite Teil jedem Einsteckteil eine hakenartige Konfiguration geben;
(b) eine an dem Rotor be­ festigte Einrichtung in Form von ersten und zweiten Nuten, die längs des Rotors axial beabstandet sind und sich in Um­ fangsrichtung um den Rotor erstrecken und sich in einer ge­ meinsamen axialen Richtung öffnen, um mit Paßeingriff und gleichzeitig die zweiten Teile der hakenartig ausgebildeten ersten und zweiten Einsteckteile zu empfangen; und
(c) eine Einrichtung zum Verriegeln der zweiten Teile der Einsteck­ teile in Paßeingriff in den Nuten, um dadurch die Turbinen­ laufschaufel gegen Radial-, Axial- und Umfangsbewegungen relativ zu dem Rotor festzuhalten.

Mehrere verschiedene Ausführungsformen der Verriegelungs­ einrichtung werden geschaffen. Einige der Verriegelungsan­ ordnungen dienen zum Verriegeln von sämtlichen Laufschau­ feln in Form eines Umfangskranzes um den Rotor auf dieselbe Weise mit einer gemeinsamen Verriegelung und einem gemein­ samen Verriegelungshalter. Andere Verriegelungsanordnungen dienen zum Verriegeln von sämtlichen Laufschaufeln auf die­ selbe Weise, haben aber eine andere Verriegelung und einen anderen Verriegelungshalter für die letzte Laufschaufel oder die letzten Laufschaufeln, um den Umfangskranz von Laufschaufeln zu vervollständigen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden un­ ter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines mantello­ sen Fan-Gasturbinentriebwerks, in welchem die Turbi­ nenlaufschaufelendbefestigungsvorrichtung nach der Erfindung verwendet werden kann,

Fig. 2 eine schematische Längsschnittansicht eines Turbinenabschnitts des mantellosen Fantrieb­ werks nach Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Einzelansicht des in Fig. 2 eingekreisten Turbinenabschnitts,

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht des Turbinenab­ schnittsteils nach Fig. 3, die eine bevor­ zugte Ausführungsform einer Turbinenlauf­ schaufelendbefestigungsvorrichtung nach der Erfindung zeigt, welche zum Befestigen von sämtlichen Turbinenlaufschaufeln mit Aus­ nahme der letzten Laufschaufel in Form eines Umfangskranzes verwendbar ist,

Fig. 5 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Befestigungsvorrichtung nach der Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 4, die aber eine weitere Ausführungsform der Befesti­ gungsvorrichtung zeigt, welche zum Befesti­ gen von sämtlichen Laufschaufeln mit Aus­ nahme der letzten Laufschaufel in Form eines Umfangskranzes verwendbar ist,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Lauf­ schaufelverriegelungsteils der Befestigungs­ vorrichtung nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 4, die aber noch eine weitere Ausführungsform der Befe­ stigungsvorrichtung zeigt, welche zum Befe­ stigen von sämtlichen Laufschaufeln mit Aus­ nahme der letzten vier Laufschaufeln in Form eines Umfangskranzes verwendbar ist,

Fig. 8A-8I Teilquerschnittansichten der Ausführungsform nach Fig. 8,

Fig. 9 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 4, die aber eine weitere Ausführungsform der Befe­ stigungsvorrichtung zeigt, welche zum Befe­ stigen von sämtlichen Laufschaufeln in Form eines Umfangskranzes verwendbar ist,

Fig. 10 eine Teilunteransicht der Befestigungsvor­ richtung nach der Linie 10-10 in Fig. 9,

Fig. 11 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 4, welche aber noch eine weitere Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung zeigt, die zum Befe­ stigen von sämtlichen Laufschaufeln in Form eines Umfangskranzes verwendbar ist,

Fig. 12 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Befestigungsvorrichtung nach der Linie 12-12 in Fig. 11,

Fig. 13 eine Seitenansicht, in der Teile weggebro­ chen sind, von noch einer weiteren bevorzug­ ten Ausführungsform der Befestigungsvorrich­ tung, die zum Befestigen von sämtlichen Laufschaufeln in mehrblättrigen Segmenten derselben in einem Umfangskranz verwendbar ist,

Fig. 14 eine Schnittansicht nach der Linie 14-14 in Fig. 13,

Fig. 15 eine Schnittansicht nach der Linie 15-15 in Fig. 13,

Fig. 16 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 14, die aber eine weitere Ausführungsform der Befe­ stigungsvorrichtung zeigt, welche zum Befe­ stigen einer einzelnen letzten Laufschaufel in einem Umfangskranz von Laufschaufeln ver­ wendbar ist,

Fig. 17 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Befestigungsvorrichtung nach der Linie 17-17 in Fig. 16,

Fig. 18 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 16, die aber die Position eines Verriegelungsteils vor dem Einführen zeigt,

Fig. 19 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Befestigungsvorrichtung nach der Linie 19-19 in Fig. 18,

Fig. 20 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 18, die aber die Position des Verriegelungsteils nach dem Einführen zeigt,

Fig. 21 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Befestigungsvorrichtung nach der Linie 21-21 in Fig. 20,

Fig. 22 eine Teildraufsicht auf ein Halteteil der Befestigungsvorrichtung nach der Linie 22-22 in Fig. 21,

Fig. 23 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 22, die aber das Halteteil zeigt, bevor es zum Ein­ bauen des Halteteils flachgedrückt wird,

Fig. 24 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 14, die aber eine weitere Ausführungsform der Befe­ stigungsvorrichtung zeigt, welche zum Befestigen einer einzelnen letzten Lauf­ schaufel in dem Umfangskranz von Laufschau­ feln verwendbar ist,

Fig. 25 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Befestigungsvorrichtung nach der Linie 25-25 in Fig. 24 und mit einem Halteteil in dessen vorgebogener Entriegelungsposition,

Fig. 26 eine Teildraufsicht auf das Halteteil der Befestigungsvorrichtung nach der Linie 26-26 in Fig. 25,

Fig. 27 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 25, die aber das Halteteil zeigt, nachdem es in seine Verriegelungsposition gebogen worden ist,

Fig. 28 eine Teildraufsicht auf das Halteteil der Befestigungsvorrichtung nach der Linie 28-28 in Fig. 27,

Fig. 29 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 14, die aber noch eine weitere Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung zeigt, welche zum Befestigen einer einzelnen letzten Lauf­ schaufel in dem Umfangskranz von Laufschau­ feln verwendbar ist und ein Halteteil in seiner vorgebogenen Entriegelungsposition hat,

Fig. 30 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Befestigungsvorrichtung nach der Linie 30-30 in Fig. 29,

Fig. 31 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 29, die aber das Halteteil zeigt, nachdem es in seine Verriegelungsposition gebogen worden ist,

Fig. 32 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Befestigungsvorrichtung nach der Linie 32-32 in Fig. 31,

Fig. 33 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 14, die aber noch eine weitere Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung zeigt, welche zum Befestigen von sämtlichen Laufschaufeln mit Ausnahme einer letzten Laufschaufel in dem Umfangskranz verwendbar ist,

Fig. 34 eine Ansicht ähnlich der in Fig. 33, die aber den Teil der Befestigungsvorrichtung zeigt, der verwendbar ist, um eine einzelne letzte Laufschaufel in dem Umfangskranz von Laufschaufeln zu befestigen,

Fig. 35 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Befestigungsvorrichtung nach der Linie 35-35 in Fig. 34,

Fig. 36 eine Teildraufsicht, teilweise weggebrochen und teilweise im Schnitt, der Befestigungs­ vorrichtung nach der Linie 36-36 in Fig. 35, und

Fig. 37 eine Draufsicht auf das Halteteil der Befe­ stigungsvorrichtung, bevor es gemäß der Dar­ stellung in den Fig. 35 und 36 eingebaut worden ist.

In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszei­ chen gleiche oder entsprechende Teile in sämtlichen Figu­ ren. Außerdem werden in der folgenden Beschreibung Begriffe wie "vorwärts", "rückwärts", "links", "rechts", "aufwärts", "abwärts" und dgl. der Zweckmäßigkeit halber gewählt und sind nicht in einschränkendem Sinn zu verstehen.

Fig. 1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk 10 mit mantellosem Fan, das die bevorzugte Ausführungsform der Turbinenlauf­ schaufelendbefestigungsvorrichtung nach der Erfindung, die in Fig. 3 insgesamt mit 12 bezeichnet ist. Das Triebwerk 10 hat eine äußere Ummantelung oder Gondel 14, die einen vor­ deren Gasgenerator (nicht dargestellt) und eine hintere Ar­ beitsturbine 16, welche in Fig. 2 schematisch gezeigt ist, umschließt. Auf bekannte Weise erzeugt der Gasgenerator Verbrennungsgase, die zu der Arbeitsturbine 16 geleitet werden.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 enthält die Arbeitsturbine 16 einen ersten (oder äußeren) und einen zweiten (oder in­ neren) ringförmigen Turbinenrotor 18, 20, die in entgegengesetzten Richtungen oder gegenläufig um eine Längsmittelachse A des Triebwerks 10 drehbar sind. Die Ro­ toren 18, 20 tragen zur Drehung mit ihnen und in Tandeman­ ordnung einen vorderen Satz von Vortriebsblättern oder -schaufeln 22 und einen hinteren Satz von Vortriebsblättern oder -schaufeln 24. Der erste, äußere Rotor 18 ist um eine hohle, statische Struktur 26 des Triebwerks 10 durch einen ersten Satz Lager 28 drehbar befestigt, wogegen der zweite, innere Rotor 20 innerhalb des äußeren Rotors 18 durch einen zweiten Satz Lager 30 drehbar befestigt ist.

Die Gondel 14 umschließt die Rotoren 18, 20, wobei die Sätze von Vortriebsblättern 22, 24 sich in Umfangsrichtung und von der Außenseite der Gondel 14 radial nach außen er­ strecken. Die Gondel 14 hat eine erste oder vordere Hülse 32, die mit dem vorderen Satz von Vortriebsblättern 22 ge­ kuppelt und mit denselben drehbar ist, und eine zweite oder hintere Hülse 34, die mit dem hinteren Satz von Vortriebs­ blättern 24 gekuppelt und mit denselben drehbar ist. Die äußere Konfiguration der Gondel 14 sorgt für die richtigen Luftströmungskenndaten zum Optimieren der Leistung der Vor­ triebsblätter 22, 24 und dadurch des Triebwerks 10.

Zum weiteren Optimieren der Leistung des Triebwerks 10 kann der Steigungs- oder Einstellwinkel der Vortriebsblätter 22, 24 so verändert werden, daß er den spezifischen Betriebsbe­ dingungen entspricht. Die Blätter 22, 24 des vorderen bzw. hinteren Satzes sind durch Naben 36 an den inneren Seiten der vorderen bzw. hinteren Gondelhülse 32, 34 drehbar befe­ stigt und mit einer Blattverstelleinrichtungen 38 gekup­ pelt, mittels welchen die Blätter 22, 24 um Blattverstel­ lachsen 40 bzw. 42 drehbar sind. Es wird auf die US-PS 47 38 590 der Anmelderin verwiesen, in der sich eine ausführ­ liche Beschreibung der Blattverstelleinrichtungen findet.

Die hintere Arbeitsturbine 16 hat außerdem einen ringförmi­ gen Gasströmungsweg 44 zum Empfangen von Verbrennungsgasen aus dem vorderen Gasgenerator des Triebwerks 10. Der Gas­ strömungsweg 44 erstreckt sich zwischen dem äußeren und in­ neren Rotor 18, 20 der Arbeitsturbine 16, und Ver­ brennungsgase strömen auf diesem Weg als ein Gasstrom 46 hoher Energie. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 sind an dem äußeren und inneren Rotor 18, 20 der Arbeitsturbine 16 über Turbinenlaufschaufelaußen- und -innenendbefestigungsvor­ richtungen 48 12 axial beabstandete Kränze von sich in Um­ fangsrichtung und radial erstreckenden Turbinenlaufschau­ feln 50, 52 befestigt, die miteinander abwechseln, um ge­ genläufig drehbare Schaufelstufen zu bilden, welche sich über den ringförmingen Gasströmungsweg 44 erstrecken. Au­ ßerdem sind äußere und innere Zwischenstufendichtungsvor­ richtungen 54, 56 zum Begrenzen des Durchtritts des Gas­ stroms 46 zwischen dem äußeren und inneren Rotor 18, 20 und den äußeren und inneren Enden der Turbinenlaufschaufeln 52, 50 vorgesehen. Die innere Zwischenstufendichtungsvorrich­ tung 56 und die Laufschaufelaußenendbefestigungsvorrichtung 48, die in Fig. 3 gezeigt ist, sind lediglich Beispiele von mehreren verschiedenen Befestigungs- und Dichtungsvorrich­ tungen, die in dem Turbinentriebwerk 10 benutzt werden kön­ nen. Diese Vorrichtungen bilden den Gegenstand der zweiten und dritten Patentanmeldungen in dem eingangs aufgeführten Querverweis und werden hier nicht im einzelnen beschrieben, weil sie keinen Teil der Turbinenlaufschaufelendbefe­ stigungsvorrichtung 12 nach der Erfindung bilden.

Somit treibt der Gasstrom 46 hoher Energie, der auf dem ringförmigen Gasströmungsweg 44 zwischen den Rotoren 18, 20 strömt, die Sätze von Turbinenlaufschaufeln 50, 52 gegen­ läufig, d. h. in entgegengesetzten Richtungen auf Kreisbah­ nen an, und diese bewirken ihrerseits, daß sich die Rotoren 18, 20 gegenläufig drehen und entsprechend die Sätze von Vortriebsblättern 22, 24 gegenläufig antreiben.

Turbinenlaufschaufelendbefestigungsvorrichtungen nach der Erfindung

Die Fig. 3-36 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Be­ festigungsvorrichtung 12 und 12A-12I nach der Erfindung zum Befestigen von Turbinenlaufschaufeln 52 an ihren inneren Enden 52A in Form von Umfangskränzen an dem inneren Rotor 20. Jede Ausführungsform benutzt einige der grundlegenden Teile, die eine bevorzugte Ausführungsform der Befesti­ gungsvorrichtung 12 aufweist, welche in den Fig. 3-5 ge­ zeigt ist. Bei der Befestigungsvorrichtung 12 nach den Fig. 3-5 umfassen diese grundlegenden Teile vordere und hintere Einsteckteile 58, 60, die längs jeder Laufschaufel 52 axial beabstandet sind und sich in Umfangsrichtung um das innere Ende jeder Laufschaufel erstrecken, sowie vordere und hin­ tere Nuten 62, 64, die durch vordere bzw. hintere Flansche 66, 68 gebildet sind, welche an der äußeren Seite des inne­ ren Rotorgehäuses 20A befestigt und axial beabstandet längs des Rotors und umfangsmäßig um den Rotor angeordnet sind. Die Nuten 62, 64 münden in einer gemeinsamen axialen Rich­ tung, um gleichzeitig das erste und zweite Einsteckteil 58, 60 jeder Laufschaufel 52 in Paßeingriff aufzunehmen.

Die Befestigungsvorrichtung 12 nach den Fig. 3-5 kann ent­ weder bei Einzelschaufeln 52 oder bei Mehrfachschaufelseg­ menten benutzt werden. Sie wird im folgenden in Verbindung mit einer einzelnen Laufschaufel 52 beschrieben. Weiter, die Endbefestigungsvorrichtung 12 wird zwar hier bei der Verwendung zum Befestigen der inneren Enden der Turbinen­ laufschaufeln 52 an der äußeren Seite des inneren Rotors 20 in dem Gasturbinentriebwerk 10 mit mantellosem Fan darge­ stellt und beschrieben, es ist jedoch klar, daß sich die möglichen Verwendungszwecke der Befestigungsvorrichtung 12 nicht darauf beschränken. Sie könnte beispielsweise auch benutzt werden, um die äußeren Enden von Turbinenlaufschau­ feln in demselben oder in anderen Fällen zu befestigen.

Das vordere und das hintere Einsteckteil 58, 60 der Befe­ stigungsvorrichtung 12 haben jeweils einen ersten und einen zweiten Teil 58A, 58B und 60A, 60B, welche den Einsteck­ teilen eine hakenartige Form oder die Form eines umgedreh­ ten L geben. Der erste Teil 58A, 60A jedes Einsteckteils 58, 60 ist an der Plattform 52A der Turbinenlaufschaufel 52 befestigt und erstreckt sich von da aus in Richtung radial einwärts. Der zweite Teil 58B, 60B jedes Einsteckteils 58, 60 ist an dessen erstem Teil 58A, 60A angeformt und er­ streckt sich von diesem aus in einer gemeinsamen axialen Richtung und insgesamt quer zu dem ersten Teil 58A, 60A, um die hakenartige Gesamtquerschnittskonfiguration der Ein­ steckteile 58, 60 zu bilden.

Die vordere und die hintere Nut 62, 64 der Befestigungsvor­ richtung 12, welche durch den vorderen und hinteren Flansch 66, 68 gebildet werden und in derselben oder gemeinsamen Richtung münden, sind querschnittsmäßig so geformt, daß sie die zweiten Teile 58B, 60B des vorderen und hinteren Ein­ steckteils 58, 60 mit Paßeingriff und gleichzeitig aufneh­ men. Zum Installieren der Laufschaufel 52 an dem inneren Rotor 20 wird die Laufschaufel 52 zuerst radial zu dem Ro­ tor hinbewegt, um die zweiten Teile 58B, 60B mit den Nuten 62, 64 auszurichten, und dann wird die Laufschaufel 52 axial zu den Nuten hinbewegt, um die zweiten Teile der Ein­ steckteile mit Paßeingriff darin einzuführen. Nachdem die zweiten Teile 58B, 60B der Einsteckteile 58, 60 jeweils mit Paßeingriff in die vordere und hintere Nut 62, 64 ein­ geführt worden sind, kann die Laufschaufel 52 durch eine Verriegelungsanordnung in ihrer Lage festgelegt werden, welche im folgenden beschrieben ist, um die Turbinenlauf­ schaufel 52 sowohl gegen radiale als auch gegen axiale Be­ wegungen relativ zu dem inneren Rotor 20 zu verriegeln.

Außerdem weist gemäß der Darstellung in Fig. 4 die bevor­ zugte Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung 12 (und der Befestigungsvorrichtungen 12E-12I gemäß den Fig. 13-32) einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Flansch 70 auf, der an dem hinteren Flansch 68 des inneren Rotorgehäuses 20A befestigt ist und von diesem aus radial nach außen vor­ steht. Schlitze 72 in dem Flansch 70 sind in Form eines Um­ fangskranzes vorgesehen und passen mit Elementen in Form eines Kranzes von Lappen 74 zusammen, welche einstückig mit Versteifungen 75 ausgebildet sind, die an der Plattform 52A der Turbinenlaufschaufel 52 befestigt sind, von dieser aus radial nach innen vorstehen und sich umfangsmäßig beabstan­ det längs derselben erstrecken. Die inneren Rotorschlitze 72 und die Schaufellappen 74 sind ineinander greifend ange­ ordnet, so daß sie eine Bewegung der Turbinenlaufschaufel 52 in Umfangs- oder tangentialer Beziehung zu dem inneren Rotorgehäuse 20A verhindern.

In den verschiedenen Ausführungsformen der Befestigungsvor­ richtung 12 und 12A-12I des inneren Endes der Laufschaufel gemäß den Fig. 3-37 sind jedoch alternative Verriegelungs­ anordnungen 76 und 76A-76I zum Verriegeln der Einsteckteile 58, 60 in Paßeingriff mit den Nuten 62, 64 vorgesehen, um dadurch die Turbinenlaufschaufel 52 gegen Radial- und Axi­ albewegungen relativ zu dem inneren Rotor 20 festzulegen. Insbesondere sind in den beiden alternativen Ausführungs­ formen nach den Fig. 3-5 und 6-7 die Verriegelungsanordnun­ gen 76 bzw. 76A der Befestigungsvorrichtungen 12 bzw. 12A zum Verriegeln von sämtlichen Laufschaufeln 52 mit Ausnahme der letzten Laufschaufel in dem Umfangskranz um das innere Rotorgehäuse 20A vorgesehen.

In der bevorzugten Ausführungsform, die in den Fig. 3-5 dargestellt ist, weist die Verriegelungsanordnung 76 der Befestigungsvorrichtung 12 einen ersten und einen zweiten Vorsprung oder Flansch 78, 80 auf. Der erste Flansch 78 ist an dem Rotor in axialem Abstand von dem hinteren Einsteck­ teil 60 und der hinteren Nut 64 befestigt und erstreckt sich in Umfangsrichtung um das innere Rotorgehäuse 20A und radial außerhalb desselben. Der zweite Flansch 80 ist an einer Fersenseite des ersten Teils 60A des hinteren Ein­ steckteils 60 an einer Stelle an demselben befestigt, die sich mit Abstand außerhalb des zweiten Teils 60B des hinte­ ren Einsteckteils 60 und auf einer entgegengesetzten Seite desselben befindet. Der erste und zweite Flansch 78, 80 bilden zusammen mit dem hinteren Einsteckteil 60 und dem inneren Rotor 20 einen Verriegelungshohlraum 82, der zwi­ schen dem ersten und zweiten Flansch 78, 80 nach außen mün­ det. Außerdem weist die Verriegelungsanordnung 76 ein lang­ gestrecktes Verriegelungsteil 84 mit einer Querschnittsform auf, die so bemessen ist, daß es in den Verriegelungshohl­ raum 82 paßt und mit dem ersten und zweiten Flansch 78, 80, dem hinteren Einsteckteil 60 und dem inneren Rotorgehäuse 20A in Verriegelungseingriff gelangt, um dadurch die Turbi­ nenlaufschaufel 52 gegen Radial- und Axialbewegungen rela­ tiv zu dem inneren Rotorgehäuse 20 festzulegen.

Das Verriegelungsteil 84 ist gekrümmt oder bogenförmig aus­ gebildet, um sich der Krümmung des inneren Rotorgehäuses 20A eng anzupassen. Der Verriegelungshohlraum 82 ist an seinen entgegengesetzten Enden offen und dadurch in der Lage, das Verriegelungsteil 84 über eines der offenen Hohl­ raumenden verschiebbar in sich aufzunehmen. Das Verriege­ lungsteil 84 kann in der Länge so bemessen sein, daß es gleichzeitig eine oder mehrere Laufschaufeln verriegelt, und wird in den Verriegelungshohlraum 82 von der benachbar­ ten Position der Laufschaufel oder Laufschaufelgruppe aus eingeführt, die noch nicht installiert worden ist. Die Be­ festigung der Laufschaufeln wird abgeschlossen, indem in Umfangsrichtung um das Rotorgehäuse 20A fortgeschritten wird und so nacheinander die Laufschaufeln und Verriege­ lungsteile installiert werden, bis nur noch Raum für die letzte einzubauende Laufschaufel verbleibt. Wenn möglich, wird das Verriegelungsteil 84 vorzugsweise aus verschleiß­ festem Material hergestellt.

Der zweite Flansch 80 auf der Fersenseite des hinteren Ein­ steckteils 60 erstreckt sich nur teilweise über das Teil 60 und endet kurz vor dessen einem seitlichen Rand, so daß er einen Verriegelungsschlitz 86 bildet, der sich so wie der übrige Teil der Fersenseite des Teils 60 erstreckt. Das Verriegelungsteil 84 hat einen Lappen 88, der von einem Endteil des Verriegelungsteils 84 radial vorsteht, welcher in der Länge etwas kürzer ist als der Verriegelungsschlitz 86 und eine Querschnittsform hat, die so bemessen ist, daß es in den Verriegelungsschlitz 86 paßt und dadurch in käm­ menden Eingriff mit dem zweiten Flansch 80 kommt, wenn das Verriegelungsteil 84 vollständig in dem Verriegelungshohl­ raum 82 installiert wird.

In Fig. 6 gleicht die alternative Verriegelungsanordnung 76A der Befestigungsvorrichtung 12A der nach Fig. 4. Die Anordnung 76A hat jedoch nicht den Verriegelungsschlitz 86 und den Verriegelungsteillappen 88. Statt dessen hat sie ein Verriegelungsteil 90, das in Fig. 7 gezeigt ist, und das hintere Einsteckteil 60 mit Anschlagelementen 92, 94, die daran gebildet und in gegenseitigem Eingriff sind, wenn das Verriegelungsteil 90 vollständig in dem Verriege­ lungshohlraum 82 installiert ist.

In der alternativen Ausführungsform nach Fig. 8 sind alle Laufschaufeln in dem Kranz identisch. Die Verriegelungsan­ ordnung 76B der Befestigungsvorrichtung 12B ist unmittelbar hinter dem vorderen Einsteckteil 58 statt hinter dem hinte­ ren Einsteckteil 60 angeordnet. Der Einbau der Laufschau­ feln 52 unterscheidet sich etwas von dem nach Fig. 4. Die Laufschaufeln werden lediglich axial nach vorn verschoben, bis die Einsteckteile 58B und 60B in die vordere und hin­ tere Nut 62, 64 in dem inneren Rotorgehäuse 20A eingeführt sind. Die Versteifung 75 an der Schaufelplattform 52A, die Ferse an der hinteren Seite des zweiten Teils 58B, der in dem inneren Turbinenrotorgehäuse 20A gebildete Hohlraum 77 und die vordere Seite des Flansches 70 bilden einen ge­ schlossenen Verriegelungshohlraum 82A. Ein typischer Quer­ schnitt durch das innere Rotorgehäuse 20A ist in Fig. 8A gezeigt. Nachdem zwei Laufschaufeln axial in ihre richtige Lage geschoben worden sind, in der die Lappen 74 an den Versteifungen 75 in die Schlitze 72 in dem Flansch 70 ein­ greifen, wird ein Verriegelungsteil 96 in Umfangsrichtung in den Verriegelungshohlraum 82A geschoben, wodurch die beiden Laufschaufeln 52 an dem inneren Rotorgehäuse 20A be­ festigt werden. Das Verriegelungsteil 96 ist so profiliert, daß es Verriegelungskontakt mit der Schaufelplattform und dem Rotorgehäuse bei leichtestem Gewicht bietet. Einstückig mit dem Verriegelungsteil 96 sind zwei Lappen 98 ausgebil­ det, die das Verriegelungsteil in Auswärtsrichtung positio­ nieren. Fig. 8B zeigt eine Seitenansicht der Verriegelungs­ teile 96. Eine andere Anzahl von Laufschaufeln pro Verrie­ gelungsteil könnte ebenfalls benutzt werden.

Da es unmöglich wäre, ein Verriegelungsteil 96 in Umfangs­ richtung zu installieren, nachdem die letzte Schaufel in dem Kranz installiert worden ist, wird ein besonderes letz­ tes Verriegelungsteil 100 gemäß der Darstellung in den Fig. 8B-8G benutzt, um die letzten vier Laufschaufeln zu befe­ stigen, die in dem Schaufelkranz installiert worden sind. Vor dem Installieren der letzten vier Laufschaufeln 52 wer­ den drei spezielle sich selbst verdrehende und sich selbst verriegelnde Muttern 101 zusammen mit drei Schrauben 102 teilweise in das innere Rotorgehäuse 20A eingebaut. Wenn die drei Muttern 101 vollständig in ihren Löchern sitzen und die Schrauben 102 nicht durch die Muttern hindurch vor­ stehen, wird das letzte Verriegelungsteil 100 in dem Hohl­ raum 77 über den Muttern 101 und den Schrauben 102 instal­ liert, wobei sichergestellt wird, daß es weit genug nach innen geschoben wird, um den Durchtritt des zweiten Teils 58B der vorderen Einsteckteile in deren passende Nut 62 zu gestatten. Nachdem die letzten vier Laufschaufeln vollstän­ dig axial zum Sitzen gebracht worden sind, werden die drei Schrauben 102 angezogen, wodurch das letzte Verriegelungs­ teil 100 radial nach außen hinter die Ferse des zweiten Teils 58B der vorderen Einsteckteile getrieben wird.

Der Flansch 70 hält die Verriegelungsteile 96 und 100 axial fest, die ihrerseits die Laufschaufeln 52 an einer Bewegung nach hinten hindern.

Fig. 8E zeigt eine Draufsicht, Fig. 8H zeigt eine Seitenan­ sicht, und Fig. 8I zeigt eine Endansicht der sich selbst verdrehenden und sich selbst verriegelnden Mutter 101.

Fig. 8F ist ein üblicher voller Querschnitt durch den Ro­ tor, welcher die endgültige Verriegelungsposition des Ver­ riegelungsteils 100 zeigt.

Fig. 8G ist eine Unteransicht des letzten Verriegelungs­ teils 100. Eine rechteckige Ausnehmung 100A und eine runde Ausnehmung 100B sind in dem Verriegelungsteil 100 am Ort jeder Mutter erforderlich, damit jede Mutter unbehindert ist, wenn das Verriegelungsteil in der inneren Position ist, die in Fig. 8C gezeigt ist.

Gemäß obiger Beschreibung des Verriegelungsteils 96 könnte jede Anzahl von letzten Laufschaufeln 52 mit einem längeren oder kürzeren letzten Verriegelungsteil als dem in Fig. 8B gezeigten befestigt werden.

In den alternativen Ausführungsformen nach den Fig. 9-10, 11-12 und 13-15 sind die Verriegelungsanordnungen 76C-76E der Befestigungsvorrichtungen 12C-12E in der Lage, alle Laufschaufeln in dem Umfangskranz zu verriegeln. In den Fig. 9 und 10 weist die Verriegelungsanordnung 76C der Be­ festigungsvorrichtung 12C einen Befestigungsstift 104 auf, der sich durch eine Öffnung 106 in dem Rotor 20 und in eine Tasche 108 in dem inneren Ende oder der inneren Basis 52A der Laufschaufel 52 erstreckt. Verschleißfeste Büchsen 105, 107 werden an den Oberflächen benutzt, mit denen der Stift in Kontakt ist. Ein Haltestift 110, der in eine Nut 112 in dem Stiftkopf eingebaut wird, hält den Stift in der Verrie­ gelungsposition durch Bilden einer Schnittstelle mit Schlitzen 114, die in den Rotor 20 maschinell eingearbeitet worden sind. Eine weitere Nut 116 nahe dem Ende des Stifts erleichtert dessen Ausbau. Die Anordnung 76C bietet einige besonders attraktive Merkmale; insbesondere sind alle Lauf­ schaufeln und Verriegelungsteile in einem Kranz identisch, und einzelne Laufschaufeln können ein- oder ausgebaut wer­ den, ohne daß der gesamte Kranz zerlegt wird. Diese Merk­ male unterstützen sowohl den Zusammenbau als auch die War­ tung des Gasturbinentriebwerks.

In den Fig. 11 und 12 weist die Verriegelungsanordnung 76D der Befestigungsvorrichtung 12D ein Verriegelungsteil 118 auf, das eine oder mehrere Laufschaufeln 52 überspannt und für axiale und Vorverdrehungshalterung der Laufschaufeln sorgt. Nach dem Einbau sämtlicher Laufschaufeln 52 und ih­ rer Verriegelungsteile 118 hält ein Halteteil 120 in Form eines Ringes die Verriegelungsteile radial fest. Lappen 122 an dem Haltering 120 fassen in Schlitze 124 in jedem Ein­ steckteil 60 ein, um das vordere Ende des Ringes radial festzuhalten. Der Ring 120 hat einen Haken 126 an dem hin­ teren Ende des Ringes, der mit einem ähnlichen Haken 128 an dem Rotor 20 für eine Falzpassung zusammenpaßt, um den Ring radial zu positionieren und festzuhalten. Der Ring 120 wird durch einen Draht 130 axial festgehalten, der durch einen Schlitz 132 in dem Ring 120 hindurch- und dann in passende 360-Grad-Nuten eingeführt wird, die in den Außenumfang des Rotors 20 und den Innenumfang des Ringes 120 maschinell eingearbeitet sind. Jedes Ende des Drahtes 130 wird bei 130A gebogen, um dessen Austritt aus den Nuten zu verhin­ dern.

In den Fig. 13-15 ist die Befestigungsanordnung 76E einer Befestigungsvorrichtung 12E zur Befestigung der letzten vier Laufschaufeln geeignet, die in einen Umfangskranz ein­ gebaut sind. Die beiden Endschaufeln 52E in Fig. 13 haben die Verriegelungsanordnung 76 nach den Fig. 3-5 mit dem Verriegelungsteil 84. Die vier mittleren Laufschaufeln 52C sind die letzten vier einzubauenden Schaufeln und werden durch ein modifiziertes langgestrecktes Verriegelungsteil 134 verriegelt. Das modifizierte Verriegelungsteil 134 wird in einen Verriegelungshohlraum 136 eingeführt, aber von der hinteren Seite und nicht tangential von einem Ende des Ver­ riegelungshohlraums 136 aus. Das Verriegelungsteil 134 kann aus dieser Richtung eingeführt werden, und zwar wegen der modifizierten Form seiner beiden Lappen 138. Die Lappen 138 an dem Verriegelungsteil 134 sind ausgespart, so daß sie Abstand von der Fersenseite der hinteren Einsteckteile 60 haben, wenn das Verriegelungsteil 134 in dem Verriegelungs­ hohlraum 136 installiert ist. Die Abstände ergeben Hal­ teschlitze 140 zwischen denselben. Zwei Halteteile 142 mit Querschnittsformen, die so bemessen sind, daß sie in die Halteschlitze 140 passen, werden zwischen die Lappen 138 und die Schaufelfersen eingeführt, was eine radiale Halte­ rung für das Verriegelungsteil 134 ergibt. Durch Biegen der biegsamen Lappen 142A an den Enden der Halter 142 werden diese in ihrer Lage verriegelt.

In den drei alternativen Ausführungsformen nach den Fig. 16-23, 24-28 und 29-32 dienen die Verriegelungsanordnungen 76F-76H der Befestigungsvorrichtungen 12F-12H zum Verrie­ geln von nur einer einzelnen letzten Laufschaufel, um den Umfangskranz von Laufschaufeln zu vervollständigen, wie es in den Fig. 3-5 gezeigt ist. In den Fig. 16-23 weist die Verriegelungsanordnung 76F der Befestigungsvorrichtung 12F ein Verriegelungsteil 144 und einen Verriegelungshohlraum 146 auf, die mit denen nach Fig. 14 im wesentlichen iden­ tisch sind. Das Verriegelungsteil 144 wird in den Verriege­ lungshohlraum 146 von hinten her, also nicht von der Seite aus eingeführt. Das Verriegelungsteil 144 verriegelt jedoch nur eine einzelne Laufschaufel. Die Fig. 22 und 23 zeigen ein Halteteil 148 der Verriegelungsanordnung 76F nachdem bzw. bevor es aus einem vorgebogenen Zustand flachgedrückt worden ist, um das Halteteil 148 zu installieren. Das vor­ gebogene Halteteil 148 wird zuerst in einem Verriegelungs­ schlitz 150 installiert; dann, wenn es flachgedrückt wird, dehnt es sich in der Länge aus, und seine Endlappen 148A fassen in Schlitze in den Verriegelungsteilen 144 und 84A auf jeder Seite ein.

In den Fig. 24-28 weist die Verriegelungsanordnung 76G der Befestigungsvorrichtung 12G ein Verriegelungsteil in Form einer Serie von kürzeren Verriegelungssegmenten 152 in dem Verriegelungshohlraum 154 der letzten eingebauten Lauf­ schaufel auf. Nachdem diese Segmente 152 eingeführt worden sind, wird ein Halteteil 156 in Form eines biegsamen Lap­ pens an dem Verriegelungsteil 158 der ersten eingebauten Laufschaufel gebogen, damit er den offenen Schlitz 160 aus­ füllt. Die Fig. 26 und 28 zeigen das Halteteil 156 in vor­ gebogener Entriegelungsposition bzw. in gebogener Verriege­ lungsposition.

In den Fig. 29-32 weist die Verriegelungsanordnung 76H der Befestigungsvorrichtung 12H ein Verriegelungsteil 162 mit einer Nut 164 auf, um das Einführen eines Gleithalteteils 166 zu gestatten. Das Verriegelungsteil 168 an der rechten Laufschaufel ist so bemessen, daß es das Einführen hinter die Laufschaufel gestattet, nachdem die Laufschaufel in­ stalliert worden ist. Wenn der biegsame Lappen 170 an dem Halteteil 166 in der Darstellung in Fig. 29 nach unten vor­ gebogen ist, kann das Halteteil in die Nut des rechten Ver­ riegelungsteils 168 geschoben werden, nachdem es in seiner Lage ist, wird das Halteteil 170 nach oben gebogen, um eine Tangentialbewegung des Halteteils 166 zu verhindern.

Schließlich, in der Ausführungsform nach den Fig. 33-37, zeigt die Verriegelungsanordnung 76I der Befestigungsvor­ richtung 12I die letzte einzubauende Laufschaufel 172, die zweitletzte Laufschaufelverriegelung 174, die letzte Lauf­ schaufelverriegelung 176 und den letzten Laufschaufelver­ riegelungshalter 178. Die Montage von sämtlichen anderen Laufschaufeln in dem Laufschaufelkranz folgt derselben Pro­ zedur, die für die Montage der Laufschaufeln 52 und der Verriegelungsteile 84 gemäß der Darstellung in den Fig. 3-5 beschrieben worden ist. Alle Laufschaufeln 52 in dem Kranz sind identisch, mit Ausnahme der letzten Laufschaufel 172. Die Laufschaufel 172 wird aus einer Laufschaufel 52 herge­ stellt, indem der zweite Flansch (das Halteteil) 80 (vgl. Fig. 33) durch maschinelle Bearbeitung abgetragen wird. Nach dem Einbau von sämtlichen Laufschaufeln 52 und sämtli­ chen Laufschaufelverriegelungen 84 (die Anzahl der Laufschaufelverriegelungen 84 beträgt drei weniger als die Gesamtzahl der Laufschaufeln in einem Kranz), werden die beiden Laufschaufelverriegelungen 174 installiert, eine rechts und eine links von der Laufschaufel 172, um die be­ nachbarten Laufschaufeln 52 festzuhalten. Die letzte Lauf­ schaufel 172 kann entweder vor oder nach dem Installieren der Laufschaufelverriegelungen 174 installiert werden. Nach dem Installieren der beiden Laufschaufelverriegelungen 174 und der Laufschaufel 172 wird die Laufschaufelverriegelung 176 für die Laufschaufel 172 durch bloßes Positionieren der Laufschaufelverriegelung 176 an dem hinteren Einsteckteil 60 und anschließendes Verschieben desselben radial ein­ wärts, bis es an dem Umfang 182 sitzt, installiert. Der äu­ ßere Teil der Laufschaufelverriegelung 176 ist wegen einer Zugnut 184 T-förmig, die zur Demontage sowohl auf der vor­ deren als auch auf der hinteren Seite der Laufschaufelver­ riegelung vorgesehen ist. Die Laufschaufelverriegelung 176 ist somit symmetrisch, was gestattet, sie auf dem einen oder anderen Weg zu installieren, wodurch sich eine narren­ sichere Montage ergibt. Ein Laufschaufelverriegelungshalter 178 ist vorgesehen, um die letzte Laufschaufelverriegelung 176 daran zu hindern, nach außen zu entweichen. Die beiden Laufschaufelverriegelungen 174, die benutzt werden, um die beiden Laufschaufeln 52 an der Laufschaufel 172 festzuhal­ ten, sind mit einem laufbahnförmigen Loch 186 versehen. Der Laufschaufelverriegelungshalter 178 wird durch das Lauf­ bahnloch 186 in der linken Laufschaufelverriegelung 174 ge­ schoben, dann über die Laufschaufelverriegelung 176 und schließlich in das Laufbahnloch 186 in der rechten Lauf­ schaufelverriegelung 174, bis das vorgebogene Ende 188 des Laufschaufelverriegelungshalters an der linken Laufschau­ felverriegelung 174 sitzt, woraufhin das gerade Ende 190 des Laufschaufelverriegelungshalters um 90 Grad gebogen wird, um die Montage abzuschließen.

Die Hauptvorteile jeder der Ausführungsformen der Befesti­ gungsvorrichtung nach der Erfindung sind die Erfüllung von sämtlichen Laufschaufelbefestigungsfunktionen mit einem re­ lativ kompakten und leichtgewichtigen Satz von Hardware und die Möglichkeit, die Laufschaufelverriegelungsvorverdrehung beizubehalten und eine Einrichtung zum Dämpfen von Schau­ felblattschwingungen zu schaffen. Gleichzeitig werden durch die Befestigungsvorrichtung die Laufschaufeln 52 genau po­ sitioniert und mit dem inneren Rotor 20 zuverlässig verbun­ den. In jeder der alternativen Verriegelungsanordnungen zum Festhalten der letzten Laufschaufel 52 können alle Biege- und Installationsprozeduren aus der axialen Richtung ausge­ führt werden. Dieses Merkmal optimiert die Montageprozedur, wo überhängende Engelsflügel der Laufschaufeln den verfüg­ baren Raum minimieren.

Claims (29)

1. Befestigungsvorrichtung zum Befestigen einer Turbinen­ laufschaufel (52) an einem Rotor (20) eines Gasturbinen­ triebwerks, gekennzeichnet durch:

• a) ein erstes und ein zweites Einsteckteil (58, 60), die axial beabstandet längs jeder Laufschaufel (52) ange­ ordnet sind und sich in Umfangsrichtung um diese er­ strecken, wobei jedes Einsteckteil (58, 60) einen er­ sten Teil (58A, 60A) hat, der an einer Turbinenschaufelplattform (52A) befestigt ist und sich von diesem aus in radialer Richtung erstreckt, und einen zweiten Teil (58B, 60B), der an dem ersten Teil (58A, 60A) befestigt ist und sich von diesem aus in axialer Richtung erstreckt, so daß die ersten und zwei­ ten Teile (58A, 60A, 58B, 60B) jedem Einsteckteil (58, 60) eine hakenartige Konfiguration geben;
• b) eine an einem Rotorgehäuse (20A) befestigte Einrichtung, die eine erste und eine zweite Nut (62, 64) bildet, welche axial beabstandet längs des Rotorgehäuses (20A) angeordnet sind, sich in Umfangsrichtung um dieses er­ strecken und sich in einer gemeinsamen axialen Richtung öffnen, um mit Paßeingriff und gleichzeitig die zweiten Teile (58B, 60B) des hakenartig ausgebildeten ersten bzw. zweiten Einsteckteils (58, 60) zu empfangen; und
• c) eine Einrichtung (76) zum Verriegeln der zweiten Teile (58B, 60B) der Einsteckteile (58, 60) in Paßeingriff mit den Nuten (62, 64), um dadurch die Turbinenlauf­ schaufel (52) an radialer und axialer Bewegung relativ zu dem Rotorgehäuse (20A) zu hindern.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (76) aufweist:
einen ersten Vorsprung (78), der an dem Rotorgehäuse (20A) in axialem Abstand von dem hinteren (60) der beiden Ein­ steckteile (58, 60) und der hinteren der beiden Nuten (62, 64) angeordnet ist und sich in Umfangsrichtung um das Ro­ torgehäuse (20A) und radial von diesem aus erstreckt;
einen zweiten Vorsprung (80), der auf einer Fersenseite des hinteren (60) der beiden Einsteckteile (58, 60) an einer Stelle daran befestigt ist, die mit Abstand außerhalb von dem zweiten Teil (60B) desselben angeordnet ist, wobei der erste und zweite Vorsprung (78, 80) gemeinsam mit dem hin­ teren Einsteckteil (60) und dem Rotorgehäuse (20A) einen Verriegelungshohlraum (82) bilden; und
ein langgestrecktes Verriegelungsteil (84) mit einer Quer­ schnittsform, die so bemessen ist, daß es in den Verriege­ lungshohlraum (82) paßt und in Verriegelungseingriff mit dem ersten und zweiten Vorsprung (78, 80), dem hinteren Einsteckteil (60) und dem Rotorgehäuse (20A) gelangt und dadurch die Turbinenlaufschaufel (52) an radialer und axi­ aler Bewegung relativ zu dem Rotorgehäuse (20A) hindert.

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verriegelungshohlraum (82) an seinen entgegengesetzten Enden offen und dadurch in der Lage ist, das Verriegelungsteil (84) über eines seiner offenen Enden verschiebbar in sich aufzunehmen.

4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das hintere Einsteckteil (60) und das Verriegelungsteil (84) mit Anschlagelementen versehen sind, die in gegenseitigem Eingriff sind, wenn das Verriegelungs­ teil (84) vollständig in dem Verriegelungshohlraum (82) eingebaut ist.

5. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich der zweite Vorsprung (80) teilweise über die Fersenseite des hinteren Einsteckteils (60) er­ streckt und kurz vor einem seitlichen Rand desselben endet, um einen Verriegelungsschlitz (86) zu bilden, der die glei­ che Ausdehnung wie der übrige Teil der Fersenseite des hin­ teren Einsteckteils (60) hat.

6. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verriegelungsteil (84) einen Lappen (88) hat, der von einem Endteil desselben radial vorsteht und eine Querschnittsform hat, die so bemessen ist, daß er in den Verriegelungsschlitz (86) an dem übrigen Teil der Fersenseite des hinteren Einsteckteils (60) und in kämmen­ dem Eingriff mit dem zweiten Vorsprung (80) paßt, wenn das Verriegelungsteil (84) in den Verriegelungshohlraum (82) eingebaut ist.

7. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verriegelungshohlraum (82) an seinen entgegengesetzten Enden offen und dadurch in der Lage ist, das Verriegelungsteil (84) über eines der offenen Enden verschiebbar in sich aufzunehmen, wobei der Lappen (88) an dem Verriegelungsteil (84) in den Verriegelungsschlitz (86) paßt und ein Ende des zweiten Vorsprungs (80) erfaßt, wenn das Verriegelungsteil (84) vollständig in den Verriege­ lungshohlraum (82) eingebaut ist.

8. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Lappen (88) des Verriegelungsteils (84) mit Abstand von der Fersenseite des hinteren Einsteck­ teils (60) angeordnet ist, wenn das Verriegelungsteil (84) in den Hohlraum (82) eingebaut ist, so daß zwischen ihnen ein Halteschlitz gebildet ist.

9. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (76) außer­ dem ein Halteteil mit einer Querschnittsform aufweist, die so bemessen ist, daß es in den Halteschlitz zwischen dem Verriegelungsteil (84) und der Fersenseite des hinteren Einsteckteils (60) paßt und das Verriegelungsteil (84) in dem Verriegelungshohlraum (82) festhält.

10. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Halteteil ein Teil ist, das eine er­ ste nichthaltende Konfiguration hat, welche seinen Einbau in den Halteschlitz gestattet, und eine zweite Haltekonfi­ guration zum Verhindern des Entfernens desselben aus dem Halteschlitz.

11. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Halteteil die Form eines langge­ streckten Stabes hat, der mit wenigstens einem biegsamen Lappen versehen ist.

12. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Halteteil die Form eines biegsamen Lappens (88) hat, der an dem Verriegelungsteil (84) befe­ stigt ist.

13. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung aufweist:
eine Einrichtung in Form einer Öffnung in dem Rotorgehäuse (20A) in Ausrichtung mit einer Schaufelplattform (52A), die zwischen den Einsteckteilen (58, 60) derselben angeordnet ist; und
eine Einrichtung (102), die sich durch die Öffnung er­ streckt und einstellbar ist, um die Schaufelplattform (52A) zu erfassen und sie in radialer Richtung von dem Rotorge­ häuse (20A) wegzudrücken, um die Einsteckteile (58, 60) in Paßeingriff in den Nuten (62, 64) zu verriegeln und festzu­ halten.

14. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einstellbare Einrichtung ein Befesti­ gungselement (102) aufweist.

15. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die einstellbare Einrichtung außerdem ein Verriegelungsteil (100) aufweist, das zwischen der Schau­ felplattform (52A) und einem Ende des Befestigungselements (102) angeordnet ist.

16. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeich­ net durch:
eine erste Anzahl von Elementen, die an dem Rotorgehäuse (20A) befestigt sind und sich in gegenseitigem Umfangsab­ stand längs desselben erstrecken; und
eine zweite Anzahl von Elementen, die an dem Ende der Tur­ binenschaufelplattform (52A) befestigt sind und sich in ge­ genseitigem Umfangsabstand längs derselben erstrecken;
wobei die erste und die zweite Anzahl von Elementen inein­ andergreifend angeordnet sind, so daß sie eine Bewegung der Turbinenlaufschaufel (52) in Umfangsrichtung des Rotorge­ häuses (20A) verhindern.

17. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine der beiden Anzahlen von Elementen ein Kranz von vorstehenden Zungen und die andere ein Kranz von die Zungen aufnehmenden Schlitzen ist.

18. Befestigungsvorrichtung zum Befestigen von sämtlichen Turbinenlaufschaufeln (52), mit Ausnahme einer letzten Tur­ binenlaufschaufel, in Form eines Umfangskranzes an einem Rotor (20) eines Gasturbinentriebwerks, gekennzeichnet durch:

• a) ein vorderes und ein hinteres Einsteckteil (58, 60), die in axialem Abstand längs jeder Laufschaufel (52) ange­ ordnet sind und sich in Umfangsrichtung um diese er­ strecken, wobei jedes Einsteckteil (58, 60) einen er­ sten Teil (58A, 60A) hat, der an einer Turbinenschau­ felplattform (52A) befestigt ist und sich von dieser aus in radialer Richtung erstreckt, und einen zweiten Teil (58B, 60B), der an dem ersten Teil (58A, 60A) be­ festigt ist und sich von diesem aus in axialer Richtung erstreckt, so daß der erste und zweite Teil jedem Ein­ steckteil (58, 60) eine hakenartige Konfiguration ge­ ben;
• b) eine an einem Rotorgehäuse (20A) befestigte Einrichtung, die eine vordere und eine hintere Nut (62, 64) bildet, welche in axialem Abstand längs des Rotorgehäuses (20A) angeordnet sind und sich in Umfangsrichtung um dieses erstrecken, um die zweiten Teile (58B, 60B) des haken­ artig ausgebildeten vorderen und hinteren Einsteckteils (58, 60) mit Paßeingriff aufzunehmen; und
• c) eine Einrichtung zum Verriegeln der zweiten Teile (58B, 60B) der Einsteckteile (58, 60) in Paßeingriff in den Nuten (62, 64), um dadurch die Turbinenlaufschaufel (52) an radialer und axialer Bewegung relativ zu dem Rotorgehäuse (20A) zu hindern, wobei die Verriegelungs­ einrichtung aufweist:
  • i. einen ersten Flansch (78), der an dem Rotorgehäuse (20A) in axialem Abstand von dem hinteren Einsteck­ teil (60) und der hinteren Nut (64) befestigt ist und sich in Umfangsrichtung um das Rotorgehäuse (20A) und radial von diesem aus erstreckt,
  • ii. einen zweiten Flansch (80), der auf einer Fersen­ seite des hinteren Einsteckteils (60) an einer Stelle an demselben befestigt ist, die sich mit Ab­ stand außerhalb von dem zweiten Teil (60B) dessel­ ben befindet, wobei der erste und der zweite Flansch (78, 80) gemeinsam mit dem hinteren Ein­ steckteil (60) und dem Rotorgehäuse (20A) einen Verriegelungshohlraum (82) bilden, und
  • iii. ein langgestrecktes Verriegelungsteil (84) mit ei­ ner Querschnittsform, die so bemessen ist, daß es in den Verriegelungshohlraum (82) paßt und in Ver­ riegelungseingriff mit dem ersten und zweiten Flansch (78, 80), dem hinteren Einsteckteil (60) und dem Rotorgehäuse (20A) gelangt und dadurch die Turbinenlaufschaufel (52) an radialer und axialer Bewegung relativ zu dem Rotorgehäuse (20A) hindert, und
  • iv. wobei der Verriegelungshohlraum (82) an seinen ent­ gegengesetzten Enden offen und dadurch in der Lage ist, das Verriegelungsteil (84) über eines seiner offenen Enden von einer Stelle aus, die sich auf einer Seite der Laufschaufel (52) befindet, auf der die nächste Laufschaufel (52) installiert werden wird, verschiebbar in sich aufzunehmen.

19. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an dem hinteren Einsteckteil (60) und an dem Verriegelungsteil (90) Anschlagelemente (92, 94) gebil­ det sind, die in gegenseitiger Anlage sind, wenn das Ver­ riegelungsteil (90) vollständig in den Verriegelungshohl­ raum (82) eingebaut ist.

20. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich der zweite Flansch (80) teilweise über die Fersenseite des hinteren Einsteckteils (60) er­ streckt und kurz vor einem seitlichen Rand desselben endet, so daß ein Verriegelungsschlitz (86) vorhanden ist, der die gleiche Ausdehnung wie der übrige Teil der Fersenseite des hinteren Einsteckteils (60) hat.

21. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verriegelungsteil (84) einen Lappen (88) hat, der von einem Endteil desselben aus radial vor­ steht, und eine Querschnittsform, die so bemessen ist, daß es in den Verriegelungsschlitz (86) an dem übrigen Teil der Fersenseite des hinteren Einsteckteils (60) paßt und in kämmendem Eingriff mit dem zweiten Flansch (80) ist, wenn das Verriegelungsteil (84) in den Verriegelungshohlraum (82) eingebaut ist.

22. Befestigungsvorrichtung zum Befestigen von Turbinen­ laufschaufeln (52) in einem Umfangskranz an einem Rotor (20) eines Gasturbinentriebwerks, gekennzeichnet durch:

• a) ein erstes und ein zweites Einsteckteil (58, 60), die mit axialem Abstand längs jeder Laufschaufel (52) ange­ ordnet sind und sich in Umfangsrichtung um diese er­ strecken, wobei jedes Einsteckteil (58, 60) einen er­ sten Teil (58A, 60A) hat, der an einem Ende einer Tur­ binenlaufschaufel (52) befestigt ist und sich von die­ sem aus in radialer Richtung erstreckt, und einen zwei­ ten Teil (58B, 60B), der an dem ersten Teil (58A, 60A) befestigt ist und sich von diesem aus in axialer Rich­ tung erstreckt, so daß der erste und der zweite Teil jedem Einsteckteil (58, 60) eine hakenartige Konfigura­ tion geben;
• b) eine Einrichtung, die an einem Rotorgehäuse (20A) befe­ stigt ist und eine erste und eine zweite Nut (62, 64) bildet, die in axialem Abstand längs des Rotorgehäuses (20A) angeordnet sind und sich in Umfangsrichtung um dieses erstrecken, um die zweiten Teile des hakenartig ausgebildeten ersten und zweiten Einsteckteils (58, 60) mit Paßeingriff aufzunehmen;
• c) eine erste Einrichtung zum Verriegeln der zweiten Teile (58B, 60B) der Einsteckteile (58, 60) in Paßeingriff mit den Nuten (62, 64), um dadurch alle Turbinenlauf­ schaufeln (52) in dem Umfangskranz, mit Ausnahme wenig­ stens einer letzten Turbinenlaufschaufel, an radialer und axialer Bewegung relativ zu dem Rotorgehäuse (20A) zu hindern; und
• d) eine zweite Einrichtung zum Verriegeln der zweiten Teile der Einsteckteile (58, 60) mit Paßeingriff in den Nuten (62, 64), um dadurch die letzte Schaufel in dem Umfangskranz an radialer und axialer Bewegung relativ zu dem Rotorgehäuse (20A) zu hindern.

23. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Verriegelungseinrichtung auf­ weist:
einen ersten Flansch (68), der an der Schaufelplattform (52A) in axialem Abstand von dem zweiten Einsteckteil (60) jeder Laufschaufel (52), mit Ausnahme einer letzten Lauf­ schaufel, und der zweiten Nut (64) befestigt ist und sich in Umfangsrichtung um die Schaufelplattform (52A) und ra­ dial von dieser aus erstreckt;
einen zweiten Flansch (70), der auf der Fersenseite des zweiten Einsteckteils (60) jeder Laufschaufel (52), mit Ausnahme einer letzten Laufschaufel und an einer Stelle an derselben befestigt ist, die sich mit Abstand außerhalb von dem zweiten Teil (60B) desselben befindet, wobei der erste und der zweite Flansch (68, 70) gemeinsam mit dem zweiten Einsteckteil (60) und dem Rotorgehäuse (20A) einen Verrie­ gelungshohlraum (82A) bilden; und
ein langgestrecktes Verriegelungsteil (84) mit einer Quer­ schnittsform, die so bemessen ist, daß es in den Verriege­ lungshohlraum (82) paßt und in Verriegelungseingriff mit dem ersten und zweiten Flansch (68, 70), dem zweiten Ein­ steckteil (60) und dem Rotorgehäuse (20A) gelangt, um da­ durch die Turbinenlaufschaufel (52) an radialer und axialer Bewegung relativ zu dem Rotorgehäuse (20A) zu hindern;
wobei der Verriegelungshohlraum (82) an seinen entgegenge­ setzten Enden offen und dadurch in der Lage ist, das Ver­ riegelungsteil (84) über eines der offenen Enden des Ver­ riegelungshohlraums (82) von einer Stelle aus verschiebbar in sich aufzunehmen, die sich nahe bei einer Seite der Laufschaufel (52) befindet, auf der die nächste Laufschau­ fel (52) eingebaut wird.

24. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich der zweite Flansch (70) teilweise über die Fersenseite des zweiten Einsteckteils (60) er­ streckt und kurz vor einem seitlichen Rand desselben en­ digt, so daß ein Verriegelungsschlitz (86) gebildet ist, der die gleiche Erstreckung wie der übrige Teil der Fersen­ seite des zweiten Einsteckteils (60) hat.

25. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Verriegelungsteil (84) einen Lappen (88) hat, der von einem Endteil desselben radial vorsteht und eine Querschnittsform, die so bemessen ist, daß es in den Verriegelungsschlitz (86) an dem übrigen Teil der Fer­ senseite des zweiten Einsteckteils (60) paßt und in käm­ mendem Eingriff mit dem zweiten Flansch (70) ist, wenn das Verriegelungsteil (84) in den Verriegelungshohlraum (82) eingebaut ist.

26. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite Verriegelungseinrichtung auf­ weist:
einen ersten Vorsprung (78), der an der Schaufelplattform (52A) in axialem Abstand von dem hinteren (60) der beiden Einsteckteile (58, 60) wenigstens der letzten Stufe (52) und der hinteren (64) der beiden Nuten (62, 64) angeordnet ist, wobei sich der erste Vorsprung (78) in Umfangsrichtung um die Schaufelplattform (52A) und von dieser aus radial erstreckt;
einen zweiten Vorsprung (80), der auf einer Fersenseite des hinteren (60) der beiden Einsteckteile (58, 60) wenigstens der letzten Laufschaufel (52) und an einer Stelle an der­ selben befestigt ist, die sich mit Abstand außerhalb von dem zweiten Teil (60B) desselben befindet, wobei der erste und der zweite Vorsprung (78, 80) gemeinsam mit dem hinte­ ren Einsteckteil (60) und dem Rotorgehäuse (20A) einen Verriegelungshohlraum (82) bilden; und
ein langgestrecktes Verriegelungsteil (84) mit einer Quer­ schnittsform, die so bemessen ist, daß es in den Verriege­ lungshohlraum (82) paßt und in Verriegelungseingriff mit dem ersten und zweiten Vorsprung (78, 80), dem hinteren Einsteckteil (60) und dem Rotorgehäuse (20A) gelangt, um dadurch die Turbinenlaufschaufel (52) an radialer und axi­ aler Bewegung relativ zu dem Rotorgehäuse (20A) zu hindern;
wobei sich der zweite Vorsprung (80) teilweise über die Fersenseite des hinteren Einsteckteils (60) erstreckt und kurz vor dem seitlichen Rand desselben endigt, so daß ein Verriegelungsschlitz (86) vorhanden ist, der die gleiche Erstreckung wie der übrige Teil der Fersenseite des hinte­ ren Einsteckteils (60) hat;
wobei das Verriegelungsteil (84) einen Lappen (88) hat, der von einem Endteil desselben radial vorsteht, und eine Quer­ schnittsform, die so bemessen ist, daß es in den Verriege­ lungsschlitz (86) an dem übrigen Teil der Fersenseite des hinteren Einsteckteils (60) paßt und in kämmendem Eingriff mit dem zweiten Vorsprung (80) ist, wenn das Verriegelungs­ teil (84) in den Verriegelungshohlraum (82) eingebaut ist;
wobei der Lappen (88) des Verriegelungsteils (84) Abstand von der Ferstenseite des hinteren Einsteckteils (60) hat, wenn das Verriegelungsteil (84) in den Verriegelungsschlitz (82) eingebaut ist, so daß dazwischen ein Halteschlitz ge­ bildet ist; und
ein Halteteil mit einer Querschnittsform, die so bemessen ist, daß es in den Halteschlitz zwischen dem Verriegelungs­ teil (84) und der Fersenseite des hinteren Einsteckteils (60) paßt und das Verriegelungsteil (84) in dem Verriege­ lungshohlraum (82) festhält.

27. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Halteteil aufweist:
ein Teil, das eine erste nichthaltende Konfiguration hat und dessen Einbau in den Halteschlitz gestattet; und
eine zweite Konfiguration zum Verhindern seines Entfernens aus dem Halteschlitz.

28. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Halteteil die Form eines langge­ streckten Stabes hat, der mit wenigstens einem biegsamen Lappen versehen ist.

29. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Halteteil die Form eines biegsamen Lappens hat, der an dem Verriegelungsteil (84) befestigt ist.