EP2886799A1 - Blade ring for a turbomachine and method for mounting blades of a blade ring of a turbomachine - Google Patents

Blade ring for a turbomachine and method for mounting blades of a blade ring of a turbomachine Download PDF

Info

Publication number
EP2886799A1
EP2886799A1 EP13199052.5A EP13199052A EP2886799A1 EP 2886799 A1 EP2886799 A1 EP 2886799A1 EP 13199052 A EP13199052 A EP 13199052A EP 2886799 A1 EP2886799 A1 EP 2886799A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blade
groove
blades
ring
blade ring
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.)
Withdrawn
Application number
EP13199052.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Marco Dreymann
Dimitri Zelmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP13199052.5A priority Critical patent/EP2886799A1/en
Publication of EP2886799A1 publication Critical patent/EP2886799A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • F01D5/3023—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses
    • F01D5/303—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position

Definitions

  • the invention relates to a blade ring for a turbomachine, comprising a circular blade carrier, along the circumference of which an endless circumferential groove with blades seated therein to form the blade ring, wherein in two mutually facing side surfaces of the circumferential groove is provided in each case an endless side groove and the feet of the Blades are attached indirectly by means of a positive connection in the circumferential groove.
  • Such blade rings are known in particular from compressors of gas turbines. These blade rings are usually arranged as rotor blade rings on rotors, which in turn have rotor disks as a blade carrier. In this case, extends along the peripheral surface of the rotor disk, the endless circumferential groove, which generally have axially extending projections on their mutually facing side surfaces, which thus form undercuts. In the undercuts then engage projections of blade roots, whereby the blades are held securely even under centrifugal force in the radial direction with respect to the machine axis of the compressor.
  • the projections forming the undercuts are endless in the circumferential direction.
  • the then used for use blades then have generally - seen in the circumferential direction - comparatively short platforms.
  • Such blades are inserted by a first, radial movement in the circumferential groove.
  • the blade must be about 90 ° along its longitudinal axis - which is perpendicular to the machine axis is - pivoted, after which the projections of the blade roots engage behind the projections of the circumferential groove.
  • so-called intermediate pieces are used, so that blades and spacers are lined up alternately.
  • the spacers are mounted in an analogous manner.
  • this first system is relatively complex, since several different components are required to form the blade ring.
  • the object of the invention is therefore to provide a blade ring for a turbomachine whose components are comparatively simple, quick and inexpensive to manufacture and that are low in number, in order to simplify the assembly and to accelerate.
  • Another object of the invention is to provide a method of mounting blades of a blade ring in an endless circumferential groove of a circular blade carrier in accordance with the aforementioned boundary condition.
  • the object underlying the invention is achieved with a blade ring according to the feature of claim 1 and the object directed to the method is achieved by a method according to the steps of claim 9.
  • each blade root has two beneficialnuten, each of which faces a portion of the two side grooves to form a Nutbinung and the side groove at least two each complementary to a ring Positive-locking elements are provided, which engage in the formation of the positive fit in the spaces bounded by Nutschreibept.
  • the positive locking elements engage simultaneously in both grooves - the northwestnut and the circumferentially opposite section of the side groove - a, so that a radial entanglement is ensured.
  • a pairing of grooves means that pair formation of a foot groove and a peripheral portion of one of the two side grooves, which are arranged in immediately opposite side surfaces and side walls, independently of their direct distance from each other.
  • side grooves and constitutionalnuten a Nutploung which are offset from each other so that they do not overlap radially.
  • the invention is based on the finding that the projection of the circumferential groove required for the radial form-locking of the blades in the circumferential groove, which are provided on the mutually facing side surfaces of the circumferential groove, does not necessarily have to be monolithically formed with the material of the blade carrier delimiting the circumferential groove. Rather, the inventors have recognized that a modular design is possible here. At the same time, the inventors have recognized that the replacement elements for the previously known projection - according to the invention the positive locking elements - per side groove can also be designed in several parts. This results in the possibility that an insertion opening for blades - as in the prior art - can be provided, which makes the use of spacers dispensable.
  • the blades of the blade ring according to the invention can be equipped with a comparatively wide-in the circumferential direction-extending platform.
  • the elimination of the spacers saves costs, both by a simpler manufacture of the components of the blade ring, by a simple storage as well as by the time savings because of the simplified assembly of the blade ring.
  • the circumferential groove with its two endless side grooves can be produced by turning.
  • the milling of an insertion opening in the blade carrier can be omitted.
  • fewer components are needed overall, resulting in savings in manufacturing, storage, and product management costs for these components.
  • the special assembly method since the blades no longer need to be supported by a substructure on the groove bottom of the circumferential groove by a closer fit on the form-fitting elements.
  • the elimination of the intermediate pieces also leads to a weight saving. This results in the saving of energy when starting, operating or decelerating the rotor.
  • the reduction of the rotor mass also leads to a lower load on the wheel discs and bearings, when the blade ring is designed as a blade ring.
  • the interlocking elements are designed in such a way that the spaces are at least largely or completely filled up by them. Usually means that they simultaneously bring about a radial entanglement with two grooves, so as to ensure a backlash-free attachment of the blades in the circumferential groove. This reduces wear on blades, especially when the blade ring is designed as a blade ring and the rotor of the turbomachine, which has this blade ring, is operated at a comparatively low speed.
  • each form-fitting element is designed either as a round profile, as a rectangular profile or as a flattened round profile and the cross-sectional contours of the Schwarznuten and side grooves correspond to the profile of the positive locking elements. In this way, a secure seat of the blade can be ensured in the circumferential groove by means of a particularly reliable positive connection.
  • At least three positive locking elements are provided per side groove, which complement each other to form a ring. More preferably, one of these three positive locking elements - hereinafter referred to as a tail pin - comparatively short and has a length in the circumferential direction of the circumferential groove, which is only slightly larger than the circumferential extent of the blade root of the last used blade.
  • the other two form-locking elements, which complement together with the end pin to the ring, may have an identical length.
  • the final pin could have a length of about 8 ° and the other two form-locking elements each have an arc length of 176 °.
  • a first half ring of the blade ring can be mounted as it were, after which the second half ring can be mounted on blades through the insertion, so that after the assembly of all blades only the two closing pins are to be arranged at the circumferential position of the insertion.
  • the locking pins are then pressed by a paddle lock into the respective side groove, so that at the same time the paddle lock and the locking pins are held securely.
  • the positive locking elements are secured against displacement in the circumferential direction.
  • the maximum number of form-fitting elements per side groove should be able to be determined by the number of blades of the blade ring.
  • Their arrangement in the circumferential direction with respect to the Schwarznut can be with or without offset.
  • the paddle lock comprises a plate-shaped clamping piece with a through thread, a platform piece with a stepped or chamfered through hole and a screw that spans these two pieces, wherein in the clamped state of the paddle lock in the circumferential groove, the clamping piece the two closing pins in the respective side groove and the Platform piece presses from the outside to the environment of the circumferential groove.
  • a comparatively simple paddle lock can be specified, which comprises only three components. This is a small number compared to the prior art paddle locks.
  • the screw should be secured in a conventional manner against loosening. Common methods for this are the caulking of the screw or surrounding the screw material of the platform piece. The use of other paddle locks and other screw locks are conceivable.
  • blades typically identical blades are used in the blade ring.
  • the last two blades to be mounted which are arranged on both sides of the lock, are so-called special blades. These are characterized by the fact that they have a shortened platform on the side facing the paddle lock - compared to the remaining blades of the ring - so that after their positioning in the circumferential groove, the insertion opening is still open and then can only be closed by the paddle lock.
  • the blade ring can be configured both as a vane ring or as a blade ring. If the blade ring is designed as a blade ring, the blade carrier is usually designed as a rotor disk or as a monolithic rotor, along the outer peripheral surface, the endless circumferential groove can extend. In contrast, if the blade ring according to the invention is designed as a vane ring, the blade carrier has as an annular structure an inwardly facing surface which is circular in cross-section and along the circumferential direction, the circumferential groove extends endlessly. Such arrangements are, for example, to be found in steam turbines with a pot housing.
  • the guide vane ring and / or blade ring according to the invention can be used, for example, in a gas turbine, in a steam turbine or in a compressor.
  • the invention thus relates to a blade ring for a turbomachine comprising a blade carrier, along the circumference of an endless circumferential groove with blades seated therein to form the blade ring, wherein in two mutually facing side surfaces of the circumferential groove is provided in each case an endless side groove, and the feet the blades are each secured by means of a positive connection in the circumferential groove. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a blade ring.
  • each blade root has two therapeuticnuten, each of which is a section of one of two side grooves to form a Nutformung immediately opposite and that each side groove at least two each complementary to a ring form-locking elements are provided which extend to form the form-fitting through the limited spaces of the groove pairs.
  • the blade lock described in detail here in principle also in conventional blade carriers having an endless circumferential groove with blades seated therein to form the blade ring, wherein in two mutually facing side surfaces of the circumferential groove each extending along the circumferential groove projection to form a Undercut is provided at the circumferential position where the monolithic with the side walls of the circumferential groove projections are interrupted to form an insertion, can be applied, the side surfaces each identify a side groove according to the invention and there closing pins are used using the paddle lock described above.
  • the advantage of this lock is the simple construction, which, apart from the two closing pins, only comprises three components in order to close the insertion opening of the circumferential groove permanently and reliably.
  • FIG. 1 shows a blade ring 10 for a turbomachine.
  • a blade ring 10 for a turbomachine.
  • FIG. 1 only a portion of the circumference of the blade ring 10 is shown in perspective.
  • the axial compressor can be, for example, that of a gas turbine.
  • each blade 18 comprises an aerodynamically curved blade 20 and a platform 22 bounding the flow path of the compressor.
  • the blade carrier 12 is designed as a wheel disc 13. Radially within the platform 22, each blade 18 has a blade root for attachment of the blade 18 in the circumferential groove 16.
  • FIG. 2 shows the cross section through the blade carrier 12 according to the section line II-II FIG. 1 ,
  • the circumferential groove 16 has a groove base 24, which merges via rounded portions 26 into two side surfaces 28.
  • the two side surfaces 28 are parallel to each other and facing each other. Radially outward, the side surface 28 is followed by obliquely arranged surfaces 30 to provide clearance for the platform 22 of the blade 18.
  • the radially outwardly facing surface 14 of the blade carrier 12 and the upwardly facing surface 21 of the platform 22 define the flow channel 32 in the illustrated embodiment the compressor not shown on the hub side.
  • a side groove 34 with a semicircular contour is provided in each side face 28.
  • both side grooves 34 are arranged on an identical radius, relative to a machine axis 36.
  • the machine rotor 36 rotates about the rotor of the compressor.
  • the distances of the side grooves 34 to the machine axis 36 can also be different in size, contrary to the example shown.
  • the blade root 23 of the blade 18 Radially inwardly adjacent to the platform 22 of the blade root 23 of the blade 18 is arranged.
  • the blade root 23, platform 22 and blade 20 are mostly made as a monolithic unit by forging. But such blades can also be milled from the solid.
  • the use of a composed of modules blade is also conceivable.
  • the blade root 23 has on each of two opposite side walls 25 a respective foot groove 27 with a semi-circular contour. Each foot groove 27 is arranged on the blade root 23 so that it directly opposite one of the two side grooves 34 in the installed state.
  • the side grooves 34 extend along the entire circumference of the circumferential groove 16, these are just as endless as the circumferential groove 16, so that upon closer inspection of the blade root 23, which has only a limited extension in the circumferential direction, thus only a portion of the relevant side groove 34th can be opposite.
  • the relevant section of one of the two side grooves 34 and the foot groove 27 opposite this section are combined to form a groove pairing 29, said groove pairing 29 having a cross-section in FIG FIG. 2 quasi-circular space 31 limit coat side.
  • there may be a slight gap between the side wall 25 of the blade root 23 and the side surface 28 of the circumferential groove 16 it is negligible in determining the space 31.
  • Each space 31 thus extends over a length in the circumferential direction, which corresponds to the length of the foot groove 27 in the circumferential direction.
  • the space 31 is filled by so-called positive-locking elements 33.
  • positive-locking elements 33 Per side surface 28 at least two, preferably three positive locking elements 33 are provided, which complement each other to a ring. If the interlocking elements 33 complement each other to form a ring, they are arranged virtually free of play in the circumferential direction, which reduces wear. Since the form-fitting elements 33 fill each space 31 at least for the most part, if not completely, a positive connection results for fastening the blades 18 in the radial direction, relative to the machine axis 36, whereby the blades 18 are securely held in the circumferential groove 16.
  • FIG. 3 shows three complementary to the ring 35 form-fitting elements 33.
  • Two of these form-fitting elements 33 have the identical arc length and extend over an arc length of 176 °.
  • the shorter of the three interlocking elements 33 which is arranged in the illustrated embodiment at the 6 o'clock position and serves as a tail pin 37, has a comparatively short arc length, which is dimensioned so that it has a sufficient gap for insertion of the blade roots 23 in the Circumferential groove 16 provides.
  • the blades 18 are successively passed through the gap in the circumferential groove 16 (FIG. FIG. 4 ) and moved along the circumferential direction, so that visibly the circumferential groove 16 is fitted with blades 18.
  • FIG. 4 An assembled to the last two blades blade ring 10 is in FIG. 4 partial perspective shown.
  • FIG. 4 shows therefore the blade carrier 12, the circumferential groove 16, four positive locking elements 33 and an insertion 38 for radially inserting the blades 18 in the circumferential groove 16.
  • To complete the blade ring 10 are in the almost completely bladed circumferential groove 16 two blades to mount, which in FIG. 5 is shown.
  • FIG. 5 shows partially cut representation of the circumferential groove 16, the form-fitting elements 33, the blades 18 and two special blades 40, which are mounted last.
  • Both special blades 40 differ from the previously shown or assembled blades 18 only in that they have a shorter in the circumferential direction of platform 22 than the other blades 18, so that after assembly despite full blade ring 10, a free space 42 remains, with the aid of Closing pins 37 and a paddle lock 43 can be permanently closed.
  • the paddle lock 43 to be used for closing the clearance 42 is in FIG FIG. 6 and includes a platform piece 44, a clamping piece 46 and a screw 48 that screws these two pieces together.
  • the clamping piece 46 is first inserted into the circumferential groove 16 (FIG. FIG. 7 ), so that it initially rests on the groove base 24 of the circumferential groove 16. This is chamfered at the two narrow edges 50 of the clamping piece 46, so that the then inserted into the circumferential groove 16 closing pins 37 at least partially insert into the side grooves 34. Subsequently, the free space 42 is closed from above by the platform piece 44.
  • the platform piece 44 and the clamping piece 46 are provided with aligned holes, wherein the hole of the clamping piece 46 has an internal thread as a through thread. Subsequently, a screw 48 can be inserted from the outside through the through hole of the platform piece 48, which engages in the through thread of the clamping piece 46. With further screwing of the screw 48, the clamping piece 46 is visibly lifted from the groove base 24 and while on the one hand pushes the closing pins 37 in each associated side groove 34, on the other hand the platform piece 44 is simultaneously pressed against the surfaces 30 from the outside. With sufficient preload, closing pins 37 as well as clamping piece 46 and platform piece 44 are finally securely braced together on blade carrier 12. Thereafter, only the screw 48 is secured in a known manner against loosening, which avoids the loss of the paddle lock 43 safely.
  • FIGS. 8 and 9 show the cross section of the circumferential groove 16 analogous to FIG. 2 but with different contours for the side grooves 34 and foot grooves 27.
  • the contours of personallyuten 27 are curved in a platform-side section, to which a straight-line section 51 connects. This results in a dovetail-shaped contour for the blade root 23.
  • Die Side grooves 34 are in relation to the embodiment according to FIG. 2 unchanged and thus semicircular. With respect to the radial direction to the machine axis 36, the foot grooves 27 overlap, so that the form-locking elements 33 with a semicircular contour can bring about the positive locking for the radial securing of the blade 18.
  • the space 31 defined by the groove pairing 29 is only partially filled.
  • the cross section of the space 31 is in FIG. 8 represented by a dashed line.
  • This embodiment offers the advantage that due to the dovetail-shaped contour of the blade root 23, the blade 18, which tends outward under centrifugal force, presses the positive-locking elements 33 into the side grooves 34 with great force. This ensures a secure fit of the positive locking elements 33 in both grooves 34, 27th
  • FIG. 9 may instead of the half-round contours for the side grooves 34 and 27 foot grooves also completely opposite grooves 34, 27 (in FIG. 9 left) may be provided with a rectangular contour.
  • the form-locking elements 33 have a largely corresponding contour in the form.
  • the corners of the form-fitting element 33 chamfered. Since the transitions from the bottom of the side groove 34 and foot groove 27 into arcuate surfaces pass to avoid stress concentration, the space closed by the two grooves 27, 34 is only largely and not completely completely filled by the interlocking elements 33.
  • Fig. 9 shown on the right is a special form of Nutformung 29, in which the side groove 34 and the cancellednut - relative to the machine axis 36 does not overlap radially. Accordingly, the associated positive-locking element 33 is Z-shaped in cross-section in order to hook the two grooves 27, 34 together.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schaufelkranz (10) für eine Strömungsmaschine umfassend einen Schaufelträger (12), entlang dessen Umfang sich eine endlose Umfangsnut (16) mit darin sitzenden Schaufeln (18) unter Bildung des Schaufelkranzes (10) erstreckt, wobei in zwei einander gegenseitig zugewandten Seitenflächen (28) der Umfangsnut (16) jeweils eine endlose Seitennut (34) vorgesehen ist, und die Füße (23) der Schaufeln (18) jeweils mittels eines Formschlusses in der Umfangsnut (16) befestigt sind. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Schaufelkranzes (10). Um einen Schaufelkranz (10) bereitzustellen, der eine zuverlässige Befestigung von Schaufeln (18) im Schaufelträger (12) ermöglicht, gleichzeitig mit einer geringen Anzahl an Bestandteilen hergestellt werden kann, die zudem in besonders einfacher Art und Weise herstellbar sind, wird vorgeschlagen, dass jeder Schaufelfuß (23) zwei Fußnuten (27) aufweist, von denen jeweils eine einen Abschnitt einer der beiden Seitennuten (34) unter Bildung einer Nutpaarung (29) unmittelbar gegenüberliegt und dass je Seitennut (34) zumindest zwei sich jeweils zu einem Ring (35) ergänzenden Formschlusselemente (33) vorgesehen sind, welche sich zur Bildung der Formschlüsse durch die von den Nutpaaren begrenzten Räumen (31) erstrecken.The invention relates to a blade ring (10) for a turbomachine comprising a blade carrier (12), along the circumference of which an endless circumferential groove (16) with blades (18) seated therein extends to form the blade ring (10), in two facing each other Side surfaces (28) of the circumferential groove (16) each have an endless side groove (34) is provided, and the feet (23) of the blades (18) each by means of a positive connection in the circumferential groove (16) are attached. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a blade ring (10). In order to provide a blade ring (10) which allows reliable attachment of blades (18) in the blade carrier (12), can be made simultaneously with a small number of components, which are also produced in a particularly simple manner, it is proposed that each blade root (23) has two foot grooves (27), of which one directly opposite a section of one of the two side grooves (34) to form a pair of grooves (29) and that each side groove (34) at least two in each case to a ring (35 ) complementary positive locking elements (33) are provided, which extend to the formation of the form-fitting through the spaces bounded by the groove pairs (31).

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaufelkranz für eine Strömungsmaschine, umfassend einen kreisförmigen Schaufelträger, entlang dessen Umfang sich eine endlose Umfangsnut mit darin sitzenden Schaufeln unter Bildung des Schaufelkranzes erstreckt, wobei in zwei einander gegenseitig zugewandten Seitenflächen der Umfangsnut jeweils eine endlose Seitennut vorgesehen ist und die Füße der Schaufeln jeweils mittels eines Formschlusses in der Umfangsnut mittelbar befestigt sind.The invention relates to a blade ring for a turbomachine, comprising a circular blade carrier, along the circumference of which an endless circumferential groove with blades seated therein to form the blade ring, wherein in two mutually facing side surfaces of the circumferential groove is provided in each case an endless side groove and the feet of the Blades are attached indirectly by means of a positive connection in the circumferential groove.

Derartige Schaufelkränze sind insbesondere aus Verdichtern von Gasturbinen bekannt. Diese Schaufelkränze sind zumeist als Laufschaufelkränze an Rotoren angeordnet, die ihrerseits als Schaufelträger Rotorscheiben aufweisen. Dabei erstreckt sich entlang der Umfangsfläche der Rotorscheibe die endlose Umfangsnut, die an ihren einander zugewandten Seitenflächen in der Regel sich axial erstreckende Vorsprünge aufweisen, die somit Hinterschneidungen bilden. In die Hinterschneidungen greifen dann Vorsprünge von Schaufelfüßen ein, wodurch die Laufschaufeln selbst unter Fliehkrafteinwirkung in radialer Richtung in Bezug auf die Maschinenachse des Verdichters sicher gehalten sind.Such blade rings are known in particular from compressors of gas turbines. These blade rings are usually arranged as rotor blade rings on rotors, which in turn have rotor disks as a blade carrier. In this case, extends along the peripheral surface of the rotor disk, the endless circumferential groove, which generally have axially extending projections on their mutually facing side surfaces, which thus form undercuts. In the undercuts then engage projections of blade roots, whereby the blades are held securely even under centrifugal force in the radial direction with respect to the machine axis of the compressor.

Zur Montage wird im Detail zwischen zwei unterschiedlichen Systemen unterschieden. Gemäß der ersten Systematik sind die die Hinterschneidungen bildenden Vorsprünge endlos in Umfangsrichtung. Die dann zur Anwendung kommenden Laufschaufeln weisen dann in der Regel - in Umfangsrichtung gesehen - vergleichsweise kurze Plattformen auf. Derartige Laufschaufeln werden durch eine erste, radiale Bewegung in die Umfangsnut eingesetzt. Anschließend muss die Schaufel um etwa 90° entlang ihrer Längsachse - welche senkrecht zur Maschinenachse steht - geschwenkt werden, wonach die Vorsprünge der Schaufelfüße die Vorsprünge der Umfangsnut hintergreifen. Anschließend werden sogenannte Zwischenstücke eingesetzt, so dass Laufschaufeln und Zwischenstücke abwechselnd aneinandergereiht sind. Die Zwischenstücke werden dabei in analoger Weise montiert. Jedoch ist zum Eindrehen der Schaufeln und der Zwischenstücke ein entsprechendes radiales Spiel zwischen dem betreffenden Bauteil und dem Grund der Umfangsnut erforderlich, welches im Betrieb unerwünscht ist. Um die radiale Bewegungsfreiheit der Bauteile in der Umfangsnut während des Betriebs zu vermeiden, werden die Schaufeln und Zwischenstücke nach deren Positionierung in der Umfangsnut sukzessive durch plattenförmigen Unterbauungen radial verspannt. Zur Vervollständigung des Schaufelkranzes muss allerdings wegen Platzmangels von dieser Methode abgewichen werden. Dazu werden zwischen den drei zuletzt montierten Laufschaufeln geteilte Zwischenstücke anstelle der einstückigen Zwischenstücke eingesetzt. Die mehrteiligen Zwischenstücke, welche auch als Schlossstücke oder auch als Schaufelschloss bezeichnet werden, sind dann gesondert und aufwändig gegen Verlust zu sichern.For installation, a distinction is made in detail between two different systems. According to the first system, the projections forming the undercuts are endless in the circumferential direction. The then used for use blades then have generally - seen in the circumferential direction - comparatively short platforms. Such blades are inserted by a first, radial movement in the circumferential groove. Subsequently, the blade must be about 90 ° along its longitudinal axis - which is perpendicular to the machine axis is - pivoted, after which the projections of the blade roots engage behind the projections of the circumferential groove. Subsequently, so-called intermediate pieces are used, so that blades and spacers are lined up alternately. The spacers are mounted in an analogous manner. However, for screwing the blades and the intermediate pieces a corresponding radial clearance between the relevant component and the bottom of the circumferential groove is required, which is undesirable in operation. In order to avoid the radial freedom of movement of the components in the circumferential groove during operation, the blades and spacers are successively clamped radially after their positioning in the circumferential groove by plate-shaped substructures. To complete the blade ring must, however, deviate from this method due to lack of space. For this purpose, split spacers are used instead of the one-piece spacers between the three last mounted blades. The multipart intermediate pieces, which are also referred to as lock pieces or as a paddle lock, are then separately and costly to secure against loss.

Insgesamt ist diese erste Systematik vergleichsweise aufwändig, da etliche unterschiedliche Bestandteile zur Bildung des Schaufelkranzes erforderlich sind.Overall, this first system is relatively complex, since several different components are required to form the blade ring.

Gemäß einer zweiten Systematik ist bekannt, dass die an den Seitennuten sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprünge der Umfangsnut an einer Position zur Bildung einer Einführöffnung unterbrochen sind. Durch diese sind Schaufeln ohne die erforderliche Schwenkbewegung um ihre Längsachse einsetzbar. Derartige Lösungen sind beispielsweise aus der US 3,088,708 und US 2,421,855 bekannt. Nachteilig bei dieser Systematik sind einerseits die Verwendung eines vergleichsweise komplizierten Schaufelschlosses und andererseits die Tatsache, dass die Einführöffnung nur durch Fräsen und nicht beim Drehen (spanabhebendes Bearbeitungsverfahren) des Schaufelträgers während der Herstellung der Umfangsnut mit hergestellt werden kann. Mithin sind unterschiedliche Bearbeitungsschritte zum Herstellen der Bestandteile des Schaufelkranzes erforderlich, was zeitraubend ist.According to a second system, it is known that the projections of the circumferential groove extending at the side grooves in the circumferential direction are interrupted at a position for forming an insertion opening. Through this blades are used without the required pivoting movement about its longitudinal axis. Such solutions are for example from the US 3,088,708 and US 2,421,855 known. Disadvantages of this system are, on the one hand, the use of a comparatively complicated blade lock and, on the other hand, the fact that the insertion opening is produced only by milling and not during turning (machining process) of the blade carrier during the production of the peripheral groove can be. Consequently, different processing steps for producing the components of the blade ring are required, which is time consuming.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Schaufelkranzes für eine Strömungsmaschine, dessen Bestandteile vergleichsweise einfach, schnell und kostengünstig herzustellen sind und die in ihrer Anzahl gering sind, um die Montage zu vereinfachen und zu beschleunigen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Montieren von Schaufeln eines Schaufelkranzes in einer endlosen Umfangsnut eines kreisförmigen Schaufelträgers entsprechend der voran angegebenen Randbedingung.The object of the invention is therefore to provide a blade ring for a turbomachine whose components are comparatively simple, quick and inexpensive to manufacture and that are low in number, in order to simplify the assembly and to accelerate. Another object of the invention is to provide a method of mounting blades of a blade ring in an endless circumferential groove of a circular blade carrier in accordance with the aforementioned boundary condition.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einem Schaufelkranz gemäß dem Merkmal des Anspruchs 1 und die auf das Verfahren gerichtete Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß den Schritten des Anspruchs 9 gelöst.The object underlying the invention is achieved with a blade ring according to the feature of claim 1 and the object directed to the method is achieved by a method according to the steps of claim 9.

Bei dem gattungsgemäßen Schaufelkranz für eine Strömungsmaschine umfassend einen kreisförmigen Schaufelträger, entlang dessen Umfang sich eine endlose Umfangsnut mit darin sitzenden Schaufeln unter Bildung des Schaufelkranzes erstreckt, wobei in zwei einander zugewandten Seitenflächen der Umfangsnut jeweils eine endlose Seitennut vorgesehen ist und die Füße der Schaufeln jeweils mittels eines Formschlosses in Bezug auf die Maschinenachse in der Umfangsnut befestigt sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jeder Schaufelfuß zwei Fußnuten aufweist, von denen jeweils einer einem Abschnitt der beiden Seitennuten unter Bildung einer Nutpaarung gegenüberliegt und das je Seitennut zumindest zwei sich jeweils zu einem Ring ergänzende Formschlusselemente vorgesehen sind, die sich zur Bildung der Formschlüsse in die von Nutpaarungen begrenzten Räume eingreifen. Mithin greifen die Formschlusselemente gleichzeitig in beide Nuten - die Fußnut und den ihr umfangsmäßig gegenüberliegende Abschnitt der Seitennut - ein, so dass eine radiale Verhakung gewährleistet ist.In the generic blade ring for a turbomachine comprising a circular blade carrier, along the circumference of an endless circumferential groove with blades seated therein to form the blade ring, wherein in two mutually facing side surfaces of the circumferential groove is provided in each case an endless side groove and the feet of the blades by means of a mold lock with respect to the machine axis are fixed in the circumferential groove, the invention provides that each blade root has two Fußnuten, each of which faces a portion of the two side grooves to form a Nutpaarung and the side groove at least two each complementary to a ring Positive-locking elements are provided, which engage in the formation of the positive fit in the spaces bounded by Nutpaarungen. Thus, the positive locking elements engage simultaneously in both grooves - the Fußnut and the circumferentially opposite section of the side groove - a, so that a radial entanglement is ensured.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Montieren von Schaufeln eines Schaufelkranzes in einer endlosen Umfangsnut eines kreisförmigen Schaufelträgers ohne dezidierte Einführöffnung umfasst die Schritte:

  • Bereitstellen des Schaufelträgers mit einer endlosen Umfangsnut mit zwei einander gegenseitig zugewandten Seitenflächen, in denen jeweils eine endlose Seitennut vorgesehen ist;
  • das Bereitstellen von Schaufeln mit jeweils einem Schaufelfuß, welcher an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden jeweils eine Fußnut aufweist, welche derart am Schaufelfuß angeordnet sind, dass sie im verbauten Zustand der Schaufel jeweils einen Abschnitt einer der Seitennuten gegenüberliegt;
  • das Bereitstellen eines Schaufelschlosses und für jede Seitennut das Bereitstellen von zumindest zwei sich zu einem Ring ergänzende Formschlusselementen, wonach der Zusammenbau zu einem Schaufelkranz erfolgt durch die Schritte:
    1. a) Einsetzen von zwei Formschlusselementen in jeweils eine Seitennut,
    2. b) wiederholtes Einsetzen einer der Schaufeln in die Umfangsnut an einer Umfangsposition, in der keine Formschlusselemente vorhanden sind und Verschieben der betreffenden Schaufeln in eine Umfangsposition mit Formschlusselementen, bis die betreffenden Formschlusselemente beschaufelt sind,
    3. c) Wiederholen der Schritte a) und b), bis alle Schaufeln des Schaufelkranzes montiert sind, und
    4. d) Montieren des Schaufelschlosses und derjenigen Formschlusselemente, mit denen die Ringform der Formschlusselemente je Seitennut vervollständigt wird.
The inventive method for mounting blades of a blade ring in an endless circumferential groove of a circular blade carrier without dedicated insertion opening comprises the steps:
  • Providing the blade carrier with an endless circumferential groove with two mutually facing side surfaces, in each of which an endless side groove is provided;
  • the provision of blades, each having a blade root, which in each case has a foot groove on two opposite side walls, which are arranged on the blade root in such a way that in the installed state of the blade it is opposite in each case a section of one of the side grooves;
  • the provision of a paddle lock and, for each side groove, the provision of at least two positively locking elements complementary to a ring, after which assembly to a blade ring takes place by the steps:
    1. a) insertion of two positive locking elements in each case a side groove,
    2. b) repeatedly inserting one of the blades into the circumferential groove at a circumferential position in which no positive locking elements are present and displacing the respective blades into a circumferential position with positive locking elements until the respective positive locking elements are bladed,
    3. c) repeating steps a) and b) until all blades of the blade ring are mounted, and
    4. d) mounting the paddle lock and those positive locking elements with which the ring shape of the form-fitting elements per side groove is completed.

Unter einer Nutpaarung ist diejenige Paarbildung von einer Fußnut und einem Umfangsabschnitt einer der beiden Seitennuten zu verstehen, die in unmittelbar gegenüberliegenden Seitenflächen und Seitenwänden angeordnet sind, unabhängig von ihrem direkten Abstand zueinander. Mithin bilden im Sinne dieser Anmeldung auch diejenigen Seitennuten und Fußnuten eine Nutpaarung, die so zueinander versetzt sind, dass sie radial nicht überlappen.A pairing of grooves means that pair formation of a foot groove and a peripheral portion of one of the two side grooves, which are arranged in immediately opposite side surfaces and side walls, independently of their direct distance from each other. Thus, in the sense of this application also form side grooves and Fußnuten a Nutpaarung, which are offset from each other so that they do not overlap radially.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der zum radialen Formschluss der Schaufeln in der Umfangsnut erforderliche Vorsprung der Umfangsnut, die an den einander gegenseitig zugewandten Seitenflächen der Umfangsnut vorgesehen sind, nicht zwingend monolithisch mit dem die Umfangsnut begrenzenden Material des Schaufelträgers ausgebildet sein muss. Vielmehr haben die Erfinder erkannt, dass hier eine modulare Ausgestaltung möglich ist. Gleichzeitig haben die Erfinder erkannt, dass die Ersatzelemente für den bisher bekannten Vorsprung - erfindungsgemäß die Formschlusselemente - je Seitennut auch mehrteilig ausgestaltet sein können. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, dass eine Einführöffnung für Schaufeln - wie im Stand der Technik - bereitgestellt werden kann, was die Verwendung von Zwischenstücken entbehrlich macht. Insofern können die erfindungsgemäßen Schaufeln des Schaufelkranzes mit einer vergleichsweise breiten - sich in Umfangsrichtung erstreckenden - Plattform ausgestattet sein. Der Wegfall der Zwischenstücke spart Kosten, sowohl durch eine einfachere Herstellung der Bestandteile des Schaufelkranzes, durch eine simple Lagerhaltung als auch durch die Zeitersparnis wegen der vereinfachten Montage des Schaufelkranzes.The invention is based on the finding that the projection of the circumferential groove required for the radial form-locking of the blades in the circumferential groove, which are provided on the mutually facing side surfaces of the circumferential groove, does not necessarily have to be monolithically formed with the material of the blade carrier delimiting the circumferential groove. Rather, the inventors have recognized that a modular design is possible here. At the same time, the inventors have recognized that the replacement elements for the previously known projection - according to the invention the positive locking elements - per side groove can also be designed in several parts. This results in the possibility that an insertion opening for blades - as in the prior art - can be provided, which makes the use of spacers dispensable. In this respect, the blades of the blade ring according to the invention can be equipped with a comparatively wide-in the circumferential direction-extending platform. The elimination of the spacers saves costs, both by a simpler manufacture of the components of the blade ring, by a simple storage as well as by the time savings because of the simplified assembly of the blade ring.

Gleichzeitig ist die Umfangsnut mit ihren beiden endlosen Seitennuten durch Drehen herstellbar. Das Fräsen einer Einführöffnung im Schaufelträger kann entfallen. Zudem werden insgesamt weniger Bestandteile benötigt, wodurch sich Einsparungen bei Fertigungs-, Lagerungs-, und Produktverwaltungskosten für diese Bauteile ergeben. Von besonderem Vorteil ist das besondere Montageverfahren, da durch einen engeren Sitz an den Formschlusselementen die Schaufeln nicht mehr durch eine Unterbauung am Nutgrund der Umfangsnut abgestützt werden müssen. Auch führt der Wegfall der Zwischenstücke zu einer Gewichtseinsparung. Dadurch ergibt sich die Einsparung von Energie beim Anfahren, Betreiben oder Abbremsen des Rotors.At the same time, the circumferential groove with its two endless side grooves can be produced by turning. The milling of an insertion opening in the blade carrier can be omitted. In addition, fewer components are needed overall, resulting in savings in manufacturing, storage, and product management costs for these components. Of particular advantage is the special assembly method, since the blades no longer need to be supported by a substructure on the groove bottom of the circumferential groove by a closer fit on the form-fitting elements. The elimination of the intermediate pieces also leads to a weight saving. This results in the saving of energy when starting, operating or decelerating the rotor.

Die Reduzierung der Rotormasse führt auch zu einer geringeren Belastung der Radscheiben und Lager, wenn der Schaufelkranz als Laufschaufelkranz ausgebildet ist.The reduction of the rotor mass also leads to a lower load on the wheel discs and bearings, when the blade ring is designed as a blade ring.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung sind die Formschlusselemente derartig gestaltet, dass die Räume zumindest größtenteils bis vollständig von ihnen ausgefüllt werden. Größtenteils bedeutet, dass sie gleichzeitig eine radiale Verhakung mit beiden Nuten herbeiführen, um so eine möglichst spielfreie Befestigung der Schaufeln in der Umfangsnut zu gewährleisten. Dies vermindert Verschleiß an Schaufeln, insbesondere dann, wenn der Schaufelkranz als Laufschaufelkranz ausgebildet ist und der Rotor der Strömungsmaschine, welcher diesen Schaufelkranz aufweist, mit einer vergleichsweise geringen Drehzahl betrieben wird.According to a first advantageous development, the interlocking elements are designed in such a way that the spaces are at least largely or completely filled up by them. Mostly means that they simultaneously bring about a radial entanglement with two grooves, so as to ensure a backlash-free attachment of the blades in the circumferential groove. This reduces wear on blades, especially when the blade ring is designed as a blade ring and the rotor of the turbomachine, which has this blade ring, is operated at a comparatively low speed.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist jedes Formschlusselement entweder als Rundprofil, als Rechteckprofil oder als abgeflachtes Rundprofil ausgebildet und die Querschnittskonturen der Fußnuten und Seitennuten korrespondieren zu dem Profil der Formschlusselemente. Hierdurch kann ein sicherer Sitz der Schaufel in der Umfangsnut mittels eines besonders zuverlässigen Formschlusses gewährleistet werden.According to a further advantageous development, each form-fitting element is designed either as a round profile, as a rectangular profile or as a flattened round profile and the cross-sectional contours of the Fußnuten and side grooves correspond to the profile of the positive locking elements. In this way, a secure seat of the blade can be ensured in the circumferential groove by means of a particularly reliable positive connection.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind zumindest drei Formschlusselemente je Seitennut vorgesehen, die sich zu einem Ring ergänzen. Weiter bevorzugt ist eines dieser drei Formschlusselemente - nachfolgend als Schlussstift bezeichnet - vergleichsweise kurz und weist eine Länge in Umfangsrichtung der Umfangsnut auf, die nur geringfügig größer ist als die Umfangserstreckung des Schaufelfußes der zuletzt eingesetzten Schaufel. Die anderen beiden Formschlusselemente, die zusammen mit dem Schlussstift sich zu dem Ring ergänzen, können eine identische Länge aufweisen. Wenn bspw. der Schaufelkranz eine Anzahl von 60 Schaufeln aufweist und somit jede Schaufel sich über eine Bogenlänge von 6° erstreckt, könnte der Schlussstift eine Länge von etwa 8° aufweisen und die beiden anderen Formschlusselemente jeweils eine Bogenlänge von 176°. In dieser Ausgestaltung lässt sich quasi ein erster Halbring des Schaufelkranzes montieren, wonach der zweite Halbring an Schaufeln durch die Einführöffnung montiert werden kann, so dass nach der Montage aller Schaufeln lediglich die beiden Schlussstifte an der Umfangsposition der Einführöffnung anzuordnen sind. Die Schlussstifte werden dann durch ein Schaufelschloss in die jeweilige Seitennut eingepresst, so dass gleichzeitig das Schaufelschloss und die Schlussstifte sicher gehalten sind. Weiter sind so die Formschlusselemente gegen eine Verschiebung in Umfangsrichtung gesichert.According to a preferred embodiment, at least three positive locking elements are provided per side groove, which complement each other to form a ring. More preferably, one of these three positive locking elements - hereinafter referred to as a tail pin - comparatively short and has a length in the circumferential direction of the circumferential groove, which is only slightly larger than the circumferential extent of the blade root of the last used blade. The other two form-locking elements, which complement together with the end pin to the ring, may have an identical length. If, for example, the blade ring Having a number of 60 blades and thus each blade extends over an arc length of 6 °, the final pin could have a length of about 8 ° and the other two form-locking elements each have an arc length of 176 °. In this embodiment, a first half ring of the blade ring can be mounted as it were, after which the second half ring can be mounted on blades through the insertion, so that after the assembly of all blades only the two closing pins are to be arranged at the circumferential position of the insertion. The locking pins are then pressed by a paddle lock into the respective side groove, so that at the same time the paddle lock and the locking pins are held securely. Next, the positive locking elements are secured against displacement in the circumferential direction.

Die maximale Anzahl der Formschlusselemente je Seitennut sollte durch die Anzahl der Schaufel des Schaufelkranzes ermittelbar sein. Deren Anordnung in Umfangsrichtung in Bezug auf die Fußnut kann dabei mit oder ohne Versatz sein.The maximum number of form-fitting elements per side groove should be able to be determined by the number of blades of the blade ring. Their arrangement in the circumferential direction with respect to the Fußnut can be with or without offset.

In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Schaufelschloss ein plattenförmiges Klemmstück mit einem Durchgangsgewinde, ein Plattformstück mit einer gestuften oder angefasten Durchgangsbohrung und eine diese beiden Stücke verspannende Schraube, wobei im verspannten Zustand des Schaufelschlosses in der Umfangsnut das Klemmstück die beiden Schlussstifte in die jeweilige Seitennut und das Plattformstück sich von außen an die Umgebung der Umfangsnut anpresst. Damit kann ein vergleichsweise einfaches Schaufelschloss angegeben werden, welches lediglich drei Bauteile umfasst. Dies ist eine geringe Anzahl im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Schaufelschlössern. Zweckmäßigerweise sollte die Schraube in gängiger Art und Weise gegen ein Lösen gesichert sein. Gängige Methoden dafür sind das Verstemmen der Schraube oder des die Schraube umgebenden Materials des Plattformstücks. Die Verwendung anderer Schaufelschlösser und anderer Schraubensicherungen sind denkbar.In an advantageous embodiment, the paddle lock comprises a plate-shaped clamping piece with a through thread, a platform piece with a stepped or chamfered through hole and a screw that spans these two pieces, wherein in the clamped state of the paddle lock in the circumferential groove, the clamping piece the two closing pins in the respective side groove and the Platform piece presses from the outside to the environment of the circumferential groove. Thus, a comparatively simple paddle lock can be specified, which comprises only three components. This is a small number compared to the prior art paddle locks. Conveniently, the screw should be secured in a conventional manner against loosening. Common methods for this are the caulking of the screw or surrounding the screw material of the platform piece. The use of other paddle locks and other screw locks are conceivable.

Es sei bemerkt, dass in der Regel identische Schaufeln im Schaufelkranz verwendet werden. Jedoch sind die beiden zuletzt zu montierenden Schaufeln, die beidseits des Schlosses angeordnet sind, sogenannte Sonderschaufeln. Diese kennzeichnen sich dadurch, dass sie an der dem Schaufelschloss zugewandten Seite eine verkürzte Plattform aufweisen - verglichen mit den restlichen Schaufeln des Kranzes -, so dass nach ihrer Positionierung in der Umfangsnut die Einführöffnung weiterhin offen ist und dann erst durch das Schaufelschloss verschlossen werden kann.It should be noted that typically identical blades are used in the blade ring. However, the last two blades to be mounted, which are arranged on both sides of the lock, are so-called special blades. These are characterized by the fact that they have a shortened platform on the side facing the paddle lock - compared to the remaining blades of the ring - so that after their positioning in the circumferential groove, the insertion opening is still open and then can only be closed by the paddle lock.

Der Schaufelkranz kann sowohl als Leitschaufelkranz oder als Laufschaufelkranz ausgebildet sein. Wenn der Schaufelkranz als Laufschaufelkranz ausgebildet ist, ist der Schaufelträger zumeist als Rotorscheibe oder als monolithischer Rotor ausgebildet, entlang dessen nach außenweisender Umfangsfläche sich die endlose Umfangsnut erstrecken kann. Wenn dagegen der erfindungsgemäße Schaufelkranz als Leitschaufelkranz ausgebildet ist, weist der Schaufelträger als ringförmiges Gebilde eine nach innen weisende Oberfläche auf, die im Querschnitt kreisförmig ist und entlang deren Umfangsrichtung sich die Umfangsnut endlos erstreckt. Derartige Anordnungen sind bspw. bei Dampfturbinen mit einem Topfgehäuse anzutreffen. Der erfindungsgemäße Leitschaufelkranz und/oder Laufschaufelkranz kann dabei bspw. in einer Gasturbine, in einer Dampfturbine oder in einem Verdichter verwendet werden.The blade ring can be configured both as a vane ring or as a blade ring. If the blade ring is designed as a blade ring, the blade carrier is usually designed as a rotor disk or as a monolithic rotor, along the outer peripheral surface, the endless circumferential groove can extend. In contrast, if the blade ring according to the invention is designed as a vane ring, the blade carrier has as an annular structure an inwardly facing surface which is circular in cross-section and along the circumferential direction, the circumferential groove extends endlessly. Such arrangements are, for example, to be found in steam turbines with a pot housing. The guide vane ring and / or blade ring according to the invention can be used, for example, in a gas turbine, in a steam turbine or in a compressor.

Insgesamt betrifft die Erfindung somit einen Schaufelkranz für eine Strömungsmaschine umfassend einen Schaufelträger, entlang dessen Umfang sich eine endlose Umfangsnut mit darin sitzenden Schaufeln unter Bildung des Schaufelkranzes erstreckt, wobei in zwei einander gegenseitig zugewandten Seitenflächen der Umfangsnut jeweils eine endlose Seitennut vorgesehen ist, und die Füße der Schaufeln jeweils mittels eines Formschlusses in der Umfangsnut befestigt sind. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Schaufelkranzes. Um einen Schaufelkranz bereitzustellen, der eine zuverlässige Befestigung von Schaufeln im Schaufelträger ermöglicht, gleichzeitig mit einer geringen Anzahl an Bestandteilen hergestellt werden kann, die zudem in besonders einfacher Art und Weise herstellbar sind, wird vorgeschlagen, dass jeder Schaufelfuß zwei Fußnuten aufweist, von denen jeweils eine einen Abschnitt einer der beiden Seitennuten unter Bildung einer Nutpaarung unmittelbar gegenüberliegt und dass je Seitennut zumindest zwei sich jeweils zu einem Ring ergänzenden Formschlusselemente vorgesehen sind, welche sich zur Bildung der Formschlüsse durch die von den Nutpaaren begrenzten Räumen erstrecken.Overall, the invention thus relates to a blade ring for a turbomachine comprising a blade carrier, along the circumference of an endless circumferential groove with blades seated therein to form the blade ring, wherein in two mutually facing side surfaces of the circumferential groove is provided in each case an endless side groove, and the feet the blades are each secured by means of a positive connection in the circumferential groove. Furthermore, the invention relates to a method for producing such a blade ring. To provide a blade ring, which allows a reliable attachment of blades in the blade carrier, can be produced simultaneously with a small number of components, which are also produced in a particularly simple manner, it is proposed that each blade root has two Fußnuten, each of which is a section of one of two side grooves to form a Nutpaarung immediately opposite and that each side groove at least two each complementary to a ring form-locking elements are provided which extend to form the form-fitting through the limited spaces of the groove pairs.

Weiter sei bemerkt, dass das hier detailliert beschriebene Schaufelschloss prinzipiell auch bei konventionellen Schaufelträgern, die eine endlose Umfangsnut mit darin sitzenden Schaufeln unter Bildung des Schaufelkranzes aufweisen, wobei in zwei einander gegenseitig zugewandten Seitenflächen der Umfangsnut jeweils ein sich längs der Umfangsnut erstreckender Vorsprung zur Bildung einer Hinterschneidung vorgesehen ist, an derjenigen Umfangsposition, wo die mit den Seitenwänden der Umfangsnut monolithischen Vorsprünge zur Bildung einer Einführöffnung unterbrochen sind, angewendet werden kann, die Seitenflächen jeweils eine erfindungsgemäße Seitennut ausweisen und dort Schlussstifte unter Verwendung des voran beschriebenen Schaufelschlosses eingesetzt sind. Vorteil dieses Schlosses ist die einfache Konstruktion, welche abgesehen von den beiden Schlussstiften lediglich drei Bestandteile umfasst, um die Einführöffnung der Umfangsnut dauerhaft und zuverlässig zu verschließen.It should also be noted that the blade lock described in detail here in principle also in conventional blade carriers having an endless circumferential groove with blades seated therein to form the blade ring, wherein in two mutually facing side surfaces of the circumferential groove each extending along the circumferential groove projection to form a Undercut is provided at the circumferential position where the monolithic with the side walls of the circumferential groove projections are interrupted to form an insertion, can be applied, the side surfaces each identify a side groove according to the invention and there closing pins are used using the paddle lock described above. The advantage of this lock is the simple construction, which, apart from the two closing pins, only comprises three components in order to close the insertion opening of the circumferential groove permanently and reliably.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei ergeben sich weitere Vorteile aus der Figurenbeschreibung.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. This results in further advantages of the figure description.

Es zeigen:

Figur 1
einen Ausschnitt eines Schaufelkranzes einer axialen Strömungsmaschine einschließlich dessen Schaufelträger,
Figur 2
den Querschnitt durch die erfindungsgemäße Umfangsnut mit einer darin eingesetzten Schaufel,
Figur 3
in schematischer Draufsicht drei sich zu einem Ring ergänzende Formschlusselemente,
Figur 4
einen Ausschnitt auf einen teilweise mit Schaufeln montierten Schaufelkranz in perspektivischer Darstellung,
Figur 5
einen Ausschnitt des Schaufelkranzes in teils flächiger, teils transparenter Darstellung an der Position einer Einführöffnung,
Figur 6
ein Schaufelschloss in perspektivischer Darstellung,
Figur 7
den Ausschnitt des Schaufelkranzes gemäß Figur 5 mit dem in Figur 6 dargestellten, in der Umfangsnut montierten Schaufelschloss,
Figuren 8,9
den Querschnitt, der durch die Umfangsnut in Analogie zu Figur 2, jedoch mit unterschiedlichen Profilen des Formschlusselementes.
Show it:
FIG. 1
a detail of a blade ring of an axial flow machine including the blade carrier,
FIG. 2
the cross section through the circumferential groove according to the invention with a blade inserted therein,
FIG. 3
in a schematic plan view of three complementary to form a ring positive locking elements,
FIG. 4
a detail on a partially mounted with blades blade ring in perspective view,
FIG. 5
a detail of the blade ring in a partially planar, partly transparent representation at the position of an insertion opening,
FIG. 6
a paddle lock in perspective,
FIG. 7
the section of the blade ring according to FIG. 5 with the in FIG. 6 illustrated, mounted in the circumferential groove paddle lock,
Figures 8,9
the cross section taken through the circumferential groove in analogy to FIG. 2 , but with different profiles of the positive locking element.

In allen Figuren sind identische Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In all figures, identical features are provided with the same reference numerals.

Figur 1 zeigt einen Schaufelkranz 10 für eine Strömungsmaschine. In Figur 1 ist lediglich ein Abschnitt des Umfangs des Schaufelkranzes 10 perspektivisch dargestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Schaufelkranz eines Axialverdichters. Der Axialverdichter kann bspw. der einer Gasturbine sein. FIG. 1 shows a blade ring 10 for a turbomachine. In FIG. 1 only a portion of the circumference of the blade ring 10 is shown in perspective. By doing illustrated embodiment is a blade ring of an axial compressor. The axial compressor can be, for example, that of a gas turbine.

An einem Schaufelträger 12, der an seiner nach außen weisenden kreisförmigen Umfangsfläche 14 eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Umfangsnut 16 aufweist, sind eine Vielzahl von Schaufeln 18 befestigt. Jede Schaufel 18 umfasst ein aerodynamisch gewölbtes Schaufelblatt 20 und eine den Strömungspfad des Verdichters lokal begrenzende Plattform 22. Gemäß dem hier dargestelltem Ausführungsbeispiel, ist der Schaufelträger 12 als Radscheibe 13 ausgestaltet. Radial innerhalb der Plattform 22 weist jede Schaufel 18 einen Schaufelfuß zur Befestigung der Schaufel 18 in der Umfangsnut 16 auf.On a blade carrier 12, which has on its outwardly facing circular peripheral surface 14 has a circumferentially extending circumferential groove 16, a plurality of blades 18 are attached. Each blade 18 comprises an aerodynamically curved blade 20 and a platform 22 bounding the flow path of the compressor. According to the exemplary embodiment shown here, the blade carrier 12 is designed as a wheel disc 13. Radially within the platform 22, each blade 18 has a blade root for attachment of the blade 18 in the circumferential groove 16.

Figur 2 zeigt den Querschnitt durch den Schaufelträger 12 entsprechend der Schnittlinie II-II aus Figur 1. Die Umfangsnut 16 weist einen Nutgrund 24 auf, der über Verrundungen 26 in zwei Seitenflächen 28 übergeht. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Seitenflächen 28 parallel zueinander und einander gegenseitig zugewandt. Radial nach außen folgen der Seitenfläche 28 schräg angeordnete Flächen 30 zur Bereitstellung von Freiräumen für die Plattform 22 der Schaufel 18. Die radial nach außen weisende Fläche 14 des Schaufelträgers 12 sowie die nach oben gewandte Fläche 21 der Plattform 22 begrenzen im dargestellten Ausführungsbeispiel den Strömungskanal 32 des nicht weiter dargestellten Verdichters nabenseitig. FIG. 2 shows the cross section through the blade carrier 12 according to the section line II-II FIG. 1 , The circumferential groove 16 has a groove base 24, which merges via rounded portions 26 into two side surfaces 28. According to the illustrated embodiment, the two side surfaces 28 are parallel to each other and facing each other. Radially outward, the side surface 28 is followed by obliquely arranged surfaces 30 to provide clearance for the platform 22 of the blade 18. The radially outwardly facing surface 14 of the blade carrier 12 and the upwardly facing surface 21 of the platform 22 define the flow channel 32 in the illustrated embodiment the compressor not shown on the hub side.

Gemäß dem angegebenen Ausführungsbeispiel ist in jeder Seitenfläche 28 jeweils eine Seitennut 34 mit einer Halbrund-Kontur vorgesehen. Dabei sind beide Seitennuten 34 auf einem identischen Radius angeordnet, bezogen auf eine Maschinenachse 36. Um die Maschinenachse 36 dreht sich der Rotor des Verdichters. Die Abstände der Seitennuten 34 zur Maschinenachse 36 können entgegen dem gezeigten Beispielm auch unterschiedlich groß sein.According to the specified exemplary embodiment, a side groove 34 with a semicircular contour is provided in each side face 28. In this case, both side grooves 34 are arranged on an identical radius, relative to a machine axis 36. The machine rotor 36 rotates about the rotor of the compressor. The distances of the side grooves 34 to the machine axis 36 can also be different in size, contrary to the example shown.

Radial nach innen angrenzend ist an der Plattform 22 der Schaufelfuß 23 der Schaufel 18 angeordnet. Bei Verdichterschaufeln und Dampfturbinenschaufeln sind Schaufelfuß 23, Plattform 22 und Schaufelblatt 20 zumeist als monolithische Einheit durch Schmieden hergestellt. Derartige Schaufeln können aber auch aus dem Vollen gefräst sein. Die Verwendung einer aus Modulen zusammengesetzen Schaufel ist ebenfalls denkbar. Der Schaufelfuß 23 weist an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 25 jeweils eine Fußnut 27 mit Halbrund-Kontur auf. Jede Fußnut 27 ist so angeordnet am Schaufelfuß 23, dass sie im verbauten Zustand einer der beiden Seitennuten 34 unmittelbar gegenüberliegt. Da die Seitennuten 34 sich entlang des gesamten Umfangs der Umfangsnut 16 erstrecken, sind diese ebenso endlos wie die Umfangsnut 16, so dass bei genauer Betrachtung der Schaufelfuß 23, welcher nur eine begrenzte Erstreckung in Umfangsrichtung aufweist, somit auch nur einem Abschnitt der betreffenden Seitennut 34 gegenüberliegen kann. Der betreffende Abschnitt einer der beiden Seitennuten 34 und die diesem Abschnitt gegenüberliegende Fußnut 27 werden gedanklich zu einer Nutpaarung 29 zusammengefasst, welche besagte Nutpaarung 29 im Querschnitt einen in Figur 2 quasi kreisförmigen Raum 31 mantelseitig begrenzen. Da zwischen der Seitenwand 25 des Schaufelfußes 23 und der Seitenfläche 28 der Umfangsnut 16 jedoch ein geringfügiger Spalt vorhanden sein kann, ist dieser bei der Bestimmung des Raumes 31 zu vernachlässigen. Jeder Raum 31 erstreckt sich mithin über eine Länge in Umfangsrichtung, die der Länge der Fußnut 27 in Umfangsrichtung entspricht.Radially inwardly adjacent to the platform 22 of the blade root 23 of the blade 18 is arranged. For compressor blades and steam turbine blades, the blade root 23, platform 22 and blade 20 are mostly made as a monolithic unit by forging. But such blades can also be milled from the solid. The use of a composed of modules blade is also conceivable. The blade root 23 has on each of two opposite side walls 25 a respective foot groove 27 with a semi-circular contour. Each foot groove 27 is arranged on the blade root 23 so that it directly opposite one of the two side grooves 34 in the installed state. Since the side grooves 34 extend along the entire circumference of the circumferential groove 16, these are just as endless as the circumferential groove 16, so that upon closer inspection of the blade root 23, which has only a limited extension in the circumferential direction, thus only a portion of the relevant side groove 34th can be opposite. The relevant section of one of the two side grooves 34 and the foot groove 27 opposite this section are combined to form a groove pairing 29, said groove pairing 29 having a cross-section in FIG FIG. 2 quasi-circular space 31 limit coat side. However, since there may be a slight gap between the side wall 25 of the blade root 23 and the side surface 28 of the circumferential groove 16, it is negligible in determining the space 31. Each space 31 thus extends over a length in the circumferential direction, which corresponds to the length of the foot groove 27 in the circumferential direction.

Der Raum 31 wird durch sogenannte Formschlusselemente 33 ausgefüllt. Je Seitenfläche 28 sind zumindest zwei, vorzugsweise drei Formschlusselemente 33 vorgesehen, die sich insgesamt zu einem Ring ergänzen. Wenn die Formschlusselemente 33 sich zu einem Ring ergänzen, sind diese in Umfangsrichtung quasi spielfrei angeordnet, was Verschleiß reduziert. Da die Formschlusselemente 33 jeden Raum 31 mindestens größtenteils, wenn nicht sogar vollständig ausfüllen, ergibt sich ein Formschluss zur Befestigung der Schaufeln 18 in radialer Richtung, bezogen auf die Maschinenachse 36, wodurch die Schaufeln 18 sicher in der Umfangsnut 16 gehalten sind.The space 31 is filled by so-called positive-locking elements 33. Per side surface 28 at least two, preferably three positive locking elements 33 are provided, which complement each other to a ring. If the interlocking elements 33 complement each other to form a ring, they are arranged virtually free of play in the circumferential direction, which reduces wear. Since the form-fitting elements 33 fill each space 31 at least for the most part, if not completely, a positive connection results for fastening the blades 18 in the radial direction, relative to the machine axis 36, whereby the blades 18 are securely held in the circumferential groove 16.

Figur 3 zeigt drei sich zu dem Ring 35 ergänzende Formschlusselemente 33. Zwei dieser Formschlusselemente 33 weisen die identische Bogenlänge auf und erstrecken sich über eine Bogenlänge von 176°. Das kürzere der drei Formschlusselemente 33, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel auf der 6-Uhr-Position angeordnet ist und als Schlussstift 37 dient, weist eine vergleichsweise kurze Bogenlänge auf, die so dimensioniert ist, dass sie eine ausreichende Lücke zum Einführen der Schaufelfüße 23 in die Umfangsnut 16 bereitstellt. Zur Montage werden sukzessiv die Schaufeln 18 durch die Lücke in die Umfangsnut 16 (FIG 4) eingesetzt und längs der Umfangsrichtung verschoben, so dass zusehends die Umfangsnut 16 mit Schaufeln 18 bestückt wird. FIG. 3 shows three complementary to the ring 35 form-fitting elements 33. Two of these form-fitting elements 33 have the identical arc length and extend over an arc length of 176 °. The shorter of the three interlocking elements 33, which is arranged in the illustrated embodiment at the 6 o'clock position and serves as a tail pin 37, has a comparatively short arc length, which is dimensioned so that it has a sufficient gap for insertion of the blade roots 23 in the Circumferential groove 16 provides. For mounting, the blades 18 are successively passed through the gap in the circumferential groove 16 (FIG. FIG. 4 ) and moved along the circumferential direction, so that visibly the circumferential groove 16 is fitted with blades 18.

Ein bis auf die beiden letzten Schaufeln bestückter Schaufelkranz 10 ist in Figur 4 ausschnittsweise perspektiv dargestellt. Figur 4 zeigt mithin den Schaufelträger 12, die Umfangsnut 16, vier Formschlusselemente 33 und eine Einführöffnung 38 zum radialen Einsetzen der Schaufeln 18 in die Umfangsnut 16. Zur Vervollständigung des Schaufelkranzes 10 sind in die nahezu vollständig beschaufelte Umfangsnut 16 noch zwei Schaufeln zu montieren, was in Figur 5 dargestellt ist.An assembled to the last two blades blade ring 10 is in FIG. 4 partial perspective shown. FIG. 4 shows therefore the blade carrier 12, the circumferential groove 16, four positive locking elements 33 and an insertion 38 for radially inserting the blades 18 in the circumferential groove 16. To complete the blade ring 10 are in the almost completely bladed circumferential groove 16 two blades to mount, which in FIG. 5 is shown.

Figur 5 zeigt teils geschnittener Darstellung die Umfangsnut 16, die Formschlusselemente 33, die Schaufeln 18 und zwei Sonderschaufeln 40, welche zuletzt montiert werden. Beide Sonderschaufeln 40 unterscheiden sich von den bisher dargestellten bzw. montierten Schaufeln 18 lediglich darin, dass diese eine in Umfangsrichtung kürzere Plattform 22 aufweisen als die anderen Schaufeln 18, so dass nach deren Montage trotz vollständigem Schaufelkranz 10 ein Freiraum 42 verbleibt, der mit Hilfe der Schlussstifte 37 und eines Schaufelschlosses 43 dauerhaft verschlossen werden kann. FIG. 5 shows partially cut representation of the circumferential groove 16, the form-fitting elements 33, the blades 18 and two special blades 40, which are mounted last. Both special blades 40 differ from the previously shown or assembled blades 18 only in that they have a shorter in the circumferential direction of platform 22 than the other blades 18, so that after assembly despite full blade ring 10, a free space 42 remains, with the aid of Closing pins 37 and a paddle lock 43 can be permanently closed.

Das zum Verschließen des Freiraums 42 zu verwendende Schaufelschloss 43 ist in Figur 6 dargestellt und umfasst ein Plattformstück 44, ein Klemmstück 46 und eine diese beiden Stücke miteinander verspannende Schraube 48. Zum Verschluss des Freiraums 42 wird zuerst das Klemmstück 46 in die Umfangsnut 16 eingelegt (Figur 7), so dass es vorerst am Nutgrund 24 der Umfangsnut 16 aufliegt. An den beiden Schmalkanten 50 des Klemmstücks 46 ist dieses angefast, damit die danach in die Umfangsnut 16 eingelegten Schlussstifte 37 sich zumindest teilweise in die Seitennuten 34 einlegen. Anschließend wird der Freiraum 42 von oben durch das Plattformstück 44 verschlossen. Das Plattformstück 44 und das Klemmstück 46 sind mit einander fluchtenden Löchern ausgestattet, wobei das Loch des Klemmstücks 46 ein Innengewinde als Durchgangsgewinde aufweist. Anschließend kann durch die Durchgangsbohrung des Plattformstücks 48 eine Schraube 48 von außen eingesetzt werden, welche in das Durchgangsgewinde des Klemmstücks 46 eingreift. Mit weiterem Zudrehen der Schraube 48 wird das Klemmstück 46 zusehends vom Nutgrund 24 abgehoben und drückt währenddessen einerseits die Schlussstifte 37 in die jeweils zugehörige Seitennut 34, wobei andererseits gleichzeitig das Plattformstück 44 an die Flächen 30 von außen angepresst wird. Bei ausreichender Vorspannung sind abschließend sowohl Schlussstifte 37 als auch Klemmstück 46 und Plattformstück 44 sicher miteinander am Schaufelträger 12 verspannt. Danach ist lediglich die Schraube 48 in bekannter Manier gegen Lösen zu sichern, was den Verlust des Schaufelschlosses 43 sicher vermeidet.The paddle lock 43 to be used for closing the clearance 42 is in FIG FIG. 6 and includes a platform piece 44, a clamping piece 46 and a screw 48 that screws these two pieces together. To lock the free space 42, the clamping piece 46 is first inserted into the circumferential groove 16 (FIG. FIG. 7 ), so that it initially rests on the groove base 24 of the circumferential groove 16. This is chamfered at the two narrow edges 50 of the clamping piece 46, so that the then inserted into the circumferential groove 16 closing pins 37 at least partially insert into the side grooves 34. Subsequently, the free space 42 is closed from above by the platform piece 44. The platform piece 44 and the clamping piece 46 are provided with aligned holes, wherein the hole of the clamping piece 46 has an internal thread as a through thread. Subsequently, a screw 48 can be inserted from the outside through the through hole of the platform piece 48, which engages in the through thread of the clamping piece 46. With further screwing of the screw 48, the clamping piece 46 is visibly lifted from the groove base 24 and while on the one hand pushes the closing pins 37 in each associated side groove 34, on the other hand the platform piece 44 is simultaneously pressed against the surfaces 30 from the outside. With sufficient preload, closing pins 37 as well as clamping piece 46 and platform piece 44 are finally securely braced together on blade carrier 12. Thereafter, only the screw 48 is secured in a known manner against loosening, which avoids the loss of the paddle lock 43 safely.

Die Figuren 8 und 9 zeigen den Querschnitt der Umfangsnut 16 analog zur Figur 2, jedoch mit unterschiedlichen Konturen für die Seitennuten 34 und Fußnuten 27.The FIGS. 8 and 9 show the cross section of the circumferential groove 16 analogous to FIG. 2 but with different contours for the side grooves 34 and foot grooves 27.

Gemäß Figur 8 sind die Konturen der Fußnuten 27 in einem plattformseitigen Abschnitt gekrümmt, an den sich ein gradliniger Abschnitt 51 anschließt. Hierdurch ergibt sich eine schwalbenschwanzförmige Kontur für den Schaufelfuß 23. Die Seitennuten 34 sind in Bezug auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 unverändert und somit halbrund. In Bezug auf die Radialrichtung zu Maschinenachse 36 überlappen sich die Fußnuten 27, so dass die Formschlusselemente 33 mit einer Halbrundkontur den Formschluss zur radialen Sicherung der Schaufel 18 herbeiführen können. Gemäß der Definition der Nutpaarung 29 ist der von der Nutpaarung 29 definierte Raum 31 nur teilweise ausgefüllt. Der Querschnitt des Raums 31 ist in Figur 8 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass aufgrund der schwalbenschwanzförmigen Kontur des Schaufelfußes 23 die unter Fliehkraft nach außen strebende Laufschaufel 18 die Formschlusselemente 33 mit großer Kraft in die Seitennuten 34 hineinpresst. Dies gewährleistet einen sicheren Sitz der Formschlusselemente 33 in beiden Nuten 34, 27.According to FIG. 8 the contours of Fußuten 27 are curved in a platform-side section, to which a straight-line section 51 connects. This results in a dovetail-shaped contour for the blade root 23. Die Side grooves 34 are in relation to the embodiment according to FIG. 2 unchanged and thus semicircular. With respect to the radial direction to the machine axis 36, the foot grooves 27 overlap, so that the form-locking elements 33 with a semicircular contour can bring about the positive locking for the radial securing of the blade 18. According to the definition of the groove pairing 29, the space 31 defined by the groove pairing 29 is only partially filled. The cross section of the space 31 is in FIG. 8 represented by a dashed line. This embodiment offers the advantage that due to the dovetail-shaped contour of the blade root 23, the blade 18, which tends outward under centrifugal force, presses the positive-locking elements 33 into the side grooves 34 with great force. This ensures a secure fit of the positive locking elements 33 in both grooves 34, 27th

Gemäß Figur 9 kann anstelle der Halbrundkonturen für die Seitennuten 34 und Fußnuten 27 auch einander komplett gegenüberliegende Nuten 34, 27 (in Figur 9 links dargestellt) mit einer rechteckigen Kontur vorgesehen sein. In diesem Fall weisen die Formschlusselemente 33 eine dazu größtenteils korrespondierende Kontur in Form auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 sind dabei die Ecken des Formschlusselements 33 angefast. Da zur Vermeidung von Kerbspannung die Übergänge vom Grund der Seitennut 34 bzw. Fußnut 27 in Seitenflächen bogenförmig übergehen, ist der von den beiden Nuten 27, 34 im Querschnitt geschlossene Raum auch nur größtenteils und nicht absolut vollständig von den Formschlusselementen 33 ausgefüllt.According to FIG. 9 may instead of the half-round contours for the side grooves 34 and 27 foot grooves also completely opposite grooves 34, 27 (in FIG. 9 left) may be provided with a rectangular contour. In this case, the form-locking elements 33 have a largely corresponding contour in the form. In the illustrated embodiment according to FIG. 9 are the corners of the form-fitting element 33 chamfered. Since the transitions from the bottom of the side groove 34 and foot groove 27 into arcuate surfaces pass to avoid stress concentration, the space closed by the two grooves 27, 34 is only largely and not completely completely filled by the interlocking elements 33.

In Fig. 9 rechts dargestellt ist eine besondere Form der Nutpaarung 29, bei der sich die Seitennut 34 und die Fußnut - bezogen auf die Maschinenachse 36 radial nicht überlappen. Dementsprechend ist das zugehörige Formschlusselement 33 im Querschnitt Z-förmig ausgebildet, um die beiden Nuten 27, 34 miteinander zu verhaken.In Fig. 9 shown on the right is a special form of Nutpaarung 29, in which the side groove 34 and the Fußnut - relative to the machine axis 36 does not overlap radially. Accordingly, the associated positive-locking element 33 is Z-shaped in cross-section in order to hook the two grooves 27, 34 together.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Insbesondere lassen sich die Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele miteinander kombinieren.While the invention has been further illustrated and described in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. In particular, the features of different embodiments can be combined.

Claims (10)

Schaufelkranz (10) für eine Strömungsmaschine, umfassend einen kreisförmigen Schaufelträger (12), entlang dessen Umfang sich eine endlose Umfangsnut (16) mit darin sitzenden Schaufeln (18) unter Bildung des Schaufelkranzes (10) erstreckt,
wobei in zwei einander gegenseitig zugewandten Seitenflächen (28) der Umfangsnut (16) jeweils eine endlose Seitennut (34) vorgesehen ist und die Füße (23) der Schaufeln (18) jeweils mittels eines Formschlusses in der Umfangsnut (16) befestigt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Schaufelfuß (23) zwei Fußnuten (27) aufweist, von denen jeweils eine einem Abschnitt einer der beiden Seitennuten (34) unter Bildung einer Nutpaarung (29) gegenüberliegt,
und dass je Seitennut (34) zumindest zwei sich jeweils zu einem Ring (35) ergänzende Formschlusselemente (33) vorgesehen sind, welche sich zur Bildung der Formschlüsse in die von den Nutpaarungen (29) begrenzten Räume (31) eingreifen.A blade ring (10) for a turbomachine comprising a circular blade carrier (12) along the circumference of which extends an endless circumferential groove (16) having blades (18) seated therein to form the blade ring (10),
wherein in two mutually mutually facing side surfaces (28) of the circumferential groove (16) each have an endless side groove (34) is provided and the feet (23) of the blades (18) are each secured by means of a positive connection in the circumferential groove (16),
characterized,
that each blade (23) has two Fußnuten (27), of which one a portion of one of the two lateral grooves (34) to form a Nutpaarung (29) opposite,
and that each side groove (34) is provided with at least two interlocking elements (33), each complementary to a ring (35), which engage in the spaces (31) delimited by the groove pairings (29) to form the interlockings. Schaufelkranz (10) nach Anspruch 1,
bei dem die Formschlusselemente (33) die Räume (31) zumindest größtenteils bis vollständig ausfüllen.Blade ring (10) according to claim 1,
in which the interlocking elements (33) fill the spaces (31) at least for the most part or completely. Schaufelkranz (10) nach Anspruch 1 oder 2,
bei dem jedes Formschlusselement (33) als Rundprofil, als Rechteckprofil oder als abgeflachtes Rundprofil ausgebildet ist und die Querschnittskonturen der Fußnuten (27) und Seitennuten (34) zu dem Profil der Formschlusselemente (33) korrespondieren.Blade rim (10) according to claim 1 or 2,
in which each positive-locking element (33) is designed as a round profile, as a rectangular profile or as a flattened round profile and the cross-sectional contours of the Fußnuten (27) and side grooves (34) correspond to the profile of the form-locking elements (33). Schaufelkranz (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3,
bei dem zumindest drei Formschlusselemente (33) je Seitennut (34) vorgesehen sind.Blade ring (10) according to claim 1, 2 or 3,
in which at least three form-fitting elements (33) per side groove (34) are provided. Schaufelkranz (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei dem je Seitennut (34) zumindest eines der Formschlusselemente (33) als Schlussstift (37) eine Länge in Umfangsrichtung der Umfangsnut (16) aufweist, die etwa der Umfangserstreckung des Schaufelfußes (23) der zuletzt eingesetzten Schaufel (18) entspricht und bei dem die Schlussstifte (37) an der gleichen Umfangsposition angeordnet sind.Blade ring (10) according to one of the preceding claims,
in which each side groove (34) at least one of the positive locking elements (33) has a length in the circumferential direction of the peripheral groove (16) which corresponds approximately to the circumferential extension of the blade root (23) of the last inserted blade (18) and in which the closing pins (37) are arranged at the same circumferential position. Schaufelkranz (10) nach Anspruch 5,
bei dem in der Umfangsnut (16) zwischen zwei Schaufeln (18) ein Schaufelschloss (43) an derjenigen Umfangsposition befestigt ist, an dem die beiden Schlussstifte (37) angeordnet sind.Blade ring (10) according to claim 5,
in which in the circumferential groove (16) between two blades (18) a paddle lock (43) is attached to that circumferential position on which the two closing pins (37) are arranged. Schaufelkranz (10) nach Anspruch 6,
bei dem das Schaufelschloss (43) ein plattenförmiges Klemmstück (46) mit einem Durchgangsgewinde, ein Plattformstück (44) mit einer gestuften oder angefasten Durchgangsbohrung und eine diese beiden Stücke verspannenende Schraube (48) umfasst, wobei im verspannten Zustand das Klemmstück (46) die beiden Schlussstifte (37) in die jeweilige Seitennut (34) und das Plattformstück (44) sich an die Umfangsnut (16) presst.Blade ring (10) according to claim 6,
in which the paddle lock (43) comprises a plate-shaped clamping piece (46) with a through-thread, a platform piece (44) with a stepped or chamfered through-hole and a screw (48) bracing these two pieces, wherein in the clamped state the clamping piece (46) both closing pins (37) in the respective side groove (34) and the platform piece (44) presses against the circumferential groove (16). Gasturbine, Dampfturbine oder Verdichter mit einem Leitschaufelkranz und/oder Laufschaufelkranz ausgebildet als Schaufelkranz (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Gas turbine, steam turbine or compressor with a vane ring and / or blade ring formed as a blade ring (10) according to one of claims 1 to 7. Verfahren zum Montieren von Schaufeln (18) eines Schaufelkranzes (10) in einer endlosen Umfangsnut (16) eines kreisförmigen Schaufelträgers (12),
umfassend die Schritte: - Bereitstellen des Schaufelträgers (12) mit einer endlosen Umfangsnut (16) mit zwei einander gegenseitig zugewandten Seitenflächen (28), in denen jeweils eine endlose Seitennut (34) vorgesehen ist, - Bereitstellen von Schaufeln (18) mit jeweils einem Schaufelfuß (23), welcher an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden (25) jeweils eine Fußnut (27) aufweist, die derart am Schaufelfuß (23) angeordnet sind, dass sie im verbauten Zustand der Schaufeln (18) jeweils einem Abschnitt einer der Seitennuten (34) gegenüberliegen, - Bereitstellen eines Schaufelschlosses (43), - für jede Seitennut (34) das Bereitstellen von zumindest zwei insgesamt ringförmigen Formschlusselementen (33), wonach der Zusammenbau zu einem Schaufelkranz (10) erfolgt durch a) Einsetzen von zwei Formschlusselementen (33) in beide Seitennuten (34) an gleicher Umfangsposition der Umfangsnut (16), b) wiederholtes Einsetzen einer der Schaufeln (18) in die Umfangsnut (16) an einer Umfangsposition , in der keine Formschlusselemente (33) vorhanden sind, und Verschieben der betreffenden Schaufel (18) in eine Umfangsposition mit Formschlusselementen (33), bis die betreffenden Formschlusselemente (33) beschaufelt sind, c) Wiederholen der Schritte a) und b), bis alle Schaufeln (18) des Schaufelkranzes (10) montiert sind, d) Montieren des Schaufelschlosses (43) und derjenigen Formschlusselemente (33), mit denen die Ringform (35) der Formschlusselemente (33) vervollständigt wird. Method for mounting blades (18) of a blade ring (10) in an endless circumferential groove (16) of a circular blade carrier (12),
comprising the steps: - providing the blade carrier (12) with an endless circumferential groove (16) with two mutually facing side surfaces (28), in each of which an endless side groove (34) is provided, - Providing blades (18) each having a blade root (23), which on two opposite side walls (25) each have a Fußnut (27) which are arranged on the blade root (23) that they are in the installed state of the blades (18 ) are each opposite a portion of one of the side grooves (34), Providing a paddle lock (43), - For each side groove (34) providing at least two generally annular positive locking elements (33), after which the assembly to a blade ring (10) is carried out by a) insertion of two positive locking elements (33) in both side grooves (34) at the same circumferential position of the circumferential groove (16), b) repeatedly inserting one of the blades (18) in the circumferential groove (16) at a circumferential position in which no positive locking elements (33) are present, and moving the relevant blade (18) in a circumferential position with positive-locking elements (33) until the relevant Form-locking elements (33) are bladed, c) repeating steps a) and b) until all blades (18) of the blade ring (10) are mounted, d) mounting the paddle lock (43) and those form-fitting elements (33) with which the ring shape (35) of the positive-locking elements (33) is completed. Verfahren nach Anspruch 9,
durchgeführt unter Verwendung eines Schaufelkranzes (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.Method according to claim 9,
performed using a blade ring (10) according to any one of claims 1 to 8.
EP13199052.5A 2013-12-20 2013-12-20 Blade ring for a turbomachine and method for mounting blades of a blade ring of a turbomachine Withdrawn EP2886799A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13199052.5A EP2886799A1 (en) 2013-12-20 2013-12-20 Blade ring for a turbomachine and method for mounting blades of a blade ring of a turbomachine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13199052.5A EP2886799A1 (en) 2013-12-20 2013-12-20 Blade ring for a turbomachine and method for mounting blades of a blade ring of a turbomachine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2886799A1 true EP2886799A1 (en) 2015-06-24

Family

ID=49880553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13199052.5A Withdrawn EP2886799A1 (en) 2013-12-20 2013-12-20 Blade ring for a turbomachine and method for mounting blades of a blade ring of a turbomachine

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP2886799A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109931112A (en) * 2019-04-28 2019-06-25 杭州汽轮机股份有限公司 A kind of free blade construction of steam turbine and its assembly method
US20210254480A1 (en) * 2020-02-18 2021-08-19 United Technologies Corporation Tangential Rotor Blade Slot Spacer for a Gas Turbine Engine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2317338A (en) * 1942-02-07 1943-04-20 Westinghouse Electric & Mfg Co Turbine blade fastening apparatus
US2421855A (en) 1943-07-23 1947-06-10 United Aircraft Corp Turbine blade locking device
US2430140A (en) * 1945-04-06 1947-11-04 Northrop Hendy Company Turbine blade and mounting
US3088708A (en) 1961-12-29 1963-05-07 Seymour J Feinberg Compressor blade locking device
FR1484321A (en) * 1966-06-22 1967-06-09 Ass Elect Ind Improvements to steam turbine rotors
DE10346263A1 (en) * 2003-10-06 2005-04-28 Alstom Technology Ltd Baden Turbine blade root fastening has form-locking component constructed as separate component with regard to blade root and blade carrier and engages simultaneously in longitudinal slots in first and second anchoring contours
EP2022944A1 (en) * 2007-07-27 2009-02-11 Siemens Aktiengesellschaft Blade fixation in a circumferential groove by means of a curable ceramic mass

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2317338A (en) * 1942-02-07 1943-04-20 Westinghouse Electric & Mfg Co Turbine blade fastening apparatus
US2421855A (en) 1943-07-23 1947-06-10 United Aircraft Corp Turbine blade locking device
US2430140A (en) * 1945-04-06 1947-11-04 Northrop Hendy Company Turbine blade and mounting
US3088708A (en) 1961-12-29 1963-05-07 Seymour J Feinberg Compressor blade locking device
FR1484321A (en) * 1966-06-22 1967-06-09 Ass Elect Ind Improvements to steam turbine rotors
DE10346263A1 (en) * 2003-10-06 2005-04-28 Alstom Technology Ltd Baden Turbine blade root fastening has form-locking component constructed as separate component with regard to blade root and blade carrier and engages simultaneously in longitudinal slots in first and second anchoring contours
EP2022944A1 (en) * 2007-07-27 2009-02-11 Siemens Aktiengesellschaft Blade fixation in a circumferential groove by means of a curable ceramic mass

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109931112A (en) * 2019-04-28 2019-06-25 杭州汽轮机股份有限公司 A kind of free blade construction of steam turbine and its assembly method
US20210254480A1 (en) * 2020-02-18 2021-08-19 United Technologies Corporation Tangential Rotor Blade Slot Spacer for a Gas Turbine Engine
US11242761B2 (en) * 2020-02-18 2022-02-08 Raytheon Technologies Corporation Tangential rotor blade slot spacer for a gas turbine engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1944471B1 (en) Axial rotor section for a rotor in a turbine
DE102010060284B4 (en) Backup spacer assembly for a hoop insertion airfoil attachment system and rotor assembly having such backup spacer assembly
EP2399004B1 (en) Rotor section for a rotor of a turbo machine, rotor blade for a turbo machine and blocking element
EP1944472A1 (en) Axial rotor section for a rotor in a turbine, sealing element for a turbine rotor equipped with rotor blades and rotor for a turbine
EP3412874A1 (en) Axially divided turboengine inner race
DE102010041808B4 (en) Blade segment, turbomachinery and process for their preparation
EP1995413B1 (en) Gap seal for airfoils of a turbomachine
EP2994615B1 (en) Rotor for a thermal turbomachine
EP1215367A2 (en) Locking device for turbomachine blades
EP2857639A1 (en) Sealing ring
EP3287608A1 (en) Internal ring for a guide- blade rim of a turbomachine
EP3628030B1 (en) Method for maintaining a turbomachine
DE19654471B4 (en) Rotor of a turbomachine
EP3390784B1 (en) Continuous flow machine having multiple guide vane stages and method for partially disassembling a continuous flow machine of this type
EP2394028B1 (en) Sealing apparatus at the blade shaft of a rotor stage of an axial turbomachine and the use thereof
EP2344722A2 (en) Blade cluster having offset axial mounting base
DE102008048261B4 (en) Axial turbomachinery rotor with a paddle lock and method of making the same
EP2886799A1 (en) Blade ring for a turbomachine and method for mounting blades of a blade ring of a turbomachine
EP2149677A1 (en) Attachment device for attaching a rotor blade to a rotor of a turbomachine
EP2716874A1 (en) Guide blade assembly, assembly method and fluid flow engine
EP3230559B1 (en) Final module to lock a bladed ring, corresponding blade carrier, turbomachine and method for inserting a final module
DE102013220467A1 (en) Rotor having a rotor body and a plurality of blades mounted thereon
DE7532649U (en) TURBO MACHINE
EP3159483A1 (en) Blade support for fixing rotor blades of a thermal fluid flow engine
EP2873808B1 (en) Rotor-blade group, method and flow engine

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20131220

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20160105