JP6463848B2 - 取り付けが簡単なシールプレートを有するホイールディスクアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルによる、ホイールディスクおよびホイールディスクに固定された複数のブレード装置、およびホイールディスクの環状スロットに固定された複数のシールプレートを有するホイールディスクアセンブリに関する。

冒頭で言及されたタイプのホイールディスクアセンブリは、従来技術において、非常に幅広い多様な実施形態で知られており、従来の実施形態においては、ホイールディスクは、外周にディスク軸の方向に延在する複数のブレード根元位置決めスロットを有している。ブレード装置は、ブレード根元部によってそこに配置される。ブレード根元位置決めスロットの端面をカバーするために、シールプレートが挿入され、この目的のために、一般的に環状スロットに取り付けられる。特許文献１は、この典型的な例を開示している。この場合、ホイールディスクは、取り囲み、外側に開いた、内側環状スロットを有し、ここで、ディスク軸に向いているシールプレートの端部を軸方向に固定する。シールプレートの反対の外側端部には、内側に開いた外側環状スロットが設けられている。外側環状スロットは、円周方向において互いに隣接するブレード装置によって形成される。

据付中、ブレード装置は、ホイールディスクのブレード根元位置決めスロットに挿入され、続けてシールプレートも２つの環状スロットの間に挿入される。最後の２つのブレード装置を導入するためにすべてのシールプレートは、あらかじめ既に取り付けられていなければならず、ホイールディスクの関連するスロットにブレード装置が取り付けられる距離だけシールプレートの重複部分によって環状スロット内で移動させなければならない。そして、シールプレートは円周方向に指定位置に押し戻され、そこで円周方向の移動に対して適当に固定される。

既知のホイールディスクアセンブリの欠点は、実際には多大な費用がかかる２つの隣接するブレード装置を初めに取り外さなければならないため、点検修理の際にシールプレートを取り外すことが困難であるという点にある。

英国特許出願公開第９０５，５８２号明細書

この従来技術から、本発明の目的は、シールプレートの取り付けに関してより高い柔軟性が達成される冒頭に言及されたタイプのホイールディスクアセンブリを作成することである。

一般的なホイールディスクアセンブリは、ホイールディスク、複数のブレード装置、および複数のシールプレートを備える。この場合ホイールディスクは、外周に配置されたブレード位置決め部分を有する。取り外し可能、かつ円周方向に分配された方法でここにブレード装置が固定される。さらに、ホイールディスクは、ブレード位置決め部分から軸方向距離にある環状突起を有する。環状スロットは、ブレード位置決め部分および環状突起の間に配置される。ディスク軸に向けられた縁部領域によってシールプレートは、環状スロットに取り付けられ、かつブレード位置決め部分および環状突起によって軸方向に固定される。ディスク軸は、明らかにローターディスクの中央回転軸に一致する。シールプレートの縁部領域は、シールプレートの端部に隣接し、シールプレートの端部は、ディスク軸に向けられ、かつ環状スロット内の配置に対応して半径方向に垂直に延在する。

目的を達成するために、本発明によると、環状スロットは、シールプレート取付領域を画定する少なくとも１つの凹所によって軸方向に広げられている。この点において、凹所は、環状スロットから軸方向にブレード位置決め部分および／または環状突起へ延在する。この場合、円周方向における凹所の長さは、縁部領域におけるシールプレートの長さより長い必要がある。

このような凹所により、全てのブレード装置が既にホイールディスクに取り付けられていたとしても、シールプレートは、単純な方法で関連した環状スロットにねじ込むことができ、結果として、非常に柔軟な方法で取り付けが設計される。この場合、シールプレートを縁部領域によって例えば上から斜めに凹所へ挿入することができ、かつシールプレートをホイールディスクの方向に傾けることができる。その後で、シールプレートを環状スロットに沿って円周方向に移動することができる。同様に、逆の順序で単純な方法で個々のシールプレートを取り外すことができる。

第１の事例では、環状スロットがセグメント化されているか、および／または不連続であるかは基本的に無関係であり、不連続領域は、シールプレートを取り付けるために必要ではない。簡単、かつ特により好都合な実施形態において、凹所は別にして、断面において環状スロットは、常に取り囲む設計である。

本発明の一実施形態によると、すべてのシールプレートは、同一の部品として同じように設計されており、その結果、シールプレートの製造および保管が簡単になる。

また凹所がディスク軸に向かって半径方向に延在する場合に特に好都合である。つまり、限られた長さにわたる凹所は、環状スロットの軸方向および半径方向の断面を拡大する。

凹所によって軸方向および半径方向の両方に設けられた拡大の結果として、縁部領域によるシールプレートの取り付けのための好都合な自由空間が作られる。特に、最終位置に一致する位置よりもディスク軸の近くにこれらのシールプレートが配置されるように、シールプレートを凹所に初めに挿入することが可能である。その後、シールプレートは、半径方向において外側に移動させることができ、したがって最終位置に再配置させることができる。

環状スロットに面する側の環状突起は、好都合に凹所の領域において斜面を有し、環状突起が環状スロットに向かって平らになるように斜面が設計される。このような斜面はまた、凹所の領域におけるシールプレートの挿入および取り外しを簡単にする。

本発明の一実施形態によると、環状スロットに面する側の環状突起は、環状スロットに向かって開いたキャビティの形アンダーカット領域を凹所の領域に有する。

互いに直径方向に反対にホイールディスクに形成された２つの凹所が好都合に設けられる。第２の凹所により、ホイールディスクアセンブリの指定された据付中の不均衡を回避することができる。さらに、シールプレートをより迅速に取り付け、および取り外すことができる。また、ディスク軸に対して回転対称に外周にわたって分布された多数の凹所を設けることも考えられる。

本発明の一実施形態によると、環状スロットは、アンダーカット設計であり、断面を見ると、シールプレートの方向において軸方向に突出する少なくとも１つの保持突起を有する。保持突起は、ブレード位置決め部分および／または環状突起に対応して選択的に配置され、かつ環状スロットの半径方向外側に配置される。この場合、保持突起は、環状スロット、すなわちディスク軸に向かう側において保持面を有する。第１の事例において、保持突起が片側または両側のどちらに設けられているか、および１つの保持面または複数の保持面が保持突起に設けられているかということは無関係である。環状スロットに沿って円周方向に延在する保持突起を有し、そこに保持面が構成された実施形態は、適切、かつ有利に単純である。これに対応して、縁部領域におけるシールプレートは、支持面が設けられた少なくとも１つの軸方向に突出した支持突起を有する。したがって、支持突起を有する縁部領域は、縁部領域の半径方向外側にあるシールプレートの領域のための厚くなった部分として機能する。

保持突起の保持面および支持突起の支持面は、ホイールディスクアセンブリの指定された運転中に、シールプレートの支持面が遠心力の影響をうけて保持突起の保持面に対して支持されるように構成される。この実施形態により、遠心力の影響をうけてシールプレートの自然重量は、ホイールディスクによって吸収され、その結果、ブレード装置は、負荷から解放される。

凹所に構成される少なくとも１つの充填片が好ましく設けられる。充填片によって、環状スロットからシールプレートが偶発的に滑り落ちたり、シールプレートが凹所の領域の一部の長さにわたって配置されているような位置のシールプレートが部分的に変形することを防ぐことができる。この目的を達成するために、充填片がシールプレートに当接することが必要である。

この場合、一方で、充填片が半径方向に延在する接触面によってシールプレートの縁部領域に軸方向に当接することが好都合である。したがって、凹所の領域においてシールプレートの軸方向の固定が保証される。

さらに、充填片が半径方向外側に向いた軸方向に延在する接触面を有し、それに対してシールプレートの内周が当接することが好都合である。それに対応して、凹所の領域のシールプレートを充填片上で支持することができるため、特に凹所がホイールディスクに半径方向に延在する場合に、例えばディスクアセンブリが静止した状態でシールプレートはディスク軸に向かって移動しない。

環状突起に設けられた斜面が充填されるように、充填片が好都合に設計される。この結果、一方で、そうでなければ一側に存在するような材料の間隙による不均衡を防ぐことができ、特に、軸方向に負荷がかかる場合に、シールプレートによって充填片のより良好な支持が提供される。

さらに、凹所に向かって開口するキャビティが設けられている場合、充填片がこのキャビティに対して突出することが好都合である。この領域のアンダーカット設計のため、キャビティにより、充填片の半径方向の固定が達成される。

特に好都合な実施形態において、ブレード装置は、それぞれディスク軸の周りを区画して延在し、かつディスク軸に向かって半径方向に開いた環状スロットセグメントを有する。この場合、シールプレートは、その外周で環状スロットセグメント内に収容され、この場合、軸方向に固定される。この場合、ここで考慮される外周に軸方向に隣接して配置されたさらなる輪郭がシールプレートに設けられているかどうかは無関係である。その代わりに、ディスク軸の方向の外周にシールプレートの位置を固定することが不可欠である。

ホイールディスクに半径方向に延在する好都合な凹所を考慮すると、シールプレートが初めに凹所内に下降し、枢動または押し込みの後で、ホイールディスク上に半径方向外側に移動するという取り付け方法が得られる。これにより、外周による環状セグメントへのシールプレートの挿入が実行される。この場合、シールプレートがそれぞれの場合に環状スロットセグメント内に収容されているか、シールプレートが好都合にブレード装置に対して重なって配置され、この点において隣接する環状スロットセグメントと係合しているかどうかは無関係である。

シールプレートは、それぞれの場合に、ホイールディスクアセンブリの指定された使用中に対応するシールプレートを指定位置に保持する円周移動ロックを好都合に有し、これにより、円周方向の移動を防ぐ。

本発明の一実施形態によると、シールプレートは、孔を有し、ホイールディスクは、関連する開口部を有し、孔を通り延在する接続部材が関連する開口部に係合し、かつプロセス中にシールプレートに好都合に固定される。シールプレートに接続部材を固定することにより、切欠き効果等によるホイールディスクの不必要な弱化を防ぐことができる。

開口部は、半径方向に延在する細長い孔の形で好都合に設計される。それに対応して、シールプレートは、ホイールディスクアセンブリの指定される使用中に遠心力の影響をうけて半径方向に外向き移動することができる。

本発明の一実施形態によると、第１環状スロットおよび／または支持突起および／または充填片の複数の縁部および角に半径が設けられる。このような半径の結果として、切欠き効果の結果としての対応する構成要素の弱化が回避される。

本発明は、さらに本発明によるホイールディスクアセンブリの設置方法を提供し、当該方法において、すべてのブレード装置は、第１のステップでホイールディスクに固定され、さらなるステップでシールプレートが取り付けられる。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照にした以下の説明により明確になるだろう。

ホイールディスクアセンブリの斜視図を示す。 凹所の領域のホイールディスクの斜視図を示す。 凹所の領域のホイールディスクを通る断面図を示す。 シールプレートが挿入された状態の図２と同様の図を示す。 シールプレートおよび挿入された充填片を有する凹所を通る拡大斜視断面を示す。 図５の実施形態の断面図を示す。 図５の充填片の側面図を示す。 図５の斜視図を示す。 凹所および充填片の代替設計による図５と同様の斜視断面を示す。

図１〜図８は、本発明の第１実施形態によるホイールディスクアセンブリ１およびその構成要素を示す。ホイールディスクアセンブリ１は、ホイールディスク２と、軸方向に延在するブレード根元位置決めスロット４に関連するホイールディスク２のブレード位置決め部分２４に外周に沿って固定された複数のブレード装置３と、半径方向に離間した環状スロットおよび環状スロットセグメント６，７においてホイールディスク２およびブレード装置３の間に保持された複数のシールプレート５とを備える。環状スロット６は、この場合、ホイールディスク２に設けられ、連続的な環状突起８によって軸方向外側の境界が定められる。その反対側には、ブレード装置３のそれぞれに環状スロットセグメント７が形成される。

ホイールディスク２に設けられた環状スロット６は、アンダーカット設計であり、断面を見ると、軸方向に突出した保持突起９を有しており、突起９には、保持面１０が設けられている。それに対応して、断面を見ると内径の縁部領域においてシールプレート５は、保持突起９に対応するように設計された、軸方向に突出した支持突起１１を有しており、突起１１には、支持面１２が設けられている。

シールプレート５の取り付けを容易にするために、直径方向に互いに対向し、同一設計の２つの凹所１３（凹所１３のうち１つの凹所１３が図では示されている）が環状スロット６に配置され、それぞれ、シールプレート位置決め領域を画定する。円周方向の凹所１３の長さは、環状スロット６に収容された縁部領域のシールプレートの長さより長い。凹所１３は、軸方向に延在し、環状スロット６を広げている。凹所１３の領域において第１環状スロット６に面する側の環状突起８は、斜面１４を有し、この斜面１４は、環状突起８が環状スロット６に向かって平坦になるように設計されている。

ホイールディスクアセンブリ１はまた、充填片１５を備え、この充填片１５は、環状スロット６に関して凹所１３によって広がった領域、および斜面１４の領域を充填するように設計される。さらに、充填片１５は、環状突起８から離れて軸方向に向き、シールプレートの下に延在する突起１６を有し、これにより突起は、少なくとも１つのシールプレート５の内周縁部の位置決めとして機能する軸方向に延在する接触面を画定する。ホイールディスク２へ半径方向にも延在する凹所１３は、そうでなければシールプレート５の着座のために取り囲む方法で設けられている環状スロット６の基部を中断する。軸方向接触面によって凹所１３の領域におけるシールプレート５の基本的に面一の着座が形成される。

シールプレート５は、それぞれ同じように設計され、孔１７を備え、ホイールディスクアセンブリ１の指定される取り付け状態において、孔１７を通り基本的にピン状設計の接続部材１８が延在し、接続部材１８は、関連するシールプレート５に固定され、ホイールディスク２に形成された半径方向に延在する細長い孔の形の開口部１９と係合する。

ホイールディスクアセンブリ１の据え付け中、すべてのブレード装置３は、第１のステップでホイールディスク２に取り付けられる。さらなるステップで、シールプレート５は、次々に取り付けられる。この目的を達成するために、各シールプレート５がその縁部領域によって上から凹所１３へ挿入され、そしてホイールディスク２の方向に傾けられる。その後、シールプレート５は、上方に、つまり半径方向に外側に移動され、外側円周縁部によって環状スロットセグメント７に挿入され、そして環状スロット６および環状スロットセグメント７の間で誘導される方法で円周方向に移動される。この場合、はじめに個々のシールプレート５が、互いに重なりあう領域に円周方向に他のシールプレートの上に押しつけられることにより、最後のシールプレート５の取り付けの後で、凹所１３によって画定されるシールプレート取付部分が自由になる。さらなるステップにおいて、充填片１５が凹所１３に挿入される。次に、凹所１３に隣接して配置されたシールプレート５が充填片１５の突起１６の半分に位置するように、円周方向に互いに押し付けられる。ここで、充填片１５は、重なったシールプレート５によって不慮の離脱に対して固定される。さらなるステップにおいて、接続部材１８がシールプレート５の孔１７を通り押しこまれ、接続部材１８は、孔１７に整列して配置された関連する開口部１９と係合する。接続部材１８は、例えばピーニングによってシールプレート５に固定される。ここで、シールプレート５は、円周方向の不注意の移動に対して固定される。

ホイールディスクアセンブリの指定された運転中に、遠心力がシールプレート５に働き、シールプレート５を半径方向外側に移動させ、接続部材１８が関連する開口部１９の内側に誘導される。シールプレート５の半径方向外側の移動は、支持突起１１の支持面１２がホイールディスク２の保持突起９の保持面１０に当接するとすぐに、シールプレート５に形成された支持突起１１によって制限される。この状態において、ホイールディスク２は、シールプレート５の自然重量によって生じる力を吸収する。

前述のホイールディスクアセンブリ１の重要な利点は、すべてのブレード装置３がホイールディスク２に既に取り付けられていても凹所１３によりシールプレート５が単純な方法で関連する環状スロット６，７にねじ込むことができ、その結果、取り付けが非常に柔軟に設計されているという点にある。同様に、シールプレートは、単純な方法で取り外すことができる。さらなる利点は、シールプレート５の自然重量の結果として遠心力の影響をうけて生じる力がホイールディスク２に設けられた保持突起９、およびシールプレート５に形成された支持突起１１によりホイールディスク２によって吸収され、その結果、ホイールディスクアセンブリ１の運転中のブレード装置３への負荷が大きく軽減されるという点にある。

図９は、凹所２０および凹所２０に挿入される充填片２１の代替の実施形態を示す。凹所２０は、凹所２０の領域において環状スロット６に面する側の環状突起が、凹所２０に向かって開いたキャビティ２２を有するアンダーカット領域を有するという点で、説明された凹所１３とは異なっている。充填片２１は、この充填片がアンダーカット領域、すなわちキャビティ２２を充填するという点で充填片１５とは異なっており、充填片１５とは対照的に、シールプレート５が着座する、環状突起から離れる向きの突起１６がない。それ以外は、図９に示す実施形態は、前述のホイールディスクアセンブリ１に対応し、同じ構成要素または部品は、同じ名称で特定される。

本発明は、好ましい例示的な実施形態によって詳細に完全に図示され、説明されたが、本発明は、開示された実施例によって限定されるものではなく、本発明の保護の範囲から逸脱することなく、当業者によって他の変形が導き出されてもよい。

１ ホイールディスクアセンブリ
２ ホイールディスク
３ ブレード装置
４ ブレード根元位置決めスロット
５ シールプレート
６，７ 環状スロット
８ 環状突起
９ 保持突起
１０ 保持面
１１ 支持突起
１２ 支持面
１３ 凹所
１４ 斜面
１５ 充填片
１８ 接続部材
１９ 開口部
２０ 凹所
２１ 充填片
２２ キャビティ
２４ ブレード位置決め部分

Claims (11)

1. ブレード位置決め部分（２４）、軸方向に離間した少なくとも１つの環状突起（８）、および前記ブレード位置決め部分（２４）および前記環状突起（８）の間に構成された少なくとも１つの環状スロット（６）を有するホイールディスク（２）と、複数のブレード装置（３）であって、円周方向に分布した方法で前記ブレード位置決め部分（２４）に固定された複数のブレード装置（３）と、複数のシールプレート（５）であって、ディスク軸に向けられた縁部領域によって前記環状スロット（６）内に軸方向に固定された複数のシールプレート（５）と、を有するホイールディスクアセンブリ（１）であって、
   前記環状スロット（６）から前記軸方向に前記ブレード位置決め部分（２４）内に、および／または前記環状突起（８）内に延在する凹所（１３，２０）であって、円周方向における前記凹所の長さが少なくとも前記シールプレート（５）の前記縁部領域の長さに対応する凹所（１３，２０）によって特徴づけられ、
   前記環状突起（８）が前記凹所（２０）に向かって開いたキャビティ（２２）を有し、前記キャビティ（２２）が、前記環状突起（８）のアンダーカットとして形成されており、前記シールプレート（５）を固定するための充填片を半径方向において固定するように前記充填片を受容することを特徴とする、ホイールディスクアセンブリ（１）。
2. 前記凹所（１３，２０）が前記環状スロット（６）から前記ディスク軸に向かってさらに延在することを特徴とする、請求項１に記載のホイールディスクアセンブリ（１）。
3. 前記環状突起（８）が前記凹所（１３，２０）に向かって傾斜した斜面（１４）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のホイールディスクアセンブリ（１）。
4. 前記ディスク軸に対して回転対称に配置された２つ以上の凹所（１３，２０）が設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のホイールディスクアセンブリ（１）。
5. 前記ブレード位置決め部分（２４）および／または前記環状突起（８）が、前記環状スロット（６）の半径方向外側に配置され、軸方向に前記シールプレート（５）へ延在し、かつ前記環状スロット（６）へ向けられた保持面（１０）を有する保持突起（９）を有し、かつ少なくとも一側における前記シールプレート（５）が、半径方向外側に向いた支持面（１２）を有する突出した支持突起（１１）を有し、前記支持面（１２）が、少なくとも前記シールプレート（５）に遠心力がかかる場合に、前記保持面（１０）と当接することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のホイールディスクアセンブリ（１）。
6. 前記凹所（１３）に配置され、円周方向に部分的に延在するとともに、前記シールプレート（５）と当接する充填片（１５，２１）によって特徴づけられる、請求項１〜５のいずれか一項に記載のホイールディスクアセンブリ（１）。
7. 前記充填片（１５）の半径方向に延在する接触面および／または軸方向に延在する接触面が前記シールプレート（５）と当接することを特徴とする、請求項６に記載のホイールディスクアセンブリ（１）。
8. 前記充填片（１５）が前記凹所（１３，２０）に向かって傾斜した斜面（１４）および／または前記凹所（２０）に向かって開いた前記キャビティ（２２）内へ突出することを特徴とする、請求項６または７に記載のホイールディスクアセンブリ（１）。
9. 前記ブレード装置（３）がそれぞれ、前記ディスク軸に向かって半径方向に開いた環状スロットセグメント（７）を有し、前記シールプレート（５）の外周で前記環状スロットセグメント（７）内に軸方向に固定されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のホイールディスクアセンブリ（１）。
10. 少なくとも１つのシールプレート（５）が、円周移動ロックによって円周方向に固定されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のホイールディスクアセンブリ（１）。
11. 少なくとも１つのシールプレート（５）が円周方向の固定のために、孔（１７）を有し、かつ前記ホイールディスク（２）が関連する開口部（１９）を有し、接続部材（１８）が前記孔（１７）を通り前記開口部（１９）に係合することを特徴とする、請求項１０に記載のホイールディスクアセンブリ（１）。

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