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EP1944466A1 - Coupling of two rotor blades - Google Patents

Coupling of two rotor blades Download PDF

Info

Publication number
EP1944466A1
EP1944466A1 EP07000454A EP07000454A EP1944466A1 EP 1944466 A1 EP1944466 A1 EP 1944466A1 EP 07000454 A EP07000454 A EP 07000454A EP 07000454 A EP07000454 A EP 07000454A EP 1944466 A1 EP1944466 A1 EP 1944466A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coupling element
blade
recesses
recess
cover plates
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Withdrawn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
EP07000454A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Haase
Bernd Leidinger
Karl Dr. Urlichs
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
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Priority to EP07000454A priority Critical patent/EP1944466A1/en
Publication of EP1944466A1 publication Critical patent/EP1944466A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/22Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
    • F01D5/225Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations by shrouding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/16Form or construction for counteracting blade vibration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3053Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers by means of pins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/20Three-dimensional
    • F05D2250/23Three-dimensional prismatic
    • F05D2250/232Three-dimensional prismatic conical

Definitions

  • the invention relates to a blade with a cover plate at an upper end of an airfoil.
  • the invention relates to a device for coupling two blades, comprising two cover plates of the blades, which are spaced from each other by a gap and each having a recess into which a gap bridging the coupling element is inserted.
  • turbomachines particularly steam turbines
  • blades of a first row of blades are hit by high-velocity gas or superheated steam, which drives the blades to momentum by momentum transfer.
  • steam turbines If steam turbines are to operate a large portion of their operating time in a partial load range, they usually include a control stage for improving the efficiency.
  • the hot steam from several valves is simultaneously directed to the first row of blades.
  • the steam flow is not uniformly reduced in all valves, but it is successively throttled individual valves, with other valves are fully flowed through with superheated steam.
  • a device for coupling two blades of the type mentioned in which the coupling element rests on tangentially to each other angled contact surfaces on the cover plates and the cover plates is tangentially supported against each other.
  • the coupling element rests on tangentially to each other angled contact surfaces on the cover plates and the cover plates is tangentially supported against each other.
  • the invention is therefore based on the further consideration that a mechanical load on the blades not only by a vibration damping by energy extraction by Friction is useful, but by a stiffening in the radially outer region, whereby a vibration-exciting energy transfer from superheated steam can be significantly reduced to the blades. Any existing friction elements can be spared in their load and wear can be reduced.
  • the coupling element rests on tangential to each other angled contact surfaces on the cover plates, wherein the Anwinkelung may be small, but should always be> 0 °, in particular> 5 °. It can go up to 180 °, so that the contact surfaces are exactly opposite, parallel surfaces.
  • the contact surfaces can merge seamlessly, e.g. as part of a spherical surface or a surface of an ellipsoid of revolution. They can both be part of the contact element or each contact surface can be part of one of the recesses.
  • the coupling element can support the two cover plates by a tangential positive connection with the cover plates against each other.
  • the recesses are bag-shaped. As a result, the recesses can be easily made with contact points for tangential support.
  • the recesses each comprise an obliquely oriented to the tangential direction contact surface for the mutual interaction on both sides simultaneous contact with the coupling element.
  • the coupling element can push away the contact surface a little bit obliquely elastic, whereby a hard beating cushioned or can be completely prevented.
  • the coupling element can be pushed deeper into the recess by the pressure, whereby a slight damping by friction is made possible.
  • An oblique orientation to the tangential direction is an orientation with an angle greater than 5 °, in particular greater than 10 ° to the tangential direction.
  • the two recesses form a radially tapering inner wedge in the common interaction.
  • a pressed by the centrifugal force to the outside coupling element can thus achieve a wedge effect, which presses the cover plates against each other and thus form a stable association.
  • the radial direction can be seen in relation to the blades.
  • oblique contact surfaces can be easily produced when the recesses are tapered inward.
  • the recesses may be conical, whereby a simple production can be achieved. Also conceivable are round or spherical recesses.
  • a simple production of the coupling element combined with a good support and damping effect can be achieved if the coupling element is conically shaped on both sides in the tangential direction.
  • the supporting and damping effect can be further improved if the recesses conical with a Inner cone angle are executed and an outer cone angle of the coupling element is greater than the inner cone angle.
  • the coupling element abuts against a contact surface of the recess with an edge or if an edge of the recess rests against an outer surface of the coupling element, then there is the risk that a shoulder is incorporated into the contact surface or outer surface by non-elastic deformation, which results in desired mobility of the contact surface Counteracts coupling element in the recess.
  • a risk can be reduced or eliminated if the coupling element has a contact surface convexly curved in the direction of the recess interior for engagement with an inner surface or contact surface of a recess.
  • the coupling element can be designed as an ellipsoid of revolution or a part thereof.
  • both the recess and the coupling element are rotationally symmetrical.
  • the contact between the two is expediently annular, in particular circular, around the coupling element.
  • both recesses are identically shaped.
  • the coupling element In order to be able to absorb a sufficient force between the two cover plates, the coupling element must have a corresponding one Have size. As a result, a thickening of the cover plates in the region of the recesses may be necessary. A radially outwardly directed thickening makes it difficult to attach structures to the radially outer side of the cover plate, which are provided to a seal between the cover plate and the turbine housing.
  • An arrangement of a coupling element between the cover plates without thickening can be achieved if the coupling element has a longitudinal direction which is oriented in a gap longitudinal direction, in particular in an axial gap longitudinal direction, which can be tilted at a rhomboid angle to the axial direction of the blade.
  • the gap longitudinal direction extends between the cover plates. It can be achieved an extended support in the form of a surface or line with a narrow in the radial direction of the blade recess.
  • the coupling element may be, if it is cylindrical.
  • the recess is a groove, in particular corresponding to the coupling element, then it can easily be produced in the cover plate.
  • the groove is closed at one end by a limiting element and open at the other end. By the limiting element from falling out of the coupling element can be prevented from the groove. In the open side, a corresponding limiting element of the adjacent cover plate engage and secure it against falling out of the coupling element.
  • a good sealing of the cover plate against a turbine housing can be facilitated if the cover plate has a bump-free radial outer surface, in particular a cylindrical radial outer surface. sealing Structures can be placed on the outer surface without complex adaptation.
  • Blades with the coupling element according to the invention are easier to use in the radial direction of a blade holder of a rotor than in the axial direction, for example, with known Christmas tree connections.
  • the device advantageously comprises two blade roots of the blades with a connecting means for radial insertion into a blade holder of a rotor.
  • the blade root or its connecting means is held by a tapping on the blade holder.
  • the invention is also directed to a blade ring for a turbomachine having a bandage of blades, wherein each adjacent cover plates of the blades are supported by a device as described above in operation tangentially against each other. It can support the entire blade ring in itself and a load of a steam steel on one or a few blades can be distributed over the entire blade ring.
  • FIG. 2 and FIG. 3 each show a schematic representation of a section of a blade ring of a blade row of a control stage of a steam turbine. Shown are two identical blades 2, which are supported by a centrifugally urged radially outward coupling element 4 in operation together.
  • FIG. 1 shows the rotor blades 2 in a sectional view in the axial direction 8 of the rotor of the steam turbine, FIG. 2 in the tangential direction 6 and FIG. 3 in a partially sectioned view from radially outside.
  • Blades 2 each include a blade root 10, an airfoil 2a, and a top plate 12 which are integrally connected together by a blade 14 for generating rotation of the blade row.
  • the cover plates 12 each have a cylinder-segment-shaped formation 16 radially outward, in the tangential direction 6 on both sides an inwardly tapering, bag-shaped recess 18 is introduced in the form of a cone.
  • a cylindrical recesses are conceivable.
  • Two mutually facing recesses 18 each form a cavity 18 a, in which a coupling element 4 is inserted. In this way, between all the blades 2 of the Blade ring each used a coupling element 4, so that all the blades 2 of the blade ring are supported against each other. The support takes place during operation by means of the centrifugal force to the outside pressed coupling element 4, which is pressed tangentially to each other when moving the cover plates 12 to radially inward.
  • the coupling element 4 in the recesses 18 is enlarged in FIG. 4 shown. It is tapered on both sides as a double cone formed with two frustoconical, designed as contact surfaces 20 lateral surfaces which are angled in the tangential direction at an angle of 30 ° to each other. This angle is a sharper, ie larger cone angle than that of the contact surfaces 22 of the recesses 18, which are angled tangentially to each other at 25 °. In this way, each of the two contact surfaces 20 abut circularly on an outer edge 24 of the recesses 18.
  • the coupling element 4 is with a slight bias between the blades 2 used so that the blades 2 in the resting state slightly press on the coupling element 4, which holds the blades 2 by a gap 26 between facing surfaces 28 of the cover plates 12 spaced.
  • An axis of symmetry of the coupling element 4 is aligned in the tangential direction 6, neglecting a rhomboid angle 30 between the axial direction 8 and a gap longitudinal direction 32 of the gap 26.
  • the blade roots 10 are provided with fingers 38 which are held by bolts 40 in the blade holder 36.
  • the rotor blades 2 rotate about an axis of rotation 8 aligned axis of rotation. Due to an uneven influx of the blades 14 with superheated steam, a force which is uneven in magnitude and rhythmic in time engages in the axial direction 8 and tangential direction 6 on the blades 14, which are thereby excited to vibrate. Due to the coupling elements 4 between the cover plates 12, these vibration movements transmitted to the cover plates 12 are largely synchronized in the tangential direction 6 and also in the axial direction 8, so that a shock on a blade 14 is partially distributed to the neighboring blades.
  • the cover plates 12 are free of play against the pressed out to the outside or completely clamped coupling elements 4, so that the cover plates 12 can be supported without play together. It is thereby a stiffening of all cover plates 12 together, mainly in Tangentialcardi 6 but also reached in the axial direction 8.
  • the coupling element 4 can be pressed a little way into the recesses 18, whereby a cushioning of a hard impact on a blade 2 is made possible.
  • the impressions in a recess 18 is connected to an elastic deformation of the cover plate 12 in the region of the recess 18 and the coupling element 4 in the region of the contact point of the cover plate 12, so that in this way the cushioning is achieved.
  • the outer edge 24 of the cover plate 12 rubs over the contact surface 20 of the coupling element 4, so that a damping of the impact movement takes place by friction.
  • FIG. 5 An alternative coupling element 42 in the same cover plates 12 of blades 2 is in FIG. 5 shown.
  • the following descriptions are essentially limited to the differences from previous embodiments. With regard to features and functions that remain the same, reference is made to the preceding exemplary embodiments. Substantially identical components are basically numbered with the same reference numerals.
  • the coupling element 42 is designed in the form of an ellipsoid of revolution and has in the direction of the interior of the recesses 18 convexly curved contact surfaces 44 for engagement with the contact surfaces 22 of the recesses 18, which merge between the cover plates 12 into one another.
  • the contact surfaces 22 serve as support surfaces or contact surfaces, which are inclined by about 15 ° to a support direction or pressure direction pointing in the tangential direction 6. At the points where the contact surfaces 44 the Touch contact surfaces 22, the contact surfaces 44 are angled at 30 ° to each other.
  • the location of the circular contact point between the coupling element and the cover plate 12 can be adjusted specifically in the tangential direction 6.
  • the coupling element 42 can tumble about the tangential direction 6, wherein the wobble deflection depends on the size of the gap 46 and can be adjusted by a corresponding shaping of the recess 18. Outside the wobble deflection, the coupling element 42 acts as a substantially rigid reinforcement in the axial direction 8 and radial direction 34.
  • FIGS. 6 and 7 show cover plates 48 with bilateral spherical recesses 50 into which a spherical coupling element 52 (FIG. FIG. 6 ) or a flattened spherical one Coupling element 54 ( FIG. 7 ) is used.
  • a spherical coupling element 52 FIG. 6
  • a flattened spherical one Coupling element 54 FIG. 7
  • the contact surfaces 58 are angled by about 20 ° to each other. In the coupling element 54, it is about 15 °.
  • the spherical coupling element 52 acts as the coupling element 4, but with a different spring action. Due to the similar orientation of contact surfaces 56 of the recess 50 in the region of the outer edge 24 as the spherical cap-shaped contact surfaces 58 of the coupling element 52 at the location of the outer edge 24, the coupling element 52 at an annular abutment against the cover plates 12 initially with only a small force in the recess 50th be pressed under elastic deformation of the cover plate 48. With further impressions, however, the counterforce increases very strongly, so that a strong nonlinearity in the spring force can be achieved in dependence on the Eindgurumble. As a result, suitable vibration parameters for avoiding vibrations of the rotor blades 60 can be set. At the in FIG. 7 illustrated embodiment, this advantage is associated with the prevention of the formation of paragraphs in the coupling element 54 by the coupling element abuts the surface of the contact surface 56 at this.
  • FIGS. 8 to 10 show, analogously to FIGS. 1 to 3, alternative rotor blades 62 with a cylindrical coupling element 64 which is mounted in cover grooves 68 in a groove-shaped recess 66.
  • Each of the recesses 66 is closed on one longitudinal side by a web-like limiting element 70 and designed to be open on the opposite longitudinal side, so that the coupling element 64 by two opposing boundary elements 70 in the recess 66 in a Longitudinal direction 72 of the coupling element 64 and the recess 66 is held.
  • the longitudinal direction 72 is oriented in the gap longitudinal direction and along mutually facing side surfaces 74 of the cover plates 68 and tilted by the rhomboid angle 30 to the axial direction 8.
  • the coupling element 64 Due to the elongated shape of the coupling element 64, this always lies with a linear contact form-fitting only radially outside, or in the case of firm clamping radially inwards and outwards against the recess 66.
  • the locations of the cylindrical contact surfaces of the coupling element 64, which respectively contact the recesses 66 of the cover plates 68 in a line-shaped manner, are angled tangentially by about 60 ° to one another.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

The rotor blade (2) has cover plates (12) at an upper end of a turbine blade (2a), and a coupling element (4). A gap is provided between individual cover plates, where the cover plates have a recess (18) at a side, which faces the adjacent cover plates. The recess forms a hollow space together with the recess of the adjacent cover plates, where the hollow space is designed for receiving the coupling element. The coupling element and recess are designed in such a manner that the coupling element is fitted into the hollow space with active game. An independent claim is also included for a device for coupling two rotor blades.

Description

Die Erfindung betrifft eine Laufschaufel mit einer Deckplatte an einem oberen Ende eines Schaufelblattes. Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Kopplung zweier Laufschaufeln, umfassend zwei Deckplatten der Laufschaufeln, die durch einen Spalt voneinander beabstandet sind und jeweils eine Ausnehmung aufweisen, in die ein den Spalt überbrückendes Kopplungselement eingesetzt ist.The invention relates to a blade with a cover plate at an upper end of an airfoil. In addition, the invention relates to a device for coupling two blades, comprising two cover plates of the blades, which are spaced from each other by a gap and each having a recess into which a gap bridging the coupling element is inserted.

In Turbomaschinen, insbesondere Dampfturbinen, werden Laufschaufeln einer ersten Schaufelreihe von mit hoher Geschwindigkeit einströmendem Gas, bzw. Heißdampf getroffen, das die Laufschaufeln durch Impulsübertrag zu einer Rotation antreibt. Sollen Dampfturbinen einen großen Anteil ihrer Betriebszeit in einem Teillastbereich betrieben werden, umfassen sie üblicherweise eine Regelstufe zur Wirkungsgradverbesserung. In dieser wird der Heißdampf aus mehreren Ventilen gleichzeitig auf die erste Schaufelreihe geleitet. Zu einem Teillastbetrieb wird der Dampfstrom nicht bei allen Ventilen gleichmäßig reduziert, sondern es werden nacheinander einzelne Ventile gedrosselt, wobei andere Ventile voll mit Heißdampf durchströmt werden.In turbomachines, particularly steam turbines, blades of a first row of blades are hit by high-velocity gas or superheated steam, which drives the blades to momentum by momentum transfer. If steam turbines are to operate a large portion of their operating time in a partial load range, they usually include a control stage for improving the efficiency. In this, the hot steam from several valves is simultaneously directed to the first row of blades. At a partial load operation, the steam flow is not uniformly reduced in all valves, but it is successively throttled individual valves, with other valves are fully flowed through with superheated steam.

Bei einer Rotation der Laufschaufeln bewegen sich diese durch die Dampfströme aus den unterschiedlich angesteuerten Ventilen, so dass die Laufschaufeln innerhalb einer Umdrehung Sektoren unterschiedlicher Dampfströme durchlaufen. Der dadurch bedingte Lastwechsel auf die Laufschaufeln in Axialrichtung und Tangentialrichtung kann diese zu Schwingungen anregen, durch die das Schaufelmaterial stark beansprucht wird. Trifft allgemein die Lastwechselfrequenz mit einer Eigenschwingung der Laufschaufel zusammen, so entsteht Resonanz, die zu einer Zerstörung der Laufschaufeln führen kann.During a rotation of the blades, these move through the steam flows from the differently controlled valves, so that the blades go through sectors of different vapor flows within a revolution. The consequent load change on the blades in the axial direction and tangential direction can stimulate them to vibrate through which the blade material is heavily stressed. Generally meets the load change frequency with a natural vibration of the blade together, so there is resonance, which can lead to the destruction of the blades.

Zur Bekämpfung dieser gefährlichen Schwingungen werden Laufschaufeln einer Regelstufe üblicherweise durch eine Verdickung des Schaufelprofils sehr stark ausgeführt. Diese Verstärkung kann jedoch den Wirkungsgrad der Turbomaschine erheblich verschlechtern. Aus der CH 666 326 A5 ist bekannt, die Schaufelschwingungen durch einen Dämpferdraht zu Dämpfen, der durch Deckplatten der Laufschaufeln hindurchgeführt ist und die Laufschaufeln paketweise miteinander verbindet. Nachteilig hat sich hierbei erwiesen, dass der Dämpferdraht formschlüssig eingespannt ist und bei thermischen Dehnungen des Schaufelkranzes mit einer Biegespannung und Scherspannung beansprucht wird, die zu einem Reißen des Dämpferdrahts führen kann.To combat these dangerous vibrations blades of a control stage are usually performed very strong by a thickening of the blade profile. However, this gain can significantly degrade the efficiency of the turbomachine. From the CH 666 326 A5 It is known to damp the blade vibrations by means of a damper wire which is passed through cover plates of the rotor blades and connects the rotor blades in packages. The disadvantage here has been found that the damper wire is clamped form-fitting and is subjected to thermal expansion of the blade ring with a bending stress and shear stress, which can lead to a rupture of the damper wire.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine stark beanspruchbare Vorrichtung zur Kopplung zweier Laufschaufeln anzugeben, mit der ein Aufschwingen der Laufschaufeln wirksam verringert werden kann.It is the object of the present invention to provide a highly durable device for coupling two blades, with which a swinging of the blades can be effectively reduced.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Kopplung zweier Laufschaufeln der Eingangs genannten Art gelöst, bei der das Kopplungselement auf in Tangentialrichtung zueinander angewinkelten Kontaktflächen an den Deckplatten anliegt und die Deckplatten tangential gegeneinander abstützt. Durch das Abstützen kann die Sektorbelastung auf mehrere, insbesondere alle Laufschaufeln verteilt werden und durch den gesamten Schaufelkranz aufgefangen wird. Bei Wirkung der Fliehkraft im Betrieb der Laufschaufeln, die das Kopplungselement in den Ausnehmungen radial nach außen drückt, kann das Kopplungselement - gegenüber einem üblichen eingeklemmten Draht - statisch bestimmt über die Kontaktflächen an den Deckplatten anliegen und die Deckplatten in Tangentialrichtung auseinander drücken, wodurch das gegenseitige Abstützen und Übertragen von tangentialen Kräften erreicht wird.This object is achieved by a device for coupling two blades of the type mentioned, in which the coupling element rests on tangentially to each other angled contact surfaces on the cover plates and the cover plates is tangentially supported against each other. By supporting the sector load on several, especially all blades are distributed and is collected by the entire blade ring. In the effect of centrifugal force during operation of the blades, which presses the coupling element in the recesses radially outward, the coupling element - compared to a conventional clamped wire - statically determined over the contact surfaces on the cover plates and the cover plates in Press tangential direction apart, whereby the mutual support and transfer of tangential forces is achieved.

Die Erfindung geht hierbei von der Überlegung aus, dass eine tangentiale Kraft Ft auf eine Laufschaufel in einem Teillastbetrieb abhängt von der Leistung P des Teillastbetriebs, der Winkelgeschwindigkeit ω der Laufschaufel und dem Kreisbogen ε des Anströmsegments, aus dem der Heißdampf auf die Laufschaufel strömt: F i P d 2 ωε

Figure imgb0001

mit ½ dω = Umfangsgeschwindigkeit.The invention is based on the consideration that a tangential force F t on a blade in a partial load operation depends on the power P of the partial load operation, the angular velocity ω of the blade and the circular arc ε of the inflow segment, from which the superheated steam flows onto the blade: F i P d 2 ωε
Figure imgb0001

with ½ dω = peripheral speed.

Ausgehend von dem Umstand, dass die Laufschaufel im Anströmsegment innerhalb eines Kreisbogens ε durch Druck des Heißdampfs belastet ist und außerhalb des Anströmsegments nicht, ist die Laufschaufel innerhalb einer Umdrehung einer näherungsweise rechteckigen Kraftfunktion ausgesetzt. Eine Fouriertransformation dieser rechteckigen Kraftfunktion ergibt, dass vor allem niederfrequente Schwingungen des Turbinenverbands angeregt werden. Frequenzberechnungen haben gezeigt, dass eine Versteifung der Laufschaufeln an den Schaufelspitzen bzw. im Bereich der Deckplatten zu einer Verschiebung der Eigenschwingungen zu höheren Eigenfrequenzen führen, so dass diese höherfrequenten Eigenschwingungen durch das sektionale Anströmen mit Heißdampf weniger angeregt werden.Based on the fact that the blade is loaded in the inflow segment within a circular arc ε by pressure of the superheated steam and outside the Anströmsegments not, the blade is exposed within a revolution of an approximately rectangular force function. A Fourier transformation of this rectangular force function shows that above all low-frequency vibrations of the turbine assembly are excited. Frequency calculations have shown that a stiffening of the blades at the blade tips or in the region of the cover plates lead to a shift of the natural oscillations to higher natural frequencies, so that these higher-frequency natural oscillations are less excited by the sectional flow of superheated steam.

Die Erfindung geht daher von der weiteren Überlegung aus, dass eine mechanische Belastung der Laufschaufeln nicht nur durch eine Schwingungsdämpfung durch Energieentzug durch Reibung sinnvoll ist, sondern durch eine Versteifung im radial äußeren Bereich, wodurch ein schwingungsanregender Energieübertrag vom Heißdampf auf die Laufschaufeln erheblich verringert werden kann. Eventuell vorhandene Reibungselemente können in ihrer Belastung geschont und Verschleiß kann verringert werden.The invention is therefore based on the further consideration that a mechanical load on the blades not only by a vibration damping by energy extraction by Friction is useful, but by a stiffening in the radially outer region, whereby a vibration-exciting energy transfer from superheated steam can be significantly reduced to the blades. Any existing friction elements can be spared in their load and wear can be reduced.

Durch die indirekte Abstützung über die eingesetzten Kopplungselemente kann auf eine direkte Abstützung der Deckplatten gegeneinander verzichtet werden, wodurch eine teure Bearbeitung der Deckplatten zum Zweck eines direkten Abstützens vermieden wird. Außerdem kann ein Abrieb von Kontaktflächen und ein Montageaufwand verringert werden. Die Ausnehmungen sind zweckmäßigerweise in einander zugewandten Abschnitten der Deckplatten eingebracht und sind vorteilhafterweise einander zugewandt.Due to the indirect support on the coupling elements used can be dispensed with a direct support of the cover plates against each other, whereby an expensive processing of the cover plates for the purpose of direct support is avoided. In addition, abrasion of contact surfaces and assembly costs can be reduced. The recesses are expediently introduced into mutually facing sections of the cover plates and are advantageously facing each other.

Das Kopplungselement liegt auf in Tangentialrichtung zueinander angewinkelten Kontaktflächen an den Deckplatten an, wobei die Anwinkelung klein sein kann, jedoch stets > 0°, insbesondere > 5° sein soll. Sie kann bis 180° gehen, so dass die Kontaktflächen genau einander gegenüberliegende, parallele Flächen sind. Die Kontaktflächen können übergangslos ineinander übergehen, z.B. als Teil einer Kugeloberfläche oder einer Fläche eines Rotationsellipsoids. Sie können beide Teil des Kontaktelements oder jede Kontaktfläche Teil einer der Ausnehmungen sein. Das Kopplungselement kann die beiden Deckplatten durch einen tangentialen Formschluss mit den Deckplatten gegeneinander abstützen.The coupling element rests on tangential to each other angled contact surfaces on the cover plates, wherein the Anwinkelung may be small, but should always be> 0 °, in particular> 5 °. It can go up to 180 °, so that the contact surfaces are exactly opposite, parallel surfaces. The contact surfaces can merge seamlessly, e.g. as part of a spherical surface or a surface of an ellipsoid of revolution. They can both be part of the contact element or each contact surface can be part of one of the recesses. The coupling element can support the two cover plates by a tangential positive connection with the cover plates against each other.

Vorteilhafterweise sind die Ausnehmungen sackförmig. Hierdurch können die Ausnehmungen einfach mit Kontaktstellen zur tangentialen Abstützung hergestellt werden.Advantageously, the recesses are bag-shaped. As a result, the recesses can be easily made with contact points for tangential support.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Ausnehmungen jeweils eine schräg zur Tangentialrichtung ausgerichtete Kontaktfläche zur im gemeinsamen Zusammenspiel beidseitigen gleichzeitigen Anlage an das Kopplungselement. Bei einem Druck der Deckplatten gegeneinander kann das Kopplungselement die Kontaktfläche ein Stück weit schräg elastisch wegdrücken, wodurch ein hartes Schlagen abgefedert oder ganz verhindert werden kann. Außerdem kann das Kopplungselement durch den Druck tiefer in die Ausnehmung gedrückt werden, wodurch eine leichte Dämpfung durch Reibung ermöglicht wird. Eine schräge Ausrichtung zur Tangentialrichtung ist eine Ausrichtung mit einem Winkel größer 5°, insbesondere größer 10° zur Tangentialrichtung.In a further advantageous embodiment of the invention, the recesses each comprise an obliquely oriented to the tangential direction contact surface for the mutual interaction on both sides simultaneous contact with the coupling element. At a pressure of the cover plates against each other, the coupling element can push away the contact surface a little bit obliquely elastic, whereby a hard beating cushioned or can be completely prevented. In addition, the coupling element can be pushed deeper into the recess by the pressure, whereby a slight damping by friction is made possible. An oblique orientation to the tangential direction is an orientation with an angle greater than 5 °, in particular greater than 10 ° to the tangential direction.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden die beiden Ausnehmungen im gemeinsamen Zusammenspiel einen in Radialrichtung verjüngenden Innenkeil. Ein durch die Fliehkraft nach außen gedrücktes Kopplungselement kann so eine Keilwirkung erzielen, die die Deckplatten gegeneinander drückt und so einen stabilen Verband bilden. Die Radialrichtung ist in Bezug zu den Laufschaufeln zu sehen.In a further advantageous embodiment of the invention, the two recesses form a radially tapering inner wedge in the common interaction. A pressed by the centrifugal force to the outside coupling element can thus achieve a wedge effect, which presses the cover plates against each other and thus form a stable association. The radial direction can be seen in relation to the blades.

Insbesondere schräge Kontaktflächen können einfach hergestellt werden, wenn die Ausnehmungen nach innen verjüngend ausgeführt sind. Die Ausnehmungen können konisch sein, wodurch eine einfache Herstellung erreicht werden kann. Ebenfalls denkbar sind runde oder sphärische Ausnehmungen.In particular, oblique contact surfaces can be easily produced when the recesses are tapered inward. The recesses may be conical, whereby a simple production can be achieved. Also conceivable are round or spherical recesses.

Eine einfache Herstellung des Kopplungselements verbunden mit einer guten Abstütz- und Dämpfungswirkung kann erreicht werden, wenn das Kopplungselement in Tangentialrichtung beidseitig konisch geformt ist.A simple production of the coupling element combined with a good support and damping effect can be achieved if the coupling element is conically shaped on both sides in the tangential direction.

Die Abstütz- und Dämpfungswirkung kann weiter verbessert werden, wenn die Ausnehmungen konisch mit einem Innenkonuswinkel ausgeführt sind und ein Außenkonuswinkel des Kopplungselements größer als der Innenkonuswinkel ist.The supporting and damping effect can be further improved if the recesses conical with a Inner cone angle are executed and an outer cone angle of the coupling element is greater than the inner cone angle.

Liegt das Kopplungselement mit einer Kante an einer Kontaktfläche der Ausnehmung an oder liegt eine Kante der Ausnehmung an einer Außenfläche des Kopplungselements an, so besteht die Gefahr, dass durch nichtelastische Verformung ein Absatz in die Kontaktfläche bzw. Außenfläche eingearbeitet wird, die einer gewünschten Beweglichkeit des Kopplungselements in der Ausnehmung entgegenwirkt. Eine solche Gefahr kann verringert oder eliminiert werden, wenn das Kopplungselement eine in Richtung des Ausnehmungsinneren konvex gekrümmte Kontaktfläche zur Anlage an eine Innenfläche bzw. Kontaktfläche einer Ausnehmung aufweist. So kann das Kopplungselement beispielsweise als Rotationsellipsoid oder eines Teils davon ausgeführt sein.If the coupling element abuts against a contact surface of the recess with an edge or if an edge of the recess rests against an outer surface of the coupling element, then there is the risk that a shoulder is incorporated into the contact surface or outer surface by non-elastic deformation, which results in desired mobility of the contact surface Counteracts coupling element in the recess. Such a risk can be reduced or eliminated if the coupling element has a contact surface convexly curved in the direction of the recess interior for engagement with an inner surface or contact surface of a recess. For example, the coupling element can be designed as an ellipsoid of revolution or a part thereof.

Eine gute Federung und Dämpfung der Laufschaufeln kann erreicht werden, wenn das Kopplungselement linienförmig in der Ausnehmung, insbesondere in beiden Ausnehmungen, anliegt. Insbesondere sind sowohl die Ausnehmung als auch das Kopplungselement rotationssymmetrisch. Der Kontakt zwischen beiden ist zweckmäßigerweise ringförmig, insbesondere kreisförmig, um das Kopplungselement.A good suspension and damping of the blades can be achieved when the coupling element linearly in the recess, in particular in both recesses, rests. In particular, both the recess and the coupling element are rotationally symmetrical. The contact between the two is expediently annular, in particular circular, around the coupling element.

Eine unerwünschte Absatzbildung am Kopplungselement kann vermieden werden, wenn die Ausnehmung eine Außenkante aufweist, die vom Kopplungselement durch einen Spalt beabstandet ist. Ein Kontakt zwischen dem Kopplungselement und einer Kontaktfläche der Ausnehmung kann eine Strecke weg vom Rand der Kontaktfläche erfolgen. Insbesondere sind beide Ausnehmungen identisch geformt.An undesirable shouldering on the coupling element can be avoided if the recess has an outer edge which is spaced from the coupling element by a gap. A contact between the coupling element and a contact surface of the recess may be a distance away from the edge of the contact surface. In particular, both recesses are identically shaped.

Um eine ausreichende Kraft zwischen den beiden Deckplatten aufnehmen zu können muss das Koppelelement eine entsprechende Größe aufweisen. Hierdurch kann eine Verdickung der Deckplatten im Bereich der Ausnehmungen notwendig sein. Eine radial nach außen gerichtete Verdickung erschwert das Anbringen von Strukturen an der radialen Außenseite der Deckplatte, die zu einer Dichtung zwischen Deckplatte und Turbinengehäuse vorgesehen sind. Eine Anordnung eines Kopplungselements zwischen den Deckplatten ohne eine Verdickung kann erreicht werden, wenn das Kopplungselement eine Längsrichtung aufweist, die in einer Spaltlängsrichtung orientiert ist, insbesondere in eine axiale Spaltlängsrichtung, die in einem Rhomboidwinkel zur Axialrichtung der Laufschaufel verkippt sein kann. Die Spaltlängsrichtung verläuft zwischen den Deckplatten. Es kann eine ausgedehnte Abstützung in Form einer Fläche oder Linie mit einer in Radialrichtung der Laufschaufel schmalen Ausnehmung erreicht werden.In order to be able to absorb a sufficient force between the two cover plates, the coupling element must have a corresponding one Have size. As a result, a thickening of the cover plates in the region of the recesses may be necessary. A radially outwardly directed thickening makes it difficult to attach structures to the radially outer side of the cover plate, which are provided to a seal between the cover plate and the turbine housing. An arrangement of a coupling element between the cover plates without thickening can be achieved if the coupling element has a longitudinal direction which is oriented in a gap longitudinal direction, in particular in an axial gap longitudinal direction, which can be tilted at a rhomboid angle to the axial direction of the blade. The gap longitudinal direction extends between the cover plates. It can be achieved an extended support in the form of a surface or line with a narrow in the radial direction of the blade recess.

Besonders einfach in der Herstellung und preiswert kann das Kopplungselement sein, wenn es zylinderförmig ist.Particularly simple to manufacture and inexpensive, the coupling element may be, if it is cylindrical.

Ist die Ausnehmung eine - insbesondere zum Kopplungselement korrespondierende - Nut, so ist sie einfach in der Deckplatte herstellbar. Vorteilhafterweise ist die Nut an einem Ende durch ein Begrenzungselement verschlossen und am anderen Ende offen. Durch das Begrenzungselement kann ein Herausfallen des Kopplungselements aus der Nut verhindert werden. In die offene Seite kann ein entsprechendes Begrenzungselement der benachbarten Deckplatte eingreifen und diese gegen ein Herausfallen des Kopplungselements sichern.If the recess is a groove, in particular corresponding to the coupling element, then it can easily be produced in the cover plate. Advantageously, the groove is closed at one end by a limiting element and open at the other end. By the limiting element from falling out of the coupling element can be prevented from the groove. In the open side, a corresponding limiting element of the adjacent cover plate engage and secure it against falling out of the coupling element.

Eine gute Abdichtung der Deckplatte gegen ein Turbinengehäuse kann erleichtert werden, wenn die Deckplatte eine Erhebungsfreie radiale Außenfläche aufweist, insbesondere eine zylinderförmige radiale Außenfläche. Abdichtende Strukturen können ohne aufwendige Formanpassung auf die Außenfläche aufgesetzt werden.A good sealing of the cover plate against a turbine housing can be facilitated if the cover plate has a bump-free radial outer surface, in particular a cylindrical radial outer surface. sealing Structures can be placed on the outer surface without complex adaptation.

Laufschaufeln mit dem erfindungsgemäßen Kopplungselement sind einfacher in Radialrichtung an einen Schaufelhalter eines Läufers einsetzbar als in Axialrichtung, beispielsweise mit bekannten Tannenbaumverbindungen. Hierfür umfasst die Vorrichtung vorteilhafterweise zwei Schaufelfüße der Laufschaufeln mit einem Verbindungsmittel zum radialen Einführen in einen Schaufelhalter eines Läufers. Insbesondere ist der Schaufelfuß bzw. dessen Verbindungsmittel durch eine Verzapfung am Schaufelhalter gehalten.Blades with the coupling element according to the invention are easier to use in the radial direction of a blade holder of a rotor than in the axial direction, for example, with known Christmas tree connections. For this purpose, the device advantageously comprises two blade roots of the blades with a connecting means for radial insertion into a blade holder of a rotor. In particular, the blade root or its connecting means is held by a tapping on the blade holder.

Die Erfindung ist außerdem gerichtet auf einen Schaufelkranz für eine Turbomaschine mit einem Verband von Laufschaufeln, bei dem jeweils benachbarte Deckplatten der Laufschaufeln durch eine Vorrichtung wie oben beschrieben im Betrieb tangential gegeneinander abgestützt sind. Es kann der gesamte Schaufelkranz in sich abgestützt und eine Last von einem Dampfstahl auf eine oder wenige Laufschaufeln kann auf den ganzen Schaufelkranz verteilt werden.The invention is also directed to a blade ring for a turbomachine having a bandage of blades, wherein each adjacent cover plates of the blades are supported by a device as described above in operation tangentially against each other. It can support the entire blade ring in itself and a load of a steam steel on one or a few blades can be distributed over the entire blade ring.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.The invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments, which are illustrated in the drawings.

Es zeigen:

  • FIG 1 bis 3 zwei Laufschaufeln mit einem Kopplungselement jeweils in einer teilgeschnittenen Ansicht von vorne, von der Seite und von oben,
  • FIG 4 eine Detaildarstellung aus FIG 1,
  • FIG 5 eine Detaildarstellung mit einem alternativen Kopplungselement,
  • FIG 6 zwei andere Laufschaufeln mit shärischen Ausnehmungen und einem alternativen Kopplungselement,
  • FIG 7 die Laufschaufeln aus FIG 5 mit einem weiteren Kopplungselement und
  • FIG 8 bis 10 zwei weitere Laufschaufeln mit einem zylindrischen Kopplungselement jeweils in einer teilgeschnittenen Ansicht von oben, von der Seite und von vorne.
Show it:
  • 1 to 3 two blades with a coupling element in each case in a partially sectioned view from the front, from the side and from above,
  • FIG. 4 a detailed view FIG. 1 .
  • FIG. 5 a detailed representation with an alternative coupling element,
  • FIG. 6 two other blades with shallow recesses and an alternative coupling element,
  • FIG. 7 the blades off FIG. 5 with a further coupling element and
  • FIGS. 8 to 10 two further blades with a cylindrical coupling element in each case in a partially cutaway view from above, from the side and from the front.

FIG 1, FIG 2 und FIG 3 zeigen in jeweils schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus einem Schaufelkranz einer Laufschaufelreihe einer Regelstufe einer Dampfturbine. Gezeigt sind jeweils zwei gleiche Laufschaufeln 2, die durch ein durch Fliehkraft nach radial außen gedrücktes Kopplungselement 4 im Betrieb aneinander abgestützt sind. FIG 1 zeigt die Laufschaufeln 2 in einer Schnittdarstellung in Axialrichtung 8 des Läufers der Dampfturbine, FIG 2 in Tangentialrichtung 6 und FIG 3 in einer teilweise geschnittenen Ansicht von radial außen. 1, FIG. 2 and FIG. 3 each show a schematic representation of a section of a blade ring of a blade row of a control stage of a steam turbine. Shown are two identical blades 2, which are supported by a centrifugally urged radially outward coupling element 4 in operation together. FIG. 1 shows the rotor blades 2 in a sectional view in the axial direction 8 of the rotor of the steam turbine, FIG. 2 in the tangential direction 6 and FIG. 3 in a partially sectioned view from radially outside.

Die Laufschaufeln 2 umfassen jeweils einen Schaufelfuß 10, ein Schaufelblatt 2a und eine Deckplatte 12, die einstückig durch eine Schaufel 14 zum Erzeugen einer Rotation der Laufschaufelreihe miteinander verbunden sind.Blades 2 each include a blade root 10, an airfoil 2a, and a top plate 12 which are integrally connected together by a blade 14 for generating rotation of the blade row.

Die Deckplatten 12 weisen jeweils eine zylindersegmentförmige Ausformung 16 radial nach außen auf, in die in Tangentialrichtung 6 beidseitig eine nach innen verjüngende, sackförmige Ausnehmung 18 in Form eines Konus eingebracht ist. Alternativ sind zylinderförmige Ausnehmungen denkbar. Zwei einander zugewandte Ausnehmungen 18 bilden jeweils einen Hohlraum 18a, in den ein Kopplungselement 4 eingesetzt ist. Auf diese Weise ist zwischen sämtlichen Laufschaufeln 2 des Schaufelkranzes jeweils ein Kopplungselement 4 eingesetzt, so dass sich alle Laufschaufeln 2 des Schaufelkranzes aneinander abstützen. Die Abstützung erfolgt im Betrieb mittels des durch Fliehkraft nach außen gedrückten Kopplungselements 4, das bei einem Bewegen der Deckplatten 12 tangential aufeinander zu radial nach innen gedrückt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die gegenüberliegenden Ausnehmungen 18 im gemeinsamen Zusammenspiel einen in Radialrichtung verjüngenden Innenkeil bilden, durch dessen Zusammenschieben das Kopplungselement 4 nach radial innen gedrückt wird. Umgekehrt wirkt das Kopplungselement 4, wenn es durch die Fliehkraft nach außen gedrängt wird, wie ein Keil, der die beiden Deckplatten 12 durch die Keilwirkung des tangentialen Formschlusses auseinander drückt. Hierdurch kann der gesamte Schaufelkranz in sich stabilisiert werden.The cover plates 12 each have a cylinder-segment-shaped formation 16 radially outward, in the tangential direction 6 on both sides an inwardly tapering, bag-shaped recess 18 is introduced in the form of a cone. Alternatively, cylindrical recesses are conceivable. Two mutually facing recesses 18 each form a cavity 18 a, in which a coupling element 4 is inserted. In this way, between all the blades 2 of the Blade ring each used a coupling element 4, so that all the blades 2 of the blade ring are supported against each other. The support takes place during operation by means of the centrifugal force to the outside pressed coupling element 4, which is pressed tangentially to each other when moving the cover plates 12 to radially inward. This is achieved in that the opposing recesses 18 in common interaction form an inner wedge tapering in the radial direction, by the pushing together of which the coupling element 4 is pressed radially inward. Conversely, the coupling element 4, when urged by the centrifugal force to the outside, acts like a wedge, which presses apart the two cover plates 12 by the wedge effect of the tangential positive connection. As a result, the entire blade ring can be stabilized in itself.

Ein Eindrücken des Kopplungselements 4 in die Ausnehmungen 18 ist so weit möglich, bis das Kopplungselement 4 ringförmig an den Kanten der Ausnehmungen 18 anliegt, wie in FIG 2 dargestellt ist. Diese Position kann es außer Betrieb der Laufschaufeln 2 einnehmen, bei dem diese keine thermische Ausdehnung erfahren und mit den Deckplatten 12 - durch das Kopplungselement 4 beabstandet - fest aneinander anliegen.An impressions of the coupling element 4 in the recesses 18 is as far as possible until the coupling element 4 annularly abuts the edges of the recesses 18, as in FIG. 2 is shown. This position can take it out of operation of the blades 2, in which they experience no thermal expansion and with the cover plates 12 - spaced by the coupling element 4 - firmly abut each other.

Das Kopplungselement 4 in den Ausnehmungen 18 ist vergrößert in FIG 4 dargestellt. Es ist beidseitig verjüngend als Doppelkonus geformt mit zwei kegelstumpfförmigen, als Kontaktflächen 20 ausgeführten Mantelflächen, die in Tangentialrichtung rundum mit einem Winkel von 30° zueinander angewinkelt sind. Dieser Winkel ist ein spitzerer, also größerer Kegelwinkel als der der Kontaktflächen 22 der Ausnehmungen 18, die tangential mit 25° zueinander angewinkelt sind. Hierdurch kann jede der beiden Kontaktflächen 20 kreislinienförmig an einer Außenkante 24 der Ausnehmungen 18 anliegen. Das Kopplungselement 4 ist mit einer leichten Vorspannung zwischen die Laufschaufeln 2 eingesetzt, so das die Laufschaufeln 2 im Ruhezustand leicht auf das Kopplungselement 4 drücken, das die Laufschaufeln 2 durch einen Spalt 26 zwischen einander zugewandten Flächen 28 der Deckplatten 12 beabstandet hält. Eine Symmetrieachse des Kopplungselements 4 ist - unter Vernachlässigung eines Rhomboidwinkels 30 zwischen der Axialrichtung 8 und einer Spaltlängsrichtung 32 des Spalts 26 - in Tangentialrichtung 6 ausgerichtet.The coupling element 4 in the recesses 18 is enlarged in FIG. 4 shown. It is tapered on both sides as a double cone formed with two frustoconical, designed as contact surfaces 20 lateral surfaces which are angled in the tangential direction at an angle of 30 ° to each other. This angle is a sharper, ie larger cone angle than that of the contact surfaces 22 of the recesses 18, which are angled tangentially to each other at 25 °. In this way, each of the two contact surfaces 20 abut circularly on an outer edge 24 of the recesses 18. The coupling element 4 is with a slight bias between the blades 2 used so that the blades 2 in the resting state slightly press on the coupling element 4, which holds the blades 2 by a gap 26 between facing surfaces 28 of the cover plates 12 spaced. An axis of symmetry of the coupling element 4 is aligned in the tangential direction 6, neglecting a rhomboid angle 30 between the axial direction 8 and a gap longitudinal direction 32 of the gap 26.

Zum Ermöglichen einer Montage der Schaufelfüße 10 in Radialrichtung 34 in einen Schaufelhalter 36 des Läufers der Dampfturbine sind die Schaufelfüße 10 mit Fingern 38 versehen, die durch Bolzen 40 im Schaufelhalter 36 gehalten sind.To facilitate assembly of the blade roots 10 in the radial direction 34 into a blade holder 36 of the rotor of the steam turbine, the blade roots 10 are provided with fingers 38 which are held by bolts 40 in the blade holder 36.

Während eines Betriebs der Dampfturbine rotieren die Laufschaufeln 2 um eine in Axialrichtung 8 ausgerichtete Rotationsachse. Durch ein ungleichmäßiges Anströmen der Schaufeln 14 mit Heißdampf greift eine in der Stärke ungleichmäßige und in der Zeit rhythmische Kraft in Axialrichtung 8 und Tangentialrichtung 6 an den Schaufeln 14 an, die hierdurch zum Schwingen angeregt werden. Durch die Kopplungselemente 4 zwischen den Deckplatten 12 werden diese auf die Deckplatten 12 übertragenen Schwingungsbewegungen in Tangentialrichtung 6 und auch in Axialrichtung 8 weitgehend synchronisiert, so dass ein Stoß auf eine Schaufel 14 teilweise auf die Nachbarschaufeln verteilt wird. Hierzu liegen die Deckplatten 12 spielfrei an den nach außen gedrückten oder ganz eingeklemmten Kopplungselementen 4 an, so dass die Deckplatten 12 spielfrei aneinander abgestützt werden können. Es wird hierdurch eine Versteifung aller Deckplatten 12 aneinander hauptsächlich in Tangentialrichtung 6 aber auch in Axialrichtung 8 erreicht.During operation of the steam turbine, the rotor blades 2 rotate about an axis of rotation 8 aligned axis of rotation. Due to an uneven influx of the blades 14 with superheated steam, a force which is uneven in magnitude and rhythmic in time engages in the axial direction 8 and tangential direction 6 on the blades 14, which are thereby excited to vibrate. Due to the coupling elements 4 between the cover plates 12, these vibration movements transmitted to the cover plates 12 are largely synchronized in the tangential direction 6 and also in the axial direction 8, so that a shock on a blade 14 is partially distributed to the neighboring blades. For this purpose, the cover plates 12 are free of play against the pressed out to the outside or completely clamped coupling elements 4, so that the cover plates 12 can be supported without play together. It is thereby a stiffening of all cover plates 12 together, mainly in Tangentialrichtung 6 but also reached in the axial direction 8.

Bei einer linienförmigen Anlage des Kopplungselements 4 an den beiden benachbarten Deckplatten 12 kann das Kopplungselement 4 ein Stück weit in die Ausnehmungen 18 eingedrückt werden, wodurch eine Abfederung eines harten Stoßes auf eine Laufschaufel 2 ermöglicht wird. Das Eindrücken in eine Ausnehmung 18 ist mit einer elastischen Verformung der Deckplatte 12 im Bereich der Ausnehmung 18 und des Kopplungselements 4 im Bereich der Anlagestelle an die Deckplatte 12 verbunden, so dass hierdurch die Abfederung erzielt wird. Zusätzlich reibt die Außenkante 24 der Deckplatte 12 über die Kontaktfläche 20 des Kopplungselements 4, so dass eine Dämpfung der Stoßbewegung durch Reibung erfolgt.In a linear arrangement of the coupling element 4 on the two adjacent cover plates 12, the coupling element 4 can be pressed a little way into the recesses 18, whereby a cushioning of a hard impact on a blade 2 is made possible. The impressions in a recess 18 is connected to an elastic deformation of the cover plate 12 in the region of the recess 18 and the coupling element 4 in the region of the contact point of the cover plate 12, so that in this way the cushioning is achieved. In addition, the outer edge 24 of the cover plate 12 rubs over the contact surface 20 of the coupling element 4, so that a damping of the impact movement takes place by friction.

Ein alternatives Kopplungselement 42 in gleichen Deckplatten 12 von Laufschaufeln 2 ist in FIG 5 dargestellt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zu vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Bezüglich gleich bleibender Merkmale und Funktionen wird auf die vorhergehenden Ausführungsbeispiele verwiesen. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert.An alternative coupling element 42 in the same cover plates 12 of blades 2 is in FIG. 5 shown. The following descriptions are essentially limited to the differences from previous embodiments. With regard to features and functions that remain the same, reference is made to the preceding exemplary embodiments. Substantially identical components are basically numbered with the same reference numerals.

Das Kopplungselement 42 ist in Form eines Rotationsellipsoids ausgeführt und weist in Richtung des Inneren der Ausnehmungen 18 konvex gekrümmte Kontaktflächen 44 zur Anlage an die Kontaktflächen 22 der Ausnehmungen 18 auf, die zwischen den Deckplatten 12 ineinander übergehen. Die Kontaktflächen 22 dienen als Abstützflächen oder Anlageflächen, die zu einer in Tangentialrichtung 6 weisenden Abstützrichtung bzw. Druckrichtung um etwa 15° geneigt sind. An den Stellen, an denen die Kontaktflächen 44 die Kontaktflächen 22 berühren, sind die Kontaktflächen 44 um 30° zueinander angewinkelt.The coupling element 42 is designed in the form of an ellipsoid of revolution and has in the direction of the interior of the recesses 18 convexly curved contact surfaces 44 for engagement with the contact surfaces 22 of the recesses 18, which merge between the cover plates 12 into one another. The contact surfaces 22 serve as support surfaces or contact surfaces, which are inclined by about 15 ° to a support direction or pressure direction pointing in the tangential direction 6. At the points where the contact surfaces 44 the Touch contact surfaces 22, the contact surfaces 44 are angled at 30 ° to each other.

Bei einem Druck einer Deckplatte 12 in Tangentialrichtung 6 auf das Kopplungselement 42 wird dieses bei thermisch gelängten Laufschaufeln 2 zunächst unter Reibung nach radial innen und schließlich bei kreislinienförmiger Anlage tiefer in die Ausnehmung 18 eingedrückt und die Kontaktfläche 22 wird schräg nach außen gedrückt unter elastischer Verformung der Deckplatte 12 im Bereich der Ausnehmung 18. Hierdurch ist eine Abfederung von Stößen und eine Energiedissipation durch Reibung möglich. Durch die Anlage der Kontaktflächen 44 im Innern der Ausnehmung 18 an deren Kontaktfläche 22 wird jedoch die Gefahr einer unerwünschten Bildung eines Absatzes in den Kontaktflächen 44 oder den Kontaktflächen 22 weitgehend eliminiert. Außerdem kann durch die Form des Rotationsellipsoids der Ort der kreislinienförmigen Kontaktstelle zwischen dem Kopplungselement und der Deckplatte 12 gezielt in Tangentialrichtung 6 eingestellt werden. Je weiter die Kontaktstelle in das Innere der Ausnehmungen 18 platziert wird, desto größer ist die Bewegungsfreiheit benachbarter Deckplatten 18 in Axialrichtung 8 und Radialrichtung 34 zueinander. Durch einen Spalt 46 zwischen dem Kopplungselement 42 und der Außenkante 24 der Ausnehmung 18 kann das Kopplungselement 42 um die Tangentialrichtung 6 taumeln, wobei der Taumelausschlag von der Größe des Spalts 46 abhängig ist und durch eine entsprechende Formgebung der Ausnehmung 18 eingestellt werden kann. Außerhalb des Taumelausschlags wirkt das Kopplungselement 42 als im Wesentlichen starre Versteifung in Axialrichtung 8 und Radialrichtung 34.At a pressure of a cover plate 12 in the tangential direction 6 on the coupling element 42 this is pressed at thermally elongated blades 2, first under friction radially inward and finally in a circular contact deeper into the recess 18 and the contact surface 22 is pressed obliquely outwards under elastic deformation of Cover plate 12 in the region of the recess 18. This is a cushioning of shocks and energy dissipation by friction possible. By the contact surfaces 44 in the interior of the recess 18 at the contact surface 22, however, the risk of undesirable formation of a heel in the contact surfaces 44 or the contact surfaces 22 is largely eliminated. In addition, by the shape of the ellipsoid of revolution, the location of the circular contact point between the coupling element and the cover plate 12 can be adjusted specifically in the tangential direction 6. The further the contact point is placed in the interior of the recesses 18, the greater the freedom of movement of adjacent cover plates 18 in the axial direction 8 and the radial direction 34 to one another. Through a gap 46 between the coupling element 42 and the outer edge 24 of the recess 18, the coupling element 42 can tumble about the tangential direction 6, wherein the wobble deflection depends on the size of the gap 46 and can be adjusted by a corresponding shaping of the recess 18. Outside the wobble deflection, the coupling element 42 acts as a substantially rigid reinforcement in the axial direction 8 and radial direction 34.

Die Figuren 6 und 7 zeigen Deckplatten 48 mit beidseitigen sphärischen Ausnehmungen 50, in die ein kugelförmiges Kopplungselement 52 (FIG 6) oder ein abgeplattet sphärisches Kopplungselement 54 (FIG 7) eingesetzt ist. An den Stellen, an denen Kontaktflächen 58 des Kopplungselements 52 die Kontaktflächen 56 der Deckplatten 12 berühren, sind die Kontaktflächen 58 um etwa 20° zueinander angewinkelt. Bei dem Kopplungselement 54 sind es etwa 15°.The FIGS. 6 and 7 show cover plates 48 with bilateral spherical recesses 50 into which a spherical coupling element 52 (FIG. FIG. 6 ) or a flattened spherical one Coupling element 54 ( FIG. 7 ) is used. At the points where contact surfaces 58 of the coupling element 52 contact the contact surfaces 56 of the cover plates 12, the contact surfaces 58 are angled by about 20 ° to each other. In the coupling element 54, it is about 15 °.

Das kugelförmige Kopplungselement 52 wirkt wie das Kopplungselement 4, jedoch mit einer anderen Federwirkung. Durch die ähnliche Ausrichtung von Kontaktflächen 56 der Ausnehmung 50 im Bereich der Außenkante 24 wie der kugelkalottenförmigen Kontaktflächen 58 des Kopplungselements 52 an der Stelle der Außenkante 24 kann das Kopplungselement 52 bei einem ringförmigen Anliegen an den Deckplatten 12 zunächst mit nur geringer Kraft in die Ausnehmung 50 unter elastischer Verformung der Deckplatte 48 eingedrückt werden. Mit weiterem Eindrücken nimmt die Gegenkraft jedoch sehr stark zu, so dass eine starke Nichtlinearität in der Federkraft in Abhängigkeit zur Eindrückstrecke erreicht werden kann. Hierdurch können geeignete Schwingungsparameter zur Vermeidung von Schwingungen der Laufschaufeln 60 eingestellt werden. Bei dem in FIG 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Vorteil mit der Vermeidung der Bildung von Absätzen im Kopplungselement 54 verbunden, indem das Kopplungselement im Flächeninneren der Kontaktfläche 56 an dieser anliegt.The spherical coupling element 52 acts as the coupling element 4, but with a different spring action. Due to the similar orientation of contact surfaces 56 of the recess 50 in the region of the outer edge 24 as the spherical cap-shaped contact surfaces 58 of the coupling element 52 at the location of the outer edge 24, the coupling element 52 at an annular abutment against the cover plates 12 initially with only a small force in the recess 50th be pressed under elastic deformation of the cover plate 48. With further impressions, however, the counterforce increases very strongly, so that a strong nonlinearity in the spring force can be achieved in dependence on the Eindrückstrecke. As a result, suitable vibration parameters for avoiding vibrations of the rotor blades 60 can be set. At the in FIG. 7 illustrated embodiment, this advantage is associated with the prevention of the formation of paragraphs in the coupling element 54 by the coupling element abuts the surface of the contact surface 56 at this.

In den FIGen 8 bis 10 sind - analog zu den FIGen 1 bis 3 - alternative Laufschaufeln 62 mit einem zylinderförmigen Kopplungselement 64 dargestellt, das in einer nutförmigen Ausnehmung 66 in Deckplatten 68 gelagert ist. Jede der Ausnehmungen 66 ist an einer Längsseite durch ein stegartiges Begrenzungselement 70 verschlossen und an der gegenüberliegenden Längsseite offen ausgeführt, so dass das Kopplungselement 64 durch zwei gegenüberliegende Begrenzungselemente 70 in der Ausnehmung 66 in einer Längsrichtung 72 des Kopplungselements 64 und der Ausnehmung 66 gehalten ist. Die Längsrichtung 72 ist in die Spaltlängsrichtung und längs einander zugewandten Seitenflächen 74 der Deckplatten 68 orientiert und um den Rhomboidwinkel 30 zur Axialrichtung 8 verkippt.FIGS. 8 to 10 show, analogously to FIGS. 1 to 3, alternative rotor blades 62 with a cylindrical coupling element 64 which is mounted in cover grooves 68 in a groove-shaped recess 66. Each of the recesses 66 is closed on one longitudinal side by a web-like limiting element 70 and designed to be open on the opposite longitudinal side, so that the coupling element 64 by two opposing boundary elements 70 in the recess 66 in a Longitudinal direction 72 of the coupling element 64 and the recess 66 is held. The longitudinal direction 72 is oriented in the gap longitudinal direction and along mutually facing side surfaces 74 of the cover plates 68 and tilted by the rhomboid angle 30 to the axial direction 8.

Durch die längliche Form des Kopplungselements 64 liegt dieses stets mit einer linienförmigen Anlage formschlüssig nur radial außen, oder bei fester Einklemmung radial innen und außen an der Ausnehmung 66 an. Hierbei sind die Stellen der zylinderförmigen Kontaktflächen des Kopplungselements 64, die jeweils die Ausnehmungen 66 der Deckplatten 68 linienförmig berühren, tangential um etwa 60° zueinander angewinkelt.Due to the elongated shape of the coupling element 64, this always lies with a linear contact form-fitting only radially outside, or in the case of firm clamping radially inwards and outwards against the recess 66. In this case, the locations of the cylindrical contact surfaces of the coupling element 64, which respectively contact the recesses 66 of the cover plates 68 in a line-shaped manner, are angled tangentially by about 60 ° to one another.

Durch die Verteilung der auf es wirkenden Kraft über die Länge des Kopplungselements 64 kann dieses im Querschnitt klein ausgeführt sein. Auf eine radiale Ausformung 16 an den Deckplatten 68 wie im Ausführungsbeispiel aus FIG 2 kann daher verzichtet werden, so dass eine radiale Außenfläche 76 der Deckplatten 68 erhebungsfrei und insbesondere zylinderförmig ausgeführt sein kann. Hierdurch ist eine Installation von Dichtspitzen für eine Labyrinthdichtung zur Abdichtung der Deckplatten 68 gegen ein Turbinengehäuse auf den Außenflächen 76 besonders einfach, da die Installation durch keine Erhebungen gestört wird.Due to the distribution of the force acting on it over the length of the coupling element 64, this can be made small in cross-section. On a radial formation 16 on the cover plates 68 as in the embodiment FIG. 2 can therefore be dispensed with, so that a radial outer surface 76 of the cover plates 68 can be carried out elevation and in particular cylindrical. As a result, an installation of sealing tips for a labyrinth seal for sealing the cover plates 68 against a turbine housing on the outer surfaces 76 is particularly easy because the installation is disturbed by any surveys.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Turbinenschaufelturbine blade
2a2a
Schaufelblattairfoil
44
Kopplungselementcoupling element
66
Tangentialrichtungtangential
88th
Axialrichtungaxially
1010
Schaufelfußblade
1212
Deckplattecover plate
1414
Schaufelshovel
1616
Ausformungformation
1818
Ausnehmungrecess
18a18a
Hohlraumcavity
2020
Kontaktflächecontact area
2222
Innenflächepalm
2424
Außenkanteouter edge
2626
Spaltgap
2828
Flächearea
3030
Rhomboidwinkelrhomboid
3232
SpaltlängsrichtungSlit longitudinally
3434
Radialrichtungradial direction
3636
Schaufelhalterblade retainers
3838
Fingerfinger
4040
Bolzenbolt
4242
Kopplungselementcoupling element
4444
Kontaktflächecontact area
4646
Spaltgap
4848
Deckplattecover plate
5050
Ausnehmungrecess
5252
Kopplungselementcoupling element
5454
Kopplungselementcoupling element
5656
Innenflächepalm
5858
Kontaktflächecontact area
6060
Turbinenschaufelturbine blade
6262
Turbinenschaufelturbine blade
6464
Kopplungselementcoupling element
6666
Ausnehmungrecess
6868
Deckplattecover plate
7070
Begrenzungselementlimiting element
7272
Längsrichtunglongitudinal direction
7474
Seitenflächeside surface
7676
Außenflächeouter surface

Claims (50)

Laufschaufel (2) mit einer Deckplatte (12, 48, 68) an einem oberen Ende eines Schaufelblattes (2a) und einem Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64), welche Deckplatte (12, 48, 68) derart ausgebildet ist, dass sie mit Deckplatten von im Wesentlichen gleich ausgebildeten Laufschaufeln (2) nach dem Anbau an einen Rotor einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Ring bildet, wobei zwischen den einzelnen Deckplatten (12, 48, 68) jeweils ein Spalt (26) vorgesehen ist, wobei die Deckplatten (12, 48, 68) jeweils an den zu benachbarten Deckplatten (12, 48, 68) zugewandten Seiten eine Ausnehmung (18, 50) aufweisen, welche gemeinsam mit einer Ausnehmung (18, 50, 66) der benachbarten Deckplatte (12, 48, 68) einen Hohlraum (18a) bildet, welcher Hohlraum (18a) zur Aufnahme des Kopplungselements (4, 42, 52, 54, 64) ausgebildet ist.Blade (2) having a cover plate (12, 48, 68) at an upper end of an airfoil (2a) and a coupling element (4, 42, 52, 54, 64), which cover plate (12, 48, 68) is formed in that it forms a circumferentially extending ring with cover plates of substantially identically formed blades (2) after attachment to a rotor, a gap (26) being provided between each cover plate (12, 48, 68), wherein the cover plates (12, 48, 68) each have a recess (18, 50) on the sides facing the adjacent cover plates (12, 48, 68) which together with a recess (18, 50, 66) of the adjacent cover plate (12 , 48, 68) forms a cavity (18a), which cavity (18a) is designed to receive the coupling element (4, 42, 52, 54, 64). Laufschaufel (2) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) und die Ausnehmung (18, 50) derart ausgebildet sind, dass das Kopplungselement(4, 42, 52, 54, 64) mit Bewegungsspiel in den Hohlraum (18a) eingepasst ist.
Blade (2) according to claim 1,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) and the recess (18, 50) are formed such that the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) with play in the cavity (18 a ) is fitted.
Laufschaufel(2) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) und die Ausnehmung (18, 50) die Form eines Rotationskörpers aufweisen.
Blade (2) according to claim 2,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) and the recess (18, 50) have the shape of a rotational body.
Laufschaufel(2) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) und die Ausnehmung (18, 50) einen elliptischen Querschnitt aufweisen.
Blade (2) according to claim 3,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) and the recess (18, 50) have an elliptical cross section.
Laufschaufel(2) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) und die Ausnehmung (18, 50) einen runden oder ovalen Querschnitt aufweisen.
Blade (2) according to claim 3,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) and the recess (18, 50) have a round or oval cross section.
Laufschaufel(2) nach einem der Ansprüche 3 - 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt sich von der axialen Mitte bezüglich der Rotationssymmetrie des Kopplungselements (4, 42, 52, 54, 64) nach außen hin verjüngt.
Blade (2) according to one of claims 3 - 5,
characterized in that the cross section tapers outwardly from the axial center with respect to the rotational symmetry of the coupling element (4, 42, 52, 54, 64).
Laufschaufel(2) nach einem der Ansprüche 3 - 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt sich von der axialen Mitte bezüglich der Rotationssymmetrie des Kopplungselements (4, 42, 52, 54, 64) nach außen hin aufweitet.
Blade (2) according to one of claims 3 - 5,
characterized in that the cross-section widens outwardly from the axial center with respect to the rotational symmetry of the coupling element (4, 42, 52, 54, 64).
Laufschaufel(2) nach einem der Ansprüche 3 - 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Achse der Rotationssymmetrie des Kopplungselements (4, 42, 52, 54, 64) sich im Wesentlichen parallel zu dem Spalt (26) zwischen den zwei Deckplatten, welche mit ihren Ausnehmungen (18, 50) den Hohlraum (18a) bilden, erstreckt.
Blade (2) according to one of claims 3 - 7,
characterized in that the axis of rotational symmetry of the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) is substantially parallel to the gap (26) between the two cover plates, which with their recesses (18, 50) the cavity (18 a) form, extends.
Laufschaufel(2) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) einen viereckigen Querschnitt aufweist.
Blade (2) according to claim 2,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) has a quadrangular cross section.
Laufschaufel(2) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) einen rhombusförmigen Querschnitt aufweist.
Blade (2) according to claim 9,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) has a rhombus-shaped cross section.
Laufschaufel(2) nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.
Blade (2) according to claim 9,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) has a trapezoidal cross section.
Laufschaufel(2) nach einem der Ansprüche 9 - 11,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) eine Längsachse aufweist entlang derer sie sich mit dem Querschnitt erstreckt und welche Längsachse sich im Wesentlichen parallel zu dem Spalt (26) zwischen den zwei Deckplatten, welche mit ihren Ausnehmungen (18, 50) den Hohlraum (18a) zur Aufnahme des Kopplungselementes bilden, erstreckt.
Blade (2) according to any one of claims 9-11,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) has a longitudinal axis along which it extends with the cross-section and which longitudinal axis is substantially parallel to the gap (26) between the two cover plates which coincide with their recesses (18, 50) form the cavity (18 a) for receiving the coupling element extends.
Laufschaufel (2) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (18, 50) an den axialen Stirnseiten der Deckplatte (12, 48, 68) eine über den Spalt (26) hinausgehende Öffnung aufweist.
Blade (2) according to claim 1,
characterized in that the recess (18, 50) at the axial end faces of the cover plate (12, 48, 68) has an opening extending beyond the gap (26).
Laufschaufel (2) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (18, 50) sackförmig sind.
Blade (2) according to claim 1,
characterized in that the recesses (18, 50) are bag-shaped.
Laufschaufel (2) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (18, 50, 66) jeweils eine schräg zur Tangentialrichtung ausgerichtete Kontaktfläche (22, 56) zur im gemeinsamen Zusammenspiel beidseitigen gleichzeitigen Anlage an das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) aufweisen.
Blade (2) according to claim 1 or 2,
characterized in that the recesses (18, 50, 66) each have an obliquely oriented to the tangential direction of contact surface (22, 56) for the mutual interaction on both sides simultaneous contact with the coupling element (4, 42, 52, 54, 64).
Laufschaufel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ausnehmungen (18, 50, 66) im gemeinsamen Zusammenspiel einen in Radialrichtung verjüngenden Innenkeil bilden.
Blade (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the two recesses (18, 50, 66) in the joint interaction form a radially tapering inner wedge.
Laufschaufel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (18, 50, 66) nach innen verjüngend ausgeführt sind.
Blade (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the recesses (18, 50, 66) are designed to taper inwards.
Laufschaufel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54) in Tangentialrichtung (6) beidseitig verjüngend geformt ist.
Blade (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54) in the tangential direction (6) is tapered on both sides.
Laufschaufel (2) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4) in Tangentialrichtung (6) beidseitig konisch geformt ist.
Blade (2) according to claim 6,
characterized in that the coupling element (4) in the tangential direction (6) is conically shaped on both sides.
Laufschaufel (2) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (18) konisch mit einem Innenkonuswinkel ausgeführt sind und ein Außenkonuswinkel des Kopplungselements (4) größer als der Innenkonuswinkel ist.
Blade (2) according to claim 7,
characterized in that the recesses (18) are conical with an inner cone angle and an outer cone angle of the coupling element (4) is greater than the inner cone angle.
Laufschaufel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (42, 52, 54) eine in Richtung des Ausnehmungsinneren konvex gekrümmte Kontaktfläche (44, 58) zur Anlage an eine Kontaktfläche (22, 56) einer Ausnehmung (18, 50, 66) aufweist.
Blade (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the coupling element (42, 52, 54) has a convexly curved in the direction of the recess inner contact surface (44, 58) for contact with a contact surface (22, 56) of a recess (18, 50, 66).
Laufschaufel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) linienförmig in zumindest einer der Ausnehmungen (18, 50, 66) anliegt.
Blade (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) linearly in at least one of the recesses (18, 50, 66) rests.
Laufschaufel (2) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Linienform ringförmig um das Kopplungselement (4, 42, 52, 54) führt.
Blade (2) according to claim 10,
characterized in that the line shape leads annularly around the coupling element (4, 42, 52, 54).
Laufschaufel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ausnehmungen (18, 50, 66) eine Außenkante (24) aufweist, die vom Kopplungselement (42, 54, 64) durch einen Spalt (46) beabstandet ist.
Blade (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that one of the recesses (18, 50, 66) has an outer edge (24) spaced from the coupling element (42, 54, 64) by a gap (46).
Laufschaufel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (64) eine Längsrichtung (72) aufweist, die in einer Spaltlängsrichtung (32) orientiert ist.
Blade (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the coupling element (64) has a longitudinal direction (72) which is oriented in a gap longitudinal direction (32).
Laufschaufel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (64) zylinderförmig ist.
Blade (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the coupling element (64) is cylindrical.
Laufschaufel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (66) eine Nut ist.
Blade (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the recess (66) is a groove.
Laufschaufel (2) nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die Nut an einem Ende durch ein Begrenzungselement (70) verschlossen und am anderen Ende offen ist.
Blade (2) according to claim 15,
characterized in that the groove is closed at one end by a limiting element (70) and open at the other end.
Laufschaufel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (68) eine erhebungsfreie radiale Außenfläche (76) aufweist.
Blade (2) according to one of the preceding claims,
characterized in that the cover plate (68) has an elevation-free radial outer surface (76).
Laufschaufel (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch zwei Schaufelfüße (10) der Laufschaufeln (2) mit einem Verbindungsmittel zum radialen Einführen in einen Schaufelhalter (36) eines Läufers.
Blade (2) according to one of the preceding claims,
characterized by two blade roots (10) of the blades (2) having a connection means for radial insertion into a blade holder (36) of a rotor.
Schaufelkranz für eine Turbomaschine mit einem Verband von Laufschaufeln (2) (2), bei dem jeweils benachbarte Laufschaufeln (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind.Blade ring for a turbomachine with a bandage of moving blades (2) (2), in which respectively adjacent moving blades (2) according to one of the preceding claims are formed. Vorrichtung zur Kopplung zweier Laufschaufeln (2), umfassend zwei Deckplatten (12, 48, 68) der Laufschaufeln (2), die durch einen Spalt (26) voneinander beabstandet sind und jeweils eine Ausnehmung (18, 50, 66) aufweisen, in die ein den Spalt (26) überbrückendes Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) eingesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) auf in Tangentialrichtung zueinander angewinkelten Kontaktflächen (20, 22, 44, 56, 58) an den Deckplatten (12, 48, 68) anliegt und die Deckplatten (12, 48, 68) tangential gegeneinander abstützt.
Device for coupling two rotor blades (2), comprising two cover plates (12, 48, 68) of the rotor blades (2) which are spaced apart by a gap (26) and each have a recess (18, 50, 66) into which a gap (26) bridging coupling element (4, 42, 52, 54, 64) is inserted,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) bears against contact surfaces (20, 22, 44, 56, 58) which are angled in the tangential direction against the cover plates (12, 48, 68) and the cover plates (12 , 48, 68) is tangentially supported against each other.
Vorrichtung nach Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (18, 50) sackförmig sind.
Device according to claim 32,
characterized in that the recesses (18, 50) are bag-shaped.
Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (18, 50, 66) jeweils eine schräg zur Tangentialrichtung ausgerichtete Kontaktfläche (22, 56) zur im gemeinsamen Zusammenspiel beidseitigen gleichzeitigen Anlage an das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) aufweisen.
Device according to claim 32 or 33,
characterized in that the recesses (18, 50, 66) each have an obliquely oriented to the tangential direction of contact surface (22, 56) for the mutual interaction on both sides simultaneous contact with the coupling element (4, 42, 52, 54, 64).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 - 34,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ausnehmungen (18, 50, 66) im gemeinsamen Zusammenspiel einen in Radialrichtung verjüngenden Innenkeil bilden.
Device according to one of the preceding claims 32-34,
characterized in that the two recesses (18, 50, 66) in the joint interaction form a radially tapering inner wedge.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 - 35,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (18, 50, 66) nach innen verjüngend ausgeführt sind.
Device according to one of the preceding claims 32-35,
characterized in that the recesses (18, 50, 66) are designed to taper inwards.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 - 36,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54) in Tangentialrichtung (6) beidseitig verjüngend geformt ist.
Device according to one of the preceding claims 32-36,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54) in the tangential direction (6) is tapered on both sides.
Vorrichtung nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4) in Tangentialrichtung (6) beidseitig konisch geformt ist.
Device according to claim 37,
characterized in that the coupling element (4) in the tangential direction (6) is conically shaped on both sides.
Vorrichtung nach Anspruch 38,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (18) konisch mit einem Innenkonuswinkel ausgeführt sind und ein Außenkonuswinkel des Kopplungselements (4) größer als der Innenkonuswinkel ist.
Device according to claim 38,
characterized in that the recesses (18) are conical with an inner cone angle and an outer cone angle of the coupling element (4) is greater than the inner cone angle.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 - 39,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (42, 52, 54) eine in Richtung des Ausnehmungsinneren konvex gekrümmte Kontaktfläche (44, 58) zur Anlage an eine Kontaktfläche (22, 56) einer Ausnehmung (18, 50, 66) aufweist.
Device according to one of the preceding claims 32-39,
characterized in that the coupling element (42, 52, 54) has a convexly curved in the direction of the recess inner contact surface (44, 58) for contact with a contact surface (22, 56) of a recess (18, 50, 66).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 - 40,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (4, 42, 52, 54, 64) linienförmig in zumindest einer der Ausnehmungen (18, 50, 66) anliegt.
Device according to one of the preceding claims 32-40,
characterized in that the coupling element (4, 42, 52, 54, 64) linearly in at least one of the recesses (18, 50, 66) rests.
Vorrichtung nach Anspruch 41,
dadurch gekennzeichnet, dass die Linienform ringförmig um das Kopplungselement (4, 42, 52, 54) führt.
Device according to claim 41,
characterized in that the line shape leads annularly around the coupling element (4, 42, 52, 54).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 - 42,
dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ausnehmungen (18, 50, 66) eine Außenkante (24) aufweist, die vom Kopplungselement (42, 54, 64) durch einen Spalt (46) beabstandet ist.
Device according to one of the preceding claims 32-42,
characterized in that one of the recesses (18, 50, 66) has an outer edge (24) spaced from the coupling element (42, 54, 64) by a gap (46).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 - 43,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (64) eine Längsrichtung (72) aufweist, die in einer Spaltlängsrichtung (32) orientiert ist.
Device according to one of the preceding claims 32-43,
characterized in that the coupling element (64) has a longitudinal direction (72) which is oriented in a gap longitudinal direction (32).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 - 44,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungselement (64) zylinderförmig ist.
Device according to one of the preceding claims 32-44,
characterized in that the coupling element (64) is cylindrical.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 - 45,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (66) eine Nut ist.
Device according to one of the preceding claims 32-45,
characterized in that the recess (66) is a groove.
Vorrichtung nach Anspruch 46,
dadurch gekennzeichnet, dass die Nut an einem Ende durch ein Begrenzungselement (70) verschlossen und am anderen Ende offen ist.
Device according to claim 46,
characterized in that the groove is closed at one end by a limiting element (70) and open at the other end.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 - 47,
dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatte (68) eine Erhebungsfreie radiale Außenfläche (76) aufweist.
Device according to one of the preceding claims 32-47,
characterized in that the cover plate (68) has a bump-free radial outer surface (76).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 - 48,
gekennzeichnet durch zwei Schaufelfüße (10) der Laufschaufeln (2) mit einem Verbindungsmittel zum radialen Einführen in einen Schaufelhalter (36) eines Läufers.
Device according to one of the preceding claims 32-48,
characterized by two blade roots (10) of the blades (2) having a connection means for radial insertion into a blade holder (36) of a rotor.
Schaufelkranz für eine Turbomaschine mit einem Verband von Laufschaufeln (2), bei dem jeweils benachbarte Deckplatten (12, 48, 68) der Laufschaufeln (2) durch eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 32 - 49 im Betrieb tangential gegeneinander abgestützt sind.Blade rim for a turbomachine with a bandage of moving blades (2), in which respective adjacent cover plates (12, 48, 68) of the moving blades (2) are tangentially supported against each other during operation by a device according to one of the preceding claims 32-49.
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