DE102017203380A1 - Load-receiving element with a hook-shaped design - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Lastaufnahmeelement (2) mit einer im Querschnitt betrachteten hakenförmigen Gestalt mit einer Innenseite (12) und einer Außenseite (14). Das Lastaufnahmeelement (2) umfasst- einen Anschlussabschnitt (4), welcher einstückig mit einem weiteren Bauteilabschnitt (38) verbunden ist,- einen sich daran anschließenden bogenförmigen Verbindungs abschnitt (6), und- einen sich daran anschließenden Auflageabschnitt (8), wel cher eine zum Anschlussabschnitt (4) weisende konkave Auflagefläche (10) zur Anbringung eines anderen Bauteils aufweist,- eine Wirklinie (16), welche durch den Lastmittelpunkt (L) der bei der bestimmungsgemäßen Verwendung auftretenden Flächenlast senkrecht zur Auflagefläche (10) verläuft. Die hakenförmige Gestalt ist in die Tiefe betrachtet als Abschnitt eines Rotationskörpers ausgebildet. Ein Lastaufnahmeelement (2) mit der oben beschriebenen Geometrie hat sich als besonders geeignet für die mechanische Abstützung eines Dichtsegments (30) erwiesen, da es bezüglich Belastung und Gewicht optimiert ist.The invention relates to a load-bearing element (2) with a hook-shaped shape viewed in cross-section with an inner side (12) and an outer side (14). The load-receiving element (2) comprises a connection section (4), which is integrally connected to a further component section (38), - an adjoining arcuate connection section (6), and- an adjoining support section (8), wel cher a concave support surface (10) facing the connection section (4) for attachment of another component, - a line of action (16) extending perpendicularly to the support surface (10) through the load center (L) of the surface load occurring during the intended use. The hook-shaped shape is viewed in the depth formed as a portion of a rotating body. A load-bearing element (2) with the geometry described above has proven to be particularly suitable for the mechanical support of a sealing segment (30), since it is optimized in terms of load and weight.
Description
Bei Rotoren von Gasturbinen besteht das Problem, dass der innere Bereich des Rotors bestmöglich von dem durch die Gasturbine strömenden Heißgas zu schützen ist. Hierzu werden im Bereich zwischen den Rotorscheiben Dichtungsmaßnahmen getroffen, die ein Eindringen von Heißgas in den inneren Bereich des Rotors nach Möglichkeit verhindern. Bei einer der üblich eingesetzten Bauweisen wird hierbei eine Abdichtung zwischen den Rotorscheiben möglichst nah am Heißgaspfad vorgenommen. Sofern der Bauraum zwischen den Rotorscheiben nach der vollständigen Montage des Rotors nicht mehr erforderlich ist, werden in aller Regel zwischen den Rotorscheiben feststehende Dichtringe eingesetzt, die eine sowohl einfachere Gestalt als auch eine einfache Befestigungsart aufweisen.In rotors of gas turbines, there is the problem that the inner portion of the rotor is best protected by the hot gas flowing through the gas turbine. For this purpose, sealing measures are taken in the area between the rotor discs, which prevent penetration of hot gas in the inner region of the rotor as far as possible. In one of the commonly used constructions here a seal between the rotor discs is made as close to the hot gas path. If the space between the rotor disks after the complete assembly of the rotor is no longer required, fixed sealing rings are usually used between the rotor disks, which have both a simpler shape and a simple fastening.
Jedoch besteht in vielen Fällen die Forderung, dass der zwischen den Rotorscheiben vorhandene Bauraum für spätere Wartungsarbeiten, insbesondere zum Austausch von Laufschaufeln, zur Verfügung steht. Daher gilt es eine Möglichkeit zu schaffen, den Dichtring bei Bedarf entfernen zu können. In diesem Fall wird der Dichtring nicht als geschlossener Ringkörper sondern aus einer Mehrzahl im Umfang verteilter Dichtsegmente gebildet. Deren Befestigung wiederum kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen, wobei in einer bekannten Ausführung die Dichtsegmente eine T-förmige Gestalt aufweisen. Hierbei sind diese mit einem mittig angeordneten Abschnitt im Rotor lösbar befestigt. Die Arme des T-förmigen Dichtsegments erstrecken sich hierbei beidseitig von der Mitte zu den Rotorscheiben bzw. zu den an den Rotorscheiben angebrachten Laufschaufeln. Durch die T-förmige Gestalt der Dichtsegmente wird sowohl eine günstige Montage am Rotor ermöglicht, als auch ebenso eine Anordnung der Abdichtung nahe dem Heißgaspfad realisierbar ist.However, in many cases there is the requirement that the available between the rotor disks space for subsequent maintenance, especially for the replacement of blades, is available. Therefore, there is a possibility to be able to remove the sealing ring when needed. In this case, the sealing ring is not formed as a closed ring body but from a plurality of circumferentially distributed sealing segments. Their attachment in turn can be done in different ways, in a known embodiment, the sealing segments have a T-shape. These are releasably secured in the rotor with a centrally arranged section. The arms of the T-shaped sealing segment in this case extend on both sides from the center to the rotor disks or to the blades attached to the rotor disks. Due to the T-shaped design of the sealing segments both a favorable installation on the rotor is possible, as well as an arrangement of the seal near the hot gas path can be realized.
Wenngleich zur Befestigung der T-förmigen Dichtsegmente verschiedene Lösungen bekannt sind, so weist jede der Möglichkeiten verschiedene Nachteile hinsichtlich der Lastübertragung, des Aufwands zur Montage und der erzielbaren Abdichtung auf.Although various solutions are known for mounting the T-shaped sealing segments, each of the options has various disadvantages in terms of load transfer, the cost of assembly and the achievable seal.
Für die radiale zentrale Befestigung der T-förmigen Dichtsegmente kann beispielsweise ein Lastaufnahmeelement mit einer hakenförmigen Gestalt verwendet werden, um einen Einbau durch Einkippen des Bauteils zu ermöglichen. Dieser Haken muss geometrisch bzw. kinematisch und strukturell sehr hohen Anforderungen entsprechen. Beispielsweise muss die mechanische Abstützung in radialer Richtung das Gewicht der Dichtsegmente gegen Fliehkräfte von ca. 10.000 g tragen können. Die axiale und radiale Position des Hakens muss gut bestimmt sein, so dass kein Rutschen stattfindet. Zusätzlich sollte eine Verkippung um einen Befestigungspunkt herum möglich sein, um thermische Biegespannungen in der Struktur des Dichtrings zu vermeiden. Darüber hinaus sollte der Haken möglichst eine hohe Steifigkeit (in radialer Richtung) aufweisen, d.h. die Fliehkräfte, welchen er im Betrieb ausgesetzt ist, unter nur geringen Gesamtdeformationen aufnehmen können.For the radial central attachment of the T-shaped sealing segments, for example, a load-receiving element can be used with a hook-shaped shape to allow installation by tipping the component. This hook must correspond geometrically or kinematic and structurally very high requirements. For example, the mechanical support in the radial direction must be able to support the weight of the sealing segments against centrifugal forces of approximately 10,000 g. The axial and radial position of the hook must be well defined so that no slippage occurs. In addition, tilting around a point of attachment should be possible to avoid thermal bending stresses in the structure of the seal ring. In addition, the hook should preferably have a high rigidity (in the radial direction), i. The centrifugal forces, which he is exposed to in operation, can absorb under only slight total deformations.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigung eines Bauteils, insbesondere eines Dichtsegmentes, zu ermöglichen, welche die oben genannten Anforderungen erfüllt.The invention has for its object to enable attachment of a component, in particular a sealing segment, which meets the above requirements.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Lastaufnahmeelement mit einer im Querschnitt betrachteten hakenförmigen Gestalt mit einer Innenseite und einer Außenseite, umfassend
- - einen Anschlussabschnitt, welcher einstückig mit einem weiteren Bauteilabschnitt verbunden ist,
- - einen sich daran anschließenden bogenförmigen Verbindungsabschnitt, und
- - einen sich daran anschließenden Auflageabschnitt, welcher eine zum Anschlussabschnitt weisende konkave Auflagefläche zur Anbringung eines anderen Bauteils aufweist,
- - eine Wirklinie, welche durch den Lastmittelpunkt der bei der bestimmungsgemäßen Verwendung auftretenden Flächenlast senkrecht zur Auflagefläche verläuft,
- a connection section, which is integrally connected to a further component section,
- - An adjoining arcuate connecting portion, and
- an adjoining support section, which has a concave support surface facing the connection section for attachment of another component,
- a line of action perpendicular to the bearing surface through the load center of the surface load occurring during the intended use,
Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch ein Lastaufnahmeelement mit einer im Querschnitt betrachteten hakenförmigen Gestalt mit einer Innenseite und einer Außenseite, umfassend
- - einen Anschlussabschnitt, welcher einstückig mit einem weiteren Bauteilabschnitt verbunden ist,
- - einen sich daran anschließenden bogenförmigen Verbindungsabschnitt, und
- - einen sich daran anschließenden Auflageabschnitt, welcher eine zum Anschlussabschnitt weisende konkave Auflagefläche zur Anbringung eines anderen Bauteils aufweist,
- - eine Wirklinie, welche durch den Lastmittelpunkt der bei der bestimmungsgemäßen Verwendung auftretenden Flächenlast senkrecht zur Auflagefläche verläuft,
- a connection section, which is integrally connected to a further component section,
- - An adjoining arcuate connecting portion, and
- an adjoining support section, which has a concave support surface facing the connection section for attachment of another component,
- a line of action perpendicular to the bearing surface through the load center of the surface load occurring during the intended use,
Die Aufgabe wird zudem erfindungsgemäß gelöst durch ein Rotorbauteil für einen Rotor, insbesondere einer Gasturbine, umfassend ein solches Lastaufnahmeelement. The object is also achieved according to the invention by a rotor component for a rotor, in particular a gas turbine, comprising such a load-receiving element.
Die in Bezug auf das Lastaufnahmeelement nachstehend angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen lassen sich sinngemäß auf das Rotorbauteil übertragen.The advantages and preferred embodiments set forth below with regard to the load-bearing element can be transferred analogously to the rotor component.
Unter Innenseite des Lastaufnahmeelements wird hierbei eine konkave Seite mit einem freien Innenraum verstanden. Bei einer Querschnittsbetrachtung weist die Innenseite eine hakenförmige Kontur auf. Die Innenseite umfasst die Auflagefläche, an der das separate Bauteil angebracht, insbesondere eingehängt wird. Eine gegenüberliegende konvexe Seite des Lastaufnahmeelements wird als Außenseite bezeichnet.Under the inside of the load-receiving element is understood here a concave side with a free interior. In a cross-sectional view, the inside has a hook-shaped contour. The inside comprises the bearing surface on which the separate component is mounted, in particular hooked. An opposite convex side of the load-bearing member is called an outer side.
Im Querschnitt betrachtet ist das Lastaufnahmeelement dreiteilig ausgebildet. Ein erster Anschlussabschnitt ist einstückig mit einem weiteren Bauteilabschnitt verbunden, d.h. die Verlängerung des Anschlussabschnitts geht in einen weiteren Bauteilabschnitt über, der jedoch für die Befestigung des Lastaufnahmeelements irrelevant ist und deshalb nicht näher beschrieben wird. Der Anschlussabschnitt weist insbesondere eine konstante Dicke oder Stärke auf, d.h. im Querschnitt betrachtet ist der Anschlussabschnitt stets gleich stark. Dem Anschlussabschnitt folgt ein bogenförmiger Verbindungsabschnitt, der insbesondere eine variable Stärke aufweist. Daran anschließend ist ein Auflageabschnitt ausgebildet, welcher eine zum Anschlussabschnitt weisende konkave Auflagefläche zur Anbringung des weiteren Bauteils aufweist. Der Auflageabschnitt weist ebenfalls insbesondere eine variable Stärke auf, die in Richtung eines freien Endes des Lastaufnahmeelements im Wesentlichen immer kleiner wird.Viewed in cross-section, the load-bearing element is designed in three parts. A first terminal portion is integrally connected to another component portion, i. the extension of the connection section merges into a further component section, which, however, is irrelevant to the attachment of the load-bearing element and will therefore not be described in detail. In particular, the terminal portion has a constant thickness or thickness, i. When viewed in cross-section, the connection section is always the same. The connecting section is followed by an arcuate connecting section, which in particular has a variable thickness. Subsequently, a support section is formed, which has a concave support surface facing the connection section for attachment of the further component. The support section also has in particular a variable thickness, which becomes substantially smaller in the direction of a free end of the load-bearing element.
Das Lastaufnahmeelement ist zudem durch eine Wirklinie gekennzeichnet, welche durch den Lastmittelpunkt der bei der bestimmungsgemäßen Verwendung auftretenden Flächenlast senkrecht zur Auflagefläche verläuft. Hierbei ist davon auszugehen, dass der Lastmittelpunkt der Flächenlast dem geometrischen Mittelpunkt der Auflagefläche entspricht. Lediglich aufgrund von Verformungen des Lastaufnahmeelementes kann der Lastmittelpunkt geringfügig vom geometrischen Mittelpunkt abweichen. Diese Verformungen, wenn vorhanden, sind entweder vernachlässigbar oder sie können berechnet und bei der Bestimmung des Lastmittelpunkts berücksichtigt werden.The load-bearing element is also characterized by a line of action which runs perpendicular to the support surface through the load center of the surface load occurring during the intended use. It can be assumed that the load center of the surface load corresponds to the geometric center of the support surface. Only due to deformations of the load-bearing element, the load center may differ slightly from the geometric center. These deformations, if any, are either negligible or can be calculated and taken into account in the determination of the center of gravity of the load.
Ein erster erfindungsgemäßer Lösungsansatz basiert auf der Überlegung, die hakenförmige Gestalt in die Tiefe betrachtet als Abschnitt eines Rotationskörpers auszubilden. Dies bedeutet, dass das Lastaufnahmeelement umfassend den Anschlussabschnitt, den Verbindungsabschnitt und den Auflageabschnitt als Abschnitt eines Rotationskörpers ausgebildet ist, dessen Rotationsachse, insbesondere außerhalb des Lastaufnahmeelements liegt. Mit Rotationskörper wird ein Körper bezeichnet, dessen Oberfläche durch Rotation einer erzeugenden Kurve um eine Rotationsachse gebildet wird, d.h. ein rotationssymmetrischer Körper. Das Lastaufnahmeelement stellt jedoch keinen vollständigen Rotationskörper dar, sondern lediglich ein Abschnitt eines solchen Rotationskörpers. In die Tiefe betrachtet, d.h. in Umfangsrichtung ist das Lastaufnahmeelement bogenförmig. Insbesondere sind somit für den Einsatz bei einem Dichtring einer Gasturbine mehrere in eine Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Lastaufnahmeelemente vorgesehen. Ein Lastaufnahmeelement mit der oben beschriebenen Geometrie hat sich als besonders geeignet für die mechanische Abstützung eines Dichtsegments erwiesen, da es bezüglich Belastung und Gewicht optimiert ist.A first approach according to the invention is based on the idea of forming the hook-shaped shape in the depth as a section of a rotation body. This means that the load-receiving element comprising the connection section, the connection section and the support section is designed as a section of a rotation body, the axis of rotation of which lies, in particular, outside the load-receiving element. Rotational body refers to a body whose surface is formed by rotation of a generating curve about an axis of rotation, i. a rotationally symmetrical body. However, the load-bearing element is not a complete body of revolution, but only a portion of such a body of revolution. In depth, i. E. in the circumferential direction, the load-receiving element is arcuate. In particular, a plurality of load-receiving elements arranged one behind the other in a circumferential direction are thus provided for use in a sealing ring of a gas turbine. A load-bearing element with the geometry described above has proved to be particularly suitable for the mechanical support of a sealing segment, since it is optimized in terms of load and weight.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Lösungsansatz basiert auf der Erkenntnis, dass besonders hohe Lasten durch ein Lastaufnahmeelement mit den oben beschriebenen Anschlussabschnitt, Verbindungsabschnitt und Auflageabschnitt sowie Wirklinie übertragen werden können, wobei der maximale freie Abstand von der Wirklinie bis zum Verbindungsabschnitt kleiner ist als die Stärke des Verbindungsabschnitts an gleicher Stelle. Hierbei liegt eine besonders hohe Stärke des Verbindungsabschnitts, gemessen an den konkaven freien Raum an der Innenseite des Lastaufnahmeelements, so dass eine ausreichende Steifigkeit in radialer Richtung bei Fliehkräften von ca. 10.000 g gewährleistet ist.Another inventive approach is based on the finding that particularly high loads can be transmitted by a load-receiving element with the above-described connection section, connecting section and support section and line of action, wherein the maximum free distance from the line of action to the connection section is smaller than the strength of the connection section same place. In this case, a particularly high strength of the connecting portion, measured on the concave free space on the inside of the load-bearing element, so that sufficient rigidity in the radial direction is ensured at centrifugal forces of about 10,000 g.
Im Hinblick auf eine besonders hohe Steifigkeit des Lastaufnahmeelements beträgt der maximale freie Abstand von der Wirklinie bis zum Verbindungsabschnitt vorzugsweise maximal das 0.5-fache der Stärke des Verbindungsabschnitts an gleicher Stelle.With regard to a particularly high rigidity of the load-receiving element, the maximum free distance from the line of action to the connecting section is preferably at most 0.5 times the thickness of the connecting section at the same point.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung verläuft die Wirklinie durch den Anschlussabschnitt, insbesondere mittig. Dadurch wird erreicht, dass der Anschlussabschnitt frei von Biegespannungen ist.According to a preferred embodiment, the line of action extends through the connection section, in particular in the center. This ensures that the connection section is free of bending stresses.
Vorteilhafterweise weist der Anschlussabschnitt eine Stärke T auf und die Auflagefläche weist eine Breite W auf, wobei 0.5 T <= W <= 4 T, insbesondere 1.5 T <= W <= 2, ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Querschnitt des Anschlussabschnitts stark genug ist, um das Gewicht, welches die Auflagefläche aufnehmen soll, tragen zu können.Advantageously, the connection portion has a thickness T and the support surface has a width W, wherein 0.5 T <= W <= 4 T, in particular 1.5 T <= W <= 2, is. This ensures that the cross section of the connection section is strong enough to be able to support the weight which the support surface is intended to receive.
Bevorzugt weist die konkave Auflagefläche einen Radius RA und eine Breite W auf, wobei 0.7 W < RA < 5 W, insbesondere RA < 2 W, ist. Preferably, the concave bearing surface has a radius R A and a width W, wherein 0.7 W <R A <5 W, in particular R A <2 W, is.
Vorzugsweise verläuft der Verbindungsabschnitt im Querschnitt gesehen S-förmig und weist auf der Außenseite einen Wendepunkt P auf, wobei eine Normale durch den Wendepunkt P einen Winkel β mit der Wirklinie 20° < β < 70° bildet, wobei insbesondere 40° < β < 50° ist.Preferably, the connecting section is S-shaped in cross-section and has on the outside a turning point P, wherein a normal through the inflection point P forms an angle β with the line of
Zweckdienlicherweise weist der Anschlussabschnitt die insbesondere konstante Stärke T auf und eine Stärke d des Verbindungsabschnitts und des Auflageabschnitts ist variabel, wobei die variable Stärke d an einem Messpunkt M senkrecht zur Innenseite einen Messwinkel α zur Wirklinie bildet, wobei ausgehend vom freien Ende entlang der Innenseite gilt:
- - beim Messpunkt M1 beträgt der Messwinkel α1 = 210° und die Messstrecke ist d1 < 0.5 T,
- - beim Messpunkt M2 beträgt der Messwinkel α2 = 180° und die Messstrecke ist T < d2 < 3 T,
- - beim Messpunkt M3 beträgt der Messwinkel α3 = 135° und die Messstrecke ist d2 < d3,
- - beim Messpunkt M4 beträgt der Messwinkel α4 = 90° und die Messstrecke ist d3 < d4,
- - beim Messpunkt M5 beträgt der Messwinkel α5 = 60° und die Messstrecke ist 2 T < d5 < d4, insbesondere ist d3 < d5, und/oder
- - beim Messpunkt M6 beträgt der Messwinkel α6 = 45° und die Messstrecke ist T < d6 < d5, insbesondere d2 < d6. Eine derartige geometrische Ausgestaltung des Lastaufnahmeelements hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.
- at the measuring point M 1 the measuring angle α 1 = 210 ° and the measuring distance is d 1 <0.5 T,
- at the measuring point M 2 the measuring angle α 2 = 180 ° and the measuring distance is T <d 2 <3 T,
- at the measuring point M 3 the measuring angle α 3 = 135 ° and the measuring distance is d 2 <d 3 ,
- at the measuring point M 4 the measuring angle α 4 = 90 ° and the measuring distance is d 3 <d 4 ,
- - At the measuring point M 5 , the measuring angle α 5 = 60 ° and the measuring distance is 2 T <d 5 <d 4 , in particular d 3 <d 5 , and / or
- - At the measuring point M 6 , the measuring angle α 6 = 45 ° and the measuring path is T <d 6 <d 5 , in particular d 2 <d 6 . Such a geometric configuration of the load-bearing element has proved to be particularly advantageous.
Selbst bei einer optimierten Hakenkontur kann das Problem auftreten, dass im Bereich der Außenseite eine asymmetrische Masseverteilung vorliegt. Um diesem Problem entgegenzuwirken, ist der Verbindungsabschnitt bevorzugt mit zumindest einer Ausnehmung versehen, die beabstandet von der Innenseite ist, wobei insbesondere eine Mehrzahl von gleichartigen, im Wesentlichen parallel angeordneten Ausnehmungen vorhanden ist. Hierbei wird von der zunächst vorhandenen Drehkontur Material entfernt, insbesondere durch eine nachträgliche Bearbeitung. Die Ausnehmung oder Ausnehmungen sind in einem Bereich eingearbeitet, der von der Auflagefläche axial möglichst entfernt ist bzw. strukturell möglichst gering belastet ist. Die Ausnehmungen sind dadurch etwa im Bereich der Außenseite ausgebildet. Durch die Ausnehmungen wird die Gesamtmasse des Lastaufnahmeelements reduziert. Darüber hinaus wird das Lastaufnahmeelement, wenn es als Dichtsegment eingesetzt wird, thermisch gut an die mit rotierender Luft in der vorderseitigen Kavität angebunden (Kühlrippen-Effekt), was sinnvoll ist, da bei den meisten Materialien die Belastbarkeit mit sinkender Temperatur steigt und das Dichtsegment ohnehin das höchstbelastete Bauteil des Rotorbauteils darstellt.Even with an optimized hook contour, the problem may arise that an asymmetrical mass distribution is present in the area of the outside. To counteract this problem, the connecting portion is preferably provided with at least one recess which is spaced from the inside, wherein in particular a plurality of similar, substantially parallel recesses is provided. In this case, material is removed from the initially existing rotational contour, in particular by a subsequent processing. The recess or recesses are incorporated in a region which is as axially as possible away from the support surface or is structurally loaded as little as possible. The recesses are thereby formed approximately in the region of the outside. Through the recesses, the total mass of the load-bearing element is reduced. In addition, the load-bearing element, when used as a sealing segment, thermally well connected to the rotating air in the front cavity (cooling rib effect), which makes sense, since with most materials, the load capacity increases with decreasing temperature and the sealing segment anyway represents the most loaded component of the rotor component.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausnehmung von einer ersten Bohrung gebildet, welche sich senkrecht zum Querschnitt und/oder in Umfangsrichtung erstreckt. Insbesondere sind dabei mehrere Bohrungen vorgesehen, welche der S-förmigen Kontur der Außenseite folgen.According to a preferred embodiment, the recess is formed by a first bore, which extends perpendicular to the cross section and / or in the circumferential direction. In particular, several holes are provided, which follow the S-shaped contour of the outside.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausnehmung von einer an der Außenseite angeordneten Nut oder von einer zweiten Bohrung gebildet, welche insbesondere mit einem Winkel zwischen 5° und 30° geneigt zur Wirklinie verläuft. Dabei wird Material in nur niedrig belasteten Zonen entfernt, die Steifigkeit des Lastaufnahmeelements wird nur unwesentlich reduziert. Außerdem könnten diese Ausnehmungen in das Rohteil eingebracht werden, was fertigungstechnisch einfacher ist, als im gedrehten und segmentierten Fertigteil.According to a further preferred embodiment, the recess is formed by a groove arranged on the outside or by a second bore, which extends in particular at an angle between 5 ° and 30 ° inclined to the line of action. In this case, material is removed in only low-load zones, the rigidity of the load-bearing element is only slightly reduced. In addition, these recesses could be introduced into the blank, which is manufacturing technology easier than in the turned and segmented finished part.
In Bezug auf das erfindungsgemäße Rotorbauteil gilt, dass vorteilhafterweise ein sich an den Anschlussabschnitt radial erstreckender Verbindungsabschnitt und ein sich im Wesentlichen axial erstreckender Dichtabschnitt anschließt, wobei insbesondere das Rotorbauteil im Querschnitt eine T-förmige Gestalt aufweist. Das Rotorbauteil ist somit als Dichtsegment für den Dichtring einer Gasturbine einsetzbar.With regard to the rotor component according to the invention, it is advantageous for a connection section extending radially to the connection section and a substantially axially extending sealing section to be connected, wherein in particular the rotor component has a T-shaped configuration in cross-section. The rotor component can thus be used as a sealing segment for the sealing ring of a gas turbine.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung erläutert. Hierin zeigen:
-
1 in einer Querschnittsdarstellung ein Lastaufnahmeelement mit einer optimierten hakenförmigen Gestalt, -
2 in einer Querschnittsdarstellung ein Lastaufnahmeelement mit sich in die Tiefe erstreckenden Bohrungen, -
3 in einer perspektivischen Darstellung ein Lastaufnahmeelement mit sich in die Tiefe erstreckenden Nuten, und -
4 in einer perspektivischen Darstellung ein Lastaufnahmeelement mit sich radial erstreckenden Bohrungen, -
5 eine Schnittansicht eines Rotors mit in Umfangsrichtung angeordneten Dichtsegmenten.
-
1 in a cross-sectional representation of a load-receiving element with an optimized hook-shaped shape, -
2 in a cross-sectional view of a load-receiving element with extending in the depth holes, -
3 in a perspective view of a load-receiving element with extending in the depth grooves, and -
4 in a perspective view of a load-receiving element with radially extending holes, -
5 a sectional view of a rotor with circumferentially arranged sealing segments.
Gleiche Bezugszeichen haben in den Figuren die gleiche Bedeutung.Like reference numerals have the same meaning in the figures.
In
Eine Innenseite
Das Lastaufnahmeelement
Bei einer Betrachtung des Lastaufnahmeelements
Die Geometrie des Lastaufnahmeelements
- - Dicke T des Anschlussabschnitts
4 ; - - axiale Breite
W der Auflagefläche 10 ; - - Radius RA der Auflagefläche
10 ; - - Radius Rs des freies Endes (
17 ) des Auflageabschnitts8 ; - - Lage des Wendepunktes P auf der Außenseite
14 des Verbindungsabschnitts6 ; - - Winkel β, zwischen der Normalen durch den Wendepunkt P und der Wirklinie
16 ; - - Stärken d1 bis d6 des Lastaufnahmeelements
2 an verschiedenen Messpunkten M1 bis M6 ander Innenseite 12 , wobei die Messstrecken d1 bis d6 senkrecht zur Innenseite12 sind und einen jeweiligen Winkel α1 bis α6mit der Wirklinie 16 schließen.
- - Thickness T of the connection section
4 ; - - axial width W of the
support surface 10 ; - - Radius R A of the bearing
surface 10 ; - - radius Rs of the free end (
17 ) of the support section8th ; - - Position of inflection point P on the outside
14 of the connection section6 ; - Angle β, between the normal through the point of inflection P and the line of
action 16 ; - - Strengths d 1 to d 6 of the load-bearing element
2 at different measuring points M 1 to M 6 on the inside12 , wherein the measuring sections d 1 to d 6 perpendicular to the inside12 are and a respective angle α 1 to α 6 with the line ofaction 16 shut down.
Für diese Parameter gelten folgende Relationen:
- - 0.5 T <= W <= 4 T, im gezeigten Ausführungsbeispiel ist W=1.7 T;
- - 0.7 W < RA < 5 W ist, wobei insbesondere RA < 2 W ist, in
1 ist RA=W; - - 20° < β <70°, wobei insbesondere der Winkel β größer als 40° und/oder kleiner als 50° ist, In
1 beträgt β=45°; - - RS < 0.5RA, in
1 ist RS=0.125RA; - - beim Messpunkt M1 beträgt der Messwinkel α1=210° und d1=1.43T;
- - beim Messpunkt M2 beträgt der Messwinkel α2=180° und d2=2T;
- - beim Messpunkt M3 beträgt der Messwinkel α3=135° und d2=3.1T;
- - beim Messpunkt M4 beträgt der Messwinkel α4=90° und d4=3.4T;
- - beim Messpunkt M5 beträgt der Messwinkel α5=60° und d5=3,3T;
- - beim Messpunkt M6 beträgt der Messwinkel α6=45° und d6=2.9T.
- 0.5 T <= W <= 4 T, in the exemplary embodiment shown W = 1.7 T;
- - 0.7 W <R A <5 W, wherein in particular R A <2 W, in
1 R A = W; - - 20 ° <β <70 °, wherein in particular the angle β is greater than 40 ° and / or less than 50 °, In
1 is β = 45 °; - - R S <0.5R A , in
1 R S = 0.125R A ; - - At the measuring point M 1 , the measuring angle α 1 = 210 ° and d 1 = 1.43T;
- - At the measuring point M 2 , the measuring angle α 2 = 180 ° and d 2 = 2T;
- - At the measuring point M 3 , the measuring angle α 3 = 135 ° and d 2 = 3.1T;
- - At the measuring point M 4 , the measuring angle α 4 = 90 ° and d 4 = 3.4T;
- - At the measuring point M 5 , the measuring angle α 5 = 60 ° and d 5 = 3.3T;
- - At the measuring point M 6 , the measuring angle α 6 = 45 ° and d 6 = 2.9T.
In
Gemäß
In
Die vorgeschlagenen Geometrien erlauben eine relativ einfache Fertigung mit zerspanender Bearbeitung des Lastaufnahmeelements
Die zweiten Bohrungen
In der
Am Verbindungsflansch
Zu erkennen ist weiterhin die Anbringung der im Umfang verteilt angeordneten Dichtsegmente
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017203380.0A DE102017203380A1 (en) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | Load-receiving element with a hook-shaped design |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102017203380.0A DE102017203380A1 (en) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | Load-receiving element with a hook-shaped design |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102017203380A1 true DE102017203380A1 (en) | 2018-09-06 |
Family
ID=63171207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102017203380.0A Ceased DE102017203380A1 (en) | 2017-03-02 | 2017-03-02 | Load-receiving element with a hook-shaped design |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102017203380A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110606431A (en) * | 2019-09-02 | 2019-12-24 | 新兴铸管股份有限公司 | Forming roller rapid remodeling equipment for production of steel-plastic composite pressure pipe |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| DE162970C (en) * | ||||
| WO2007028703A1 (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Arrangement for axially securing rotating blades in a rotor and use |
| US20090148298A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-11 | Alstom Technologies, Ltd. Llc | Blade disk seal |
-
2017
- 2017-03-02 DE DE102017203380.0A patent/DE102017203380A1/en not_active Ceased
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |