(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リベット打ちによるガスタービン駆動装置のタービンの羽根車（２）における回転羽根（１）の固定装置であって、回転羽根（１）の歯状輪郭の基部（３）が歯状に対応するリム（５）の軸方向溝（４）に保持され、各基部末端と軸方向溝（４）の底部との間にラジアルすきま（Ｓ）が形成され、このすきま内で一端に圧潰頭（７）を、他端にリベット頭（８）をそれぞれ有するリベット（６）が長さ方向に案内される装置において、
各リベット（６）は二個の挿入片（９，９′）に同心的に案内され、これらの挿入片の各外側輪郭はラジアルすきま（Ｓ）の内側輪郭にほぼ対応して形成され且つ各挿入片はラジアルすきま（Ｓ）内において軸方向溝（４）の底部に支載され、
挿入片（９，９′）は羽根車の軸方向に延びた末端部（１０，１０′）と共にリム（５）の正面または裏面側に嵌合し、
リベット（６）の圧潰頭（７）及びリベット頭（８）は嵌合くさび（１１，１１′）によってソケット状に包囲され、
嵌合くさび（１１，１１′）はリベット打ちによって羽根基部の末端と挿入片（９，９′）のくさび状対応面（Ｇ，Ｇ′）に軸方向及びラジアル方向に締めつけられる
ことを特徴とする回転羽根固定装置。
【請求項２】
挿入片（９，９′）は、それぞれリム（５）の正面または裏面側において嵌合する末端部（１０，１０′）を介して相互に間隔（Ｘ）を隔ててラジアルすきま（Ｓ）の内部に保持されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
双方の挿入片（９，９′）が共通のリベットを案内するためにそれぞれ羽根基部の末端に対して開いた溝（１２，１２′）を有し、この溝内でそれぞれリベット（６）の軸方向の部分が、少なくとも部分的に沈下的に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
嵌合くさび（１１，１１′）は、それぞれラジアルすきま（Ｓ）内の軸方向内側に突出する部分にリベット（６）の棒状部分を受けるための一つの軸方向穴を有し、この穴から嵌合くさび（１１，１１′）が軸方向外向きに、ほぼリベット頭（８）または変形した圧潰頭（７）の円すい形状に対応する円すい状のさら穴へ拡開されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
羽根基部（３）は軸方向にリム（５）より厚く形成されてくさび面（Ｇ）を形成し、この厚さの差は軸方向にリム（５）に支載される末端部（１０，１０′）によって補償され、この末端部においてラジアル方向内側にある挿入片（９，９′）のくさび面（Ｇ′）が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リベット打ちによる、特にガスタービン駆動装置のタービン羽根車における回転羽根固定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転羽根固定装置として、回転羽根が歯状輪郭の基部によって歯状に対応するリムの軸方向溝に保持され、かつ各基部末端と軸方向溝の底の間にラジアルすきまが形成され、このすきま内にリベットが長さ方向に同心的に案内され、リベットの一端に圧潰頭が、他端にリベット頭がそれぞれ形成された装置が知られている。この場合、リベットはラジアルすきまにおいて直接溝底に支載され、かつ羽根基部の末端にある溝に沿って案内され、支えられる。円すい状のリベット頭を、かつ円すい状に拡開すべき圧潰頭を受けるために、リムの両側において羽根基部とリムの材料内に直接円すい状の陥没部がつくられる。このため、製造が複雑化して、欠陥が内包される。陥没部の製造に際して小さな欠陥は、それ自身極度に高価な構造部品（羽根、羽根車盤）を使用不能にする。さらに、大きな問題として、組立またはリベット打ち、とくにリベット継手の分解に際して（たとえば変形した圧潰頭を穿孔によって取り除くときに）、羽根基部とリムの部分が損なわれることがある。さらに、軸方向溝から羽根とリベットを同時に取り出すと、溝底の損傷をもたらす虞れがある。
【０００３】
僅かな製造誤差で異なる構造部品（羽根基部とリム）から陥没部を形成すると、リベット継手が比較的早く結合弛緩に至るという危険性を有することとなる。その際、羽根基部とリムにおいて熱的および機械的応力が互いに異なることを考慮する必要がある。羽根は遠心力とガス力から独立した応力下にある。この理由から、羽根車の方向出しが変化し、アンバランスが発生する虞れがある。
【０００４】
さらに、羽根と羽根車盤の結合範囲内で、羽根基部の歯部と軸方向溝の歯部における相手面の間にラジアル方向の面圧縮が作用する。最終組立状態において、相互の歯面の間に組み込みあそびを形成することが好ましい。これは、特に羽根囲い板の固定に関して、バランスを改善するために必要である。一般には、軸方向の羽根固定に際して、羽根の運転時に最良の運転嵌合に到達し、その後組み込みあそびがもたらされるような固定が好ましい。
【０００５】
ラジアル方向の面圧縮なしの、たとえば、薄板確保による純粋な軸方向の羽根固定に際して、囲い板の固定は不規則な羽根嵌合位置を生じるために最良のロータバランスは得られない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、リベット打ちによる構造部品の損傷の危険性が僅かで、組み立てしやすく、且つ比較的長時間の運転使用に対しても、羽根車盤における回転羽根の最良の力および形状密接的な固定嵌合が軸方向及びラジアル方向に可能である回転羽根固定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題はこの発明の特許請求の範囲の請求項１の特徴部分によって解決される。
【０００８】
リベット継手の配置と施工は、リムと羽根における構造部品の変更を要しない。
【０００９】
羽根基部末端と各挿入物の傾斜対向面に対する嵌合くさびのくさび作用によって、リベット打ちから、軸方向および／またはラジアル方向の締め付け作用が生じる。その際、挿入片がリムにおいて軸方向およびラジアル方向に固定される。回転羽根の基部は軸方向だけでなく、歯面のラジアル方向に対しても、組み立てが行われた後または羽根車盤の静止状態で、溝噛み合い歯の相手面において軸方向溝に固定される。したがって、組み込みあそび無しのこの固定状態は、特定の運転状態（回転数、遠心力）に到達するまで維持される。低回転数の場合、羽根先端側の囲い板の固定により、ロータのアンバランスを正確かつ迅速に除去することができる。
【００１０】
挿入片はラジアルすきまにおいてリベットの正確な案内または心出しを保証する。特に請求項２に記載された間隔すきま（Ｘ）によってラジアルすきま内で互いに分離される挿入片の配置は、相対的に互いに限定される挿入片の移動を可能にして、たとえば機械的および熱的にもたらされる構造部品の影響（膨張差）、または、場合によりリベット打ちに際して発生するリベット圧縮を補償する。その際、挿入片の一定の組み込みあそびがラジアルすきまにおける組み込み断面に関連して形成される。挿入片の組み込みあそびが比較的小さく、且つその構造が充分に形状的に堅固な場合（且つ挿入片の溝内での横方向あそびがゼロの場合）、リベットの圧縮は、リベットの足末端に向いた圧縮変形に変換されて、軸方向溝の相当する歯面での羽根歯のラジアル方向の押圧を促進する。
【００１１】
請求項３に記載された溝や穴によりリベットを正確に案内する場合、挿入片に対して傷つかない、羽根基部のリベットにおける支載が可能になる。
【００１２】
この発明の基本理念（請求項１）の範囲内で使用される嵌合くさびは、（特に圧潰頭における）リベット打ちに際して、並びに分解（穿孔工具による除去）のためにも、部分的に隣接する羽根基部およびリム区分の損傷を阻止する。
【００１３】
分解に際して羽根とリベットが一緒に軸方向溝から取り除かれるとき、軸方向にリム上に支載されて固く結合される挿入片は溝底の損傷を阻止する。
【００１４】
有利な形状が請求項４から得られる。嵌合くさび内の軸方向穴を介してリベットを、それぞれ内向きの挿入片の直線端面に向けて締結することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
この発明は、軸方向に流れが通過するタービンまたは圧縮機の羽根車または羽根車盤２の場合、リム５は周囲にわたって一様に分布する多数の回転羽根１を具備することを前提とする。各回転羽根１の羽根基部３はその両側に対称的に歯状に形成された輪郭を有し、リム５に形成された軸方向溝４（図２）に固定される。回転羽根１のラジアル方向内方に位置する羽根基部３は基板３′を介して回転羽根１に連結されている。両側に歯を有する羽根基部３は、ラジアル方向に（上部外側から下部内向きに見て）ほぼくさび状に先細に形成される。このような羽根基部３は“モミの木足”または“モミのきゅう果状”と専門的に言い表される。
【００１６】
羽根基部３のラジアル方向内端とリム５の軸方向溝４の底部との間にはそれぞれ、ラジアルすきまＳ（図１と２）が形成される。
【００１７】
回転羽根１を軸方向溝４を介してリム５に軸方向及びラジアル方向に固定するために、一端に圧潰頭７が、他端にリベット頭８がそれぞれ形成されたリベット６（図１）によってリベット打ちが行われる。
【００１８】
円筒状のリベット６の棒状部分は、ラジアルすきまＳの内部に延びている。圧潰頭７はラジアルすきまＳの軸方向の一端において軸方向にはみ出し、この圧潰頭７に、先細の円すい状の底部を有し且つ軸方向外方へ向かって開放されたソケット部分が形成されている。
【００１９】
さらに、固定手段として作用する二つの挿入片９，９′がラジアルすきまＳの内部域で軸方向溝４（図２）の底部に支載され、ラジアルすきまＳ内で互いの間に間隔すきまＸ（図１）を有するように配置されるか、または部分的に互いに分離される。各挿入片９，９′は羽根車軸への方向に、またはラジアル方向内向きに屈曲された末端部１０，１０′を有している。一方の挿入片９は末端部１０と共にリム５の前端面側のラジアルすきまＳ内に支載され、他方の挿入片９′は末端部１０′と共にリム５の後端面側のラジアルすきまＳ内に支載される。
【００２０】
さらに、図１に示されるように、リベット６の圧潰頭７及びリベット頭８はそれぞれ嵌合くさび１１，１１′によってラジアルすきまＳの前端側及び後端側でソケット状に包囲される。ラジアルすきまＳの内部へ向かって円すい状に先細となるリベット頭８の周囲面は、嵌合くさび１１′の対応する円すい状の内側面上に支載される。圧潰頭７において、他方の嵌合くさび１１はラジアルすきまＳの内部へ向かって円すい状に先細となる内側面を有し、この内側面に対して圧潰頭７の端部が点線で示される位置から実線で示される円すい状の嵌合位置内に、リベット打ちによって変形させられる。このリベット打ちは、圧潰頭７の変形に相応するように予め成形されたリベット工具を用いて行うことができ、そのときの衝撃成形に際してリベット頭８は対向荷重を受けることとなる。
【００２１】
ラジアルすきまＳ（図１）の両端において、嵌合くさび１１，１１′は、それぞれ、羽根基部３及び挿入片９，９′の互いにラジアル方向に間隔を隔てて配置されるくさび状対応面Ｇ，Ｇ′上に支載され、これらのくさび１１，１１′はリベット打ちの結果として、軸方向及びラジアル方向に締めつけられる。これによって、回転羽根１は羽根基部３と共にリム５において軸方向に固定されるだけでなく、軸方向溝４（図２）内でラジアル方向にも固定される。
【００２２】
リベット６の棒状部分は、挿入片９，９′のそれぞれ上部外側へ開いた軸方向の溝１２，１２′に沿って案内される。その際、一方の挿入片９′について示した図３から分かるように、リベット６の上側の側面は軸方向の溝１２，１２′から上方へ突出する。リベット６は、ラジアル方向外側へ突出する溝１２，１２′の周辺部分に沿って、羽根基部３のラジアル方向内側にある末端すなわち溝の底部で支えられる。挿入片９，９′の溝１２，１２′内にリベット６を配置した結果として、ラジアルすきまＳの長さ方向中心に対して、ラジアル方向上方へ僅かに変位したリベット６の軸位置が得られる。
【００２３】
図示される溝１２，１２′の代わりに、長さ溝やＶ状またはＵ状断面の溝を形成することもでき、この溝の少なくとも部分的な周辺部に沿ってリベット６が案内される。例えば、上方へ向かって開いたＵ状溝内にリベット６が完全に沈んだ状態で配置される。
【００２４】
図１において、嵌合くさび１１，１１′は、ラジアルすきまＳの軸方向内方に突出する範囲内で軸方向穴を有しており、この穴でリベット６の棒状部分を受ける。嵌合くさび１１，１１′は、この穴から軸方向外方へ向かって拡径された円すい状のさら穴を有している。一方のくさび１１′のさら穴は円すい状のリベット頭８を受け、他方のくさび１１のさら穴はリベット打ちによって円すい状に変形する圧潰頭７を受けるべく役立つ。
【００２５】
羽根基部３は軸方向にリム５より厚く形成され、嵌合くさび１１，１１′に対する相手面Ｇを形成する。挿入片９，９′の屈曲末端部１０，１０′がくさび状相手面Ｇ′を形成しつつリム５の軸方向外側部に延びることにより、羽根基部３の軸方向の肉厚とほぼ等しい厚さとなる。
【００２６】
組み立ては以下のように行う。まず、軸方向溝４（図２）内に回転羽根１の基部３が軸方向に挿入され、ラジアルすきまＳが形成される。このラジアルすきまＳ内に外から挿入される挿入片９，９′は、それぞれリム５の端面において軸方向に支持される。続いて、嵌合くさび１１，１１′がそれぞれ対応するくさび状対応面Ｇ，Ｇ′上に固定される。リベット６が、図１の右から左へ圧潰頭７側のソケット部分から一方の嵌合くさび１１′の穴を通り、次に挿入片９′，９の溝１２′，１２を通り、最終的に他方の嵌合くさび１１の穴を通って軸方向に押し込まれる。これに続いて、リベット打ちが行われ、リベット６の圧潰頭７が円すい状に変形される。この組み立て時に、双方の挿入片９，９′は軸方向溝４の溝底の損傷を阻止し、その際、挿入片９において挿入運動とは逆向きの軸方向の嵌合押圧が機械的に行われる。
【００２７】
分解するためには、まず、円すい状に変形した圧潰頭７の部分を、例えば穿孔工具によって取り除く。続いて、回転羽根１を羽根基部３及びリベット６と共に図１の左から右へ移動させて、ラジアルすきまＳから引き抜く。回転羽根１とリベット６の同時引き抜きに際して、双方の挿入片９，９′は軸方向にリム５に固定されているので、軸方向溝４の溝底を損なうことがない。
【００２８】
図１において、圧潰頭７がラジアルすきまＳの右側端部に、リベット頭８がラジアルすきまＳの左側端部にそれぞれ配置されるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラジアル方向内側の羽根基部末端と軸方向溝の底部との間に形成されるラジアルすきまＳの内部域にリベットと固定装置が配置された状態を示す軸方向の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】図１の右側に位置する挿入片の斜視図であって、上に開いた軸方向溝から部分的にラジアル方向に突出したリベットが示されている。
【符号の説明】
１    回転羽根
２    羽根車盤
３    羽根基部
３′  基板
４    軸方向溝
５    リム
６    リベット
７    圧潰頭
８    リベット頭
９，９′  挿入片
１０，１０′  末端部
１１，１１′  嵌合くさび
１２，１２′  溝
Ｓ    ラジアルすきま
Ｇ，Ｇ′  くさび状対応面
Ｘ    間隔すきま
【図１】
0003788653.tif 000002
【図２】
0003788653.tif 000003
【図３】
0003788653.tif 000004