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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen eine verstellbare
Leitschaufelanordnung und insbesondere eine verstellbare Leitschaufelanordnung,
welche einer Lagerungsbuchse darin eine inkrementelle Drehung während jedes Öffnungs-
und Schließzyklus
der Leitschaufel bereitstellt.
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Kompressionssysteme
mit verstellbarer Geometrie werden in derzeitigen Flugzeugtriebwerken und
industriellen Kraftwerken angewendet. Dieses ermöglicht eine Steuerung der durch
den Verdichter strömenden
Luftmenge und erleichtert dadurch ein optimales Verhalten eines
derartigen Verdichters. Insbesondere sind mehrere verstellbare Stator-Leitschaufelanordnungen
typischerweise zwischen Reihen axial in Abstand angeordneter Rotorlaufschaufeln
angeordnet.
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Es
dürfte
sich verstehen, dass verschiedene Arten von Belastungen auf jede
verstellbare Leitschaufelanordnung während eines Hochleistungsbetriebs
ausgeübt
werden. Die aerodynamische Belastung auf der Leitschaufel beinhaltet
eine vorwärts
gerichtete axiale Belastung und eine tangentiale Belastung in der
Drehrichtung. Eine axiale Druckbelastung wird ebenfalls aufgebracht,
wenn die Leitschaufel eine innere Lagerung aufweist. Demzufolge
vereinen sich die axialen und tangentialen Kräfte an jeder Lagerposition,
so dass sie eine Reaktionsbe lastung erzeugen. Es hat sich herausgestellt,
dass eine Lagerungsbuchse in der verstellbaren Stator-Leitschaufelanordnung
zu einem vorzeitigen Verschleiß in
einem bestimmten Bereich führt,
welcher mit dem korreliert, an welchem die Reaktionsbelastung Spitzen
in Kombination mit der in oder in der Nähe dieser Lagerposition verbrachten
Zeit ausbildet. Sobald diese Lagerungsbuchsen verschleißen, werden
große
Zwischenraumbereiche gegenüber
der Verschleißseite freigelegt,
welche große
Luftmengen austreten lassen können.
Der hohe Druck und die hohe Temperatur der durch diese Zwischenräume entweichenden Luft
führen
zu einer reduzierten Leistung, sowie zu einer thermischen Belastung
des Bereiches außerhalb des
Gehäuses.
Ferner auch kann eine Erosion des Lagerungsbuchsenmaterials auftreten.
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Demzufolge
wäre die
Entwicklung einer verstellbaren Leitschaufelanordnung wünschenswert, welche
den Verschleiß reduziert
und die Lebensdauer der Lagerungsbuchse darin verbessert. Es wäre ferner
wünschenswert,
dass eine derartige Lagerungsbuchse eine aktive Abdichtung bei Hochleistungsbedingungen
bereitstellt und eine Leckage reduziert, um dadurch eine Erosion
des Lagerungsbuchsenmaterials und den sich daraus ergebenden Leistungsverlust
zu minimieren. Ferner wäre
es wünschenswert,
dass eine derartige Lagerungsbuchse eine geringe Reibung erzeugt
und leicht eingebaut werden kann.
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KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einer
ersten exemplarischen Ausführungsform
der Erfindung wird eine verstellbare Leitschaufelanordnung für ein Gasturbinentriebwerk
mit einem Gehäuse
offenbart. Die verstellbare Leitschaufelanordnung beinhaltet: Eine
verstellbare Leitschaufel mit einer Plattform und einem sich aus
der Plattform heraus erstreckenden Zapfen; eine den Leitschaufelzapfen
umgebende Lagerungsbuchse; einen Hebel zum Bewegen der Leitschaufel
zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position;
und einen Mechanismus zum inkrementellen Drehen der Lagerungsbuchse
zu einer neuen Umfangsposition in Bezug auf den Leitschaufelzapfen
jedes Mal, sobald die Leitschaufel zwischen der geschlossen und
offenen Positionen hin und her bewegt wird. Insbesondere enthält die Lagerungsbuchse
mehrere in Umfangsrichtung um eine Oberseite der Lagerungsbuchse
in Abstand angeordnete Stufenabschnitte und mehrere in Umfangsrichtung
in Abstand um eine Seitenfläche
der Lagerungsbuchse in Abstand angeordnete eingekerbte Anschläge. Mehrere
Sperrklinken sind dem Hebel zugeordnet, wobei die Sperrklinken mit
einem der Stufenabschnitte der Lagerungsbuchsenoberseite in Eingriff
stehen, um eine Drehung der Lagerungsbuchse in einer ersten Richtung
um einen vorbestimmten Betrag zu bewirken, sobald sich die Leitschaufel
aus der geschlossenen Position in die offene Position bewegt. Wenigstens
eine Sperrklinke ist auch dem Gehäuse zugeordnet, welche mit
einem von den eingekerbten Anschlägen der Lagerungsbuchsenseitenfläche in Eingriff
steht, um zu verhindern, dass sich die Lagerungsbuchse in einer
zu der ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung um mehr
als einen zweiten vorbestimmten Betrag dreht, sobald sich die Leitschaufel
aus der offenen Position in die geschlossene Position bewegt.
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In
einer zweiten exemplarischen Ausführungsform der Erfindung wird
ein Verfahren zum inkrementellen Drehen einer einen Leitschaufelzapfen umgebenden
Lagerungsbuchse in einer verstellbaren Leitschaufelanordnung während deren Öffnungs- und Schließzyklus
einer Leitschaufel davon mit den nachstehenden Schritten offenbart:
Einbauen eines Mechanismus für
einen Eingriff mit der Lagerungsbuchse; Drehen der Lagerungs buchse
in einer ersten Richtung um einen vorbestimmten Betrag, sobald sich
die Leitschaufel aus einer geschlossenen Position in eine offene
Position bewegt; und Drehen der Lagerungsbuchse in eine zu der ersten
Richtung entgegengesetzte zweite Richtung, um weniger als den vorbestimmten
Betrag, sobald sich die Leitschaufel aus der offenen Position in
die geschlossene Position bewegt. Das Verfahren beinhaltet ferner
den Schritt des Einbaus eines Mechanismus zum Verhindern einer Drehung
der Lagerungsbuchse in der zweiten Richtung um mehr als einen vorbestimmten
Betrag. Auf diese Weise befindet sich die Lagerungsbuchse nach jedem
Zyklus in einer neuen Umfangsposition in Bezug auf den Leitschaufelzapfen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Turbobläser-Gasturbinentriebwerks mit hohem Nebenstromverhältnis;
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2 ist
eine schematische Teilansicht eines Verdichters für ein Gasturbinentriebwerk;
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3 ist
eine vergrößerte Teilansicht
einer in 2 dargestellten verstellbaren
Leitschaufelanordnung;
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4 ist
eine vergrößerte Teilansicht
der in 3 dargestellten verstellbaren Leitschaufelanordnung
entlang der Linie 4-4, wenn sich die Leitschaufel in der geschlossenen
Position befindet;
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5 ist
eine vergrößerte Teilansicht
der in 3 dargestellten verstellbaren Leitschaufelanordnung
entlang der Linie 4-4, wenn sich die Leitschaufel in der offenen
Position befindet;
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6 ist
eine vergrößerte Teilansicht
der in 3 dargestellten verstellbaren Leitschaufelanordnung
entlang der Linie 6-6;
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7 ist
eine schematische Draufsicht auf die in 3 dargestellte
Laufbuchse, wenn sich die Leitschaufel in der vollständig geschlossenen
Position befindet, wobei die Hebelsperrklinken in Bezug auf deren
stufenförmigen
Oberflächen
dargestellt sind;
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8 ist
eine schematische Draufsicht auf die in 3 dargestellte
Laufbuchse, nachdem die Leitschaufel aus der vollständig geschlossenen
Position in 7 in die vollständig geöffnete Position
bewegt ist, wobei die Hebelsperrklinken in Bezug auf deren stufenförmigen Oberflächen dargestellt
sind;
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9 ist
eine schematische Draufsicht auf die in 3 dargestellte
Laufbuchse, nachdem die Leitschaufel aus der vollständig offenen
Position in 8 in die vollständig geschlossene
Position bewegt ist, wobei die Hebelsperrklinken in Bezug auf deren
stufenförmigen
Oberflächen
dargestellt sind; und
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10 ist
eine vergrößerte Teilansicht
einer Anordnung mit verstellbarer Leitschaufel mit einer alternativen
Laufbuchsenkonfiguration.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß detaillierter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen identische Bezugszeichen dieselben
Elemente durchgän gig
durch die Figuren bezeichnen, stellt 1 in schematischer
Form ein in einem Flugzeug eingesetztes exemplarisches Gasturbinentriebwerk 10 (eines
Typs mit hohem Nebenstromverhältnis)
mit einer Längs-
oder axialen Mittellinienachse 12 dadurch für Bezugszwecke
dar. Das Triebwerk 10 enthält bevorzugt ein insgesamt
mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnetes Kerngasturbinentriebwerk
und einen stromaufwärts
davon positionierten Bläserabschnitt 16.
Das Kerntriebwerk 14 enthält typischerweise ein im Wesentlichen
rohrförmiges äußeres Gehäuse 18,
das einen ringförmigen Einlass 20 definiert.
Das äußere Gehäuse 18 umschließt und lagert
ferner einen Boosterverdichter 22 zum Erhöhen des
Druckes der in das Kerntriebwerk 14 eintretenden Luft auf
einen ersten Druckpegel. Ein mehrstufiger Hochdruck-Axialströmungsverdichter 24 nimmt
die von dem Booster 20 unter Druck gesetzte Luft auf und
erhöht
den Druck der Luft weiter. Die unter Druck gesetzte Luft strömt zu einer
Brennkammer 26, in welcher Brennstoff in den Druckluftstrom
eingespritzt wird, um die Temperatur und den Energiepegel der Druckluft
zu erhöhen.
Die Hochenergieverbrennungsprodukte strömen aus der Brennkammer 26 zu
einer ersten (Hochdruck-)Turbine 28, um den Hochdruckverdichter 24 über eine
erste (Hochdruck-)Antriebswelle 30 anzutreiben, und dann zu
einer zweiten (Niederdruck-)Turbine 32, um den Boosterverdichter 22 und
den Bläserabschnitt 16 über eine
zweite (Niederdruck-)Antriebswelle 34, die koaxial zu der
ersten Antriebswelle 30 ist, anzutreiben. Nach dem Antrieb
beider Turbinen 28 und 32 verlassen die Verbrennungsprodukte
das Kerntriebwerk 14 durch eine Auslassdüse 36,
um einen Antriebsstrahlschub zu erzeugen.
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Der
Bläserabschnitt 16 enthält einen
drehbaren Axialströmungs-Bläserrotor 38,
der von einem ringförmigen
Bläsergehäuse 40 umgeben
ist. Man wird erkennen, dass das Bläsergehäuse 40 von dem Kerntriebwerk 14 über mehrere
sich im Wesentlichen radial erstreckende in Umfangsrichtung in Abstand angeordnete
Auslassführungsleitschaufeln 42 gelagert
wird. Auf diese Weise umschließt
das Bläsergehäuse 40 den
Bläserrotor 38 und
die Bläserrotorlaufschaufeln 44.
Ein stromabwärts
liegender Abschnitt 46 des Bläsergehäuses 40 erstreckt
sich über
einen äußeren Abschnitt
des Kerntriebwerks 14, um einen zweiten oder Nebenstromluftströmungskanal 48 auszubilden,
welcher einen zusätzlichen
Vortriebsstrahlschub erzeugt.
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Von
einem Strömungstandpunkt
her wird man erkennen, dass eine anfängliche Luftströmung, dargestellt
durch den Pfeil 50, in das Gasturbinentriebwerk 10 durch
einen Einlass 52 in das Bläsergehäuse 40 eintritt. Die
Luftströmung 50 passiert
die Bläserlaufschaufeln 44 und
teilt sich in einen ersten komprimierten Luftstrom (dargestellt
durch den Pfeil 54), der sich durch den Kanal 48 bewegt
und einen zweiten komprimierten Luftstrom (dargestellt durch den
Pfeil 56), welcher in den Boosterverdichter 22 eintritt.
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Der
Druck der zweiten komprimierten Luftströmung 56 wird erhöht und tritt
gemäß Darstellung durch
den Pfeil 58 in den Hochdruckverdichter 24 ein. Nach
der Vermischung mit Brennstoff und der Verbrennung in der Brennkammer 26 verlassen
die Verbrennungsprodukte 60 die Brennkammer 26 und strömen durch
die erste Turbine 28. Dann strömen die Verbrennungsprodukte 60 durch
die zweite Turbine 32 und verlassen die Auslassdüse 36,
um Schub für
das Gasturbinentriebwerk 10 zu erzeugen.
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Wie
es in 2 zu sehen ist, enthält der Hochdruckverdichter 24 mehrere
Stufen 25, wobei jede Stufe ferner eine Reihe von Rotorlaufschaufeln 62 und
eine Reihe von verstellbaren Leitschaufelanordnungen 64 enthält. In der
exemplari schen Ausführungsform
werden die Rotorlaufschaufeln 62 von Rotorscheiben 66 gelagert
und sind mit der Rotorwelle 30 gekoppelt. Die Rotorwelle 30 ist
von einem Statorgehäuse 68 umgeben,
das sich in Umfangsrichtung um den Hochdruckverdichter 24 herum
erstreckt und die verstellbaren Leitschaufelanordnungen 64 lagert.
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Die
verstellbaren Leitschaufelanordnungen 64 enthalten jeweils
eine verstellbare Leitschaufel 70 und einen Leitschaufelzapfen 72,
der sich im Wesentlichen senkrecht aus einer Leitschaufelplattform 74 heraus
erstreckt. Insbesondere erstreckt sich die Leitschaufelplattform 74 zwischen
der verstellbaren Leitschaufel 70 und dem Leitschaufelzapfen 72.
Jeder Leitschaufelzapfen 72 erstreckt sich bevorzugt durch
eine von mehreren in dem Gehäuse 68 definierten Öffnungen 76.
Man wird sehen, dass jede verstellbare Leitschaufelanordnung 64 ferner
einen Hebelarm 78 enthält,
der sich von jeder verstellbaren Leitschaufel 70 weg erstreckt
und dazu verwendet wird, selektiv verschiedene Leitschaufeln 70 um
eine Achse 77 (siehe 3) zum Ändern einer
Ausrichtung der Leitschaufeln 70 in Bezug auf den Strömungspfad
durch den Hochdruckverdichter 24 zu ändern, um eine verbesserte
Steuerung der Luftströmung
durch den Hochdruckverdichter 24 zu ermöglichen. Zusätzlich sind
wenigstens einige Leitschaufeln 70 an einem inneren Gehäuse 79 befestigt.
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Wie
es in 3 zu sehen ist, enthält die verstellbare Leitschaufelanordnung 64 ferner
eine Lagerungsbuchsenanordnung 80, um drehbar die verstellbare
Leitschaufel 70 in dem Triebwerksgehäuse 68 innerhalb der
Gehäuseöffnung 76 zu
verbinden.
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Das
Gehäuse 68 enthält bevorzugt
mehrere Gehäuseerhebungen 82,
welche jede verstellbare Leitschaufel 72 lagern und in
Umfangsrichtung um das Triebwerk 10 herum in Abstand angeordnet
sind. Jede Gehäuseerhebung 82 enthält einen
ausgesparten Abschnitt 84 und einen im Wesentlichen zylindrischen
Abschnitt 86, der sich aus dem ausgesparten Abschnitt 84 heraus
erstreckt. Es dürfte
sich verstehen, dass die Gehäuseerhebungsabschnitte 84 und 86 durch
eine Innenwand 88 definiert sind, die auch eine Öffnung 76 so
definiert, dass sich die Öffnung 76 zwischen
einer radial inneren Seite 90 der verstellbaren Leitschaufelanordnung 64 zu
einer (nicht dargestellten) radial äußeren Seite der verstellbaren
Leitschaufelanordnung 64 erstreckt. Man wird erkennen, dass,
weil der Durchmesser des eingekerbten Abschnittes 84 größer als
der des zylindrischen Abschnittes 86 für jede Gehäuseerhebung 82 ist,
der zylindrische Abschnitt 86 sich im Wesentlichen senkrecht
aus dem eingekerbten Abschnitt 84 nach außen erstreckt:
Ferner wird man sehen, dass der Durchmesser des Leitschaufelzapfens 70 bevorzugt
kleiner als der Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 86 der
Gehäuseerhebung
ist, und dass der Durchmesser der Leitschaufelplattform 74 (welcher
größer als
der Durchmesser des Leitschaufelzapfens 72 ist) bevorzugt
kleiner als der Durchmesser des ausgesparten Abschnittes 84 der
Gehäuseerhebung
ist. Demzufolge ist der zylindrische Abschnitt 86 der Gehäuseerhebung
so bemessen, dass er den Leitschaufelzapfen 72 darin aufnimmt
und der ausgesparte Abschnitt 84 des Gehäuses ist
so bemessen, dass er die Leitschaufelplattform 74 darin
aufnimmt.
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Eine
Lagerungsbuchse 92 ist zwischen dem Leitschaufelzapfen 72 und
dem zylindrischen Abschnitt 86 der Gehäuseerhebung positioniert dargestellt.
Die Lagerungsbuchse 92, welche be vorzugt aus einem Material
mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten hergestellt ist, enthält einen
oberen Abschnitt 94, der angrenzend an den Hebelarm 78 angeordnet
ist, welcher sich über
den zylindrischen Abschnitt 86 der Gehäuseerhebung erstreckt. Man
wird ferner sehen, dass eine Unterseite 96 der Lagerungsbuchse 92 angrenzend
an die Leitschaufelplattform 74 angeordnet ist, und dass
bevorzugt eine Scheibe 98 dazwischen angeordnet ist.
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Um
einen übermäßigen Verschleiß an der Lagerungsbuchse 92 in
nur einem Bereich zu verhindern und andererseits die Lebensdauer
eines derartigen Elementes zu verlängern, wird es bevorzugt, dass
eine verstellbare Leitschaufelanordnung 64 einen Mechanismus 100 enthält, welcher
inkrementell eine derartige Lagerungsbuchse 92 während der Hin-
und Herbewegung der verstellbaren Leitschaufel 70 zwischen
einer geschlossenen Position und einer offenen Position dreht. Auf
diese Weise dreht sich die Lagerungsbuchse 92 in eine neue
Umfangsposition in Bezug auf den Leitschaufelzapfen 72 so,
dass die Reaktionsbelastungen darauf nicht dauernd an derselben
Stelle auftreten.
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Man
wird sehen, dass eine Oberseite 102 eines oberen Abschnittes 94 der
Lagerungsbuchse bevorzugt mehrere darauf in Umfangsrichtung in Abstand
ausgebildete Stufenabschnitte 104 enthält. Es dürfte sich verstehen, dass jeder
Stufenabschnitt 104 einen Übergangsbereich 106 dazwischen
mit einem bevorzugten Winkel in einem Bereich von angenähert 30° bis angenähert 65° enthält. Ferner
besitzt jeder Stufenabschnitt 104 einen vorbestimmten Spalt oder
Abstand 108 zwischen seiner Oberfläche und einer Unterseite 110 des
Hebelarms 78.
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Mehrere
Sperrklinken 112 sind an der Hebelarmunterseite 110 angebracht
oder anderweitig dieser zugeordnet, welche bevorzugt mit der Lagerungsbuchsenoberseite 102 in
Eingriff stehen, um eine Drehung der Lagerungsbuchse 92 in
eine erste Richtung (im Uhrzeigersinn gemäß Darstellung durch den Pfeil 111 in 6)
um einen vorbestimmten Betrag zu bewirken, sobald sich die verstellbare
Leitschaufel 70 aus einer geschlossenen Position in eine offene
Position bewegt. Wie es hierin nachstehend detaillierter erläutert wird,
sind die Hebelsperrklinken 112 bevorzugt näher aneinander
als die Stufenabschnitte 104 auf der Lagerungsbuchsenoberseite 102 in
Abstand angeordnet. Zusätzlich
wird es bevorzugt, dass der ringförmige Abstand zwischen den
Hebelsperrklinken 112 kleiner als die Drehung der verstellbaren
Leitschaufel 70 zwischen den offenen und geschlossenen
Positionen ist.
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Es
wird ferner angemerkt, dass eine Seitenfläche 114 des. oberen
Abschnittes 94 der Lagerungsbuchse bevorzugt mehrere in
Umfangsrichtung in Abstand darum herum angeordnete eingekerbte Anschläge 116 enthält. Derartige
eingekerbte Anschläge 116 auf
der Lagerungsbuchsenseitenfläche 114 können mit
mindestens eine Sperrklinke 118 in Eingriff stehen, die
dem zylindrischen Abschnitt 86 der Gehäuseerhebung 92 zugeordnet
ist, sobald sich die Lagerungsbuchse 92 in einer zweiten
Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung (d. h., im Gegenuhrzeigersinn
gemäß Darstellung
durch den Pfeil 119 in 6) dreht,
wenn die verstellbare Leitschaufel 70 aus einer offenen
Position in eine geschlossene Position gedreht wird. Da eine Drehung
der Lagerungsbuchse 92 in der zweiten Richtung so weit
wie ihre ursprüngliche
Drehung in der ersten Richtung verhindert wird, wird man erkennen,
dass die Lagerungsbuchse 92 inkrementell um einen gewünschten Umfangsbetrag
von dort aus gedreht oder stufenförmig bewegt wurde, wenn sich
die verstellbare Leitschaufel zuvor in der geschlossenen Position
befand.
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Diese
inkrementelle Drehung der Lagerungsbuchse 92 wird erreicht,
indem die Stufenabschnitte 104 auf der Lagerungsbuchsenoberseite 102 in
Bezug auf eingekerbte Anschläge 116 auf
der Lagerungsbuchsenseitenfläche 114 in
einer vorbestimmten Weise positioniert werden. Insbesondere wird
man erkennen, dass die eingekerbten Anschläge 116 in geringerem
Abstand angeordnet sind als die Stufenabschnitte 104. Daher
sind typischerweise mehr eingekerbte Anschläge 116 auf der Lagerungsbuchsenseitenfläche 114 als
Stufenabschnitte 104 auf der Lagerungsbuchsenoberseite 102 vorgesehen.
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In
einer exemplarischen Konfiguration wird man in der schematischen
Darstellung von 7 sehen, dass die drei Stufenabschnitte 120, 122 und 124 im
Wesentlichen symmetrisch auf der Lagerungsbuchsenoberseite 102 in
einem vorbestimmten Abstand 125 (z. B. angenähert 120°) angeordnet
sind. Hebelarmsperrklinken 126, 128, 130, 132, 134 und 136 sind
in vorbestimmten Intervallen 135 (z. B. angenähert 60°) auf der
Hebelarmunterseite 110 in Abstand angeordnet. Man wird
erkennen, dass sich die verstellbare Leitschaufel 70 in
der geschlossenen Position in 7 befindet,
und dass die Hebelarmsperrklinken 126, 130 und 132 gegen
die Stufenabschnitte 120, 122 bzw. 124 gedrückt werden.
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Sobald
die verstellbare Leitschaufel 70 in eine offene Position
in 8 bewegt wird, bewegen sich die Hebelarmsperrklinken 126, 128, 130, 132, 134 und 136 im
Uhrzeigersinn um einen vorbestimmten Betrag 138 (angenähert 90°). Somit
wird man sehen, dass die sechste Hebelarmsperrklinke 136 über eine
Steigung gedrückt
und über
den ersten Stufenabschnitt 120 fällt. Ebenso wird die zweite
Hebelarmsperrklinke 128 über eine Steigung gedrückt und
fällt über den
zweiten Stufenabschnitt 122 und die vierte Hebelarmsperrklinke 132 wird über eine
Steigung gedrückt
und fällt über den
dritten Stufenabschnitt 124. Für ihren Teil ist die erste
Hebelarmsperrklinke 126 auf der Spitze der Steigung zwischen
dem ersten Stufenabschnitt 120 und dem zweiten Stufenabschnitt 122 positioniert,
die dritte Hebelarmsperrklinke 130 ist auf der Spitze der
Steigung zwischen dem zweiten Stufenabschnitt 122 und dem
dritten Stufenabschnitt 124 positioniert und die fünfte Hebelarmsperrklinke 134 ist
auf der Spitze der Steigung zwischen dem dritten Stufenabschnitt 124 und
dem ersten Stufenabschnitt 120 positioniert. Es sei auch
angemerkt, dass sich die zweite Hebelarmsperrklinke 128,
vierte Hebelarmsperrklinke 132 und sechste Hebelarmsperrklinke 136 angenähert 30° von dem zweiten
Stufenabschnitt 122, dritten Stufenabschnitt 124 bzw.
ersten Stufenabschnitt 120 entfernt befinden.
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Sobald
sich die verstellbare Leitschaufel aus der offenen Position in die
geschlossene Position bewegt, greifen die zweite Hebelarmsperrklinke 128, vierte
Hebelarmsperrklinke 132 und sechste Hebelarmsperrklinke 136 in
den zweiten Stufenabschnitt 122, dritten Stufenabschnitt 124 bzw.
ersten Stufenabschnitt 120 ein und nehmen die Lagerungsbuchse 92 gegen
den Uhrzeigersinn um einen vorbestimmten Betrag 140 mit.
Es dürfte
sich auch verstehen, dass die Sperrklinke 118 auf dem zylindrischen
Abschnitt 86 der Gehäuseerhebung
mit dem eingekerbten Anschlag 116 auf der Lagerungsbuchsenseitenfläche 114 in
Eingriff steht. Demzufolge wird man erkennen, dass sich die Lagerungsbuchse 92 um
einen inkrementellen Betrag (angenähert 60° in der exemplarischen Konfiguration)
in der Gegenuhrzeigersinnrichtung aus ihrer Anfangsposition vor
dem Zyklus der verstellbaren Leitschaufel 70 bewegt hat.
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Für die in
den 7–9 offenbarte
exemplarische Konfiguration würde
es sechs Öffnungs- und
Schließzyklen
der verstellbaren Leitschaufel 70 erfordern, bis die Lagerungsbuchse 92 eine
vollständige
Umdrehung ausführt
(oder in ihre Ausgangsposition zurückkehrt). Daher dürfte es
sich verstehen, dass eine vollständige
Drehung der Lagerungsbuchse 92 eine Funktion der Anzahl
der Zyklen ist, mit welchen sich die verstellbare Leitschaufel zwischen der
geschlossenen Position und der offenen Position bewegt, welche wiederum
eine Funktion der Anzahl der Hebelarmsperrklinken 112 und
der Stufenabschnitte 104 auf der Lagerungsbuchsenoberseite 102 sind.
Durch die inkrementelle Drehung der Lagerungsbuchse 92 in
dieser Weise, erwartet man, dass die Lebensdauer einer derartigen
Lagerungsbuchse um das Sechsfache verlängert werden könnte.
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Eine
alternative Konfiguration für
die Lagerungsbuchse 92 ist in 10 dargestellt,
in welcher eine radial äußere Lagerungsbuchse 144 angrenzend
an den Hebel 78 positioniert ist und eine radial innere
Lagerungsbuchse 146 angrenzend an die Leitschaufelplattform 74 positioniert
ist. Man wird erkennen, dass ein oberer Abschnitt 148 der
radial äußeren Lagerungsbuchse 144 im
Wesentlichen gleich wie der obere Abschnitt 194 der Lagerungsbuchse 92 konfiguriert
ist, so dass Stufenabschnitte auf einer Oberseite 150 davon
(entsprechend den Stufenabschnitten 104 auf der Lagerungsbuchsenoberseite 102)
vorgesehen sind. Daher stehen die Hebelarmsperrklinken 112 mit
der radial äußeren Lagerungsbuchse
in derselben Weise wie mit der Lagerungsbuchse 92 in Eingriff.
In ähnlicher
Weise enthält
die radial äußere Lagerungsbuchse 144 eine
Seitenflä che 152,
welche mehrere eingekerbte Anschläge (entsprechend den eingekerbten
Anschlägen 116 auf der
Lagerungsbuchsenseitenfläche 114)
enthält.
Auf diese Weise ist die Sperrklinke 118 auf dem zylindrischen
Abschnitt 86 der Gehäuseerhebung
in der Lage, in derartige eingekerbte Anschläge einzugreifen und wie vorstehend
beschrieben zu arbeiten. Natürlich
wird man erkennen, dass die radial innere Lagerungsbuchse 146 zwischen
der Leitschaufelplattform 74 und dem eingekerbten Abschnitt 184 der
Gehäuseerhebung
so angeordnet ist, dass keine Scheibe 98 mehr erforderlich
ist.
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Nachdem
die bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurde, können weitere
Anpassungen der Lagerungsbuchsenkonfiguration und der verstellbaren Leitschaufelanordnung,
sowie der Vorgang der Verbindung einer verstellbaren Leitschaufelanordnung an
einem Gehäuse
mittels geeigneter Modifikationen durch einen Fachmann auf diesem
Gebiet ohne Abweichung von dem Schutzumfang der Erfindung erreicht
werden.
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- 10
- Flugzeug-Turbobläsertriebwerk
(allgemein)
- 12
- Längsachse
- 14
- Kerngasturbinentriebwerk
(allgemein)
- 16
- Bläserabschnitt
- 18
- Äußeres Gehäuse für Kerntriebwerk
- 20
- Ringförmiger Kerntriebwerkseinlass
- 22
- Boosterverdichter
- 24
- Hochdruckverdichter
- 25
- Stufe
des Hochdruckverdichters
- 26
- Brennkammer
- 28
- Erste(Hochdruck-)Turbine
- 30
- Erste(Hochdruck-)Antriebswelle
- 32
- Zweite(Niederdruck-)Turbine
- 34
- Zweite(Niederdruck-)Antriebswelle
- 36
- Auslassdüse
- 38
- Bläserrotor
- 40
- Ringförmiges Bläsergehäuse
- 42
- Auslassführungsleitschaufeln
- 44
- Bläserrotorleitschaufeln
- 46
- Stromabwärts liegender
Abschnitt des Bläsergehäuses
- 48
- Nebenstromluftströmungskanal
- 50
- Anfänglichen
Luftstrom darstellender Pfeil
- 52
- Einlass
zum Bläsergehäuse
- 54
- Ersten
(äußeren) komprimierten
Luftstrom darstellender Pfeil
- 56
- zweiten
(inneren) komprimierten Luftstrom darstellender Pfeil
- 58
- Druckluftstrom
zum Hochdruckverdichter darstellender Pfeil
- 60
- Verbrennungsprodukte
- 62
- Rotorlaufschaufeln
- 64
- Verstellbare
Leitschaufelanordnungen (allgemein)
- 66
- Rotorscheiben
- 68
- Statorgehäuse
- 70
- Verstellbare
Leitschaufel
- 72
- Leitschaufelzapfen
- 74
- Leitschaufelplattform
- 76
- Gehäuseöffnungen
- 77
- Achse
durch Leitschaufelzapfen
- 78
- Hebelarm
- 79
- Inneres
Gehäuse
- 80
- Lagerungsbuchsenanordnung
(allgemein)
- 82
- Gehäuseerhebungen
- 84
- Ausgesparter
Abschnitt der Gehäuseerhebung
- 86
- Zylindrischer
Abschnitt der Gehäuseerhebung
- 88
- Innere
Wand der Gehäuseerhebung
- 90
- Radial
innere Seite der verstellbaren Leitschaufelanordnung
- 92
- Lagerungsbuchse
- 94
- Oberer
Abschnitt der Lagerungsbuchse
- 96
- Unterseite
der Lagerungsbuchse
- 98
- Scheibe
zwischen Lagerungsbuchse und Leitschaufelplattform
- 100
- Mechanismus
zum inkrementellen Drehen der Lagerungsbuchse (allgemein)
- 102
- Oberseite
der Lagerungsbuchse
- 104
- Stufenabschnitte
auf der Lagerungsbuchsenoberseite
- 106
- Übergangsbereich
zwischen den Stufenabschnitten auf der Lagerungsbuchsenoberseite
- 108
- Spalt
zwischen den Stufenabschnitten und der Unterseite des Hebelarms
- 110
- Unterseite
des Hebelarms
- 111
- Die
Drehung im Uhrzeigersinn darstellender Pfeil
- 112
- Sperrklinken
auf dem Hebelarm
- 114
- Seitenfläche des
oberen Abschnittes der Lagerungsbuchse
- 116
- Eingekerbte
Anschläge
der Lagerungsbuchsenseitenfläche
- 118
- Sperrklinke
auf dem zylindrischen Abschnitt der Gehäuseerhebung
- 119
- Drehung
im Gegenuhrzeigersinn darstellender Pfeil
- 120
- Erster
Stufenabschnitt auf der Lagerungsbuchsenoberseite
- 122
- Zweiter
Stufenabschnitt auf der Lagerungsbuchsenoberseite
- 124
- Dritter
Stufenabschnitt auf der Lagerungsbuchsenoberseite
- 125
- Abstand
zwischen Stufenabschnitten
- 126
- Erste
Hebelarmsperrklinke
- 128
- Zweite
Hebelarmsperrklinke 130
- 130
- Dritte
Hebelarmsperrklinke
- 132
- Vierte
Hebelarmsperrklinke
- 134
- Abstand
zwischen Hebelarmsperrklinken
- 135
- Fünfte Hebelarmsperrklinke
- 136
- sechste
Hebelarmsperrklinke
- 138
- Betrag
der Uhrzeigersinndrehung der Hebelarmsperrklinken, wenn die Leitschaufel
aus der geschlossenen Position in offene Position geht
- 140
- Betrag
der Gegenuhrzeigersinndrehung der Hebelarmsperrklinken, wenn die
Leitschaufel aus der offenen Position in geschlossene Position geht
- 144
- Äußere radiale
Lagerungsbuchse
- 146
- Innere
radiale Lagerungsbuchse
- 148
- Oberer
Abschnitt der äußeren radialen
Lagerungsbuchse
- 150
- Oberseite
des oberen Abschnittes der äußeren radialen
Lagerungsbuchse
- 152
- Seitenfläche des
oberen Abschnittes der äußeren radialen
Lagerungsbuchse