DE102010003594A1

DE102010003594A1 - Turbine blades for fluid flow machine in e.g. power generation field, has vibration damping element coupled with surrounding area such that heat transferred to shape memory element is changed based on vibration state of blade

Info

Publication number: DE102010003594A1
Application number: DE102010003594A
Authority: DE
Inventors: Dr. Homann Stefan; Björn Nagel
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2011-10-06

Abstract

The blades (1a, 1b) have a vibration damping element formed with a shape memory alloy (SMA) element. The damping element is coupled with a surrounding area such that heat transferred to the SMA element from hot fluid flowing around one blade is changed based on a vibration state of the blade. The SMA element is formed with a SMA wire. The SMA element is extended in end surfaces (8b, 9a) of covers (3a, 3b) or a supporting wing. The SMA element couples the blade with the surrounding area in transverse to a longitudinal axis of the blade.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft eine Turbinenschaufel mit einem Schwingungsdämpfungselement zum Dämpfen von Schwingungen der Turbinenschaufel bei Umströmung derselben mit einem Fluid, beispielsweise in einer Strömungsmaschine.The invention relates to a turbine blade with a vibration damping element for damping vibrations of the turbine blade in flowing around it with a fluid, for example in a turbomachine.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

In Turbinen sind Turbinenschaufeln in Umfangsrichtung äquidistant verteilt mit ungefähr radial orientierten Längsachsen an einem Rotor gehalten. Insbesondere infolge der Wechselwirkung der Turbinenschaufeln mit dem die Turbine durchströmenden Fluid und/oder Drehzahlschwankungen des Rotors kommt es zu unerwünschten Schwingungen der Turbinenschaufeln, welche zu erhöhten Bauteilbeanspruchungen, einem unerwünschten strukturdynamischen Verhalten, einer Verschlechterung der Strömungsbedingungen und schlimmstenfalls zu mechanischen Beschädigungen der Turbinenschaufel führen können. Bekannt ist, benachbarte Turbinenschaufeln durch ein geteiltes Deckband, durch Stützflügel oder durch Bindestifte miteinander zu verbinden. Durch diese Verbindung kann einerseits eine zusätzliche Abstützung der Turbinenschaufeln erfolgen, wodurch letztendlich eine Steifigkeit der Turbinenschaufel gegenüber einer Auslenkung erhöht werden kann. Durch diese Kopplung der benachbarten Turbinenschaufeln miteinander kann auch eine Eigenfrequenz der Turbinenschaufel beeinflusst werden, so dass beispielsweise Resonanzfrequenzen der Turbinenschaufel außerhalb der im Betrieb anzutreffenden Anregungsfrequenzen vorgegeben werden können. Dies ist allerdings lediglich begrenzt möglich. Weiterhin kann im Bereich von Kontaktflächen im Bereich von Deckbändern, Stützflügeln und Bindestiften eine einer Relativbewegung benachbarter Turbinenschaufeln entgegenwirkende Reibkraft erzeugt werden, die schwingungsdämpfend wirkt. Möglich ist auch der Einsatz von Reibelementen im Bereich einer Einspannung eines Fußes der Turbinenschaufel in dem Rotor, wobei eine Normalkraft der Reibelemente beispielsweise fliehkraftabhängig, also von der Drehzahl des Rotors abhängig, gestaltet sein kann.In turbines turbine blades are circumferentially equidistantly distributed with approximately radially oriented longitudinal axes held on a rotor. In particular, as a result of the interaction of the turbine blades with the fluid flowing through the turbine and / or speed fluctuations of the rotor, undesirable vibrations of the turbine blades occur, which can lead to increased component stresses, undesirable structural dynamic behavior, deterioration of flow conditions and, at worst, mechanical damage to the turbine blade. It is known to connect adjacent turbine blades by a split shroud, by supporting wings or by binding pins with each other. By this connection, on the one hand, an additional support of the turbine blades take place, whereby ultimately a rigidity of the turbine blade can be increased in relation to a deflection. By means of this coupling of the adjacent turbine blades with one another, it is also possible to influence a natural frequency of the turbine blade, so that resonance frequencies of the turbine blade, for example, can be preset outside the excitation frequencies encountered during operation. However, this is only possible to a limited extent. Furthermore, in the region of contact surfaces in the region of shrouds, support wings and binding pins, a relative movement of adjacent turbine blades counteracting frictional force can be generated, which acts vibration damping. Also possible is the use of friction elements in the region of a clamping of a foot of the turbine blade in the rotor, wherein a normal force of the friction elements, for example centrifugally dependent, so depending on the speed of the rotor, may be designed.

DE 36 29 910 C2 offenbart den Einsatz einer Formgedächtnislegierung für eine spielfreie Anordnung eines Kühleinsatzes im Inneren einer Turbinenschaufel. DE 36 29 910 C2 discloses the use of a shape memory alloy for a backlash-free arrangement of a cooling insert inside a turbine blade.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Turbinenschaufel mit Dämpfungsmaßnahmen vorzuschlagen, welche alternativ oder kumulativ zu den zuvor genannten Dämpfungsmaßnahmen Einsatz finden können.The invention has for its object to propose a turbine blade with damping measures, which can be used alternatively or cumulatively to the aforementioned damping measures.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit einer Turbinenschaufel mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Turbinenschaufel ergeben sich entsprechend den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 11.The object of the invention is achieved with a turbine blade having the features of independent claim 1. Further embodiments of a turbine blade according to the invention will become apparent according to the dependent claims 2 to 11.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Erfindungsgemäß ist eine Turbinenschaufel zunächst über ein Schwingungsdämpfungselement mit der Umgebung gekoppelt. Bei dem Schwingungsdämpfungselement kann es sich um ein einziges Bauteil oder eine Gruppe von Bauteilen handeln. Bei der Umgebung, mit welcher die Turbinenschaufel über das Schwingungsdämpfungselement gekoppelt ist, handelt es sich insbesondere um eine Abstützung der Turbinenschaufel, beispielsweise an einem Rotor oder Stator, eine benachbarte Turbinenschaufel oder ähnliches.According to the invention, a turbine blade is first coupled to the environment via a vibration damping element. The vibration damping element may be a single component or a group of components. In the environment with which the turbine blade is coupled via the vibration damping element, it is in particular a support of the turbine blade, for example on a rotor or stator, an adjacent turbine blade or the like.

Der vorliegenden Erfindung liegt zunächst die Erkenntnis zugrunde, dass es unter Umständen nachteilig ist, wenn das Schwingungsdämpfungselement eine fest vorgegebene Geometrie, fest vorgegebene mechanische Eigenschaften, beispielsweise eine fest vorgegebene Steifigkeit und einen fest vorgegebenen Dämpfungskoeffizienten besitzt und ähnliches. Vielmehr hat die Erfindung als wünschenswert erkannt, dass das Schwingungsdämpfungselement ”intelligent” ausgebildet ist, indem dieses seine Eigenschaften wie die Geometrie und/oder mechanische Eigenschaften automatisch in selbstadaptierender Weise verändern kann.The present invention is initially based on the finding that it may be disadvantageous if the vibration damping element has a fixed geometry, fixed mechanical properties, such as a fixed stiffness and a fixed damping coefficient and the like. Rather, the invention has recognized as desirable that the vibration damping element "intelligent" is formed by this can change its properties such as geometry and / or mechanical properties automatically in selbstadaptierender way.

Vor diesem Hintergrund schlägt die Erfindung vor, dass das Schwingungsdämpfungselement mit einem sogenannten ”SMA-Element” gebildet ist. SMA steht hierbei für ”Shape Memory Allog”, so dass es sich bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Schwingungsdämpfungselement um ein Formgedächtnislegierungselement handelt. Ein derartiges SMA-Element kann bei einer ersten Temperatur und/oder Spannung eine stabile erste Geometrie mit zugeordneten ersten mechanischen Eigenschaften besitzen, während das SMA-Element bei einer abweichenden zweiten Temperatur oder Spannung bestrebt ist, eine andere zweite Geometrie und/oder andere zweite Eigenschaften zu besitzen, an welche sich das SMA-Element für Vorliegen der Temperatur oder Spannung ”erinnert”. Die genannte Wandlung der Geometrie und/oder Eigenschaften basiert insbesondere auf einer temperaturabhängigen Gitterumwandlung unterschiedlicher Kristallstrukturen eines Werkstoffs (allotrope Umwandlung), beispielsweise die Ausbildung einer austenitischen Kristallstruktur in einer Hochtemperaturphase und eine martensitische Kristallstruktur in einer Niedertemperaturphase. Das SMA-Element verfügt hierbei vorzugsweise über einen Zweiweg-Memory-Effekt, so dass die Formänderung reversibel und über eine Vielzahl von Zyklen wiederholbar ist. Der Fachmann kennt hierbei eine Vielzahl möglicher einsetzbarer Werkstoffe wie beispielsweise Nickel-Titan-Legierungen, Kupfer-Zink-Legierungen, Kupfer-Zink-Aluminium-Legierungen, Kupfer-Aluminium-Nickel-Legierungen, Eisen-Nickel-Aluminium-Legierungen sowie Formgedächtnis-Polymere und die Verfahren zur Vorgabe der Geometrien in der Hochtemperaturphase sowie der Niedertemperaturphase.Against this background, the invention proposes that the vibration damping element is formed with a so-called "SMA element". SMA stands for "Shape Memory Allog", so that the vibration damping element used according to the invention is a shape memory alloy element. Such an SMA element may have at a first temperature and / or voltage a stable first geometry with associated first mechanical properties while the SMA element is endeavored at a different second temperature or stress, another second geometry and / or other second properties to possess to which the SMA element "remembers" for the presence of temperature or stress. The mentioned transformation of the geometry and / or properties is based in particular on a temperature-dependent lattice transformation of different crystal structures of a material (allotropic transformation), for example the formation of an austenitic crystal structure in a high-temperature phase and a martensitic crystal structure in a low-temperature phase. The SMA element preferably has a two-way memory effect, so that the change in shape is reversible and repeatable over a plurality of cycles. The person skilled in the art is familiar with a large number of materials that can be used, for example, nickel-titanium alloys, copper-zinc alloys, copper-zinc-aluminum alloys, copper-aluminum-nickel alloys, iron-nickel-aluminum alloys, and shape memory polymers and the methods for specifying the geometries in the high-temperature phase and the low-temperature phase.

Die Erfindung macht sich durch Einsatz des SMA-Elements somit zu Nutze, dass je nach am SMA-Element vorherrschender Temperatur oder Spannung das SMA-Element bestrebt ist, seine Geometrie und/oder mechanischen Eigenschaften zu verändern. Kommt es bspw. zu einer veränderten Geometrie, kann dies zu veränderten mechanischen Eigenschaften, beispielsweise der Steifigkeit infolge der veränderten Geometrie, veränderten Kraftangriffswinkeln und ähnlichem kommen. Andererseits stellt das Bestreben nach einer Veränderung der Form eine Art Aktuator dar, über welches letztendlich das Schwingungsverhalten der Turbinenschaufel beeinflusst werden kann.The invention thus makes use of the SMA element that, depending on the temperature or stress prevailing on the SMA element, the SMA element strives to change its geometry and / or mechanical properties. If, for example, an altered geometry occurs, this can lead to altered mechanical properties, for example the stiffness due to the changed geometry, changed force application angles and the like. On the other hand, the desire to change the shape represents a kind of actuator, which ultimately the vibration behavior of the turbine blade can be influenced.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Gestaltung der Ursache der Temperaturänderung bzw. Formänderung: Erfindungsgemäß soll die Temperaturänderung nicht durch eine externe Steuereinheit hervorgerufen werden, was zusätzlichen Regelungsaufwand bedingen würde. Ebenfalls soll zur Regelung der Temperaturänderung nicht (allein) eine Fliehkraft oder ähnliches genutzt werden, die zwar abhängig ist von einer Rotationsgeschwindigkeit des Rotors, aber nicht unmittelbar von dem sich ausbildenden Schwingungsverhalten der Turbinenschaufel. Vielmehr beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass der Schwingungszustand der Turbinenschaufel selbst die Temperaturbeaufschlagung des SMA-Elements steuern soll.Another aspect of the invention relates to the design of the cause of the temperature change or change in shape: According to the invention, the temperature change should not be caused by an external control unit, which would require additional control effort. Also should not be used to control the temperature change (alone) a centrifugal force or the like, which is dependent on a rotational speed of the rotor, but not directly from the developing vibration behavior of the turbine blade. Rather, the invention is based on the knowledge that the vibration state of the turbine blade itself should control the temperature of the SMA element.

Weiterhin beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass für die Veränderung der Temperatur an dem SMS-Element nicht eine externe Wärmequelle genutzt werden soll. Vielmehr basiert die Erfindung auf der Erkenntnis, dass mit dem üblicherweise erhitzten Fluid in einer Turbine bereits eine Wärmequelle immanent vorhanden ist. Die Erfindung soll diese ohnehin vorhandene Wärmequelle zur Erwärmung des SMA-Elements nutzen.Furthermore, the invention is based on the knowledge that an external heat source should not be used for the change of the temperature at the SMS element. Rather, the invention is based on the recognition that with the usually heated fluid in a turbine already a heat source is inherent. The invention is intended to use this heat source, which is present anyway, for heating the SMA element.

Vor dem Hintergrund dieser Erkenntnisse schlägt die Erfindung vor, dass die Kopplung des Dämpfungselements mit der Umgebung, also beispielsweise mit dem Rotor, einer Aufnahme eines Fußes der Turbinenschaufel oder mit einer benachbarten Turbinenschaufel, derart ausgebildet ist, dass sich je nach Schwingungszustand der Turbinenschaufel eine veränderte Beaufschlagung des SMA-Elements mit dem die Turbinenschaufel umströmenden Fluid ergibt. Anders gesagt schaltet automatisch die Schwingung der Turbinenschaufel den Wärmetransfer von dem erhitzten Fluid zu dem SMA-Element – ist der Schwingungszustand derart, dass der Transfer erfolgt, wird das SMA-Element in den so genannten Hochtemperaturbereich erwärmt mit einer hiermit korrelierenden Geometrie und/oder mechanischen Eigenschaften – ist hingegen der Schwingungszustand derart, dass der Transfer vermindert oder unterbrochen ist, verbleibt das SMA-Element in einem Niedertemperaturbereich oder kühlt auf diesen ab; so dass die andere Geometrie oder die anderen mechanischen Eigenschaften wirksam werden.Against the background of these findings, the invention proposes that the coupling of the damping element with the environment, for example, with the rotor, a recording of a foot of the turbine blade or with an adjacent turbine blade, is designed such that changed depending on the vibration state of the turbine blade Applying the SMA element with the turbine blade flowing around the fluid results. In other words, the vibration of the turbine blade automatically switches the heat transfer from the heated fluid to the SMA element - if the vibration state is such that the transfer occurs, the SMA element is heated to the so-called high temperature range with a correlated geometry and / or mechanical Properties - on the other hand, if the vibration state is such that the transfer is reduced or interrupted, the SMA element remains in a low-temperature region or cools down therefrom; so that the other geometry or other mechanical properties become effective.

Es ist darauf hinzuweisen, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Begriff ”Schwingungsdämpfungselement” neben einem eigentlichen Dämpfungselement jedwedes anderweitige Element mit umfasst, mittels dessen die mechanischen dynamischen Eigenschaften derart verändert werden, dass bei einer gegebenen Beaufschlagung der Turbinenschaufel, insbesondere durch das umströmende Fluid, das Schwingungsverhalten der Turbinenschaufel verbessert wird, insbesondere mit einer Verringerung der auftretenden Schwingungsamplitude. Beispielsweise kann somit das Schwingungsdämpfungselement auch eine (veränderbare) Steifigkeit bereitstellen, über welche die mechanischen Eigenschaften der Turbinenschaufel derart verändert werden, dass keine Resonanzanregung erfolgt.It should be noted that in the context of the present invention, the term "vibration damping element" in addition to an actual damping element comprises any other element by means of which the mechanical dynamic properties are changed such that at a given admission of the turbine blade, in particular by the flowing fluid, the vibration behavior of the turbine blade is improved, in particular with a reduction of the oscillation amplitude occurring. For example, thus, the vibration damping element can also provide a (variable) stiffness, via which the mechanical properties of the turbine blade are changed so that no resonance excitation occurs.

Das SMA-Element kann eine beliebige Geometrie besitzen, wobei dieses ausschließlich aus einer Formgedächtnislegierung bestehen kann oder ein Verbundmaterial sein kann. Für eine besondere Ausgestaltung der Erfindung ist das SMA-Element mit einem Draht aus einer Formgedächtnislegierung gebildet. Ein derartiger Draht aus einer Formgedächtnislegierung kann unter Umständen vereinfacht gefertigt werden, beispielsweise in endloser Fertigung. Andererseits eignet sich ein derartige Draht gut für eine Integration in eine Turbinenschaufel, beispielsweise in eine Bohrung der Turbinenschaufel. Ebenfalls möglich ist, dass das Schwingungsdämpfungselement mit dem Draht als einer Art Feder gebildet ist, deren Steifigkeit der Längselastizität des Drahtes entspricht.The SMA element may have any geometry, which may consist solely of a shape memory alloy or may be a composite material. For a particular embodiment of the invention, the SMA element is formed with a wire of a shape memory alloy. Such a wire of a shape memory alloy can be made simpler in some circumstances, for example, in endless production. On the other hand, such a wire is well suited for integration into a turbine blade, for example into a bore of the turbine blade. It is also possible that the vibration damping element is formed with the wire as a kind of spring whose stiffness corresponds to the longitudinal elasticity of the wire.

Möglich ist, dass das SMA-Element, beispielsweise der Draht, die Turbinenschaufel quer zu der Längsachse der Turbinenschaufel mit der Umgebung koppelt. Beispielsweise kann ein derartiger Draht benachbarte Turbinenschaufeln, insbesondere auch im Bereich von Deckbändern, miteinander verbinden, womit der Draht eine in Umfangsrichtung orientierte Kopplungsfeder benachbarter Turbinenschaufeln bilden kann. Dieses ist aber nicht eine ”einfache Feder” – vielmehr kann durch das Formgedächtnisvermögen des Drahtes je nach Umströmung des Drahtes mit dem Fluid eine aktive Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften und des dynamischen Verhaltens der Turbinenschaufel und u. U. auch eine Veränderung der Vorspannung der Kopplungsfeder erfolgen.It is possible that the SMA element, such as the wire, couples the turbine blade to the environment transverse to the longitudinal axis of the turbine blade. For example, such a wire adjacent turbine blades, especially in the range of shrouds, each other connect, whereby the wire can form a circumferentially oriented coupling spring of adjacent turbine blades. However, this is not a "simple spring" - but can by the shape memory capability of the wire depending on the flow around the wire with the fluid an active influence on the mechanical properties and the dynamic behavior of the turbine blade and u. U. also made a change in the bias of the coupling spring.

In weiterer Ausgestaltung erstreckt sich das SMA-Element, beispielsweise der Draht, in einer Stirnfläche eines Deckelements oder eines Stützflügels der Turbinenschaufel. Dies kann mehrere Gründe haben:

– Kommt es infolge von Relativverschiebungen der aneinander anliegenden Stirnflächen mit einer Freigabe einer Teilstirnfläche des Deckelements oder eines Stützflügels mit dem SMA-Element, führt die Teilfreilegung des SMA-Elements dazu, dass das SMA-Element mit dem erhitzten Fluid beaufschlagt wird. Somit ist auf besonders einfache Weise der Transfer der Wärme des erhitzten Fluids zu dem SMA-Element an den Schwingungszustand der Turbinenschaufel gekoppelt.
– Ebenfalls möglich ist, dass in den Stirnflächen des Deckelements oder eines Stützflügels gezielte Reibungseffekte bei auftretenden Relativbewegungen zwischen benachbarten Turbinenschaufeln genutzt werden. Die Reibung führt dann zu einer Erwärmung der Stirnfläche, die unmittelbar zu dem in der Stirnfläche des Deckelements angeordneten SMA-Element übertragen wird, so dass je nach Größe der Reibung und der Relativbewegung der Wärmetransfer zu dem SMA-Element automatisiert gesteuert wird, ggf. mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung infolge der Wärmekapazität der Stirnfläche des Deckelements.
– Ebenfalls möglich ist, dass das SMA-Element in der Stirnfläche seine Geometrie infolge einer Temperaturänderung, sei es durch die Beaufschlagung mit dem Fluid oder sei es durch die auftretende Reibung der Stirnflächen, verändert. Eine derartige Veränderung der Geometrie kann genutzt werden durch Zwischenschaltung des SMA-Elements zwischen die Stirnflächen derart, dass die Veränderung der Geometrie zur Folge hat, dass sich eine Normalkraft in dem mit dem SMA-Element ausgebildeten Reibkontakt verändert. Somit kann die erzeugte Reibungsdämpfung abhängig gemacht werden von dem Wärmetransfer zu dem SMA-Element, also letztendlich von dem Schwingungszustand der Turbinenschaufel.

In a further embodiment, the SMA element, for example the wire, extends in an end face of a cover element or a support wing of the turbine blade. This can have several reasons:

If, as a result of relative displacements of the abutting end faces with a release of a partial end face of the cover element or a support wing with the SMA element, the partial exposure of the SMA element causes the SMA element to be acted upon by the heated fluid. Thus, in a particularly simple manner, the transfer of the heat of the heated fluid to the SMA element is coupled to the vibration state of the turbine blade.
- It is also possible that in the end faces of the cover member or a support wing targeted friction effects are used in relative movements between adjacent turbine blades. The friction then leads to a heating of the end face, which is transmitted directly to the arranged in the end face of the cover SMA element so that depending on the size of the friction and the relative movement of the heat transfer to the SMA element is automatically controlled, possibly with a certain time delay due to the heat capacity of the end face of the cover element.
- It is also possible that the SMA element in the end face its geometry as a result of a change in temperature, either by the application of the fluid or be it by the friction occurring at the end faces changed. Such a change in the geometry can be used by interposing the SMA element between the end faces such that the change in the geometry has the consequence that a normal force in the friction contact formed with the SMA element changes. Thus, the generated frictional damping can be made dependent on the heat transfer to the SMA element, ie ultimately the vibration state of the turbine blade.

Es versteht sich, dass entsprechende Effekte nicht nur in einer Kontaktfläche zwischen Deckelementen benachbarter Turbinenschaufeln oder zwischen Stützflügeln genutzt werden können. Entsprechendes gilt für den Kontakt zwischen dem Fuß der Turbinenschaufel und dem Rotor oder Stator.It is understood that corresponding effects can be used not only in a contact surface between cover elements of adjacent turbine blades or between support wings. The same applies to the contact between the base of the turbine blade and the rotor or stator.

Für eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung hat eine Formänderung des SMA-Elements eine veränderte Kopplung der Turbinenschaufel mit der Umgebung zur Folge. Beispielsweise stellt das SMA-Element eine Art in Umfangsrichtung orientierte Kopplungsfeder zwischen benachbarten Turbinenschaufeln dar, wobei mit der Temperaturänderung die Kopplung verändert werden kann, beispielsweise durch Veränderung einer Vorspannung und/oder Veränderung der mechanischen Kenngrößen der Kopplung in Form des SMA-Elements.For a further embodiment according to the invention, a change in shape of the SMA element results in a changed coupling of the turbine blade with the environment. For example, the SMA element is a kind of circumferentially oriented coupling spring between adjacent turbine blades, with the temperature change, the coupling can be changed, for example by changing a bias voltage and / or changing the mechanical characteristics of the coupling in the form of the SMA element.

Weitere Überlegungen der Erfindung betreffen die technische Realisierung der automatischen Beeinflussung des Wärmetransfers von dem erhitzten Fluid zu dem SMA-Element in Abhängigkeit von dem Schwingungszustand der Turbinenschaufel:
Gemäß einem Vorschlag der Erfindung besitzt die Turbinenschaufel ein Abdeckelement, während die Umgebung, insbesondere eine benachbarte Turbinenschaufel oder ein Rotor oder Stator, ein Gegen-Abdeckelement besitzt. Das Abdeckelement sowie das Gegen-Abdeckelement führen bei einer Schwingung der Turbinenschaufel eine Relativbewegung aus, bei welcher eine erste Relativstellung sowie eine zweite Relativstellung von Abdeckelement und Gegen-Abdeckelement eingenommen werden (mit weiteren dazwischen angeordneten Relativstellungen). In der zweiten Relativstellung ergibt sich dann erfindungsgemäß zwischen dem Abdeckelement und dem Gegen-Abdeckelement ein Durchlassquerschnitt für das erhitzte Fluid zu dem SMA-Element, der zumindest verringert ist gegenüber dem entsprechenden Durchlassquerschnitt in der ersten Relativstellung. Damit bilden Abdeckelement und Gegen-Abdeckelement eine Durchtrittsöffnung, deren Durchlassquerschnitt automatisiert je nach Schwingungszustand der Turbinenschaufel relativ zu der Umgebung verändert wird. Mit größerem Durchlassquerschnitt gelangt dann mehr Fluid zu dem SMA-Element mit einer Erwärmung desselben, während für verringerten Durchlassquerschnitt weniger Fluid zu dem SMA-Element geleitet wird, so dass dieses eine niedrigere Temperatur erreichen kann. Möglich ist, dass die zweite Relativstellung mit einer kleineren Auslenkung der Turbinenschaufel gegenüber der Umgebung oder Gleichgewichtslage verbunden ist als die erste Relativstellung, wobei auch das Umgekehrte der Fall sein kann.Further considerations of the invention relate to the technical realization of automatically influencing the heat transfer from the heated fluid to the SMA element as a function of the vibration state of the turbine blade:
According to one proposal of the invention, the turbine blade has a cover element, while the environment, in particular an adjacent turbine blade or a rotor or stator, has a counter covering element. The cover member and the counter-cover perform at a vibration of the turbine blade from a relative movement, in which a first relative position and a second relative position of the cover and counter-cover are taken (with further arranged therebetween relative positions). In the second relative position, a passage cross-section for the heated fluid then results according to the invention between the cover element and the counter covering element to the SMA element, which is at least reduced compared to the corresponding passage cross section in the first relative position. Covering element and counter covering element thus form a passage opening whose passage cross-section is automatically changed depending on the vibration state of the turbine blade relative to the surroundings. With larger passage cross-section then passes more fluid to the SMA element with a heating of the same, while for reduced passage cross-section less fluid is passed to the SMA element, so that it can reach a lower temperature. It is possible that the second relative position is associated with a smaller deflection of the turbine blade relative to the environment or equilibrium position than the first relative position, wherein the reverse may be the case.

In weiterer Ausgestaltung dieses Grundgedankens besitzen das Abdeckelement und/oder das Gegen-Abdeckelement mindestens eine Ausnehmung, beispielsweise eine Öffnung, einen Durchlassquerschnitt, einen Schlitz o. ä.. Die Abdeckung der Ausnehmung des Abdeckelements (bzw. des Gegen-Abdeckelements) durch das Gegen-Abdeckelement (bzw. Abdeckelement) ist in der zweiten Relativstellung größer als in der ersten Relativstellung.In a further embodiment of this basic concept, the cover element and / or the counter-covering element have at least one recess, for example an opening, a passage cross section, a slot or the like. The cover of the recess of the cover element (or counter-covering element) by the counter -Abdeckelement (or cover) is greater in the second relative position than in the first relative position.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung nutzt den an sich bekannten Dämpferdraht, über welchen eine Turbinenschaufel mit einer benachbarten Turbinenschaufel verbunden wird. Besonders an dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist, dass nun aber der Dämpferdraht über ein SMA-Element an die Turbinenschaufel angekoppelt ist. Demgemäß ist in den Kraftfluss zwischen Dämpferdraht und Turbinenschaufel das veränderliche SMA-Element zwischengeschaltet, wodurch eine Beeinflussung der Schwingungsverhältnisse erfolgen kann.Another embodiment of the invention uses the per se known damper wire, via which a turbine blade is connected to an adjacent turbine blade. Especially in this embodiment of the invention is that now but the damper wire is coupled via an SMA element to the turbine blade. Accordingly, the variable SMA element is interposed in the force flow between the damper wire and the turbine blade, whereby an influence on the vibration conditions can take place.

Möglich ist auch, dass das SMA-Element im Bereich eines Fußpunktes der Turbinenschaufel angeordnet ist, wobei in diesem Fall das SMA-Element die Normalkraft in einem Reibkontakt im Bereich des Fußpunktes der Turbinenschaufel beeinflussen kann.It is also possible that the SMA element is arranged in the region of a root point of the turbine blade, in which case the SMA element can influence the normal force in a frictional contact in the region of the base point of the turbine blade.

Es versteht sich, dass die erläuterten erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfungsmaßnahmen ausschließlich oder aber kumulativ mit an sich bekannten weiteren Schwingungsdämpfungsmaßnahmen eingesetzt sein können, wodurch der Rahmen der hier vorliegenden Erfindung nicht verlassen wird.It is understood that the described vibration damping measures according to the invention can be used exclusively or cumulatively with known per se further vibration damping measures, whereby the scope of the present invention is not abandoned.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den. Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the. Drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the introduction to the description are merely exemplary and can come into effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Further features are the drawings - in particular the illustrated geometries and the relative dimensions of several components to each other and their relative arrangement and operative connection - refer. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different claims is also possible deviating from the chosen relationships of the claims and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different claims. Likewise, in the claims listed features for further embodiments of the invention can be omitted.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.In the following the invention will be further explained and described with reference to preferred embodiments shown in the figures.

1 zeigt in einer Teil-Vorderansicht quer zu einer Längsachse eines Rotors mehrere Turbinenschaufeln, die im Bereich von Deckbändern aneinander anliegen. 1 shows in a partial front view transverse to a longitudinal axis of a rotor, a plurality of turbine blades, which abut each other in the region of shrouds.

2 zeigt die Turbinenschaufeln gemäß 2 in einer Draufsicht (Blickrichtung in Richtung der Längsachse des Rotors). 2 shows the turbine blades according to 2 in a plan view (viewing direction in the direction of the longitudinal axis of the rotor).

3 zeigt einen Teilschnitt III-III durch ein Deckband einer Turbinenschaufel gemäß 1 und 2. 3 shows a partial section III-III through a shroud of a turbine blade according to 1 and 2 ,

4 zeigt einen Teilschnitt IV-IV durch den Kontaktbereich von zwei Deckbändern von zwei benachbarten Turbinenschaufeln gemäß 1 bis 3. 4 shows a partial section IV-IV through the contact area of two shrouds of two adjacent turbine blades according to 1 to 3 ,

5 zeigt in einer räumlichen Darstellung mit einem SMA-Draht ausgestattete Deckbänder erfindungsgemäßer Turbinenschaufeln in nicht ausgelenktem Zustand. 5 shows in a spatial representation with a SMA wire equipped shrouds inventive turbine blades in undeflected state.

6 zeigt die Turbinenschaufeln gemäß 5 in infolge einer Schwingung in Richtung der Längsachse des Rotors ausgelenktem Zustand. 6 shows the turbine blades according to 5 in deflected as a result of a vibration in the direction of the longitudinal axis of the rotor state.

7 zeigt in einer abgewickelten Draufsicht auf Deckbänder (Blickrichtung in Richtung der Längsachse des Rotors) eine mögliche Integration von SMA-Drähten in benachbarte Deckbänder von erfindungsgemäßen Turbinenschaufeln in nicht ausgelenktem Zustand der Turbinenschaufeln. 7 shows in a developed plan view of shrouds (viewing direction in the direction of the longitudinal axis of the rotor) a possible integration of SMA wires in adjacent shrouds of turbine blades according to the invention in non-deflected state of the turbine blades.

8 zeigt in einer Draufsicht die Turbinenschaufeln gemäß 7 in ausgelenktem Zustand. 8th shows in a plan view of the turbine blades according to 7 in a distracted state.

9 zeigt in einer abgewickelten Draufsicht auf Deckbänder (Blickrichtung in Richtung der Längsachse des Rotors) eine weitere Integrationsmöglichkeit eines SMA-Drahtes in benachbarte Deckbänder in nicht ausgelenktem Zustand der Turbinenschaufeln. 9 shows in a developed plan view of shrouds (viewing direction in the direction of the longitudinal axis of the rotor) a further integration possibility of an SMA wire in adjacent shrouds in the non-deflected state of the turbine blades.

10 zeigt die Draufsicht der Turbinenschaufeln gemäß 9 für einen infolge einer Schwingung ausgelenkten Zustand. 10 shows the plan view of the turbine blades according to 9 for a deflected due to a vibration state.

11 zeigt in einer abgewickelten Draufsicht auf Deckbänder (Blickrichtung in Richtung der Längsachse des Rotors) eine weitere Integrationsmöglichkeit eines SMA-Drahtes in die Deckbänder benachbarter Turbinenschaufeln in nicht ausgelenktem Zustand. 11 shows in a developed plan view of shrouds (viewing direction in the direction of the longitudinal axis of the rotor) a further integration possibility of an SMA wire in the shrouds of adjacent turbine blades in the undeflected state.

12 zeigt in einer Vorderansicht zwei benachbarte erfindungsgemäße Turbinenschaufeln, welche über einen SMA-Draht miteinander gekoppelt sind, der über Abdeckelemente und Gegen-Abdeckelemente gegenüber der Strömung des Fluids teilweise abgedeckt ist. 12 2 shows a front view of two adjacent turbine blades according to the invention, which are coupled to one another via an SMA wire, which is covered by cover elements and counterparts. Covering elements against the flow of the fluid is partially covered.

13 zeigt das Zusammenwirken der Abdeckelemente und Gegen-Abdeckelemente gemäß 12 in einer schematischen Detailansicht. 13 shows the interaction of the cover and counter-cover according to 12 in a schematic detail view.

14 zeigt in einer Vorderansicht die Verbindung von zwei benachbarten Turbinenschaufeln über einen Dämpfungsdraht, wobei die Kopplung des Dämpferdrahtes mit mindestens einer Turbinenschaufel über SMA-Koppelelemente erfolgt, dessen Beaufschlagung mit dem strömenden Fluid durch ein Abdeckelement und ein Gegen-Abdeckelement gesteuert wird. 14 shows in a front view, the connection of two adjacent turbine blades via a damping wire, wherein the coupling of the damper wire is performed with at least one turbine blade via SMA coupling elements, the application of which the flowing fluid is controlled by a cover and a counter-cover.

15 zeigt in einer räumlichen Darstellung die Kopplung des Dämpferdrahtes gemäß 14 mit einem Innenring der Turbinenschaufel über SMA-Elemente. 15 shows in a spatial representation of the coupling of the damper wire according to 14 with an inner ring of the turbine blade over SMA elements.

16 zeigt eine geschnittene Detailansicht der Verbindung einer in einem Rotor gebildeten Aufnahme mit dem Federfußpunkt einer Turbinenschaufel mit einem über ein SMA-Element beaufschlagten Reibungsdämpfungselement (Blickrichtung parallel zur Längsachse des Rotors). 16 shows a sectional detailed view of the connection of a rotor formed in a receptacle with the spring root of a turbine blade with an applied via an SMA element friction damping element (view parallel to the longitudinal axis of the rotor).

17 zeigt eine geschnittene Detailansicht des Reibkontaktes der Turbinenschaufel mit der Aufnahme im Rotor gemäß 16 (Blickrichtung in Richtung der Längsachse des Rotors). 17 shows a sectional detail view of the frictional contact of the turbine blade with the inclusion in the rotor according to 16 (Viewing direction in the direction of the longitudinal axis of the rotor).

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

1 zeigt mehrere nebeneinander angeordnete Turbinenschaufeln 1, welche in Umfangsrichtung äquidistant um einen radial innen liegenden Rotor 2 angeordnet und von, diesem gehalten sind. Die Turbinenschaufeln 1 besitzen jeweils ein Deckblech 3, eine Turbinenschaufelleitfläche 4 sowie einen Fuß 5, im Bereich dessen die Turbinenschaufel 1 an dem Rotor 2 in einer Aufnahme 6 gehalten ist (in 1 nicht dargestellt). Die Deckbleche 3 sämtlicher in Umfangsrichtung verteilter Turbinenschaufeln 1 bilden gemeinsam ein ringförmiges Deckband 7. Die Deckbleche 3 besitzen jeweils Stirnflächen 8, 9, deren Flächennormale im Wesentlichen in Umfangsrichtung orientiert ist. Eine Stirnfläche 9a einer Turbinenschaufel 1a kommt unter Ausbildung eines vorzugsweise flächigen Reibkontaktes zur Anlage an die Stirnfläche 8b einer benachbarten Turbinenschaufel 1b. 1 shows several juxtaposed turbine blades 1 , which in the circumferential direction equidistant about a radially inner rotor 2 arranged and held by, this. The turbine blades 1 each have a cover plate 3 , a turbine blade flat surface 4 as well as a foot 5 , in the area of the turbine blade 1 on the rotor 2 in a recording 6 is held (in 1 not shown). The cover sheets 3 all circumferentially distributed turbine blades 1 together form an annular shroud 7 , The cover sheets 3 each have faces 8th . 9 Whose surface normal is oriented substantially in the circumferential direction. An end face 9a a turbine blade 1a comes to form a preferably flat frictional contact to rest against the face 8b an adjacent turbine blade 1b ,

2 zeigt eine Draufsicht auf das Deckband 7 in einer Art Abwicklung, also bei Blickrichtung in Richtung einer Längs- und Rotationsachse des Rotors 2, welche parallel zu einer Strömungsrichtung des Fluids orientiert ist, welche in den Figuren mit der Koordinate z gekennzeichnet ist. 2 shows a plan view of the shroud 7 in a kind of settlement, ie looking in the direction of a longitudinal and rotational axis of the rotor 2 , which is oriented parallel to a flow direction of the fluid, which is marked in the figures with the coordinate z.

3 zeigt einen Schnitt III-III durch ein Leitelement 3a. Dieses besitzt eine in Umfangsrichtung orientierte durchgehende Bohrung 10. In der Bohrung 10 erstreckt sich ein SMA-Element 11, hier ein SMA-Draht 12. 3 shows a section III-III through a guide element 3a , This has a circumferentially oriented through hole 10 , In the hole 10 extends an SMA element 11 , here an SMA wire 12 ,

Wie insbesondere in 4 zu erkennen ist, welche einen Schnitt IV-IV durch die Deckbleche 3a, 3b zeigt, mündet die Bohrung 10 in einen Kanal 13, welcher von Nuten der Stirnseiten 9a, 8b benachbarter Deckbleche 3a, 3b begrenzt ist. Weiterhin ist in 4 zu erkennen, dass die in der Strömungsrichtung z im Randbereich angeordnete Bohrung 10a des Deckblechs 3a gegenüber der Bohrung 10b des Deckblechs 3b in Strömungsrichtung z bzw. parallel zur Rotationsachse des Rotors 2 versetzt angeordnet ist, nämlich in dem gegenüberliegenden Randbereich. Der SMA-Draht 12 erstreckt sich durchgehend mit jeweils rechten Winkeln im Übergangsbereich von der Bohrung 10a in den Kanal 13 zu der Bohrung 10b. Möglich ist, dass der SMA-Draht 12 unter Ausbildung eines Spiels oder Spaltes in den Bohrungen 10 sowie dem Kanal 13 angeordnet ist. Ebenfalls möglich ist, dass dieser vorgespannt ist, so dass dieser insbesondere im Eck- oder Übergangsbereich von den Bohrungen 10 zu dem Kanal 13 anliegt. Ebenfalls möglich ist, dass der SMA-Draht 12 quer zur Längsachse im Bereich des Kanals 13 zwischen den Deckblechen 3a, 3b verpresst ist.As in particular in 4 it can be seen which a section IV-IV through the cover plates 3a . 3b shows, the hole opens 10 into a canal 13 , which of grooves of the front sides 9a . 8b adjacent cover sheets 3a . 3b is limited. Furthermore, in 4 to recognize that in the flow direction z arranged in the edge region bore 10a of the cover plate 3a opposite the hole 10b of the cover plate 3b in the flow direction z or parallel to the axis of rotation of the rotor 2 is arranged offset, namely in the opposite edge region. The SMA wire 12 extends continuously with each right angles in the transition region of the bore 10a in the channel 13 to the hole 10b , It is possible that the SMA wire 12 forming a clearance or gap in the holes 10 as well as the canal 13 is arranged. It is also possible that this is biased so that this particular in the corner or transition area of the holes 10 to the channel 13 is applied. Also possible is that the SMA wire 12 transverse to the longitudinal axis in the region of the channel 13 between the cover sheets 3a . 3b is compressed.

5 und 6 zeigen beispielhaft in räumlicher Darstellung zwei benachbarte Turbinenschaufeln 1a, 1b, nämlich gemäß 5 in unverformtem Zustand und gemäß 6 in infolge der Schwingung verformtem Zustand, wodurch das Deckblech 3b gegenüber dem benachbarten Deckblech 3a in Richtung der z-Achse versetzt angeordnet ist. 5 and 6 show by way of example in a spatial representation of two adjacent turbine blades 1a . 1b , according to 5 in undeformed condition and according to 6 as a result of the vibration deformed state, whereby the cover plate 3b opposite the adjacent cover plate 3a arranged offset in the direction of the z-axis.

Gemäß 5 ist der SMA-Draht 12 im Inneren der Bohrungen 10 angeordnet sowie in dem Kanal 13 angeordnet, so dass dieser gegenüber dem strömenden Fluid – bis auf die Ausbildung einer Reibkontaktfuge – von den Deckblechen 3a, 3b gegenüber der Strömung abgedeckt oder geschützt ist. Hingegen führt die Relativstellung gemäß 6 dazu, dass ein Teilbereich 14 des SMA-Drahts 12 mit dem strömenden erhitzten Fluid beaufschlagt wird, was zur Folge hat, dass zumindest der Teilbereich 14 des SMA-Drahts 12 seine Temperatur verändert, womit vorzugsweise ein Hochtemperaturbereich des SMA-Drahts 12 erreicht wird. Hierdurch kann der SMA-Draht 12 seine Geometrie verändern und/oder seine mechanischen Eigenschaften verändern. Möglich ist beispielsweise, dass die Kopplung der Deckbleche 3a, 3b infolge dieser Veränderung mit einer anderen Steifigkeit oder einem anderen Dämpfungsbeiwert erfolgt. Ebenfalls möglich ist, dass eine Verkürzung des SMA-Drahtes 12 erfolgt, die somit eine Kraft hervorruft, die darauf gerichtet ist, die Verformung der Turbinenschaufeln 1 wieder rückgängig zu machen. Möglich ist, dass benachbarte Turbinenschaufeln 1a, 1b jeweils paarweise mit einem SMA-Draht 12 verbunden sind. Der Teilbereich 14 besitzt für diese Ausgestaltungsform eine in Umfangsrichtung orientierte Flächennormale und ist parallel zur Strömungsrichtung z orientiert.According to 5 is the SMA wire 12 inside the holes 10 arranged as well as in the canal 13 arranged so that this against the flowing fluid - except for the formation of a Reibkontaktfuge - of the cover plates 3a . 3b covered or protected from the flow. On the other hand, the relative position according to 6 to that one section 14 of the SMA wire 12 is acted upon by the flowing heated fluid, with the result that at least the portion 14 of the SMA wire 12 its temperature changes, thus preferably a high temperature region of the SMA wire 12 is reached. This allows the SMA wire 12 change its geometry and / or change its mechanical properties. It is possible, for example, that the coupling of the cover plates 3a . 3b due to this change with a different stiffness or other attenuation coefficient. It is also possible that a shortening of the SMA wire 12 takes place, thus causing a force that is directed to the deformation of the turbine blades 1 to undo again. It is possible that neighboring turbine blades 1a . 1b in pairs with a SMA wire 12 are connected. The subarea 14 has for this embodiment a circumferentially oriented surface normal and is oriented parallel to the flow direction z.

7 und 8 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher benachbarte Deckbleche 3a, 3b; 3b, 3c; 3c, 3d; ... jeweils über einen SMA-Draht 12 miteinander gekoppelt sind. Jedes Deckblech 3 besitzt für diese Ausgestaltung in beiden Randbereichen Bohrungen 10-1 und 10-2, wobei in der Bohrung 10-2 im Grund der Bohrung ein Endbereich eines SMA-Drahtes 12 für die Kopplung mit einem links benachbarten Deckblech 3a befestigt ist, während in der Bohrung 10-1 im Grund derselben ein Anfang eines weiteren SMA-Drahtes 12 zur Kopplung mit dem rechts benachbarten Deckblech 3c befestigt ist. In diesem Fall sind beide Stirnflächen 8, 9 der Turbinenschaufeln 1 mit Kanälen 13 ausgestattet. Die Länge des SMA-Drahts 12 in den Bohrungen 10-1 und 10-2 ist unabhängig von der Auslenkung der Turbinenschaufeln 1. Hingegen ist die Länge 15, welche sich der SMA-Draht 12 in dem Kanal 13 erstreckt, kleiner für den nicht ausgelenkten Zustand gemäß 7 als für den ausgelenkten Zustand gemäß 8. Somit gelangt der SMA-Draht 12 für die Auslenkung unter Spannung, was auch unabhängig von der Temperaturänderung des SMA-Drahtes 12 zu einem Formwechsel führen kann. 7 and 8th show an embodiment in which adjacent cover sheets 3a . 3b ; 3b . 3c ; 3c . 3d ; ... each via an SMA wire 12 coupled together. Each cover sheet 3 has holes for this embodiment in both edge areas 10-1 and 10-2 , being in the hole 10-2 in the bottom of the hole, an end portion of an SMA wire 12 for coupling with a left adjacent cover plate 3a is fastened while in the hole 10-1 in the reason of this a beginning of another SMA wire 12 for coupling with the cover plate on the right 3c is attached. In this case, both faces are 8th . 9 the turbine blades 1 with channels 13 fitted. The length of the SMA wire 12 in the holes 10-1 and 10-2 is independent of the deflection of the turbine blades 1 , On the other hand, the length is 15 which is the SMA wire 12 in the channel 13 extends, smaller for the undeflected state according to 7 as for the deflected state according to 8th , Thus, the SMA wire arrives 12 for the deflection under tension, which also independent of the temperature change of the SMA wire 12 can lead to a change of form.

9 und 10 zeigen die Kopplung von drei Deckblechen 3a, 3b und 3c über einen SMA-Draht 12. Für diese Ausführungsform sind die Enden des SMA-Drahtes 12 in dem Grund der einander zugewandten Bohrungen 10-1 der Deckbleche 3a, 3c befestigt. Außerhalb der Bohrungen 10-1 erstreckt sich der SMA-Draht 12 U-förmig durch jeweils zwischen den Deckblechen 3a, 3b sowie 3b, 3c gebildeten Kanälen 13 sowie eine Durchgangsbohrung 10-2, die sich in dem den Bohrungen 10-1 gegenüberliegenden Randbereich des Deckblechs 3b befindet. Für die Ausführungsform gemäß 9 und 10 ergibt sich allein anhand der Verschiebung keine Veränderung der Länge des SMA-Drahts 12 – diese tritt lediglich infolge einer Temperaturänderung ein. 9 and 10 show the coupling of three cover plates 3a . 3b and 3c over an SMA wire 12 , For this embodiment, the ends of the SMA wire 12 in the bottom of the facing holes 10-1 the cover sheets 3a . 3c attached. Outside the holes 10-1 extends the SMA wire 12 U-shaped through each between the cover plates 3a . 3b such as 3b . 3c formed channels 13 as well as a through hole 10-2 that are in the holes 10-1 opposite edge region of the cover plate 3b located. For the embodiment according to 9 and 10 the displacement alone does not change the length of the SMA wire 12 - This occurs only as a result of a change in temperature.

Schließlich zeigt 11 eine Ausführungsform, bei welcher sich ein einziger SMA-Draht 12 mäanderförmig in Bohrungen 10-1, 10-2 sowie Kanälen einer Vielzahl von Deckblechen 3a, 3b, 3c, ... erstreckt.Finally shows 11 an embodiment in which a single SMA wire 12 Meandering in holes 10-1 . 10-2 as well as channels of a variety of cover sheets 3a . 3b . 3c , ... extends.

12 zeigt eine andere Ausgestaltung der Erfindung. Hier verbindet ein SMA-Element 11 bzw. ein SMA-Draht 12 benachbarte Turbinenschaufeln 1a, 1b im Bereich der Turbinenschaufelleitflächen 4a, 4b, wobei der SMA-Draht 12 ungefähr in Umfangsrichtung des Rotors 2 orientiert ist. An der Turbinenschaufelleitfläche 4a ist ein Abdeckelement 16 befestigt und gehalten. Das Abdeckelement 16 besitzt mindestens eine Ausnehmung 17. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist das Abdeckelement 16 mit vielen Ausnehmungen, Bohrungen oder Perforationen 17a, 17b, 17c usw. ausgestattet und als Rohr ausgebildet, in dessen Inneren der SMA-Draht 12 aufgenommen ist, vorzugsweise ohne Anlage des Abdeckelements 16 an dem SMA-Draht 12. Das Rohr erstreckt sich vorzugsweise bis in die Nähe der Turbinenschaufelleitfläche 4b, ohne mit diesem auch bei Schwingungen der Turbinenschaufeln 1a, 1b zu kollidieren. 12 shows another embodiment of the invention. Here an SMA element connects 11 or an SMA wire 12 adjacent turbine blades 1a . 1b in the area of turbine blade roof surfaces 4a . 4b , where the SMA wire 12 approximately in the circumferential direction of the rotor 2 is oriented. At the turbine blade roof surface 4a is a cover element 16 attached and held. The cover element 16 has at least one recess 17 , For the illustrated embodiment, the cover is 16 with many recesses, holes or perforations 17a . 17b . 17c etc. equipped and formed as a tube inside which the SMA wire 12 is received, preferably without contact of the cover 16 on the SMA wire 12 , The tube preferably extends into the vicinity of the turbine blade guide surface 4b , without this even at vibrations of the turbine blades 1a . 1b to collide.

Von der Turbinenschaufelleitfläche 4b ist ein Gegen-Abdeckelement 18 getragen, welches sich in entgegengesetzter Richtung koaxial zu dem Abdeckelement 16, also in. Richtung der Turbinenschaufelleitfläche 4a, erstreckt. Auch das Gegen-Abdeckelement 18 besitzt Ausnehmungen 19a, 19b, 19c, ..., die vorzugsweise entsprechend den Ausnehmungen 17a, 17b, ... ausgebildet sind und gleiche Abstände besitzen.From the turbine blade roof surface 4b is a counter-covering element 18 carried, which is in the opposite direction coaxial with the cover 16 , ie in the direction of the turbine blade guide surface 4a , extends. Also the counter-cover 18 has recesses 19a . 19b . 19c , ..., preferably according to the recesses 17a . 17b , ... are trained and have equal distances.

In der in 13 skizzierten, nicht ausgelenkten Stellung der Turbinenschaufeln 1a, 1b fluchten die Ausnehmungen 17, 19 nicht miteinander, was zur Folge hat, dass das Fluid das Abdeckelement 16 sowie das Gegen-Abdeckelement 18 umströmt, ohne durch die Ausnehmungen 17, 19 in das Innere eintreten zu können und somit unmittelbaren Kontakt mit dem SMA-Draht 12 treten zu können. Kommt es hingegen zur Auslenkung der Turbinenschaufeln 1a, 1b, geht dies mit einer Relativbewegung des Abdeckelements 16 gegenüber dem Gegen-Abdeckelement 18 einher. Dies hat zur Folge, dass sich je nach Ausmaß der Verschiebung die Ausnehmungen 17, 19 teilweise oder vollständig überdecken. Je nach Ausmaß der Überdeckung der Ausnehmungen 17, 19 kann mehr oder weniger Fluid durch die Ausnehmungen 17, 19 hindurch treten, wo dann das erhitzte Fluid in unmittelbarer Wechselwirkung mit dem SMA-Draht 12 tritt, was zur Erwärmung des SMA-Drahts führt. Es versteht sich, dass beliebige Anzahlen und Geometrien der Ausnehmungen 17 möglich sind. Vorzugsweise sind die Ausnehmungen in Strömungsrichtung orientiert, während radial außen liegend und radial innen liegend zu der Längsachse des Rotors keine Ausnehmungen vorgesehen sein müssen.In the in 13 sketched, undeflected position of the turbine blades 1a . 1b the recesses are aligned 17 . 19 not with each other, with the result that the fluid is the cover 16 and the counter-cover 18 flows around without through the recesses 17 . 19 to be able to enter the interior and thus immediate contact with the SMA wire 12 to be able to step. If, however, it comes to the deflection of the turbine blades 1a . 1b , This goes with a relative movement of the cover 16 opposite the counter-cover 18 associated. As a result, depending on the extent of the shift, the recesses 17 . 19 partially or completely cover. Depending on the extent of overlap of the recesses 17 . 19 can more or less fluid through the recesses 17 . 19 where then the heated fluid interacts directly with the SMA wire 12 occurs, which leads to heating of the SMA wire. It is understood that any numbers and geometries of the recesses 17 possible are. Preferably, the recesses are oriented in the flow direction, while radially outward and radially inward lying to the longitudinal axis of the rotor no recesses must be provided.

14 und 15 zeigen eine weitere Ausführungsform, bei welcher benachbarte Turbinenschaufeln 1a, 1b über an sich bekannte Dämpfungsdrähte oder Koppelelemente 20 miteinander verbunden sind, vorzugsweise im Bereich der Turbinenschaufelleitflächen 4. Möglich ist, dass sich ein derartiges Koppelelement oder ein Dämpfungsdraht 20 durch mehrere benachbarte Turbinenschaufeln 1 hindurch erstreckt. Von der Erfindung betroffen ist in dieser Ausgestaltung die Kopplung des Koppelelements 20 mit den Turbinenschaufeln 1a, 1b: Die Turbinenschaufeln 1 besitzen in Umfangsrichtung orientierte Durchgangsbohrungen 21, in denen ein Haltering 22 befestigt ist. Durch den Haltering 22 ist das Kopplungselement oder der Dämpfungsdraht 20 hindurchgeführt, wobei das Koppelelement 20 über sich strahlenförmig oder radial erstreckende SMA-Drähte 23a, 23b, ... mit dem Haltering 22 gekoppelt ist. Für den Fall, dass eine unterschiedliche Kopplung in unterschiedliche radiale Richtungen zu dem Dämpfungsdraht 20 gewünscht ist, können die SMA-Drähte 23 auch ungleichförmig verteilt sein oder unterschiedliche mechanische Eigenschaften oder Dicken besitzen. Die Steuerung der Zufuhr des Fluids zu den SMA-Drähten 23 erfolgt in diesem Fall dadurch, dass der Innenraum des Halterings 22 in Umfangsrichtung durch zwei ringförmige Abdeckelemente 24 begrenzt ist. Diese sind starr mit den Turbinenschaufeln 1 verbunden. Die Abdeckelemente 24 wirken zusammen mit Gegen-Abdeckelementen 25, die von dem Dämpfungsdraht 20 getragen sind. Die Gegen-Abdeckelemente 25 besitzen eine Geometrie, die korrespondiert mit dem offenen Innendurchmesser der Abdeckelemente 24. In unverformtem Zustand liegen die Gegen-Abdeckelemente 25 unter weitestgehender Abdichtung an den Abdeckelementen 24 an, so dass ein Eintritt von erhitztem Fluid in das Innere des Halterings 22 und damit zu den SMA-Drähten 23a, 23b, ... nicht oder nur begrenzt möglich ist. Kommt es hingegen zu einer Verformung der Turbinenschaufeln 1 infolge einer sich ausbildenden Schwingung, bilden die Abdeckelemente 24 mit den Gegen-Abdeckelementen 25 einen Übertrittsquerschnitt 32 aus, durch welchen das erhitzte Fluid in den Innenraum des Halterings 22 eintreten kann und dort die SMA-Drähte 23 erwärmen kann, womit einer Veränderung der Kopplung zwischen Koppelelement 20 und Turbinenschaufel 1 herbeigeführt wird. Möglich ist, dass der geschaffene Durchlassquerschnitt 32 abhängig ist von einer Neigungsveränderung des Dämpfungsdrahtes 20 gegenüber der Turbinenschaufel 1. Ebenfalls möglich ist, dass sich der Abstand der Turbinenschaufeln 1 voneinander derart ändert, dass sich das Abdeckelement 24 in Umfangsrichtung zu dem Gegen-Abdeckelement 25 verschiebt, wodurch ein Öffnungsquerschnitt weiter geöffnet oder geschlossen werden kann. 14 and 15 show a further embodiment in which adjacent turbine blades 1a . 1b via per se known damping wires or coupling elements 20 connected to each other, preferably in the area of the turbine blade roof surfaces 4 , It is possible that such a coupling element or a damping wire 20 through several adjacent turbine blades 1 extends through. Affected by the invention is in this embodiment, the coupling of the coupling element 20 with the turbine blades 1a . 1b Photos: The turbine blades 1 have circumferentially oriented through holes 21 in which a retaining ring 22 is attached. Through the retaining ring 22 is the coupling element or the damping wire 20 passed, wherein the coupling element 20 Radially or radially extending SMA wires 23a . 23b , ... with the retaining ring 22 is coupled. In the event that a different coupling in different radial directions to the damping wire 20 is desired, the SMA wires 23 also be distributed non-uniform or have different mechanical properties or thicknesses. The control of the supply of fluid to the SMA wires 23 takes place in this case, characterized in that the interior of the retaining ring 22 in the circumferential direction by two annular cover elements 24 is limited. These are rigid with the turbine blades 1 connected. The cover elements 24 work together with counter-cover elements 25 that from the damping wire 20 are worn. The counter-cover elements 25 have a geometry that corresponds to the open inner diameter of the cover 24 , In undeformed state are the counter-cover 25 with the greatest possible sealing on the cover elements 24 so that entry of heated fluid into the interior of the retaining ring 22 and thus to the SMA wires 23a . 23b , ... is not or only partially possible. If, however, it comes to a deformation of the turbine blades 1 due to a forming vibration, form the cover 24 with the counter-cover elements 25 a crossover cross section 32 from, through which the heated fluid into the interior of the retaining ring 22 can enter and there the SMA wires 23 can heat, resulting in a change in the coupling between the coupling element 20 and turbine blade 1 is brought about. It is possible that the created passage cross-section 32 depends on a change in inclination of the damping wire 20 opposite the turbine blade 1 , It is also possible that the distance between the turbine blades 1 from each other changes so that the cover 24 in the circumferential direction to the counter-cover 25 shifts, whereby an opening cross section can be opened or closed further.

16 zeigt in einer geschnittenen Detailansicht die Befestigung einer Turbinenschaufel 1 mit ihrem Fuß 5 in einer Aufnahme 6 des Rotors 2. Zwischen Aufnahme 6 und Fuß 5 kommt ein als Reibungselement ausgebildetes Schwingungsdämpfungselement 26 zum Einsatz. Dieses ist im Detail in 17 zu erkennen. Radial außen liegend ist die Aufnahme 6 und damit das Schwingungsdämpfungselement 26 abgedeckt durch en Abdeckelement 27, welches benachbart dem Fuß 5 an der Turbinenschaufel 1 befestigt ist, sowie ein das Abdeckelement 27 überlappendes Gegen-Abdeckelement 28, welches im Randbereich der Aufnahme 6 an dem Rotor 2 befestigt ist. Bei Verformungen der Turbinenschaufel 1 wird die Überlappung von Abdeckelement 27 und Gegen-Abdeckelement 28 beseitigt, so dass sich dann ein Durchlassquerschnitt 32 ausbildet, über welchen das erhitzte Fluid zu dem Schwingungsdämpfungselement 26 übertreten kann. In dem Schwingungsdämpfungselement 26 ist ein SMA-Element 11, hier ein SMA-Draht 12 angeordnet, welcher je nach Temperatur die Normalkraft in einem Reibkontakt beeinflusst. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel sind die SMA-Drähte 12 des Schwingungsdämpfungselements 26 parallel zur Strömungsrichtung bzw. Rotationsachse des Rotors 2 orientiert und gekoppelt mit einem doppelkeilartig ausgebildeten Reibelement 29, welches zusammenwirkt mit zwei keilartigen Reibelementen 30, 31. Eine Verkürzung oder Verlängerung des SMA-Drahts 12 hat eine Relativbewegung des Reibelements 29 gegenüber den Reibelementen 30, 31 zur Folge, womit infolge der keilartigen Ausbildung die Verpressung der Reibelemente 29, 30, 31 miteinander verändert wird. Letztendlich wird somit je nach thermischer Beaufschlagung des SMA-Drahts 12 die Reibungsdämpfung des Schwingungsdämpfungselements 26 vergrößert oder verkleinert. 16 shows in a sectional detail view the attachment of a turbine blade 1 with her foot 5 in a recording 6 of the rotor 2 , Between recording 6 and foot 5 comes designed as a friction element vibration damping element 26 for use. This is in detail in 17 to recognize. Radially outward is the recording 6 and thus the vibration damping element 26 Covered by cover element 27 which is adjacent to the foot 5 on the turbine blade 1 is attached, as well as a cover 27 overlapping counter-covering element 28 which is in the edge area of the recording 6 on the rotor 2 is attached. For deformations of the turbine blade 1 is the overlap of cover 27 and counter-cover 28 eliminated, so that then a passage cross-section 32 forms, via which the heated fluid to the vibration damping element 26 can transgress. In the vibration damping element 26 is an SMA element 11 , here an SMA wire 12 arranged, which influences the normal force in a frictional contact depending on the temperature. For the illustrated embodiment, the SMA wires 12 the vibration damping element 26 parallel to the flow direction or axis of rotation of the rotor 2 oriented and coupled with a double wedge-shaped friction element 29 , which cooperates with two wedge-like friction elements 30 . 31 , A shortening or lengthening of the SMA wire 12 has a relative movement of the friction element 29 opposite the friction elements 30 . 31 As a result, which as a result of the wedge-like formation of the compression of the friction elements 29 . 30 . 31 is changed with each other. Ultimately, therefore, depending on the thermal loading of the SMA wire 12 the friction damping of the vibration damping element 26 enlarged or reduced.

Für das in 1 bis 11 dargestellte Ausführungsbeispiel ist das Schwingungsdämpfungselement 26 gebildet mit dem SMA-Draht 12 bzw. den SMA-Drähten, den Kontaktflächen der Stirnflächen 8, 9, den Kanälen 13 sowie den Bohrungen 10. Für das Ausführungsbeispiel gemäß 13 ist das Schwingungsdämpfungselement 26 gebildet mit dem Abdeckelement 16, dem Gegen-Abdeckelement 18 und dem SMA-Element 11. Für das Ausführungsbeispiel gemäß 14 und 15 ist das Schwingungsdämpfungselement 26 gebildet mit dem Abdeckelement 24, dem Gegen-Abdeckelement 25, dem Dämpfungsdraht 20 und den SMA-Drähten 23. Schließlich ist in 16 und 17 das Schwingungsdämpfungselement 26 gebildet mit dem SMA-Draht 12 sowie den Reibelementen 29, 30, 31.For the in 1 to 11 illustrated embodiment is the vibration damping element 26 made with the SMA wire 12 or the SMA wires, the contact surfaces of the faces 8th . 9 , the channels 13 and the holes 10 , For the embodiment according to 13 is the vibration damping element 26 formed with the cover 16 , the counter-cover 18 and the SMA element 11 , For the embodiment according to 14 and 15 is the vibration damping element 26 formed with the cover 24 , the counter-cover 25 , the damping wire 20 and the SMA wires 23 , Finally, in 16 and 17 the vibration damping element 26 made with the SMA wire 12 and the friction elements 29 . 30 . 31 ,

Erfindungsgemäß soll das Gesamtsystem so ausgebildet sein, dass sich dieses automatisiert an die sich ändernden Betriebsbedingungen und Schwingungszustände anpassen kann mit dem Ziel der Reduzierung der auftretenden Schwingungen und Auslenkungen. Es sind insbesondere keine Sensoren, weiteren Stellglieder oder eine Regelung erforderlich. Weiterhin kann auf eine externe Energieversorgung verzichtet werden. Durchaus möglich ist, dass die Temperaturdifferenz, die für die Formänderung verantwortlich ist,

– durch einen ersten Betriebszustand hervorgerufen wird, in welchem eine verringerte Wärmeübertragung von dem Fluid zu dem SMA-Element erfolgt durch eine Wärmeleitung der das SMA-Element umgebenden Bauelemente, sowie
– durch einen zweiten Betriebszustand hervorgerufen wird, in welchem eine direkte Konvektion erfolgt durch direktes Umströmen des SMA-Elements durch das Fluid.

According to the invention, the overall system should be designed so that it can adapt automatically to the changing operating conditions and vibration states with the aim of reducing the vibrations and deflections occurring. In particular, no sensors, other actuators or a control are required. Furthermore, can be dispensed with an external power supply. It is entirely possible that the temperature difference, which is responsible for the change in shape,

Is caused by a first operating state, in which a reduced heat transfer from the fluid to the SMA element takes place by a heat conduction of the components surrounding the SMA element, as well as
- Is caused by a second operating state, in which a direct convection takes place by direct flow around the SMA element by the fluid.

Durch die hervorgerufene Temperaturänderung in dem SMA-Element können in diesem Verformungen auftreten, die je nach Ausführung zu entsprechenden Reaktionskräften führen und die Auslenkungen mindern. Entsprechend der Temperaturdifferenz, die sich konstruktiv über die Auslenkungen steuern lässt, können die Reaktionskräfte in ihrer Größe veränderlich sein und sich somit der äußeren Belastung automatisiert anpassen. Ist die Temperaturänderung im SMA-Element hinreichend groß, so tritt zusätzlich eine Gefügeumwandlung ein. Dadurch kann gezielt das Dissipationsvermögen des SMA-Elements beeinflusst werden. Durch die Gefügeumwandlung kann sich auch die Oberflächenbeschaffenheit und somit die Rauhigkeit ändern, was dann ebenfalls gezielt zur Schwingungsreduktion, beispielsweise zur Veränderung der auftretenden Reibung des SMA-Elements mit einem benachbarten Reibpartner, genutzt werden kann.Due to the induced temperature change in the SMA element can occur in this deformation, which lead depending on the design to corresponding reaction forces and reduce the deflections. Depending on the temperature difference, which can be controlled constructively via the deflections, the reaction forces can be variable in size and thus automatically adapt to the external load. If the temperature change in the SMA element is sufficiently large, an additional structural transformation occurs. As a result, the dissipation capacity of the SMA element can be specifically influenced. By structural transformation, the surface texture and thus the roughness change, which can also be used specifically for vibration reduction, for example, to change the friction occurring of the SMA element with an adjacent friction partner.

Die Erfindung ist einsetzbar für Turbinenschaufeln, Strömungsmaschinen, Turbomaschinen wie Dampf- und Gasturbinen, Strahltriebwerke, Verdichter, Gebläse, Turbolader usw. in den Bereichen Energieerzeugung, Verfahrenstechnik, allgemeiner Maschinenbau, Verkehrstechnik usw.The invention can be used for turbine blades, turbomachinery, turbomachines such as steam and gas turbines, jet engines, compressors, blowers, turbochargers, etc. in the fields of power generation, process engineering, general mechanical engineering, traffic engineering, etc.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Turbinenschaufelturbine blade
22: Rotorrotor
33: Deckblechcover sheet
44: TurbinenschaufelleitflächeTurbinenschaufelleitfläche
55: Fußfoot
66: Aufnahmeadmission
77: Deckbandshroud
88th: Stirnflächeface
99: Stirnflächeface
1010: Bohrungdrilling
1111: SMA-ElementSMA element
1212: SMA-DrahtSMA wire
1313: Kanalchannel
1414: Teilbereichsubregion
1515: Längelength
1616: Abdeckelementcover
1717: Ausnehmungrecess
1818: Gegen-AbdeckelementCounter-cover
1919: Ausnehmungrecess
2020: Dämpfungsdraht, KoppelelementAttenuation wire, coupling element
2121: DurchgangsbohrungThrough Hole
2222: Halteringretaining ring
2323: SMA-DrahtSMA wire
2424: Abdeckelementcover
2525: Gegen-AbdeckelementeCounter-cover
2626: SchwingungsdämpfungselementVibration-damping element
2727: Abdeckelementcover
2828: Gegen-AbdeckelementCounter-cover
2929: Reibelementfriction
3030: Reibelementfriction
3131: Reibelementfriction
3232: DurchlassquerschnittPassage section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3629910 C2 [0003]

Claims

Turbine blade ( 1 ), which via a vibration damping element ( 26 ) with the environment, in particular an adjacent turbine blade or a receptacle ( 6 ), characterized in that a) the vibration damping element ( 26 ) with an SMA element ( 11 ) and b) the coupling of the vibration damping element ( 26 ) is formed with the environment such that, depending on the vibration state of the turbine blade ( 1 ) a modified heat transfer from which the turbine blade ( 1 ) flowing heated fluid to the SMA element ( 11 ).

Turbine blade ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the SMA element ( 11 ) with an SMA wire ( 12 ) is formed of a shape memory alloy.

Turbine blade ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the SMA element ( 11 ) the turbine blade ( 1 ) transverse to the longitudinal axis of the turbine blade ( 1 ) coupled with the environment.

Turbine blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the SMA element ( 11 ) in a face ( 8th . 9 ) of a cover element (cover plate 3 ) or a support wing extends.

Turbine blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the SMA element ( 11 ) in a cover element (cover plate 3 ) or support wings in a transverse to the longitudinal axis of the turbine blade ( 1 ) oriented bore ( 10 ) and / or a channel ( 13 ).

Turbine blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a change in shape of the SMA element ( 11 ) a modified normal force of a frictional contact in the vibration damping element ( 26 ).

Turbine blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a change in shape of the SMA element ( 11 ) a modified coupling of the turbine blade ( 1 ) with the environment.

Turbine blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a) the turbine blade ( 1 ) a cover element ( 16 ; 24 ; 27 b) the environment has a counter-covering element ( 18 ; 25 ; 28 ), c) at a vibration of the turbine blade ( 1 ) the cover element ( 16 ; 24 ; 27 ) and the counter-covering element ( 18 ; 25 ; 28 ) perform a relative movement with a first relative position and a second relative position, d) wherein in the second relative position between the cover ( 16 ; 24 ; 27 ) and the counter-covering element ( 18 ; 25 ; 28 ) a passage cross-section ( 32 ) for the fluid to the SMA element ( 11 ) is at least reduced compared to the first relative position.

Turbine blade ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the cover element ( 16 ; 24 ; 27 ) and / or the counter-covering element ( 18 ; 25 ; 28 ) at least one recess ( 17 ; 19 ), whose cover is larger by the other cover in the second relative position than in the first relative position.

Turbine blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the SMA element ( 11 ) one between adjacent turbine blades ( 1a . 1b ) extending damper wire or cross-coupling element ( 20 ) to the turbine blade ( 1a ; 1b ).

Turbine blade ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the SMA element ( 11 ) in the area of the foot ( 5 ) of the turbine blade ( 1 ) is arranged and a normal force in a frictional contact in the region of the foot ( 5 ) of the turbine blade ( 1 ).