DE102010023998A1 - Flow channel for e.g. aircraft engine, has slat whose floating bearing is adjusted under elastic deformation of slats in radial direction to extent and/or axial direction of flow channel relative to fixed wall portion - Google Patents

Flow channel for e.g. aircraft engine, has slat whose floating bearing is adjusted under elastic deformation of slats in radial direction to extent and/or axial direction of flow channel relative to fixed wall portion Download PDF

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    • F02K1/06Varying effective area of jet pipe or nozzle
    • F02K1/08Varying effective area of jet pipe or nozzle by axially moving or transversely deforming an internal member, e.g. the exhaust cone

Abstract

The channel (1) has an adjustable wall portion comprising an arrangement of slats (2) that is fixed in a floating bearing (5). The floating bearing is adjusted relative to a fixed wall portion (4) of the flow channel. The floating bearing of the slats is adjusted under elastic deformation of the slats in radial direction (R) to extent and/or axial directions, of the flow channel relative to the fixed wall portion. The floating bearing is arranged in upstream or downstream of a fixed bearing (3A). The slats are made of steel and/or fiber-reinforced plastic.

Description

Die Erfindung betrifft einen Strömungskanal mit veränderlicher Kanalgeometrie für eine Strömungsmaschine, insbesondere ein Flugtriebwerk, sowie ein Flugstrahl-, insbesondere Bypasstriebwerk, mit einem solchen Strömungskanal.The invention relates to a flow channel with variable channel geometry for a turbomachine, in particular an aircraft engine, and a Flugstrahl-, in particular Bypasstriebwerk, with such a flow channel.

Bei modernen Hochbypasstriebwerken wird beim Start des Flugzeugs in der Bypassdüse Schallgeschwindigkeit erreicht. Somit ist der maximale Massenstrom und dadurch der Schub des Triebwerks begrenzt. Durch eine variable Veränderung der Düsengeometrie könnten Massenstrom und Schubkraft vorteilhaft erhöht werden.In modern high-bypass engines, sound velocity is achieved at the start of the aircraft in the bypass nozzle. Thus, the maximum mass flow and thereby the thrust of the engine is limited. By a variable change of the nozzle geometry mass flow and thrust could be increased advantageously.

Aus der DE 37 38 703 A1 ist ein kombiniertes Gasturbinen- und Staustrahltriebwerk bekannt. Im Bereich verstellbarer Fanschaufeln bilden in Drehlagern radial schwenkbare Klappenlamellen eine in radialer Richtung verstellbare Gehäusekontur. Zum Längenausgleich gleiten vordere und hintere Klapplamellen in Gleitschuhen, die mittels Kulisseneinrichtung radial verstellt werden und dabei die Lamellenenden anheben bzw. absenken, die hierbei in Axialrichtung gegeneinander gleiten. Diese Mimik mit in vordere und hintere geteilten Lamellen sowie der Verstellung in radialer Richtung ist aufwändig, baut radial groß und ist dichtungstechnisch problematisch.From the DE 37 38 703 A1 is a combined gas turbine and ramjet known. In the field of adjustable fan blades form radially pivoting flap blades in pivot bearings a radially adjustable housing contour. To compensate for length, the front and rear slats slide in sliding shoes, which are radially adjusted by means of link device and thereby raise or lower the slat ends, which in this case slide against each other in the axial direction. This mimic with split in front and rear slats and the adjustment in the radial direction is complex, builds radially large and is sealing technology problematic.

Die DE 35 42 762 A1 schlägt vor, in Anpassung an variable Betriebszustände verstellbar angeordnete Elemente in Strömungskanälen von Gasturbinentriebwerken als Bimetal- oder Memorylegierungsbauteile auszubilden und so thermisch zu verformen. Aus der DE 101 17 231 A1 und der DE 10 2005 030 426 A1 sind flexible, radial aktuierbare Rotorspaltdichtungen bekannt.The DE 35 42 762 A1 proposes to form in adjustment to variable operating conditions adjustably arranged elements in flow channels of gas turbine engines as bimetal or memory alloy components and thus to thermally deform. From the DE 101 17 231 A1 and the DE 10 2005 030 426 A1 Flexible, radially actuated rotor gap seals are known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Betriebsverhalten einer Strömungsmaschine, insbesondere eines Flugstrahltriebwerkes, zu verbessern.Object of the present invention is to improve the performance of a turbomachine, in particular a jet engine.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Strömungskanal mit den Merkmalen des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale weitergebildet. Anspruch 11 stellt ein Flugstrahltriebwerk mit einem erfindungsgemäßen Strömungskanal unter Schutz. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.To solve this problem, a flow channel with the features of claim 1 is further developed by the characterizing features. Claim 11 provides a jet engine with a flow channel according to the invention under protection. Advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßer Strömungskanal kann insbesondere einen Strömungskanal eines Flugstrahltriebwerk bilden. Bevorzugt definiert er eine Düse eines Bypasses eines Bypasstriebwerks, insbesondere Hochbypasstriebwerks.An inventive flow channel can in particular form a flow channel of a jet engine. It preferably defines a nozzle of a bypass of a bypass engine, in particular high-bypass engine.

Er umfasst wenigstens einen verstellbaren Wandbereich, der eine Anordnung von Lamellen aufweist, die jeweils in einem Loslager befestigt sind, das relativ zu einem festen Wandbereich des Strömungskanals verstellbar ist. Dabei kann jede Lamelle an einem eigenen Loslager oder es können mehrere, insbesondere alle Lamellen eines verstellbaren Wandbereichs an demselben Loslager befestigt sein. Vorzugsweise werden das oder die Loslager derart verstellt, dass die befestigten Lamellen eine synchrone Bewegung ausführen. Hierzu können beispielsweise verschiedene Loslager mechanisch und/oder steuerungstechnisch gekoppelt sein.It comprises at least one adjustable wall region, which has an arrangement of lamellae which are each fastened in a loose bearing which is adjustable relative to a fixed wall region of the flow channel. In this case, each lamella can be attached to its own floating bearing or several, in particular all lamellae of an adjustable wall region can be fastened to the same floating bearing. Preferably, the one or more floating bearings are adjusted so that the fixed blades perform a synchronous movement. For this purpose, for example, different floating bearings can be coupled mechanically and / or control technology.

Ein oder mehrere, vorzugsweise alle Loslager sind erfindungsgemäß in Umfangs- und/oder Axialrichtung des Strömungskanals relativ zu dem festen Wandbereich verstellbar. Die daraus resultierende Veränderung des axialen Abstandes der Befestigungen der Lamelle(n) bewirkt eine elastische Deformation in radialer Richtung der hierzu elastisch deformierbar, insbesondere zur Biegung um eine Querachse blatt- bzw. streifenförmig ausgebildeten Lamellen, die hierzu in bevorzugter Ausführung aus Federstahl und/oder, insbesondere faserverstärktem, Kunststoff hergestellt sein können. Bevorzugt sind die Lamellen im Verhältnis zu einer Streckbarkeit in Längsrichtung biegsamer, um die Verstellung ihres Loslagers in Umfangs- bzw. Axialrichtung stärker in eine Biegung in den Kanal hinein als in eine Extension in Axialrichtung umzusetzen, i. e. weisen eine relativ zur Zugsteifigkeit geringe Biegesteifigkeit auf.One or more, preferably all floating bearings are according to the invention in the circumferential and / or axial direction of the flow channel relative to the fixed wall region adjustable. The resulting change in the axial distance of the fastenings of the lamella (s) causes an elastic deformation in the radial direction of this elastically deformable, in particular for bending about a transverse axis sheet-shaped or strip-shaped lamellae, this purpose in a preferred embodiment of spring steel and / or , in particular fiber-reinforced, plastic can be produced. Preferably, the lamellae are more flexible in relation to a stretchability in the longitudinal direction in order to implement the displacement of their loose bearing in the circumferential or axial direction more in a bend in the channel than in an extension in the axial direction, i. e. have a low bending stiffness relative to the tensile stiffness.

Dabei können alle Lamellen des verstellbaren Wandbereichs identisch, aber auch unterschiedlich, beispielsweise alternierend steifer und elastischer, ausgebildet sein. Lamellen können homogen ausgebildet sein oder, beispielsweise durch variierende Wandstärken und/oder Werkstoffe, unterschiedliche, insbesondere lokal vorgegebene Deformationseigenschaften aufweisen und beispielsweise durch dünnere Wandstärken und/oder elastischeres Material zwischen den Befestigungen dort eine größere, vorzugsweise knickfreie, Deformation erfahren.In this case, all the slats of the adjustable wall portion identical, but also different, for example, alternately stiff and elastic, be formed. Slats can be formed homogeneously or, for example, by varying wall thicknesses and / or materials, different, in particular locally predetermined deformation properties and, for example, by thinner wall thicknesses and / or more elastic material between the fortifications there a greater, preferably kink-free, experienced deformation.

Die Richtungsangaben „axial”, „radial” und „Umfangsrichtung” beziehen sich in fachüblicher Weise auf eine Durchströmrichtung des Kanals, insbesondere eine Rotationsachse eines Flugstrahltriebwerks, eine Richtung senkrecht hierzu zwischen einer inneren und einer äußeren, den Kanal definierenden Wand, bzw. einer Richtung senkrecht zu einem Meridianschnitt. Dabei kann ein in Umfangs- und/oder Axialrichtung verstellbares Lager sich in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung zusätzlich auch in radialer Richtung bewegen, während es in einer anderen Ausführung im Wesentlichen nur Freiheitsgrade in Umfangs- und/oder Axialrichtung aufweist. Die elastisch deformierbaren Lamellen können radial innen und/oder außen den Strömungskanal definieren, so dass eine elastische Deformation den Strömungskanal entsprechend von radial innen und/oder außen verengen bzw. erweitern kann.The directions "axial", "radial" and "circumferential direction" relate in a usual way to a flow direction of the channel, in particular a rotation axis of a jet engine, a direction perpendicular thereto between an inner and an outer, the channel defining wall, or one direction perpendicular to a meridian section. In this case, in one embodiment of the present invention, a bearing which can be adjusted in the circumferential and / or axial direction can additionally also move in the radial direction, while in another embodiment it has essentially only degrees of freedom in the circumferential and / or axial direction. The elastically deformable lamellae can define the flow channel radially inward and / or outward, so that an elastic deformation Accordingly, the flow channel can constrict or expand radially inward and / or outward.

In einer bevorzugten Ausführung sind ein oder mehrere, vorzugsweise alle Lamellen des verstellbaren Wandbereiches in einem Festlager an dem festen Wandbereich des Strömungskanals befestigt. Eine undeformierte Länge der Lamelle, insbesondere in einer Streifenlängsrichtung, ist dann vorzugsweise größer als ein minimaler axialer Abstand zwischen Fest- und verstellbarem Loslager und beträgt in einer bevorzugten Ausführung wenigstens 105%, vorzugsweise wenigstens 110% dieses axialen Abstandes zwischen Fest- und maximal auf dieses zugestellte Loslager. Bevorzugt wölben sich bei einer Zustellung eines Los- zu einem Festlager daran befestigte Lamellen zunehmend radial in den Strömungskanal hinein. Vorzugsweise ist daher das Quadrat der Länge einer Lamelle im umdeformierten Zustand wenigstens gleich der Summe der Quadrate des minimalen axialen Abstandes und der dabei gewünschten radialen Erstreckung in den Kanal hinein.In a preferred embodiment, one or more, preferably all lamellae of the adjustable wall area are fixed in a fixed bearing on the fixed wall portion of the flow channel. An undeformed length of the blade, in particular in a strip longitudinal direction, is then preferably greater than a minimum axial distance between fixed and adjustable movable bearing and is in a preferred embodiment at least 105%, preferably at least 110% of this axial distance between fixed and maximum on this delivered movable bearings. In the case of delivery of a loose bearing to a fixed bearing, lamellae fastened thereto preferably bulge increasingly radially into the flow channel. Preferably, therefore, the square of the length of a lamella in the re-deformed state is at least equal to the sum of the squares of the minimum axial distance and the thereby desired radial extent into the channel.

Ein Loslager kann stromauf- oder -abwärts des Festlagers der Lamelle angeordnet sein, um beispielsweise strömungs- und/oder konstruktionstechnischen Randbedingungen zu genügen. Beispielsweise kann ein stromaufwärts angeordnetes Festlager vorteilhaft die angeströmten Lamellen stabilisieren.A movable bearing can be arranged upstream or downstream of the fixed bearing of the lamella, for example, to meet flow and / or constructional constraints. For example, an upstream bearing can advantageously stabilize the flown slats.

Sowohl in dem bzw. den Los- als auch dem bzw. den Festlager(n) können ein oder mehrere, vorzugsweise alle Lamellen des verstellbaren Wandbereiches drehbar befestigt sein. Dies reduziert oder verhindert Verwindungen um die Lamellenlängsachse und ist daher insbesondere bei in Umfangsrichtung verstellbaren Loslagern vorteilhaft. Gleichermaßen können die Lamellen, insbesondere bei rein axial verstellbaren Loslagern, auch drehfest in dem bzw. den Los- als auch dem bzw. den Festlager(n) befestigt sein.One or more, preferably all lamellae of the adjustable wall area can be rotatably mounted in both the loose and the fixed bearing (s). This reduces or prevents twisting about the longitudinal axis of the lamella and is therefore particularly advantageous for circumferentially adjustable movable bearings. Likewise, the lamellae, in particular in the case of purely axially adjustable movable bearings, can also be fixed non-rotatably in the loose or loose bearing (s).

In einer bevorzugten Ausführung sind ein oder mehrere, vorzugsweise alle Lamellen des verstellbaren Wandbereiches in dem entsprechenden Los- und/oder Festlager in einem Winkel gegen die Axialrichtung geneigt befestigt. Dies prägt eine Vorbiegung in den Strömungskanal hinein auf. Auf diese Weise kann die gewünschte variable kanal-, insbesondere Düsengeometrie infolge der elastisch deformierten Lamellen beeinflusst werden.In a preferred embodiment, one or more, preferably all the slats of the adjustable wall portion in the corresponding loose and / or fixed bearing are mounted inclined at an angle to the axial direction. This imprints a pre-bend into the flow channel. In this way, the desired variable channel, in particular nozzle geometry can be influenced as a result of the elastically deformed blades.

Ein oder mehrere, vorzugsweise alle Lamellen des verstellbaren Wandbereiches können mit benachbarten Lamellen und/oder stromauf- bzw. -abwärts angeordneten Abdeckungen zur Reduzierung oder Vermeidung von Strömungskanten überlappend, insbesondere alternierend angeordnet sein. Während dies konstruktiv und montagetechnisch günstig ist, können zur strömungstechnischen Optimierung Lamellen auch auf Stoß, insbesondere mit einer linearen Führung, mit benachbarten Lamellen bzw. Abdeckungen angeordnet sein.One or more, preferably all, of the slats of the adjustable wall region may be arranged overlapping, in particular alternately, with adjacent slats and / or upstream or downstream covers for reducing or avoiding flow edges. While this is constructive and mounting technology favorable, slats can also be arranged on impact, in particular with a linear guide, with adjacent slats or covers for aerodynamic optimization.

In einer bevorzugten Ausführung definiert ein erfindungsgemäß verstellbarer Wandbereich bei elastischer Deformation der Lamelle in radialer Richtung zum Kanal hin einen minimalen Kanalquerschnitt, insbesondere im Bereich einer Düse eines Bypasses eines Flugstrahltriebwerkes.In a preferred embodiment, an adjustable wall region according to the invention defines a minimum channel cross-section with elastic deformation of the lamella in the radial direction towards the channel, in particular in the region of a nozzle of a bypass of a jet jet engine.

Zur Verstellung eines oder mehrerer Loslager kann ein elektromotorischer Aktuator vorgesehen sein. Dieser kann das bzw. die Loslager, beispielsweise mittels Spindeltrieb, in Umfangs- bzw. Axialrichtung verstellen. Zusätzlich oder alternativ können auch elektromagnetische, hydraulische und/oder pneumatische Aktuatoren vorgesehen sein. Ein Aktuator kann ein oder mehrere, beispielsweise mechanisch, magnetisch, hydraulisch oder pneumatisch gekoppelte, Loslager gemeinsam verstellen. Gleichermaßen können auch mehrere Aktuatoren steuerungstechnisch entsprechend gekoppelt sein, um mehrere Loslager synchron zu verstellen.To adjust one or more movable bearings, an electromotive actuator may be provided. This can or adjust the floating bearing, for example by means of spindle drive, in the circumferential or axial direction. Additionally or alternatively, electromagnetic, hydraulic and / or pneumatic actuators may be provided. An actuator can adjust one or more, for example, mechanically, magnetically, hydraulically or pneumatically coupled, floating bearing together. Likewise, a plurality of actuators may be appropriately coupled in terms of control technology in order to synchronously adjust a plurality of movable bearings.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:Further features and advantages emerge from the subclaims and the exemplary embodiment. This shows, partially schematized:

1A einen Teil eines Strömungskanals eines Flugstrahltriebwerkes gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung im Meridionalschnitt; 1A a portion of a flow channel of a jet engine according to an embodiment of the present invention in meridional section;

1B zwei Lamellen eines verstellbaren Wandbereichs des Strömungskanals der 1A in radialer Draufsicht; 1B two lamellae of an adjustable wall region of the flow channel of the 1A in radial plan view;

2A2C in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Lamellen eines verstellbaren Wandbereichs gemäß unterschiedlicher Ausführungen der vorliegenden Erfindung im Querschnitt; und 2A - 2C in the circumferential direction adjacent slats of an adjustable wall portion according to different embodiments of the present invention in cross section; and

3 einen Teil eines Strömungskanals eines Flugstrahltriebwerkes gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in 1A entsprechender Darstellung. 3 a portion of a flow channel of a jet engine according to another embodiment of the present invention in 1A corresponding representation.

1 zeigt im Meridionalschnitt einen Teil eines Strömungskanals in Form eines Bypasses 1 eines im übrigen nicht dargestellten Hochbypass-Flugstrahltriebwerkes. Dieser wird radial innen durch den festen Wandbereich 4 sowie einen demgegenüber verstellbaren Wandbereich definiert. 1 shows in meridional section a part of a flow channel in the form of a bypass 1 an otherwise not shown high-bypass jet engine. This becomes radially inward through the fixed wall area 4 and a contrast adjustable wall area defined.

Der verstellbare Wandbereich umfasst eine Mehrzahl in Umfangsrichtung (normal zur Zeichenebene der 1A, vertikal in 1B) nebeneinander mit einander überlappenden Randbereichen angeordneten Lamellen 2 aus Federstahl. Diese sind stromaufwärts (links in 1) durch Festlager bildende Nieten 3A in Umfangsrichtung drehbar an dem festen Wandbereich befestigt. Stromabwärts sind die Lamellen 2 an Loslagern 5 mittels Nieten 3B in Umfangsrichtung drehbar befestigt.The adjustable wall portion includes a plurality in the circumferential direction (normal to the plane of the 1A , vertically in 1B ) arranged side by side with overlapping edge regions lamellas 2 made of spring steel. These are upstream (left in 1 ) by fixed bearing rivets 3A rotatably mounted in the circumferential direction on the fixed wall portion. Downstream are the slats 2 at loose warehouses 5 by riveting 3B rotatably mounted in the circumferential direction.

Eine undeformierte Länge der einzelnen, elastischen Lamellen 2 aus Federstahl ist größer als ein minimaler Abstand in axialer Richtung (horizontal in 1) zwischen einem Festlager 3A und dem mit der daran befestigten Lamelle verbundenen Loslager 5, der sich bei in Axialrichtung fluchtenden Nieten 3A, 3B einstellt.An undeformed length of the individual elastic lamellae 2 made of spring steel is greater than a minimum distance in the axial direction (horizontal in 1 ) between a fixed camp 3A and the movable bearing connected to the lamella attached thereto 5 which is in the case of rivets aligned in the axial direction 3A . 3B established.

Dementsprechend biegen sich die Lamellen 2 zunehmend in radialer Richtung in den Strömungskanal 1 hinein, wenn die Loslager 5 in Umfangsrichtung U zu dieser fluchtenden Stellung hin verstellt werden. In dieser in 1 ausgezogen dargestellten fluchtenden Konfiguration stehen die Lamellen maximal in den Kanal 1 hinein und minimiere so dessen Düsendurchmesser D. Werden die Loslager, hiervon ausgehen, in Umfangsrichtung U (vgl. 1B) in eine in 1 strichliert angedeutete Stellung verstellt, deformieren sich die Lamellen in radialer Richtung R (vgl. 1A) zurück und vergrößern so die Düsengeometrie in vorgegebener Weise. In diesem Zustand sind die Bezugszeichen mit einem Apostroph gekennzeichnet. Man erkennt, dass das Quadrat der Länge der undeformierten Lamellen 2 größer ist als die Summe der Quadrate des minimalen axialen Abstandes und der dabei auftretenden radialen Erstreckung in den Kanal hinein.Accordingly, the slats bend 2 increasingly in the radial direction in the flow channel 1 in, when the floating bearings 5 be adjusted in the circumferential direction U to this aligned position. In this in 1 the lamellae are drawn out to a maximum extent in the channel when drawn out in an aligned configuration 1 into and thus minimize its nozzle diameter D. Will the floating bearing, starting from this, in the circumferential direction U (see. 1B ) into an in 1 adjusted by dashed lines indicated position, deform the blades in the radial direction R (see. 1A ) and thus increase the nozzle geometry in a predetermined manner. In this state, the reference numerals are marked with an apostrophe. It can be seen that the square is the length of the undeformed lamellae 2 is greater than the sum of the squares of the minimum axial distance and the radial extent occurring in the channel into it.

Um die Biegung der Lamellen 2 in den Kanal 1 hinein und die hierdurch vorgegeben variable Kanalgeometrie einzustellen, sind die Lamelle in den Los- und Festlagern in einem gegensinnigen Winkel gegen die Axialrichtung geneigt befestigt. Dies verhindert insbesondere ein ungewünschtes EULERsches Ausknicken vom Kanal 1 weg.Around the bend of the slats 2 in the channel 1 into it and set thereby predetermined channel geometry variable, the blade in the loose and fixed bearings are mounted inclined at an opposite angle to the axial direction. This prevents in particular unwanted EULERsches buckling of the channel 1 path.

Die einzelnen Loslager 5 können je einzeln beispielsweise elektromotorisch in Umfangsrichtung U verstellt werden. Gleichermaßen können die einzelnen Loslager 5 auch mechanisch, beispielsweise durch Gelenke, oder magnetisch miteinander gekoppelt und solcherart von einem oder mehreren synchronisierten Aktuatoren gemeinsam verstellt werden. Auch hydraulische oder pneumatische Aktuatoren und/oder ein gemeinsames, beispielsweise aus Segmenten zusammengesetztes ringförmiges Loslager sind denkbar.The single floating bearings 5 can each be individually adjusted by electric motor in the circumferential direction U, for example. Similarly, the individual floating bearings 5 also mechanically, for example by joints, or magnetically coupled to each other and so be adjusted by one or more synchronized actuators together. Also, hydraulic or pneumatic actuators and / or a common, for example composed of segments annular floating bearing are conceivable.

Die 2A bis 2C zeigen unterschiedliche Anordnungen von Lamellen 2 in Umfangsrichtung nebeneinander. Während eine einseitig bzw. schindelartig (vgl. 2A) oder alternierend (vgl. 2C) überlappende Anordnung konstruktiv und montagetechnisch einfach ist, bietet eine Anordnung auf Stoß (vgl. 2B), vorzugsweise mit einer linearen Führung, beispielsweise durch einen in eine Aussparung der einen Lamelle eingreifenden Vorsprung der anderen von zwei benachbarten Lamellen eine insbesondere strömungstechnisch günstigere Oberfläche. Auch stromaufwärts vor und/oder stromabwärts nach den Lamellen 2 des verstellbaren Wandbereichs können diese in einer mit Bezug auf 2A bis 2C beschriebenen Weise überlappend bzw. auf Stoß mit Abdeckungen angeordnet sein, um ein An- bzw. Abströmen des verstellbaren Wandbereichs zu verbessern. Hierzu ist die Blickrichtung der 2A bis 2C um 90° gedreht, i. e. im Meridionalschnitt zu denken, wobei dann eine der Lamellen 2 eine solche, beispielsweise integral mit dem festen Wandbereich ausgebildete oder fest mit diesem verbundene Abdeckung darstellt. Um die Drehung der Lamellen in Umfangsrichtung zu ermöglichen, weisen dann die linearen Führungen ausreichendes Spiel auf. In 1A ist exemplarisch eine verdeckte Anordnung des verstellbaren Wandbereichs gezeigt, indem die Lamellen 2 mit Spiel zu einer Abdeckung angeordnet sind, die integral mit dem festen Wandbereich 4 ausgebildet ist und deren Höhe im Wesentlichen mit der der Lamellen 2 fluchtet oder diese übersteigt.The 2A to 2C show different arrangements of slats 2 in the circumferential direction next to each other. While one-sided or shingling (cf. 2A ) or alternating (cf. 2C ) overlapping arrangement is simple in terms of design and assembly technology, provides an arrangement on impact (see. 2 B ), preferably with a linear guide, for example, by an engaging in a recess of a lamellae projection of the other of two adjacent lamellae, in particular a fluidically favorable surface. Also upstream of and / or downstream of the fins 2 of the adjustable wall portion, these may be described in relation to FIG 2A to 2C be arranged overlapping or in abutment with covers in order to improve an arrival or outflow of the adjustable wall portion. For this purpose, the line of sight of 2A to 2C rotated by 90 °, ie to think in meridional section, in which case one of the slats 2 such, for example, integrally formed with the fixed wall portion or fixedly connected to this cover represents. In order to allow the rotation of the slats in the circumferential direction, then have the linear guides sufficient clearance. In 1A By way of example, a concealed arrangement of the adjustable wall portion is shown by the slats 2 are arranged with play to a cover, which is integral with the fixed wall area 4 is formed and whose height is substantially equal to that of the slats 2 Aligns or exceeds this.

3 zeigt in 1A entsprechender Darstellung einen Teil eines Strömungskanals gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass nachfolgend nur auf die Unterschiede zur Ausführung gemäß 1 eingegangen wird. 3 shows in 1A corresponding representation of a part of a flow channel according to another embodiment of the present invention. The same elements are provided with the same reference numerals, so that below only to the differences from the execution according to 1 will be received.

In der weiteren Ausführung gemäß 3 sind die Loslager 5 statt in Umfangsrichtung U (vgl. 1B) in Axialrichtung A verstellbar. Auch hier werden durch eine Zustellung der Los- zu den Festlagern, i. e. einer Verkürzung ihres axialen Abstandes, die flexiblen Lamellen 2, die beispielsweise aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt sein können, um eine geringe Biege- und gleichzeitig eine hohe Zugsteifigkeit aufzuweisen, radial zum Kanal 1 hin gebogen und verringern so dessen Durchmesser D in der durch die Lagerungen und Verformungseigenschaften der Lamellen 2 vorgegeben Weise. Dabei können die Nieten 3A, 3B die Lamellen 2 reibschlüssig gegen den festen Wandbereich 4 bzw. die Loslager 5 pressen, da bei einer rein axialen Verstellung keine Verdrehung in den Lagern auftritt. Gleichwohl kann auch hier eine drehbare Befestigung vorteilhaft Fluchtfehler infolge Montagetoleranzen oder dergleichen ausgleichen.In the further embodiment according to 3 are the floating bearings 5 instead of in the circumferential direction U (see. 1B ) in the axial direction A adjustable. Again, by delivering the Los- to the fixed bearings, ie a shortening of their axial distance, the flexible lamellae 2 , which may be made of fiber-reinforced plastic, for example, to have a low bending and at the same time a high tensile stiffness, radially to the channel 1 bent and thus reduce its diameter D in the by the bearings and deformation properties of the slats 2 given way. The rivets can 3A . 3B the slats 2 frictionally against the fixed wall area 4 or the floating bearing 5 Press, as in a purely axial adjustment no rotation occurs in the camps. Nevertheless, here too a rotatable attachment can advantageously compensate for alignment errors due to assembly tolerances or the like.

In einer in 3 strichpunktiert angedeuteten Abwandlung ist der verstellbare Wandbereich wie im Ausführungsbeispiel der 1 strömungstechnisch verdeckt angeordnet, indem die Lamellen 2 mit Spiel zu einer (strichpunktiert angedeuteten) Abdeckung angeordnet sind, die integral mit dem festen Wandbereich 4 ausgebildet ist und deren Höhe im Wesentlichen mit der der Lamellen 2 fluchtet. Anstelle eines solcherart verdeckten verstellbare Wandbereichs durch eine Anordnung der Lamellen 2 auf Stoß mit der Abdeckung kann eine solche verdeckte Anordnung beispielsweise auch dadurch ausgeführt sein, dass die Lamellen überlappend mit einer Abdeckung angeordnet sind (nicht dargestellt).In an in 3 dash-dotted line indicated modification is the adjustable wall portion as in the embodiment of 1 fluidically arranged concealed by the slats 2 are arranged with play to a (dash-dotted line) cover, which is integral with the fixed wall area 4 is formed and whose height is substantially equal to that of the slats 2 flees. Instead of such a hidden adjustable wall area by an arrangement of the slats 2 in abutment with the cover, such a concealed arrangement, for example, also be carried out in that the lamellae are arranged overlapping with a cover (not shown).

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Bypass (Strömungskanal)Bypass (flow channel)
22
elastisch deformierbare Lamelleelastically deformable lamella
3A3A
Niet (Festlager)Rivet (fixed bearing)
3b3b
Nietrivet
44
fester Wandbereichsolid wall area
55
Loslagermovable bearing
A, U, RA, U, R
Axial-, Umfangs-, radiale RichtungAxial, circumferential, radial direction

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 3738703 A1 [0003] DE 3738703 A1 [0003]
  • DE 3542762 A1 [0004] DE 3542762 A1 [0004]
  • DE 10117231 A1 [0004] DE 10117231 A1 [0004]
  • DE 102005030426 A1 [0004] DE 102005030426 A1 [0004]

Claims (11)

Strömungskanal (1) für eine Strömungsmaschine, insbesondere ein Flugtriebwerk, mit einem verstellbaren Wandbereich, der eine Anordnung von Lamellen (2) aufweist, die in einem Loslager (5) befestigt sind, das relativ zu einem festen Wandbereich (4) des Strömungskanals verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Loslager (5) einer Lamelle (2) unter elastischer Deformation (R) dieser Lamelle in radialer Richtung in Umfangs- und/oder Axialrichtung (U; A) des Strömungskanals relativ zu dem festen Wandbereich verstellbar ist.Flow channel ( 1 ) for a turbomachine, in particular an aircraft engine, with an adjustable wall area, the arrangement of lamellae ( 2 ) in a floating bearing ( 5 ) fixed relative to a fixed wall area ( 4 ) of the flow channel is adjustable, characterized in that a movable bearing ( 5 ) of a lamella ( 2 ) under elastic deformation (R) of this lamella in the radial direction in the circumferential and / or axial direction (U; A) of the flow channel relative to the fixed wall region is adjustable. Strömungskanal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle in einem Festlager (3A) an dem festen Wandbereich des Strömungskanals befestigt ist.Flow channel according to claim 1, characterized in that the lamella in a fixed bearing ( 3A ) is fixed to the fixed wall portion of the flow channel. Strömungskanal nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine undeformierte Länge der Lamelle größer ist als ein minimaler axialer Abstand zwischen Fest- und verstellbarem Loslager.Flow channel according to claim 2, characterized in that an undeformed length of the lamella is greater than a minimum axial distance between fixed and adjustable movable bearing. Strömungskanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Loslager stromauf- oder -abwärts des Festlagers angeordnet ist.Flow channel according to one of the preceding claims 2 to 3, characterized in that the floating bearing upstream or downstream of the fixed bearing is arranged. Strömungskanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle in dem Los- und/oder einem Festlager drehbar oder drehfest befestigt ist.Flow channel according to one of the preceding claims, characterized in that the lamella is rotatably or rotationally fixed in the loose and / or a fixed bearing. Strömungskanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelle in dem Los- und/oder einem Festlager in einem Winkel gegen die Axialrichtung geneigt befestigt ist.Flow channel according to one of the preceding claims, characterized in that the lamella is fixed in the loose and / or a fixed bearing inclined at an angle to the axial direction. Strömungskanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lamelle Federstahl und/oder, insbesondere faserverstärkten, Kunststoff aufweist.Flow channel according to one of the preceding claims, characterized in that a blade spring steel and / or, in particular fiber-reinforced plastic. Strömungskanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lamelle überlappend (2A), insbesondere alternierend (2C), oder auf Stoß (2B), insbesondere mit einer linearen Führung, mit einer weiteren Lamelle und/oder einer Abdeckung angeordnet ist.Flow channel according to one of the preceding claims, characterized in that a lamella overlapping ( 2A ), in particular alternating ( 2C ), or on impact ( 2 B ), in particular with a linear guide, with a further lamella and / or a cover is arranged. Strömungskanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verstellbare Wandbereich bei elastischer Deformation der Lamelle in radialer Richtung zum Kanal hin einen lokal oder global minimalen Kanalquerschnitt (D) definiert.Flow channel according to one of the preceding claims, characterized in that the adjustable wall region defines a locally or globally minimal channel cross-section (D) in the case of elastic deformation of the lamella in the radial direction towards the channel. Strömungskanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen, insbesondere elektromotorischen, elektromagnetischen, hydraulischen und/oder pneumatischen, Aktuator zur Verstellung des Loslagers in Umfangs- und/oder Axialrichtung.Flow channel according to one of the preceding claims, characterized by a, in particular electromotive, electromagnetic, hydraulic and / or pneumatic, actuator for adjusting the movable bearing in the circumferential and / or axial direction. Flugstrahltriebwerk, insbesondere Bypasstriebwerk, mit einem Strömungskanal nach einem der vorhergehenden Ansprüche.A jet engine, in particular by-pass engine, with a flow channel according to one of the preceding claims.
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