DE102013205883A1

DE102013205883A1 - Leitschaufelsegment mit integrierter Hitzeisolierung

Info

Publication number: DE102013205883A1
Application number: DE102013205883.7A
Authority: DE
Inventors: Peter Geiger
Original assignee: MTU Aero Engines AG
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2014-10-09
Anticipated expiration: 2033-04-04
Also published as: DE102013205883B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitschaufelsegment für eine Strömungsmaschine mit mindestens einem Schaufelblatt (2) und einem an einem Ende des Schaufelblatts angeordneten Deckband (6), wobei das Deckband einen Grundkörper (4) und eine Wärmedämmschicht (10) umfasst, die an der dem Schaufelblatt gegenüberliegenden und von dem Schaufelblatt abgewandten Seite des Grundkörpers an dem Grundkörper des Deckbands stoffschlüssig ausgebildet ist sowie eine Anordnung aus mindestens zwei Leitschaufelsegmenten für eine Strömungsmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Leitschaufelsegment mindestens ein Schaufelblatt und ein an einem Ende des Schaufelblatts angeordnetes Deckband aufweist, wobei das Deckband jedes Leitschaufelsegments eine erste Stirnseite aufweist, welche benachbart einer zweiten Stirnseite eines benachbarten Leitschaufelsegments ist, wobei in der ersten und zweiten Stirnseite des Deckbands benachbarter Leitschaufelsegmente komplementär miteinander zusammenwirkende Dichtelemente integral ausgebildet sind. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Leitschaufelsegments, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis und/oder für eine Anordnung aus Leitschaufelsegmenten nach einem der Ansprüche bis, wobei zumindest ein Teil eines Leitschaufelsegments generativ durch schichtweisen Aufbau gebildet wird, wobei eine stoffschlüssig in oder an einem Deckband des Leitschaufelsegments ausgebildete Wärmedämmschicht und/oder ein integral am Deckband angeordnetes Dichtelement generativ ausgebildet werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leitschaufelsegment für eine Strömungsmaschine mit mindestens einem Schaufelblatt und einem an einem Ende des Schaufelblatts angeordneten Deckband sowie eine Anordnung aus derartigen Leitschaufelsegmenten und ein Verfahren zur Herstellung eines Leitschaufelsegments.
STAND DER TECHNIK
Strömungsmaschinen, wie stationäre Gasturbinen oder Flugtriebwerke, sind im Stand der Technik bekannt und werden in der Industrie vielfältig eingesetzt. Bei derartigen Maschinen wird über einen ringförmigen Strömungskanal Luft angesaugt und komprimiert, die in der Brennkammer mit Treibstoff verbrannt wird, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen, die über die Turbine ausgestoßen werden. Hierbei wird das Heißgas über ortsfest angeordnete Leitschaufeln auf drehbar installierte Laufschaufeln geführt, um diese anzutreiben.
Um bei knapper werdenden Ressourcen und der entsprechenden Verteuerung von Treibstoffen energiesparende bzw. besonders effiziente Strömungsmaschinen einzusetzen, gibt es Bestrebungen, einerseits hohe Betriebstemperatur zu ermöglichen und andererseits insbesondere bei Flugtriebwerken leichtere Materialien bzw. Bauteile mit niedrigerem Gewicht einzusetzen, was jedoch wiederum durch die hohen Betriebstemperaturen, denen die Bauteile ausgesetzt sind, schwierig zu realisieren ist, da temperaturbelastete Bauteile bezüglich der Werkstoffwahl und der Dimensionierung entsprechenden Beschränkungen unterliegen. Beispielsweise können Gehäusestrukturbauteile mit geringerem Gewicht dimensioniert werden, wenn deren Temperaturbelastung geringer ist. Allerdings können z.B. im Bereich der Befestigung von Leitschaufelsegmenten an der äußeren Gehäusestruktur hohe Temperaturen auftreten, die unerwünscht sind, da sie die benachbarten Bauteile belasten und unter Umständen eine höher gewichtige Auslegung der Bauteile erforderlich machen.
Entsprechend ist es bereits bekannt, Isolierpakete zwischen der äußeren Gehäusestruktur einer Strömungsmaschine und dem Strömungskanal anzuordnen, die einen möglichst steilen Temperaturgradienten vom Strömungskanal in Richtung zur Gehäuseaußenwand ermöglichen. Mit den entsprechenden Isolationspaketen ist es möglich, die Temperaturen in der äußeren Gehäusestruktur auf Werte zu senken, die die dort eingesetzten Werkstoffe dauerhaft ertragen können.
Neben den Isolationspaketen in der Gehäusestruktur ist es auch bekannt Dichtungen in der Gehäusestruktur vorzusehen, um ein Entweichen des Heißgases aus dem Strömungskanal zu vermeiden. Diese Dichtungen werden insbesondere an Stoßstellen der segmentweise aufgebauten Wand des Strömungskanals eingesetzt. So wird im Bereich der Laufschaufeln die Wand des ringförmigen Strömungskanals durch die zusammengesetzten Deckbänder von ringförmig angeordneten Leitschaufelsegmenten gebildet. An den Stirnseiten der Leitschaufelsegmente stoßen diese aneinander und bilden Stoßstellen, durch deren Spalte Heißgas aus dem Strömungskanal entweichen könnte. Im Stand der Technik werden so genannte "Feather Seals" eingesetzt, die meist durch dünne Blechstreifen gebildet sind, die in Nuten in den Stoßflächen der Leitschaufelsegmente eingelegt sind. Daraus ergibt sich zum einen ein hoher Fertigungsaufwand und zum anderen kann leicht eine Beschädigung der "feather seals" durch Relativbewegung der benachbarten Segmente zueinander auftreten.
Trotz der Verwendung von Isolationspaketen und sogenannten "Feather Seals" an den Stoßstellen der segmentweise umlaufend um den Strömungskanal ausgebildeten Gehäusestruktur kann es aufgrund undichter Stellen in der den Strömungskanal direkt umgebenden inneren Gehäusestruktur zu einem Entweichen von heißen Verbrennungsgasen oder zur Ausbildung von Wärmeleitpfaden kommen, sodass die Temperaturbelastung der äußeren Gehäusestruktur weiterhin hoch ist.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbesserung der den Strömungskanal umgebenden Gehäusestruktur dahingehend zu erzielen, dass eine wirksame Hitzeisolierung erzielt wird, sodass die Temperaturbelastung der äußeren Gehäusestruktur und der in der Gehäusestruktur angeordneten Bauteile zuverlässig niedrig gehalten werden kann. Darüber hinaus soll jedoch die entsprechende Lösung einfach zu realisieren sein.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Leitschaufelsegment mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer Anordnung von Leitschaufelsegmenten mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie einem Verfahren zur Herstellung von Leitschaufelsegmenten mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, für eine verbesserte Hitzeisolierung im Bereich der Leitschaufeln im ringförmigen Strömungskanal Leitschaufelsegmente vorzusehen, die an einem Deckband eine integrierte Wärmedämmschicht aufweisen. Durch die Integration der Wärmedämmschicht im Deckband kann eine zuverlässige Anordnung der Wärmedämmschicht gewährleistet werden, wodurch unerwünschte Lücken in der Isolation vermieden werden können.
Die gilt insbesondere dann, wenn die an den Leitschaufelsegmenten in den Deckbändern integrierten Wärmedämmschichten zusammen mit einem weiteren Aspekt der Erfindung, für den selbstständig und in Kombination mit den anderen Aspekten der Erfindung Schutz begehrt wird, realisiert werden. Da die Leitschaufeln einzeln oder als Gruppen in Form von Leitschaufelsegmenten im Ringraum des Strömungskanals angeordnet sind, werden an den Stoßstellen benachbarter Leitschaufelsegmente die sogenannten feather seals durch Dichtelemente ersetzt, die ebenfalls integral mit den an der Stoßstelle angeordneten Leitschaufelsegmenten ausgebildet sind. Insbesondere werden komplementär ausgebildete Dichtelemente, die sich gegenseitig ergänzen und zusammenwirken, an den Stirnseiten der Deckbänder benachbarter Leitschaufelsegmente integral ausgebildet, um zuverlässig den Austritt von Heißgasen aus dem ringförmigen Strömungskanal zu verhindern.
Die integrierte Wärmedämmschicht sowie die integral ausgebildeten Dichtelemente können nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise durch generative Fertigungsverfahren hergestellt werden, bei welchen das zu erzeugende Bauteil schichtweise aufgebaut wird. Generative Fertigungsverfahren haben nämlich den Vorteil, dass auch komplizierte Bauteilgeometrien und -strukturen zuverlässig und in effizienter Weise aufgebaut werden können.
Entsprechend kann die Wärmedämmschicht nicht nur als Vollkörper bzw. durch Vollmaterial ausgebildet sein, sondern die Wärmedämmschicht kann als dreidimensionale Struktur mit Hohlräumen ausgebildet sein, sodass durch die Hohlräume eine weitere thermische Isolationswirkung erzielt werde kann. Insbesondere können schaumartige Strukturen mit einer offenen Porenstruktur oder zellartige Strukturen, wie Wabenstrukturen, durch generative Fertigungsverfahren realisiert werden.
Hierbei kann die Wärmedämmschicht nicht nur als eine von einem Untergrund oder Substrat getragene Schicht ausgebildet werden, sondern als selbsttragende Struktur, sodass eine vorteilhafte Anordnung der Wärmedämmschicht im Deckband realisiert werden kann.
Zur Realisierung einer selbsttragenden Struktur kann die Wärmedämmschicht mehrschichtig mit mindestens einer, vorzugsweise zwei Deckschichten ausgebildet sein, die zu einer mechanischen Verstärkung führen. Beispielsweise können die Deckschichten aus Vollmaterial gebildet sein, wenn die Wärmedämmschicht ansonsten als poröser oder zellartiger Körper ausgebildet ist.
Aufgrund der selbsttragenden Struktur kann die Wärmedämmschicht auch beabstandet zu einem Grundkörper des Deckbands vorgesehen sein, um beispielsweise zwischen oder auf Haken eine Hakenanordnung zur Befestigung des Leitschaufelsegments in der Gehäusestruktur gelagert zu sein. Auf diese Weise ist eine voll umfängliche Wärmeisolierung zur Reduzierung der Betriebstemperatur der äußeren Gehäusestruktur möglich.
In ähnlicher Weise kann auch durch eine integrale Ausbildung von Dichtelementen an den Stirnseiten der Deckbänder von benachbarten Leitschaufelsegmenten eine Verbesserung der Wärmeisolierung erfolgen.
So können die Dichtelemente als in Umfangsrichtung hervorstehende Vorsprünge und komplementäre Aussparungen ausgebildet sein, wobei die Umfangsrichtung die Umfangsrichtung um den Strömungskanal ist.
Darüber hinaus können die Dichtelemente bzw. zumindest eines davon, vorzugsweise ein als Vorsprung ausgebildetes Dichtelement, als thermisch aktivierbare Aktuatoren ausgebildet sein, sodass die Dichtwirkung im Betrieb, also bei höheren Temperaturen aktiviert werden kann, während bei Raumtemperatur eine geringere Dichtwirkung oder keine Dichtwirkung gegeben sein kann. Dies erleichtert die Fertigung durch mögliche höhere Toleranzen, sowie den Zusammenbau der Leitschaufelsegmente, da die Dichtwirkung erst im Betrieb hergestellt wird.
Als thermisch aktivierbare Aktuatoren kommen beispielsweise Dichtelemente aus Bi-Metall oder einer Formgedächtnislegierung in Frage.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
1 eine Seitenansicht eines Leitschaufelsegments nach dem Stand der Technik;
2 einen Querschnitt durch ein Deckband nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
3 einen Querschnitt durch ein Deckband gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfidnung;
4 einen Querschnitt durch ein Deckband gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
5 einen Querschnitt durch ein Deckband gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
6 einen teilweisen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wärmedämmschicht;
7 einen teilweisen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wärmedämmschicht;
8 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Wärmedämmschicht gemäß der vorliegenden Erfindung;
9 eine Seitenansicht einer Leitschaufelanordnung mit zwei Leitschaufelsegmenten;
10 einen teilweisen Querschnitt durch benachbarte äußere Deckbänder von benachbarten Leitschaufelsegmenten im Bereich der Stoßstelle;
11 einen weiteren teilweisen Querschnitt durch die Deckbänder zweier benachbarter Leitschaufelsegmente im Bereich der Stoßstelle gemäß einer weiteren Ausführungsform; und in
12 einen teilweisen Querschnitt durch die Deckbänder benachbarter Leitschaufelsegmente an der Stoßstelle gemäß einer dritten Ausführungsform.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele deutlich. Allerdings ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
Die 1 zeigt eine rein schematische Darstellung eines Leitschaufelsegments 1, wie es üblicherweise in stationären Gasturbinen oder Flugtriebwerken zum Einsatz kommt. Das Leitschaufelsegment weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in der dargestellten Perspektive ein Schaufelblatt 2 auf, wobei jedoch Leitschaufelsegmente üblicherweise auch mehrere Schaufelblätter nebeneinander bzw. hintereinander aufweisen können, wie dies beispielsweise in 9 gezeigt ist.
Das Schaufelblatt 2 ist zwischen einem inneren Deckband 3 und einem äußeren Deckband 6 angeordnet, wobei sich die Bezeichnungen "inneres Deckband 3" und "äußeres Deckband 6" auf die radiale Richtung bezogen auf den Strömungskanal der Strömungsmaschine beziehen. Das äußere Deckband 6 weist einen Grundkörper 4 auf, an dem an der einen Seite die Schaufelblätter 2 angeordnet sind und bei dem an der anderen, gegenüberliegenden Seite eine Hakenanordnung mit mehreren Haken 5 vorgesehen ist, die zur Befestigung des Leitschaufelsegments 1 an der äußeren Gehäusestruktur dient.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das äußere Deckband 6 eine Wärmedämmschicht 10, beispielsweise in Form einer Keramikschicht aus Zirkondioxid auf, die bei der Ausführungsform der 2 flächig anliegend an dem Grundkörper 4 des Deckbands 6 ausgebildet ist. Die Wärmedämmschicht 10 bedeckt hierbei nicht nur den Grundkörper 4 zwischen den Haken 5, sondern auch die Haken 5 sind zumindest teilweise mit Wärmedämmschicht 10 bedeckt.
Während bei der Ausführungsform der 2 die radial außen liegenden Flächen der Haken 5 von der Wärmedämmschicht 10 nicht bedeckt sind, ist bei der Ausführungsform der 3 die Wärmedämmschicht 10 auch im Bereich der radial außen liegenden Haken 5 vorgesehen, um über den gesamten Bereich der Haken 5 die Wärmeschutzwirkung bereit zu stellen.
Eine weitere Ausführungsform der Anordnung der Wärmedämmschicht 10 ist in 4 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist die Wärmedämmschicht 10 beabstandet vom Grundkörper 4 auf den radial außen liegenden Flächen der Haken 5 angeordnet, sodass sich zwischen der Wärmedämmschicht 10 und dem Grundkörper 4 des Deckbandes 6 ein Hohlraum ergibt.
Während bei den Ausführungsformen der 2 und 3 die Wärmedämmschicht 10 vollflächig durch die Haken 5 bzw. den Grundkörper 4 des Deckbands 6 gestützt und gelagert wird, ist die Wärmedämmschicht bei der Ausführungsform der 4 selbsttragend ausgebildet, um beabstandet zum Grundkörper 4 des Deckbands 6 angeordnet werden zu können.
In 5 ist eine weitere Ausführungsform der Anordnung der Wärmedämmschicht 10 im Deckband 6 gezeigt, die im Wesentlichen mit der Ausführungsform der 4 vergleichbar ist, da auch hier die Wärmedämmschicht 10 beabstandet zum Grundkörper 4 des Deckbands 6 angeordnet ist. Allerdings ist bei der Ausführungsform der 5 die Wärmedämmschicht 10 nicht auf den radial außen liegenden Flächen der Haken 5 gelagert, sondern lediglich zwischen den Haken 5 angeordnet.
Die Ausführungsbeispiele der 2 bis 5 zeigen, dass die Wärmedämmschicht 10 in unterschiedlicher Art und Weise in einem Deckband, insbesondere einem äußeren Deckband aufgenommen und angeordnet sein kann.
Die Wärmedämmschicht 10 kann aus jedem geeignetem Material gebildet sein, welches den hohen Temperaturen widersteht und eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Beispielsweise kommen hierfür keramische Materialien, wie beispielsweise Zirkondioxid, in Frage.
Nach einer Ausführungsform kann die Wärmedämmschicht als Vollkörper ausgebildet sein, wie dies rein schematisch in 6 dargestellt ist.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Wärmedämmschicht nicht massiv auszubilden, sondern mit einer Zellstruktur oder einer Porenstruktur, insbesondere mit einer offenporigen Struktur in Form eines Schaumes. Dies ist beispielsweise in 7 gezeigt, die eine Wärmedämmschicht 10 mit einer Wabenstruktur 11 darstellt. Durch die in der Wärmedämmschicht 10 ausgebildeten Hohlräume, wie beispielsweise Poren oder Zellen, kann ebenfalls eine Wärmedämmwirkung bereit gestellt werden.
Zur mechanischen Verstärkung einer entsprechenden offenporigen Schaumstruktur oder einer Waben- oder Zellstruktur, kann die Wärmedämmschicht 10 Deckschichten 12, 13 aus Vollmaterial aufweisen (siehe 8), wobei die Deckschichten 12, 13 im Wesentlichen die Funktion einer mechanischen Festigkeitssteigerung erfüllen, um die Wärmedämmschicht 10 beispielsweise als selbsttragende Struktur wie in den Ausführungsbeispielen der 4 und 5 einsetzen zu können.
Die 9 zeigt eine Seitenansicht von zwei Leitschaufelsegmenten 1, 1´, die benachbart zueinander entlang des Umfangs um den Strömungskanal angeordnet sein können. An den Stirnseiten der Leitschaufelsegmente 1, 1´, an denen die Leitschaufelsegmente 1, 1´ benachbart zueinander liegen, bilden sich Stoßstellen 20 im Bereich der Deckbänder, insbesondere des äußeren Deckbands 6 aus, die zum Austritt des heißen Gases aus dem Strömungskanal der Strömungsmaschine führen können, sodass die außen liegenden Gehäusebauteile der Strömungsmaschine mit hohen Temperaturen belastet werden können.
Um dies zu vermeiden, weist das äußere Deckband 6 der Leitschaufelsegmente 1, 1´ im Bereich der die Stoßstelle bildenden Stirnseiten Dichtelemente 21, 22 auf, die einen radialen Austritt des Heißgases aus dem Strömungskanal verhindern bzw. weitgehend unterbinden können.
In den 10 bis 12 sind Ausführungsbeispiele für die Ausführung der Dichtelemente 21, 22 an der Stoßstelle 20 der benachbarten Deckbänder 6 gezeigt.
Die 10 zeigt die benachbarten Deckbänder 6, 6´, wobei das Deckband 6 eine Nut 22 aufweist, in die ein Vorsprung 21 eingreift, der an dem Deckband 6´ des benachbarten Leitschaufelsegments 1´ angeordnet ist. Der Vorsprung 21 erstreckt sich tangential zum Strömungskanal bzw. in Richtung der Umfangsrichtung um den Strömungskanal.
Bei der Ausführungsform der 11 ist jeweils an jedem der benachbarten Deckbänder 6, 6´ sowohl ein Dichtelement in Form eines Vorsprungs 21, als auch eine Aussparung 22 ausgebildet, wobei die Dichtelemente 21, 22 wiederum komplementär an den benachbarten Deckbändern 6, 6´ vorgesehen sind. Durch die randseitige Anordnung von sowohl Vorsprung 21 als auch Aussparung 22 ergibt sich zwischen den benachbarten Deckbändern 6, 6´ ein S-förmiger Spalt, der einen Durchtritt des Heißgases in radialer Richtung verhindert bzw. zumindest erschwert.
Die 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Ausbildung der Dichtelemente 21, 22 an den benachbarten Deckbändern 6 und 6´, die ähnlich der Ausführungsform der 10 ist. Allerdings ist das als Vorsprung ausgebildete Dichtelement 21 als Aktuator ausgebildet, der thermisch betätigbar ist. Wie in 12 dargestellt, kann der Vorsprung 21 in radialer Richtung (bezogen auf den Strömungskanal der Strömungsmaschine) bewegt werden, sodass der als Steg ausgeformte Vorsprung 21 in Anlage mit einer Wand der Aussparung 22 gelangen kann. Diese Position des Dichtelements 21 ist durch die gestrichelte Darstellung des Dichtelements 21´ gezeigt. Eine derartige Bewegung des Dichtelements in Abhängigkeit der Temperatur kann beispielsweise durch ein Bi-Metall oder durch eine Formgedächtnislegierung realisiert werden. Durch diese Ausgestaltung kann die Montage bei Raumtemperatur in einfacher Weise durchgeführt werden, da das Dichtelement 21 ohne Berührung des benachbarten Deckbands 6 in die Aussparung 22 eingreift. Im Betrieb bei höheren Temperaturen legt sich das Dichtelement 21 jedoch an die entsprechende Wand der Aussparung 22 an, um die Dichtwirkung zu erzielen bzw. zu verstärken.
Die erfindungsgemäßen Leitschaufelsegmente könne in vorteilhafter Weise durch generative Herstellverfahren erzeugt werden, wobei lediglich Teile der Leitschaufelsegmente, wie beispielsweise die Wärmedämmschicht der Deckbänder oder die Dichtelemente der Deckbänder durch generative Fertigungsverfahren hergestellt werden können oder das gesamte Leitschaufelsegment kann durch generative Herstellverfahren hergestellt werden. Bei generativen Herstellverfahren wird eine schichtweise Herstellung des Bauteils verwirklicht, wobei beispielsweise pulverbettbasierte Verfahren eingesetzt werden können, oder Verfahren, bei denen das Material zum Aufbau des Bauteils selektiv an dem aufzubauenden Bauteil abgeschieden wird. Entsprechend lassen sich Verfahren, wie selektives Laserstrahlschmelzen (SLM Selective Laser Melting) oder das sogenannte Fused Deposition Modeling einsetzen, bei dem das Material direkt in die Aufschmelzzone beim schichtweisen Aufbau zugeführt wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die vorliegende Offenbarung umfasst insbesondere sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale.

Claims

Leitschaufelsegment für eine Strömungsmaschine mit mindestens einem Schaufelblatt (2) und einem an einem Ende des Schaufelblatts angeordneten Deckband (6), dadurch gekennzeichnet, dass das Deckband einen Grundkörper (4) und eine Wärmedämmschicht (10) umfasst, die an der dem Schaufelblatt gegenüberliegenden und von dem Schaufelblatt abgewandten Seite des Grundkörpers an dem Grundkörper des Deckbands stoffschlüssig ausgebildet ist.
Leitschaufelsegment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (10) als Vollkörper oder als dreidimensionale Struktur mit Hohlräumen ausgebildet ist.
Leitschaufelsegment nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (10) als selbsttragende Struktur ausgebildet ist.
Leitschaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (10) mehrschichtig mit mindestens einer Deckschicht (12, 13) ausgebildet ist.
Leitschaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (10) aus einem keramischen Werkstoff gebildet ist.
Leitschaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (10) beabstandet zum Grundkörper (4) des Deckbandes (6) und/oder flächig am Grundkörper des Deckbands anliegend angeordnet ist.
Leitschaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckband eine Hakenanordnung zur Befestigung an einem Gehäuse der Strömungsmaschine umfasst, wobei insbesondere mehrere Haken (5) beabstandet voneinander an dem Grundkörper angeordnet sind.
Leitschaufelsegment nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmedämmschicht (10) zwischen den Haken (5) der Hakenanordnung und/oder die Haken der Hakenanordnung zwischen sich und dem Grundkörper des Deckbandes einschließend angeordnet ist.
Anordnung aus mindestens zwei Leitschaufelsegmenten (1, 1´) für eine Strömungsmaschine, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Leitschaufelsegment mindestens ein Schaufelblatt (2) und ein an einem Ende des Schaufelblatts angeordnetes Deckband (6) aufweist, wobei das Deckband jedes Leitschaufelsegments eine erste Stirnseite aufweist, welche benachbart einer zweiten Stirnseite eines benachbarten Leitschaufelsegments ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten und zweiten Stirnseite des Deckbands benachbarter Leitschaufelsegmente komplementär miteinander zusammenwirkende Dichtelemente (21, 22) integral ausgebildet sind.
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (21, 22) als bezüglich des Strömungskanals in Umfangsrichtung hervorstehende Vorsprünge (21) und komplementäre Aussparungen (22) ausgebildet sind.
Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Dichtelemente (21) als ein thermisch aktivierbarer Aktuator ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Dichtelement (21) als Bi-Metall oder aus einer Formgedächtnislegierung ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtelemente (21, 22) an einem Grundkörper des Deckbands und/oder an einer in dem Deckband integrierten Wärmedämmschicht ausgebildet sind.
Verfahren zur Herstellung eines Leitschaufelsegments, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder für eine Anordnung aus Leitschaufelsegmenten nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei zumindest ein Teil eines Leitschaufelsegments generativ durch schichtweisen Aufbau gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine stoffschlüssig in oder an einem Deckband (6) des Leitschaufelsegments ausgebildete Wärmedämmschicht (10) und/oder ein integral am Deckband angeordnetes Dichtelement (21, 22) generativ ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Leitschaufelsegment generativ hergestellt wird.