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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft allgemein eine Turbinenschaufel. Spezieller betrifft diese Erfindung eine Spannweitenmittendeckbandanordnung für die Turbinenschaufel.
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HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
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Eine rotierende Turbinenschaufel, die auch als Turbinenlaufschaufel oder Turbinenrotorblatt bekannt ist, wandelt Energie aus einem strömenden Fluid, beispielsweise aus einem heißen Verbrennungsgas oder Dampf, in mechanische Energie um, indem eine Welle einer Turbomaschine in Drehung versetzt wird. Während die Turbomaschine unterschiedliche Betriebsmodi durchläuft, sind die Turbinenschaufeln sowohl mechanischen als auch thermischen Belastungen unterworfen.
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Mechanische Belastungen, z.B. Materialermüdung, können durch wechselnde Kräfte in Kombination mit Dauerbelastungen verursacht sein. Spezieller können die Turbinenschaufeln wechselnden Kräften ausgesetzt sein, wenn sie stromabwärts stationärer Leitschaufeln oder Leitapparate, die zwischen benachbarten Reihen von Turbinenschaufeln angeordnet sind, durch einen uneinheitliche Fluidstrom rotieren. Eine elementare konstruktive Erwägung für Turbomaschinen betrifft die Vermeidung oder Minimierung von Resonanz mit Eigenfrequenzen der Rotorblätter und von den dynamischen Belastungen, die durch erzwungene Antwort und/oder aeroelastische Instabilität hervorgerufen werden.
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Beispielsweise erfährt jede Turbinenschaufel auf einer rotierenden Turbinenscheibe eine dynamische Kraft, wenn sie durch die nicht einheitliche Strömung stationärer Leitschaufeln hindurch gedreht wird. Während die Turbinenschaufeln durch Bereiche uneinheitlicher Strömung rotieren, können sie eine dynamische Antwort, beispielsweise mechanische Belastung, Verschiebungen und dergleichen zeigen. Zusätzlich kann eine mit Turbinenschaufeln versehene Scheibe in einen Schwingungszustand versetzt werden, in dem die angesammelte Energie ein Maximum erreicht. Dies ist beispielhaft anhand von Bereichen der Laufschaufel oder Scheibe veranschaulicht, in denen die Belastung oder Verschiebung einen maximalen Wert erreicht und der Widerstand gegen die erregende Kraft der Laufschaufel oder Scheibe minimal ist. Eine derartige Bedingung ist als Resonanzzustand bekannt.
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Wenn sich durch eine Analyse oder durch empirisches Testen erweist, dass eine Turbinenschaufel und/oder Laufradscheibe während des Betriebs der Turbomaschine einer Resonanzbedingung ausgesetzt sein kann, können Maßnahmen durchgeführt werden, um die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Resonanz zu minimieren. Beispielsweise können entlang der Spannweite jedes der Rotorblätter Deckbandsätze ausgebildet sein. Jeder Deckbandsatz enthält allgemein ein Paar sich entlang des Umfangs erstreckende Deckbänder, wobei ein Deckband aus einer Saugseitenfläche einer Turbinenschaufel hervorspringt und ein Deckband aus einer Druckseitenfläche derselben Turbinenschaufel hervorspringt. Da die Deckbänder zwischen einem Rotorblattfußabschnitt und einem Schaufelspitzenabschnitt jeder Turbinenschaufel angeordnet sind, werden sie häufig als Spannweitenmittendeckbänder bezeichnet. Allerdings können Spannweitenmittendeckbänder nicht nur an dem physikalischen Mittelpunkt der Spannweite, sondern auch an einem beliebigen Ort entlang der Turbinenschaufelspannweite angeordnet sein.
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Spannweitenmittendeckbänder dienen allgemein dazu, Resonanz mit Eigenfrequenzen der Rotorblätter und/oder die dynamischen Belastungen zu vermeiden oder zu minimieren, die durch wechselnde Kräfte oder "Flattern" hervorgerufen werden. Allerdings sind Spannweitenmittendeckbänder gewöhnlich mit der Turbinenschaufel einstückig gegossen und erfordern möglicherweise eine zusätzliche spanabhebende Bearbeitung oder sonstige Oberflächenbehandlungen, um eine oberflächenvergütete Turbinenschaufel hervorzubringen. Dies ist gegebenenfalls lediglich während einer Entwicklungsphase der Turbinenschaufel wirtschaftlich. Darüber hinaus lässt sich ein einstückig gegossenes/gespritztes Spannweitenmittendeckband nicht an vorgefertigten Turbinenschaufelkonstruktionen nachrüsten.
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Ein weiteres Verfahren, um die Turbinenschaufel mit Spannweitenmittendeckbänder zu versehen beinhaltet ein Stützelement mit Presssitz durch ein Bohrloch hindurch anzubringen, das in der Turbinenschaufel ausgebildet ist, und jedes Deckband mit dem Stützelement zu verbinden. Allerdings kann dieses Verfahren unerwünschte mechanische Belastungen der Turbinenschaufel zur Folge haben und/oder kann dazu führen, dass sich das Stützelement aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung zwischen der Turbinenschaufel und des mit Presssitz befestigten Stützelements während des Betriebs der Turbomaschine in dem Bohrloch löst. Folglich wäre eine nicht gegossene oder nicht einstückige Spannweitenmittendeckbandanordnung von Vorteil, die an einer neuen oder vorgefertigten Turbinenschaufel angebracht wird, um die Frequenz und Modenform zu verändern, so dass ein Flattern vermindert ist und/ oder Schaufelschwingungseigenschaften modifiziert werden.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Eigenschaften und Vorteile der Erfindung sind nachstehend in der folgenden Beschreibung unterbreitet, können sich offensichtlich aus der Beschreibung ergeben, oder können durch die Praxis der Erfindung erfahren werden.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Spannweitenmittendeckbandanordnung für ein Turbinenschaufelblatt. Die Spannweitenmittendeckbandanordnung weist einen Saugseitendeckbandkörper auf, der einen ersten Holm definiert. Der erste Holm ist ausgebildet, um sich zumindest teilweise durch eine Holmöffnung zu erstrecken, die in dem Schaufelblatt definiert ist. Der erste Holm weist einen Fußabschnitt, einen Spitzenabschnitt, eine obere Fläche und eine untere Fläche auf. Die Ober- und Unterseiten konvergieren ausgehend von dem Spitzenabschnitt in Richtung des Fußabschnitts. Die Spannweitenmittendeckbandanordnung enthält außerdem einen Druckseitendeckbandkörper. Der Druckseitendeckbandkörper definiert einen zweiten Holm, der ausgebildet ist, um sich zumindest teilweise durch die Holmöffnung des Schaufelblatts zu erstrecken. Der zweite Holm weist einen Fußabschnitt, einen Spitzenabschnitt, eine obere Fläche und eine untere Fläche auf. Zumindest ein Teil der oberen Fläche des zweiten Holms ist ausgebildet, um mit der unteren Fläche des ersten Holms im Wesentlichen parallel zu verlaufen. Beispielsweise, wenn sowohl der erste als auch der zweite Holm in die Holmöffnung eingeführt sind.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Druckseitendeckbandkörper und der Saugseitendeckbandkörper Befestigungsöffnungen definieren, wobei die Spannweitenmittendeckbandanordnung ferner ein Befestigungsmittel aufweist, das ausgebildet ist, um sich durch die Befestigungsöffnungen zu erstrecken, wobei das Befestigungsmittel eine Klemmkraft bereitstellt, um den Druckseitendeckbandkörper und den Saugseitendeckbandkörper gegen Druck- und Saugseitenwände des Schaufelblatts zu halten.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die obere Fläche des ersten Holms ausgebildet ist, um mit einer oberen Angriffsfläche der Holmöffnung parallel zu verlaufen.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die untere Fläche des zweiten Holms ausgebildet ist, um mit einer unteren Angriffsfläche der Holmöffnung parallel zu verlaufen.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die untere Fläche des zweiten Holms ausgehend von dem Spitzenabschnitt in Richtung des Fußabschnitts divergiert.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Druckseitendeckbandkörper einen passenden seitlichen Abschnitt aufweist, der ausgebildet ist, um der Kontur der Druckseitenwand des Schaufelblatts zu folgen, und dass der Saugseitendeckbandkörper einen passenden seitlichen Abschnitt aufweist, der ausgebildet ist, um der Kontur der Saugseitenwand zu folgen.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der erste Holm im Wesentlichen keil- oder schwalbenschwanzförmig ist.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Holmöffnung schwalbenschwanzförmig ist.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Turbinenschaufel. Die Turbinenschaufel weist ein Schaufelblatt auf, das eine Druckseitenwand, eine Saugseitenwand, die der Druckseitenwand gegenüberliegt, und eine Holmöffnung aufweist. Die Holmöffnung erstreckt sich durch die Druck- und Saugseitenwände und definiert eine obere Angriffsfläche und eine untere Angriffsfläche. Die Turbinenschaufel enthält ferner eine Spannweitenmittendeckbandanordnung. Die Spannweitenmittendeckbandanordnung enthält einen Druckseitendeckbandkörper, der einen ersten Holm definiert. Der erste Holm ist ausgebildet, um sich zumindest teilweise durch die Holmöffnung zu erstrecken, die in dem Schaufelblatt ausgebildet ist. Der erste Holm weist einen Fußabschnitt, einen Spitzenabschnitt, eine obere Fläche und eine untere Fläche auf. Die obere und untere Fläche konvergieren ausgehend von dem Spitzenabschnitt in Richtung des Fußabschnitts. Die Spannweitenmittendeckbandanordnung enthält außerdem einen Saugseitendeckbandkörper, der einen zweiten Holm definiert. Der zweite Holm ist ausgebildet, um sich zumindest teilweise durch die Holmöffnung zu erstrecken. Der zweite Holm weist einen Fußabschnitt, einen Spitzenabschnitt, eine obere Fläche und eine untere Fläche auf, wobei die obere Fläche des zweiten Holms ausgebildet ist, um mit der unteren Fläche des ersten Holms im Wesentlichen parallel zu verlaufen. Beispielsweise, wenn sowohl der erste als auch der zweite Holm in die Holmöffnung eingeführt sind.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Saugseitendeckbandkörper und der Druckseitendeckbandkörper Befestigungsöffnungen definieren, wobei die Spannweitenmittendeckbandanordnung außerdem ein Befestigungsmittel aufweist, das ausgebildet ist, um sich durch die Befestigungsöffnungen und durch das Schaufelblatt zu erstrecken, wobei das Befestigungsmittel eine Klemmkraft bereitstellt, um den Druckseitendeckbandkörper und den Saugseitendeckbandkörper gegen die Druck- und Saugseitenwände zu halten.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die obere Fläche des ersten Holms ausgebildet ist, um mit der oberen Angriffsfläche der Holmöffnung parallel zu verlaufen.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die untere Fläche des zweiten Holms ausgebildet ist, um mit der unteren Angriffsfläche der Holmöffnung parallel zu verlaufen.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die untere Fläche des zweiten Holms ausgehend von dem Spitzenabschnitt in Richtung des Fußabschnitts divergiert.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Druckseitendeckbandkörper einen passenden seitlichen Abschnitt aufweist, der ausgebildet ist, um der Kontur der Druckseitenwand des Schaufelblatts zu folgen, und dass der Saugseitendeckbandkörper einen passenden seitlichen Abschnitt aufweist, der ausgebildet ist, um der Kontur der Saugseitenwand zu folgen.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der erste Holm im Wesentlichen keil- oder schwalbenschwanzförmig ist.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die obere und untere Angriffsfläche ausgehend von der Druckseitenwand in Richtung der Saugseitenwand in radial entgegengesetzter Richtung divergieren.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Gasturbine. Die Gasturbine weist einen Verdichterabschnitt, einen stromabwärts des Verdichterabschnitts gelegenen Brennkammerabschnitt und einen Turbinenabschnitt auf, der sich stromabwärts des Brennkammerabschnitts befindet. Der Turbinenabschnitt weist mehrere Turbinenschaufeln auf, die mit einer Rotorwelle verbunden sind. Jede Turbinenschaufel beinhaltet ein Schaufelblatt mit einer Druckseitenwand, einer Saugseitenwand und einer Holmöffnung. Jede Turbinenschaufel enthält eine Spannweitenmittendeckbandanordnung, die mit dem Schaufelblatt verbunden ist. Die Spannweitenmittendeckbandanordnung weist einen Saugseitendeckbandkörper auf, der einen ersten Holm definiert, der ausgebildet ist, um sich zumindest teilweise durch die Holmöffnung zu erstrecken. Der erste Holm weist einen Fußabschnitt, einen Spitzenabschnitt, eine obere Fläche und eine untere Fläche auf. Die Ober- und Unterseiten konvergieren ausgehend von dem Spitzenabschnitt in Richtung des Fußabschnitts. Die Spannweitenmittendeckbandanordnung enthält außerdem einen Druckseitendeckbandkörper, der einen zweiten Holm definiert, der ausgebildet ist, um sich zumindest teilweise durch die Holmöffnung zu erstrecken. Der zweite Holm weist einen Fußabschnitt, einen Spitzenabschnitt, eine obere Fläche und eine untere Fläche auf. Zumindest ein Teil der oberen Fläche des zweiten Holms ist ausgebildet, um mit der unteren Fläche des ersten Holms im Wesentlichen parallel zu verlaufen. Beispielsweise, wenn sowohl der erste als auch der zweite Holm in die Holmöffnung eingeführt sind.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass der Druckseitendeckbandkörper und der Saugseitendeckbandkörper Befestigungsöffnungen definieren, wobei die Spannweitenmittendeckbandanordnung außerdem ein Befestigungsmittel aufweist, das ausgebildet ist, um sich durch die Befestigungsöffnungen und durch das Schaufelblatt zu erstrecken, wobei das Befestigungsmittel eine Klemmkraft bereitstellt, um den Druckseitendeckbandkörper und den Saugseitendeckbandkörper gegen die Druck- und Saugseitenwände des Schaufelblatts zu halten.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die obere Fläche des ersten Holms ausgebildet ist, um mit einer oberen Angriffsfläche der Holmöffnung parallel zu verlaufen.
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In irgendeiner Ausführungsform der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die untere Fläche des zweiten Holms ausgebildet ist, um mit einer unteren Angriffsfläche der Holmöffnung parallel zu verlaufen.
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Dem Fachmann werden die Merkmale und Aspekte solcher und weiterer Ausführungsformen nach dem Lesen der Beschreibung verständlicher.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine vollständige und in die Praxis umsetzbare Beschreibung der vorliegenden Erfindung, die den für den Fachmann besten Modus der Erfindung beinhaltet, ist in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren spezieller beschrieben:
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1 veranschaulicht ein funktionales Diagramm einer beispielhaften Gasturbine, die wenigstens eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwenden kann;
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Turbinenschaufel gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 veranschaulicht in einer perspektivischen Ansicht einen Abschnitt einer exemplarischen Turbinenschaufel gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4 veranschaulicht in einer perspektivischen Ansicht einen beispielhaften Saugseitendeckbandkörper gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 veranschaulicht in einer perspektivischen Ansicht einen beispielhaften Druckseitendeckbandkörper gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt eine geschnittene Vorderansicht eines Abschnitts eines beispielhaften Schaufelblatts gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 zeigt eine geschnittene Vorderansicht eines Abschnitts eines beispielhaften Schaufelblatts, das einen beispielhafte Druckseitendeckbandkörper und einen beispielhaften Saugseitendeckbandkörper verwendet, gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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8 zeigt eine geschnittene Vorderansicht eines Abschnitts eines beispielhaften Schaufelblatts gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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9 zeigt eine geschnittene Vorderansicht eines Abschnitts eines beispielhaften Schaufelblatts, das einen beispielhaften Druckseitendeckbandkörper und einen beispielhaften Saugseitendeckbandkörper verwendet, gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es wird nun im Einzelnen auf vorliegende Ausführungsformen der Erfindung eingegangen, wobei ein oder mehrere der Beispiele in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Die detaillierte Beschreibung verwendet alphanumerische Bezeichnungen, um auf Merkmale in den Figuren Bezug zu nehmen. In den Figuren und in der Beschreibung wurden übereinstimmende oder ähnliche Bezeichnungen verwendet, um auf übereinstimmende oder ähnliche Elemente der Erfindung Bezug zu nehmen. In dem hier verwendeten Sinne können die Begriffe "erster", "zweiter" und "dritter" untereinander austauschbar verwendet werden, um eine Komponente von einer weiteren zu unterscheiden, und nicht um den Ort oder die Bedeutung der einzelnen Komponenten festzulegen. Die Begriffe "stromaufwärts" und "stromabwärts" bezeichnen die relative Richtung in Bezug auf den Fluidstrom in einem Strömungspfad. Beispielsweise bezeichnet "stromaufwärts" die Richtung, aus der das Fluid strömt, und "stromabwärts" bezeichnet die Richtung, in der das Fluid strömt. Der Begriff "radial" bezeichnet die relative Richtung, die im Wesentlichen rechtwinklig zu einer axialen Mittellinie eines speziellen Bauteils ist, und der Begriff "axial" bezeichnet die relative Richtung, die im Wesentlichen parallel und/oder koaxial zu einer axialen Mittellinie eines speziellen Bauteils ausgerichtet ist.
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Sämtliche Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sollen diese nicht beschränken. Der Fachmann wird ohne weiteres erkennen, dass Modifikationen und Änderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang oder Gegenstand der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können Merkmale, die als Teil einer Ausführungsform veranschaulicht oder beschrieben sind, auf eine andere Ausführungsform angewendet werden, um noch eine weitere Ausführungsform hervorzubringen. Die vorliegende Erfindung soll daher solche Modifikationen und Abweichungen abdecken, soweit diese in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren äquivalenten Formen fallen. Obwohl eine industrielle oder landgebundene Gasturbine gezeigt und hier beschrieben ist, ist die vorliegende Erfindung, wie sie hier gezeigt und beschrieben ist, nicht auf eine landgebundene und/oder industrielle Gasturbine beschränkt, es sei den dies ist in den Ansprüchen anderweitig spezifiziert. Beispielsweise kann die Erfindung, wie sie hier beschrieben ist, in jeder beliebigen Art von Turbomaschine genutzt werden, beispielsweise, jedoch ohne es darauf beschränken zu wollen, in einer Dampfturbine, einer Luftfahrzeuggasturbine oder einer Schiffsgasturbine.
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Mit Bezugnahme auf die Zeichnungen veranschaulicht 1 ein schematisches Diagramm einer beispielhaften Gasturbinenmaschine 10, die unterschiedliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden kann. Wie zu sehen, enthält die Gasturbine 10 allgemein einen Einlassabschnitt 12, einen Verdichterabschnitt 14, der stromabwärts des Einlassabschnitts 12 angeordnet ist, mehrere (nicht gezeigte) Brennkammern innerhalb eines Brennkammerabschnitts 16, der stromabwärts des Verdichterabschnitts 14 angeordnet ist, einen Turbinenabschnitt 18, der stromabwärts des Brennkammerabschnitts 16 angeordnet ist, und einen Auslassabschnitt 20, der stromabwärts des Turbinenabschnitts 18 angeordnet ist. Zusätzlich kann die Gasturbine 10 eine oder mehrere Wellen 22 enthalten, die zwischen dem Verdichterabschnitt 14 und dem Turbinenabschnitt 18 verbunden sind.
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Der Turbinenabschnitt 18 kann allgemein eine Rotorwelle 24 mit mehreren Laufradscheiben 26 (von denen eine gezeigt ist) und mehrere drehbare Turbinenschaufeln 28 enthalten, die sich von jeder Rotorscheibe 26 radial nach außen erstrecken und mit dieser verbunden sind. Jede Laufradscheibe 26 kann ihrerseits mit einem Abschnitt der Rotorwelle 24 verbunden sein, die sich durch den Turbinenabschnitt 18 erstreckt. Der Turbinenabschnitt 18 enthält ferner ein Außengehäuse 30, das die Rotorwelle 24 und die Turbinenschaufeln 28 um den Umfang umgibt, so dass dadurch zumindest teilweise ein Heißgaspfad 32 durch den Turbinenabschnitt 18 hindurch definiert wird.
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Im Betrieb strömt ein Arbeitsfluid, wie z.B. Luft, durch den Einlassabschnitt 12 und in den Verdichterabschnitt 14, wo die Luft fortschreitend verdichtet wird, so dass den Brennkammern des Brennkammerabschnitts 16 verdichtete Luft bereitgestellt wird. Die verdichtete Luft wird mit Brennstoff vermischt und in jeder Brennkammer verbrannt, um heiße Verbrennungsgase 34 hervorzubringen. Die heißen Verbrennungsgase 34 strömen von dem Brennkammerabschnitt 16 durch den Heißgaspfad 32 zu dem Turbinenabschnitt 18, wobei (kinetische und/oder thermische) Energie aus den Heißgasen 34 auf die Rotorblätter 28 übertragen wird, so dass die Rotorwelle 24 in Drehung versetzt wird. Die mechanische Rotationsenergie kann anschließend für unterschiedliche Zwecke genutzt werden, beispielsweise um den Verdichterabschnitt 14 anzutreiben und/oder Elektrizität zu erzeugen. Die heißen Verbrennungsgase 34, die den Turbinenabschnitt 18 verlassen, können über den Auslassabschnitt 20 aus der Gasturbine 10 entlassen werden.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer exemplarischen Turbinenschaufel 28 gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 gezeigt, enthält die Turbinenschaufel 28 allgemein einen Befestigungsabschnitt 36, einen Plattformabschnitt 38 und ein Schaufelblatt 40, das sich von dem Plattformabschnitt 38 im Wesentlichen radial nach außen erstreckt. Der Plattformabschnitt 38 dient gewöhnlich als eine radial innenliegende Begrenzung für die heißen Verbrennungsgase 34, die durch den Heißgaspfad 32 des Turbinenabschnitts 18 strömen (1). Wie in 2 gezeigt, kann sich der Befestigungsabschnitt 36 von dem Plattformabschnitt 38 im Wesentlichen radial nach innen erstrecken und kann eine Fußkonstruktion, beispielsweise einen Schwalbenschwanz, aufweisen, der geformt ist, um die Laufschaufel 28 mit der Rotorscheibe 26 zu verbinden oder sie daran zu sichern (1). Wie in 2 veranschaulicht, erstreckt sich das Schaufelblatt 40 im Wesentlichen von der Plattform 38 in Spannenrichtung von einem Fuß 42 des Schaufelblatts 40, der an einer Schnittlinie zwischen dem Blatt 40 und der Plattform 38 gebildet sein kann, radial nach außen und zu einem Spitzenabschnitt 44 des Schaufelblatts 40. Der Spitzenabschnitt 44 ist radial entgegengesetzt zu dem Fuß 42 angeordnet. Als solche kann die Spitze 44 allgemein den radial äußersten Abschnitt der Laufschaufel 28 definieren.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts der Turbinenschaufel 28 mit einem Abschnitt des Schaufelblatts 40 gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 2 und 3 gezeigt, hat das Schaufelblatt 40 ferner eine Anströmkante 46, die gegen oder in den Strom heißen Gases 34 ausgerichtet ist, und eine Abströmkante 48, die sich stromabwärts der Anströmkante 46 befindet. Die Anströmkante 46 und die Abströmkante erstrecken sich in Spannenrichtung zwischen dem Fuß 42 und dem Spitzenabschnitt 44.
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Wie in 3 gezeigt, weist das Schaufelblatt 40 ein Paar gegenüberliegende Seitenwände 50 auf. In speziellen Ausführungsformen weist das Schaufelblatt 40 eine erste oder Druckseitenwand 52 und eine gegenüberliegende zweite oder Saugseitenwand 54 auf. Die Druckseitenwand 52 und die Saugseitenwand 54 erstrecken sich in Sehnenrichtung zwischen der Anströmkante 46 und der Abströmkante 48 des Schaufelblatts 40. Die Druckseitenwand 52 und die Saugseitenwand 54 erstrecken sich radial in Spannenrichtung zwischen dem Fuß 42 und dem Spitzenabschnitt 44. Die Druckseitenwand 52 weist allgemein eine aerodynamische, im Wesentlichen konkave Oberfläche des Schaufelblatts 40 auf. Im Gegensatz dazu kann die Saugseitenwand 54 allgemein eine aerodynamische, im Wesentlichen konvexe Oberfläche des Schaufelblatts 40 bilden.
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In speziellen Ausführungsformen ist eine Spannweitenmittendeckbandanordnung 100, wie in 2 und 3 gezeigt, mit dem Schaufelblatt 40 verbunden. Die Spannweitenmittendeckbandanordnung 100 kann an einem beliebigen Ort entlang der Spannweite des Blattes 40 angeordnet sein, der nicht auf einen physikalischen Mittelpunkt der Spannweite des Schaufelblatts 40 beschränkt ist, es sei denn dies ist in den Ansprüchen und/oder in der Beschreibung anderslautend vermerkt. Die Spannweitenmittendeckbandanordnung 100 ruft für volle 360 Grad um die Rotorwelle 24 und/oder Laufradscheibe 26 an einem gewünschten Prozentsatz der Spannweite und/oder an einem gewünschten Prozentsatz der Sehne einer vorgegebenen Turbinenschaufel 28 eine Berührung zwischen benachbarten Turbinenschaufeln 28 hervor. Diese Berührung verändert die Schwingungseigenschaften (Eigenfrequenzen und Modenformen) des Schaufelblatts 40.
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Wie in 3 gezeigt, weist die Spannweitenmittendeckbandanordnung 100 allgemein ein Paar Deckbandkörper 102 auf. In einer Ausführungsform ist ein erster oder Druckseitendeckbandkörper 104 der Druckseitenwand 52 des Schaufelblatts 40 zugeordnet, und ein zweiter oder Saugseitendeckbandkörper 106 ist der Saugseitenwand 54 des Schaufelblatts 40 zugeordnet.
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Wie in 3 gezeigt, erstreckt sich oder ragt der Druckseitendeckbandkörper 104 von der Druckseitenwand 52 nach außen. Der Druckseitendeckbandkörper 104 verläuft zumindest zum Teil zwischen der Anströmkante und der Abströmkante 46, 48 entlang der Druckseitenwand 52. In einer Ausführungsform erstreckt sich der Druckseitendeckbandkörper 104 entlang der Druckseitenwand 52 zwischen der Anströmkante und der Abströmkante 46, 48. In speziellen Ausführungsformen weist der Druckseitendeckbandkörper 104 einen inneren Passabschnitt bzw. eine Oberfläche 108 auf, die ausgebildet ist, um im Wesentlichen dem Umriss eines Abschnitts der Druckseitenwand 52 zu folgen. Der innere Passabschnitt 108, der das Schaufelblatt 40 berührt, kann eine Kronenform oder gesonderte erhabene Bereiche aufweisen, um eine genau festgelegte Berührung zwischen dem Blatt 40 und dem inneren Passabschnitt 108 bereitzustellen. Dies kann bevorzugt sein, wenn das Schaufelblatt 40 gegossen ist und daher von Teil zu Teil nicht hundertprozentig reproduzierbar ist.
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Wie in 3 gezeigt, erstreckt sich oder ragt der Saugseitendeckbandkörper 106 von der Saugseitenwand 54 nach außen. Der Saugseitendeckbandkörper 106 erstreckt sich zumindest teilweise zwischen der Anströmkante und der Abströmkante 46, 48 entlang der Saugseitenwand 54. In einer Ausführungsform erstreckt sich der Saugseitendeckbandkörper 106 im Wesentlichen zwischen der Anströmkante und der Abströmkante 46, 48 entlang der Saugseitenwand 54.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Saugseitendeckbandkörpers 106 gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer Ausführungsform weist der Saugseitendeckbandkörper 106, wie in 4 gezeigt, einen inneren Passabschnitt bzw. eine Oberfläche 110 auf, die ausgebildet ist, um im Wesentlichen der Kontur eines Abschnitt der Saugseitenwand 54 zu folgen (3). Die innere Passfläche bzw. der Abschnitt 110, der das Schaufelblatt 40 berührt, kann eine Kronenform oder gesonderte erhabene Bereiche aufweisen, um eine genau festgelegte Berührung zwischen dem Blatt 40 und dem inneren Passabschnitt 110 bereitzustellen. Auch hier kann dies bevorzugt sein, wenn das Schaufelblatt 40 gegossen und daher von Teil zu Teil nicht hundertprozentig wiederholbar ist.
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6 zeigt eine geschnittene Vorderansicht eines Abschnitts des Schaufelblatts 40, wobei der Druckseitendeckbandkörper 104 und der Saugseitendeckbandkörper 106 aus Gründen der Übersichtlichkeit entfernt ist, gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 7 zeigt eine geschnittene Vorderansicht eines Abschnitts des Schaufelblatts 40, bei dem der Druckseitendeckbandkörper 104 und der Saugseitendeckbandkörper 106 in das Schaufelblatt 40 eingebaut und/oder daran befestigt sind, gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 6 gezeigt, definiert das Schaufelblatt 40 außerdem eine Holmöffnung 56, die sich durch die Druck- und Saugseitenwände 52, 54 des Schaufelblatts 40 erstreckt, um darin die Druckseiten- und Saugseitendeckbänder 104, 106 aufzunehmen. Die Holmöffnung 56 weist eine obere Angriffsfläche 58 und eine untere Angriffsfläche 60 auf. In einer Ausführungsform divergieren die oberen und unteren Angriffsflächen 58, 60 in gegenüberliegende Radialrichtungen von der Saugseitenwand 54 gegen die Druckseitenwand 52, um eine schwalbenschwanzförmige Öffnung zu bilden.
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In einer Ausführungsform definiert der Saugseitendeckbandkörper 106, wie in 4 und 7 gezeigt, mindestens einen ersten Holm oder Vorsprung 112. Der erste Holm 112 ist entlang der inneren Passfläche 110 des Saugseitendeckbandkörpers 106 angeordnet oder ausgebildet. Der erste Holm 112 erstreckt sich ausgehend von der inneren Passfläche 110 nach außen. Wie in 7 gezeigt, ist der erste Holm 112 geformt, um sich zumindest teilweise durch die Holmöffnung 56, die in dem Schaufelblatt 40 ausgebildet ist, zu erstrecken oder vorzuspringen. Der erste Holm 112 weist einen Fußabschnitt 114 und einen Spitzenabschnitt 116 auf. Der Fußabschnitt 114 ist im Wesentlichen an einer Schnittlinie mit der inneren Passfläche 110 gebildet. Der Spitzenabschnitt 116 ist gegenüber dem Fußabschnitt 114 körperfern angeordnet.
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Wie in den 4 und 7 gezeigt, enthält und/oder definiert der erste Holm 112 außerdem eine obere Fläche oder Oberfläche 118 und eine untere Fläche oder Oberfläche 120. In einer Ausführungsform konvergieren die Ober- und Unterseiten 118, 120, wie in 4 und 7 gezeigt, ausgehend von dem Spitzenabschnitt 116 in radial entgegengesetzten Richtungen gegen den Fußabschnitt 114 des ersten Holms 112. D.h. der Spitzenabschnitt 116 ist radial breiter als der Fußabschnitt 114 des ersten Holms 112. In einer Ausführungsform bilden die Ober- und Unterseiten 118, 120 einen Keil oder Schwalbenschwanz. In einer Ausführungsform ist die obere Fläche 114 des ersten Holms 112, wie in 7 gezeigt, geformt, um mit der oberen Angriffsfläche 58 der Holmöffnung 56 parallel zu verlaufen. In weiteren Ausführungsformen kann der Saugseitendeckbandkörper 106, wie in 4 gezeigt, mehrere erste Holme 112 definieren, die entlang der Innenfläche 110 angeordnet oder ausgebildet sind.
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5 veranschaulicht in einer perspektivischen Ansicht einen beispielhaften Druckseitendeckbandkörper 104 gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer Ausführungsform definiert der Druckseitendeckbandkörper 104, wie in 5 und 7 gezeigt, wenigstens einen zweiten Holm oder Vorsprung 122. Der zweite Holm 122 ist entlang der inneren Passfläche 108 des Druckseitendeckbandkörpers 104 angeordnet oder ausgebildet. Der zweite Holm 122 erstreckt sich von der inneren Passfläche 108 nach außen oder springt daraus hervor. Wie in 7 gezeigt, ist der zweite Holm 122 geformt, um sich zumindest teilweise durch die Holmöffnung 56, die in dem Schaufelblatt 40 ausgebildet ist, zu erstrecken oder in diese vorzuspringen. Der zweite Holm 122 weist einen Fußabschnitt 124 und einen Spitzenabschnitt 126 auf. Der Fußabschnitt 124 ist im Wesentlichen an einer Schnittlinie mit der inneren Passfläche 108 gebildet. Der Spitzenabschnitt 126 ist gegenüber dem Fußabschnitt 124 körperfern angeordnet.
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Wie in 5 und 7 gezeigt, enthält und/oder definiert der zweite Holm 122 außerdem eine obere Fläche oder Oberfläche 128 und eine untere Fläche oder Oberfläche 130. In einer Ausführungsform ist die obere Fläche 128 des zweiten Holms 122, wie in 4 und 7 gezeigt, geformt, um mit der unteren Fläche 120 des ersten Holms 112 des Druckseitendeckbandkörpers 104 im Wesentlichen parallel zu verlaufen. In einer Ausführungsform ist die untere Fläche 130 des zweiten Holms 122 des Saugseitendeckbandkörpers 106 geformt, um mit der unteren Angriffsfläche 60 der Holmöffnung 56 im Wesentlichen parallel zu verlaufen. Beispielsweise divergiert die untere Fläche 130 des zweiten Holms 122 ausgehend von dem Spitzenabschnitt 126 radial in Richtung des Fußabschnitts 124.
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In speziellen Ausführungsformen enthält die Spannweitenmittendeckbandanordnung, wie in 7 gezeigt, ein Befestigungsmittel 132, das sich durch Befestigungsöffnungen 134, 136, 138 erstreckt, die in dem Druckseitendeckbandkörper 104, in dem Schaufelblatt 40 bzw. in dem Saugseitendeckbandkörper 106 ausgebildet sind. Das Befestigungsmittel 132 stellt eine Klemmkraft bereit, um den Druckseitendeckbandkörper 104 gegen die Druckseitenwand 52 und den Saugseitendeckbandkörper 106 gegen die Saugseitenwand 54 des Schaufelblatts zu halten.
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Das Befestigungsmittel 132 kann ein beliebiges geeignetes Befestigungsmittel beinhalten, beispielsweise eine Schraube, einen Stift, eine Niete oder dergleichen. Das Befestigungsmittel 132 kann einen Kopfabschnitt aufweisen, der an einem Ende des Befestigungsmittels 132 angeordnet ist. Ein zweites Ende des Befestigungsmittels 132 kann geformt sein, um sich nach außen zu erweitern, um das Befestigungsmittel 132 an Ort und Stelle zu verriegeln. Zusätzlich oder in der Abwandlung kann das zweite Ende des Befestigungsmittels mit Gewinde versehen sein, um eine Mutter oder ein mit Gewinde versehenes Befestigungsmittel aufzunehmen. Zusätzlich oder in der Abwandlung kann das Befestigungsmittel 132 verschweißt oder durch andere geeignete Mittel, wie beispielsweise Schweißen, eine Mutter oder dergleichen, an Ort und Stelle gehalten sein.
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In einer Ausführungsform wird der erste Holm 112 des Saugseitendeckbandkörpers 106 während des Einbaus in die Holmöffnung 56 eingeführt und entlang der Saugseitenwand 54 an Ort und Stelle gehalten, so dass die obere Fläche 118 des ersten Holms 112 mit der oberen Angriffsfläche 58 der Holmöffnung 56 in Eingriff oder nahezu in Eingriff kommt. Der zweite Holm 122 des Druckseitendeckbandkörpers 104 wird zwischen der unteren Fläche 120 des ersten Holms 112 des Saugseitendeckbandkörpers und der unteren Angriffsfläche 60 der Holmöffnung 56 eingeführt.
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Wenn die untere Fläche 130 des zweiten Holms 122 des Saugseitendeckbandkörpers 106 freigegeben ist, kann sie auf oder benachbart zu der unteren Angriffsfläche 60 der Holmöffnung 56 ruhen. Die untere Fläche 120 des ersten Holms 112 des Saugseitendeckbandkörpers 106 ruht auf der oberen Fläche 128 des zweiten Holms 122 des Druckseitendeckbandkörpers 104. Die obere Fläche 118 des Holms des Saugseitendeckbandkörpers steht mit der oberen Angriffsfläche 58 der Holmöffnung 56 in Eingriff. Infolgedessen sind die Saugseiten- und Druckseitendeckbandkörper 106, 104 miteinander und an dem Schaufelblatt verriegelt, insbesondere, wenn sie einer Zentrifugalkraft ausgesetzt sind, beispielsweise wenn die Turbinenschaufeln 28 mit der Rotorwelle 22 in Drehung versetzt sind. Die Zentrifugalkraft ruft eine Normalkraft an den Druckseiten- und Saugseitenwänden 52, 54 des Schaufelblatts 40 hervor. Der erste und zweite Holm 112, 122 können auch die Zentrifugalkräfte, die durch die Druckseiten- und Saugseitendeckbandkörper 104 hervorgerufen werden, 106 auf das Schaufelblatt 40 übertragen.
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8 zeigt eine geschnittene Vorderansicht eines Abschnitts des Schaufelblatts 40, wobei der Druckseitendeckbandkörper 104 und der Saugseitendeckbandkörper 106 aus Gründen der Übersichtlichkeit entfernt sind, gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 zeigt eine quergeschnittene Vorderansicht eines Abschnitts des Schaufelblatts 40, das den Druckseitendeckbandkörper 104 und den Saugseitendeckbandkörper 106 aufweist, die in dem Schaufelblatt 40 eingebaut oder daran angebracht sind, gemäß wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In einer weiteren Ausführungsform divergieren die oberen und unteren Angriffsflächen 58, 60 der Holmöffnung 56, wie in 8 und 9 gezeigt, ausgehend von der Druckseitenwand 52 in radial entgegengesetzte Richtungen gegen die Saugseitenwand 54, um eine schwalbenschwanzförmige Öffnung zu bilden. Wie in 9 gezeigt, definiert der Druckseitendeckbandkörper 106 mindestens einen ersten Holm oder Vorsprung 212. Der erste Holm 212 ist entlang der inneren Passfläche 108 des Druckseitendeckbandkörpers 104 angeordnet oder ausgebildet. Der erste Holm 212 erstreckt sich von der inneren Passfläche 108 nach außen oder springt von ihr vor. Wie in 9 gezeigt, ist der erste Holm 212 geformt, um sich zumindest teilweise durch die Holmöffnung 56, die in dem Schaufelblatt 40 ausgebildet ist, zu erstrecken oder vorzuspringen. Der erste Holm 212 weist einen Fußabschnitt 214 und einen Spitzenabschnitt 216 auf. Der Fußabschnitt 214 ist im Wesentlichen an einer Schnittlinie mit der inneren Passfläche 108 gebildet. Der Spitzenabschnitt 216 ist gegenüber dem Fußabschnitt 214 körperfern angeordnet.
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Wie in 9 gezeigt, enthält und/oder definiert der erste Holm 212 ferner eine obere Fläche oder Oberfläche 218 und eine untere Fläche oder Oberfläche 220. In einer Ausführungsform konvergieren die Ober- und Unterseiten 218, 220, wie in 9 gezeigt, in radial entgegengesetzten Richtungen ausgehend von dem Spitzenabschnitt 216 gegen den Fußabschnitt 214 des ersten Holms 212. D.h. der Spitzenabschnitt 216 ist radial breiter als der Fußabschnitt 214 des ersten Holms 212. In einer Ausführungsform bilden die Ober- und Unterseiten 218, 220 einen Keil- oder Schwalbenschwanz. In einer Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, ist die obere Fläche 214 des ersten Holms 212 geformt, um mit der oberen Angriffsfläche 58 der Holmöffnung 56, insbesondere bei Einführung in die Holmöffnung 56, parallel zu verlaufen. In weiteren Ausführungsformen kann der Druckseitendeckbandkörper 104 mehrere erste Holme 212 definieren, die entlang der Innenfläche 208 angeordnet oder ausgebildet sind.
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Wie in 9 gezeigt, definiert der Saugseitendeckbandkörper 106 wenigstens einen zweiten Holm oder Vorsprung 222. Der zweite Holm 222 ist entlang der inneren Passfläche 210 des Saugseitendeckbandkörpers 106 angeordnet oder ausgebildet. Der zweite Holm 222 erstreckt sich ausgehend von der inneren Passfläche 210 nach außen oder springt aus dieser vor. Wie in 9 gezeigt, ist der zweite Holm 222 geformt, um sich zumindest teilweise durch die Holmöffnung 56, die in dem Schaufelblatt 40 ausgebildet ist, zu erstrecken oder vorzuspringen. Der zweite Holm 222 weist einen Fußabschnitt 224 und einen Spitzenabschnitt 226 auf. Der Fußabschnitt 224 ist im Wesentlichen an einer Schnittlinie mit der inneren Passfläche 210 gebildet. Der Spitzenabschnitt 226 ist gegenüber dem Fußabschnitt 224 körperfern angeordnet.
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Wie in 9 gezeigt, enthält und/oder definiert der zweite Holm 222 weiter eine obere Fläche oder Oberfläche 228 und eine untere Fläche oder Oberfläche 230. In einer Ausführungsform ist die obere Fläche 228 des zweiten Holms 222, wie in 9 gezeigt, geformt, um mit der unteren Fläche 220 des ersten Holms 212 des Druckseitendeckbandkörpers 106, insbesondere bei Einführung in die Holmöffnung 56, im Wesentlichen parallel zu verlaufen. In einer Ausführungsform ist die untere Fläche 230 des zweiten Holms 222 des Saugseitendeckbandkörpers 106 geformt, um mit der unteren Angriffsfläche 60 der Holmöffnung 56 im Wesentlichen parallel zu verlaufen. Beispielsweise divergiert die untere Fläche 230 des zweiten Holms 222 ausgehend von dem Spitzenabschnitt 226 radial in Richtung des Fußabschnitts 224.
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Wie in 9 gezeigt, erstreckt sich das Befestigungsmittel 132 durch Befestigungsöffnungen 134, 136, 138, die in dem Druckseitendeckbandkörper 104, in dem Schaufelblatt 40 bzw. in dem Saugseitendeckbandkörper 106 ausgebildet sind. Das Befestigungsmittel 132 stellt eine Klemmkraft bereit, um den Druckseitendeckbandkörper 104 gegen die Druckseitenwand 52 und den Saugseitendeckbandkörper 106 gegen die Saugseitenwand 54 des Schaufelblatts zu halten.
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In dieser Ausführungsform wird der erste Holm 212 des Druckseitendeckbandkörpers 104 in die Holmöffnung 56 einführt und an Ort und Stelle gehalten und/oder entlang der Druckseitenwand 52 radial aufwärts gedrückt, so dass sich die obere Fläche 218 des ersten Holms 212 mit der oberen Angriffsfläche 58 der Holmöffnung 56 in Eingriff oder nahezu in Eingriff befindet. Der zweite Holm 222 des Druckseitendeckbandkörpers 104 wird zwischen der unteren Fläche 220 des ersten Holms 212 des Druckseitendeckbandkörpers und der untere Angriffsfläche 60 der Holmöffnung 56 eingeführt.
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Wenn die untere Fläche 230 des zweiten Holms 222 des Saugseitendeckbandkörpers 106 freigegeben ist, kann sie auf oder benachbart zu der unteren Angriffsfläche 60 der Holmöffnung 56 ruhen. Die untere Fläche 220 des ersten Holms 212 des Druckseitendeckbandkörpers 104 ruht auf der oberen Fläche 228 des zweiten Holms 222 des Saugseitendeckbandkörpers 106. Die obere Fläche 218 des Holms des Druckseitendeckbandkörpers 104 steht mit der oberen Angriffsfläche 58 der Holmöffnung 56 in Berührung. Infolgedessen sind die Druckseiten- und Saugseitendeckbandkörper 104, 106 miteinander und an dem Schaufelblatt 40 verriegelt, insbesondere, wenn sie einer Zentrifugalkraft ausgesetzt sind, beispielsweise wenn die Turbinenschaufeln 28 mit der Rotorwelle 22 in Drehung versetzt sind. Die Zentrifugalkraft ruft eine Normalkraft an den Druckseiten- und Saugseitenwänden 52, 54 des Schaufelblatts 40 hervor. Die Holme 212, 222 können auch die Zentrifugalkräfte, die durch die Druckseiten- und Saugseitendeckbandkörper 104 hervorgerufen werden, 106 auf das Schaufelblatt 40 übertragen.
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Wie hier beschrieben und veranschaulicht, schafft die Erfindung unterschiedliche technische Vorteile gegenüber bestehenden Turbinenschaufel-Spannweitenmittendeckbandtechnologien. Beispielsweise ruft diese Spannweitenmittendeckbandanordnung 100 zwischen benachbarten Turbinenschaufeln 28 für volle 360 Grad um die Turbinenrotorscheibe 26 an einem gewünschten Prozentsatz der Spannweite und/oder an einem gewünschten Prozentsatz der Sehne der vorgegebenen Turbinenschaufel 28 eine Berührung hervor. Diese Berührung verändert die Eigenfrequenzen und Modenformen des Schaufelblatts 40. Die keil- oder schwalbenschwanzförmigen Holme 112, 212 verriegeln unter Zentrifugalkraft die Druckseiten- und Saugseitendeckbandkörper 104, 106 miteinander und an dem Schaufelblatt 40. Die Zentrifugalkraft ruft eine Normalkraft an den Druckseiten- und Saugseitenwänden 52, 54 des Schaufelblatts 40 hervor. Die Normalkraft kann durch Einstellen von Winkeln der unterschiedlichen Oberflächen oder Flächen der Holme und/oder der oberen und/oder unteren Angriffsflächen der Holmöffnung 56 eingestellt werden.
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Zusätzlich zu der Bereitstellung einer Klemmkraft auf die Druckseiten- und Saugseitendeckbandkörper 104, 106 während der Drehung der Turbinenschaufel 28 können die Holme 112, 211 und/oder 122, 222 die Zentrifugalkräfte der Druckseiten- und Saugseitendeckbandkörper 104, 106 auf das Schaufelblatt 40 übertragen. Zusätzlich oder in der Abwandlung steigt mit der ansteigenden Zentrifugalkraft die Normalkraft, so dass dadurch eine Biegung in dem Befestigungsmittel 132 verringert wird. Zusätzlich oder in der Abwandlung kann die Spannweitenmittendeckbandanordnung, wie sie hier dargeboten ist, in neue Fremdteile integriert werden und/oder kann angepasst werden, um zu auslaufenden Modellen von Turbinenschaufeln zu passen.
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Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsart, zu offenbaren und um außerdem jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, einschließlich beliebige Einrichtungen und Systeme herzustellen und zu nutzen und beliebige damit verbundene Verfahren durchzuführen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente enthalten, die sich von dem Wortlaut der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente enthalten, die nur unwesentlich von dem Wortsinn der Ansprüche abweichen.
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Eine Spannweitenmittendeckbandanordnung weist einen Saugseitendeckbandkörper auf, der einen ersten Holm definiert. Der erste Holm ist ausgebildet, um sich zumindest teilweise durch eine Holmöffnung zu erstrecken, die in dem Schaufelblatt definiert ist, und weist einen Fußabschnitt, einen Spitzenabschnitt, eine obere Fläche und eine untere Fläche auf. Die Ober- und Unterseiten konvergieren ausgehend von dem Spitzenabschnitt in Richtung des Fußabschnitts. Die Spannweitenmittendeckbandanordnung enthält außerdem einen Druckseitendeckbandkörper. Der Druckseitendeckbandkörper definiert einen zweiten Holm, der ausgebildet ist, um sich zumindest teilweise durch die Holmöffnung des Schaufelblatts zu erstrecken, und weist einen Fußabschnitt, einen Spitzenabschnitt, eine obere Fläche und eine untere Fläche auf. Zumindest ein Teil der oberen Fläche des zweiten Holms ist ausgebildet, um mit der unteren Fläche des ersten Holms im Wesentlichen parallel zu verlaufen, wenn sowohl der erste als auch der zweite Holm in die Holmöffnung eingeführt sind. BEZUGSZEICHENLISTE
| Bezugszeichen | Bauteil |
| 10 | Gasturbine |
| 12 | Einlassabschnitt |
| 14 | Verdichterabschnitt |
| 16 | Brennkammerabschnitt |
| 18 | Turbinenabschnitt |
| 20 | Auslassabschnitt |
| 22 | Welle |
| 24 | Rotorwelle |
| 26 | Laufradscheiben |
| 28 | Laufschaufel |
| 30 | Außengehäuse |
| 32 | Heißgaspfad |
| 34 | Heißgas |
| 36 | Befestigungsabschnitt |
| 38 | Plattformabschnitt |
| 40 | Schaufelblatt |
| 42 | Fuß |
| 44 | Spitze |
| 46 | Anströmkante |
| 48 | Abströmkante |
| 50 | Seitenwand |
| 52 | Erste/Druckseitenwand |
| 54 | Zweite/Saugseitenwand |
| 56 | Holmöffnung |
| 58 | Obere Angriffsfläche |
| 60 | Untere Angriffsfläche |
| 61–99 | NICHT VERWENDET |
| | |
| 100 | Spannweitenmittendeckbandanordnung |
| 102 | Deckbandkörper |
| 104 | Erster/Druckseitendeckbandkörper |
| 106 | Zweiter/Saugseitendeckbandkörper |
| 108 | Innerer/Passabschnitt |
| 110 | Innerer/Passabschnitt |
| 112 | Erster Holm/Vorsprung |
| 114 | Fußabschnitt |
| 116 | Spitzenabschnitt |
| 118 | Obere Fläche/Oberfläche |
| 120 | Untere Fläche/Oberfläche |
| 122 | Zweiter Holm/Vorsprung |
| 124 | Fußabschnitt |
| 126 | Spitzenabschnitt |
| 128 | Obere Fläche/Oberfläche |
| 130 | Untere Fläche/Oberfläche |
| 132 | Befestigungsmittel |
| 134 | Befestigungsöffnung |
| 136 | Befestigungsöffnung |
| 138 | Befestigungsöffnung |
| 139–199 | NICHT VERWENDET |
| 212 | Erster Holm/Vorsprung |
| 214 | Fußabschnitt |
| 216 | Spitzenabschnitt |
| 218 | Obere Fläche/Oberfläche |
| 220 | Untere Fläche/Oberfläche |
| 222 | Zweiter Holm/Vorsprung |
| 224 | Fußabschnitt |
| 226 | Spitzenabschnitt |
| 228 | Obere Fläche/Oberfläche |
| 230 | Untere Fläche/Oberfläche |
