DE1119056B

DE1119056B - Exit cone for a jet pipe of a gas turbine engine

Info

Publication number: DE1119056B
Application number: DEB54649A
Authority: DE
Inventors: Albert Thomas
Original assignee: Bristol Siddeley Engines Ltd
Current assignee: Bristol Siddeley Engines Ltd
Priority date: 1958-09-04
Filing date: 1959-09-02
Publication date: 1961-12-07
Also published as: GB866555A

Description

Austrittskegel für ein Strahlrohr eines Gasturbinentriebwerks Die Erfindung bezieht sich auf Austrittskegel für ein Strahlrohr eines Gasturbinentriebwerks mit radial nach außen gerichteten, hohlen Streben von stromlinienförmigem Querschnitt, in die radial nach innen gerichtete Zapfen, die fest mit dem Strahlrohr verbunden sind, gleitend einfassen und den Austrittskegel bei Ermöglichung einer relativen Wärmeausdehnung im Strahlrohr zentrieren.Exit cone for a jet pipe of a gas turbine engine Die The invention relates to an exit cone for a jet pipe of a gas turbine engine with radially outwardly directed, hollow struts of streamlined cross-section, into the radially inwardly directed pin, which is firmly connected to the jet pipe are, sliding border and the exit cone allowing a relative Center thermal expansion in the radiant tube.

Bei derartigen Austrittskegeln bereitet die Ausbildung der Gleitstelle bzw. der Anschluß an den Zapfen gewisse Schwierigkeiten. Bei einer bekannten Ausführungsform sind zylindrische Einsätze in die Streben eingeschweißt, die noch mit besonderen Büchsen versehen sind, um die Beanspruchung aufnehmen zu können.With such outlet cones, the formation of the sliding point prepares or the connection to the pin certain difficulties. In a known embodiment are cylindrical inserts welded into the struts, which are still with special Bushings are provided in order to be able to absorb the stress.

Eine andere Bauart sieht neben Formteilen, die eine zylindrische Führung aufweisen, noch besondere Versteifungen vor. In beiden Fällen wird also gerade an dieser Stelle ein verhältnismäßig hoher Aufwand mit mehrfach zu bearbeitenden Teilen getrieben, der deutlich zeigt, daß die Aufnahme der Beanspruchungen gewisse Schwierigkeiten hervorruft bzw. besondere Vorkehrungen erfordert.Another type of construction provides a cylindrical guide in addition to molded parts have special stiffeners. So in both cases it is currently on at this point a relatively high effort with parts to be machined several times driven, which clearly shows that the absorption of the stresses certain difficulties causes or requires special precautions.

Ziel der Erfindung ist es, für diese Anschlußstelle eine möglichst einfache, leichte und festigkeitsmäßig günstige Ausbildung zu schaffen.The aim of the invention is, if possible, for this connection point to create simple, easy and strength-wise favorable training.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß wenigstens der radial außen liegende Teil jeder Strebe als Gußteil ausgebildet ist, dessen Dicke am radial äußeren Ende eine wirksame Gleitverbindung mit dem Zapfen zuläßt und in radialer Richtung nach innen bis auf eine Dicke abnimmt, die etwa der Dicke des radial innen liegenden Blechbauteils gleich ist, an dem das Gußteil stumpf angeschweißt ist.This object is achieved according to the invention in that at least the radially outer part of each strut is designed as a cast part, the Thickness at the radially outer end allows an effective sliding connection with the pin and decreases in the radial direction inwards to a thickness which is approximately the thickness of the radially inner sheet metal component to which the casting is butt welded is the same is.

Als Anschlußstück wird also ein Gußteil verwendet, das seiner Natur nach für unterschiedliche Wandstärken geeignet ist. Das radial außen liegende Ende der Strebe kann an der Gleitstelle kräftige Querschnitte erhalten, die auf geringere Querschnitte an der Stelle verkleinert werden, an der das Gußteil an das Blech angeschlossen werden soll.A casting is used as the connecting piece, which is due to its nature is suitable for different wall thicknesses. The radially outer end the strut can have strong cross-sections at the sliding point, which are smaller Cross-sections are reduced at the point where the casting is connected to the sheet metal shall be.

Es ist natürlich bekannt, die Wandstärke von Gußteilen der Dicke derjenigen Teile anzupassen, an die das Gußteil angeschweißt werden soll. Gegenüber den bekannten Konstruktionen liegt jedoch der Fortschritt der Erfindung darin, daß gerade an dieser Stelle ein diese Anpassung ermöglichender Werkstoff benutzt wird.It is of course known the wall thickness of castings is the thickness of those Adapt parts to which the casting is to be welded. Compared to the known Constructions, however, the progress of the invention is that just because of this Place a material that enables this adaptation is used.

Nach einem weiteren Merkmal, und wenn die gesamte Strebe als Gußteil ausgebildet ist, besteht das innere Ende der Gußstrebe aus einem Stück mit einem nach außen vorgezogenen Flansch, der stumpf an die Kante eines entsprechenden Loches des aus Blech bestehenden Kegels angeschweißt ist, so daß der Flansch eine Hohlkehle zwischen dem Kegel und dem Ansatz der Strebe bildet.According to another feature, and if the entire strut as a casting is formed, the inner end of the cast strut is made in one piece with a outwardly protruding flange, the butt to the edge of a corresponding hole of the sheet metal cone is welded so that the flange has a groove forms between the cone and the approach of the strut.

Nach einem anderen Merkmal ist das gegossene, radial außen liegende Ende der Strebe aus einem Stück mit einem Ansatz hergestellt, in den der damit zusammenwirkende Zapfen gleitend einfaßt und der radial nach innen in das hohle Innere der Strebe ragt.Another feature is that it is cast radially outward End of the strut made from one piece with a neck in which the cooperating with it The pin slidably engages and radially inwardly into the hollow interior of the strut protrudes.

Der radial außen liegende Teil jeder Strebe oder auch die gesamte Strebe mit dem nach außen gerichteten Flansch kann im Präzisionsguß (z. B. nach dem Wachsausschmelzverfahren) hergestellt werden, so daß sämtliche Streben identisch sind. Durch Verringerung der Wanddicke auf die Dicke des Blechbauteils (d. h. eines radial innen liegenden Teils der Strebe oder der Kante eines Loches im Kegel), an das das Gußteil angeschweißt werden soll, kann die Schweißung einfach und ohne Bildung von Stufen durchgeführt werden.The radially outer part of each strut or the entire Strut with the flange facing outwards can be precision cast (e.g. after the lost wax process) so that all struts are identical are. By reducing the wall thickness to the thickness of the sheet metal part (i.e. a radially inner part of the strut or the edge of a hole in the cone) that the casting is to be welded on, the weld can be done easily and without formation be carried out by stages.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt und wird erläutert.The invention is shown in the drawing, for example is explained.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt auf einer Seite der Längsachse durch einen Teil des Strahlrohres und Austrittskegels, der mit Streben versehen ist, die gemäß der Erfindung im ganzen gegossen sind; Fig.2 ist ein vergrößerter Querschnitt durch die Strebe nach der Linie 2-2 der Fig.1; Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht vom stromabwärtigen Ende der in Fig. 1 dargestellten Strebe, teilweise in der Ansicht und teilweise in einem Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 2; Fig. 4 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, in der eine Strebe dargestellt ist, bei der gemäß der Erfindung nur das radial außen. liegende Ende als Gußteil ausgebildet ist.Fig. 1 is a longitudinal section on one side of the longitudinal axis through a Part of the jet pipe and outlet cone, which is provided with struts according to of the invention are cast as a whole; Fig.2 is an enlarged Cross section through the strut along the line 2-2 of Figure 1; Fig. 3 is a perspective View from the downstream end of the strut shown in FIG. 1, partially in FIG the view and partly in a section along the line 2-2 of FIG. 2; Fig. 4 shows a view corresponding to FIG. 1, in which a strut is shown, according to the invention only the radially outside. lying end designed as a casting is.

In Fig. 1 sind die Teile des Strahlrohres und des Austrittskegels bei 10 bzw. 11 dargestellt. Ein Teil eines stromaufwärts liegenden Bauteils, an dem der Austrittskegel bei 12 angeschraubt ist, ist bei 13 dargestellt. Diese Teile sind aus Blech hergestellt.In Fig. 1 the parts of the jet pipe and the outlet cone are shown at 10 and 11, respectively. Part of an upstream component which the outlet cone is screwed on at 12 is shown at 13. These parts are made of sheet metal.

Von den radial liegenden Streben, die das Strahlrohr und den Austrittskegel relativ zueinander festlegen, ist nur eine dargestellt. Diese Strebe ist in einem Stück gegossen und hohl und besitzt ein verhältnismäßig dickes Oberteil 14 und eine Seitenwand 15, die einen geeigneten stromlinienförmigen Querschnitt aufweist, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, und zum radial inneren Ende hin auseinandergeht. Am radial inneren Ende ist die Strebe offen und aufgeweitet, wie es bei 16 dargestellt ist. Wie zu erkennen ist, verringert sich die Dicke der Seitenwand vom Oberteil 14 zum Blech hin, aus dem der Hauptteil des Austrittskegels hergestellt ist. Der Umfang des aufgeweiteten Endes ist bei 17 stumpf mit dem Rand eines Loches entsprechender Form im Kegel verschweißt.From the radial struts that form the jet pipe and the outlet cone set relative to each other, only one is shown. This strut is in one Piece cast and hollow and has a relatively thick top 14 and a Sidewall 15, which has a suitable streamlined cross-section, such as it is shown in Fig. 3, and diverges towards the radially inner end. At the radially inner end, the strut is open and expanded, as shown at 16 is. As can be seen, the thickness of the side wall of the upper part is reduced 14 towards the sheet metal from which the main part of the outlet cone is made. Of the The circumference of the flared end is more corresponding at 17 with the edge of a hole Welded shape in the cone.

Innerhalb der Strebe liegt ein mit der Strebe aus einem Stück bestehender Ansatz 18 mit einer durchgehenden zylindrischen Bohrung, die einen Zapfen 19 aufnimmt, der weiter unten beschrieben wird und das Strahlrohr und den Austrittskegel relativ in ihrer Lage derart festhalten, daß eine relative Ausdehnung in radialer Richtung aufgenommen wird. Wie am besten aus Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, geht dieser Ansatz an einander gegenüberliegenden Seiten in die Seitenwand 16 über.Inside the strut is a one-piece with the strut Approach 18 with a through cylindrical bore which receives a pin 19, which is described below and the jet pipe and the outlet cone relative hold in their position so that a relative expansion in the radial direction is recorded. As can best be seen from FIGS. 2 and 3, this approach works into the side wall 16 on opposite sides.

Zur Lagerung des Zapfens 19 ist das Strahlrohr mit einem koaxialen Kreisring 20 versehen, der aus dickerem Material besteht als das Blech des übrigen Teils des Strahlrohrs. Die Dicke der Kanten dieses Kreisrings ist bis auf die Dicke des Bleches verringert. Bei 21 ist der Kreisring mit dem Blech verschweißt. An einer für jede Strebe geeigneten Stelle ist der Kreisring 20 mit einem Loch versehen, auf das bei 22 ein am Boden eines hohlen Halters 24 für den zugehörigen Zapfen 19 sitzender Flansch 23 aufgeschweißt ist.To support the pin 19, the jet pipe is provided with a coaxial Annular ring 20 is provided, which consists of thicker material than the sheet metal of the rest Part of the nozzle. The thickness of the edges of this annulus is up to the thickness of the sheet is reduced. At 21 the circular ring is welded to the sheet metal. At a the circular ring 20 is provided with a hole for each strut suitable point, onto the one at 22 on the bottom of a hollow holder 24 for the associated pin 19 seated flange 23 is welded on.

Das äußere Ende des Halters besitzt einen radialen Flansch 25 mit einer ebenen Oberfläche, auf der die ebene Unterseite eines Kopfes 26 des Zapfens liegt, wobei eine Umfangsfläche auf der Oberseite des Kopfes und ein weiterer Bereich auf der Unterseite des Flansches 25 abgeschrägt sind, so daß diese Flächen eng und keilartig in eine innere V-förmige Nut zweier Halbringe 27 einfassen, von denen nur einer dargestellt ist. Die Ringe werden durch Schrauben 28 zusammengehalten, um den Zapfen in seiner Lage festzuhalten.The outer end of the holder has a radial flange 25 with a flat surface on which the flat underside of a head 26 of the pin with a peripheral surface on the top of the head and another area on the underside of the flange 25 are bevelled so that these surfaces are tight and enclose wedge-like in an inner V-shaped groove of two half-rings 27, of which only one is shown. The rings are held together by screws 28, to hold the pin in place.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist derHauptteil der Seitenwand 15a derStrebe in irgendeiner geeigneten Weise aus dem Blech hergestellt, aus dem der Austrittskegel besteht, oder es wird ein besonderer Blechteil verwendet, der daran angeschweißt ist. Nur das radial außen liegende Ende der Strebe ist gegossen. Das radial außen liegende Ende besitzt wie vorher einen relativ dicken Boden 14a, der aus einem Teil mit einem Ansatz 18a für den damit zusammenwirkenden Zapfen 19 a besteht. Die Dicke der Seitenwand 15 b nimmt bis auf die Dicke des Wandteils 15 a ab, an den die Seitenwand bei 17a angeschweißt ist. Das radial innen liegende Ende der Strebe geht bei 16 a in den Kegelkörper über.In the embodiment shown in Figure 4, the major part of the strut side wall 15a is made in any suitable manner from the sheet metal of which the exit cone is made, or a special sheet metal part is used which is welded to it. Only the radially outer end of the strut is cast. The radially outer end has, as before, a relatively thick base 14a, which consists of a part with an extension 18a for the pin 19a which interacts therewith. The thickness of the side wall 15 b decreases to the thickness of the wall part 15 a , to which the side wall is welded at 17 a. The radially inner end of the strut merges into the cone body at 16 a.

Ein weiterer Unterschied dieser Ausführungsform liegt darin, daß der Kopf 26a des Zapfens auf beiden Seiten eben und parallel ist und durch eine napfartige Mutter 29 gehalten wird, die auf ein Außengewinde des hohlen Halters 24 a aufgeschraubt ist. Der Flansch 23 a des Halters ist bei 30 stumpf an den Rand eines Loches im Kreisring 20 a angeschweißt. Die Mutter 29 ist mit einem Sicherungsdraht bei 31 an einem außen liegenden Ansatz 32 des Halters befestigt.Another difference of this embodiment is that the Head 26a of the pin is flat and parallel on both sides and is shaped like a cup Nut 29 is held, which is screwed onto an external thread of the hollow holder 24 a is. The flange 23 a of the holder is butt at 30 to the edge of a hole in the Annular ring 20 a welded on. The nut 29 is with a locking wire at 31 attached to an external extension 32 of the holder.

Durch die Ausbildung der Streben gemäß der Erfindung können diese an ihrem radial innen liegenden, dünnwandigen Ende in einem großen Bereich in den Kegelkörper übergehen, während die gegossenen, radial außen liegenden, dickwandigen Enden einen kleineren Querschnitt besitzen können, um den Belastungen zu widerstehen, denen der Kegel während des Betriebes ausgesetzt ist und die auf die Zapfen übertragen werden, die vom Strahlrohr getragen werden.By designing the struts according to the invention, they can at its radially inner, thin-walled end in a large area in the Conical body pass over, while the cast, radially outer, thick-walled Ends can have a smaller cross-section to withstand the loads, to which the cone is exposed during operation and which are transferred to the journal carried by the nozzle.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Exit cone for a jet pipe of a gas turbine engine with radially outwardly directed hollow struts of streamlined cross-section, in which radially inwardly directed pins, which are firmly connected to the jet pipe, slide around and center the outlet cone in the jet pipe, allowing for relative thermal expansion , characterized in that at least the radially outer part of each strut is designed as a cast part (14, 15; 14a), the thickness of which at the radially outer end (14; 14a) allows an effective sliding connection with the pin (19) and in the radial direction decreases inwardly to a thickness which is approximately equal to the thickness of the radially inner sheet metal component (11) to which the casting is butt-welded.

2. exit cone according to claim 1, in which the entire strut is designed as a cast part, characterized in that that the inner end (15) of the cast strut in one piece with an outwardly protruding Flange (16) is made on the edge of a corresponding hole in the sheet metal existing cone (11) is butt welded in such a way that the flange has a groove forms between the cone and the lower part of the strut.

3. Exit cone according to claim 1 or 2, characterized in that the cast, radially outer end (14; 14 a) of the strut consists of one piece with a shoulder (18) in which the pin (19) cooperating with the strut and which protrudes in the radial direction inward into the hollow interior of the strut.

4. Exit cone according to claim 3, characterized in that the outer sides of the extension (18) with the lateral parts of the walls (15; 14 a) of the cast strut consist of one piece. Publications considered: Swiss patent specification No. 294,464; U.S. Patent No. 2,809,491; Autograph portfolio »Appropriate for welding Constructing and modern manufacturing processes «by the German Association for Welding Technology e. V., Hamburg local association: chap. IV, essay by H. D. Weiss, Ratingen, »Das Welding of pipelines «.