Befestigung der Schaufeln eines Leitschaufelkranzes einer Strömungsmaschine
am Leitschaufelträger mittels gummielastischer Elemente Die Erfindung betrifft eine
Befestigung der Schaufeln eines Leitschaufelkranzes einer Strömungsmaschine am Leitschaufelträger,
bei der die Schaufeln mittels gummielastischer Elemente radial an den Träger angedrückt
werden.Attachment of the blades of a guide vane ring of a turbomachine
on the guide vane carrier by means of rubber-elastic elements The invention relates to a
Attachment of the blades of a guide vane ring of a turbomachine to the guide vane carrier,
in which the blades are pressed radially onto the carrier by means of rubber-elastic elements
will.
Bei den bekannten Befestigungen dieser Art werden die Schaufeln nebst
den elastischen Elementen in Schwalbenschwanz- oder sonstwie hinterschnittenen Ausnehmungen
des Trägers gehalten. Die Erfindung will diese hinterschnittenen Ausnehmungen, da
sie teuer sind, durch zylindrische Bohrungen, die ja billiger sind, ersetzen. Diesen
muß die Form der Schaufelenden und der elastischen Elemente angepaßt werden.In the known fastenings of this type, the blades are also used
the elastic elements in dovetail or otherwise undercut recesses
held by the wearer. The invention wants these undercut recesses because
if they are expensive, replace them with cylindrical bores, which are cheaper. This one
the shape of the blade ends and the elastic elements must be adapted.
Die Erfindung löst die Aufgabe auf zwei voneinander verschiedene Weisen.
Die eine besteht darin, daß die Schaufeln weder Kopf noch Fuß, sondern nur das Schaufelblatt
aufweisen, ferner daß die Schaufeln des ganzen Schaufelkranzes oder eines Kranzsegments
durch die elastischen Elemente miteinander einstückig verbunden sind, indem die
Elemente am äußeren und am inneren Ende der Schaufeln an die beiden Seiten des Schaufelblatts
aasvulkanisiert sind, ferner daß in den äußeren und den inneren Elementen zwischen
den Schaufeln je eine Gewindebüchse einvulkanisiert ist und daß in diese Gewindebüchsen
je eine Schraube durch eine Bohrung des äußeren bzw. inneren Leitschaufelträgers
eingeschraubt ist. Die andere- besteht darin, daß die Schaufeln am äußeren und am
inneren Ende je einen zylindrischen Zapfen aufweisen, ferner daß die elastischen
Zwischenelemente als Hülsenfedern, jede bestehend aus zwei zueinander konzentrischen
Metallhülsen und einer dazwischen einvulkanisierten elastischen Schicht, ausgebildet
sind und daß diese Hülsenfedern auf den Schaufelzapfen und in radialen Bohrungen
des äußeren bzw. des inneren Leitschaufelträgers befestigt sind.The invention solves the problem in two different ways.
One is that the blades have neither head nor foot, but only the blade
have, further that the blades of the entire blade ring or a ring segment
are integrally connected to one another by the elastic elements by the
Elements at the outer and inner ends of the blades on both sides of the airfoil
are vulcanized, further that in the outer and inner elements between
a threaded bushing is vulcanized into each of the blades and that in these threaded bushings
one screw each through a hole in the outer or inner guide vane carrier
is screwed in. The other is that the blades on the outer and on the
inner end each have a cylindrical pin, furthermore that the elastic
Intermediate elements as sleeve springs, each consisting of two concentric to each other
Metal sleeves and an elastic layer vulcanized between them
are and that these sleeve springs on the blade pin and in radial bores
of the outer and the inner guide vane carrier are attached.
Damit Schwingungen der Schaufeln in Richtung ihrer radialen Achse
und um diese verhindert bzw. vermindert werden, sind zwei besondere Maßnahmen zu
empfehlen. Die eine gilt für die erstgenannte jener Befestigungsarten und besteht
darin, daß die Elemente im entspannten Zustand etwas zur Kanalmitte hin gewölbt
sind, also Spiel zwischen dem äußeren Schaufelträger bzw. dem inneren Schaufelträger
einerseits und ihren Gewindebüchsen andererseits lassen und mittels Schrauben an
die Schaufelträger mehr oder weniger stark angedrückt werden. Die andere gilt für
die zweitgenannte jener Befestigungsarten und besteht darin, daß der radial äußere
Zapfen mit Gewinde und Mutter und das ihm zugehörige Schaufelende mit einer Ringschulter,
die an der Außenhülse des elastischen Elements anliegt, versehen ist und daß die
Schaufel mittels der Mutter mehr oder weniger stark gegen die Außenhülse angedrückt
wird. Dadurch wird Bewegung der Schaufel in Richtung ihrer Achse, also Hämmern der
Schaufel gegen die Schaufelträger verhindert und Schwingung der Schaufel um ihre
Achse dank der Reibung vermindert.This means that the blades vibrate in the direction of their radial axis
and in order to prevent or reduce this, two special measures are to be taken
recommend. One applies to the former of those types of attachment and exists
in that the elements are slightly curved towards the center of the canal in the relaxed state
are, so play between the outer blade carrier and the inner blade carrier
on the one hand and their threaded bushings on the other hand and using screws
the blade carriers are pressed more or less strongly. The other is for
the second of those types of fastening and consists in that the radially outer
Pin with thread and nut and the associated blade end with a ring shoulder,
which rests against the outer sleeve of the elastic element is provided and that the
Shovel pressed more or less strongly against the outer sleeve by means of the nut
will. This causes movement of the shovel in the direction of its axis, thus hammering the
Blade against the blade carrier and prevents vibration of the blade around their
Axis reduced thanks to the friction.
Mit den elastischen Elementen 2, 3 bzw. den gummielastischen Hülsenfedern
24, 25, 28 ist jede Schaufel an den Enden gegen Seitenkräfte elastisch abgestützt,
wobei die Elastizität in den Stützelementen durch radiales Verspannen verändert
werden kann. Die einzelne Leitschaufel ist somit vergleichbar mit einem Stab, der
an den Enden in Federn aufgehängt ist, wobei die Eigenspannung der Federn und damit
deren Nachgiebigkeit einstellbar ist. Da das Biegeschwingungsbild des elastisch
gelagerten Stabes anders ist als das des an den Enden fest eingespannten, so wird
auch beim Gegenstand der Erfindung durch Veränderung der Nachgiebigkeit der elastischen
Elemente infolge ihrer radialen Verspannung die Form der Biegeschwingungen verändert.
Die Zeichnung zeigt in F i g. 1 ein Leitapparatsegment mit einvulkanisierten Schaufeln,
F i g. 2 einen Schnitt längs Linie II-II der F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt durch
den äußeren Tragring längs Linie III-III der F i g. 2 und F i g. 4 eine Befestigung
von Schaufeln mittels an den Enden angebrachter Tragzapfen im Axialschnitt. In F
i g. 1 bis 3 sind mit 1 die Leitschaufeln eines Axialverdichters bezeichnet, an
deren Enden die
elastischen Elemente 2, 3 anvulkanisiert sind, welche
die Schaufeln zu einem vollständigen Ring oder zu Segmenten verbinden. In die elastischen
Elemente, die im urgespannten Zustand etwa die bei 6 mit strichpunktierten Linien
angedeutete Form haben, sind Gewindebüchsen 4, 5 einvulkanisiert. Die so zusammengefügten
Segmente sind in Nuten 7 und 8 der inneren und äußeren Tragringe 9 und 10 eingelassen.
Mit den in Bohrsingen der Tragringe eingesetzten Bolzen 11, 12, die in die Gewindebüchsen
4, 5 eingeschraubt werden, wird in den elastischen Elementen 2, "3 ein Spannungszustand
eingestellt, der bewirkt, daß Resonanzerscheinungen in den Schaufeln beseitigt werden.With the elastic elements 2, 3 or the rubber-elastic sleeve springs
24, 25, 28 each blade is elastically supported at the ends against lateral forces,
wherein the elasticity in the support elements is changed by radial tensioning
can be. The individual guide vane is thus comparable to a rod that
is suspended at the ends in springs, the internal tension of the springs and thus
whose flexibility is adjustable. Since the bending vibration pattern of the elastic
stored rod is different than that of the firmly clamped at the ends, so will
also with the subject of the invention by changing the flexibility of the elastic
Elements changed the shape of the bending vibrations as a result of their radial tension.
The drawing shows in FIG. 1 a diffuser segment with vulcanized-in blades,
F i g. 2 shows a section along line II-II of FIG. 1, Fig. 3 a section through
the outer support ring along line III-III of FIG. 2 and F i g. 4 an attachment
of blades by means of trunnions attached to the ends in axial section. In F
i g. 1 to 3, 1 denotes the guide vanes of an axial compressor, on
whose ends the
elastic elements 2, 3 are vulcanized, which
connect the blades to form a complete ring or segments. In the elastic
Elements that are in the originally tensioned state approximately at 6 with dash-dotted lines
have indicated shape, threaded bushings 4, 5 are vulcanized. The so assembled
Segments are embedded in grooves 7 and 8 of the inner and outer support rings 9 and 10.
With the bolts 11, 12 used in the boring rings of the support rings, which are inserted into the threaded bushings
4, 5 are screwed in, the elastic elements 2, "3 become a state of tension
which has the effect that resonance phenomena in the blades are eliminated.
Mit ihren flachen Endflächen 13 oder 14 stoßen die Schaufeln 1 stumpf
gegen den inneren bzw. äußeren Tragring. Da- die elastische Einspannung den Schaufeln
eine geisse Drehfreiheit verleiht, bilden entweder die äußeren oder die inneren
Endflächen zugleich Reibflächen, in denen Drehschwingungsenergie vernichtet wird.
Die Reibungskraft ist dabei proportional der in die Zwischenelemente 2 eingeleiteten
Spannung.The blades 1 butt with their flat end faces 13 or 14
against the inner or outer support ring. The elastic restraint of the blades
Giving a geisse freedom of rotation, either the outer or the inner form
End surfaces at the same time friction surfaces in which torsional vibration energy is destroyed.
The frictional force is proportional to that introduced into the intermediate elements 2
Tension.
In F i g. 4 ist 21 eine Leitschaufel, an deren Enden die Tragzapfen
22, 23 angebracht sind. über diese sind die nach Art einer Hüladufeder mit Metallbüchsen
24, 25 bzw. 26, 27 armierten elastischen Elemente 28 und 29 geschoben, die in Bohrungen
des geteilten äußeren Tragringes 30 und des inneren Tragringes 31 mit Festsitz
gelagert sind. Am äußeren Ende der Schaufel 21 ist ferner ein Bund angebracht, gegen
welches die äußere Büchse 25 mit Hilfe der Spannmutter 33 angedrückt wird. Dadurch
wird einerseits in dem elastischen Element ein Spannungszustand erzeugt und andererseits
in der Stoßfläche 34 Drehschwingungsenergie in Reibung umgesetzt. Die beiden Befestigungsanordnungen
sind sowohl für die Dämpfung von Drehschwingungen als auch von Biegeschwingungen
geeignet; denn mit der Änderung der Vorspannung in den elastischen Zwischenelementen
wird zugleich der Einspanndruck geändert, der auch die Form der Biegeschwingungen
und die Dämpfung beeinflußt.In Fig. 4, 21 is a guide vane, at the ends of which the support pins 22, 23 are attached. The elastic elements 28 and 29, reinforced in the manner of a sleeve spring with metal bushings 24, 25 or 26, 27, are pushed over these, which are mounted with an interference fit in bores of the divided outer support ring 30 and the inner support ring 31. At the outer end of the blade 21, a collar is also attached, against which the outer sleeve 25 is pressed with the aid of the clamping nut 33. As a result, on the one hand, a state of tension is generated in the elastic element and, on the other hand, torsional vibration energy is converted into friction in the abutment surface 34. The two fastening arrangements are suitable for damping torsional vibrations as well as bending vibrations; because with the change in the preload in the elastic intermediate elements, the clamping pressure is changed at the same time, which also influences the shape of the bending vibrations and the damping.