DE1300734B - Einrichtung zur Schwingungsdaempfung an den Laufschaufeln einer Gasturbine - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schwingungsdämpfung an den eine Fußplatte, einen eingezogenen Schaft und einen zur Befestigung im Läufer dienenden Fuß aufweisenden Laufschaufeln einer Gasturbine, mit je einem zwischen den Schäften benachbarten Schaufeln angeordneten federnden, sich unter dem Einfluß der Fliehkraft an radial innere Oberflächen der Schaufeln anlegenden Bauteil.
• Bei bekannten Einrichtungen dieser Bauart hatten die Dämpfungsorgane eine sehr komplizierte Gestalt, die eine kostspielige Herstellung bedingte, und außerdem waren häufig Abänderungen der Rotorscheibe und der Laufschaufeln erforderlich. Der wesentliche Nachteil der bekannten Dämpfungsglieder lag jedoch darin, daß sie nicht entfernt oder eingesetzt werden konnten, nachdem der Schaufelring einmal in seine Lage gebracht worden ist, ohne diesen Schaufelring vorher zu entfernen.
• So ist es beispielsweise bekannt, als Dämpfungsbauteil eine oder mehrere im Querschnitt C-förmige Blattfedern zu benutzen, die mit ihrem Mittelabschnitt gegen den Umfang der Läuferscheibe anliegen und mittels Schrauben an dieser Läuferscheibe befestigt sind, wobei die freien Schenkel sich gegen die radial inneren Oberflächen der Fußplatten spreizen. Diese Ausbildung schließt einen nachträglichen Ausbau bzw. Einbau eines Federelements aus, und im Bedarfsfall, z. B. bei Bruch oder Ermüdung eines Federelements, mußten zum Zweck des Auswechselns wenigstens jene Laufschaufeln aus der Rotorscheibe ausgebaut werden, gegen die das Federelement abgestützt war. Dadurch, daß im bekannten Fall die freien Schenkelenden einzeln an je eine der umfangsmäßig benachbarten Schaufelfüße abgestützt sind, muß jeder Schenkel einzeln die erforderliche Stützkraft erzeugen, und daher ist eine relativ schwere und kompakteAusbildung der Federn erforderlich, oder es müssen mehrere Federn eingelegt werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die der Schwingungsdämpfung dienenden Bauteile konstruktiv einfach und derart auszubilden, daß sie eingebaut, ausgebaut und überwacht werden können, ohne daß es erforderlich ist, die Laufschaufeln aus der Rotorscheibe auszubauen, wobei außerdem die zur Schwingungsdämpfung dienende Federwirkung verbessert ist.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung zur Schwingungsdämpfung der eingangs erwähnten Gattung dadurch gelöst, daß dieser sich unter dem Einfluß der Fliehkraft an radial innere Oberflächen der Schaufeln anlegende Bauteil einen radial nach innen offenen Querschnitt aufweist, dessen Basis an der radial inneren Oberfläche der Fußplatten benachbarter Schaufeln anliegt und dessen Schenkel mit ihren Enden am Umfang der Läuferscheibe angeordnete Vorsprünge umklammern. Diese im wesentlichen U-förmige Querschnittsgestalt der federnden Dämpfungsbauteile ermöglicht ein Einschieben in axialer Richtung, wobei gleichzeitig die Lage genauestens überprüft werden kann. Dadurch, daß die freien Schenkelenden, die an der Läuferscheibe ohnehin befindlichen Vorsprünge umklammern, kann auf zusätzliche Befestigungsmittel wie Schrauben od. dgl. verzichtet werden. Weil die Basis des federnden Bauteiles den Fußplatten je zweier benachbarter Laufschaufeln anliegt, ergibt sich eine günstigere Federwirkung insofern, als über den federnden Bauteil, und zwar über dessen Basisabschnitt, Kräfte zwischen zwei benachbarten Schaufeln übertragen werden können, derart, daß sich die Schwingungsamplituden wenigstens teilweise gegeneinander aufheben. Es hat sich gezeigt, daß durch diese Ausbildung eine wesentlich bessere Dämpfungswirkung zustande kommt, als wenn die Schenkel einer Blattfeder einzeln gegen die Schaufelfußplatten abgestützt sind, wobei zwischen den beiden Schaufelfußplatten benachbarter Laufschaufeln kein Federstützelement vorhanden ist.
• Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die Erfindung gegenüber herkömmlichen Dämpfungseinrichtungen insofern vorteilhaft ist, als die die Dämpfung bewirkenden Bauteile eine äußerst einfache Gestalt haben und daher billig herstellbar sind, leicht einer visuellen Inspektion zugänglich sind, ein geringes Gewicht aufweisen und keinerlei zusätzliche Befestigungsmittel benötigen. Außerdem können sie eingefügt oder entfernt werden, ohne den Schaufelaufbau zu zerstören.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weisen die Schenkel des Bauteils von denSchäften seitlichen Abstand auf. Dadurch wird ein Raum für die Kühlluftströmung zwischen denSchaufelschäften und dem elastischen Bauteil geschaffen, so daß sich eine verbesserte Kühlwirkung ergibt.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigt F i g. 1 einen abgebrochenen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung; F i g. 2 das schwingungsdämpfende Bauteil nach der Erfindung.
• Jede Laufschaufel 12 hat eine Fußplatte 14, die radial außerhalb des zur Befestigung in der Läuferscheibe 10 dienenden Schaufelfußes 11 liegt und mit diesem durch einen eingezogenen Schaft 15 verbunden ist. Dieser Schaft ist dünn, damit die Eigenschwingungszahl der Schaufel bei niedrigen Turbinendrehzahlen liegt. Hierdurch wird vermieden, daß die Laufschaufeln lange mit ihrer Eigenschwingungszahl laufen müssen, was der Fall wäre, wenn diese beispielsweise mit der Normaldrehzahl zusammenfallenwürde.
• Zwischen zwei Schäften 15 ist mit seitlichem Abstand je ein aus Blech geformtes federndes Bauteil 16 angeordnet, das mit Federdruck am Umfang der Läuferscheibe 10 angeordnete Vorsprünge umklammert und sich bei der Rotation der Läuferscheibe 10 unter dem Einfluß derFliehkraft an die radial inneren Oberflächen 17 der Fußplatten 14 zweier benachbarter Laufschaufeln 12 anlegt.
• Diese Bauteile 16 dämpfen durch ihre Reibung die große Schwingungsamplitude der Laufschaufeln 12, die beim Betrieb des Triebwerkes infolge der dünnen Schäfte 15 zustande kommt, ohne sie jedoch ganz aufzuheben.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Schwingungsdämpfung an den eine Fußplatte, einen eingezogenen Schaft und einen zur Befestigung im Läufer dienenden Fuß aufweisenden Laufschaufeln einer Gasturbine, mit je einem zwischen den Schäften benachbarter Schaufeln angeordneten federnden, sich unter dem Einfluß der Fliehkraft an radial innere Oberflächen der Schaufeln anlegenden Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Bauteil (16) einen radial nach innen offenen Querschnitt aufweist, dessen Basis an der radial inneren Oberfläche (17) der Fußplatten (14) benachbarter Schaufeln (12) anliegt und dessen Schenkel mit ihren Enden am Umfang der Läuferscheibe (10) angeordnete Vorsprünge umklammern.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel des Bauteils (16) von den Schäften (15) seitlichen Abstand haben.