DE1426869A1

DE1426869A1 - Schaufel-Daempfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1426869A1
Application number: DE19631426869
Authority: DE
Inventors: Woodwell Thornton Grant
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1962-07-06
Filing date: 1963-07-05
Publication date: 1968-12-05
Also published as: US3129921A; GB995514A; SE305278B; DE1426869B2; CH415691A

Description

Dr. Ing. E. BERKEN FE LD, Patentanwalt, KÖLN, Universitatsstraße 31

Anlage Aktenzeichen

zur Eingab« vom 26. Juni 19>6j5 vA. Named.Anm. United Aircraft Corporation,

400 Main Street, ^- East Hartford, Conn., U.S.A.

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■> «α. j/αιιιρι uugsvorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaufel-Dämpfungsvorrichtung.

Gegenstand der Erfindung ist eine Dämpfungsvorrichtung, die an einem Verdichter- oder Turbinenschaufelkranz an dessen einer Seite aufgebracht wird. Die Wirksamkeit dieser Vorrichtung steigt mit größer werdender Geschwindigkeit der die Schaufeln tragenden Scheibe. Ohne die Notwendigkeit wesentlicher Änderungen an den Schaufeln läßt sich die Vorrichtung ohne weiteres auch an bereits fertigen Rotorkonstruktionen anbringen. Sie eignet sich besonders zur Verwendung bei Schaufeln mit verlängertem Fuß (so-called extended roottype of blade).

Merkmale und Vorteile dieser Vorrichtung ergeben sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen, sowie aus der beiliegenden Zeichnung, die eine Ausführung der Erfindung darstellt.

Pig. 1 ist eine Teilansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Rotors.

Fig. 2 ist ein Schnitt im wesentlichen entlang der Schnittlinie 2 2 in Fig. 1.

Pig. j5 ist eine perspektivische Ansicht eines Dämpfungselementes und benachbarter Bauteile.

Fig. 4 ist ein Teilschnitt entlang der Linie 4 - 4 in Pig. 2.

Pig. 5 ist ein Schnitt im wesentlichen entlang der Schnittlinie 5 5 in B¹Ig. 2. .

Die Erfindung wird im Zusammenhang mit einer Rotorkonstruktion gezeigt, bei der eine Scheibe 2 an ihrem Umfang axiale Nuten 4 zur Aufnahme des Schaufelfußes bzw. der Schaufelbefestigung 6 aufweist, der bzw. die in Schwalbenschwanzforrn gezeigt und am Innenende des Schaufelelementes 8 angebracht sind. Das Schaufelelement enthält den Schwalbenschwanzabschnitt 6, eine radial vorstehende Fußverlängerung 10, die von dem Schwalbenschwanzabschnitt nach außen abgeht, einen zur Wirkung kommenden Schaufelabschnitt 12 am Außenende des Elementes und eine Schaufelfußplatte 14, die zwischen der Pußverlängerung und dem zum Einsatz kommenden Schaufelabschnitt angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ist klar, daß der Umfang 16 der Scheibe radial einwärts von der Fußplatte 14 liegt, wie es Fig. 1 am besten zeigt. Die Schaufelelemente sind somit in einer Umfangsreihe unter gegenseitigem Abstand angeordnet und bilden zusammen mit der Scheibe einen Rotor, der sich entweder in einem Verdichter oder einer Turbine verwenden läßt.

Die Fußplatten 14 benachbarter Schaufeln liegen dicht beieinander, wie es am besten die Figuren 4 und 5 zeigen, so daß jede Schaufel unabhängig von der anderen in Umfangsrichtung in gewissem Maße vibrieren kann. Es ist der Zweck der vorliegenden Erfindung, diese

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Vl br atIonsbewegung der einzelnen Schaufeln zu bremsen.

Die Schaufeln werden auf dem Umfang der Scheibe durch Endplatten 18 und 20 in ihrer Lage gehalten, die z. B. mit Nieten 22 am Umfang der Scheibe auf deren beiden Seiten befestigt sind. Die Scheibe 18 reicht bis zu den Schaufelfußplatten und schließt die Zwischenräume zwischen den Schaufelfußverlangerungen ab. Die Platte 20 ist speziell so ausgebildet, daß sie einen Teil der erfindungsgemäßen Dämpfungskonstruktion bildet, wie noch aus dein Folgenden hervorgehen wird. ·

Jede Schaufel wird mit einem besonderen Schaufeldämpfungselement 24 bedämpft, das aus einem Basisabschnitt 26 mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Fläche 28 besteht, die mit der Innenseite eines Ansatzes 50 auf der Innenseite der Platte 20 in Eingriff steht. Die Oberflächen 28 der verschiedenen Dämpfungselemente liegen alle im gleichen Abstand vom Mittelpunkt der Scheibe, so daß die Ansätze 50 auf der Innenseite der Platte 20 einen ununterbrochenen zylindrischen Flansch bilden. Die Ansätze werden durch integrale Finger 51

26 getragen, die einen Teil der Abdeckplatte bilden. Von der Basis 95 des Dämpfungselementes geht ein Arm 32 aus, der radial über den Ansatz 50 Übersteht und ebenfalls schräg zum Radius liegt, um in die Fußplatte 14 einer Schaufel einzugreifen. Der Arm 52 endet in einer in Umfangsrichtung verlaufenden Fläche 54, die an der Unterseite der Fußplatte 14 anliegt und durch Reibungsschluß die Vibrationsbewegung der Schaufel herabsetzt. Die Umfangserstreckung der Fläche 54 ist vorzugsweise etwas niedriger als die Umfangserstreckung der Schaufelfußplatte und die Umfangserstreckung des Armes 52 wird so gewählt, daß die Arme 52 an benachbarten Schaufeldämpfungselementen 24 nicht in Berührung (f$tyft\ γ q ^ g /

Die Platte 20 weist integrale radial verlaufende Finge J>6 auf, die ', . in Umfangsrichtung auseinanderliegen und die an einer radial außerhalb des Ansatzes J50 liegenden stelle enden, so daß diese Pinger . die Dämpfungselemente an den Endflächen der FußVerlängerungen und in richtiger Lage festhalten, damit sie wirkungsvoll an dem Ansatz 30 und der Schaufelfußplatte 14 angreifen. Man erkennt, daß die Umfangserstreckung der Basisabschnitte 26 der Schaufeldämpfungselemente so gewählt ist, daß benachbarte Elemente bis auf ein gewisses Maß auseinanderliegen, so daß sich jedes. Dämpfungselement in Umfangsrichtung innerhalb ehes begrenzten Rahmens frei bewegen kann, so daß zwischen der Fläche 28 und dem Ansatz ^O eine Reibungsdämpfung auftritt.

Die auf die Endplatte 20 unter der Einwirkung der Schaufeldämpfungsyelemente ausgeübte radiale Belastung wird zum Teil von einem in Umfangsrichtung verlaufenden Flansch ^8 am Innenende der Platte 20 aufgefangen, der mit einem Nocken 40 auf der Scheibe in Eingriff steht. Die Platte 20 kann ebenfalls einen weiteren Ümfangsflansch 42 aufweisen, der Dichtrippen HH trägt.

Im Betrieb können sich die Schaufeldämpfungselemente in radialer Richtung in begrenztem'Maße frei bewegen. Bei Drehung des Rotors drückt die Zentrifugalkraft die Dämpfungselemente radial nach außen, wobei die Flächen -28 und JH mit dem Ansatz 30. und der Fußplatte 14 in Berührung gebracht werden» Durch zweckmäßige Wahl der Abmessungen des Dämpfungselementes kann dieses so angeordnet werden, daß die Fläche 28 eine größere Kraft als die Fläche JH ausübt, so daß· bei gleichen Reibungskoeffizienten eine Dämpfung auf Grund einer · · . Relativbewegung zwischen dem Dämfpfung%lement und der Schaufelfuß;- .

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platte auftritt. Augenscheinlich erhöht sich bei ansteigender Geschwindigkeit dea Rotors der auf diese beiden Flächen ausgeübte Druck und entsprechend wird die Dämpfung umso wirksamer. Die Schau-• ferdämpfungselemente können an ihren Innenkanten schräg liegende Flächen 46 aufweisen, die mit einer ähnlich geneigten Fläche 48 an der Platte 20 in Eingriff stehen, um die freie Radialbewegung der Schaufeldämpfungselemente gegenüber der Abdeckplatte zu begrenzen.

Es ist einleuchtend, daß die Erfindung nicht auf die hier erläuterte und beschriebene spezielle Ausgestaltung beschränkt ist, sondern ohne Abweichung vom Geist der Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen festgelegt wird, auch auf andere Weise verwirklicht werden kann.

Patentansprüche ;

BAD ORIGINAL

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Claims

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KÖLN, Universitätsstraße 31

Anlage » . . Aktenzeichen

zur Eingabe vom 26. Juni 196j5 vA. Name d. Anm. United Aircraft Corporation

PatentansprÜQ he

1/ Dämpfungsvorrichtung für "Verdichter- oder Turbinenschaufel^ die am Umfang einer Schaufelhalterungsplatte angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämigpungsvorrichtung eine auf einer Seite der Halterungsscheibe (2) an deren Umfang befestigte Abdeckplatte (20) aufweist,.die in Umfangsrichtung auseinanderliegende Ansätze (30) aufweist, und ein Dämpfungselement (24) für jede Schaufel zwischen der Abdeckplatte und einer Anschlagfläche (14), die auf der zugehörigen Schaufel vorgesehen .ist, befestigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (30) axial von radialen Fingern (31) der Abdeckplatte (20) in einer Ebene hervorragen, die axial außerhalb der Ebene der Abdeckplatte liegt, und daß das Dämpfungselement einen in Umfangsrichtung verlaufenden Basisabschnitt (26) aufweist, der über den Ansatz (30) hinter den Fingern 01) reicht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (14) auf den Schaufeln eine Umfangsfußplatte ist und jedes Dämpfungselement (24) eine Umfangsfläche (;54) aufweist, die an der Unterseite der Umfangsfußplatte (14) der zuge-hörigen Schaufel angreift.
4. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungselemente radial nur durch Berüh-

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rung mit den Ansätzen 00) und der Anschlagfläche (14) gehalten sind.
5· Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schaufel einen in einen Schlitz (4) im Seheibenumfang einpassenden Fuß (6) aufweist und eine radial vorstehende Fußverlängerung (10) zwischen dem Fuß und der Anschlagfläche (14) angeordnet 1st.
6. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der Ansätze, (30) dem gegenseitigen Abstand der Fußverlängerung (10) der Schaufeln entspricht.
7. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisabschnitt (26) und die Umfangsfläohe (^4) des Dämpfungselementes in Umfangsrichtung relativ zueinander abgesetzt sind.

BAD ORIGfNAL

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