DE1776015A1 - Turbinenschaufel - Google Patents

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft 1776015 Daim 7750/4

Stuttgart-Untertiirkheim 2. Sept. 1968

Patentanm el dung

"Turbinenschaufel"

Die FJrfindung bezieht sich auf eine Turbinenschaufel mit Konvektions oder Schleierkühlung. Derartige Schaufeln köiinen als Hohlschaufeln λ

gegossen werden, wobei ein aus keramischem Material bestehender Kern nachträglich herausgeätzt wird. Es sind auch solche Schaufeln bekannt geworden, die aus einem massiven,, mit Nuten versehenen Schaufelkern, der von einem dünnwandigen Schaufelmantel umgeben ist, aufgebaut sind. Diese Schaufeln erfordern zu ihrer Herstellung eine gewisse Mindestgröße. Unter dieser konnten bisher lediglich massive Schaufeln ohne diese Kühlmöglichkeiten hergestellt werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, diesen Nachteil zu beseitigen und eine Turbinenschaufel mit Konvektions- oder Schleierkühlung zu schaffen, die sich auch in sehr kleinen Abmessungen herstellen läßt. Dies * geschieht erfindungsgemäß durch zwei unlösbar miteinander verbundene Ilohlschaufelhälften, die mit axialen Innenrippeii versehen sind, von denen mindestens eine Rippe einer Hohlsehaufelhälfte über die Profiltiiittelebene hinaus in die andere Hohl.-Jchaufelhälfte hineinragt und dort mit eitlem entsprechenden Rippenansatz verbunden ist.

Π ine besonders vorteil hafte ili-rstellung aus zwei annähernd gleichgroßen Hc-haufellmllti-n laßt hu-:1i nach der Erfindung dadurch erreichen,

109838/0 63 9

BAD ORIGINAL

daß eine etwa in der Profilmittelebene des Schaufelblattes verlaufende Verbindungsnaht auf der Fußplatte des Schaufelfußes parallel zu dessen Längsachse fortgesetzt wird und an dessen Stirnseiten in dessen Mittelebene übergeht.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel· einer erfindungsgemäßon Turbinenschaufel eines Strahltriebwerkes in vergrößertem Maßstab und zwar

Fig. 1 eine Seitenansicht,,

Fig. 2 die Draufsicht,

Fig. 3 einen Längsschnitt nach der Linie ΙΠ-ΙΙΙ der Fig. 2 und

Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1.

Die Turbinenschaufel ist als Hohlschaufel ausgebildet., die einzelne Luftführungskammern 11, 12 und 13 enthält, die sich vom Schaufelblatt 14 bis in den Schaufelfuß 15 erstrecken. Einlaßkanäle 16, die unterhalb der Blattwurzel 17 an jeder Längsseite 18 des Schaufelfußes 15 angeordnet sind, dienen der Zufuhr von Kühlluft zu den Luftführungskammern 11,12 und 13. Entsprechend dem Temperaturprofil des Schaufelblattes 14 sind über dessen gesamten Mantel 19 sehr kleine Öffnungen 20 unterschiedlichen Durchmessers für den Luftaustritt verteilt, von denen einige in den Figuren 3 und 4 dargestellt sind, Dir siebartig

109830/0639

BAD ORIGINAL

durchbrochene Mantel 19 ermöglicht die Bildung eines Luftschleiers, der die thermisch hoch beanspruchte Oberfläche des Schaufelblattes 14 kühlt.

Die Turbinenschaufel ist aus zwei im Genauguß hergestellten Hohlschaufelhälften 21 und 22 zusammengeschweißt. Die Verbindungsnaht 23 verläuft etwa in der Profilmittel ebene 24 des Schaufelblattes 14 und wird auf der Fußplatte 25 parallel zur Längsachse 2(> des Schaufelfußes 15 fortgesetzt. An den Sth*nseiten 27 des Schatifelfußes 15 gf-ht die Verbindungsnaht 23 in dessen AIiUt-lebene über. Die Hohlsehaufolhälflen 21 und 22 weisen im Bereich des Schaufelblattes 14 im wesentlichen die gleiche Wandstärke avif. Axiale Rippen 28, 29. 30-und Rippenansätze 31 bilden die Luftfülrrungskammern 11.12 und 13 und teilen diese weiter auf. Gleichzeitig verstärken sie das Schaufelblatt 14, Die von der llohlschaufelhälfte 22 ausgehenden Rippen 30 ragen über die Profil mit telebene 24 hinaus in die andere Hohlschaufelhälfte 21 und sind mit den entsprechenden Rippenansätzen 31 an der Hohlsehaxifelhälite 21 zu einer durchgehenden Trennwand verschweißt. Die Schweißnähte 32 gehen vom Mantel 19 der Hohlschaufelhälfte 21 aus und reichen von-den Rippenansätzen 31 bis in die Rippen 30 der Hohlsehaufelhälfte 22. Die einander gegenüberliegenden Rippen 28 bzw. 29 der beiden Hohlschaufelhälften 21 bzw. 22 lassen dagegen zwischen sich einen schmalen Spalt 33 frei..

Die Hohlschaufelhälften können statt im Genauguß auch nach einem anderen Fertigungsverfahreii hergestellt werden. Vor dem Verbinden der bereits mit den Kühlluftöffnungen versehenen Schauielhälften werden gegebenenfalls die Innenwände und die Yerbiiiduniisfläehe-n aul genaues

109 838/06 39

BAD ORIGINAL

Maß bearbeitet. Zum Verbinden eignet sich besonders das Elektronenstrahlschweißen. Es können aber auch andere Verbindungsverfahren, wie beispielsweise Löten, angewandt werden. Die Schaufeln können anschließend zur Nacharbeit des Blattprofils und der Form des Schaufelfußes noch einem Feinbearbeitungsverfahren., z.B. Erodieren, Ätzen odor Elysieren, unterzogen werden.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Turbinenschaufel liegt darin, daß sich auch Schaufeln mit Konvektions- oder Schleierkühlung mit sehr kleinen Abmessungen herstellen lassen. So hat die im Beispiel dargestellte Schaufel eine Höhe von etwa 25 Millimeter und eine Profildicke von etwa 2 bis 3 Millimeter.

Derartige Schaufeln können nicht nur als Laufradschaufeln, sondern auch für Leitschaufeln von Turbinen Vorwendung finden.

1 0 9 ': 3 3 / 0 C 3 9

BAD ORIGfNAIf'

Claims (1)

1. Ansprüche

   Turbinenschaufel mit Konvektions- oder Schieierkühlung, gekennzeichnet durch zwei unlösbar miteinander verbundene Hohlschaufelhälften (21, 22), die mit axialen innenrippen (28, 29, 30) versehen sind, von denen mindestens eine Rippe (30) einer Hohlschaufelhälfte (22) über die Profümittelebene (24) hinaus in die andere Hohlschaufelhälfte (21) hineinragt und dort mit einem entsprechenden Rippenansatz (31) verbunden ist.

   Turbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine etwa in der Profilmittelebene (24) des Schaufelblattes (14) verlaufende Verbhidungsnaht (2:5) auf der Fußplatte (¹J5) des Schaufelfußes (15) parallel zu dessen Längsachse fortgesetzt wird und/dessen Stirnseiten (27) in dessen Mittelebein· übergeht.

   109 VW(Ii.:*q

   BAD ORI0INAI,