DE202023104691U1

DE202023104691U1 - Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine

Info

Publication number: DE202023104691U1
Application number: DE202023104691.6U
Authority: DE
Original assignee: MTU Aero Engines AG
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2023-08-18
Filing date: 2023-08-18
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2033-08-19

Abstract

Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine, umfassend einen Grundkörper und eine an dem Grundkörper angebrachte Kontaktfläche mit länglicher Form, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen flexible Flächenelemente sind, wobei die Winkel zwischen dem Grundkörper und den Kontaktflächen vorzugsweise unterschiedlich sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine, insbesondere eine Gasturbine oder ein Flugtriebwerk.
Der Turbinenabschnitt eines Gasturbinentriebwerks umfasst eine oder mehrere Stufen, wobei jede Stufe eine Rotorscheibe oder Scheibenrad und umlaufend an dieser angeordnete Turbinenschaufeln umfasst. Die Turbinenschaufeln sind im Scheibenrad durch eine Schaufelfußbefestigung befestigt. Typischerweise handelt es sich dabei um eine tannenbaumartige Halteanordnung, obwohl auch andere geometrische Befestigungsformen verwendet werden können.
Um Schwingungen oder Vibrationen zu reduzieren, die während des normalen Betriebs der Gasturbine in den Turbinenschaufeln auftreten können, ist es bekannt, ein Dämpfungselement zwischen den Schaufelplattformen von in Umfangsrichtung benachbarten Schaufeln anzuordnen. Diese Dämpfungselemente können sich radial unterhalb der Schaufelplattformen befinden.
Die Turbinenschaufeldämpfer erreichen ihre Dämpfungsfunktion, indem sie Reibungsenergie abbauen, die aus der Relativbewegung zwischen den benachbarten Schaufelpaaren resultiert.
Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung besteht darin, Schwingungen von Schaufelanordnungen zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist der Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine einen Grundkörper und ein an dem Grundkörper angebrachtes Kontaktflächenelement mit länglicher Form auf. Die länglichen Flächenelemente sind flexibel oder auf flexiblen bzw. elastischen länglichen, insbesondere fingerförmigen, Elementen angeordnet. Die Winkel zwischen dem Grundkörper und den Kontaktflächen können unterschiedlich sein.
In einer Ausführung ist der Grundkörper kastenförmig.
In einer Ausführung ist der Grundkörper durch zwei miteinander verbundene Kästen dargestellt sein.
In einer Ausführung ist der Grundkörper mit den länglichen Flächenelementen bzw. mit den elastischen länglichen, insbesondere fingerförmigen, Elementen verschweißt.
In einer Ausführung weist der Schwingungsdämpfer eine oder mehrere Dämpferkavitäten zur Impulsverstimmung auf, in der bzw. denen (jeweils) wenigstens, in einer bevorzugten Ausführung (jeweils) genau, ein, in einer Ausführung kugelartiger oder -förmiger, Stoßkörper angeordnet ist bzw. wird, der im Betrieb Stoßkontakte mit der Dämpferkavitätswandung ausführt bzw. hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet ist bzw. verwendet wird.
Dem liegt ein, grundsätzlich aus der WO 2012/095067 A1 bekanntes, Konzept zur Reduzierung von Schaufelschwingungen durch Stoßkontakte zugrunde, durch das insbesondere Resonanzfrequenzen von Schaufel(anordnunge)n verstimmt werden können. Ergänzend wird hierzu auf die genannte WO 2012/095067 A1 Bezug genommen und deren Inhalt ausdrücklich vollumfänglich in die vorliegende Offenbarung einbezogen.
Wie sich überraschend herausgestellt hat, können in Kombination mit in der vorstehend beschriebenen Kontaktoberfläche Impulse zwischen Stoßkörpern, Dämpfern und Schaufeln besonders vorteilhaft übertragen und dadurch Schaufelschwingungen besonders vorteilhaft reduziert werden. Es wird angenommen, dass dies durch die hierdurch begünstigten bzw. erschwerten Gleitbewegungen in den entsprechenden Richtungen besonders begünstigt wird, ohne an diese Annahme gebunden zu sein.
Hierdurch können Schaufelschwingungen stoßkontaktbedingt besonders vorteilhaft reduziert werden.
In einer Ausführung ist/sind bzw. wird/werden die bzw. eine oder mehrere der Dämpferkavitäten (jeweils, insbesondere gemeinsam) durch einen Deckel, in einer Ausführung luftdicht, verschlossen, der auf einer der Kontaktoberfläche gegenüberliegenden Seite des Dämpfers angeordnet ist.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:

1 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;
2 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht;
3 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;
4 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht;
5 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;
6 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht;
7 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;
8 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht;
9 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;
10 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;
11 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;
12 eine Tasche einer Laufschaufel;
13 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine mit Dämpferkavitäten zur Impulsverstimmung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in Ansicht von unten;
14 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine mit Dämpferkavitäten zur Impulsverstimmung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;
15 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine mit Dämpferkavitäten zur Impulsverstimmung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht;
16 einen Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine mit Dämpferkavitäten zur Impulsverstimmung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in Seitenansicht.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen illustriert sind, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
Bezugszeichenliste

10: Grundkörper
11: Kontaktflächenelement
12: Dämpferkavität

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2012/095067 A1 [0012]

Claims

Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine, umfassend einen Grundkörper und eine an dem Grundkörper angebrachte Kontaktfläche mit länglicher Form, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen flexible Flächenelemente sind, wobei die Winkel zwischen dem Grundkörper und den Kontaktflächen vorzugsweise unterschiedlich sind.
Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper kastenförmig ist.
Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper durch zwei miteinander verbundene Kästen oder Quader dargestellt oder ausgebildet ist.
Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper mit den länglichen Flächenelementen verschweißt ist.
Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper Dämpferkavitäten zur Impulsverstimmung aufweist.
Schwingungsdämpfer für eine Turbomaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferkavitäten durch einen Deckel verschlossen sind.