DE2142691C3 - Anordnung zur Schwingungsdämpfung bei freistehenden Turbinenschaufeln - Google Patents

Description

Die Erfindung bivicht sich auf nne Anordnung /ur Schwingungsdämpfung bei Turbinenschaufeln, mit einem wellenförmig in Umfangsrichtung verlaufenden Dämpfungsdraht, der durch Bohrungen in den freistehenden Enden der Turbinenschaufeln geführt ist. wobei die Bohrungen nir'-.t in Umfangsrichtung fluchten.

F.ine derartige Anordnung /ur Schwingungsdämpfung ist aus der DEAS 11 b4 752 lür Laufradschaufeln von radial durchströmten Kreiselm-schinen bekannt. Dabei ist der Dämpfungsdraht in Bohiungen. die jeweils im gleichen Winkel /ur Umfangsrichtung verlaufen, lose gehalten und weist vor und hinter jeder Bohrung eine Kröpfung dergestalt auf. daß er im Bereich der Bohrung selbst in Achsrichtung derselben verläuft. Durch diese lose Führung des Dampfungsdrahtes kann es jedoch — bedingt durch Fertigungstoleranzen — vorkommen, daß die Bohrungen in unterschiedlicher radialer Höhe liegen und daher bei ein/einen Schaufeln der Draht nicht sicher zum Anliegen kommt. Das Einfädeln eines in regelmäßigen Abständen gekröpften Dämpfungsdrahtes .st außerdem umständlich.

Die Erfindung bezieht sich demgegenüber auf eine Anordnung /ur Schwingungsdämpfung bei freistehenden Turbinenschaufeln. Auch bei solchen Schaufeln besteht die Notwendigkeit, daß die Dämpfungsdrähte in radialer Richtung jeweils an der Oberseite der Bohrungen in den Schaufelköpfen möglichst fest anliegen, /umal Ireistehende Turbinenschaufeln als einseitig eingespannte Balken an sich frei schwingen könnten. Die feste Anlage wäre an sich durch die auftreicnden Fliehkräfte beim Betrieb der Turbine gewahrleistet

Aber auch hier kann es durch Fertigungstoleranzen bedingt, insbesondere bei Turbinen, bei denen die Sehaufelteilung klein im Verhältnis zum Drahtdurchmesser ist( vorkommen, daß die Bohrungen in Unterschiedlicher radialer Höhe liegen Und daher bei einzelnen Schaufeln der Draht nicht zum Anliegen kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei freistehenden Turbinensehaufeln den Dämpfungsdraht so zu führen* daß stets ein sicheres Anliegen an den

jeweiligen Schaufeln, also auch im Stillstand der Turbine, gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Achsen der Bohrungen von Turbinenschaufel zu Turbinenschaufel abwechselnd nach der einen und nach der anderen Seite von einer Umfangslinie versetzt angeordnet sind oder daß die Bohrungen von Turbinenschaufel zu Turbinenschaufel in einem abwechselnd nach der einen und na^h der anderen Seite geneigten Winkel zur Umfangslinie verlaufen, wobei der vor dem Einfädeln in die Schaufelbohrungen gerade Dampfungsdraht nach seinem Einbau mit den Wänden der Bohrungen zur festen Anlage gebracht ist.

Bei freistehenden Turbinensehaufeln hat man zwar auch schon wellenförmige, als Schnürdrähte bezeichnete Dämpfiingsdrähte verwendet (siehe DE-OS 19 03 152), jedoch besitzen dort die Schnürdrähte vor ihrem Einlegen in zueinander in Umfangsnchiung fluchtende, schräg nach außen verlaufende Schlitze bereits die Wellenform. Der für die Dämpfung wichtige Reibsthiuß des .Schnurdrahtes am Schlitzboden und den Schiit/flanken erfolgt dann lediglich fliehkraftabhängig.

Auch ist von dem Verklemmen eines Bindedrahtes in schräg liegenden Schaufellöchern abgeraten worden (DE-PS 9 50 244. Seite 2. Zeilen 38 bis 42). weil dies zu Verbiegungen des Drahtes und zu Verkrümmungen der Schaufelenden führe. Eine Anregung im Sinne der Erfindung ist hieraus nicht zu entnehmen, abgesehen davon, daß sich die Erfindung nicht mit Bindedrähten, sondern mit Dämp^fungsdrähten befaßt. Weiterhin ist von dem wellenförmigen Verbiegen bei Dämpfungsdrahten zwecks Vergrößerung der Reibung im Schaufelschaftloch, und zwar von Halbrunddrähten eines zweigeteilten Dämpferdrahtes, abgeraten worden (siehe DE-PS 9 50 294. S. 2. Zeilen 43 ff.), da dieses Verbiegen an On und Stelle wegen der Drahtrückfederung praktisch nicht durchführbar sei und höchstens die Möglichkeit bleibe, die beiden Halbrunddrähte zuerst entsprechend der Schaufelteilung we.Lnförmig vorzubiegen, um so im voraus von .Schaufel zu Schjufel die gewünschte Federung /u bekommen. In der genannten DE-PS wird dann der Vorschlag gemacht, die losen, ihrer Länge nach geteilten Bindedrähte, eingefügt in die Schaufellocher. durch elastische Spreizung an die Lochleibungen zu drucken, und zwar durch /wischen je zwei Schaufeln und an den Drahtenden zwischen die Halbdrähte eingeschobene und befestigte Spreizen.

Durch die Erfindung ist dieser Aufwand vermieden: die Wellenform wird nicht durch Spreizen, sondern durch die abwechselnd von Schaufel zu Schaufel nach der einen oder anderen Seite der Umfangslinien vei ,et/ien oder um einen positiven b/w negativen Winkel /ur Umfangslinie verdrehten Schaufelbohrungs achsen erreicht mit dem weiteren Vorteil, daß der vor dem Einfädeln in die Schaufelbohrungen gerade Dämpfungsdraht durch seine dann wellenlinienförmige Führung unter elastischer Verformung sicher an den Bohrungswandungen und somit a.i der Turbinenschau fei unter Reibschluß anliegt.

Bei freistehenden Turbinenschaufeln wurden auch schön zylindrische Bolzen oder kegelförmige Stifte als Dämpfungsglieder verwendet (siehe US-PS 16 18 274), wobei die einzelnen Dämpfüngsglieder in Bohrungen der Turbinensehaufeln eingepreßt und jeweils im Bereich zwischen zwei Turbinenschaufeln überlappend angeordnet und im Überlappungsbereich miteinander verschweißt sind. Zur Erzeugung des zur Überlappung

erforderlichen Versatzes der Dampfungsglieder sind die Achsen der Bohrungen entweder von Turbinenschaufel zu Turbinenschaufel abwechselnd nach der einen oder nach der anderen Seite von einer Umfangslinie versetzt angeordnet oder jeweils unter gleichem Winkel schräg zu einer Umfangslinie angeordnet. Eine Anregung im Sinne der Erfindung ist hieraus nicht zu entnehmen, da sich die Erfindung mit einem in die Bohrungen eingefädelten elastischen Dämpfungsdraht und nicht mit starren, in d\c Bohrungen eingepreßten Bolzen oder Stiften befaßt.

An Hand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch drei benachbarte Turbinenschaufeln in Höhe der Bohrungen mit seitlich versetzten Bohrungen,

Fig. 2 im Ausschnitt entsprechende Seitenansichten dreier benachbarter Turbinenschaufeln mit versetzten Bohrungen und

Fig.3 einen Querschnitt durch Turbinenschaufel mit im Winkel zueinander verlaufenden Bohrungen.

Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, kann ein sicheres Anliegen des Dämpfungsdrahtes an den Wandungen der Schaufelbohrungen dadurch erreicht werden, daß die Bohrungen in den Turbinenschaufeln jeweils abwechselnd von Turbinenschaufel zu Turbinenschaufel seitlich versetzt von einer Umfangslinie angeordnet sind. Wie aus dem Querschnitt in Fig. 1 und der Seitenansicht in F i g. 2 zu ersehen ist, weist die mittlere Turbinenschaufel 5" eine um den Betrag +b'von der

ursprünglichen Umfangslinie M abweichende Bohrung 3" mit der Mittellinie M" auf. In den beiden benachbarten Turbinenschaufeln 5' sind dagegen die Bohrungen 3' um den Betrag - b' von der Umfangslinie Λ/ nach links versetzt und liegen jetzt auf der Mittellinie Λ/'.

Durch diese seitlich versetzte Anordnung der Bohrungen wird der Dampfungsdraht 4 in leicht gewundener Form durch die einzelnen Schaufeln geführt, so daß er von vornherein an der jeweiligen Schaufel fest anliegt und dadurch schon bei niedrigen Drehzahlen eine sichere Dämpfung bewirkt.

Es ist aber auch möglich, wie in F i g. 3 dargestellt, die Bohrungen jeweils in einem abwechselnd nach der einen und nach der anderen Seite geneigten Winkel zur Umfangslinie M vorzusehen. Dabei verläuft beispielsweise die Bohrung 7" der mittleren Turbinenschaufel 6" in einem Winkel +λ zur Umfangslinie M, während die Bohrungen 7' der benachbarten Turbinenschaufeln 6' in einem Winkel —λ zur Umfangslinie Λ7geführt sind.

Auch bei dieser Anordnung der B. -,»rungen wird der Dämpiungsdraht 4 nach einbau in e'.ner leichten Wellenlinie durch die Turbinenschaufeln geführt, so daß er sicher an den jeweiligen Turbinenschaufeln anliegt.

Bei dieser unterschiedlichen Anordnung der Bohrungen — entweder versetzt oder im Winkel zur Umfangslinie — können durch das dadurch erreichte sichere Anliegen des Dämpfungsdrahtes auch Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden, die durch einen unterschiedlichen Abstand der Bohrungen von den Schaufelfüßen entstehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur Schwingungsdämpfung bei freistehenden Turbinensehaufeln, mit einem wellenförmig in Umfangsrichtung verlaufenden Dämpfungsdraht, der durch Bohrungen in den freistehenden Enden der Turbinensehaufeln geführt ist. wobei die Bohrungen nicht in Umfangsrichtung fluchten, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Bohrungen (3', 3") von Turbinenschaufel (5') zur Turbinenschaufel (5") abwechselnd nach der einen und nach der anderen Seite von einer Umfangslinie (M) versetzt angeordnet sind (Fi g. 1 und 2) oder daß die Bohrungen (T; 7") von Turbinenschaufel (6') zu Turbinenschaufel (6") in einem abwechselnd nach der einen und nach der anderen Seite geneigten Winkel ( + χ; — λ.) zur Umfangslinie (M) verlaufen (Fig. 3), wobei der vor dem Einfädeln in die .Schaufelbohrungen gerade Dämpfungsdrah· (4) nach seinem l.inbau mit den Wänden der Bohrungen (3', 3"; T, 7") /ur festen Anlage gebracht ist.