DE2307967A1 - Plattform fuer kompressor- oder geblaeseschaufel - Google Patents
Plattform fuer kompressor- oder geblaeseschaufelInfo
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Description
United Aircraft Corporation _,.. *>ύοΟ υ l\-■_·-'. - 17
Kornerstr. 10 - T^. Oi.. £i V
400 Main Street
East Hartford, Connecticut 06108 . 2307967
Vereinigte Staaten von Amerika
Plattform für Kompressor- oder Gebläseschaufel.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Plattform für eine Kompressoroder
Gebläseschaufel und insbesondere auf eine verbesserte Plattform, welche die Aufgabe hat sowohl eine aerodynamisch glatte
Oberfläche zu schaffen und dabei gleichzeitig als Abdichtung und Übertragungsmittel für die Zentrifugalbelastung zu dienen.
Es ist bekannt, dass die Schaufeln für den Kompressor eines Gasturbinentriebwerkes
normalerweise rait einer Plattform versehen sind, die in der Nähe der Rotorscheibe neben der Blattwurzel vorgesehen
ist. Diese Plattform bildet üblicherweise eine aerodynamisch glatte Oberfläche und dichtet das Arbeitsmedium an dieser Stelle
ab. Die Plattform ist normalerweise aus einem Stück mit der Schaufel
gefertigt und bildet keinen tragenden Bauteil. Bei der Herstellung einer Schaufel mit angeformter Plattform müssen Vorkehrungen
getroffen werden damit die Schaufel an der Stelle der Plattform eine genügende Festigkeit aufweist, da an dieser Stelle
hohe Belastungskonzentrationen auftreten und ein Ermüdungsbruch normalerweise hier auftritt. Deshalb muss bei bestimmten Ausführungsformen
die Schaufel an der Stelle der Plattform verstärkt werden. Ausserdem wird die Abdichtung rundum die Plattform normalerweise
durch einen Dichtungsvorsprung gebildet der einstückig mit der Rotorscheibe ausgeführt und deshalb schwierig herzustellen
ist.
Der Erfinder dieser neuen Schaufelplattform hat festgestellt, dass
man nicht nur dieses Festigkeitsproblem der bekannten Kompressorschaufeln beseitigen sondern gleichzeitig auch bei Verbundschaufeln
der Kern-Mantel Bauart bessere Konstruktionsmöglichkeiten für
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den Wurzelansatz erreichen kann. Entsprechen dor Erfindung ist c1 :
dadurch möglich, dass die Plattform aus zwei getrennten , sich beröhrenden Hälften hergestellt ist, welche die Schaufel an dem
Wurzelansatz umgeben. Durch Anordnen von geeignet geforrntenArmen
an der· Plattform, welche sich in die Schwalbsnschwanzriut der Rotorscheibe
hineinerstrecken kann die plattform gleichzeitig zur
Übertragung der Zentrifugalbelastung auf die Rotorscheibe dienen ur
somit die Plattform von dieser Zentrifugalbel^stung zu entlasten welche in bestimmten Ausführungsbeispielen über eine Tonne betragt.
Desweiteren wird durch die vorliegende Erfindung die komplizierte
und teuere Bearbeitung der Rotorscheibe zum Herstellen der Dichtflächen vollständig vermieden.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprachen gekennzeichnet.
Ein Aus führ ungsbeispiel der erf indungsgeinässen Plattform
für eine Rotorschaufel wird nun anhand der beiliegenden
Zeichnungen ausführlicher beschrieben, es zeigen:
Figur 1 eine Darstellung in auseinandergezogener Anordnung der Schaufel mit der zugehörigen Plattform.
Figur 2 eine teilweise Ansicht in Perspektive der mit der Schaufel
zusammengefügten Plattform nach Figur 1.
Figur 3 eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie 3-3 nach
Figur 4 worin die Schaufel mit der Plattform in die Schwalbenschwanznut einer Kompressorrotorscheibe eingesetzt ist.
Figur 4 eine teilweise Seitenansicht, der in den Schlitz einer Rotorscheibe
eingesetzten Schaufel-Plattform Anordnung nach Figur
Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun bezugnehmend
auf die Figuren 1 bis 4 anhand einer Rotorschaufel für einen Kompressor oder eine Turbine eines Gasturbinentriebwerkes
näher erläutert. Die Schaufel IO umfasst eine aerodymmisch geformte
Hülle 12 die vorzugsweise aus einem Verbundwerkstoff wie z.B.
besteht
Bor-Epoxydharz oder Bor-Aluminium/.Der Holm 14 erstreckt sich übor die Hülle 10 hinaus um die Blattwurzel zu bilden und der Ansatz 15 dieser Blattwurzel dient zum Einführen in die Schwalbenschwanznut 16 einer Kompressorrotorscheibe 18. In dieser Kompressorrotor-
Bor-Epoxydharz oder Bor-Aluminium/.Der Holm 14 erstreckt sich übor die Hülle 10 hinaus um die Blattwurzel zu bilden und der Ansatz 15 dieser Blattwurzel dient zum Einführen in die Schwalbenschwanznut 16 einer Kompressorrotorscheibe 18. In dieser Kompressorrotor-
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; neibe sind natürlich mehrere Schwalbenschwanznuten vorgesehen
am eine gleiche Anzahl von Rotorschaufeln aufzunehmen.
Die Plattform 20 besteht aus zwei voneinander trennbaren Hälften,
nämlich die Hälfte 22 der Saugseite und die Hälfte 24 der Druckieite.
Die Plattform besteht vorzugsweise wie der Kern aus einefa geeigneten Metal wie z.B. Titan. Der innere Rand 28 der Drucksdtenhü'lfte
24 der Plattformhä'lfte und der innere Rand 30 der
Saugseitenhälfte 22 sind komplementär zu der Druck- bzw. Saugßeiteder
Hülle 12 geformt.
jede Plattformhälfte umfasst einen vorderen und einen hinteren
nach unten ragenden Arm 34, 341 und 36, 36*. Jedes zusammengehörige
Armpaar überdeckt je ein Ende des Wurzelansatzes, wie am besten aus Figur 2 zu erkennen ist.
jeder Arm 34, 34', 36 und 36' hat an seinen unteren, nach aussen
weisenden Ende einen Vorsprung 38 und jeder dieser Vorsprünge
ist mit einer tragenden Fläche 40 versehen.
Nachdem der Vorsprung 15 in die Schwalbenschwanznut 16 der Scheibe
18 eingesetzt ist (siehe Figur 4) berühren die tragenden Flächen 40 eine komplementär geformte Fläche in der Schwalbenschvanznut.
Diese sich berührendenFlSchen dienen zur Übertragung der Zentrifugalbelastung,
welche die Plattform infolge der Drehbewegung in Richtung des Pfeiles A nach aussen belastet.
In die Arme 34* und 36* können Positionsstifte 44 eingesetzt sein,
v;elche in zugeordnete Locher 42 der Arme 34 und 36 zum Ausrichten
der beiden Plattformhälften einführbar sind. Nachdem die Plattform
zusammengefügt ist liegt sie oberhalb der Blattwurzel und oberhalb des unteren Endes der Schaufelhülle, wie aus Figur 2 zu
erkennen ist. Auf diese Weise erreicht man im zusammengebauten Zustand einen sanften Obergang von der Blatthülle auf die Blattwurzel.
Es ist ersichtlich, dass keine Befestigungsmittel erfordert sind um die beiden Plattformhälften in Stellung zu halten.
in Die Ränder 4C>, v>J.che nach dem Einbauen/die Ro tor scheibe 18 die
benachbarte Plattform berühren bilden eine Abdichtung so dass eine Strömung zwischen nebeneinander angeordneten Schaufeln vermieden
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wird und die Oberflächen 47 verhindern eine Strömung des Arbeitemediums
zu der nächsten Stufe unter Umgehung der Schaufeln 12.
Die sich berührenden Kanten der Plattform und der Blatthiille
können mit einem geeigneten Kunststoff wie z.B. Silikongummi behandelt sein um die Blattwurzel vollständig abzudichten.
Ausserdem gestattet diese Behandlung eine geringe Bewegung der Schaufel inbezug zu der Plattform, was bei Vibrationen infolge
hoher Rotationsgeschwindigkeit auftritt.
Durch die vorliegende Erfindung wurde somit eine in zwei Hä'lften
zerlegbare Plattform für eine Rotorschaufel geschaffen die unabhängig von der Schaufel unmittelbar in die Schwalbenschwanznut der
Rotorscheibe eingesetzt werden kann. Durch die neuartige Schaufelplattform werden nicht nur die Spannungskonzentrationen an der
Schaufelv.-urzel vermindert sondern ausserdem wird noch die zentrlfugalbelastung
des Blattes verringert da die Plattform unabhängig von der Rotorschaufel unmittelbar mit der Rotorscheibe verbunden
ist und somit ihre Zentrifugalbelastung selbst auf die Rotorscheibe
überträgt.
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Claims (5)
- _ 5 - 7307967PATENTANS PRUECHE.. !.!plattform, insbesondere für eine Kompressorschaufel , welche nach dem Einbauen an der Ko mpr ens or scheibe eine glatte aerodynamische Oberfläche bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform zwei von der Schaufel unabhängige sich beidseitig ergänzende Teile aufweist, wovon jeder an seiner oberen Seite eine die aerodynamische Fläche bildende Oberfläche aufweist, deren einer Rand zur Anpassung an das Schaufelprofil ausgebildet ist, dass jeder Plattformteil an seinen Enden mit nach unten ragenden Armen versehen ist,die in eine Nut der Rotorscheibe einführbar sind, und wobei jeder Arm mit einer tragenden Oberfläche versehen ist, um die Zentrifugalbelastung der Plattform unabhängig von der Schaufel auf die Rotorscheibe zu übertragen.
- 2.Plattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die tragende Oberfläche an einen Vorsprung jedes Armes zwecks Berührung einer zugeordneten Fläche in der Nut der Rotorscheibe ausgebildet ist.
- 3.Plattform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Plattformteil an der der zur Anpassung an das Schaufelprofil ausgebildeten Kante abgewandten Seite mit einer Kante zur Anlage an der Plattform einer benachbarten Schaufel versehen ist.
- 4. Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schaufel mit einem Wurzelansatz versehen ist der in die Nut der Rotorscheibe einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die nach unten ragenden Arme der beiden Plattformteile in zusammengebauten Zustand die Endflächen der Schaufelwurzel im wesentlichen überdecken und an diesen anliegen.
- 5. Plattform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass Positionsstifte in die beiden Arme eines Plattformteiles eingesetzt sind und zum Zusammenbauen der beiden Plattformteile mit der Schaufel in zugeordnete Löcher in den Armen des anderen Plattformteiles einführbar sind.309836/0433Leerseite
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