DE2307967C2

DE2307967C2 - Plattform für eine Verdichterschaufel

Info

Publication number: DE2307967C2
Application number: DE2307967A
Authority: DE
Inventors: John Alfred Granby Conn. Violette
Original assignee: United Technologies Corp; United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1972-02-28
Filing date: 1973-02-17
Publication date: 1983-08-25
Also published as: DE2307967A1; GB1386575A; FR2174577A5; US3801222A; SE389172B; IT979575B

Description

Die Erfindung betrifft eine Fhttform der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei einer solchen bekannten Plattform (US-PS 32 94 364) hat jeder Plattformteil zur Halterung gegen die Zentrifugalkraft einen sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprung. Zur Verankerung dieser Vorsprünge sind in der Rotorscheibe zusätzliche Verankerungsnuten erforderlich, und die Vorsprünge müssen sich jeweils über die ganze Länge der Verankerungsnuten erstrecken. Außerdem sind bei der bekannten Plattform die Vorsprünge mit den Flächen zur Zentrifugalkraftübertragung an den Seitenwänden der Plattformteile vorgesehen, wobei diese Seitenwände in beträchtlichem Umfangsabstand von der Schaufelwurzel angeordnet sind und sich in der Axialrichtung der Rotorscheibe erstrecken. Dieser Aufbau der bekannten Plattform macht eine komplizierte Bearbeitung der Rotorscheiben zum Verankern der Plattformen erforderlich.

Es ist weiter eine Plattform bekannt (FR-PS 20 73 854), durch die ebenfalls eine aerodynamisch glatte Oberfläche zwischen den Schaufeln geschaffen wird. Bei dieser bekannten Plattform ergänzen sich die beiden Plattformteile an einer Schaufel nicht gegenseitig und sind an ihren einander zugewandten Rändern bo auch nicht der Form des Schaufelprofils angepaßt. Die Plattformteile bilden Sellbruehstüeke zwischen jeweils zwei benachbarten Schaufeln, ragen mit ihren freien Enden in die Wurzelaufnahmenuten hinein und gestatten eine begrenzte Schwenkbewegung der Schaufeln. Die auf diese Weise zwischen benachbarten Schaufeln gebildeten verformbaren Überbrückungen entsprechen in ihrer Anzahl der Schaufelzahl und berühren nur die Längsflächen der Schaufelwurzeln, während sie keine an der Rotorscheibe verankerbaren Vorsprünge haben. Die weitere bekannte Plattform bietet daher keine Möglichkeit die komplizierte Bearbeitung der Rotorscheiben zum Verankern von Plattformen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Plattform der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die komplizierte Bearbeitung der Rotorscheibe zur Plattformverankerung vermieden wird.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Bei der Plattform nach der Erfindung liegen die mit den Vorsprüngen versehenen Arme bezüglich der Rotorscheibe in zwei Radialebenen am axial vorderen bzw. hinteren Ende der Plattformteile und sind den Schaufelwurzelstirnflächen überlagert in die Wurzelaufnahmenut einführbar, wodurch die Wurzelaufnahmenut auch gleichzeitig zur Verankerung der Plattform dient Die Bearbeitung der Rotorscheibe wird dadurch wesentlich vereinfacht, weil keine zusätzlichen Verankerungsnuten erforderlich sind.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in auseinandergezogener Darstellung eine Verdichterschaufel und deren zweiteilige Plattform,

F i g. 2 die Schaufel und die Plattform von F i g. 1 im zusammengebauten Zustand,

Fig.3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig.4, in der die Schaufel und ihre Plattform in die Wurzelaufnahmenut der Rotorscheibe eingeführt dargestellt sind, und

F i g. 4 eine Endansicht der in die Wurzelaufnahmenut eingeführten Schaufel und ihrer Plattform.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine Schaufel 10 des Verdichters eines Gasturbinentriebwerks. Die Schaufel 10 hat eine flügelprofilförmige Schale 12 aus einem Verbundmaterial, wie beispielsweise Bor-Epoxidharz oder Bor-Aluminium. Ein Holm 14 steht über die Schale 12 vor und bildet eine Schaufelwurzel 15, die in eine Wurzelaufnahmenut 16 einer Rotorscheibe 18 paßt. Die Rotorscheibe 18 hat mehrere derartige Wurzelaufnahmenuten, die die gleiche Anzahl von Schaufeln aufnehmen, um den Verdichterrotor zu bilden.

Eine Plattform 20 besteht aus zwei von der Schaufel 10 unabhängigen Teilen 22,24, welche auf der Saugseite bzw. der Druckseite der Schaufel angeordnet sind. Die Plattform besteht ebenso wie der Schaufelkern aus einem Metall, z. B. aus Titan. Der obere Rand 28 des Plattformteils 24 und der obere Rand 30 des Plattformteils 22 sind jeweils der Form des ihnen zugewandten Schaufelprofils angepaßt.

Die Plattformteile 22, 24 der Schaufel 10 weisen am axial vorderen und hinteren Ende nach unten ragende Arme 34,34' bzw. 36,36' auf. Jedes zusammengehörige Armpaar überdeckt ein Ende der Schaufelwurzel 15, wie es in F i g. 2 dargestellt ist.

Die Arme 34, 34' und 36' haben jeweils an ihrem unteren, nach außen weisenden Ende einen Vorsprung 38. Jeder Vorsprung 38 ist mit einer tragenden Fläche 40 versehen.

Wenn gemäß Fig.4 die Schaufelwurzel 15 in die Wurzelaufnahrnenut 16 der Rotorscheibe 18 eingeführt ist, berühren die tragenden Flächen 40 eine komplemen-

tär geformte Fläche der WurzelaufnahmenuL Diese sich berührenden Flächen dienen zur Übertragung der Zentrifugalkraft, welche die Plattform bei der Drehung der Rotorscheibe nach außen in Richtung eines Pfeils A belastet, auf die Rotorscheibe.

In die Arme 34' und 36' sind Paßstifte 44 eingesetzt, die zum Aufeinanderausrichien der beiden Plattformteile in zugeordnete Löcher 42 der Arme 34 und 36 einführbar sind. Nachdem die Plattform zusammengefügt ist, liegt iiie oberhalb der Schaufelwurzel 15 und u> oberhalb des unteren Endes der Schale 12 der Schaufel. Auf diese Weise ergibt sich im zusammengebauten Zustand ein sanfter Obergang von der Schaufelschale auf die Schaufelwurzel. Es sind ersichtlich keine Befestigungsmittel erforderlich, um die beiden Plattformteile in ihren Relativpositionen zu haken.

Die Ränder 46, die die benachbarten Plattformen an der Rotorscheibe 18 berühren, bilden eine Abdichtung, so daß eine Arbeitsmediumströmung zwischen benachbarten Schaufeln verhindert wird, und Flächen 47 verhindern eine Arbeitsmediumströmung zu der nächsten Stufe unter Umgehung der Schaufeln 10.

Die sich berührenden Ränder der Plattform und der Schaufelschale lassen sich durch eine Behandlung mit Silikongummi noch vollständiger abdichten. Diese Behandlung gestattet der Schaufel eine geringe Bewegung in bezug auf die Plattform, wenn bei hoher Drehgeschwindigkeit Vibrationen auftreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Plattform für eine Verdichterschaufel mit einer in eine Wurzelaufnahmenut (16) einer Rotorscheibe (18) einsetzbaren Schaufelwurzel (15), wobei die Plattform eine aerodynamisch glatte Oberfläche aufweist und aus zwei von der Schaufel (10) unabhängigen, sich beidseitig ergänzenden Teilen (22,24) besteht, die einander zugewandte, der Form des Schaufelprofils angepaßte obere Ränder (28,30) und an der Rotorscheibe verankerbare Vorsprünge (38) haben, welche jeweils eine tragende Fläche (40) zur Zentrifugalkraftübertragung auf die Rotorscheibe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattformteile (22,24) der Schaufel am axial vorderen und hinteren Ende nach unten ragende Arme (34, 36, 34', 36') aufweisen, die in die Wurzelaufnahmenut (16) einführbar und mit den die tragenden Flächen (40) aufweisenden Vorsprüngen (38) versehen sind.

2. Plattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (34, 36, 34', 36') der beiden Piattformteile (22, 24) im eingebauten Zustand an den Stirnflächen der Schaufelwurzel (15) anliegen.

3. Plattform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ,₅ gekennzeichnet, daß Paßstifte (44) in die beiden Arme (34', 36') eines Platttormteils (22) eingesetzt sind und zum Zusammenbaues der beiden Plattformteile (22, 24) mit der Schaufel (10) in zugeordnete Löcher (42) in den Armen (34, 36) des anderen Plattformteils (24) einführbar sind.