DE2407960A1 - STATOR BLADE AND SUPPORT FOR IT - Google Patents

STATOR BLADE AND SUPPORT FOR IT

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DE2407960A1 DE19742407960 DE2407960A DE2407960A1 DE 2407960 A1 DE2407960 A1 DE 2407960A1 DE 19742407960 DE19742407960 DE 19742407960 DE 2407960 A DE2407960 A DE 2407960A DE 2407960 A1 DE2407960 A1 DE 2407960A1
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf feststehende Schaufeln oder Statorschaufeln, wie sie in Motoren oder Triebwerken für Luftfahrzeuge verwendet werden, und insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Halterung der Schaufeln in dem Triebwerks gehäuse oder einem anderen Bauteil.The invention relates to fixed blades or stator blades, as used in engines or jet engines for aircraft and more particularly, the invention relates to an apparatus for holding the blades in the engine housing or another component.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche einen Festsitz zwischen der Schaufel und dem Triebwerksgehä'use gewährleistet. Obschon ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer S ta tors chaufel für den Verdichter eines Turbinentriebwerkes beschrieben wird,kann natürlich die Erfindung auch bei anderen feststehenden Schaufeln verwendet werden. Unabhängig davon, ob die Schaufeln unmittelbar an dem GehSuse oder in einem Schaufelring befestigt sind, welcher seinerseits mit dem Gehä'use verbunden ist, bleiben die Probleme immer die gleichen und es ist nur wichtig, dass die Halterung den durch die an der Schaufel angreifende Luftbelastung erzeugten Kräften in geeigneter Weise widersteht.The invention is based on the object of creating a device which is an interference fit between the blade and the engine housing guaranteed. Although an embodiment of the invention using a stator blade for the compressor of a turbine engine is described, the invention can of course be used with other fixed blades. Independent whether the blades are attached directly to the housing or in a blade ring, which in turn is attached to the housing connected, the problems always remain the same and it is only important that the bracket is supported by the one engaging the bucket Withstands forces generated by air pollution in a suitable manner.

Es ist ä'usserst wichtig, dass die Halterung die für einen Festsitz erforderliche Verformung auf nimmt, ohne eine Vorspannung in der Schaufel selbst zu erzeugen. Eine solche Vorspannung ist insbesondere unerwünscht, falls die Schaufel in leichter HohlbauweiseIt is extremely important that the bracket is designed for a tight fit takes on required deformation without generating a preload in the blade itself. Such a bias is in particular undesirable if the blade has a slightly hollow construction

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aus Titan oder Verbundwerkstoff hergestellt ist. . ! made of titanium or composite material. . !

Zum Einbauen der bekannten Schaufeln wurden dieselben bisher, abgesehen von einem Festschweissen oder der Ausbildung eines Wurzelendes an der Schaufel, in Sehnenrichtung verformt. Das in den Schlitz eingeführte Ende der Schaufel wurde dadurch in ähnlicher Weise wie eine Blattfeder in Richtung zu seiner Aufwölbung durch eine Belastung im Zentrum der Niederdruckseite und eine Abstützung an der Vorderkante und an der Hinterkante der Hochdruckseite belastet. Dabei ist eine wesentliche Verformung des aerodynamischen Querschnittes erforderlich um Toleranzschwankungen aufzunehmen und um eine ausreichend steife Halterung zu gewährleisten. Diese Verformung hat die Wirksamkeit nebeneinander liegender Schaufelstufen wesentlich beeinflusst und ausserdem war dadurch eine zusätzliche Belastung am Abstützende der Schaufel bedingt.To install the known blades, the same were previously used, apart from welding in place or the formation of a root end on the blade, deformed in the direction of the chord. That in the The slit-inserted end of the blade was thereby pushed through in a manner similar to a leaf spring in the direction of its bulge a load in the center of the low pressure side and a support loaded on the leading edge and on the trailing edge of the high pressure side. A significant deformation of the aerodynamic cross-section is necessary in order to accommodate tolerance fluctuations and to ensure a sufficiently rigid mount. These Deformation has the effect of adjacent blade stages significantly influenced and also caused an additional load on the supporting end of the shovel.

Da die eingebaute Schaufel einem Kragarm entspricht und der kritische Spannungsbereich an der Stelle liegt, wo das Abstützende in den Gehäuseschlitz hineinragt und offensichtlich den hohen an der Schaufel angreifenden Luftbelastungen ausgesetzt ist soll diese Stelle nicht vorgespannt sein. Borverbundwerkstoffe sind wegen ihrer hohen Steifheit bekannt, so dass das Problem einer Vorspannung dieses kritschen Bereiches noch wesentlicher wird.Because the built-in shovel corresponds to a cantilever arm and the critical one Tension range is at the point where the supporting end protrudes into the housing slot and obviously the high one the shovel is exposed to attacking air pollution this should Place not be biased. Boron composites are due known for their high stiffness, so that the problem of prestressing this critical area becomes even more significant.

Es wurde gefunden, dass die obigen Nachteile vermieden und eine Vorrichtung zum Gewährleisten eines Festsitzes der S ta tors chaufel geschaffen werden kann, ohne dass die f chaufel an einer Stelle vorgespannt wird. Dies wird erfindungsgemä'sse erreicht durch Befestigen eines Metallstückes auf einer Seite an dem in das Triebwerksgehäuse eingeführten Schaufelende, wobei dieses Metalstück mehrere eingeprägte länglich Riefen aufweist, die in Querrichtung in Abstand voneinander angeordnet sind und bei Einführen in den Festhalteschlitz verformt werden.It has been found that the above disadvantages are avoided and a device for ensuring a tight fit of the stator blade Can be created without the fan being preloaded at one point will. This is achieved according to the invention by fastening a piece of metal on one side at the blade end inserted into the engine casing, this piece of metal having several has embossed elongated grooves which are arranged in the transverse direction at a distance from one another and when inserted into the retaining slot be deformed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figuren ausfuhrlicher beschrieben, es zeigen:An embodiment of the invention will now be made with reference to the enclosed Figures described in more detail, they show:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung ,teilweise im Schnitt, einer eingebauten Schaufel und einer nicht eingebauten Schaufel.Figure 1 is a perspective view, partially in section, a built-in shovel and a non-built-in shovel.

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_ 3 Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 nach Figur 1.3 FIG. 2 shows a section along the line 2-2 according to FIG. 1.

Figur 3 eine Schnittansicht zur Darstellung der Verformung des Metallstückes nach seiner Einführung in den Schlitz.Figure 3 is a sectional view showing the deformation of the Metal piece after its introduction into the slot.

Figur 4 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, zur Darstellung der Ausbildung der Riefen in dem Me tails tück.Figure 4 is a view, partially in section, to show the formation of the grooves in the Me tails.

In den Zeichnungen ist die Schaufel im wesentlichen mit 10 bezeichnet und sie umfasst einen Hal te rungs be reich 12, einen aerodynamischen Bereich 14 und einen Ansatz 16. Mehrere dieser SchaufelnIn the drawings, the blade is designated essentially by 10 and it comprises a holding area 12, an aerodynamic one Area 14 and a shoulder 16. Several of these blades

sind in Umfangsrichtung voneinander angeordnet um eine Schaufelstufe zu bilden, durch welche die Luft geführt wird. Eine Metallverkleidung 18 kann an der Vorderkante der Schaufel befestigt sein und dies ist üblicherweise der Fall; falls die Schaufeln aus einem Verbundwerkstoff, wie z.B. Borsic-Aluminium, Bor-Epoxydharz, oder dergleichen, hergestellt sind. Jede Schaufel ist entweder in einem Triebwerk ge ha" use oder in einem Geha'usering 2o und in einem Ring 22 gehaltert. Das Gehä'use 20 hat mehrere Führungen 24 mit einem geeigneten Schlitz 26, der zur Aufnahme des radial a'usseren Endes der Schaufel 10 ausgebildet ist. In bestimmten Ausführungen, wie z.B. in den Figuren dargestellt ist, kann ein "starrer Metalstreifen 28 an der vorderen und der hinteren Fläche des HaI-terungsendes 12 der Schaufel 10 befestigt sein.are arranged in the circumferential direction of each other to form a blade stage through which the air is guided. Metal cladding 18 may and typically is attached to the leading edge of the bucket ; if the blades are made of a composite material such as Borsic aluminum, boron epoxy resin, or the like. Each blade is either housed in an engine or in a housing ring 2o and held in a ring 22. The housing 20 has several guides 24 with a suitable slot 26 which is used to receive the radially outer end of the Vane 10. In certain embodiments, such as shown in the figures, a "rigid metal strip 28 may be attached to the front and rear surfaces of the mounting end 12 of the vane 10. ***"

In Übereinstimmung mit der Erfindung ist ein geringfügig gekrümmtes MetaHstück 30, welches der Form der Schaufel entspricht, in Sehnanrichtung derselben ange=ordnet und liegt zwischen der Schaufelfläche und der Wand des Schlitzes .26. Mehrere Riefen 32 verlaufen radial nach aussen zu der Wand des Schlitzes, sind in das Metallstück ein- < geprägt und sind derart ausgebildet, dass sie sich beim Einführen in den Schlitz in Sehnenrichtung der Schaufel verformen. Nietlöcher 34 sind vorzugsweise in dem Metalls tück ausgebildet und mit Niet-16"chern36 in den Führungen 34 ausgerichtet, so dass nach dem Einsetzen der Niete 38 eine weitere Verformung in Sehnenrichtung vermie. den wird. Diese Niete verhindern ausserdem ein Verkanten oder eine Schwenkbewegung in Sehnenrichtung der Schaufel in dem Schlitz. Es ist auch möglich die Nietlöcher nach dem Einbauen der Schaufel zu bohren und anschliessend die Vernietung durchzuführen.In accordance with the invention is a slightly curved one Metal piece 30, which corresponds to the shape of the shovel, in the direction of the tendon the same is arranged and lies between the blade surface and the wall of the slot .26. Several grooves 32 run radially outwards to the wall of the slot, are in the metal piece embossed and are designed in such a way that they deform in the chord direction of the blade when inserted into the slot. Rivet holes 34 are preferably formed in the metal piece and chern36 with 16 "rivets aligned in the guides 34 so that after the rivets 38 have been inserted, further deformation in the direction of the chord is avoided. that will. These rivets also prevent tilting or pivoting movement in the direction of the chord of the blade in the slot. It It is also possible to drill the rivet holes after installing the blade and then to carry out the riveting.

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Bei diesem Ausführungsbeispiel ragen die Ansätze 16 in komplemen^-
tare Schlitze 40, welche in dem Ring 22 ausgebildet sind. In bestimmten Ausführungsbeispielen kann es wünschenswert sein^ anstelle der Ansätze 16 ein ähnliches Haltestück wie das Metalls tuck 30 anzuordnen. Es ist ausserdem möglich^ die Schlitze mit Aussparungen oder Nuten zu versehen, welche die Riefen auf nehme nr wobei dann die Nuten zur Verformung der Riefen in dem Metalstück zu bemessen wä'ren.In this embodiment, the lugs 16 protrude in complemen ^ -
tare slots 40 which are formed in the ring 22. In certain exemplary embodiments, it may be desirable to arrange a holding piece similar to the metal tuck 30 instead of the lugs 16. It is also possible to provide ^ the slots with recesses or grooves which which case wä'ren to be dimensioned for the deformation of the grooves in the metal piece, the grooves on the grooves take n r.

Wie in Figur 4 dargestellt ist-, ist jede Riefe 32 an seinem Einführende 36 abgeschrägt, welches als Führung beim Einbauen der Schaufel in den Schlitz 26 dient und die Herstellung des Festsitzes
erleichtert. Das gegenüberliegende Ende 38 ist ebenfalls zur Aufnahme der Kräfte an diesem Ende ausgeführt, welche durch die Schaufelbelastung bedingt sind. Falls die Schaufel in entgegengesetzer Richtung in den Schlitz eingeführt wirdjSo ist es natürlich erforderlich die Abschrä'gung an diesem Ende anzuordnen.As shown in Figure 4, each groove 32 is beveled at its insertion end 36, which serves as a guide when installing the blade in the slot 26 and the establishment of the interference fit
relieved. The opposite end 38 is also designed to absorb the forces at this end which are caused by the blade loading. If the blade is inserted into the slot in the opposite direction, it is of course necessary to arrange the bevel at this end.

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Claims (4)

PATENTANS PRUECHE.PATENTAN'S PRUECHE. Statorschaufel, welche an einem Ende in einem Schlitz eines Schaufelringes befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallstück (30) in dem Schlitz (26) zwischen der Seitenwand des Schlitzes und einer Flä'che der Schaufel angeordnet ist, wobei das MetatLstück mit mehreren in Abstand voneinander angeordneten, länglichen, eingeprägten, sich beim Einführen der Schaufel in den Schlitz zur Herstellung eines Festeitzes in Sehnenrichtung verformenden und radial in Richtung zur Seitenwand des Schlitzes ragenden Reifen (32) versehen ist.Stator vane, which at one end in a slot of a Blade ring is attached, characterized in that a Metal piece (30) is arranged in the slot (26) between the side wall of the slot and a surface of the blade, the MetatLstück with several spaced apart, elongated, embossed, when inserting the shovel into the slot for making a Festeitzes in the direction of the chord deforming tire (32) projecting radially in the direction of the sidewall of the slot. 2. Statorschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Riefen (32) zur leichteren Einführung der Schaufel (10) in den Schlitz (26) an einem Ende (36) abgeschrägt ist.2. stator blade according to claim 1, characterized in that the grooves (32) are beveled at one end (36) to facilitate insertion of the blade (10) into the slot (26). 3. Statorschaufel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass starre Metallstreifen (28) im Bereich des Metallstückes (30) auf beiden Flächen der Schaufel (10) angeordnet sind.3. stator blade according to claim 1 or 2, characterized in that that rigid metal strips (28) are arranged in the area of the metal piece (30) on both surfaces of the blade (10). 4. Statorschaufel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalstück (30) mittels Nieten (38) an der Schaufel (10) befestigt ist.4. stator blade according to claim 1 to 3, characterized in that that the metal piece (30) is attached to the blade (10) by means of rivets (38). 409841/0235409841/0235
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