DE2420294A1 - SHOVEL PLATFORM WITH LOCK FOR FRICTION DAMPING - Google Patents
SHOVEL PLATFORM WITH LOCK FOR FRICTION DAMPINGInfo
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Description
Schaufel-Plattform mit Verriegelung zur ReibungsdämpfungShovel platform with lock for friction dampening
Die vorliegende Erfindung betrifft Schaufeln zur Verwendung in Turbomaschinen und insbesondere Reibungs-Vibrationsdämpfungssysteme für dieselben.The present invention relates to blades for use in turbomachinery and, more particularly, to frictional vibration dampening systems for the same.
Tragflügelprofilförmig gestaltete Schaufeln sind mit Plattformen ausgestattet, um einen Strömungsweg mit gutem aerodynamischem ' Wirkungsgrad für das fließfähige Arbeitsmittel in einem Gasturbinentriebwerk zu begrenzen. Die Plattformen sind dabei mit ans.toßenden ähnlichen Plattformen benachbarter Schaufeln kombiniert·, um den Strömungsweg für das fließfähige Mittel von zugeordnetenAirfoil-shaped blades are equipped with platforms in order to delimit a flow path with good aerodynamic efficiency for the flowable working medium in a gas turbine engine. The platforms are combined with ans.toßenden similar platforms of adjacent blades · to the flow path for the flowable means of assigned
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Rotorhohlräumen abzutrennen. Durch die Kombination der Drehung der Rotorschaufeln mit hoher Geschwindigkeit und den Aufprall eines sich bewegenden fließfähigen Mittels auf die Plattformen und" die zugeordneten tragflügeIprofilähnlichen Teile wird eine Vibration angeregt, die eine ernsthafte Beschädigung an der Schaufel bewirken kann. Insbesondere können bestimmte dieser erregten Schwingungen verschiedene Schwingungsarten in den vorgenannten Plattformen erzeugen, die zu einer Zerstörung der Plattformen durch Abbrechen von Teilen derselben führen können.Separate rotor cavities. By combining the rotation the rotor blades at high speed and the impact a moving fluid medium on the platforms and " the associated airfoil-like parts becomes a vibration stimulated which can cause serious damage to the blade. In particular, certain of these can be aroused Vibrations generate different types of vibrations in the aforementioned platforms, which lead to the destruction of the platforms by breaking off parts of the same can lead.
Besonders anfällig für einen solchen Bruch sind die gewinkelten Ecken der Plattformen bei den typischen fionstruJctlonsformen. Eine Beseitigung dieser gewinkelten Ecken könnte die Lösung dieses Problems fördern. Der aerodynamische Wirkungsgrad erfordert jedoch die Bildung eines im wesentlichen zylindrischen Strömungsweges in diesem Bereich und im Hinblick auf benachbarte aneinanderstoßende Plattformen erfordert dies gewinkelte Eckenbereiche.The angled ones are particularly prone to breakage like this Corners of the platforms in the typical structural forms. One Eliminating those angled corners could solve this Promote problem. However, aerodynamic efficiency requires the formation of a substantially cylindrical flow path in this area and with regard to adjacent butting Platforms this requires angled corner areas.
An den Rotorschaufeln kann noch eine weitere Beschädigung durch Vibration auftreten. Beispielsweise führen bestimmte Arten von Vibration oft zu einer Beschädigung an Teilen der tragflügelförmig gestalteten Oberflächen derselben durch Bruch und Verlust von Ecken oder durch Aufreißen und Aufspaltung In verschiedenen Richtungen. Alle diese Schäden durch Vibration gefährden ernsthaft die nutzbare Lebensdauer der Schaufeln und diese Beschädigung wird daher vorteilhafterweise beseitigt.Further damage from vibration can occur on the rotor blades. For example, certain types of Vibration often causes damage to parts of the airfoil designed surfaces of the same by breaking and loss of corners or by tearing and splitting into different Directions. All of this damage from vibration is serious the useful life of the blades and this damage is therefore advantageously eliminated.
Frühere Versuche zur Beseitigung der Vibration beinhalten den Versuch, Resonanzfrequenzen der verschiedenen Vibrationsschwingungsarten im Innern der Schaufeln "abzustisHen", uk sie aus dem Betriebsbereich des Triebwerkes heraus zu verlegen. Diese Versuche waren nur zu einem begrenzten Maße erfolgreich. Der Grund hierfür bestand darin, daß solche Triebwerke In einest weiten Bereich betrieben werden können und daß bestimmte ResonanzfrequenzenPrevious attempts at eliminating vibration have included attempting to find resonant frequencies of the various types of vibrational modes "Peel off" inside the blades, remove them from the To relocate the operating area of the engine. These attempts have been successful only to a limited extent. The reason this consisted in the fact that such engines in a wide range can be operated and that certain resonance frequencies
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daher nicht beseitigt werden können. In Anerkenntnis dieses Probtoms wurden frffliere Versuche vorgenommen, um die Amplituden der Schwingungen abzudämpfen, welche in den Betriebsbereichen verbleiben. therefore cannot be eliminated. In recognition of this probtome First experiments were carried out to determine the amplitudes of the To dampen vibrations that remain in the operating areas.
Die Dämpfung besaß üblicherweise die Form eines .Reibungseingriffes eines Teils der Schaufel mit einem für diesen Zweck hinzugefügten Teil. Insbesondere wurden bei einem früheren Lösungsversuch die Schaufel-Plattformen umkreismäßig verlängert und es wurden noch weiterhin umücreisföriaig verlaufende überlappende Platten zwischen Laufschaufeln zugefügt, wobei diese Teile zur Dämpfung von Schwingungsamplituden zusammenwirken. Ein ungünstiges Kennzeichen dieser und ähnlicher Einrichtungen sind das Gewicht und die Kosten, welche bei der Zufügung dieser Elemente erforderlich werden, die keine weitere Funktion als eine Dämpfungsfunktion ausführen. Weiterhin gestattet der Mangel/einer wirksamen gegenseitigen Verriegelung (Eingriff) (interlock) zwischen den Schaufeln und den im Eingriff miteinander stehenden Dämpfungstellen, daß sich die Dämpfungselemente bei längerem Gebrauch voneinander trennen und. dann die Möglichkeit besteht, daß sie ihre Dämpfungsfunktion nicht mehr ausführen. -The damping usually took the form of a friction engagement part of the shovel with one added for this purpose Part. In particular, in an earlier attempt at a solution, the Shovel platforms extended circumferentially and there were still overlapping plates between Blades added, these parts for damping vibration amplitudes cooperate. An unfavorable characteristic of this and similar facilities are the weight and costs, which are required when adding these elements that do not perform any function other than a damping function. Farther allows the lack / effective interlock between the blades and the mutually engaging damping points that the damping elements separate from each other during prolonged use and. then there is the possibility that they have their damping function no longer execute. -
Die vorliegende Erfindung behebt diese und weitere Nachtelle bei den Schaufel-Däffljpfungsteilen nach dem Stand der Technik dadurch, daß eine Schaufel-Plattform mit Verriegelung vorgesehen wird, welche eine wirksame Reibungsdämpfung ausführt,' ohne daß hierzu eine Erhöhung des Gewichtes oder der Abmessung erforderlich ist.The present invention overcomes these and other disadvantages the blade damping parts according to the state of the art in that that a shovel platform is provided with locking, which performs an effective friction damping, 'without this an increase in weight or size is required.
Die Erfindung beruht teilweise auf der Erkenntnis, daß typische Schaufeln mit Tragflügelprofil im wesentlichen diagonal zu den Schaufel-Plattformen befestigt sind und daher die Ecken in der Nähe der Eintritts- und Austrittskante des Profilteils hierdurch versteift werden und an diesen Stellen Vibrationsamplituden auftreten, die wesentlich kleiner sind als die Amplituden an nicht verstärkten Ecken, die vom profilartigen Teil entfernt liegen.The invention is based in part on the recognition that typical Airfoil blades are attached essentially diagonally to the blade platforms and therefore the corners in the The proximity of the entry and exit edges of the profile part are stiffened as a result and vibration amplitudes occur at these points, which are much smaller than the amplitudes at non-reinforced corners that are remote from the profile-like part.
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Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Reibungs-Dämpfungssystem für Rotorschaufeln von Turbomaschinen zu schaffen, welches die Vibration wirksam dämpft und gleichzeitig eine wirksame gegenseitige Verriegelung zum zuverlässigen Gebrauch über längere Zeit ergibt und trotzdem nicht die Zufügung von kostspieligen und schweren Materialien zur Ausführung dieser Punktion erforderlich macht.It is therefore a primary object of the present invention to provide a friction damping system for rotor blades of turbo machines to create, which dampens the vibration effectively and at the same time an effective mutual locking for reliable Long-term use results in and yet not the addition of costly and heavy materials to make them Makes puncture necessary.
Um diese und weitere Aufgaben zu erreichen, wie sie noch aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich sind, sieht die vorliegende Erfindung eine Rotorschaufel vor mit einer seitlich oder lateral, verlaufenden Plattform, die über ihre Länge zwischen den diagonal angeordneten tragflügelprofilähnlichen Teilen und den Einrichtungen zur Befestigung der Schaufel auf einer zugeordneten Rotorscheibe angeordnet ist. Die Plattform besitzt einen äußeren Umfangsteil, der beiderseits des Tragflüge lprofilte ils angeordnet ist, und dieser äußere Teil ist mit diagonalen Kanten ausgestattet, die aus der radialen Riehtung um vorgegebene Winkel abgewinkelt sind. Jeder äußere Teil besitzt zwei solche Kanten, welche die vorgenannten Winkel in entgegengesetzter Verlaufsrichtung besitzen. Die diagonalen Kanten jeder Plattform sind so angeordnet, daß sie mit gegenseitiger Verriegelung und aneinanderstoßend mit gegenüberstehenden Kanten benachbarter Schaufel-Plattformen in Eingriff sind. Die auf diese Weise gebildeten Kanten ergeben eine Dämpfung für diejenige Vibration, die dazu neigt, eine relative radiale Bewegung zwischen benachbarten Plattformen und auch eine relative umkreisförmige Bewegung zwischen denselben zu erzeugen.In order to achieve these and other objects, as can be seen from the detailed description below, see The present invention provides a rotor blade front with a laterally, or laterally, platform extending along its length between the diagonally arranged airfoil-like parts and the devices for fastening the blade an associated rotor disk is arranged. The platform has an outer peripheral part that is on both sides of the hydrofoil lprofilte ils is arranged, and this outer part is equipped with diagonal edges that emerge from the radial direction are angled at predetermined angles. Each outer part has two such edges, which the aforementioned angles in have opposite direction. The diagonal edges of each platform are arranged so that they are with each other Interlocking and butting engagement with opposing edges of adjacent bucket platforms. The edges formed in this way provide damping for that vibration which tends to be a relative radial To produce movement between adjacent platforms and also a relative circular movement therebetween.
Ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Abbildungen. A better understanding of the present invention can be obtained from the detailed description in conjunction with the figures.
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Pig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vielzahl von Rotorschaufeln gemäß der vorliegenden Erfindung in ihrer Betriebsstellung auf einer zugeordneten Scheibe.Pig. Fig. 1 shows a perspective view of a plurality of rotor blades in accordance with the present invention Operating position on an assigned disk.
Fig. 2 ist eine perspektivische" Ansicht einer einzelnen Rotorschaufel als Ausführungsform der Erfindung.Figure 2 is a perspective "view of a single rotor blade as an embodiment of the invention.
Pig. 3 zeigt eine Draufsicht einer Rotorschaufel gemäß der Erfindung .Pig. 3 shows a top view of a rotor blade according to the invention .
Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer solchen Schaufel.Fig. 4 is a side view of such a paddle.
Fig.'. 5 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 der Figur 1.Fig. '. 5 shows a sectional view along line 5-5 of FIG. 1.
Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 und zeigt das Zusammenwirken zwischen gegenüberstehenden Plattformkanten benachbarter Schaufeln.Figure 6 is a sectional view taken along line 6-6 showing the interaction between opposing platform edges of adjacent blades.
Fig. 7 ist eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 6 und zeigt das Zusammenwirken zwischen verschiedenen Plattformkanten. .Fig. 7 is a view similar to Fig. 6 and shows the interaction between different platform edges. .
Unter Bezugnahme auf Figur 1 folgt nachstehend eine ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform. Ein Rotor ist allgemein durch die Bezugsziffer10 bezeichnet und enthält eine drehbare Scheibe 12. Diese besitzt eine ümfangsnut 14 an ihrem Umfang, die zur Aufnahme und Befestigung von Schwalbenschwanz-Befestigungseinrichtungen 16 gestaltet ist, mit deren Hilfe einzelne Schaufeln 18 an der Scheibe befestigt werden. Diese bestimmte Ausführungsform der Scheibe enthält eine Einsatznut 20 zur Einfügung der Schaufeln in die Nut 14 der Scheibe 12. Der .Schwalbenschwanzteil 16 erstreckt sich in radialer Richtung zur Verbindung mit einer Plattform 22 jeder Schaufel. Die Plattform wirkt dabei mit benachbarten Plattformen zusammen, um teilweise, einen Strömungsweg 23 für das fließfähige Mittel im Innern desWith reference to Figure 1, a detailed description of a preferred embodiment follows. A rotor is generally indicated by the reference numeral 10 and includes a rotatable disc 12. This has a circumferential groove 14 on its Scope for receiving and attaching dovetail fasteners 16 is designed, with the help of which individual blades 18 are attached to the disc. This particular one The embodiment of the disk includes an insert groove 20 for inserting the blades into the groove 14 of the disc 12. The The dovetail portion 16 extends in the radial direction for connection to a platform 22 of each blade. The platform works together with adjacent platforms to partially create a flow path 23 for the flowable agent inside the
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Triebwerkes zu begrenzen. Radial von der Plattform aus nach außen verläuft ein tragflügelprofilförmiger Teil 24, der räumlich so gestaltet ist, daß er mit gutem Wirkungsgrad mit einem vorbeifließenden Strom eines fließfähigen Mittels zusammenwirkt.To limit the engine. An airfoil-shaped part 24 extends radially outward from the platform and spatially is designed so that it interacts with good efficiency with a flowing stream of a flowable agent.
Beim Betrieb wirkt dieser Rotor im wesentlichen ähnlich wie typische Rotoren dieser Bauart. Die Scheibe 12 ist an einer Welle (nicht gezeigt) befestigt und rotiert um diese entweder durch Wechselwirkung des Stroms des fliefähigen Mittels mit den Schaufeln 18 oder infolge eines auf"die Welle ausgeübten Drehmomentes durch an anderer Stelle in ähnlicher Weise angeordnete Schaufeln; dies ist davon abhängig, ob die Schaufeln Ϊ8 ein Teil einer Turbine oder eines Verdichters sind. In jedem Falle dienen die Tragflüge Ip ro filtei Ie 24 der verschiedenen Schaufeln zu einer Übertragung von Energie zwischen der Scheibe 12 und dem Strom des fließfähigen Mittels.In operation, this rotor acts essentially in a similar way to typical ones Rotors of this type. The disk 12 is attached to a shaft (not shown) and either rotates around it Interaction of the flow of the fluid medium with the blades 18 or as a result of a torque exerted on the shaft by paddles arranged elsewhere in a similar manner; this depends on whether the blades Ϊ8 are part of a turbine or a compressor. In any case, the hydrofoils serve Ip ro filtei Ie 24 of the different blades to one transmission of energy between the disc 12 and the stream of flowable agent.
Während dieses. Vorgangs erzeugen die Drehgeschwindigkeit der Schaufeln und auch aerodynamische Störungen in der Strömung des fließfähigen Mittels Vibrationen verschiedener Frequenzen, die dazu neigen, Schwingungen der Schaufeln mit verschiedenen Frequenzen zu erregen. Wie bereits zuvor erwähnt, kann eine solche Schwingungserregung unerwünscht sein, da sich hieraus eine Beschädigung an den Tragflügelprofilteilen, den Plattformen oder der sonstigen Struktur der Schaufeln ergeben kann. Um die zerstörende Amplitude von solchen Resonanzfrequenzen in dem Schaufelmaterial zu verringern, die nicht durch "Abstimmen" außerhalb des Betriebsbereiches des Triebwerkes gebracht werden können, sieht die vorliegende Erfindung eine Reibungsdämpfung zwischen benachbarten Schaufelplattformen 22 vor.During this. The speed of rotation of the blades and also aerodynamic disturbances in the flow of the process generate Flowable means of vibrations of different frequencies, which tend to vibrate the blades at different frequencies to excite. As already mentioned above, such an excitation of vibrations can be undesirable because it can result in damage on the airfoil parts, the platforms or the other structure of the blades. To the destructive To reduce amplitude of such resonance frequencies in the blade material that cannot be "tuned" outside the operating range of the engine can be brought, the present invention provides a friction damping between adjacent shovel platforms 22 before.
Es wird nachstehend auf die übrigen Abbildungen Bezug genommen, welche die besondere räumliche Ausgestaltung zeigen, durch welche diese Dämpfung bewerkstelligt wird. Es ist ersichtlich, daß jede Plattform 22 zwei seitliche Extremitäten oder äußere Teile 30Reference is made below to the other figures, which show the special spatial design through which this damping is achieved. It can be seen that each Platform 22 two lateral extremities or outer parts 30
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und 32 enthält, die mit Mitteln zur gegenseitigen Verriegelung . und zur Dämpfung ausgestattet sind, wie sie noch nachstehend beschrieben werden. Die Plattform enthält auch ein stromaufwärts gelegenes Ende 34 und ein stromabwärts gelegenes Ende 36.and 32, with means for interlocking. and are equipped for damping, as will be described below. The platform also includes an upstream located end 34 and a downstream end 36.
Die Plattform gemäß der vorliegenden Erfindung enthält sowohl radiale Dämpfungseinrichtungen zur Reibungsdämpfung einer relativen radialen Bewegung zwischen benachbarten Plattformen und umkreisförmige Dämpfungseinrichtungen zur Reibungsdämpfung einer relativen umkreisförmigen Bewegung zwischen benachbarten Plattformen. Im allgemeinen sind diese Dämpfungseinrichtungen abhängig von einem Eingriff jeder Plattform mit der Plattform der umkreisförmig benachbarten Schaufel. Zu diesem Zweck erstreckt sich jede Plattform umkreisförmig von jedem Profilteil aus nach außen zu einer praktisch anstoßenden Stellung mit den.benachbarten Plattformen.The platform according to the present invention contains both radial damping devices for frictional damping of a relative radial movement between adjacent platforms and circular damping devices for frictional damping of a relative circular motion between adjacent platforms. In general, these damping devices are dependent of engagement of each platform with the platform of the circumferentially adjacent blade. To this end, extends each platform in the shape of a circle from each profile part outwards to a practically abutting position with the neighboring ones Platforms.
Um die Dämpfung zu steigern und auch noch eine wirksame Verriegelung zwischen Plattformen zu erhalten, sieht die Erfindung eine einzigartige Gestaltung für jeden umkreisförmig äußersten Teil und 32 jeder Schaufel 18 vor. Insbesondere ist ersichtlich, daß der äußerste Teil 30 eine erste diagonale Kante 40 enthält, die eine unter einem Winkel Θ. gegenüber der radialen Richtung versetzte Oberfläche besitzt, wie dies durch die Linie 41 gezeigt ist. Weiterhin enthält der äußerste Teil 30 eine zweite diagonale Kante 42 mit einer geneigten Oberfläche, die um einen Winkel ©2 aus der radialen Richtung versetzt ist. Es ist ersichtlich, daß die Winkel Q^und Θ,, in entgegengesetztem Sinne verlaufen.To increase damping while still providing effective inter-platform interlocking, the invention provides a unique design for each circumferential outermost portion and 32 of each vane 18. In particular, it can be seen that the outermost portion 30 includes a first diagonal edge 40 which is one at an angle Θ. has an offset surface with respect to the radial direction, as shown by the line 41. Furthermore, the outermost part 30 includes a second diagonal edge 42 with an inclined surface which is offset from the radial direction by an angle 2. It can be seen that the angles Q ^ and Θ ,, run in opposite directions.
Zur Einfachheit der Herstellung liegen die diagonalen Kanten 40 und 42 in axialer Richtung stromaufwärts und stromabwärts relativ zueinander und im wesentlichen längs einer gemeinsamen axialen Linie ( es könnte jedoch eine ähnliche Anordnung getroffen werden, bei der die Kanten radial voneinander beabstandet und mit gegenüberstehenden Kanten benachbarter. Plattformen in Eingriff sind). Weiterhin ist ersichtlich, daß in der vorliegendenFor ease of manufacture, the diagonal edges 40 and 42 are axially upstream and downstream relative to each other and substantially along a common axial line (however a similar arrangement could be made in which the edges are radially spaced from each other and with opposite edges of adjacent ones. Platforms are engaged). It can also be seen that in the present
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Ausführungsform das äußerste Teil 30 durch das Vorhandensein der diagonalen Kanten axial etwa in zwei Hälften unterteilt ist, wobei "die erste Hälfte die Kante 40 und die zweite Hälfte die Kante 42 enthält.Embodiment the outermost part 30 by the presence of the diagonal edges is divided axially approximately into two halves, with "the first half being the edge 40 and the second half being the edge 42 contains.
Es wird nunmehr Bezug genommen auf den zweiten umRreismäßig äußersten Teil 32. Es ist ersichtlich, daß dieser äußerste Teil ein ähnliches Paar diagonaler Kanten 48 und 50 enthält, die gegenüber einer radial verlaufenden Linie 52 um Winkel 0, bzw. Q^ versetzt sind. Diese Winkel besitzen etwa die gleiche Verlaufsrichtung wie die Winkel O1 und Op. In der vorliegenden Ausführungsform ist ersichtlich, daß die Winkel O1, O2, 0, und Q1^ alle im wesentlichen die gleiche Größe besitzen. Zur richtigen Punktion der Plattformen ist dies jedoch nicht unbedingt erforderlich. Um ein richtiges anliegendes Zusammenwirken zwischen den ebenen Oberflächen der benachbarten Kanten zu erhalten, werden die Winkel O1 und 0, im wesentlichen gleich groß gehalten und die Winkel ©2 und O2J werden ebenfalls im wesentlichen gleich groß gehalten. Ebenso können die Oberflächen der diagonalen Kanten 40, 42,48 und 50 mit einer . bezüglich ihrer Reibungswirkung verbesserten Oberflächenbeschaffenheit ausgestattet werden, um die Dämpfung zu erhöhen. Diese Ausführungsform, ist jedoch nur eine wahlweise Ausführungsform.Reference is now made to the second circumferentially outermost portion 32. It can be seen that this outermost portion includes a similar pair of diagonal edges 48 and 50 offset from a radially extending line 52 by angles 0 and Q ^, respectively. These angles have roughly the same direction as the angles O 1 and Op. In the present embodiment, it can be seen that the angles O 1 , O 2 , 0, and Q 1 ^ are all substantially the same size. However, this is not absolutely necessary for the correct puncture of the platforms. In order to obtain a correct abutting interaction between the flat surfaces of the adjacent edges, the angles O 1 and O are kept essentially the same and the angles 2 and O 2 J are also kept essentially the same. Likewise, the surfaces of the diagonal edges 40, 42, 48 and 50 can have a. surface properties improved in terms of their frictional effect are equipped in order to increase the damping. This embodiment, however, is only an optional embodiment.
Es können Vibrationsschwingungsarten auftreten, bei denen die Plattform 22 in einer solchen Weise vibriert, daß die einzelnen Plattformen in eine relative radiale Bewegung bezüglich benachbarter Plattformen gelangen. Andere Vibrationsschwingungsarten können die Plattformen in eine umkreisförmige Bewegung relativ zueinander versetzen. Die vorliegende Erfindung bewirkt eine Dämpfung jeder dieser relativen Bewegungen mit Hilfe der Energieaufzehrung durch Reibung.There may be vibrational modes in which the platform 22 vibrates in such a way that the individual Platforms get into a relative radial movement with respect to adjacent platforms. Other types of vibrations can set the platforms in a circular movement relative to each other. The present invention does one Damping of each of these relative movements with the help of energy dissipation through friction.
Wie bereits vorstehend ausgeführt, sind die Schaufelplattformen 22" er Ecken ausgebildet, daß sie einen relativ zylindrischen undAs already stated above, the shovel platforms 22 " he formed corners that they have a relatively cylindrical and
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damit aerodynamisch wirksamen Strömungsweg für das fließfähige Mittel begrenzen. Beispielsweise sind in Figur 3 diese Ecken mit A, B, C und D bezeichnet. Wie bereits vorstehend ausgeführt, werden diejenigen Ecken der Schaufel-Plattform, die relativ nahe an der Eintrittskante und der Austrittskante des Profilteils 2k liegen, durch diesen verstärkt und versteift, und zwar sowohl gegen eine stationäre Zentrifugalbewegung als auch gegen eine Vi br at ions bewegung. In der Figur bilden die Ecken A urid C Beispiele für solche Ecken. Andererseits werden die übrigen Ecken, die hier mit B und D in Figur 3 bezeichnet sind, nicht durch die Profilteile versteift und besitzen daher eine Neigung dazu, mit größerer Amplitude zu vibrieren. Die vorliegende Erfindung nutzt diese Eigenschaft vorteilhaft aus, indem die Laufschaufel-Plattformen anliegend gegeneinander in einer solchen Weise gebracht werden, daß die verstärkten Ecken A und C mit passenden unverstärkten Ecken B und D benachbarter Schaufeln eng zusammenwirken und umgekehrt. Als Ergebnis wirkt der Vibration jeder Ecke A, B, C oder D einer Schaufel-Plattform ein Reibungswiderstand entgegen, welcher durch benachbarte Schaufel-Plattformen erhalten wird.thus limit the aerodynamically effective flow path for the flowable agent. For example, these corners are labeled A, B, C and D in FIG. As already stated above, those corners of the blade platform which are relatively close to the leading edge and trailing edge of the profile part 2k are reinforced and stiffened by the latter, both against a stationary centrifugal movement and against a vibration movement. In the figure, the corners A and C form examples of such corners. On the other hand, the other corners, which are designated here with B and D in Figure 3, are not stiffened by the profile parts and therefore have a tendency to vibrate with greater amplitude. The present invention takes advantage of this property by bringing the blade platforms against one another in such a manner that the reinforced corners A and C closely cooperate with mating unreinforced corners B and D of adjacent blades, and vice versa. As a result, the vibration of each corner A, B, C, or D of a bucket platform is counteracted by frictional drag obtained by adjacent bucket platforms.
Insbesondere liegt gemäß der vorliegenden Ausgestaltung jede Ecke A, welche eine versteifte Ecke ist, an einer flexibleren Ecke D einer benachbarten Laufschaufel, wie dies aus Figur 6 ersichtlich ist. In ähnlicher Weise liegt jede Ecke C, welche eine versteifte Ecke darstellt, an einer flexibleren Ecke B. Unter dem Einfluß einer gegebenen Vibrationserregung werden die Ecken A und C eine Neigung- besitzen zu einer Vibration mit einer Amplitude, die kleiner/als die Amplitude für die Ecken B und D. Daher erfährt jede Ecke während ihrer Vibrationsbewegung eine Reibung an einer benachbarten Ecke, die eine andere Amplitude für die Vibration besitzt. Als Ergebnis besitzt jede Ecke die Neigung zu einer Dämpfung der Vibration ihrer anliegenden Nachbarecke und umgekehrt. Dies ist der grundlegende Mechanismus, •durch welchen die vorliegende Erfindung eine wirksame DämpfungIn particular, according to the present embodiment, each corner A which is a stiffened corner is adjacent to a more flexible one Corner D of an adjacent rotor blade, as can be seen from FIG. Similarly, each corner C lies which represents a stiffened corner, at a more flexible corner B. Under the influence of a given vibration excitation corners A and C tend to vibrate with an amplitude less than / than the amplitude for corners B. and D. Therefore, during its vibratory motion, each corner experiences friction at an adjacent corner of a different amplitude for the vibration owns. As a result, each corner has a tendency to dampen the vibration of its adjacent ones Neighboring corner and vice versa. This is the basic mechanism by which the present invention provides effective cushioning
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von Vibrations amplituden" in radi'aler Richtung und in umkreisförmiger Richtung erreicht.of vibration amplitudes "in a radial direction and in a circular direction Direction reached.
Um diese Wirkung noch weiter zu steigern, sind die versteiften Ecken (A und C) nach innen weisenden Oberflächen 48 und 4 2 zugeordnet. In ähnlicher Weise sind die flexibleren Ecken B und D nach außen weisenden Oberflächen 50 und 40 zugeordnet. Als Ergebnis wird durch die stationäre Zentrifugalkraft auf die Plattform bei irgendeiner vorgegebenen Drehzahl bewirkt, daß die aneinanderpassenden Oberflächen in einen innigeren Kontakt gebracht werden und hierdurch wird der Reibungs-Dämpfungseffekt gemäß der vorliegenden Erfindung noch gesteigert.In order to increase this effect even further, the stiffened corners (A and C) are assigned to inwardly facing surfaces 48 and 42. Similarly, the more flexible corners B and D are associated with outwardly facing surfaces 50 and 40. As a result is caused by the stationary centrifugal force on the platform at any given speed that the mating Surfaces are brought into closer contact and this creates the friction-damping effect according to the present invention even increased.
Zusätzlich hierzu wird dieser Mechanismus noch gesteigert durch die besondere Ausgestaltungsform der Schaufel-Plattformen nach der vorliegenden Erfindung. Zu diesem Zwecke sind die gegeneinander verriegelnden oder ineinandergreifenden Doppel-Kanten jedes umkreisförmig äußeren Teils 30 und 32 vorgesehen. Wie bereits ausgeführt, sind die Winkel O1 und 0, für die Abweichung der Oberflächen 40 bzw. 48 aus der radialen Richtung in ihrer Amplitude gleich groß und besitzen den gleichen Verlaufssinn. In ähnlicher Weise sind die Winkel Op und 0^, um welche die Oberflächen 42 und 50 aus der radialen Richtung abweichen, gleich groß und besitzen den gleichen Verlaufsinn. Wenn daher benachbarte Schaufeln in eine aneinanderstoßende Stellung gebracht werden, liegen die Oberflächen 40 und 48 benachbarter Schaufeln übereinander im wesentlichen bündig zusammenwirkend über ihre gesamten Oberflächen. Das gleiche gilt für benachbarte Oberflächen 42 und 50. Die Auswirkung dieser räumlichen Ausgestaltung besteht teilweise darin, daß man Oberflächen erhält, die reibungsmäßig miteinander in Eingriff sind, und zwar für die Schwingungsarten in radialer und in umkreisförmiger Richtung. Weiterhin wird die Größe der Fläche der in jeder Richtung schwingenden, in Kontakt miteinander stehenden Oberflächen auf ein Maximum gebracht, um auf diese Weise die Reibungskraft auf ein MaximumIn addition to this, this mechanism is increased by the special design of the shovel platforms according to the present invention. For this purpose, the mutually locking or interlocking double edges of each circumferentially outer part 30 and 32 are provided. As already stated, the angles O 1 and 0 for the deviation of the surfaces 40 and 48 from the radial direction are equally large in their amplitude and have the same sense of course. In a similar way, the angles Op and 0 ^ by which the surfaces 42 and 50 deviate from the radial direction are of the same size and have the same direction. Thus, when adjacent blades are brought into an abutting position, the surfaces 40 and 48 of adjacent blades lie on top of one another in substantially flush co-operation over their entire surfaces. The same applies to adjacent surfaces 42 and 50. The effect of this spatial configuration is in part that surfaces are obtained which are frictionally engaged with one another for the types of vibration in the radial and in the circumferential direction. Furthermore, the size of the area of the surfaces in contact with one another vibrating in each direction is maximized so as to maximize the frictional force
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zu bringen. Weiterhin ergibt sich durch die Tatsache, daß jeder* umkreisförmig äußerster Teil zwei Kanten mit entgegengesetztem Verlaufsinn besitzt, die mit zwei Kanten mit ebenfalls entgegengesetztem Verlaufssinn einer benachbarten Schaufel in Eingriff stehen, ein Mechanismus zum gegenseitigen Eingriff und Verriegelung, um die Plattformen gegenüber einer Neigung zur Lösung der Plattformen voneinander festzulegen. Dies ist eine bedeutungsvolle Verbesserung gegenüber vorbekannten Dämpfungseinrichtungen, die alle eine Neigung zeigen, funktionsunfähig zu werden, nachdem sich bei einem längeren Gebra.uch Material Verformungen ergeben haben. Ein Weiterer Vorteil dieser räumlichen Gestaltung besteht darin, daß die Funktion der gegenseitigen Verriegelung der Plattform die Trennung benachbarter Plattformen voneinander unter dem Einfluß verschiedenartiger Vibrationsschwingungen auf ein Minimum bringt und hierdurch den Dämpfungseffekt steigert.bring to. Furthermore, the fact that everyone * the outermost part of a circle has two edges with opposite directions, the one with two edges with also opposite directions A mutual engagement and interlocking mechanism, to set the platforms against a tendency to detach the platforms from one another. This is a meaningful one Improvement over prior art damping devices, all of which have a tendency to become inoperable after If the material has been used for a long period of time, deformations have also occurred. Another advantage of this spatial design is that the function of interlocking the platform is to separate adjacent platforms from each other brings it to a minimum under the influence of various types of vibration, thereby increasing the damping effect.
Zusätzlich zur Dämpfung der Amplitude verschiedener Vibrationsschwingungen bietet die vorliegende Erfindung auch die Möglichkeit zur weiteren "Abstimmung" der Resonanzfrequenzen der Schaufeln, wenn dies erwünscht ist. Es ist bekannt, daß die Resonanzfrequenz eine Punktion der vibrierenden Masse und der zugeordneten Federkonstante ist. Jede Plattform enthält eine vorbestimmte Masse, von der ein Teil oder die Gesamtmasse zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt in Vibrationsschwingung sein kann. Weiterhin enthält jede Plattform ein bestimmtes Material und eine vorgegebene Dicke, welche gemeinsam die Federkonstante der Plattform ergeben. Es ist möglich, die Vibrationsmasse und auch die Federkonstante der Masse für die Vibration zu verändern, indem benachbarte Schaufel-Plattformen zu einem ineinandergreifenden verriegelnden Zusammenwirken miteinander gebracht werden/ ohne hierdurch zu der Plattform selbst Material zuzufügen oder von ihr Material wegzunehmen. Insbesondere kann die effektive Masse für die Vibration größer oder kleiner sein als ohne einen Eingriff einer ersten Plattform mit einer zweiten Plattform, wenn ein gegebener Teil einer Plattform in Vibration versetzt wird und an einer benachbarten Plattform reibtIn addition to damping the amplitude of various vibrational oscillations, the present invention also offers the possibility to further "tune" the resonant frequencies of the blades if so desired. It is known that the resonance frequency is a puncture of the vibrating mass and the associated spring constant. Each platform contains a predetermined mass, some or all of which may be vibrating at any given time. Also includes each platform a certain material and a given thickness, which together give the spring constant of the platform. It is possible to change the vibratory mass and also the spring constant of the mass for the vibration by adding adjacent shovel platforms be brought to an interlocking interlocking cooperation with each other / without thereby to the platform itself Add material or take material away from it. In particular, the effective mass for the vibration can be larger or smaller than without engagement of a first platform with a second platform when a given part of a platform is in Vibration is displaced and rubs against an adjacent platform
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und dabei die Tendenz besteht, diese benachbarte Plattform in die gleiche Vibrationsschwingungsart hineinzuziehen. In ähnlicher Weise kann die Federkonstante der beiden vibrierenden Massen verschieden sein und sie können einander ergänzen. Diese gegenseitigen Wechselwirkungen können jedoch-dazu benutzt werden, um die Resonanzfrequenzen für die Vibration von Plattformen gemäß der ■Erfindung einzustellen, wobei gleichzeitig die Reibungs-Dämpfungseinrichtungen dieser Anordnungen zur. Verminderung der Vibrationsamplitude gemäß der vorstehenden Beschreibung benutzt werden. and there is a tendency to drag this adjacent platform into the same vibrational mode. In a similar way Way, the spring constant of the two vibrating masses can be different and they can complement each other. These mutual interactions can, however, be used to improve the Set resonance frequencies for the vibration of platforms according to the invention, while at the same time the friction damping devices these arrangements for. Reduction of the vibration amplitude can be used as described above.
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