DE2922554C2

DE2922554C2 - Vorrichtung zum Befestigen eines Dichtungsbelages an einem Leitschaufelapparat einer Turbomaschine

Info

Publication number: DE2922554C2
Application number: DE2922554A
Authority: DE
Inventors: Michel Andre Moissy Cramayel Bouru
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1978-06-01
Filing date: 1979-06-01
Publication date: 1986-04-10
Also published as: GB2022720A; FR2427469A1; FR2427469B1; US4239451A; DE2922554A1; GB2022720B

Description

zeigen in:

F i g. 1 eine Vorrichtung zum Befestigen eines Dichtungsbetags an einem Leitschaufelapparat einer Turbomaschine, von dem ein Ausschnitt im axialen Schnitt dargestellt ist; Fig. 2 die Vorrichtung in perspektivischer Ansicht; Fig. 3 einen Grundriß der Vorrichtung; Fig. 4 einen Grundriß einer Weiterbildung der Vorrichtung;

Fig. 5 und 6 andere Weiterbildungen der Vorrichtung in perspektivischen Anwehten.

Vom Leitapparat der sin nictu dargestelltes Gehäuse, einen Rotor und am Gehäuse sowie am Rotor befestigte Schaufeln aufweisenden Turbomaschine sind in Fig. 1 lediglich das radial innere Ende einer am Gehäuse befesligteri Schaufel 3, ein Teil einer Trommel 5 des Rotors und die Abdichtung zwischen der Schaufel 3 und der Trommel 5 dargestellt. Mehrere der Schaufeln 3 bilden Sektoren und sind durch einen An^a'z 11 miteinander verbunden, der einen Innensteg 6 trägt, an de-n ein Dichtungsbelag 16 befestigt ist, welcher mit dünnen Rippen 10 der Trommel 5 des Rotors zusammenwirKi.

Der Dichtungsbelag 16 wird von einem Ring aus sogenanntem verschleißbarem oder abschleifbarem Material (im wesentlichen sehr lufthaltig, wabenförmig, porös) gebildet, das sehr leicht abgetragen svird, wenn es mit den umlaufenden, sehr viel härteren Teilen des Rotors in Berührung kommt.

Der Innensteg 6, der mit den Schaufeln 3 des Leitapparates fest verbunden ist, weist Ausschnitte 12 auf, di; mit entsprechenden Ausschnitten 13 (Fig. 2) zusammenfallen, welche in einem radialen Flansch 14 eines den Dichtungsbelag 16 tragenden Rings 15 ausgebildet sind.

In die Ausschnitte 12 und 13 grellen zwei U-förmige Klemmen 17 und Ma (s. auch Fig. 2 und 3) ein, die an den einander gegenüberliegenden Rändern der Ausschnitt" den radialen Flansch 14 des Rings 15 und den Innensteg 6 umfassen. Die Klemmen werden an ihrem Platz durch einen Riegel 18 festgehalten, der zwischen den Klemmen sitzt und dessen einander gegenüberliegende Flächen an den Rücken 19 und 1% der Klemmen 17 und 17a angreifen. Der Riegel 18 weist eine Ausnehmung 20 auf. in der eine elastische, £>förmlge Klammer oder Spange 21 angeordnet ist. Die Klammer ist an der Stelle 20a am Boden der Ausnehmung befestigt, insbesondere festgeschweißt, und sie weist Flügel 22 und 22c iuf, die an den Seitenflächen 23 und 23« der Klemmen 17 und 17a angreifen.

Bei den Ausführungstsispiel nach Fig. 1 bis 3 wird der den Dichtungsbelag 16 tragende Ring 15 von zwei Reifen 24 und 25 mit L-förmigem Querschnitt gebildet, die mit ihren radialen Flanschen 14 aneinander befestigt sind, um ein T-förmiges Profil zu bilden. Letzteres weist die radialen Flansche 14 sowie zwei umlaufende, axiale Flansche auf, wobei letztere innere Flächen 26 und 26a bilden, an denen ein Ring 27 befestigt ist, der den Dichtungsbelag 16 trägt.

Auf den Reifen 24 Ist ein Dichtblech 28 befestigt, welches den Flügeln 22 und 22a der Spange 21 gegenübcrliegt und einen abgebogenen Rand 2Sa aufweist, dessen Ende 29 am Innensteg 6 des Leitapparates anliegt und eine Vorspannung auf den Innensteg 6 ausübt.

Das Dichtblech 28 bewirkt nicht nur den Abdichtungseffeki, sondern p',ellt tatsächlich durch eine Vorspannung die elastische Halterung der Klemmen 17 und 17a sowie der mit ihren Flügeln 22 und 22a am Dichtblech 28 anliegerji'n Spange 21 (Fig. 3) sicher, und zwar kann man auf diese Weise eine Verspannung bei der Befestigung der Klemmen 17 und 17a vermeiden, die andernfalls die freie radiale Verschiebbarkeit des Rings 15 gegenüber dem Innensteg des Leitapparates ganz beträchtlich behindern würde.

Um die radiale Halterung der Klemmen 17 und 17a sicherzusteüen, steht ein umgebogener Rand 30, 30a des Reifens 24 im Eingriff mit einer der Flächen der Klemmen.

Fig. 4 zeigt eine Weiterbildung der Vorrichtung, bei der di-3 Ausschnitte 13 der Ringe 24 und 25 umgebogene Ränder 24a und 25a aufweisen, die eine direkte Selbstzentrierung des den Dichtbelag 16 tragenden Rings 15 gegenüber dem Innensteg 6 des Leitapparates sicherstellen.

Andererseits ist die Radialbewegung des Riegels 18 äußerst begrenzt durch die Anwesenheit des urngebogenen Abschnitts des Dichtbiechs 28. Tatsächlich kann sich der Riegel 18 nur in dem freit.-. Raum bewegen, der zwischen dem oberen Rand der Flügel 22 und 22a der Spange 21 und dem geneigten Rand 28a des Dichtbiechs 28 existiert.

Allerdings kann die Befestigungsvorrichtung unter bestimmten Bedingungen die Radialverschiebung des Riegels 18 sehr viel rigoroser beschränken.

So kann man gemäß Fig. 5 im oberen Abschnitt de^r Rücken 19 und 19a der Klemmen 17 und 17a ein Deckblatt 31 vorsehen, das eine Einrichtung zur radialen Bewegungssichenrung des Riegels 18 auf der Höhe des oberen Abschnitts seiner Seitenflächen darstellt.

Gleichermaßen ist es möglich, im oberen Teil der Schmalseite der Klemmen 17 und 17a ein Deckblatt 32 und 32a (Fig. 6) vorzusehen, das eine radiale Bewegungssicherung des Riegels 18 auf der Höhe der Flügel 22 und 22a der Spange 21 bildet.

Um die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung zu montieren, bringt man die Ausschnitte 12 des Innenstegs 6 und die Ausschnitte 13 des radialen Flansches 14 des den Dichtungsbelag 16 tragenden Rings J 5 derart miteinander zum Fluchten, daß die Klemmen 17 und 17a in die Ausschnitte eingesetzt werden können. Sodann drückt man die Flügel 22 und 22a cer ß-förmigen Spange 21 zusammen und führ; den Riegel 18 zwischen die in den Ausschnitten 12 und 13 sitzenden Klemmen ein. Sobald sich die Flügel 22 und 22a der Spange zwischen dem Dichtblech 28 und den Klemmen 17 und 17a entspannen, ist die Anordnung verriegelt.

Die auf diese Weise entstandene Anordnung mit einer Befestigungsstelle pro Sektor des Leitapparates stellt eine Selbstzentrierung des den Dichtungsbelag 16 tragenden Rings 15 gegenüber sämtlichen Sektoren sicher.

Die Erfindung findet vor allem AnwenJung bei Luftfahrt-Strahltriebwerken.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Befestigen eines Dichtungsbelages an einem Leitschaufelapparat emer Turbomaschine, der von mehrere Schaufeln umfassenden Sektoren gebildet ist, die einen Innensteg (6) aufweisen, an dem ein den Dichtungsbelag (16) tragender Ring (15) befestigt ist, dereinen radialen Flansch (14) aufweist, der an dem Innensteg (6) anliegt und Ausschnitte (13) aufweist, die entsprechenden Ausschnitten (12) des Innenstegs (6) gegenüberliegend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß U-förmige Klemmen (17, 17a) in die Ausschnitte (12, 13) eingreifen und an den sich gegenüberliegenden Rändern der Ausschnitte (12, 13) den radialen Flansch (14) des Rings (15) und den Innensteg (6) umfassen, daß die U-förmigen Klemmen (17, 17c) von einem zwischen ihnen angeordneten Riegel (18* λ Lage gehalten sind, dessen voneinander abgcwanche Flächen an den Rücken (19, 19s) der U-förmigen Klemmen (17,17a) anliegen, und daß der Riegel (18) von einer elastischen ß-förmigen Spange (21) in Lage gehalten ist, die in eine Ausnehmung (20) des Riegels (18) eingreift und dort befestigt ist, wobei Flügel (22, 22a) der Spange (21) an den Schenkelflächen (23, 23a) der U-förmigen Klemmen (17. 17a) anliegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Dichtungsbelag (16) tragende Ring (15) aus zv-i Reifen (24, 25) mit L-Querschnitt besteht, die längs einer ihrer Flächen zusammengefügt sind und so ein T-Profil mit einem radialen Flansch (14) und zwei umlaufenden, axiaj ausgerichteten Flanschen bilden, daß letztere einen Kurzen, zylindermantelförmigen. den Dichtungsbelag (16) tragenden Ring (27) tragen und daß einer der umlaufenden Flanschen auf der dem Ring (27) abgewandten Seite ein Dichtblech (28) mit einem abgebogenen Rand (28a) trägt, dessen radiales Ende (29) am Innensteg (6) federnd anliegt, wobei der umgebogene Rand (28a) des Dichtblechs (28) einen Anschlag für die Flügel (22, 22a) der elastischen ß-förmigen Spange (21) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Reifen (24. 25) einen auf die Stirnflächen der U-förmigen Klemmen (17, 17a) umgebogenen Rand (30) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte (13) der den radialen Flansch (14) bildenden Reifen (24. 25) umgebogene Ränder (24a, 25a) aufweisen, die an einem Rand des Ausschnitts (12) im Innensteg (6) anliegen und so eine direkte Selbstzentrierung des den Dichtungsbelag (16) tragenden Rings (15) gegenüber dem Innensteg (6) sicherstellen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der oberen Stirnfläche der Rücken (19. 19a) der U-förmlgen Klemmen (17. 17a) ein blattförmiger Vorsprung (31) vorgesehen Ist, an dem die obere Stirnfläche des Riegels (18) anliegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der oberen Stirnfläche der Schenkel der U-förmlgen Klemmen (17, 17a) ein blattförmiger Vorsprung (32) vorgesehen Ist, an g5 dem die obere Stirnfläche der Flügel (22, 22a) der <2-förmigen Spange (21) anliegt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in AT-PS 2 97 417 beschrieben und dargestellt.

Bei dieser bekannten Ausgestaltung dienen die Ausschnitte im Innensteg der Sektoren und im am letzteren anliegenden, den Dichtungsbelag tragenden Ring der Aufnahme von Fühmngsbolzen mit Gleitsteinen, wobei die Gleitsteine jeweils im eine radiale Führung bildev.den Ausschnitt des Innenstegs geführt sind.

Diese Ausgestaltung ist deshalb nachteilig, weil zum einen zum Zweck der Montage der den Dichtungsbelag tragende Ring radial von innen nach außen auf den Innensteg geschoben werden muß, und weil zum anderen das seitlich aus dem radiaen Flansch herausragende Ende des Führungsbolzens, das offenbar einen Angriffskopf bildet, im Betrieb der Turbomaschine Turbulenzen erzeugt, die sich nachteilig auf die Fluidströmung im Leitapparat auswirken. Würde man den seitlich herausragenden Angriffskopf fortlassen, dann wäre, z. B. bei einem Austausch, die Demontage des den Dichtungshelag tragenden Ringes erschwert.

Die sich ergebenden Turbulenzen sind erheblich, weil der Querschnitt des Führungsbolzens verhältnismäßig groß bemessen werden muß. Dies ist durch die mechanischen Beanspruchungen im Betrieb der Turbomaschine einschließlich thermisct.-en Beanspruchungen bedingt. Letztere werden durch eine beträchtliche Erwärmung des Führungsbolzens hervorgerufen, die durch grundsätzlich vorhandene Turbulenzen erzeugt wird, die aufgrund der Nähe der vorhandenen Stege entstehen.

Vergleichbare Nachteile ergeben sich auch bei einer solchen Ausgestaltung, bei der der den Dichtungsbelag tragende Ring durch einen Gewindebolzen mit Mutter am Innensteg befestigt ist. Bei dieser Ausgestaltung ist außerdem die Montage bzw. Demontage umständlich und zeitraubend. Hinzu kommt, daß der Verlust ein^s Bolzens bzw. einer Mutter sich katastrophal auf die Funktion der Turbomaschine auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aulgabe zugruncie, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß bei strömungsgünstiger Ausgestaltung eine leichte und schnelle Montage bzw. Demontage der Befestigung möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kommen zur Befestigung anstelle eines Bolzens Klemmen zum Einsatz, die durch einen Riegel in ihrer Befestigungsposition gesichert werden, der seinerseits durch eine Spange in seiner Verriegelungsposition gesichert Ist. Es kommen somit Befestigungselemente zum Einsatz, die sich leicht und schnell montieren bzw. demontieren lassen.

Die Schenkel der Klemmen können mit einer verhältnismäßig geringen Breite bemessen werden, so daß sich nur geringe Überstände am Innensteg ergeben. Auch der Riegel kann mit einem verhältnismäßig kleinen und strömungsgünstigen Querschnitt bemesssn werden, weil es zur Verriegelung der Klemmen ausreicht, den freien Raum zwischen den Klemmen auszufüllen. Die Stege der Klemmen und die Spange des Riegels erstrecken sich im wesentlichen Innerhalb der Ausschnitte, so daß eine Turbulenzbildung durch diese Teile Im wesentlichen vermieden ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispicle anhand von Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen