DE3124409C2 - Vorrichtung zur Leitradverstellung bei Axial-Turbomaschinen - Google Patents
Vorrichtung zur Leitradverstellung bei Axial-TurbomaschinenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Leitradverstellvorrichtung für Turbomaschinen mit mehreren verstellbaren Leiträdern, wobei jedem verstellbaren Leitrad ein Verstellring (21, 22, 23) zugeordnet ist, der über Schwenkhebel (24) mit den einzelnen Leitschaufeln (10) verbunden und über eine Kuppelstange (18, 19, 20) mit einem Betätigungsarm (14) verbunden ist, der in einer Tangentialebene um sein eines, drehbar und axial verschiebbar gelagertes Ende schwenkbar ist. Um einseitige, über die Kuppelstangen auf die Verstellringe übertragene Axialkräfte zu vermeiden, erfolgt der Antrieb des Betätigungsarms (14) über einen mit seinem freien Ende verbundenen Kurbelarm (30), der mittels eines geeigneten Antriebs um eine etwa radiale Achse (28) drehbar ist, und die Länge dieses Kurbelarms zwischen seiner Drehachse (28) und seiner Verbindung (44) mit dem Betätigungsarm ist möglichst genau gleich der Länge der Schwenkhebel (24). Dadurch können die bei einer Schwenkung des Betätigungsarms (14) auftretenden Axialbewegungskomponenten des Betätigungsarms und mindestens eines Verstellrings (21) einander genau angeglichen werden, so daß die Kuppelstangen stets im wesentlichen in der Ebene des betreffenden Verstellrings bleiben.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lcitradverstellung
bei Axial-Turbomaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Leitradverstellvorrichtungen, mittels welcher die Schaufeln von verstellbaren Leiträdern zwecks
Anstellwinkelverstellung um ihre Schaufellängsachsen gedreht werden können, finden im allgemeinen in Axialverdichtern
von Gasturbinentriebwerken Anwendung.
Aus der US-PS 33 14 595 ist eine Vorrichtung zur Leitradverstellung bei Turbomaschinen mit einem Betätigungsarm
bekannt, dessen vorderer Bereich über Kuppelstangen mit den, den verstellbaren Leiträdern
zugeordneten Verstellringen verbunden und mit seinem hinteren Ende schwenkbar, jedoch axial unverschieblich
an der feststehenden Konstruktion angelcnkt ist. Das
hat zur Folge, daß die im vorderen Bereich des Bc-tätigungsarms gelegenen Anlenkstcllen mit den Kuppelstangen
alle einen Kreisbogen um den hinteren Anlenkpunkt des Beiätigungsarms an der feststehenden Konstruktion
beschreiben. Infolgedessen führen die Anlenkstellen der Kuppelstangen bei einer Schwenkung des
Betätigungsarms aus seiner genau achsparallelen Mittellage jeweils eine bogenförmige Bewegung mit einer
axialen Bcwegungskomponenle aus, die nach hinten,
to nämlich in Richtung zum ortsfesten Anlenkpunkt des
Betätigungsarms hin gerichtet ist. Den hinterhalb der verstellbaren Leiträder befindlichen Verstellringen wird
jedoch durch die Schwenkbewegung der sie mit den einzelnen Leitschaufeln verbindenden Schwenkhebeln
sine axiale Bewegungskomponente aufgezwungen, die nach vorne, also vom ortsfesten Anlenkpunkt des Betätigungsarms
weg gerichtet ist Diese axialen Bewegungskomponenten der Kuppelstangen-Anlenkstellen
am Betätigungsarm einerseits und der Verstellringe an-
dererseits sind einander entgegengerichtet und addieren
sich demzufolge, was eine starke Schrägstellung der Kuppelstangen zur Folge hat
Diese Schrägstellung der Kuppelstangen führt zu dem Problem einer Belastung des jeweils zugehörigen
Verstellrings durch einseitige Axialkräfte, die dann an der bezüglich der Anlenkstelle der Kuppelstange am
Verstellring diametrd gegenüber liegenden Stelle des Verstellrings von den dort angelenkten Schwenkhebeln
aufgenommen werden muß. Dies erfordert aber eine verhältnismäßig steife Ausbildung der Schwenkhebel,
was im Widerspruch zu der Notwendigkeit einer gewissen Flexibilität der Schwenkhebel steht, die zur Aufnahme
der Biege- und Torsionsbeanspruchungen aufgrund der komplexen Schwenkhebclbewegungen notwendig
ist.
Aus der GB-PS 15 11 723 ist eine Vorrichtung der
eingangs angegebenen Gattung bekannt, bei welcher der Antrieb des Betätigungsarms mittels einer Gewindespindel
erfolgt, die zwischen eineir ortsfesten Betätigungsantrieb
und einem ebenfalls ortsfesten Lager verläuft. Diese Gewindespindel ist quer zur Triebwerksachse
und zum Betätigungsarm in dessen Mittelstellung angeordnet
Infolgedessen führt der Betätigungsarm bei dieser bekannten Anordnung an der Stelle seiner Verbindung
mit der Spindelmutter eine reine Seitwärtsbewegung ohne jede Bewegungskomponente in Axialrichtung
aus, während die Bewegung des Betätigungsarms vordcrhalb und hinterhalb seiner Verbindungsstelle mit
der Spindelmutter wegen der Schwenkung seines antriebsseitigen Endes um sein mit der feststehenden Konstruktion
verbundenes Ende eine je nach dem Abstand von der Spindelmuttcr noch mehr oder weniger große
Axialkomponente enthält
Bei dieser bekannten Anordnung wird das oben erläuterte Problem allerdings nur teilweise dadurch gelöst,
daß die axiale Bewegungskomponente der Anlenkstellcn
der entlang des ßetätigungsarms angelenkten Kuppelslangen durch die spezielle Konstruktion des
Betätigungsarmantriebs mittels der Gewindespindeln auf ein Minimum reduziert wird. Da aber den Verstellringen
infolge der Schwenkbewegung der Schwenkhebel von diesen nach wie vor eine axiale Bcwcgungskomponente
aufgezwungen wird, besteht bei der bekannten Anordnung nach der GB-PS 15 11 723 immer noch eine
b5 Diskrepanz zwischen der axialen Bcwegungskomponenle
der Verstellringe einerseits und der (nur niihcrungsweisc
erreichten) axialen Null-Bewegungskomponente des Betätigungsarms im Hcreieh der Anlenkung
der Kuppelstangen andererseits, die wiederum durch eine, wenn auch nicht mehr so starke Schrägstellung der
Kuppelstangen mit der Konsequenz einer zwar reduzierten, aber immer noch vorhandenen einseitigen Axialbelastung
der Verstellringe aufgenommen werden muß.
Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art dahingehend
zu verbessern, daß eine einseitige Axialbelastung mindestens bei einem Verstellring im wesentlichen
vollständig ausgeschlossen und bei den anderen Verstellringen noch weiter als bei der bekannten Anordnung
reduziert ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung nach dem Gattungsbegriff durch die im
kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird im Gegensatz zu der bekannten Anordnung nach der GB-PS
15 11 723, von welcher der Gattungsbegriff ausgeht, nicht mehr versucht, die Axialbewegungskomponente
des einer Schwenkbewegung unterzogenen Betätigungsarms aufzuheben, sondern vielmehr wird dem Betätigungsarm
der erfindungsgemäßen Anordnung mittels des Zwangsführungsorgans eine axiale Bewcgungskomponente
aufgezwungen, die genau der von den Schwenkhebeln aufgezwungenen Bewegungskomponente
mindestens eines Verstellrings entspricht. Die auftretenden axialen Bewegungskomponenten des Betätigungsarms
und mindestens eines Verstellrings sind nunmehr vollkommen gleich, so daß überhaupt keine
Schrägstellung der betreffenden Kuppelstange mehr auftritt und damit das oben erläuterte Problem der einseitigen
Axialbelastung für mindestens diesen einen Verstellring vollkommen ausgeschaltet wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug au die Zeichnungen mehr im einzelnen
beschrieben Es zeigt
Fig. 1 ein Gasturbinentriebwerk mit einem mehrere verstellbare Leiträder aufweisenden Verdichter und einer
Leitradverstellvorrichtung nach der Erfindung,
F i g. 2 eine schcmatischc Darstellung der Leitradverstellvorrichtung,
Fig.3 in vergrößertem Axialschniu den stromaufwärtigen
Tei! des Verdichters mit näheren Einzelheiten der Lcitradverstelivorrichtung,
Fig.4 einen entsprechenden vergrößerten Axialschnilt
durch den stromcbwärtigen Teil des Verdichters mit näheren Einzelheiten der Leitradverstellvorrichtung,
und
Fig. 5 einen Schnitt der die Kuppelstangenverbindung
zeigt.
Fig. 1 zeigt ein Gasturbinentriebwerk mit einem Verdichterbereich 2, einer Brenneinrichtung 4 und einem
Turbinenbereich 6. Die Erfindung bezieht sich ausschließlich auf den Verdichterbereich 2, so daß das übrige
Triebwerk nicht weiter beschrieben wird.
Der Verdichter weist gemäß Fig.4 axial abwcch- eo
selnd miteinander angeordnete Leiträder 10 und Laufschaufclkränze
8 auf, die von dem Gehäuse 12 umschlossen sind. Die ersten drei Leiträder sind verstellbar,
d. h. ihre Leitschaufeln sind jeweils um ihre Schaufellängsaehse
drehbar, um ihren Anstellwinkel zu vcrän- t>ri
dem.
Die Vorrichtung zur !.eiiradvcrsicllung weist einen
Betätigungsarm 14 auf, der bezüglich der Verdichterachse
axial verläuft und mit seinem (bezogen auf den Arbeitsmittelstrom durch den Verdichter) stromabwärtigen
Ende mittels eines Drehgelenks 16 mit dem Triebwerksgehäuse verbunden ist. Diese Gelenkverbindung
ist so ausgebildet, daß der Betätigungsarm in einer bezüglich des Gehäuses tangentialen Ebene um eine zur
Triebwerksachse radiale Drehachse 17 schwenkbar und außerdem axial längs der Triebwerksachse verschiebbar
ist. Der Betätigungsarm ist jeweils über eine Kuppelstange 18 bzw. 19 bzw. 20 mit drei Verstellringen 21,
22 und 23 gekuppelt, die jeweils einem der drei verstellbaren Leiträder zugeordnet und um die Triebwerksachse
drehbar sowie außerdem axial verschiebbar gelagert sind. Jeder dieser Verstellringe ist über flexible
Schwenkhebel 24, die in F i g. 3 mehr im einzelnen dargestellt sind, mit jeder Leitschaufel 10 des betreffenden
Leitrads verbunden. Die Bewegung des Betätigungsarms erfolgt durch eine um eine radiale Achse 28 drehbare
und ihrerseits mittels eines geeigneten Antriebs angetriebene Rohrwelle 26, die über einen Kurbelarm
30 mit dem freien Ende des Betätigu^sarms verbunden ist.
Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß der Kurbelarm 30 bei Drehung der Rohrwelle 26 in einer Tangentialebene um
die Achse 28 geschwenkt wird und das stromaufseitige Ende dis Betätigungsarms auf einer Kreisbogenbahn
um die Achse 28 bewegt. Dies hat zur Folge, daß der Betätigungsarm um sein Drehgelenk 16 geschwenkt
wird und sich gleichzeitig bezüglich der Triebwerksachse axial bewegt.
Infolge der Schwenkbewegung des Betätigungsarms werden die drei Kuppelstangen 18,19 und 20 etwa tangential
mit Bezug auf die ihnen zugeordneten Verstellringe 21, 22 und 23 bewegt und drehen diese dabei um
die Triebwerksachse, wobei diese Drehung der Verstellringe eine Schwenkung der jeweils zugeordneten
Schwenkarme um die Schaufellängsachse der betreffenden Leitschaufel bewirkt. Da die Schwenkarme an den
Leitschaufeln befestigt sind, werden die Leitschaufeln durch die Schwenkung der Schwenkarme im Sinne einer
Anficllwinkelveränderung um ihre Schaufellängsachsen
gedreht. Die Schwenkbewegung der Schwenkhebel 24 am die ortsfesten Schaufellängsachsen der Leitschaufeln
hat aber auch zur Folge, daß ihre freien Hc-belenden
einen Kreisbogen beschreiben und soir.it die Drehbewegung der Verstellringe von einer axialen Bewegungskomponente begleitet ist. Da die Schwenkhebel jeweils
mit ihrem einen Ende an einer ortsfesten Stelle einer Leitschaufel befestigt sind und mit ihrem anderen Ende
der Drehbewegung des zugehörigen Verstellrings folgen müssen, müsset? sie notwendigerweise aus einem
flexiblen, elastischen Werkstoff hergestellt sein.
Nähere Einzelheiten der Verbindungen der verschiedenen
Teile des Mechanismus sind in F i g. 3 gezeigt, in welcher die Kuppelstangen der Klarheit ha'ber weggelassen
sind und in welcher nur eine der drei verstellbaren Leiträder des Verdichters dargestellt ist.
Jede Leitschaufel 10 weist einen damit einteilig ausgebildeten Zapfen 31 auf, der im Gehäuse 12 mittels eines
Lagers 32 gelagert ist, welches der einfachen Wartung halber durch eine abnehmbare Hülse 33 gebildet ist. An
dem Zapfen 31 ist ein Schwenkhebel 24 befestigt, und zur Erleichterung der Wartung erfolgt diese Verbindung
mit Hilfe einer Mutter 34. die auf ein mit Gewinde versehenes Ende de:. Schwenkhebels aufgeschraubt ist.
so daß die Verbindung lösbar ist. Das andere Ende des Schwenkhebels ist über ein Universalgelenk mit dem
Verstellring 21 verbunden, wobei das Universalgelenk
aus einer am Schwenkhebel gebildeten Kugel 36 und
einer Kugelpfanne 38 besteht, welch letztere in eine in dem Verstellring gebildete Bohrung eingesetzt ist.
Der Verstellring ist seinerseits drehbar und axial verschiebbar auf einer Anzahl von Lagerstücken 40 gcla- ■>
gert, die am Gehäuseumfang verteilt und daran angeschraubt sind. Über die Kuppelstange 18 ist der Verstellring mit dem Betätigungsarm 14 an dessen durch
eine der drei Bohrungen 42 in dem Betätigungsarm festgelegten Stelle verbunden (siehe F i g. 5).
Die Bewegung des freien bzw. antriebsseitigen Endes des Betätigungsarms durch die Rohrwelle 26 kann entweder aufgrund manueller Steuerung über den Steuerknüppel oder aufgrund automatischer Steuerung durch
das Triebwerksregelsystem erfolgen. Der Kurbelarm 30 ist einteilig mit dem radial inneren Ende der Rohrwelle
ausgebildet und mit seinem freien Ende über ein Gelenk mit dem Betätigungsarm verbunden, wobei das Gelenk
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ClIlC ULJVl CIlIt; MII.III UOt gl»9ldllb tJt.111 dUUTtl LfIIIUUIIg all dem Kurbelarm befestigte Kugel 44 und eine am Ende des Betätigungsarms angeordnet«: Pfanne 46, welche die
Kugel ringartig umgreift. Die Länge des Kurbelarms 30 ist im wesentlichen gleich der Länge des Schwenkhebels
24, so daß die Axialbewegungskomponente des Betätigungsarms gleich der Axialbewegungskomponente des
Verstellrings 21 ist.
Es ist klar, daß eine exakte Gleichheit der Längen des
Kurbelarms 30 und des Schwenkhebels 24 nur dann erforderlich ist, wenn die Drehachse der Rohrwelle in
der gleichen Radnlebene wie die Drehachsen der Leitschaufeln liegt. Anderenfalls ist der Kurbelarm 30
etwas länger, wenn die Drehachse der Rohrwelle weiter vom Drehpunkt des Betätigungsarms entfernt ist als die
Schaufeldrehachsen, und der Kurbelarm ist etwas kürzer, wenn die Drehachse der Rohr welle näher am Dreh-
punkt des Betätigungsarms liegt. Die jeweiligen Längen
vuarAan im Fin^plfajl iintor Rorilistbci/^htimina an/lprpr
möglicher Gegebenheiten optimal gewählt.
Bei der dargestellten speziellen Ausführungsform ist beispielsweise der Betätigungsarm etwas geneigt, so
daß seine Längsachse stromaufwärts entsprechend dem stromaufwärts größer werdenden Leitraddurchmeser
bezüglich der Triebwerksachse radial divergiert. Dies hat eine geringe Wirkung auf die Bewegungen der einzelnen Teile des Mechanismus. Es ist auch möglich, die
Drehachse 28 der Rohrwelle nach vorn oder nach hinten zu neigen und die sich daraus ergebenden radialen Bewegungskomponenten des Kugelgelenks 44 zur Erzeugung radialer Bewegungskomponenten der Anlenkstellen zwischen den Verstellringen und den Kuppelstangen
auszunützen, um die geometrischen Verhältnisse der Bewegungen der einzelnen Kuppeistangen optimal zu
gestalten.
Andere mögliche Variationen können gewählt werden, um die Geometrie der Teile des Mechanismus im
Hinblick auf Raumeinsparung, Verringerung der mechanischen Spannungen und der Betätigungskräfte oder
im Hinblick auf andere Vorteile optimal zu gestalten, so daß sich die Erfindung nicht auf die spezielle Auslegung
beschränkt, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist. &o
In F i g. 4 ist das dritte verstellbare Leitrad am stromabwärtigen Verdichterende zusammen mit der Halterung des stromabwärtigen Endes des Betätigungsarms
am Gehäuse dargestellt. Die Verbindung zwischen den Leitschaufeln und dem Verstellring 23 durch Schwenkhebel 24 ist sehr ähnlich wie beim ersten Leitrad
(Fig.3). Der Hauptunterschied besteht darin, daß die
Zapfen 31 der Leitschaufeln jeweils zusätzlich zu ihrer
Lagerfläche der Lagerung 32 mit einer weiteren Lagerfläche 50 versehen sind und daß der Verstellring 23 auf
einem Ringflansch 52 des Gehäuses 12 drehbar und axial verschiebbar gelagert ist. Die mit den Lagerflächen
des Schaufelzapfens 31 zusammenwirkenden Lagerbuchsenflächen sind wiederum der einfachen Wartung
halber in einer abnehmbaren Hülse gebildet.
Der Betätigungsarm ist mit dem Gehäuse über ein Zwischenglied 54 verbunden, das am Gehäuse angeschraubt ist und eine Gelcnkmuffe zur Aufnahme einer
Gelenkugel 57 aufweist, in welcher das hintere Ende des Betätigungsarms gleitend verschiebbar geführt ist. wodurch sowohl die Schwenkbewegung des Betätigungsarms als auch dessen Axialbcwcgung ermöglicht wird.
Alternativ dazu könnte das Zwischenglied 54 auch seinerseits schwenkbar am Gehäuse montiert sein, derart,
daß es um eine zum Gehäuse tangenliale Querachse schwenkbar wäre, um die Axialkomponentc des Betäti-
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Fig. 5 zeigt die Verbindungen der Kuppelstange 18
mit dem Betätigungsarm 14 und dem Verstellring 21. Am Verstellring ist ein Anschlußelement 58 angeschraubt, das sich über eine beträchtliche Länge längs
des Verstellringumfangs erstreckt, um die Betätigungskraft zu verteilen. Das Anschlußelement 58 nimmt eine
am zugeordneten Ende der Kuppelstange 18 angeordnete Gelenkkugel 60 auf.
Am a; .leren Ende der Kuppelstange ist eine Gelenkkugel 62 angeordnet, die in der betreffenden Bohrung 42
des Betätigungsarms sitzt. Diese Gelenkkugel ist über ein gabelförmiges Anschlußeleme.'.t 64 mit der Kuppelstange verbunden. Das Anschlußelement weist obere
und untere Schenkel 66 und 68 auf. die über bzw. unter den Betätigungsarm greifen und eine Schraube 70 aufnehmen, die durch die Kugel hindurchverläuft und auf
deren freies Ende eine Mutter aufgeschraubt ist. Die Kuppelstange ist damit an beiden Enden universell
drehbar angelenkt.
Bei der Auslegung der Geometrie der Verstellvorrichtung bestimmten die Lage des Eintrittsleitrads, welches das erste verstellbare Leitrad des oben beschriebenen Verdichters bildet, und der mögliche Verstellwinkel
die Position der Rohrwelle und die Lage der Gelenkverbindung der ersten Kuppelstange 18 mit dem Betätigungsarm. Die Lage der beiden anderen verstellbaren
Leiträder und der jeweils mögliche Verstellwinkel bestimmten die Länge des Betätigungsarms und die Lage
von dessen Gelenkverbindung mit dem Gehäuse. Da die gegenseitigen Abslände der Leiträder und ihr möglicher
Verstellwinkel von aerodynamsichen Gesichtspunkten bestimmt werden, lassen sich möglicherweise nur bei
einem der Verstellringe Axialbelastungen vollständig ausschließen. In diesem Fall würde man das Eintrittsleitrad wählen, da dort weniger Leitschaufeln vorhanden
sind, so daß eine einseitig auf den zugehörigen Verstellring wirkende Axialkraft nur durch wenige der flexiblen
Schwenkarme aufgenommen werden müßte. Die Länge des Kurbelarms wird daher so weit wie möglich gleich
den Längen der Schwenkhebel gemacht, welche die Eintrittsleitschaufeln mit dem Vcrstellring 21 verbindet Die
Winkel, welche die übrigen Kuppelstangen mit den Ebenen der zugehörigen Verstellringe bilden, werden dann
so klein wie möglich gemacht, indem die übrige Geometrie, d. h. die Lage der Verbindungsstellen dieser Kuppelstangen mit dem Betätigungsarm, optimal gewählt
wird.
Der Betätigungsantrieb weist, wie beschrieben, vorzugsweise die Rohrwelle 26 und den Kurbelarm 30 auf.
Es können jedoch auch andere Konstruktionen vorgesehen
werden, welche die gewünschte bogenförmige Bewegungsbahn des freien Endes des Betätigungsarnis
er/engen.
Beispielsweise kann der Kurbelarm durch einen dreh- 1S
baren Hebel oder eine gekröpfte Kurbel gebildet sein, wobei das eine Ende mit dem Betätigungsarm verbunden
ist, und der jeweilige Antrieb kann statt auf eine Rotipvellc unmittelbar auf den Hebel bzw. die Kurbel
wirken, um die Schwenkbewegung um den jeweiligen Drehpunkt zu erzeugen. Dabei ist die Lange des Hebeis
bzw. der Kurbel zwischen Drehpunkt und Gelenkverbindung mit dem Betätigungsarm im wesentlichen
gleich der Länge der Schwenkhebel.
ι ■>
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
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25
30
J5
45
50
55
fcO
65
Claims (4)
1. Vorrichtung zur Leitradverstcllung bei Axial-Turbomaschinen
mit mindestens sinern verstellbaren Leitrad, mil je verstellbarem Leitrad einem bezüglich
der Maschinenachse drehbar und axial verschiebbar gelagerten Verstellring, der über eine entsprechende
Anzahl damit gelenkig verbundener, flexibler Schwenkhebel mit den einzelnen Schaufeln
des Leitrads verbunden ist. weiter mit einem Betätigungsarm, der mit seinem einen Ende um eine etwa
radiale Achse drehbar und axial verschiebbar mit der feststehenden Konstruktion verbunden und über
eine Kuppelstange mit dem Verstellring gekuppelt ist und mit einem auf das freie Ende des Betätigungsarms
wirkenden Betätigungsantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß das antriebsseitige Ende des Betätigungsanns (14) in dessen
Schwenkefene mittels eines Zwangsführungsorgans (26. 30) auf einer bogenförmigen Bewegungsbahn
geführt ist, welche bei einer Schwenkung des Betätigungsarms diesem eine Axialbewegungskomponente
aufzwingt, die an der Verbindungsstelle der Kuppelstange (18,19,20) mindestens eines Verstellrings
(21, 22, 23) im wesentlichen gleich der Axialbewegungskomponente ist, die bei einer Drehung des
Verstellrings diesem durch die daran angelenkten Schwenkhebel (24) aufgezwungen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwangsführungsorgan ein um eine
etwa radiale Achse (28) drehbarer Kurbelarm (30) ist, der mit seinem freien Ecüe gelenkig mit dem
Betätigungsarm (24) verbunden ist und dessen Länge zwischen seiner Drehachse jnd seiner Verbindungsstelle
mit dem Betätigungsarm im wesentlichen gleich der Länge der Schwenkhebel (24) ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsantrieb auf eine mit
dem Kurbelarm (30) drehfest verbundene, um die Kurbelarmdrehachse (28) drehbare rohrförmige
Welle (26) wirkt
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die drehbare und axial
verschiebbare Verbindung des einen Endes des Betätigungsarms (14) mit der feststehenden Konstruktion
über ein Zwischenglied (54) erfolgt, in welchem das betreffende Ende des Betätigungsarms drehbar
und gleitend verschiebbar gelagert ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8021304A GB2078865B (en) | 1980-06-28 | 1980-06-28 | A variable stator vane operating mechanism for a gas turbine engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3124409A1 DE3124409A1 (de) | 1982-02-25 |
DE3124409C2 true DE3124409C2 (de) | 1985-01-24 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (5)
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US (1) | US4430043A (de) |
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GB (1) | GB2078865B (de) |
Families Citing this family (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4715779A (en) * | 1984-12-13 | 1987-12-29 | United Technologies Corporation | Bleed valve for axial flow compressor |
US4652208A (en) * | 1985-06-03 | 1987-03-24 | General Electric Company | Actuating lever for variable stator vanes |
US4826399A (en) * | 1988-05-06 | 1989-05-02 | General Motors Corporation | Unison ring mounting arrangement |
GB2227527B (en) * | 1989-01-25 | 1993-06-09 | Rolls Royce Plc | A variable stator vane arrangement for an axial flow compressor |
EP0381399B1 (de) * | 1989-02-02 | 1994-07-13 | Hitachi, Ltd. | Leitschaufel-Regler |
US4979874A (en) * | 1989-06-19 | 1990-12-25 | United Technologies Corporation | Variable van drive mechanism |
US4968217A (en) * | 1989-09-06 | 1990-11-06 | Rolls-Royce Plc | Variable pitch arrangement for a gas turbine engine |
US5622473A (en) * | 1995-11-17 | 1997-04-22 | General Electric Company | Variable stator vane assembly |
US5993152A (en) * | 1997-10-14 | 1999-11-30 | General Electric Company | Nonlinear vane actuation |
GB0025244D0 (en) * | 2000-10-12 | 2000-11-29 | Holset Engineering Co | Turbine |
US6457937B1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-10-01 | General Electric Company | Fabricated torque shaft |
US6794766B2 (en) * | 2001-06-29 | 2004-09-21 | General Electric Company | Method and operational strategy for controlling variable stator vanes of a gas turbine power generator compressor component during under-frequency events |
US6769868B2 (en) * | 2002-07-31 | 2004-08-03 | General Electric Company | Stator vane actuator in gas turbine engine |
US6821084B2 (en) | 2002-12-11 | 2004-11-23 | General Electric Company | Torque tube bearing assembly |
DE10351202A1 (de) * | 2003-11-03 | 2005-06-02 | Mtu Aero Engines Gmbh | Vorrichtung zum Verstellen von Leitschaufeln |
GB0326544D0 (en) * | 2003-11-14 | 2003-12-17 | Rolls Royce Plc | Variable stator vane arrangement for a compressor |
US20050129340A1 (en) * | 2003-12-10 | 2005-06-16 | Arnold Robert A. | Hourglass bearing |
ITMI20032608A1 (it) * | 2003-12-29 | 2005-06-30 | Nuovo Pignone Spa | Sistema di palette per compressore centrifugo dotate di meccanismo di regolazione |
EP1669548A1 (de) * | 2004-12-08 | 2006-06-14 | ABB Turbo Systems AG | Leitapparat für Abgasturbine |
FR2879686B1 (fr) | 2004-12-16 | 2007-04-06 | Snecma Moteurs Sa | Turbomachine a stator comportant un etage d'aubes de redresseur actionnees par une couronne rotative a centrage automatique |
US8240983B2 (en) * | 2007-10-22 | 2012-08-14 | United Technologies Corp. | Gas turbine engine systems involving gear-driven variable vanes |
US8435000B2 (en) * | 2008-03-07 | 2013-05-07 | Rolls-Royce Corporation | Variable vane actuation system |
EP2107217A1 (de) * | 2008-03-31 | 2009-10-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Verstellringanordnung für ein axiales Verdichtergehäuse |
FR2963384B1 (fr) | 2010-07-30 | 2012-08-31 | Turbomeca | Dispositif de commande d'aubes pivotantes de turbomachine |
JP5340333B2 (ja) * | 2011-03-07 | 2013-11-13 | 株式会社日立製作所 | 軸流圧縮機の改造方法 |
US9103228B2 (en) * | 2011-08-08 | 2015-08-11 | General Electric Company | Variable stator vane control system |
KR101251536B1 (ko) * | 2011-12-01 | 2013-04-05 | 기아자동차주식회사 | 소음 감소용 와셔 및 이를 이용한 웨이스트 게이트 밸브 장치의 소음 감소 시스템 |
US9057455B2 (en) * | 2012-01-20 | 2015-06-16 | Hamilton Sundstrand Corporation | Crank |
DE102013018368B4 (de) * | 2013-11-02 | 2016-06-02 | Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr | Verstellbare Drallerzeugungseinrichtung für Verdichter |
US10570770B2 (en) * | 2013-12-11 | 2020-02-25 | United Technologies Corporation | Variable vane positioning apparatus for a gas turbine engine |
US9644491B2 (en) | 2014-06-13 | 2017-05-09 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Single bolting flange arrangement for variable guide vane connection |
US11391298B2 (en) | 2015-10-07 | 2022-07-19 | General Electric Company | Engine having variable pitch outlet guide vanes |
US9982686B2 (en) * | 2015-11-04 | 2018-05-29 | General Electric Company | Turnbuckle dampening links |
FR3107319B1 (fr) * | 2020-02-19 | 2022-08-12 | Safran Aircraft Engines | Module de turbomachine equipe de systeme de changement de pas des pales d’aubes de stator |
FR3125095B1 (fr) * | 2020-02-19 | 2023-10-27 | Safran Aircraft Engines | Module de turbomachine equipe de systeme de changement de pas des pales d’aubes de stator |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LU33042A1 (de) * | 1953-10-09 | |||
US3314595A (en) * | 1965-06-09 | 1967-04-18 | Gen Electric | Adjustment mechanism for axial flow compressors |
FR1501627A (fr) * | 1965-06-09 | 1967-11-10 | Gen Electric | Mécanisme de réglage pour les compresseurs à écoulement axial |
CH557960A (de) * | 1972-11-08 | 1975-01-15 | Bbc Sulzer Turbomaschinen | Vorrichtung fuer die leitschaufelverstellung. |
GB1511723A (en) * | 1975-05-01 | 1978-05-24 | Rolls Royce | Variable stator vane actuating mechanism |
-
1980
- 1980-06-28 GB GB8021304A patent/GB2078865B/en not_active Expired
-
1981
- 1981-06-11 US US06/272,550 patent/US4430043A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-06-22 DE DE3124409A patent/DE3124409C2/de not_active Expired
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FR2485621A1 (fr) | 1981-12-31 |
GB2078865A (en) | 1982-01-13 |
JPS6137441B2 (de) | 1986-08-23 |
GB2078865B (en) | 1983-06-08 |
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