DE3126359C2

DE3126359C2 - Haltering für Leitschaufeln eines Gasturbinentriebwerks

Info

Publication number: DE3126359C2
Application number: DE3126359A
Authority: DE
Inventors: Donald Alan Robbins
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1980-07-18
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2001-07-04
Also published as: FR2487005B1; GB2080439A; JPH0228684B2; JPS5741406A; FR2487005A1; US4425078A; DE3126359A1; GB2080439B; CA1154687A

Description

Die Erfindung betrifft einen Haltering der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Art.

Ein solcher Haltering ist früher bereits mehrfach in Gasturbinentriebwerken eingesetzt worden. Er entspricht einem firmeninternen Stand der Technik der Anmelderin, wie er in Fig. 6 gezeigt ist. Dieser bekannte Haltering dient dazu, einen hinteren Teil eines Leitschaufelkranzes eines Gasturbinentriebwerks radial festzulegen. Dadurch wird verhindert, daß sich der Leitschaufelkranz bei einer Strö mungsumkehrung von dem Auslaßbereich des Gasturbinen triebwerks zu dem Einlaß wie sie z. B. beim Pumpen des Triebwerks auftreten kann, nach vorne verschwenken kann. Der bekannte Haltering besitzt einen rechteckigen Quer schnitt und ist radial steif ausgelegt. Ein Problem ergibt sich bei dem bekannten Haltering dadurch, daß unter schiedliche thermische Ausdehnungen des den heißen Ar beitsgasen direkt ausgesetzten Leitschaufelkranzes und von an den Haltering angrenzenden Statorteilen dazu führen können, daß am Haltering Leckagen auftreten können, die ein Verringern des Triebwerkwirkungsgrades durch Verlust heißer Arbeitsgase bewirken.

Aus der DE-OS 24 46 526 ist ein vorbelasteter Dichtungs ring bekannt, der auch zur Anwendung in Gasturbinentrieb werken geeignet ist. Dieser Dichtungsring besteht aus ei nem Körperteil von vorbestimmter wesentlicher Dicke, des sen Querschnitt durch zwei Ausbuchtungen im wesentlichen Z-förmig ist. Bei der Montage wird der aus elastischem Ma terial gefertigte Dichtungsring bedingt durch diese beson dere Form durch Drehmomentverspannungen zur Abdichtung axial vorgespannt. Dieser Dichtungsring ist nicht zur ra dialen Kraftausübung ausgelegt, so daß er nicht wie der bekannte Haltering nach Fig. 6 zur radialen Festlegung ei nes Leitschaufelkranzes eingesetzt werden kann.

Aus der GB-PS 15 34 660 ist eine Dichtung für den Leit schaufelkranz einer Gasturbine bekannt, die den Spalt zwi schen dem Leitschaufelkranz und einem Turbinengehäuse ab dichtet. Diese Dichtung besteht aus wenigstens einer ring förmigen Platte, die rechtwinkelig zur Turbinenachse ange ordnet ist und in Schlitzen im Leitschaufelkranz und im Turbinengehäuse gelagert ist. Die Schlitze sind so ange ordnet, daß die Dichtung in der Weise axial vorgespannt ist, daß die axiale Vorspannung auch bei unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen der Turbinenbauteile erhalten bleibt und so eine Leckage verhindert wird. Die Schlitze sind so groß gewählt, daß thermische Ausdehnungen der Tur binenbauteile in Radialrichtung darin ausgeglichen werden können. Auch diese Dichtung ist in keiner Weise dafür aus gelegt, eine Radialkraft auf den Leitschaufelkranz aus zuüben.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Haltering der im Ober begriff der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Art so auszubilden, daß er in radialer Richtung ausreichend steif ist, um den Leitschaufelkranz festhalten zu können, trotz dem aber in axialer Richtung einen ausreichenden Dichtkon takt an einem benachbarten Statorteil aufrechterhält.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Pa tentanspruch 1 oder 2 angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß Patentanspruch 1 weist der Haltering nach der Erfin dung im Querschnitt eine T-Form auf. Ein äußerer, in Axialrichtung ausgerichteter axialer Abschnitt, dessen Verhältnis von axialer Breite zur radialen Höhe größer als eins ist, sorgt für die zum Festhalten des Leitschaufel kranzes in radialer Richtung erforderliche radiale Steif heit, wogegen ein radialer Teil axial elastisch nachgebend ausgelegt ist. Mit dem radialen Abschnitt, dessen Verhält nis von axialer Breite zur radialen Höhe kleiner als eins ist, stützt sich der Haltering axial an dem Statorteil ab und ist im Betrieb gegen dieses Statorteil axial vorge spannt, so daß eine gute Dichtwirkung erzielt wird und re lative thermische Ausdehnungen zwischen Leitschaufelkranz und Statorteil ausgeglichen werden.

Gemäß Patentanspruch 2 weist der Haltering nach der Erfin dung im Querschnitt eine Doppel-T-Form auf, stützt sich mit einem inneren axialen Abschnitt axial an dem Stator teil ab und ist mit einem axial elastisch nachgebenden ra dialen Abschnitt versehen, der im Betrieb des Gasturbinen triebwerks für die zur guten Abdichtung notwendige axiale Vorspannung des Halteringes sorgt. Mit einem äußeren axia len Abschnitt stützt sich der Haltering an dem Leitschau felkranz ab. Dabei sind die Verhältnisse der axialen Brei ten der axialen Abschnitte zu ihren radialen Höhen größer als eins, wogegen das Verhältnis von axialer Breite zu ra dialer Höhe bei dem radialen Abschnitt kleiner als eins ist. Durch diese Ausbildung ist der Haltering nach der Erfindung radial ausreichend steif, um den Leitschaufel kranz festhalten zu können, und axial ist er so elastisch ausgebildet, daß er im Betrieb zur Abdichtung axial vorge spannt werden kann.

Der Hauptvorteil der Erfindung liegt in der Verbesserung des Triebwerkswirkungsgrades, die durch die Unterbindung einer unerwünschten Leckage von Fluid in dem Triebwerk zwischen dem Leitschaufelkranz und dem benachbarten Statorteil bei gleichzeitigem radialen Festhalten des Leitschaufelkranzes erreicht wird. Die Abdichtung bleibt auch bei relativen thermischen Ausdehnungen zwischen dem Leitschaufelkranz und dem Statorteil durch die axiale Biegsamkeit des Halteringes und eine in Radialrichtung verschiebbare Anlage des Halteringes an dem Statorteil er halten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Halteringes nach der Er findung bilden die Gegenstände der Ansprüche 3 bis 6.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun mit Bezug auf die Figuren ausführlicher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte Schnittdarstellung eines Teiles der Statoranordnung eines Axialgasturbinentriebwerkes,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teiles des äußeren Statorgehäuses, eines Leitschaufelkranzes und eines ringförmigen Statorteiles der Statoranordnung nach Fig. 1, wobei ein Haltering für die Leitschaufeln zwischen dem Leitschaufelkranz und dem Statorteil angeordnet ist,

Fig. 3 eine Schnittansicht entsprechend Fig. 2 im Betrieb,

Fig. 4 eine Schnittansicht entsprechend Fig. 3 mit einer weiteren Ausführungsform des Halteringes,

Fig. 5 eine Schnittansicht entsprechend Fig. 2 mit einer weiteren Ausführungsform des Halteringes, und

Fig. 6 den Stand der Technik in einer Fig. 2 entsprechenden Ansicht.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Axialgasturbinentriebwerkes, das eine Rotationsachse A_r hat. Das Triebwerk hat eine Statoranordnung 10, die zum Teil in der Figur dargestellt ist. Die Statoranordnung hat ein äußeres Statorgehäuse 12 und ringförmige Statorstrukturen, die sich in Umfangsrichtung um die Rotationsachse A_r erstrecken. Ein Leitschaufelkranz 14 erstreckt sich in Umfangsrichtung an der Innenseite des äußeren Statorgehäuses 12. Ein Statorteil 16 erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Innenseite des äußeren Statorgehäuses 12 und ist in Radialrichtung und auch in Axialrichtung in bezug auf den Leitschaufelkranz 14 frei beweglich. Ein ringförmiger Strömungskanal 18 für Arbeitsgase ragt axial durch das Triebwerk innerhalb eines Teiles des Leitschaufelkranzes 14 und des Statorteiles 16. Ein Strömungskanal 20 für Kühlluft ragt axial durch das Triebwerk außerhalb des Leitschaufelkranzes 14 und des Statorteiles 16. Das ringförmige Statorteil 16 befindet sich in axialem und radialem Abstand von dem Leitschaufelkranz 14 und im Einbauzustand besteht ein axialer Abstand G_a und ein radialer Abstand G_r zwischen diesen Bauteilen. Ein freistehender Haltering 22 erstreckt sich axial und radial zwischen dem ringförmigen Statorteil 16 und dem Leitschaufelkranz 14. Der Haltering 22 hat eine Symmetrieachse A_s. Die Symmetrieachse A_s des Halteringes 22 ist parallel zu der Rotationsachse A_r des Triebwerkes.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, liegt im eingebauten Zustand der Haltering 22 an einer axialen Abstützfläche 24 des Leitschaufelkranzes 14 in einer ersten Axialrichtung an. Der Haltering 22 liegt in der zweiten, der ersten entgegengesetzten Axialrichtung an einer axialen Abstützfläche 26 an. Der Haltering 22 liegt auch in Radialrichtung abstützend an dem Leitschaufelkranz 14 an. Der Haltering 22 hat eine radiale Steifheit proportional zu dem Rechteck-Trägheitsmoment I_r (cm⁴) um eine neutrale Fläche parallel zu der Symmetrieachse A_s des Halteringes. Der Haltering 22 hat eine axiale Steifheit proportional zu dem Rechteck-Trägheitsmoment I_a (cm⁴) um eine neutrale Fläche senkrecht zur Symmetrieachse A_s des Ringes. Die axiale Steifheit und die radiale Steifheit ergeben sich aus der Querschnittsform der ringförmigen Abschnitte, die den Haltering 22 bilden. Der Haltering 22 hat einen äußeren axialen Abschnitt 28, einen radialen Abschnitt 30 und einen inneren axialen Abschnitt 32. Der äußere axiale Abschnitt 28 hat eine axiale Breite A₁, eine radiale Höhe R₁, und ein Verhältnis zwischen der axialen Breite und der radialen Höhe, das größer als eins ist (A₁/R₁<1,0). Der äußere axiale Abschnitt 28 hat eine axiale Stirnfläche 36, die in die erste Axialrichtung weist. Mit der axialen Stirnfläche 36 des äußeren axialen Abschnitts 28 liegt der Ring 22 an dem Leitschaufelkranz 14 in der ersten Axialrichtung an. Der äußere axiale Abschnitt 28 befindet sich im Einbauzustand in radialem Abstand von dem Leitschaufelkranz 14 und läßt einen radialen Spalt G′_r dazwischen frei. Wenn das Triebwerk in Betrieb ist, ist der Haltering 22 in Radialrichtung in Anlage mit dem Leitschaufelkranz 14.

Der radiale Abschnitt 30 des Halteringes 22 erstreckt sich zwischen dem äußeren axialen Abschnitt 28 und dem inneren axialen Abschnitt 32. Der radiale Abschnitt 30 ist ausgelegt für axiale Biegsamkeit zwischen der axialen Abstützfläche 24 des Leitschaufelkranzes 14 und der axialen Abstützfläche 26 des Statorteiles 1. Der radiale Abschnitt 30 hat eine axiale Breite A₂, welche geringer ist als die axiale Breite A₁ des äußeren axialen Abschnittes 28 (A₂<A₁), eine radiale Höhe R₂ und ein Verhältnis der axialen Breite zur radialen Höhe, das kleiner als eins ist (A₂/R₂<1,0).

Der innere axiale Abschnitt 32 hat eine axiale Stirnfläche 38, die in die zweite Axialrichtung weist. Der axiale Abstand zwischen der Stirnfläche 36 des äußeren axialen Abschnittes 28 und der Stirnfläche 38 des inneren axialen Abschnittes 32 entspricht dem axialen Abstand G_a zwischem dem Leitschaufelkranz 14 und dem Statorteil 16. Mit der axialen Stirnfläche 38 des inneren axialen Abschnittes 32 liegt der Haltering 22 in der zweiten Axialrichtung an der axialen Abstützfläche 26 des Statorteils 16 an und ist in Radialrichtung in bezug auf das Statorteil 16 verschieblich. Der innere axiale Abschnitt 32 wirkt einem Umwenden oder Rollen des Halteringes 22 entgegen. Das Umwenden oder Rollen ist das Bestreben des Halteringes 22, sich, infolge äußerer Kräfte, mit seiner Innenseite nach außen zu drehen. Das Umwenden oder Rollen ist beschrieben in "FORMULAS FOR STRESS AND STRAIN", von Roark and Young, McGraw Hill Book Company (Fünfte Auflage, 1975), Seite 384. Der innere axiale Abschnitt 32 hat eine radiale Höhe R₃ und eine axiale Breite A₃, und das Verhältnis der axialen Breite zur radialen Höhe ist größer als eins (A₃/R³<1,0). Die radiale Breite A₃ des inneren axialen Abschnittes 32 ist größer als die axiale Breite A₂ des radialen Abschnittes (A₃<A₂). Wie in Fig. 2, dargestellt, ist bei dem Haltering 22 die axiale Breite A₃ des inneren axialen Abschnittes 32 gleich der axialen Breite A₁ des äußeren axialen Abschnittes 28. Das Verhältnis der axialen Breite A₃ zu der radialen Höhe R₃ des inneren axialen Abschnittes 32 ist dem Verhältnis der axialen Breite A₁ zu der radialen Höhe R₁ des äußeren axialen Abschnittes 28 gleich (A₃/R₃=A₁/R₁).

Um eine axiale Ablenkung von 0,38 bis 0,76 mm aufnehmen zu können, hat entsprechend einem geeigneten Ausführungsbeispiel der Haltering 22 einen Außendurchmesser Do von 72,69 cm, eine axiale Breite A₂ des radialen Abschnittes 30 von 1,40 mm, ein Verhältnis des inneren Durchmessers Di zu dem äußeren Durchmesser Do, das größer oder gleich 9/10 ist (Di/Do0,9) und in diesem besonderen Ausführungsbeispiel 98/100 beträgt (Di/Do=0,98), ein Verhältnis der axialen Breite A₂ des radialen Abschnittes 30 zu der axialen Breite A₁ des äußeren axialen Abschnittes 28, das gleich 45/100 ist (A₂/A₁=0,45), ein Verhältnis der axialen Breite A₁ zu der radialen Höhe R₁ des äußeren axialen Abschnittes 28, das gleich 1 3/4 ist (A₁/R₁ = 1,75), und ein Verhältnis der axialen Breite A₂ zu der radialen Höhe R₂ des radialen Abschnittes 30, das gleich 41/100 ist (A₂/R₂ = 0,41). Geeignete Werkstoffe zur Herstellung dieses Ringes sind zum Beispiel die Legierungen AMS (Aerospace Material Specifiation) 5525, AMS 5731 oder AMS 5805 auf Eisenbasis.

Fig. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel des Halteringes 22 nach Fig. 2 während des Betriebes des Gasturbinentriebwerkes. Infolge der relativen thermischen Dehnung des Statorteiles 16 und des Halteringes 22 in bezug auf den Leitschaufelkranz 14 nimmt der Haltering 22 eine abgelenkte Stellung ein. Die abgelenkte Stellung ist in Fig. 3 übertrieben stark dargestellt. Die Ausgangsstellung des Statorteiles 16 in bezug auf den Leitschaufelkranz 14 ist durch gestrichelte Linien dargestellt.

Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Halteringes 122 mit einem zweiten radialen Abschnitt 130 kleinerer axialer Breite A₂ und größerer radialer Höhe R₂ im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, einem äußeren axialen Abschnitt 128 und einem inneren axialen Abschnitt 132. Der äußere axiale Abschnitt 128 ist ein Zylinder. Der Zylinder ist axial steif und hat eine axiale Stirnfläche 136. Der innere axiale Abschnitt 132 ist ebenfalls ein Zylinder, ist axial steif und hat eine axiale Stirnfläche 138, die in die zweite Axialrichtung weist. Der radiale Abschnitt 130, der eine ähnliche Rolle spielt wie der radiale Abschnitte 30 der Ausführungsform nach Fig. 2, ist eine radiale Platte, welche sich zwischen den Zylindern erstreckt. Der radiale Abschnitt 130 ist durch die Zylinder in geführtem Zustand abgestützt. Die axiale Steifheit der Zylinder gewährleistet, daß der Haltering während des Betriebes mit seinen axialen Stirnflächen 136, 138 jeweils parallel zu einer entsprechenden axialen Abstützfläche 124, 126 des Leitschaufelkranzes 14 bzw. des Statorteils 16 ausgerichtet ist.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Haltering 222 mit einem radialen Abschnitt 230 versehen ist, zur Anlage an dem Statorteil 16. Ein äußerer axialer Abschnitt 228 stützt sich an dem Leitschaufelkranz 14 in Radialrichtung und in der ersten Axialrichtung ab. Der äußere axiale Abschnitt 228 hat eine axiale Breite A₁ und eine radiale Höhe R₁, und das Verhältnis der axialen Breite zur radialen Höhe ist größer als eins (A₁/R₁<1,0). Der radiale Abschnitt 230 ist in Axialrichtung elastisch biegsam zwischen einer axialen Abstützfläche 224 des Leitschaufelkranzes 14 und einer axialen Abstützfläche 226 des Statorteiles 16, er hat eine axiale Breite A₂, die kleiner ist als die axiale Breite A₁ des äußeren axialen Abschnittes 228 (A₂<A₁), eine radiale Höhe R₂, und das Verhältnis der axialen Breite A₂ zur radialen Höhe R₂ ist kleiner als eins (A₂/R₂<1,0).

Um eine axiale Ablenkung von 0,38 bis 0,76 mm aufnehmen zu können, hat entsprechend einem geeigneten Ausführungsbeispiel der Haltering 122 einen Außendurchmessser Do von 70,14 cm, eine axiale Breite A₂ des radialen Abschnittes 230 von 1,40 mm, ein Verhältnis des inneren Durchmessers Di zum äußeren Durchmesser Do, das größer oder gleich 9/10 ist (Di/Do0,9) und in diesem besonderen Ausführungsbeispiel 97/100 beträgt (Di/Do= 0,97), ein Verhältnis der axialen Breite A₂ des radialen Abschnittes 230 zu der axialen Breite A₁ des äußeren axialen Abschnittes 228, das 34/100 beträgt (A₂/A₁ = 0,34), ein Verhältnis der axialen Breite A₁ zu der radialen Höhe R₁ des äußeren axialen Abschnittes 228, das 3 6/10 beträgt (A₁/R₁ = 3,6), und ein Verhältnis der axialen Breite A₂ zu der radialen Höhe R₂ des radialen Abschnittes 230, das 16/100 beträgt (A₂/R₂ = 0,16). Ein geeigneter Werkstoff zur Herstellung des Halteringes 222 ist eine Legierung AMS (Aerospace Material Specification) 5707 auf Nickelbasis.

Wenn das Gasturbinentriebwerk in Betrieb ist, strömen heiße Arbeitsgase durch den ringförmigen Strömungskanal 18. Kühlluft strömt durch den ringförmigen Strömungskanal 20 für Kühlluft außerhalb des ringförmigen Strömungskanales 18 für Arbeitsgase. Wärme wird von den Arbeitsgasen auf Turbinenbauteile wie den Leitschaufelkranz 14, das Statorteil 16 und den Haltering 22 übertragen, wodurch diese Bauteile unterschiedliche thermische Dehnungen erfahren. Diese Dehnungen bewirken relative Verschiebungen zwischen den Turbinenbauteilen. Der Haltering 22 und das Statorteil 16 verschieben sich axial und radial in bezug auf den Leitschaufelkranz 14, und dabei verändern sich der axiale Abstand G_a und der radiale Abstand G_r. Die verschiebliche Berührung zwischen dem Haltering 22 und dem Statorteil 16 gewährleistet, daß der Haltering 22 sich Veränderungen des radialen Spaltes G_r anpassen kann. Der Haltering 22, welcher den heißen Arbeitsgasen unmittelbar und der Kühlluft weniger stark ausgesetzt ist, dehnt sich nach außen. Die verschiebbare Anlage des Halteringes 22 an dem Statorteil 16 gewährleistet ein dichtes Anliegen des Halteringes 22 an dem Leitschaufelkranz 14. Da die Umgebungstemperatur und der thermische Ausdehnungskoeffizient des Halteringes 22 bekannt sind, übt der Haltering 22 eine vorbestimmte Radialkraft auf den Leitschaufelkranz 14 aus. Der Haltering 22 erfährt keine Knickung unter dem Einfluß dieser vorbestimmten Kraft infolge der ausgewählten radialen Steifheit des Halteringes 32, die durch seine besondere Querschnittsform erreicht wird. Die durch den Haltering 22 ausgeübte Radialkraft wirkt einer Drehbewegung des Halteringes 22 von dem äußeren Statorgehäuse 12 weg entgegen, welche Bewegung infolge Druckänderungen an dem Leitschaufelkranz 14 und infolge Schwingungen des äußeren Statorgehäuses 12, zum Beispiel falls das Triebwerk pumpt, auftreten könnte.

Falls der axiale Abstand G_a zwischen dem Statorteil 16 und dem Leitschaufelkranz 14 abnimmt, so wird der Haltering 22 durch den Leitschaufelkranz 14 nach hinten und durch das Statorteil 16 nach vorne gedrückt. Die axiale Steifheit des Halteringes 22 gewährleistet, daß dieser eine vorbestimmte Axialkraft ausüben kann zur dichten Anlage an dem Leitschaufelkranz 14 und an dem Statorteil 16 und damit er in Axialrichtung elastisch zum Ausgleichen der Verringerung ΔG_a des axialen Abstandes G_a ausweichen kann. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wirkt die axiale Steifheit des inneren axialen Abschnitts 32 einem Umwenden oder Rollen des Halteringes 22 entgegen, und die axiale Steifheit des radialen Abschnittes 30 erlaubt eine Durchbiegung des radialen Abschnittes 30 in bezug auf den äußeren und den inneren axialen Abschnitt 28, 32. Der radiale Abschnitt 30 verformt sich elastisch zur Aufnahme eines Teiles der Verringerung ΔG_a des axialen Abstandes G_a, und der Haltering 22 führt eine gewisse Wende- oder Rollbewegung aus zur Aufnahme des restlichen Teiles der Verringerung des axialen Abstandes G_a. Durch den Unterschied zwischen der axialen Breite A_l des äußeren axialen Abschnittes 28 und der axialen Breite A₂ des radialen Abschnittes 30 erhält man ein Spiel C zwischen dem radialen Abschnitt 30 und dem Leitschaufelkranz 14, damit der Haltering 22 diese Rollbewegung und Verformung ohne Behinderung durch den Leitschaufelkranz 14 ausführen bzw. erfahren kann.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist die axiale Steifheit des radialen Abschnittes 130 weiter herabgesetzt in bezug zu der Ausführungsform nach Fig. 3 durch Verringerung der axialen Breite A₂ und Vergrößerung der radialen Höhe R₂ der radialen Abschnittes 130. Die Verringerung ΔG_a des axialen Abstandes G_a führt zu einer Verformung des radialen Abschnittes 130. Die axiale Steifheit des äußeren axialen Abschnittes 128 und des inneren axialen Abschnittes 132 bewirken eine geführte Abstützung des radialen Abschnittes 130 durch den inneren und den äußeren axialen Abschnitt 128, 132, wodurch eine Rotation des inneren Randes und des äußeren Randes der neutralen Fläche des radialen Abschnittes 130 verhindert wird. Dementsprechend liegen die axialen Stirnflächen 136, 138 des Halteringes 122 parallel zu den axialen Abstützflächen 126, 128 des Leitschaufelkranzes 14 bzw. des Statorteils 16.

Die breitere Abdichtungsfläche unterbindet ein Lecken besser als die Abdichtungen der Ausführungsbeispiele, bei denen die axialen Abstützflächen 26, 226, 24, 224 des Statorteiles 16 bzw. des Leitschaufelkranzes 14 den Haltering 22, 222 linienartig berühren.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 spielt der Haltering 222 eine ähnliche Rolle wie der Haltering 22 nach Fig. 2. Der Haltering 222 führt eine Rollbewegung aus und verformt sich axial zur Aufnahme der Änderung ΔG_a des axialen Abstandes G_a. Der äußere axiale Abschnitt 228 liegt an dem Leitschaufelkranz 14 an und wirkt einer Rollbewegung oder einem Umwenden des Halteringes 222 an seinem äußeren Durchmesser entgegen. Der radiale Abschnitt 230 liegt dicht an dem Statorteil 16 an. Der Haltering ist in Radialrichtung steif und übt eine radiale Kraft auf den Leitschaufelkranz 14 aus.

Claims

1. Haltering für Leitschaufeln, zwischen einem Leitschau felkranz (14) und einem ringförmigen Statorteil (16) eines Gasturbinentriebwerks, die in veränderlichem axialen und radialen Abstand (G_a, G_r) angeordnet sind, wobei der Hal tering (222) radial steif ist, den Leitschaufelkranz (14) im Be trieb in radialer Richtung an einem äußeren Statorgehäuse (12) festhält, sich an dem Leitschaufelkranz (14) axial und radial abstützt und sich an dem Statorteil (16) axial in entgegengesetzter Richtung abstützt und dabei an dem Statorteil (16) radial verschiebbar anliegt, dadurch ge kennzeichnet, daß der Haltering (222) im Querschnitt eine T-Form aufweist und sich mit einem äußeren ringförmigen axialen Abschnitt (228) an dem Leitschaufelkranz (14) ab stützt, wobei der äußere axiale Abschnitt (228) eine axiale Breite (A₁), eine radiale Höhe (R₁) und ein Ver hältnis von axialer Breite zu radialer Höhe hat, das grö ßer als eins ist (A₁/R₁ < 1,0), und daß der Haltering (222) mit einem ringförmigen, axial elastisch nachgebenden radialen Abschnitt (230) versehen ist, der sich einwärts an den äußeren axialen Abschnitt (228) anschließt und mit dem sich der Haltering (222) an dem Statorteil (16) abstützt, wobei der radiale Abschnitt (230) eine axiale Breite (A₂) hat, die kleiner als die axiale Breite (A₁) des äußeren axialen Abschnitts (228) ist (A₂ < A₁), und wobei der radiale Abschnitt (230) eine radiale Höhe (R₂) und ein Verhältnis von axialer Breite zu radialer Höhe aufweist, das kleiner als eins ist (A₂/R₂ < 1,0).

2. Haltering für Leitschaufeln, zwischen einem Leitschau felkranz (14) und einem ringförmigen Statorteil (16) eines Gasturbinentriebwerks, die in veränderlichem axialen und radialen Abstand (G_a, G_r) angeordnet sind, wobei der Hal tering (22, 122) steif ist, den Leitschaufelkranz (14) im Be trieb in radialer Richtung an einem äußeren Statorgehäuse (12) festhält, sich an dem Leitschaufelkranz (14) axial und radial abstützt und sich an dem Statorteil (16) axial in entgegengesetzter Richtung abstützt und dabei an dem Statorteil (16) radial verschiebbar anliegt, dadurch ge kennzeichnet, daß der Haltering (22, 122) im Querschnitt eine Doppel-T-Form aufweist und sich mit einem äußeren ringförmigen axialen Abschnitt (28, 128) an dem Leitschau felkranz (14) abstützt, wobei der äußere axiale Abschnitt (28, 128) eine axiale Breite (A₁), eine radiale Höhe (R₁) und ein Verhältnis von axialer Breite zu radialer Höhe hat, das größer als eins ist (A₁/R₁ < 1,0), daß der Halte ring (22, 122) mit einem ringförmigen, axial elastisch nachgebenden radialen Abschnitt (30, 130) versehen ist, der sich einwärts an den äußeren axialen Abschnitt (28, 128) anschließt, wobei der radiale Abschnitt (30, 130) eine axiale Breite (A₂) hat, die kleiner als die axiale Breite (A₁) des äußeren axialen Abschnitts (28, 128) ist (A₂ < A₁), eine radiale Höhe (R₂) und ein Verhältnis von axialer Breite zu radialer Höhe, das kleiner als eins ist (A₂/R₂ < 1,0), und daß sich der Haltering (22, 122) mit einem ringförmigen inneren axialen Abschnitt (32, 132) an dem Statorteil (16) abstützt, wobei der innere axiale Ab schnitt eine radiale Höhe (R₃) hat, eine axiale Breite (A₃) die größer als die axiale Breite (A₂) des radialen Abschnitts (30, 130) ist (A₃ < A₂), und ein Verhältnis von axialer Breite zu radialer Höhe, das größer als eins ist (A₃/R₃ < 1,0).

3. Haltering nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Breite (A₃) des inneren axialen Abschnitts (32, 132) gleich der axialen Breite (A₁) des äußeren axialen Abschnitts (28, 128) ist und daß das Verhältnis von axi aler Breite zu radialer Höhe des inneren axialen Ab schnitts (32, 132) gleich dem Verhältnis von axialer Breite zu radialer Höhe des äußeren axialen Abschnitts (28, 128) ist (A₃/R₃ = A₁/R₁).

4. Haltering nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis seines inneren Durchmessers (Di) zu seinem äußeren Durchmesser (Do) größer oder gleich 0,9 ist (Di/Do 0,9), daß das Verhältnis der axialen Breite (A₂) des ra dialen Abschnitts (30) zu der axialen Breite (A₁) des äu ßeren axialen Abschnitts (28) 0,45 beträgt (A₂/A₁ = 0,45), daß das Verhältnis der axialen Breite (A₁) zu der radialen Höhe (R₁) des äußeren axialen Abschnitts (28) 1,75 beträgt (A₁/R₁ = 1,75) und daß das Verhältnis der axialen Breite (A₂) zu der radialen Höhe (R₂) des radialen Abschnitts (30) 0,41 beträgt (A₂/R₂ = 0,41).

5. Haltering nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis seines inneren Durchmessers (Di) zu seinem äußeren Durchmesser (Do) größer oder gleich 0,9 ist (Di/Do 0,9), daß das Verhältnis der axialen Breite (A₂) des ra dialen Abschnitts (130) zu der axialen Breite (A₁) des äu ßeren axialen Abschnitts (128) 0,34 beträgt (A₂/A₁ = 0,34), daß das Verhältnis der axialen Breite (A₁) zu der radialen Höhe (R₁) des äußeren axialen Abschnitts (128) 3,6 beträgt (A₁/R₁ = 3,6) und daß das Verhältnis der axia len Breite (A₂) zu der radialen Höhe (R₃) des radialen Ab schnitts (130) 0,16 beträgt (A₂/R₃ = 0,16).

6. Haltering nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere axiale Abschnitt (128) ein Zylinder ist, der eine axiale Stirnfläche (136) hat, die in eine erste Axi alrichtung weist, daß der innere axiale Abschnitt (132) ein Zylinder ist, der eine axiale Stirnfläche (138) hat, die in eine zweite Axialrichtung weist, und daß der ra diale Abschnitt (130) ein radialer Steg ist, der sich zwi schen den Zylindern erstreckt und diese abstützt und führt, so daß durch die axiale Steifheit der Zylinder die axialen Stirnflächen (136, 138) jeweils parallel zu axia len Abstützflächen (124, 126) des Leitschaufelkranzes (14) und des Statorteils (16) ausgerichtet bleiben.