DE3307571A1

DE3307571A1 - Laufschaufeldaempfer und -daempfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3307571A1
Application number: DE19833307571
Authority: DE
Inventors: Salvatore Alfred Leonardi; Clarence Paul 06033 Glastonbury Conn. Redington
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1982-03-12
Filing date: 1983-03-03
Publication date: 1983-09-22
Also published as: JPS58167804A; JPH0477121B2; FR2523209A1; GB8306222D0; GB2116641B; GB2116641A; US4473337A; FR2523209B1; DE3307571C2

Description

Zugelassene Vertreter vor dem Europäischen Patentamt Professional representatives before the European Patent Office

Erhardtstrasse 12, D-8000 München	Patentanwälte Menges & Prahl. Erhardtslr I2. D-8000 München 5	5	Dipl.-lng. Rolf Menges Dipl.-Chem.Dr. Horst Prahl	ü	833
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	UnserZeichen/Our ref.
	Datum/Date

United Technologies Corporation Hartford, Connecticut 06101, V.St.A.

Laufschaufeldämpfer und -dämpfungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Laufschaufeldämpfer und Dichtungen zur Verwendung in Gasturbinen, insbesondere in Flugzeughochleistungstriebwerken.

Laufschaufeldämpfer für die Rotoren von Turbinentriebwerken werden zwischen Gruppen von benachbarten Laufschaufeln angeordnet und dienen zum Dämpfen der Schwingung der einzelnen Laufschaufeln. Die Dämpfer werden bislang relativ dick ausgeführt, was einen sehr steifen Aufbau ergibt. Diese Steifigkeit verhindert häufig eine volle Berührung zwischen dem Dämpfer und den Laufschaufelplattformen, wodurch die Wirksamkeit des Dämpfungsvorgangs verringert wird. Es ist außerdem erwünscht, diese Dämpfer als Dichtungen zu benutzen, um die Leckage zwischen benachbarten Plattformen aus dem Inneren des Rotors zu minimieren. Eine volle Berührung zwischen dem

Dämpfer und den LaufSchaufelplattformen ist notwendig, um die wirksamste Abdichtung gegen Luftleckage zu erzielen.

Ein Merkmal der Erfindung ist ein Dämpfer mit viel grösserer Flexibilität, die ihm gestattet, sich unter Belastung zu verformen, um eine bessere Berührung mit den LaufSchaufelplattformen zu erzielen.

Ein weiteres Merkmal ist ein mehrteiliger Puffer auf dem Dämpfer, um nicht die Flexibilität des Dämpfers zu verringern, damit seine Dichtwirkung verbessert wird.

Noch ein weiteres Merkmal ist die Verwendung von Scheuerleisten oder Verschleißrippen auf dem Dämpfer an den den LaufSchaufelplattformen benachbarten Flächen, um eine vollständigere Berührung zwischen dem Dämpfer und der Plattform zum wirksamen Minimieren von Leckage zu erzielen.

Gemäß der Erfindung erstreckt sich der Dämpfer von dem Rotor aus axial zwischen benachbarten Laufschaufeln und hat sich quer erstreckende Flansche, die sich gegen die Unterseite der LaufSchaufelplattformen legen. Der Dämpfer hat ein oder mehrere kurze Pufferelemente an seiner äusseren Fläche, die sich in eine Aussparung erstrecken, welche an der Unterseite der Plattformen von benachbarten Laufschaufeln gebildet ist. Wenn nicht mehr als einer dieser Puffer vorhanden ist, so sind diese in axialem Abstand voneinander angeordnet und in ihrer axialen Abmessung relativ kurz ausgebildet, damit die Dämpferflexibilität nicht vermindert wird. Zum Minimieren von Luftleckage an dem Dämpfer vorbei tragen die Flansche an dem Dämpfer, die die Haüptplatte des Dämpfers bilden, schmale angeformte Scheuerleisten oder Verschleißrippen, die für direkte Berührung mit den LaufSchaufelplattformen vorgesehen sind. Diese Scheuerleisten werden sich im Gebrauch abscheuern, bis eine volle Berührung in Längs-

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richtung zwischen diesen Scheuerleisten und den zugeordneten Plattformen erreicht ist. Darüber hinaus hat der Dämpfer eine vorstehende Zunge, die an dem Scheibenumfang eng anliegt, um den Dämpfer radial in seiner Lage zu halten, und die Dämpferlänge ist dem axialen Abstand zwischen einem Vorsprung an der Laufschaufel und einer Deckplatte an der Scheibe eng angepaßt, um den Dämpfer in genauer axialer Position innerhalb des Rotors festzuhalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Querschnittansicht des Dämpfers und der zugeordneten Laufschaufeln,

Fig. 2 eine Längsschnittansicht nach der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des von dem Rotor entfernten Dämpfers und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Dämpfers.

Ein Rotor, bei dem der Dämpfer verwendet wird, hat eine Scheibe 2 mit Nuten 4 im Umfang zum Festhalten der Wurzeln 6 von Laufschaufeln 8. Jede Laufschaufel hat einen Schaft 10, der sich von der Wurzel aus nach außen zu einer Plattform 12 erstreckt, und der Flügelprofilteil 14 der Laufschaufel erstreckt sich von der Plattform aus radial nach außen. Die unteren Flächen der Plattform sind glatt.

Benachbarte LaufSchaufelplattformen haben zusammenwirken-

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de Αι.τ s s pa run gen 15 an ihrer Unterseite, die groß genug sind, um vorstehende Puffer 16 an einem Dämpfer 18 aufzunehmen. Oberhalb der Aussparung sind die Plattformen nahe bei einander oder in Berührung miteinander, w>e cargestellt. Der Dämpfer 18 ist im wesentlichen ei-'••e Platte 20, die in ümfangsrichtung ausreichend breit i;;t, so daß sie über den Plattformen an benachbarten Laufschaufeln angeordnet ist, und diese Platte träct die in gegenseitigem Abstand angeordneten Puffer "6 ir· gegenseitiger Ausrichtung in der Mitte der Breite der Platte. Es sind zwar mehrere Puffer 16 beschrieben, .-^T> vielen Fällen kann jedoch ein einzelner Puffer ausreichend sein, um den Dämpfer in Position zu halten.

An dem Umfang der Platte ist eine Scheuerleiste oder Verschleißrippe 22 so angeordnet, daß sie mit den Unterseiten der Plattformen in Berührung kommt und Leckage zwischen den Plattformen und der Platte verhindert. Diese Scheuerleiste ist relativ dünn und außerdem in Umfangsrichtung relativ schmal, und in mehreren Betriebsstunden des Rotors wird sich die Oberfläche dieser Scheuerleiste an den Schaufelplattformen abscheuern, bis die Scheuerleiste im wesentlichen auf ihrer gesaroten oberen Fläche mit den Plattformen in vollständigem Kontakt ist.

Gemäß der Darstellung in Fig. 4 ist der Dämpfer in axialer Richtung des Rotors langer als die Umfangsabmessung, so daß die Breite der Platte im folgenden die Umfangsabmessung der Platte bedeuten soll, wohingegen die Länge der Platte die axiale Abmessung bedeuten soll.

Die in gegenseitigem Abstand angeordneten Puffer 16 verringern nicht die Flexibilität des Dämpfers, und die relativ dünne Platte 20 macht den Dämpfer biegsam genug, so daß er durch Zentrifugalkraft verformt werden kann,

wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, um Kontakt mit der Scheuerleiste auf der gesamten Fläche zu gewährleisten. Die Puffer 16 sind in axialer Richtung relativ klein, wodurch die Verformbarkeit des Dämpfers nicht verringert wird, damit sich eine vollständigere Berührung mit den LaufSchaufelplattformen ergibt. Eine relativ kleine Anzahl von Puffern 16 wird benutzt, um die gesamte effektive Länge der Puffer zu verringern und dadurch die gewünschte Flexibilität zu gewährleisten.

Der Dämpfer 18 hat eine sich nach innen erstreckende Zunge 24, die fast mit dem Umfang des Rotors in Berührung ist und dazu dient, den Dämpfer in radialer Position zu halten. Der Dämpfer 18 hat außerdem eine Präzisionsfläche 26 an einem Ende, die mit einer mit ihr zusammenwirkenden Fläche 28 an einem nach innen vorstehenden Vorsprung 30 an der Laufschaufel in Berührung kommt, um die Axialbewegung des Dämpfers in einer Richtung zu begrenzen. Eine weitere Präzisionsfläche 32, die einen bestimmten Abstand von der Präzisionsfläche 26 hat, kommt mit einer Endplatte 34 an dem Rotor in Berührung. Die Endplatte 34 legt gemeinsam mit dem Vorsprung 30 an der Laufschaufel die genaue axiale Lage des Dämpfers innerhalb des Rotors fest. Die Laufschaufeln werden durch die Endplatte 34 und durch eine Endplatte 36 auf der anderen Seite des Rotors in axialer Position gehalten.

Claims

United Technologies Corporation Hartford, Connecticut 06101, V.St.A:

Patentansprüche :

1 J Dämpfer zur Laufschaufeldämpfung, gekennzeichnet durch: eine Platte (20),

wenigstens einen Puffer (16), der sich von einer Seite der Platte aus in der Mitte von deren Breite nach oben erstreckt;

eine Scheuerleiste (22), die sich von der Platte aus auf derselben Seite wie der Puffer und nahe bei den Längsrändern der Platte nach oben erstreckt; und eine abstehende Zunge (24), die auf der von dem Puffer (16) abgewandten Seite der Platte (20) vorsteht, und Präzisionsflächen (26, 32) an jedem Ende der Platte zum Festlegen der Platte in bezug auf die Laufschaufeln.
2. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheuerleiste (22) schmal ist, um das Abscheuern an der Platte (20) zu verbessern.
3. Dämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffer (16) in zu den Längsrändern der Platte (20) paralleler Richtung langgestreckt sind.
4. Dämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Puffer (16) in einer Linie angeordnet sind.
5. LaufSchaufeldämpfungsvorrichtung in Kombination mit einem Rotor, der eine Scheibe (2) aufweist; mit Laufschaufeln (8), die in der Scheibe befestigt sind, sich von dieser aus nach außen erstrecken und Plattformen (12) mit Abstand von dem Umfang der Scheibe haben, wobei die benachbarten Laufschaufeln gegenseitigen Umfangsabstand aufweisen und wobei jede Plattform einen sich nach innen erstreckenden Vorsprung (30) hat; und mit einer Endplatte (34) auf einer Seite der Scheibe; gekennzeichnet durch einen Dämpfer (18) mit: einer Platte (20), die zwischen benachbarten Laufschaufeln (8) und radial einwärts der Laufschaufelplattformen (12) angeordnet ist;

wenigstens einem Puffer (16), der sich von der Platte aus nach außen erstreckt und in Aussparungen (15) auf den Unterseiten von benachbarten Plattformen angeordnet ist;

einer Zunge (24), die sich von der Platte aus radial nach innen im wesentlichen bis zu dem Umfang der Scheibe (2) und bis in eine radiale Position erstreckt, in der sie die Scheibe berührt; und

Präzisionsflächen (26, 32) an entgegengesetzten Enden der Platte, wobei eine Fläche in einer axialen Position ist, in der sie den Vorsprung (30) an der Laufschaufel berührt, und wobei die andere Fläche in einer Position ist, in der sie die Endplatte (34) berührt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Scheuerleiste (22) an der Außenfläche der Platte (20), die mit den Unterseiten der Plattform (12) in Berührung bringbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheuerleiste (22) nahe bei den Randeτ> der Platte (20) angeordnet ist.
8- Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheuerleiste (22) relativ schmal ^;s daroit sie sich schnell abscheuert und der Plattform (¹2 anpaßt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadur gekennzeichnet, daß der Puffer (16) in axialer Richtung der Vorrichtung langgestreckt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei axialen Abstand aufweisende Puffer (16) vorgesehen sind, die in einer Linie angeordnet und in axialer Richtung relativ kurz sind.