DE3618331A1 - Betaetigungshebel fuer ein paar verstellbare leitschaufeln - Google Patents

Betaetigungshebel fuer ein paar verstellbare leitschaufeln

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DE3618331A1 DE19863618331 DE3618331A DE3618331A1 DE 3618331 A1 DE3618331 A1 DE 3618331A1 DE 19863618331 DE19863618331 DE 19863618331 DE 3618331 A DE3618331 A DE 3618331A DE 3618331 A1 DE3618331 A1 DE 3618331A1
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Description

Betätigungshebel für ein Paar verstellbare Leitschaufeln
Die Erfindung bezieht sich auf Leitschaufelbetätigungsvorrichtungen und betrifft insbesondere eine Hebelanordnung zum gleichzeitigen Betätigen von Leitschaufeln in Leitschaufelkränzen eines Gasturbinentriebwerks.
ι Verstellbare Leitschaufeln werden in Fans, Verdichtern und ν Turbinen vieler Gasturbinentriebwerke benutzt. Die Betätigungsvorrichtungen für diese Leitschaufeln weisen üblicherweise verschiedene betätigbare Kombinationen von Hebeln, Zahnrädern und Gelenkverbindungen auf, die zusammenwirken« um jede Leitschaufel um ihre Drehachse zu drehen, und durch einen Gleichlaufring oder ein Gleichlaufzahnrad angetrieben werden. Zu diesem Zweck ist jeder Kranz verstellbarer Leitschaufeln typisch mit einem Gleichlauf- oder Betätigungsring versehen, der, wenn er gedreht wird, eine gleichzeitige Drehbewegung einer Leitschaufel über die zwischengeschaltete Betätigungsvorrichtung bewirkt. Die herkömmlichen Leitschaufelbetätigungsvorrichtungen sind hinsichtlich der Herstellung, des Zusammenbaus und des Betriebes relativ komplex und unterliegen Verschleiß aufgrund von Reibung an ihren Verbindungen.
Beim Entwurf eines modernen Gasturbinentriebwerks wäre es wünschenswert, eine neue und verbesserte Leitschaufelbetätigungsvorrichtung, wie sie die Erfindung schafft, vorzu-
sehen. Die Erfindung ist besonders nützlich, wenn sie bei Tandem- oder hintereinanderliegenden verstellbaren Leitschaufeln angewandt wird, wobei ein stationärer Leitschaufelkranz typisch stromaufwärts eines Laufschaufelkranzes vorgesehen ist, um den Luftstrom geeignet in diesen zu leiten. Die Tandemleitschaufelkränze weisen zwei axial benachbarte Leitschaufelkränze statt des einen, der typisch im Stand der Technik vorhanden ist, auf, damit der Luftstrom besser geleitet werden kann, ohne daß unerwünschte Leistungsverluste auftreten, die sonst bei einem einzigen Leit schaufelkranz auftreten, der um relativ große Leitwinkel ge dreht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue und verbesserte Betätigungshebelanordnung für verstellbare Leitschaufeln zu schaffen.
Weiter soll durch die Erfindung eine neue und verbesserte Betätigungshebelanordnung für verstellbare Leitschaufeln geschaffen werden, die schnell und leicht zwischen Leitschaufeln eingebaut werden kann, um deren gleichzeitige Betätigung zu erleichtern.
Ferner soll durch die Erfindung eine neue und verbesserte Betätigungshebelanordnung für verstellbare Leitschaufeln geschaffen werden, die einen Aufbau geringen Gewichts hat.
Außerdem soll durch die Erfindung eine neue und verbesserte Betätigungshebelanordnung für verstellbare Leitschaufeln geschaffen werden, die Reibungsverschleiß zwischen bewegten Teilen, welche ihr zugeordnet sind, vermeidet.
Schließlich soll durch die Erfindung eine neue und verbesserte Betätigungshebelanordnung für verstellbare Leitschaufeln geschaffen werden, die wirtschaftlich und mit geringen Kosten herstellbar ist.
Die Erfindung schafft einen neuen und verbesserten Betätigungshebel zum gleichzeitigen Drehen eines Paares verstellbarer Leitschaufeln. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Leitschaufeln in Tandem angeordnet, und der Hebel hat einen ersten, einen zweiten und einen dritten Abschnitt und einen Zwischenabschnitt, der den zweiten und den dritten Abschnitt miteinander verbindet. Der erste Abschnitt ist mit einem Gleichlaufteil und dem zweiten Abschnitt verbindbar und außerdem fest an einer ersten verstellbaren Leitschaufel befestigt. Der dritte Abschnitt ist fest aft einer zweiten verstellbaren Leitschaufel befestigt. Der Zwischenabschnitt ist elastisch biegsam und nimmt Differenzbewegungen zwischen dem zweiten und dem dritten Abschnitt auf und veranlaßt die zweite Leitschaufel, sich zu drehen, wenn sich die erste Leitschaufel dreht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt
ein exemplarisches Gasturbinentriebwerk, das eine Betätigungsvorrichtung zum gleichzeitigen Drehen der Leitschaufeln von zwei Tandemverdichterleitschaufelkränzen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat,
Fig. 2 in einer schematischen Draufsicht einen Teil der Tandemleitschaufelkränze nach Fig. 1, die in eine relativ geschlossene Einstellung gedreht sind,
Fig. 3 in einer schematischen Draufsicht einen Teil der Tandemleitschaufelkränze nach Fig. 1, die in eine Entwurfseinstellung gedreht sind, in der die Verdichterluft im wesentlichen in Richtung nach hinten abgegeben wird, und
Fig. 4 eine dreidimensionale Ansicht eines Teils
der Betätigungsvorrichtung nach Fig. 1, die einen Betätigungshebel für die verstellbaren Tandemleitschaufeln zeigt.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 hat ein exemplarisches Gasturbinentriebwerk 10 einen Verdichter 12. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Verdichter 12 einen ersten und einen zweiten Kranz 14 bzw. 16 verstellbarer Leitschaufeln auf, die axial benachbart oder in Tandem angeordnet und mit einer Betätigungseinrichtung 18 in Wirkverbindung sind. Die Leitschaufelkränze 14, 16 enthalten jeweils mehrere in gegenseitigem Umfangsabstand angeordnete erste Leitschaufeln 20 bzw. zweite Leitschaufeln 22, wobei die ersten Leitschaufeln 20 stromaufwärts der zweiten Leitschaufeln 22 angeordnet sind. Stromabwärts der zweiten Leitschaufeln 22 ist ein Kranz von drehbaren Verdichterlaufschaufeln 24 angeordnet. Die Leitschaufelkränze 14, 16 sind axial benachbart und bilden eine Tandemleitschaufelkaskade, die einen vorbestimmten Luftstrom zu den Verdichterlaufschaufeln 24 leitet.
Fig. 2 zeigt die Leitschaufeln 20, 22, die um ihre radialen Achsen in eine relativ geschlossene Position gedreht worden sind, in der der Verdichterluftstrom 26 in die ersten Leitschaufeln 20 unter einem schiefen Winkel zu einer Triebwerkslängsmittelachse 28 eintritt, beispielsweise unter einem Winkel von etwa 55 °, und die zweiten Leitschaufeln 22 unter einem ähnlichen schiefen Winkel, beispielsweise von etwa 30 ° verläßt. Fig. 3 zeigt die Leitschaufeln 20, 22, die in eine vorbestimmte Entwurfseinstellung gedreht worden sind, in der der Verdichterluftstrom 26 in die ersten Leitschaufeln 20 unter einem schiefen Winkel, beispielsweise von etwa 45 °, eintritt und die zweiten Leitschaufeln 22 unter einem kleineren Winkel relativ zu der Mittellinie 28, beispielsweise von etwa 10 °, oder parallel zu dieser verläßt.
Die Verwendung der Tandemkränze 14, 16 von verstellbaren Leitschaufeln, statt des einen, der typischerweise im Stand der Technik benutzt wird, gestattet wesentlich größere Luftstromleitwinkel durch die Leitschaufeln 20, 22 ohne die aerodynamischen Verluste, die sonst auftreten würden, wenn ein einzelner Leitschaufelkranz benutzt würde, um den relativ großen Leitwinkelbereich zwischen der geschlossenen und der Entwurfseinstellung zu erzielen.
Die Erfindung ist auf den Entwurf und die Verwendung der Betätigungseinrichtung 18 zum wahlweisen Steuern der Dreheinstellung der Leitschaufeln 20, 22 gerichtet.
Gemäß der Darstellung in Fig. 4 enthält die Betätigungseinrichtung 18 mehrere identische Betätigungshebel 30 (nur einer ist gezeigt) gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, die mit einem herkömmlichen Betätigungs- oder Gleichlaufring 32 in Wirkverbindung sind. Der Ring 32 ist mit einer herkömmlichen Antriebseinrichtung 34 verbunden, bei welcher es sich um einen Hydraulikzylinder handeln kann, mittels welchem der Ring 32 in entgegengesetzten Richtungen drehbar ist. Der Ring 32 ist umf ctngsmäßig um ein zugeordnetes Verdichtergehäuse oder einen zugeordneten Verdichterkanal 35 angeordnet. Der Kanal 35 ist typisch durch den Ring 32 umgeben, wenn die Erfindung in einem Gasturbinentriebwerk benutzt wird, es ist aber klar, daß sich im Rahmen der Erfindung der Betätigungsring 32 nur teilweise um den Kanal 35 zu erstrecken braucht. Der Ring 32 bildet in der Hinsicht einen Teil der Erfindung, daß er als Betätigungseinrichtung für den Betätigungshebel 30 dient, was im folgenden nicht weiter erläutert wird.
Gemäß der Darstellung in Fig. 4 hat der Betätigungshebel 30 vorzugsweise einen einstückigen, U-förmigen Aufbau. Der Hebel 30 ist insbesondere so ausgebildet, daß er eine inhärente Biegeverwindungseinrichtung aufweist, wodurch eine Betätigung des Hebels 30 durch den Gleichlaufring 32 erfolgen
kann, um die Leitschaufelwinkelstellung zu steuern. Die gewünschte Biegeverwindung beinhaltet elastisches Biegen und Verdrehen, was durch eine Entwurfsauswahl der Länge, der Breite und der Dicke oder der Dickenverteilung der Geometrie der Abschnitte des Hebels 30 derart, daß elastische Verbiegungen innerhalb der Bewegungsgrenzen gestattet werden, ermöglicht wird. Diese elastischen Verbiegungen erfolgen mit Bezug auf verschiedene Drehachsen und hauptsächlich in einem Biege- oder kinematischen oder Zwischenabschnitt 36, was im folgenden noch ausführlicher beschrieben wird. .
Die besonderen Hebellängen, die gewünschten Bewegungen und die ausgeübten Belastungen können auf herkömmliche Weise gleichzeitig mit der Wahl der Dickenverteilung und der Breiten der Abschnitte des Hebels 30 bestimmt werden, um die maximale Spannung aufgrund von kinematischen Bewegungen, Knickbelastungen und internen Belastungen aufgrund von Biegung zu berechnen.
Gemäß Fig. 4 weist der Betätigungshebel 30 einen ersten Abschnitt 38 auf, der sich zwischen zwei Verbindungspunkten 40, 42 erstreckt. Der erste Verbindungspunkt 40 ist die Stelle, wo ein erstes Ende 44 des Betätigungshebels 30 an dem Betätigungsring 32 drehbar befestigt ist. Jede herkömmliche Art der Befestigung des ersten Endes 44 des Hebels 30 an dem Betätigungsring 32 liegt im Rahmen der Erfindung, und zu Erläuterungszwecken ist ein sphärisches Lager 46 dargestellt. Der zweite Verbindungspunkt 42 ist die Stelle, an der eine erste Spindel 48, die einen Teil der ersten Leitschaufel 20 bildet, sich durch eine erste öffnung 50 des Hebels 30 erstreckt. Die erste Spindel 48 ist in dem zweiten Verbindungspunkt 42 fest an dem Hebel 30 befestigt, so daß die Drehung des Hebels 30 eine gleichzeitige Drehung der ersten Leitschaufel 20 bewirkt. Selbstverständlich kann jede herkömmliche und bekannte Befestigungseinrichtung benutzt werden, um die erste Spindel 48 fest an dem Hebel 30 in dem
zweiten Verbindungspunkt 42 zu befestigen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Mutter auf die erste Spindel 48 aufgeschraubt.
Gemäß der Darstellung in Fig. 4 kann der erste Abschnitt 38 des Hebels 30 abgewinkelt sein, d.h. mit einer Stufe versehen sein, was erforderlich sein kann, um aufgrund von Raumerfordernissen den Ring 32 mit der ersten Spindel 48 verbinden zu können. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 erfolgt das durch zwei gebogene erste und zweite Achsen oder Linien 52, 54, um die der erste Abschnitt 38 bei der Herstellung gebogen wird, um die Stufe zu erzeugen. Diese Biegeachsen 52, 54 sind zwar hauptsächlich für diesen Zweck vorgesehen, eine gewisse elastische Biegebewegung zwischen dem Hebel 30 und dem Ring 32 kann jedoch durch die radiale Biegsamkeit des ersten Abschnitts 38 um diese Achsen erfolgen, um dadurch zum Teil Biegebelastungen in dem ersten Abschnitt 38 und Differenzbewegungen aufzunehmen, die zwischen dem Hebel 30 und dem Ring 32 während des Betriebes auftreten könnten. Selbstverständlich ist der erste Abschnitt 38 in Querrichtung starr, um eine Drehkraft von dem Ring 32 auf die erste Spindel 48 übertragen zu können.
Der Hebel 30 weist weiter einen zweiten Abschnitt 56, einen dritten Abschnitt 58 und einen vierten Abschnitt auf, welch letzterer einstückig mit den Abschnitten 56, 58 verbunden ist und sich zwischen diesen erstreckt, wobei der vierte Abschnitt den oben erwähnten Biege- oder kinematischen Zwischenabschnitt 36 bildet. Bei der dargestellten Ausführungsform hat der vierte oder Biegezwischenabschnitt 36 ebenfalls einen U-förmigen Aufbau mit einem Basisteil 60 und zwei integralen, sich orthogonal erstreckenden Armen 62, 64, die im wesentlichen parallel zueinander sind und die gleiche Länge haben. Die Arme 62, 64 sind im wesentlichen starr und bilden eine insgesamt starre Verbindung zwischen dem Basisteil 60 sowie dem zweiten und dem dritten Abschnitt 56 bzw. 58.
Die Arme 62 und 64 sind in der dargestellten Ausführungsform vorzugsweise insgesamt rechteckförmig und haben jeweils erste und zweite orthogonale Seiten 62a, 62b bzw. 64a, 64b. Die ersten Seiten 62a, 64a sind mit den Seiten 56a bzw. 58a des zweiten und des dritten Abschnitts 56 bzw. 58 einstückig verbunden. Die zweiten Seiten 62b, 64b sind mit dem Fußteil 60 einstückig verbunden. Aufgrund dieser Anordnung sind die Arme 62, 64 sowohl zu dem Fußteil 60 als auch zu dem zweiten und dem dritten Abschnitt 56, 58 rechtwinkelig und legen eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Drehachse 66, 68, 70, 72 an den Seiten 62a, 62b, 64a bzw. 64b fest.
Die Drehachsen 66, 68 sind wie dargestellt im wesentlichen orthogonal zueinander ausgerichtet, und ebenso sind die Drehachsen 70, 72 orthogonal zueinander ausgerichtet. Durch diesen Aufbau sind die Drehachsen 68, 72 im wesentlichen parallel und vertikal in bezug auf radiale Achsen ausgerichtet, die sich aufwärts durch den Kanal 35 erstrecken, wogegen die Drehachsen 66, 70 im wesentlichen parallel und horizontal in bezug auf den Kanal 35 ausgerichtet sind.
Es ist demgemäß zu erkennen, daß der zweite Abschnitt 56 des Hebels 30 derjenige Teil desselben ist, der sich von dem Verbindungspunkt 42 zu seinem Ende erstreckt, das die Seite 56a aufweist. Ebenso erstreckt sich der dritte Abschnitt 58 von seinem Ende, das die Seite 58a aufweist, zu einem dritten Verbindungspunkt 74, der an einem zweiten, freien Ende 76 des Hebels 30 angeordnet ist. Der dritte Verbindungspunkt 74 umfaßt die feste Verbindung des zweiten Endes 76 mit einer zweiten Spindel 78, die der zweiten Leitschaufel 22 zugeordnet ist. Die zweite Leitschaufel ist mit Umfangsabstand von der ersten Leitschaufel 20 dargestellt, obgleich irgendein bevorzugter Abstand in Abhängigkeit von den besonderen Entwurfserfordernissen benutzt werden könnte. Ebenso wie die Einrichtung zum Mitein-
anderverbinden der ersten Spindel 48 und des Hebels 30 kann die starre Befestigung der zweiten Spindel 78 an dem Hebel 30 irgendeine herkömmliche Einrichtung sein, die eine Drehung der zweiten Leitschaufel 22 in Verbindung mit einer gleichzeitigen Drehung des dritten Hebelabschnitts 58 um die radiale Achse der zweiten Spindel 78 gestattet.
Hinsichtlich der Arbeitsweise des Betätigungshebels 30 ist zu erkennen, daß der Gleichlaufring 32 auf herkömmliche Weise gedreht werden kann, um eine gleichzeitige Betätigung einer einzelnen Leitschaufel 20 und die Drehung einer weiteren einzelnen Leitschaufel 22 in einer Tandemleitschaufelkaskade zu bewirken. Selbstverständlich werden mehrere Betätigungshebel 30 benutzt, um sämtliche in Tandem angeordneten Leitschaufeln 20, 22 auf nun verständliche Weise miteinander zu verbinden. Da jeder U-förmige Betätigungshebel ein einzelnes ungelenkiges Teil und in den beiden Punkten 42, 7 4 verbunden ist, ist die Biegeverwindung des Hebels 30 erforderlich, um die gleichzeitige Drehung der Leitschaufeln 20, 22 zu gestatten und aufzunehmen.
Wenn der Ring 22 durch die Antriebseinrichtung 34 gedreht wird, wird der erste Abschnitt 38 gedreht, wodurch die erste Leitschaufel 20 gedreht wird. Wenn sich der erste Abschnitt 38 dreht, dreht er gleichzeitig den zweiten Abschnitt 56, der an ihm fest und einstückig befestigt ist. Damit der zweite Abschnitt 56 den dritten Abschnitt 58 dreht, um die zweite Leitschaufel 22 zu drehen, biegt sich der Zwischenabschnitt 36 elastisch.
Eine relative Differenzbewegung zwischen den Abschnitten 56, 58 wird elastisch aufgenommen, und zwar hauptsächlich durch elastische Biegung über der Länge des Zwischenabschnitts 36 aufgrund von resultierenden Biegemomenten, die an den vertikalen Drehachsen 68, 72 auftreten, um die die Relativbewegung zwischen dem Zwischenabschnitt 36 und den Abschnitten
56, 58 erfolgt. Außerdem werden der zweite und der dritte Abschnitt 56 und 58 veranlaßt, sich aufgrund von resultierenden Verdrehmomenten elastisch zu verdrehen, die an den horizontalen Drehachsen 66, 70 auftreten, um die die Relativverdrehbewegung zwischen dem Zwischenabschnitt 36 und den Abschnitten 56, 58 erfolgt.
Die Abschnitte 56 und 58 sind zwar so ausgelegt, daß sie relativ biegsam sind, um diese Verdrehung oder Torsion zu gestatten, sie sind jedoch in ihrer lateralen Ausdehnung auch relativ starr, um die erforderlichen Drehkräfte und Bewegungen zwischen den beiden Spindeln 48 und 78 übertragen zu können. Die Quer- oder laterale Steifigkeit bei gleichzeitiger Torsionsflexibilität kann einfach durch ein relativ großes Verhältnis von Breite zu Dicke der Abschnitte 56 und 58 erzielt werden. Der Basisteil 60 ist zwar in bezug auf seine Dicke relativ biegsam, um seine Querbiegung zu gestatten, er ist jedoch auch hinsichtlich Druck- und Zugbeanspruchung in Längsrichtung relativ starr und in bezug auf Biegung in Querrichtung starr, um die Betätigungskraft zwischen den Abschnitten 56 und 58 übertragen zu können. Das kann ebenfalls durch ein relativ großes Verhältnis von Breite, zu Dicke des Basisteils 60 erzielt werden.
Die Abschnitte 56, 58 und 36 erzeugen in Kombination mit den Drehverbindungspunkten 42, 74 eine kinematische Kette, die den Drehwinkel der Leitschaufel 22 als Punktion des Drehwinkels der Leitschaufel 20 vorgibt. Veränderungen der Längen der Abschnitte 36, 56, 58 sowie der relativen Ausrichtungen dieser Abschnitte bieten die Möglichkeit, die Drehwinkelbeziehungen zwischen den Leitschaufeln 20, 22 zu modifizieren.
Der Hebel 30 kann so aufgefaßt werden, daß er kinematisch einem bekannten Viergelenkgetriebe gleicht, da er die Drehung der ersten Spindel 48 direkt in die Drehung der zweiten Spindel 78 umsetzt. Statt der Verwendung von herkömmlichen
Gelenkverbindungen zum Verbinden des vierten Abschnitts 36 mit den Abschnitten 56 und 58 ist jedoch der Abschnitt 36 an ihnen fest und integral angebracht, um die oben beschriebene Bewegung zu gestatten. Das ergibt einen Hebel 30, der in der Herstellung einfacher und leichter als ein herkömmliches Viergelenkgetriebe ist und Reibungsverschleiß durch Eliminieren der Gelenkverbindungen beseitigt.
Hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die bis hierher beschrieben worden ist, liegen die optimalen Abmessungsbeziehungen für die Teile des Betätigungshebels unter verschiedenen Betriebsparametern im Rahmen der Erfindung. Beispielsweise ist klar, daß die Abmessungen der Dikken und Breiten des Hebels 30 durch den Fachmann gewählt werden können, um die beschriebenen Biege- und Torsionseigenschaften zu erzielen und dabei die erforderlichen Kräfte zu übertragen, damit die gewünschten Drehungen der zweiten Spindel 78 in bezug auf die erste Spindel 48 erfolgen.
Da der Hebel 30 vorzugsweise als ein einstückiges Teil aufgebaut sein kann, das aus Blech gestanzt und dann gebogen wird, ist er billig und einfach montierbar. Weiter wirken die Armseiten 62a, 62b, 64a, 64b nicht nur als die Drehachsen 66, 68, 70 bzw. 72, in bezug auf welche sich der Hebel während der Drehung elastisch biegt und verwindet, sondern sie können auch die Falzlinien bilden, die bei der Herstellung des Hebels 30 benutzt werden.
Darüber hinaus liegen verschiedene andere Wahlmöglichkeiten für den Aufbau des Biegezwischenabschnitts 36 im Rahmen der Erfindung. Eine erste Alternative beinhaltet, den Biegezwischenabschnitt 36 aus einem Material herzustellen, das von dem Material verschieden ist, welches zur Herstellung der Abschnitte 56, 58 benutzt wird. In einer derartigen Ausführungsform der Erfindung müßte selbstverständlich der Biegezwischenabschnitt 36 mit den Abschnitten 56, 58 auf
herkömmliche Weise geeignet verbunden werden/ beispielsweise durch Schmelz- oder Diffusionsschweißen. Diese alternative Art des Aufbaues gestattet die Verwendung eines Werkstoffes mit niedrigerer oder höherer Steifigkeit als eine Alternative oder zusätzlich zu der Ausbildung des Biegezwischenabschnitts 36 mit verschiedenen Breiten und Dicken, um die gewünschten Biegeeigenschaften zu erzielen.
Beispielshalber wird ein Werkstoff, wie beispielsweise Titan, das ein relativ hohes Verhältnis von technischer Streckgrenze zu Elastizitätsmodul hat, für den Zwischenabschnitt 36 bevorzugt. Die Abschnitte 38, 56 und 58 werden vorzugsweise ebenfalls aus Titan hergestellt, obgleich andere Werkstoffe wie Stahl benutzt werden können, um bei Bedarf eine größere Steifigkeit dieser Abschnitte zu erzielen. Ein Werkstoff wie beispielsweise Titan erlaubt eine relativ große elastische Verformung vor dem Erreichen der Elastizitätsgrenze, was erwünscht ist, um die vorgesehene Biegung und Torsion der Abschnitte 36, 56 und 58 im elastischen Bereich aufnehmen zu können.
Es sind zwar hierbevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden, an Hand der Beschreibung sind jedoch andere Modifizierungen möglich. Beispielsweise können insgesamt gleiche Hebel 30 für andere verstellbare Leitschaufeln neben denjenigen in Verdichtern und außerdem zum Drehen von Umfangspaaren oder von größeren Gruppierungen von verstellbaren Leitschaufeln benutzt werden, die nicht axial in Tandem angeordnet sind. Weiter können die Arme 62 und 64 relativ biegsam gemacht werden, um jede Torsion aufzunehmen, statt die Torsion der Abschnitte 56 und 58 zu gestatten.

Claims (21)

1, River Road
Schenectady, N.Y., U.S.A.
Ansprüche :
1J Betätigungshebel für ein Paar verstellbare Leitschaufeln, ier an einer ersten Leitschaufel (20), einer zweiten Leitschaufel (22) und einem Gleichlaufteil (32) befestigbar
ist, gekennzeichnet durch:
einen ersten Abschnitt (38) zum Verbinden des Gleichlaufteils (32) mit der ersten Leitschaufel (20);
einen zweiten Abschnitt (56), der sich von dem ersten Abschnitt (38) erstreckt;
einen dritten Abschnitt (58), der mit der zweiten Leitschaufel (22) verbindbar ist; und
eine Biegeverw"ndungseinrichtung, die einen Zwischenabschnitt (36) aufweist, der den zweiten und dritten Abschnitt (56, 58) miteinander verbindet und Differenzbewegungen des zweiten und dritten Abschnitts (56, 58) elastisch aufnimmt und die gleichzeitige Drehung der ersten und zweiten Leitschaufel (20, 22) bewirkt.
2. Betätigungshebel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Drehachse (66), die zwischen dem zweiten oder dritten Abschnitt (56, 58) und dem Zwischenabschnitt (36) angeordnet ist und um die die Relativbewegung zwischen diesen erzielbar ist.
3. Betätigungshebel nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine zweite Drehachse (68), die zwischen dem zweiten oder dritten Abschnitt (56, 58) und dem Zwischenabschnitt (36) angeordnet ist und um die die Relativbewegung zwischen
diesen erzielbar ist.
4. Betätigungshebel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Drehachse (66) und die zweite Drehachse (68) im wesentlichen orthogonal zueinander angeordnet sind.
5. Betätigungshebel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (38) biegsam ist, um die Relativbewegung zwischen dem Gleichlaufteil (32) und der ersten Leitschaufel (20) zu erleichtern.
6. Betätigungshebel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Leitschaufel (20, 22) axial in Tandem angeordnet sind.
7. Betätigungshebel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, zweite und dritte Abschnitt (38, 56, 58) und der Zwischenabschnitt (36) zur Bildung des Betätigungshebels (30) einen einstückigen Aufbau haben.
8. Betätigungshebel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein erstes freies Ende (44), das einen Teil des ersten Abschnitts (38) bildet und mit dem Gleichlaufteil (32) verbindbar ist, und durch ein zweites freies Ende (76), das mit der zweiten Leitschaufel (22) verbindbar ist.
9. Betätigungshebel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Drehachse (66, 68) zwischen dem zweiten oder dritten Abschnitt (56, 58) und dem Zwischenabschnitt (36) vorgesehen sind und daß um sie die Relativbewegung zwischen dem zweiten oder dritten Abschnitt und dem kinematischen Zwischenabschnitt (36) erzielbar ist.
10. Betätigungshebel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Drehachse (66, 68) rechtwinkelig zueinander sind.
11. Betätigungshebel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeverwindungseinrichtung außerdem Torsion des zweiten und dritten Abschnitts (56, 58) zuläßt.
12. Betätigungshebel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenabschnitt (36) einen biegsamen Aufbau hat, um die Biegeverwindung während einer Betriebsbewegung desselben zu erleichtern.
13. Betätigungshebel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeverwindung des Zwischenabschnitts (36) durch Verändern der Abmessungsparameter desselben steuerbar ist.
14. Betätigungshebel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeverwindung des Zwischenabschnitts (36) durch Herstellen des Zwischenabschnitts aus einem Werkstoff, der von dem den zweiten und dritten Abschnitt bildenden Werkstoff verschieden ist, steuerbar ist.
15. Betätigungshebel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeverwindungseinrichtung eine Relativbewegung zwischen dem Zwischenabschnitt (36) und dem zweiten oder dritten Abschnitt (56, 58) um eine erste Drehachse
(66) ergibt.
16. Betätigungshebel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeverwindungseinrichtung eine relative Torsionsbewegung zwischen dem Zwischenabschnitt (36) und dem zweiten oder dritten Abschnitt (56, 58) um eine zweite Drehachse (68) ergibt, die rechtwinkelig zu der ersten Drehachse
(66) angeordnet ist.
17. Betätigungshebel nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenabschnitt (36) insgesam U-förmig ist und einen Fußteil (60) sowie einen ersten und zweiten Arm (62, 6.4) aufweist, die sich von ihm aus nach außen erstrecken, wobei jeder Arm eine erste und zweite
Seite (62a, 62b, 64a, 64b) aufweist, wobei die ersten Armseiten (62a, 64a) des ersten und zweiten Arms mit dem zweiten bzw. dritten Hebelabschnitt (56, 58) verbunden sind und wobei die zweiten Armseiten (62b, 64b) beide mit dem Fußteil
(60) verbunden sind und wobei die ersten und zweiten Armseiten wenigstens eine erste bzw. zweite Drehachse (66, 68, 70, 72) festlegen, um die die Relativbewegung zwischen dem
Zwischenabschnitt (36) und dem zweiten und dritten Abschnitt (56, 58) erzielbar ist.
18. Betätigungshebel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeverwindungseinrichtung veränderbare Abmessungsparameter des Zwischenabschnitts (36) beinhaltet.
19. Betätigungshebel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungsparameter wenigstens eine vorgewählte Dickenverteilung des Zwischenabschnitts (36) umfassen.
20. Betätigungshebel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenabschnitt (36) aus einem Werkstoff besteht, der von dem Werkstoff verschieden ist, der zum Herstellen des zweiten und dritten Abschnitts (56, 58) des Betätigungshebels (30) benutzt wird.
21. Betätigungshebel nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Zwischenabschnitts (36) ein höheres Verhältnis von Streckgrenze zu Elastizitätsmodul als
der des zweiten und dritten Abschnitts (56, 58) hat.
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