DE3925443C2 - Befestigungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsanordnung zur elastischen Anbringung von mehreren Auslaß­ schaufeln in der Strömungsbahn eines Turbinentriebwerks gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Befestigungsanordnung ist aus der US 4 478 551 bekannt.

Mit dem derzeitigen Bedarf nach Turbinentriebwerken höherer Lei­ stungsfähigkeit entstand die Notwendigkeit für höhere Betriebs­ temperaturen des Triebwerks. Diese höheren Betriebstemperaturen, die in der Größenordnung 1375°C liegen, haben die Konstrukteure veranlaßt, sich keramischen Materialien zuzuwenden, die ver­ schiedene Turbinentriebwerkskomponenten ersetzen sollen, die vorher aus Metallen hergestellt wurden. Keramische Materialien rufen jedoch ihre eigenen Konstruktionsprobleme hervor, da sich Keramiken unter Zug nicht so gut verhalten wie unter Druck. Da­ rüber hinaus expandieren Keramiken im allgemeinen thermisch mit einer Geschwindigkeit, die etwa 1/4 derjenigen von Metallen be­ trägt. Diese Differenz in der thermischen Expansion in Verbin­ dung mit dem Erfordernis, Keramiken unter Druck zu halten, stellt ein besonders schwieriges Problem dar, wenn keramische und metallische Komponenten in einer Hochtemperatur-Umgebung, wie beispielsweise in einem modernen Gasturbinentriebwerk, ge­ koppelt oder miteinander verbunden werden.

Wenn sich ein Turbinentriebwerk nach dem Anfahren seiner Be­ triebstemperatur nähert, dehnen sich die metallischen Triebwerks­ komponenten schneller aus als die keramischen Triebwerkskompo­ nenten. Dieser Unterschied in der Expansion kann bewirken, daß die metallischen Komponenten von den keramischen Komponenten, mit denen sie verbunden sind, weg wachsen und die keramischen Komponenten unter eine unerwünschte Zuglast bringen. Weiterhin können die großen Temperaturänderungen während des thermischen Zyklus eines Turbinentriebwerkes zerstörerische thermische Bean­ spruchungen innerhalb einer metallischen oder keramischen Kom­ ponente zur Folge haben, die in einer starren Struktur einge­ schlossen ist.

Die vorgenannten Konstruktionsüberlegungen treffen insbesondere bei der Konstruktion von Turbinentriebwerks-Auslaßschau­ feln zu, die üblicherweise in der Triebwerksströmungsbahn angeordnet sind, um eine Verwirbelung aus den heißen austretenden Abgasen zu beseitigen. Wenn das heiße Arbeitsmittel die Turbinenschau­ feln eines üblichen Strahltriebwerkes verlassen, besteht häufig ein Wirbel oder eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente, die durch verschiedene Faktoren wie Spitzenleckage über die Schaufel­ enden und durch Temperatur- und Geschwindigkeitsschichtungen in dem Strömungsmittel hervorgerufen sind, die aus der Brennkammer austreten. Eine Eliminierung des Turbinenausgangswirbels ver­ kleinert die Energieverluste in der Strömungsbahn stromabwärts von dem Turbinenausgang. Durch eine verbesserte Ausrich­ tung der tangentialen Geschwindigkeitskomponente in eine axiale Geschwindigkeitskomponente tragen die Auslaßschaufeln zu dem nutzbaren Gesamtschub bei, der durch das Turbinentrieb­ werk erzeugt wird.

Die Auslaßschaufeln sind gewöhnlich zwischen inneren und äußeren Triebwerksrahmenteilen angeordnet, wie beispielsweise den inneren und äußeren Gehäusen. Das Schaufelprofil der Aus­ laßschaufeln richtet die verwirbelten Gase in mehrere gleichmäßig strömende axiale Strömungen, die zu einer optimalen Nachbrennerleistung beitragen. Die gleichmäßige axiale Strömung unterstützt die Steuerung der Ausbreitung des austretenden Arbeits­ mittels durch den Nachbrenner, um dadurch die vollständige Ver­ brennung des gesamten Sauerstoffes zu fördern, der in den Ab­ gasen vorhanden ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Befestigungsanordnung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die ther­ mischen Beanspruchungen in den bevorzugt aus Keramik beste­ henden Auslaßschaufeln minimiert werden, wenn diese während des Betriebs thermisch expandieren und kontraktieren.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß die Befestigungsanordnung mit auskrag­ enden Trägern zusammenarbeitet, die als Federteile dienen, um die Auslaßschaufeln elastisch einzuklemmen und im Stillstand und während des Betriebs eine Druckkraft auf jede einzelne Auslaßschaufel auszuüben und somit insbesondere Zugbeanspruchungen zu minimieren und dadurch die nutzbare Lebensdauer zu verlängern. Vorteilhafterweise besteht die Befestigungsanordnung aus einem Gußstück mit geringem Gewicht, um die Kosten zu senken und die Montage zu erleichtern, indem die Verwendung zeitraubender Schweiß- und Nietarbeiten vermieden wird. Die erfindungsgemässe Be­ festigungsanordnung kann für eine Verwendung sowohl kera­ mischer als auch metallischer Auslaßschaufeln an­ gepasst sein, wodurch auch eine Auswechselung von kera­ mischen Schaufeln gegen metallische Schaufeln erleichtert wird. Ferner wird die Auswechselung und/oder Reparatur einzelner Auslaßschaufeln vereinfacht.

Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt, von einem Gasturbinentriebwerk und zeigt den allgemeinen Aufbau des Gasturbinentriebwerks und die Lage des Trieb­ werksrahmens.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Auslaßschaufel-Befe­ stigungsanordnung, die mit einem Turbinenrahmen verbun­ den ist, und zeigt die Austauschbarkeit zwischen kera­ mischen und metallischen Auslaßschaufeln.

Fig. 3 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, und zeigt die Einzelheiten der Be­ festigungsanordnung für keramische Auslaßschau­ feln.

Fig. 4 ist ein Teilschnitt nach einem Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2.

Fig. 5 ist eine vergrößerte Teilseitenansicht der in Fig. 2 ge­ zeigten Klemmteile.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Auslaßschaufel-Befe­ stigungsanordnung, die zur Verwendung mit metallischen Auslaßschaufeln geeignet und mit einem Turbinen­ rahmen verbunden ist.

Fig. 7 ist eine schematische, auseinandergezogene, teilweise ge­ schnittene Ansicht der Auslaßschaufel-Befestigungsanordnung ge­ mäß Fig. 6.

Eine kurze Beschreibung der Hauptbestandteile eines Gasturbinen­ triebwerkes soll das Verständnis der Erfindung erleichtern, indem die Lage und Anordnung der Turbinenrahmenteile angegeben wird, an denen die Auslaßschaufeln angebracht sind. In Fig. 1 ist ein Teil von einem Gasturbinentriebwerk 10 teilweise geschnit­ ten dargestellt. Das Triebwerk 10 weist ein äußeres Gehäuse 12 auf, das eine ringförmige Strömungsbahn 14 umgibt, die sich axial zwischen einem Einlaß 16 und einem Abgasauslaß 18 erstreckt, die an gegenüberliegenden Enden des Triebwerks 10 angeordnet sind.

Während des Betriebs des Triebwerkes wird Umgebungsluft in den Ein­ laß 16 gezogen und in einem Verdichter 20 auf einen höheren Druck verdichtet, von wo aus die verdichtete Luft in eine ringförmige Brennkammer 22 ausgestoßen wird, wo Brennstoff verbrannt wird, um Verbrennungsprodukte hoher Energie zu erzeugen. Von der Brenn­ kammer 22 aus wird das Arbeitsmittel durch eine Turbine 24 ge­ leitet, wo ein Teil seiner Energie herausgezogen wird, um den Verdichter 20 anzutreiben, und dann wird das Arbeitsmittel als eine hochenergetische Strömung durch den Abgasauslaß 18 ausge­ stoßen.

Um die verschiedenen Komponenten des Triebwerks in ihren rich­ tigen Betriebspositionen relativ zueinander zu halten, sind Triebwerksrahmenanordnungen vorgesehen, um die stationären Sta­ torkomponenten starr miteinander zu verbinden und Lagerhalterun­ gen für den Rotor zu bilden. Insbesondere weist das Triebwerk 10 eine Vorderrahmenanordnung 26, die ein vorderes Lager 28 trägt, eine Mittelrahmenanordnung 30, die ein mittleres Wellenlager 32 trägt, und einen Turbinenrahmen 34 auf, der ein hinteres Lager 36 trägt. Der Rotor 38 ist in den Lagern 28, 32 und 36 drehbar an­ gebracht.

Jede Rahmenanordnung 26, 30 bzw. 34 weist mehrere radiale Träger­ streben 40, 42 und 44 auf, die sich durch die ringförmige Strömungs­ bahn 14 erstrecken um die inneren und äußeren Rahmenteile der Rahmenanordnungen miteinander zu verbinden. Da sich die Tempe­ ratur des durch die Strömungsbahn 14 strömenden Arbeitsmittels während eines transienten Betriebs sehr rasch ändert, können in den starren Rahmenanordnungen wesentliche thermische Bean­ spruchungen hervorgerufen werden, wenn sich die Streben mit Geschwindigkeiten erwärmen und abkühlen können, die sich von denjenigen der inneren und äußeren Rahmenteile wesentlich unter­ scheiden. Dies gilt insbesondere für den Turbinenrahmen 34, da die Abgase, die den Turbinenrahmen umgeben, den schnellsten und größten Änderungen in den Betriebstemperaturen und den daraus resultierenden thermischen Beanspruchungen ausge­ setzt sind.

Demzufolge ist die Auslaßschaufel-Befestigungsanordnung gemäß der Erfindung, die diese destruktiven thermischen Bean­ spruchungen auf ein Minimum reduziert, in Verbindung mit einer modifizierten Turbinenrahmenanordnung analog dem Turbinenrahmen 34 dargestellt. Die Erfindung ist jedoch in gleicher Weise auf andere starre Anordnungen anwendbar, die ebenfalls einem Arbeits­ mittel ausgesetzt sein können, die wesentliche und schnelle Tem­ peraturänderungen erfahren.

In Fig. 2 ist die Auslaßschaufel-Befestigungsanordnung gezeigt, die aus einem sich über 360° erstreckenden ringförmigen, inneren Halterungsteil 46 aufgebaut ist, das konzentrisch in einem sich über 360° erstreckenden äußeren Halterungsteil 48 aus­ gerichtet ist. Vorzugsweise ist sowohl das innere als auch das äußere Halterungsteil aus einem einstückigen Metallgußteil ge­ bildet, da Gußstücke bis zu 170°C höhere Betriebstempe­ raturen aushalten können als entsprechende Teile, die aus Metall­ blech hergestellt sind, und im allgemeinen sind Gußstücke öko­ nomischer als geschweißte oder genietete Fertigungen. Weiterhin können bei entsprechender Anwendung von elektrochemischer Ent­ ladungsbearbeitung Gußstücke äquivalente Festigkeit bei weniger Gewicht als ähnliche geschweißte oder genietete Teile liefern. Selbstverständlich ist es auch möglich, die inneren und äußeren Halterungsteile als segmentierte oder endlose bearbeitete Ringe auszubilden.

Das innere Halterungsteil 46 kann an dem Turbinenrahmen 34 ent­ lang einem Ringflansch 50 mit lösbaren Schraubbefestigungsglie­ dern 52 angebracht sein. Das innere Halterungsteil 46 ist vor­ zugsweise als ein stabiler Mantel ausgebildet, um eine feste Halterung für die leicht herausnehmbaren und auswechselbaren Auslaßschaufeln 54 zu bilden. Jede Auslaßschau­ fel 54 ist vorzugsweise als eine ungekühlte Verbundschaufel aus einer keramischen Matrix aufgebaut, die fest, aber elastisch an dem inneren Halterungsteil 46 unter einer Druckfederlast fest­ geklemmt ist, die durch das äußere Halterungsteil 48 geliefert wird. Vorzugsweise sind 36 Auslaßschaufeln im gleichen Abstand in einer speichenradartigen Anordnung zwischen den inneren und äuße­ ren Halterungsteilen 46, 48 angeordnet, um die tangentiale oder verwirbelnde Komponente der austretenden Gase zu eliminieren.

Wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, ist das äußere Halterungs­ teil 48 mit Befestigungslöchern 56 versehen, die vordere Rahmen­ bolzen 56 zum Befestigen des äußeren Halterungsteils 48 an dem Triebwerksrahmen 34 aufnehmen. Die vorderen Bolzen 56 sind zu­ sammen mit hinteren Bolzen 60 ebenfalls in einer speichenrad­ artigen Anordnung in Umfangsrichtung angeordnet, um eine Klemm­ kraft zu liefern, die das ringförmige Außengehäuse 12 und einen inneren Rahmenring 62 gegen radial verlaufende Abstandsstreben 64 klemmt, die zwischen den vorderen und hinteren Bolzen an­ geordnet sind. Zehn oder zwölf Abstandsstreben haben sich als angemessen erwiesen, um dem Triebwerksrahmen 34 ausreichende Festigkeit und Stabilität zu geben, obwohl auch jede andere Zahl gleichmäßig verteilter Abstandsstreben verwendet werden kann, solange für eine angemessene mechanische Abstützung gesorgt wird. Die Schraubbefestigungsglieder 52, die das innere Halterungsteil 46 an dem inneren Rahmenring 62 anbringen, dienen auch dazu, das innere Halterungsteil 48 und den inneren Rahmenring 62 an dem Innengehäuse 66 zu befestigen. Das Innengehäuse 66 trägt das hintere Lager 36 in einer üblichen Weise.

Die Befestigungslöcher 56 sind so angeordnet, daß sie das äußere Halterungsteil 48 axial und radial in bezug auf den Triebwerks­ rahmen und die vorderen Bolzen 58 lokalisieren. Wie aus Fig. 3 im Detail zu ersehen ist, verkleinern axiale Schlitze 70 und radiale Schlitze 72 die Stabilität des äußeren Halterungsteils 48 und bilden eine ringförmige Reihe axial verlaufender, auskragen­ der Stützträger 74, die einen Auslaßschaufelansatz 100 radial und axial festlegen. Jeder Stützträger 74 hat eine klei­ nere radiale Abmessung als die zusammengefaßte radiale Abmessung des inneren Halterungsteils 46, der Schaufeln 54 und des äußeren Ansatzes 100, um dadurch einen Festsitz und eine anfängliche radiale Drucklast zwischen den Stützträgern 74 und der Schaufel­ anordnung 98, 54, 96 hervorzurufen.

Die Stützträger 74 wirken auch als Federelemente, die sich bei der Montage radial nach außen auslenken, um so eine radial nach innen gerichtete Drucklast auf die Auslaßschaufeln 54 auszuüben. Durch Vorbelastung der Auslaßschaufeln 54 zwischen den inneren und äußeren Halterungsteilen 46, 48 über die radiale Auslenkung der Stützträger 74 wird eine variable aber kontinuierliche Drucklast auf die Auslaßschaufeln 54 während des Triebwerksbetriebs und der Abschaltung beibehal­ ten. Dies ist höchst erstrebenswert bei keramischen Auslaß­ schaufeln einer zusammengesetzten Matrix, die eine größere Druckbelastung als Zugbelastung aufnehmen.

Ein weiterer Vorteil dieser federbelasteten Auslaßschau­ fel-Befestigungsanordnung ist ihr Vermögen, einen innigen Kon­ takt zwischen den keramischen Auslaßschaufeln und den metallischen Stützträgern 74 während großer und schneller Tempe­ raturänderungen beizubehalten, ungeachtet der großen Differenz zwischen ihren thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Während des Triebwerksbetriebes sind das innere Halterungsteil 46 und die Auslaßschaufeln 54 im allgemeinen heißer als das äußere Halterungsteil 48. Dies hat das thermische Wachstum des inneren Halterungsteils 46 und der Auslaßschaufel radial nach außen in das kältere äußere Halterungsteil 48 zur Folge. Dieses unterschiedliche thermiche Wachstum bewirkt eine zu­ sätzliche Druckkraft auf die Auslaßschaufeln. Da jedoch die äußeren Halterungsteile 48 an den Auslaß­ schaufeln 54 mit einem flexiblen und elastischen Federvorspan­ nungskontakt angreifen, kann die gesamte Druckkraft auf die Aus­ laßschaufeln 54 auf einfache Weise gesteuert und auf akzeptable Werte begrenzt werden durch eine geeignete Feder­ charakteristik der Stützträger 74.

Weitere Einzelheiten der Befestigungsanordnung für keramische Aus­ laßschaufeln sind in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt, wo­ bei mit Flanschen versehene Metallsockel 76 einstückig um den Umfang des äußeren Halterungsteils 48 angeordnet sind. Jeder Sockel 76 ist mit zwei gegenüberliegenden, radial nach innen zu­ sammenlaufenden Wänden 78 versehen, die axial nach vorne diver­ gieren, um einen radial verlaufenden Befestigungsflansch 80 zu bilden. Die Sockel 76 einschließlich der Wände 78 und des Flan­ sches 80 können getrennt gegossen und an den Stützträgern 74 ent­ lang Schweißlinien 82 angeschweißt werden.

Eine getrennte Sockelklemme 84 aus Metall ist mit zwei gegenüber­ liegenden, radial nach innen zusammenlaufenden, auskragenden Wänden 86 versehen, die axial nach hinten aus­ einanderlaufen, um einen radial verlaufenden Befestigungsflansch 88 zu treffen. Zwischen den Wänden 86 und einem Dach 92 der Sockel­ klemme 84 sind Schlitze 90 (s. Fig. 3 und 5) gebildet, damit die Wände 86 als flexible, federbelastete Vorspannteile wirken können, um die Auslaßschaufeln 54 an dem äußeren Hal­ terungsteil 48 zu befestigen und festzuklemmen, wie es nachfol­ gend näher erläutert wird. Ähnliche mit Flanschen versehene Sockel 94 und Sockelklemmen 96 sind an dem inneren Halterungs­ teil 46 ausgebildet, wie es aus Fig. 2 zu ersehen ist.

Eine Schaufelfußhalterung 98 ist einstückig gegossen aus einem Ver­ bundmaterial einer keramischen Matrix, um die radial inneren und äußeren Enden der Auslaßschaufeln 54 innerhalb der Sockel 76, 94 und Sockelklemmen 84, 96 zu haltern. Jede Schaufelfußhal­ terung 98 ist mit dem langgestreckten, im wesentlichen hexago­ nalen Ansatzstück 100 versehen, das axial vorstehende Ränder 102 aufweist. Eine langgestreckte Tasche oder ein Kanal 104 ist inner­ halb jedes Ansatzstückes 100 und dem axialen Rücken oder Wulst 102 ausgebildet, um einen radialen Endabschnitt 106 (s. Fig. 4) von jeder Auslaßschaufel 54 mit einer engen Passung auf­ zunehmen.

Das Oberflächenprofil von jedem Ansatzstück 100 paßt im wesent­ lichen mit den inneren Konturen der Sockel 76, 94 und der Sockel­ klemmen 84, 96 zusammen. Jedes Anzatzstück 100 ist jedoch so di­ mensioniert, daß ein keilförmiger Paßsitz zwischen den Sockel­ wänden 78 und den auskragenden Wänden 86 gebildet ist. Jede Aus­ laßschaufel 54 paßt an gegenüberliegenden Enden mit einer Schaufelfußhalterung 98 zusammen und ist in den Sockeln 76, 94 auf den inneren und äußeren Halterungsteilen 46, 48 angeordnet. Ein Sockelklemmenpaar 84, 96 wird dann über den freiliegenden Abschnitten der Ansatzstücke 100 angeordnet und an den inneren und äußeren Halterungsteilen 46, 48 mit Schraubbefestigungsglie­ dern 108 befestigt.

Die Schraubbefestigungsglieder 108 (s. Fig. 3) führen durch Be­ festigungslöcher 110 in den Befestigungsflanschen 80, 88 hindurch, und wenn die Schraubbefestigungsglieder 108 angezogen sind, liegen die Befestigungsflansche 80, 88 aneinander an, um die Auslaß­ schaufeln 54 elastisch in den Sockeln 76, 94 und Sockel­ klemmen 84, 96 zu befestigen. Wenn sich die Befestigungsflansche 80, 88 einander nähern, sind die Seitenflächen 112 der Ansatz­ stücke 100 keilförmig zwischen den gegenüberliegenden Sockel­ wänden 78 der Sockel 76, 94 und den gegenüberliegenden, auskra­ genden Wänden 86 der Sockelklemmen 84, 96 angeordnet. Die auskra­ genden Wände 86 werden während dieser Keilwirkung durch das An­ satzstück 100 in Umfangsrichtung nach außen gebogen, um so da­ zwischen eine elastische bzw. federnde Umfangsklemmkraft zu bil­ den.

Diese Klemmkraft oder Vorbelastung der auskragenden Wände 86 stellt eine kontinuierliche feste Passung zwischen dem keramischen Ansatzstück 100 und den Metallsockeln 76, 94 und den Sockelklem­ men 84, 96 während des Triebwerksbetriebes sicher. Selbst bei einer signifikanten Differenz im thermischen Wachsen zwischen diesen keramischen und metallischen Teilen während des thermischen Zyk­ lus des Turbinentriebwerkes 10 sind die Auslaßschaufeln 54 sicher in ihrer Lage zwischen den inneren und äußeren Halte­ rungsteilen 46, 48 gehalten, ohne daß sie in unerwünschter Weise zwischen den starren Halterungen eingezwängt und überbeansprucht werden. Die elastische Halterung, die durch die auskragenden Stützträger 74 und den auskragenden Wänden 86 der Sockelklemmen 84, 96 ausgebildet wird, steuert und begrenzt die Größe der ther­ mischen Beanspruchungen in den Auslaßschaufeln 54 inner­ halb akzeptabler Werte.

Eine Dichtungsplatte 114 aus Metall kann über den aneinander lie­ genden Rändern 116 der Schaufelfußhalterungen 98 aufgebracht wer­ den, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Ein in Umfangsrichtung ver­ laufender Befestigungsflansch 118 kann auf jeder Dichtungsplatte 114 ausgebildet sein, und ein Befestigungsloch 120 kann durch den Befestigungsflansch 118 hindurch ausgebildet sein, um die Dich­ tungsplatte 114 an den inneren und äußeren Halterungsteilen 46, 48 zu befestigen. Die Dichtungsplatten 114 schränken die Strö­ mung heißer Gase durch die axialen Spalte 122 ein, die zwischen den aneinander liegenden Rändern 116 der Schaufelfußhalterungen 98 gebildet sind.

Ein abgewandeltes und etwas vereinfachtes Ausführungsbeispiel der Auslaßschaufel-Befestigungsanordnung ist in den Fig. 6 und 7 gezeigt. Diese Befestigungsanordnung ist zur Verwendung mit metallischen Auslaßschaufeln 122 ausgebildet und eliminiert die Verwendung von Sockeln und Sockelklemmen. Jedoch ist wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel das äußere Hal­ terungsteil 46 mit axialen und radialen Schlitzen 70, 72 ver­ sehen, um für die erforderliche Freiheit für die radiale ther­ mische Expansion der Auslaßschaufeln 122 zu sorgen.

Radial verlaufende Befestigungsansätze 124 sind auf gegenüberlie­ genden Enden der Auslaßschaufeln 122 ausgebildet, um mit radial verlaufenden Befestigungsflanschen 126, 128 zusammenzu­ passen, die auf entsprechende Weise auf den inneren und äußeren Halterungsteilen 46, 48 ausgebildet sind. Schraubbefestigungs­ glieder 130, die durch Befestigungslöcher 132 in den Befestigungs­ ansätzen 124 und durch die Befestigungsflansche 126, 128 hindurch­ führen, befestigen die Auslaßschaufeln lösbar an den inneren und äußeren Halterungsteilen 46, 48.

Da die Auslaßschaufeln 54, 122 in beiden Ausführungsbei­ spielen nicht als strukturelle bzw. tragende Teile verwendet werden, um den Triebwerksrahmen 34 zu verstärken, und da diese Auslaßschaufeln keinen hohen thermischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, können sie mit relativ dünnen Querschnitten ge­ fertigt werden. Das heißt, wenn die Auslaßschaufeln 54, 122 den hohen thermischen Druckbeanspruchungen ausgesetzt wären, die durch starre Halterungsteile erzeugt werden, müßten die Querschnitte der Auslaßschaufeln vergrößert werden, um diesen Lasten zu widerstehen. Diese Möglichkeit der Gestaltung der Auslaßschaufeln mit dünnen Querschnitten ist vom aerodynamischen Standpunkt höchst erstrebenswert, da Auslaß­ schaufeln mit dünnen Querschnitten eine Drosselung oder Blockierung der Strömung der Abgase vermeiden, die durch die Triebwerksströmungsbahn 114 hindurchtreten, und sie unterstützen die gleichförmige Ausbreitung der Abgase.

Die vorstehend beschriebenen Auslaßschaufel-Befestigungs­ anordnungen können auf wirtschaftliche Weise gefertigt und mon­ tiert werden. Die Bolzenverbindung der inneren und äußeren Hal­ terungsteile 46, 48 an dem Triebwerksrahmen 34 erleichtert die Auswechselung oder den Ersatz einer keramischen Auslaß­ schaufelanordnung gegen eine metallische Auslaßschaufel­ anordnung. Darüber hinaus erleichtert die Bolzenbefestigung der Auslaßschaufeln 54, 122 an den inneren und äußeren Hal­ terungsteilen 46, 48 stark die Auswechselung oder Reparatur ein­ zelner Auslaßschaufeln.

Es sind jedoch noch weitere Ausführungsbeispiele möglich. Bei­ spielsweise kann das innere Halterungsteil 46 mit vorspannenden Federteilen analog zu den Stützträgern 74 versehen werden, die auf dem äußeren Halterungsteil 48 ausgebildet sind, zusätz­ lich oder anstelle der Stützträger 74, die auf dem äußeren Halterungsteil 48 ausgebildet sind.

Claims (11)

1. Befestigungsanordnung zur elastischen Anbringung von mehreren Auslaßschaufeln (54; 122) in der Strömungsbahn eines Turbinentriebwerks, enthaltend
ein ringförmiges inneres Halterungsteil (46) zur Halterung der inneren radialen Endabschnitte der Auslaßschaufeln (54; 122) und
ein äußeres Halterungsteil (48), das um das innere Halte­ rungsteil (46) herum angeordnet ist und die äusseren radi­ alen Endabschnitte der Auslaßschaufeln (54; 122) haltert, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und/oder äusseren Halterungsteile (46, 48) aus mehreren elastischen Stütz­ trägern (74) bestehen, die jeweils eine zugehörige Auslaß­ schaufel (54; 122) tragen.

2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die inneren und/oder äußeren Halterungsteile (46, 48) jeweils als einstückige, ringförmige Gußstücke aus Metall hergestellt sind.

3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastischen Stützträger (74) auch eine radiale Druckvorbelastung auf die Auslaßschaufeln (54; 122) ausüben.

4. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auslaßschaufeln (54; 122) aus einem keramischen Material oder aus einem Metall gebildet sind.

5. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eines der inneren oder äußeren Halterungs­ teile (46, 48) an den elastischen Stützträgern (74) Sockel­ mittel (76; 94) aufweist zum Befestigen der Auslaßschaufeln (54).

6. Befestigungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Sockelklemmen (84; 96) vorgesehen sind zum Festklemmen der Auslaßschaufeln (54) innerhalb der Sockelmittel (76; 94).

7. Befestigungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sockelklemmen (84; 96) auch eine Druck­ belastung auf Schaufelfuß- oder Kopfhalterungsteile (98) über auskragende Wände (86) der Sockelklemmen (84; 96) ausüben.

8. Befestigungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Schaufelfuß- oder Kopfhalterungsteil (98) innerhalb der Sockelmittel (76) elastisch verkeilt ist.

9. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Dichtungsplatten (114) auf den inneren und äußeren Halterungsteilen (46, 48) angeordnet sind.

10. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die inneren und äußeren Halterungsteile (46, 48) durch Schraubbolzen an dem Turbinentriebwerk angebracht sind.

11. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auslaßschaufeln (54; 122) durch Schraubbolzen an der Befestigungsanordnung angebracht sind (Fig. 7).