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Die
vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Gasturbinentriebwerke
und insbesondere darin enthaltene Gehäuse zum Aufnehmen von Lagern
und Wellen.
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Gasturbinentriebwerke
enthalten eine oder mehrerer Rotorwellen, die von Lagern aufgenommen werden,
die ihrerseits von ringförmigen
Gehäusen aufgenommen
werden. Zu den Gehäusen
gehört
ein ringförmiger
Mantel, der zu einer ringförmigen
Nabe radial nach außen
beabstandet ist, wobei dazwischen eine Vielzahl von in Umfangsrichtung
zueinander beabstandeten Stützstreben
angeordnet ist. Die Stützstreben
können
beispielsweise zusammen mit dem Gehäuse und der Nabe als ein einheitliches Gussteil
geformt oder auf geeignete Weise mit diesen verschraubt werden.
In beiden Konfigurationen muss das gesamte Gehäuse eine geeignete strukturelle
Steifigkeit zum Aufnehmen der Rotorwelle aufweisen, damit deren
Verkrümmung
während
des Betriebs minimiert wird.
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Die
Stützstreben
weisen einen Hohlquerschnitt auf, durch den mit Druck beaufschlagte
Kühlluft
strömt
und in eine Nabe geleitet wird. Die Druckluft ermöglicht in
der Hochdruck- und der Niederdruckturbine die Rotorspülung durch
Bohrungen in der Nabe. Zusätzlich
zu den in den Stützstreben
enthaltenen Röhren,
die das hintere Hochdruckturbinenlager bedienen, sorgt auch die
Luft für
die Stützstreben-
und Nabenkühlung.
Es ist wichtig, dass die Druckluft innerhalb der Stützstrebe
und der Nabe nicht auf Grund von Leckageströmungen verloren geht. Wenn
Leckageströmungen
auftreten, wirkt sich dies nachteilig auf die Temperaturen im Rotorhohlraum
aus.
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Ein
Beispiel für
eine verschraubte Turbinenrahmenbaugruppe ist ein Turbine Center
Frame (TCF) des Triebwerks GE90, bei dem ein äußeres Stützstrebenende durch acht Schrauben
an jedem der zwölf
Stützstrebenenden
mit dem Außengehäuse verbunden
ist. Zur Minimierung der Relativbewegung zwischen dem Gehäuse und
dem Stützstrebenende, wird
an jeder Position ein Scherbolzen eingesetzt, der aus der im Gehäuse und
Stützstrebenende
befindlichen Bohrung hervorspringt. Um während der Fertigung die Konzentrizität zwischen
der Gehäusebohrung
und der Stützstrebenbohrung
sicherzustellen, wird jede Stützstrebe
relativ zum Gehäuse
positioniert, und jede Bohrung wird in einem einzigen Arbeitsgang
durch das Gehäuse
und die Stützstrebe hindurch
erzeugt. Anschließend
werden die Stützstreben
vom Gehäuse
getrennt, und jede zuvor erzeugte Durchgangsbohrung dient als Führungsloch zur
Erzeugung einer Plansenkkomponente für das nachfolgende Gewindeschneiden
und Einsetzen eines Einsatzstückes.
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Die
Stützstreben
sind mit der Nabe durch einen Gabelanschluss und zwei Dehnschrauben
verbunden, die eine sichere Scherverbindung ermöglichen, die jede Relativbewegung
zwischen der Stützstrebe
und der Nabe verhindert. Die Stützstreben weisen
einen Hohlquerschnitt auf, durch den Druckluft strömt und in
die Nabe geleitet wird. Die Druckluft ermöglicht in der Hochdruck- und
der Niederdruckturbine die Rotorspülung durch Bohrungen im Nabengehäuse. Zusätzlich zu
den in den Stützstreben
enthaltenen Röhren,
die das hintere Hochdruckturbinenlager bedienen, sorgt auch die
Luft für
die Stützstreben-
und Nabenkühlung.
Es ist wichtig, dass die Druckluft innerhalb der Stützstrebe
und der Nabe nicht auf Grund von Leckageströmungen verloren geht. Wenn
Leckageströmungen
auftreten, wirkt sich dies nachteilig auf die Temperaturen im Rotorhohlraum
aus. Da die Dehnschrauben die Stützstrebe nicht
dicht mit der Nabe verbinden, ist es wünschenswert, eine Leckage der
Druckluft zwischen den Stützstreben
und der Nabe zu verhindern.
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Andere
Beispiele für
dem Stand der Technik entsprechende Turbinengehäusevorrichtungen sind beispielsweise
im Dokument US-A-5,609.467 (das Patent '467) dargelegt, das ein Turbinen zwischengehäuse für eine Hochtemperatur-Nutzturbine
beschreibt, das Mittel zur automatischen Anpassung enthält, damit
die Wärmeausdehnungsbewegung zwischen
ungleichen Materialien hingenommen werden kann. Auch das Dokument
EP-A-0342087 (Patent EP '087)
beschreibt ein Flugzeugturbotriebwerk mit einem Einlassgitter, das
von zwischen einem Innen- und einem Außenring angeordneten radialen Stützstreben
gebildet wird, wobei jeder der radialen Stützstreben aus zwei Teilen besteht – einem
stromaufwärts
angeordneten ersten Bauteil und einem gelenkig mit dem ersten Teil
verbundenen stromabwärts
angeordneten zweiten Bauteil – und
das eine verstellbare Klappe bildet, die eine Eintrittsleitschaufel
darstellt. Darüber
hinaus beschreibt das Patent EP '087
alle Stützstreben
so, dass diese untereinander den gleichen Querschnitt aufweisen
und dass mindestens einige der Stützstreben eine Rohrleitung für den Transport
von Öl
enthalten. Zusätzlich
beschreibt das Patent EP '087
die zum Tragen der Ölrohrleitung
dienenden Stützstreben
so, dass das erste Bauteil jeder Stützstrebe durch einen radialen
Abschnitt in eine stromaufwärts
angeordnete Kammer für
den Transport von Heißgas
und eine stromabwärts
angeordnete Kammer unterteilt ist, die entlang ihrem hinteren Rand
offen ist und die Ölrohrleitung aufnimmt.
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Ferner
beschreibt das Dokument US-A-5,272,869 (Patent '869) ein Turbinengehäuse mit einem ersten und zweiten
koaxial angeordneten Ring, die eine Vielzahl von sich dazwischen
erstreckenden Stützstreben
aufweisen, die in Umfangsrichtung zueinander beabstandet sind. Im
Patent '869 verbinden
eine Vielzahl von Gabelanschlüssen
entsprechende erste Enden der Stützstreben
des ersten Rings mit dem ersten Ring, um die Stützstreben lösbar mit diesem zu verbinden.
Jeder der Gabelanschlüsse
weist einen Fuß,
der lösbar
mit dem ersten Ring fest verbunden ist, und ein Schenkelpaar auf, das
zueinander beabstandet vom Fuß absteht,
um einen U-förmigen
Gabelschlitz auszubilden, der das erste Stützstrebenende aufnimmt. Das
erste Stützstrebenende
ist durch ein Dehnschraubenpaar lösbar mit den Schenkeln des
Gabelanschlusses fest verbunden. Der Fuß des Gabelanschlusses weist
in der Mitte eine Öffnung
auf, die an einem ersten Anschluss im ersten Ring ausgerichtet ist,
um den Zugang durch diesen hindurch zu ermöglichen.
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Gemäß der Erfindung
weist ein ringförmiger Turbinenrahmen
einen koaxial um eine Mittelachse angeordneten Ring und eine Vielzahl
von in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Anschlüssen auf.
Eine Vielzahl von in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten Stützstreben
sind durch Gabelanschlüsse
am Ring radial mit dem Ring verbunden. Jede Stützstrebe weist ein erstes und
ein zweites Ende, die sich radial gegenüberliegen, und einen sich zwischen
diesen erstreckenden Durchgangskanal auf. Jeder der Kanäle ist an
einem entsprechenden der Anschlüsse
ausgerichtet. Jeder der Anschlüsse weist
eine durch einen radialen Außenbereich
des Anschlusses gehende Plansenkung auf, die eine Schulter in dem
Anschluss ausbildet. In die Plansenkung zwischen der Schulter und
der Stützstrebe
wird eine Dichtung eingebracht.
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Die
neuen Komponenten, die für
die vorliegende Erfindung als kennzeichnend angesehen werden, sind
in den Ansprüchen
einzeln dargelegt. Die Erfindung wird ausführlicher im Zusammenhang mit den
beigefügten
Zeichnungen beschrieben:
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1 ist
eine Längsquerschnittdarstellung eines
Bereichs eines Gasturbinentriebwerks mit einer TCF-Baugruppe (Turbine
Center Frame) nach einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht der TCF-Baugruppe aus 1.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer Stützstrebe und Gehäuses innerhalb
der TCF-Baugruppe aus 2.
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4 ist
eine radial nach außen
zeigende perspektivische Ansicht eines radialen äußeren Endes der Stützstrebe
aus 3.
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5 ist
eine radial nach innen zeigende perspektivische Ansicht eines radialen äußeren Endes
der Stützstrebe
aus 3.
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6 ist
eine Querschnittansicht, die einen Bereich des Gehäuses und
der Stützstrebe,
geschnitten durch eine Schraube, die in ein Einsatzstück eingeschraubt
ist, sowie durch einen Keil veranschaulicht, der zum Sichern des
Einsatzstücks
in einer Befestigungsbohrung eines Stützstrebenfußes dient, der in 5 dargestellt
ist.
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7 ist
eine Querschnittansicht, die einen Bereich des Gehäuses und
der Stützstrebe
veranschaulicht, geschnitten durch eine Schraube, die in das Einsatzstück in der
Befestigungsbohrung des Stützstrebenfußes eingeschraubt
ist, der in 5 dargestellt ist.
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8 ist
eine radial nach innen zeigende perspektivische Ansicht eines radialen
inneren Endes der Stützstrebe
und der Nabe aus 2.
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9 ist
eine radial nach innen zeigende perspektivische Ansicht der Nabe
aus 8 ohne das radiale innere Ende der Stützstrebe.
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10 ist
schematische perspektivische Querschnittansicht der Nabe und des
radialen inneren Endes der Stützstrebe
und der Nabe aus 2.
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In 1 ist
ein Bereich eines exemplarischen Gasturbinentriebwerks 10 mit
einer axialen oder longitudinalen Mittelachse 12 schematisch
dargestellt. Um die Mittelachse 12 sind in Strömungsrichtung
hintereinander ein Bläser,
ein Verdichter und ein Brenner (alle nicht dargestellt), eine Hochdruckturbine 20 und
eine Niederdruckturbine 22 angeordnet. Eine erste Welle
(nicht dargestellt) verbindet den Verdichter mit der Hochdruckturbine 20,
und eine zweite Welle 26 verbindet den Fan mit der LPT-Turbine 22.
Während
des Betriebs gelangt Luft in den Bläser, von der ein Teil im Verdichter
verdichtet wird, um dann in den Brenner zu strömen, in dem sie mit Brennstoff
vermischt und zum Erzeugen von Verbrennungsgasen 30 gezündet wird,
die stromabwärts durch
die Hochdruckturbine 20 und die Niederdruckturbine 22 strömen, die
ihnen Energie zum Drehen der ersten und zweiten Welle entziehen.
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Ein
ringförmiges
Turbinengehäuse 32,
das als Turbine Center Frame gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, nimmt ein Lager 34 auf,
das wiederum ein Ende der zweiten Welle 26 aufnimmt, um
deren Drehung zu ermöglichen.
Turbinengehäuse
dienen auch zur Aufnahme der hinteren Enden der Hochdruckturbinenwelle
(nicht dargestellt). Das Turbinengehäuse 32 ist stromabwärts von
der Hochdruckturbine 20 angeordnet und muss daher vor den
diese durchströmenden Verbrennungsgasen 30 geschützt werden.
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Das
Turbinengehäuse 32,
der in den 1 und 2 dargestellt
ist, enthält
einen ersten, radialen Außenring,
der beispielsweise als Mantel 36 dargestellt ist und koaxial
um die Mittelachse 12 angeordnet ist. Der Rahmen 32 enthält außerdem einen zweiten,
radialen Innenring, der beispielsweise als Nabe 38 dargestellt
ist und koaxial zum ersten Ring oder Gehäuse 36 um die Mittelachse 12 und
von dort radial nach innen beabstandet ist. Eine Vielzahl von in
Umfangsrichtung zueinander beabstandeten hohlen Stützstreben 40 verlaufen
radi al zwischen dem Gehäuse 36 und
der Nabe 38 und sind lösbar
mit diesen fest verbunden.
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Der
Rahmen 32 enthält
auch eine Vielzahl von herkömmlichen
Verkleidungen 42, von denen jede jeweils eine entsprechende
der Stützstreben 40 umschließt, um die
Stützstreben
vor den durch das Turbinengehäuse 32 strömenden Verbrennungsgasen 30 zu
schützen.
Ein allgemein konisches Auffangelement 44, welches das
Lager 34 in dessen zentraler Bohrung trägt, ist mit der Nabe 38 verbunden.
Jeder der Stützstreben 40 weist
ein erstes oder äußeres Ende 41 und
ein radial gegenüberliegendes
zweites oder inneres Ende 43 sowie einen sich dazwischen
erstreckenden, langgezogenen Mittelteil 45 auf. Die Stützstrebe 40 ist
hohl und enthält
einen Durchgangskanal 46, der vom äußeren Ende 41 über den
Mittelteil 45 bis zum inneren Ende 43 vollständig durch
die Stützstrebe 40 verläuft.
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Der
Gehäusemantel 36 weist
eine Vielzahl von in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten ersten
Anschlüssen 48 auf,
die radial durch dieses hindurchgehen, und die Nabe 38 weist
eine Vielzahl von in Umfangsrichtung zueinander beabstandeten zweiten
Anschlüssen 50 auf,
die radial durch diese hindurchgehen. In der in diesem Dokument
veranschaulichten exemplarischen Ausführungsform sind die inneren
Enden 43 der Stützstreben 40 durch
eine Schraubverbindung lösbar
mit der Nabe 38 fest verbunden, während bei anderen Ausführungsformen die
inneren Enden 43 der Stützstreben 40 fest
an die Nabe 38 angeschweißt oder zusammen mit dieser als
ein einheitliches Gusstück
geformt sind. In dieser Ausführungsform
sind die äußeren Enden 41 der Stützstreben 40 lösbar mit
dem Gehäuse 36 fest
verbunden. In anderen Ausführungsformen
können
die äußeren Stützstrebenenden 41 beispielweise
als einheitliches Gussteil mit dem Gehäusemantel 36 verbunden
sein, während
die inneren Stützstrebenenden 43 ebenfalls gemäß der vorliegenden
Erfindung lösbar
mit der Nabe 38 verbunden sind.
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Eine
Vielzahl von Einfassungen 52 umgibt die äußeren Stützstrebenenden 41 und
ist in einem Stück
mit diesen ausgebildet und verbindet die äußeren Stützstrebenden 41 lösbar mit
dem Gehäusemantel 36.
Obwohl die Einfassung 52 so dargestellt ist, dass sie in
einem Stück
mit dem äußeren Stützstrebenende 41 ausgebildet
ist, kann die Einfassung auch separat in Form eines Gabelanschlusses
vorhanden sein, wie in den US-Patentschriften 5,292,227 und 5,438,756
dargelegt ist, die durch Bezugnahme Bestandteile dieses Patents
sind. Die Einfassung 52 verbindet die äußeren Stützstrebenenden 41 lösbar mit
dem Gehäusemantel 36.
In alternativen Ausführungsformen
(nicht dargestellt) können
die Einfassungen 52 zum lösbaren Verbinden der inneren
Enden 43 mit der Nabe 38 dienen. In allen Konfigurationen
ist jede der Einfassungen 52 zwischen einem entsprechenden
der äußeren und
inneren Stützstrebenenden 41 bzw. 43 und
dem entsprechenden Ring, d. h. dem Gehäusemantel 36 oder
der Nabe 38 angeordnet und an den entsprechenden der ersten oder
zweiten Anschlüsse 48 bzw. 50 zum
lösbaren Verbinden
der Stützstreben 40 mit
dem ersten bzw. dem zweiten Ring, d. h. dem Gehäusemantel 36 oder der
Nabe 38, ausgerichtet, um sowohl Lasten aufzunehmen als
auch den Zugang durch diese hindurch zu ermöglichen.
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In 3 der
exemplarischen Ausführungsform
ist jede der Einfassungen 52 ein bogenförmiger Fuß 54, der am Innenumfang
des Gehäusemantels 36 angebracht
ist. Eine Vielzahl von Gehäusebohrungen 55 sind
an einer Vielzahl von Befestigungsbohrungen 56 der Einfassung
im Fuß 54 ausgerichtet, wobei
beispielsweise acht jeder dargestellten Bohrung zur Aufnahme einer
entsprechenden Anzahl von Befestigungsschrauben 58 vorgesehen
sind, um den Fuß 54 lösbar mit
dem Gehäusemantel 36 fest zu
verbinden. Der Fuß 54 weist
in der Mitte eine Öffnung 60 auf,
die an einem entsprechenden der ersten Anschlüsse 48 ausgerichtet
ist.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 2 weist das Gehäuse 36 ein
Paar axial zueinander beabstandeter, ringförmiger Versteifungsrippen 72 auf,
die auf sich gegenüberliegenden,
axialen Seiten der Einfassungen 52 und der ersten Anschlüsse 48 angeordnet sind,
um Lasten zwischen den Stützstreben 40 und dem
Gehäusemantel 36 aufzunehmen.
Die Versteifungsrippen 72 sind durchgängige und ununterbrochene ringförmige Glieder,
die ohne Unterbrechung durch die Anschlüsse 48 oder die mit
dem Gehäusemantel 36 verbundenen
Stützstreben 40 Lasten
in Richtung der Umfangsspannung aufnehmen, sodass die Lasten von
der Nabe 38 durch die Stützstreben 40 und durch
die Einfassungen 52 auf den Gehäusemantel 36 übertragen
werden können,
wobei die Versteifungsrippen 72 im Wesentlichen die Steifigkeit der
ringförmigen
Glieder sicherstellen, mit denen die Stützstreben 40 verbunden
sind.
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In
den 3 und 4 ist der Fuß 54 durch die acht
Befestigungsschrauben 58 starr mit dem Gehäusemantel 36 verbunden,
so dass die Stützstrebe 40 durch
das äußere Ende 41 starr
mit dem Gehäusemantel
verbunden ist. Jede durch den bogenförmigen Fuß 54 der Einfassung 52 gehende
Befestigungsbohrung 56 der Einfassung weist eine Plansenkung 80 durch
einen radialen äußeren Bereich der 82 der
Befestigungsbohrung auf. Ein mit einem Gewinde versehenes hohles
Einsatzstück 84 mit
einer inneren und einer äußeren Gewindefläche 86 bzw. 88 dient
zum Sichern der Befestigungsschraube 58. Ein radialer innerer
Bereich 90 der Befestigungsbohrung 56 in der Einfassung
wird mit einem Gewinde versehen, um das in ihn eingesetzte Einsatzstück 84 aufzunehmen
und zu halten. Eine Unterlegscheibe 94 wird durch eine
Presspassung in die Plansenkung 80 eingesetzt. Die Befestigungsschrauben 58 werden
durch die in Reihe gebohrten Gehäusebohrungen 55,
die Unterleg scheibe 94 und die Befestigungsbohrungen 56 gesteckt
und in die innere Gewindefläche 86 des
Einsatzstücks 84 geschraubt. Diese
Montage ermöglicht
einem Monteur die Schrauben 58 radial von der Außenseite
des Gehäusemantels 36 anstatt
radial von der Innenseite des Gehäuses in einem schwer zugänglichen
Bereich des Rahmens zwischen dem Fuß 54 und dem äußeren Ende 41 einzudrehen
und anzuziehen.
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Die
Befestigungsschrauben 58 dichten die Befestigungsbohrungen 56 ab
und verhindern daher das Ausströmen
der Verbrennungsgase 30 durch die Gehäusebohrungen 55 und
den Gehäusemantel 36. Die
Unterlegscheibe 94 sollte aus einem Material bestehen,
das einen höheren
Wärmeausdehnungskoeffizienten
als die Stützstrebe 40 und
der Fuß 54 aufweist,
in den sie durch Presspassung eingesetzt wird. Der Unterschied bezüglich der
Wärmeausdehnung gewährleistet,
dass die Presspassung zwischen der Unterlegscheibe und der Plansenkung 80 der
Bohrung während
des Triebwerkbetriebs stets aufrechterhalten bleibt. Ein Vorteil
der vorliegenden Erfindung ist, dass sie es ermöglicht, die Plansenkung 80 sowie die
innere und äußere Gewindefläche 86 bzw. 88 radial
von der Außenseite
des Gehäusemantels 36,
einer besser zugänglichen
Seite des äußeren Endes 41,
zu erzeugen. Dadurch ist die Konstruktion des Turbinenrahmens besser
zu fertigen und weniger kostenintensiv. Die Einsatzstücke werden
radial von der Außenseite
des Gehäusemantels 36 eingebaut. In
den 5 und 6 sind Einsteckstifte 120 durch ausgerichtete,
radial verlaufende, passende Bohrungsschlitze 122 für Einsteckstifte
im Einsatzstück 84 bzw.
durch Bohrungsschlitze 124 entlang dem inneren Bereich 90 der
Gehäusebohrungen
radial angeordnet. Die Einsteckstifte 120 werden durch
die Unterlegscheibe 94 fixiert, wodurch verhindert wird, dass
sie auf Grund von Triebwerksschwingungen herausspringen. Die Unterlegscheibe
unterliegt hohen Anforderungen an die Toleranz bezüglich des
Durchmessers und der Konzentrizität, weshalb die Unterlegscheibe leichter
Umfangslasten und axiale Lasten durch die Stützstreben aufnehmen und auf
die ringförmigen
Versteifungsrippen 72 am Gehäuse übertragen kann.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der Großteil der
bei der Montage/Demontage auftretenden Abnutzung auf die Unterlegscheibe
entfällt.
Das Unterlegscheibenmaterial weist eine geringere Härte als
das Außengehäuse auf
und wird früher
als das Gehäuse
nachgeben/verschleißen,
wenn die Teile während
der Montage nicht ausgerichtet oder durch langfristigen Betrieb
verformt werden. Wenn die Unterlegscheibe über die gewünschten Grenzen hinaus verschleißt, kann
sie im Vergleich zu Rahmenbaugruppen, die dem Stand der Technik
entsprechen, ohne großen
Aufwand zu relativ niedrigen Kosten ersetzt werden.
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Als
Beispiel für
das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann auf das äußere Stützstrebenende
eines Turbine Center Frame (TCF) eines GE90-Triebwerks Bezug genommen
werden, das durch acht Scherbolzen an jedem der zwölf Stützstrebenenden
mit dem äußeren Gehäusemantel
verbunden ist. Zur Minimierung der Relativbewegung zwischen dem
Gehäusemantel
und dem Stützstrebenende
wird an jeder Position ein Scherbolzen eingesetzt. Während der
Fertigung wird jede Stützstrebe
in ihrer Einbauposition relativ zum Gehäusemantel 36 positioniert,
und jedes Paar aus Gehäusebohrungen 55 und
Befestigungsbohrungen 56 der Einfassung wird in einem einzigen
Arbeitsgang durch den Gehäusemantel
und den Stützstrebenfuß 54 hindurch erzeugt,
um die Konzentrizität
zwischen den Bohrungen im Gehäusemantel
und im Stützstrebenfuß sicherzustellen
und um zu gewährleisten,
dass sie während
der Fertigung korrekt ausgerichtet werden. Anschließend werden
die Stützstreben
vom Gehäusemantel
getrennt, und jede zuvor durch die Einfassung erzeugte Befestigungsbohrung 56 dient
für das nachfolgende
Gewindeschneiden und Einsetzen des Einsatzstückes als Führungs loch zur Erzeugung der Plansenkung 80 durch
den radialen äußeren Bereich 82 der
Einfassungsbohrung bis zu einer angegebenen Tiefe relativ zu einer
Referenzebene am Stützstrebenende.
Der radiale innere Bereich 90 der Befestigungsbohrung 56 der
Einfassung wird anschließend
vergrößert und
in einem Gewindeschneidverfahren mit einem Gewinde versehen. Das
mit einem Gewinde versehene, hohle Einsatzstück 84 wird so eingesetzt,
dass es bündig
mit dem Boden 102 der Plansenkung 80 abschließt, und
die äußere Gewindefläche wird
in den mit einem Gewinde versehenen radialen inneren Bereich 90 der
Einfassungsbefestigungsbohrung 56 geschraubt. Anschließend wird
die Unterlegscheibe 94 durch Presspassung in die Plansenkung 80 eingesetzt
und am Boden 102 der Plansenkung gehalten. Nach dem Einbau
aller Einsatzstücke
und Unterlegscheiben wird das Außengehäuse an die äußeren Stützstrebenenden 41 montiert. Die
Schrauben 58 werden anschließend durch die Gehäusebohrungen 55 in
die Einsatzstücke 84 geschraubt.
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In
den 1, 2 und 8 ist das
innere Ende 43 jede der Stützstreben 40 lösbar mit
der Nabe 38 des Gehäuses 32 verbunden.
In der in diesem Dokument beschriebenen exemplarischen Ausführungsform
dienen Dehnschrauben 140 zum Verbinden des inneren Endes 43 mit
den am Gehäuse 36 montierten,
radial nach außen
abstehenden Gabelanschlüssen 144,
wie in 9 detaillierter dargestellt ist. Der Fuß 54 weist
in der Mitte eine Öffnung 158 auf,
die an dem ersten Anschluss 50 an der Nabe 38 ausgerichtet
ist. Eine rennbahnförmige
Plansenkung 148 wird im Fuß 54 um die zweiten
Anschlüsse 50 herum
erzeugt. Eine in 10 dargestellte Dichtung 150 ist
zwischen dem inneren Ende 43 und einer Schulter 156 der
Nabenplansenkung 148 angeordnet und verhindert dadurch
jedes Ausströmen
von mit Druck beaufschlagter Kühlluft 160 aus
dem hohlen Durchgangskanal 46 zwischen dem inneren Ende 43 jedes
der Stützstreben 40 und
der Nabe 38 des Gehäuses 32.
Die Dichtung 150 der in diesem Dokument beschriebenen exemplari schen
Ausführungsform
ist metallisch und verformbar und kann bei Temperaturen von bis
zu 538°C
(1000 Grad Fahrenheit) bestehen und funktionieren.
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Die
rennbahnförmige
Plansenkung 148 wird an der Nabe 38 an jeder Position 170 für den Anschluss
eines Stützstrebenendes
erzeugt. Die Dichtung 150 wird manuell in die Plansenkung 148 der Nabe
gedrückt.
Die Dichtung 150 wird bei der Fertigung eines neuen Teils
leicht nach außen
gebogen, so dass sie in Abwesenheit der Stützstrebe 40 in der Plansenkung 148 der
Nabe gehalten wird. Dies erleichtert den Anbau der Stützstreben 40 an
die Nabe 38. Die Stützstrebe 40 wird
mit der Nabe 38 verbunden, indem zunächst eine vordere 172 der
Dehnschrauben 140 eingedreht und dann die Stützstrebe um
die vordere Schraube gedreht wird, um dadurch die Dichtung 150 zwischen
der Stützstrebe
und der Nabe zusammenzudrücken,
und indem anschließend
eine hintere 174 der Dehnschrauben eingedreht wird. Die
Dehnschrauben werden dann innerhalb des angegebenen Toleranzbereichs
angezogen. Nach dem Einbringen der Dichtung 150 ist ein
Teil der Dichtung sichtbar, sodass sich das Montagepersonal vergewissern
kann, dass die Dichtung vorhanden ist. Die Dichtung ist so konzipiert,
dass sie unabhängig
von der Baugruppenausrichtung innerhalb des Hohlraums ordnungsgemäß wirkt
(d. h., die Dichtung kann verkehrt herum eingebracht werden). Auf Grund
der Fertigungstoleranzen kann die Lücke zwischen dem Stützstrebenende
und der Nabenplansenkung von Rahmen zu Rahmen und von Stützstrebe
zu Stützstrebe
innerhalb eines bestimmten Rahmens unterschiedlich groß sein.
Die Dichtung ist so konzipiert, dass sie trotz der Unterschiedlichkeit
der Lücken
ordnungsgemäß wirkt
(die maximalen Leckagegrenzwerte einhält). Die Dichtung wirkt auch
dann ordnungsgemäß, wenn
sie zuerst in den Hohlraum einer minimalen Lücke und später in den Hohlraum der maximal
zulässigen
Lücke eingebracht
wird.
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Die
Leckage zwischen der Stützstrebe
und der Nabe wird auf ein akzeptables Maß minimiert. Den Fertigungstoleranzen
der Stützstrebe
und der Nabe wird durch die Verformbarkeit der Dichtung Rechnung
getragen. Die Dichtung wirkt ordnungsgemäß unabhängig von der Baugruppenausrichtung und
kann an anderen Stützstrebenpositionen
sowie in anderen gleichartigen Turbine Center Frames (TCF) wiederverwendet
werden. Nach dem Einbringen der Dichtung lässt sich ihr Vorhandensein
visuell überprüfen.