DE69001325T2

DE69001325T2 - Behelfszusammenbauvorrichtung fuer die einstellung von verstellbaren turbomaschinenleitschaufeln.

Info

Publication number: DE69001325T2
Application number: DE9090401514T
Authority: DE
Inventors: Philippe Patrick Catte; Jacky Naudet
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1990-06-05
Publication date: 1993-09-02
Anticipated expiration: 2010-06-06
Also published as: FR2648182A1; FR2648182B1; US5000659A; EP0402234B1; EP0402234A1; DE69001325D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Montieren von Turbomaschinen-Verdichtern und zwar speziell solcher Verdichter, deren Gehäuse von einem aus Halbschalen bestehenden Gehäuse abgedeckt ist.
Bei Verdichtern dieser Art ist üblicherweise ein aus zwei Halbmänteln bestehender stromaufwärtiger Gehäusemantel auf einem stromabwärtigen Mantel montiert, der seinerseits aus zwei Halbmänteln besteht.
Bei modernen Verdichtern mit kleinen Abmessungen und großem Kompressionsverhältnis kann eine Statorstufe im Bereich der Verbindungsebene angeordnet sein, die den stromaufwärtigen Mantel von dem stromabwärtigen Mantel trennt. So kann der stromabwärtige Mantel eine Statorstufe tragen, wobei die Vorderkanten ihrer Schaufeln unter dem stromaufwärtigen Mantel vorbeilaufen, oder es kann umgekehrt der stromaufwärtige Mantel eine Statorstufe tragen und die Hinterkante von deren Schaufeln unter dem stromabwärtigen Mantel vorbeilaufen. Es ist dann oder gar unmöglich, die Halbmäntel des Gehäuses, die solche Statorstufen tragen, in radialer Richtung zu demontieren.
Es gibt einen Fall, in dem sich solche Mäntel montieren und demontieren lassen : Und zwar ist diese Möglichket dann gegeben, wenn die Statorstufe, die "rittlings" auf der Verbindungsebene zwischen stromaufwärtigem und stromabwärtigem Mantel angeord net ist, eine Statorstufe mit variabler Anstellung ist. Die Schaufeln können dann nämlich während der Montage oder Demontage in einem solchen Anstellwinkel ausgerichtet werden, daß die Vorderkanten (oder die Hinterkanten) nicht mehr unter dem stromaufwärtigen (bzw. stromabwärtigen) Mantel liegen, der an den die Schaufeln tragenden Mantel angrenzt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur automatischen Anstellung der Schaufeln in einer Position, die das Montieren und Demontieren der Gehäusemäntel erlaubt.
Gegenstand der Erfindung ist also eine Vorrichtung zum provisorischen Blockieren der Winkelstellung von Schaufeln mit variabler Anstellung, die von einem Antriebsring mitgenommen werden und in der Verbindungszone zwischen einem stromaufwärtigen Gehäusemantel und einem stromabwärtigen Gehäusemantel angeordnet sind, wobei die Schaufeln in der Nähe des vorderen Randes des stromabwärtigen Gehäusemantels so positioniert sind, daß ihre Vorderkanten im Betrieb unter dem stromaufwärtigen Gehäusemantel vorbeilaufen.
Obwohl die Erfindung hier für den Fall beschrieben und beansprucht ist, daß die Vorderkante der Schaufeln unter dem stromaufwärtigen Mantel entlangläuft, ist es offensichtlich, daß sie sich auch auf den Fall ersteckt und anwendbar ist, in dem der Rand der Schaufeln unter einem stromabwärtigen Gehäusemantel entlangläuft. (Dies gilt auch für andere Bauteile als Schaufeln: So z.B. für einen verstellbaren Gehäusearm, der durch ein äquivalentes Ringsystem angetrieben wird). Die Umsetzung der Anordnung erfolgt dadurch, daß man die erfindungsgemäß ausgestalteten Mittel in einer Anordnungsfolge montiert, die der weiter unten beschriebenen entgegengesetzt ist.
Für den in den Ansprüchen ausdrücklich beschriebenen Fall, daß die Vorderkanten unter dem stromaufwärtigen Mantel entlanglaufen, ist das System zur provisorischen Positionierung der Schaufeln erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wenigstens ein eingeschlossenes Riegelelement aufweist, das durch wenigstens eine der Schrauben zur Befestigung des stromabwärtigen Gehäusemantels an dem stromaufwärtigen Gehäusemantel mit einer longitudinalen Translationsbewegung beaufschlagbar ist, wobei dieses Riegelelement auf seiner stromabwärtigen Seite Flügel besitzt, die während des Herausdrehens der Schraube in Einkerbungen des Antriebsrings eindringen können, um diesen in einer Position zu halten, in der die Schaufeln so ausgerichtet sind, daß ihre Vorderkanten aus der Zone des stromaufwärtigen Gehäusemantels herausgeführt sind.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Turbotriebwerk mit einer Statorstufe mit variabler Anstellung, die in der Verbindungszone zwischen einem stromaufwärtigen und einem stromabwärtigen Gehäusemantel angeordnet ist und wenigstens eine Blockiervorrichtung gemäß der hier beschriebenen Erfindung aufweist, wobei das Riegelelement von einer der Schrauben zum Zusammenbau der beiden Mäntel getragen wird, die in den Ausschnitt der stromaufwärtigen transversalen Blockierklaue eingreift und deren Kopf zwischen dieser stromaufwärtigen Klaue und der zentralen Klaue des Riegelelements gesichert wird.
Weitere Merkmale und ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 zeigt eine Verdichter-Statorstufe, in der die Erfindung verkörpert ist, als Längshalbschnitt in der Ebene II von Fig. 5; die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dieser Darstellung entriegelt,
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Riegelelements, wobei Fig. 2a eine Ansicht des gezogenen und ausgeschnittenen Blechteils zeigt bevor dieses zur Formung des Riegelements abgewinkelt wird,
Fig. 3 zeigt eine Fig. 1 ähnliche Darstellung entsprechend der Ebene III-III von Fig. 5, wobei das Riegelelement während des Demontierens des stromabwärtigen Mantels mit dem Antriebsring in Eingriff steht,
Fig. 4 zeigt das in Fig. 3 dargestellte Teil in einer Ansicht von unten,
Fig. 5 zeigt ein Turbomaschinengehäuse, dessen stromabwärtiger Mantel eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung zum provisorischen Blockieren aufweist, in einer Ansicht von unten.
Man erkennt in Fig. 1, daß das Verdichtergehäuse einen stromaufwärtigen Halbmantel 1 und einen stromabwärtigen Halbmantel aufweist. Der stromaufwärtige Halbmantel besitzt einen hinteren Rand 1a, der mit einem hohlen kreisförmigen Teil 2a des stromabwärtigen Mantels in Eingriff steht, um die Kreisform der Montage zu gewährleisten. Die beiden Mäntel sind durch Schrauben 3 miteinander verbunden, die in Durchbrüche 2b des Flansches 2c des stromabwärtigen Mantels eingreifen und in Gewinderbohrungen 1b des Flansches 1c des stromaufwärtigen Mantels eingeschraubt sind.
Die erste Reihe der von dem stromabwärtigen Mantel getragenen Schaufeln bildet eine Stufe von Statorschaufeln 4 mit variabler Anstellung, deren Schaufelfuß 4c in einer Buchse 5 eines inneren Rings 6 drehbar ist, während die kopfseitige Achse 4b zur Steuerung der Schaufel eine zylindrische Lagerfläche 4c aufweist, die in einer Buchse 7 drehbar ist, die in der Bohrung 8 eines äußeren Vorsprungs 9 des stromabwärtigen Halbmantels 2 angeordnet ist.
Die Drehung der Schaufeln wird von einem Antriebsring 10 gesteuert, der über Antriebshebel 11 mit den Schaufeln der Statorstufe verbunden ist.
Die Schrauben 3 zum Zusammenfügen der Mantelteile l und 2 sind zwischen den Vorsprüngen 9 angeordnet, in denen sich die Schaufeln 4 drehen.
Man sieht in der Zeichnungsfigur, daß die Schaufel 4 im Betrieb mit ihrer Vorderkante unter dem hinteren Rand 1a des stromaufwärtigen Mantels vorbeiläuft, weil die Statorstufe in enger Nachbarschaft des Randes des stromabwärtigen Mantels 2 angeordnet ist. Deshalb müssen die Schaufeln 4 bei der Montage und bei der Demontage vorübergehend in einer Position festgestellt werden, in der ihre Vorderkante genügend weit gedreht ist, um aus dem stromabwärtigen Mantel gelöst werden zu können, ohne daß die Vorderkanten 4d an der Innenseite des stromaufwärtigen Mantels anschlagen und schartig werden, wenn die stromabwärtige Halbschale 2 abgezogen wird.
Um eine solche provisorische Festlegung zu ermöglichen, befindet sich auf wenigstens einer der Schrauben 3 zur Verbindung der Mantelteile ein Riegelelement, das im folgenden anhand von Fig. 2 und 2a beschrieben wird.
Fig. 2a zeigt eine Ansicht des flachen gezogenen Blechteils, durch dessen Biegen das Riegelelement 12 gebildet wird. In dieser Ansicht kennzeichnen die gleichmäßig unterbrochenen Linien eine Abwinkelung des Blechteils nach oben und die strichpunktierten Linien eine Abwinkelung des Blechteils nach unten.
Das Riegelelement 12 besteht aus einem gezogenen Blechteil, dessen stromaufwärtiger Teil 12a transversal nach oben abgebogen wird und einen Ausschnitt 12b aufweist, der groß genug ist für den Durchtritt des Gewindes einer der Montageschrauben 3.
Der hintere zentrale Teil 12c des Blechteils 12 ist parallel zu der stromaufwärtigen transversalen Klaue nach oben abgebogen und bildet eine zentrale Mitnehmerklaue. Das Riegelelement umfaßt weiterhin zwei seitliche Längsränder 12d, die ebenfalls nach oben abgebogen sind und deren stromabwärtige Endbereiche in zwei Teile getrennt sind, von denen der obere Teil 12e transversal nach außen abgebogen ist, um einen transversalen stromabwärtigen Anschlag zu bilden, der an dem Antriebsring der Statorstufe zur Anlage kommt, während der andere untere Teil 12f longitudinal abgebogen ist, um zwei stromabwärtige axiale Flügel zu bilden, die in ihrer Blockierstellung in zwei Einkerbungen 10a des Antriebsrings 10 eingreifen können.
Zum Einsetzen des beschriebenen Riegelelements (siehe Fig. 3 und 4) ordnet man den Antriebsring 10 so an, daß die Schaufeln in einer Position blockiert sind, in der sie derart gedreht sind, daß ihre Vorderkante nicht an dem Mantel 2 vorbeiläuft. Anschließend ordnet man das Riegelelement so an, daß seine stromabwärtigen Flügel 12f mit den Einkerbungen 10a des Antriebsrings in Eingriff stehen und seine stromabwärtigen Anschläge 12e sich an dem Antriebsring 10 abstützen. Man läßt sodann eine der Montageschrauben 3 derart in den Ausschnitt 12b des Riegelelements gleiten, daß der Kopf 3a der Schraube zwischen der transversalen stromabwärtigen Klaue 12a und der zentralen Mitnehmerklaue 12c gesichert ist.
Die Schraube 3 wird dann in den Flansch 1 eingeschraubt. Solange das Einschrauben nicht beendet ist, halten die axialen Flügel 12f des Riegelelements den Antriebsring 10 in einer Position fest, in der die Schaufeln zurückgestellt sind. Sobald die Schraube ganz eingeschraubt ist, lösen sich die Flügel 12f aus den Einkerbungen 10a des Antriebsrings, so daß dieser freigegeben wird und seine normale Funktion ausüben kann.
Zur Demontage des stromabwärtigen Mantels wird in umgekehrter Reihenfolge vorgegangen. Man ordnet den Antriebsring 10 so an, daß seine Einkerbungen10a den Flügeln 12f des Riegelelements gegenüberliegen. Die Schaufaln sind dann weggeschwenkt so daß das Abschrauben durchgeführt werden kann.
Die Gesamtlänge des Riegelelements ist so bemessen, daß sich die Befestigungsschraube nicht aus dem Flansch des Mantels, der sie trägt, herausziehen läßt, wenn die stromabwärtigen Flügel 12f nicht mit den Einkerbungen des Antriebsrings in Eingriff stehen.
Während des Herausschraubens drückt der Schraubenkopf 3a die Mitnehmerklaue 12c und damit das ganze Riegelelement in stromabwärtiger Richtung, und die Flügel 12f greifen in die Einkerbungen 10a des Antriebsrings ein und halten diesen während der gesamten Demontage in Blockierstellung.
Wenn die Schraube ganz herausgeschraubt ist, stützen sich die Anschläge 12e an dem Antriebsring ab, und nach dem Herausnehmen der Schraube 3 aus dem Flansch 1c des stromaufwärtigen Mantels 2 kann dieser abgezogen werden.
Fig.5 zeigt eine Draufsicht eines Verdichtergehäuses, in dem die Erfindung angewendet ist. Der stromabwärtige Mantel 2 trägt zwei Statorstufen 13, 14 mit variabler Anstellung, die durch Antriebsringe 10 betätigbar sind.
Für jeden der Halbmäntel, aus denen der stromabwärtige Mantel besteht, genügt ein einziges Riegelelement 12, das auf Einkerbungen 10a des Antriebsrings einwirkt, um diesen zeitweilig in Blockierstellung zu halten und eine risikofreie Montage/Demontage des Verdichtergehäuses zu ermöglichen.
Die Erfindung löst also die Probleme der Montage von Verdichter-Gehäuseschalen moderner Motoren mit kleinen Zwischenstufenabständen in einfacher Weise und schaltet dadurch jede Gefahr einer Beschädigung der Statorschaufeln bei den Wartungsarbeitungen aus.

Claims

1. Vorrichtung zum provisorischen Blockieren der Winkelstellung von Schaufeln (4) mit variabler Anstellung, die von einem Antriebsring (10) mitgenommen werden und in der Verbindungszone zwischen einem stromaufwärtigen Gehäusemantel (1) und einem stromabwärtigen Gehäusemantel (2) angeordnet sind, wobei die Schaufeln in der Nähe des vorderen Randes des stromabwärtigen Gehäusemantels (2) so positioniert sind, daß ihre Vorderkanten (4d) im Betrieb unter dem stromaufwärtigen Gehäusemantel (1) vorbeilaufen, dadurch gekennzeichnet daß die Vorrichtung wenigstens ein eingeschlossenes Riegelelement (12) aufweist, das durch wenigstens eine der Schrauben (3) zur Befestigung des stromabwärtigen Gehäusemantels (2) an dem stromaufwärtigen Gehäusemantel (1) mit einer longitudinalen Translationsbewegung beaufschlagbar ist, wobei dieses Riegelelement (1 2) auf seiner stromabwärtigen Seite Flügel (12f) besitzt, die während des Herausdrehens der Schraube in Einkerbungen (10a) des Antriebsrings (10) eindringen können, um diesen in einer Position zu halten, in der die Schaufeln (4) so ausgerichtet sind, daß ihre Vorderkanten (4d) aus der Zone des stromaufwärtigen Gehäusemantels (1) herausgeführt sind.

2. Blockiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelelement (12) aus einem gebogenen Blechteil besteht mit einerseits einer transversalen Klaue (12a) auf der stromaufwärtigen Seite mit einem Ausschnitt (12b), in dem die Schraube (3) zur Befestigung des Gehäusemantels aufgenommen wird, und andererseits einer zentralen Mitnehmerklaue (12c), die von dem Kopf (3a) der Schraube (3) beim Herausdrehen in stromabwärtiger Richtung mitgenommen wird, sowie mit zwei stromabwärtigen axialen Flügeln (12f) für den Eingriff in die Einkerbungen (10a) des Antriebsrings.

3. Blockiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Mitnehmerklaue (12c) aus einem radial nach oben abgewinkelten zentralen Teil des Blechelements besteht, der zwischen den beiden Längsrändern (12d) angeordnet ist, die ihrerseits radial nach oben abgewinkelt sind.

4. Blockiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden stromabwärtigen axialen Flügel (12f) an dem stromabwärtigen Ende der beiden radial nach oben abgewinkelten Längsränder (12d) des Blechelements angeordnet sind.

5. Blockiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen stromabwärts gerichteten transversalen Anschlag (12e) aufweist, der an dem Antriebsring zur Anlage kommt, wenn die vollständig herausgedrehte Schraube (3) den Riegel (12) in seine Blockierstellung geführt hat, in der die stromabwärtigen Flügel (12f) mit den Einkerbungen (10a) des Antriebsrings in Eingriff stehen.

6. Blockiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (12) eine solche Gesamtlänge hat, daß die Befestigungsschraube nicht aus dem sie tragenden Flansch herausgezogen werden kann, solange die stromabwärtigen Flügel (12f) nicht mit den Einkerbungen (10a) des Antriebsrings in Eingriff gelangt sind.

7. Turbomaschine mit einer Stufe von Schaufeln (4) mit variabler Anstellung, die von einem Antriebsring (10) mitgenommen werden und in der Verbindungszone zwischen einem stromaufwärtigen Gehäusemantel (1) und einem stromabwärtigen Gehäusemantel (2) angeordnet sind, wobei die Schaufeln in der Nähe des vorderen Randes des stromabwärtigen Gehäusemantels (2) so positioniert sind, daß ihre Vorderkante (4d) im Betrieb unter dem stromaufwärtigen Gehäusemantel (1) vorbeiläuft, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine Blockiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.