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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abdeckung zum Schützen der
Oberfläche
eines Strömungsprofils
und befasst sich mit dem Schutz des Strömungsprofils vor Partikeln,
die auf solche Strömungsprofile
gerichtet werden.
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Eine
rotierende Maschine mit axialer Strömung, wie z.B. ein Gasturbinentriebwerk
für ein
Flugzeug, weist einen Kompressionsbereich, einen Verbrennungsbereich
und einen Turbinenbereich auf. Ein ringförmiger Strömungsweg für Arbeitsmediumgase verläuft axial
durch die Bereiche der Maschine. Eine Rotoranodnung erstreckt sich
axial durch die Maschine. Die Rotoranordnung beinhaltet eine Mehrzahl
von Rotorblättern,
die sich in dem Kompressionsbereich und dem Verbrennungsbereich
durch den Arbeitsmedium-Strömungsweg
nach außen
erstrecken. Eine Statoranordnung beinhaltet ein Außengehäuse, das
sich umfangsmäßig um den
Strömungsweg
herum erstreckt, um den Arbeitsmedium-Strömungsweg zu begrenzen. Die
Statoranordnung weist Anordnungen von Statorblättern auf, die sich in dem Kompressionsbereich
sowie in dem Turbinenbereich zwischen den Anordnungen der Rotorblätter durch den
Arbeitsmedium-Strömungsweg
radial nach innen erstrecken.
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Die
Rotor(lauf-)blätter
und die Stator(leit-)blätter
bilden strömungslenkende
Anordnungen. Jede weist ein Strömungsprofil
auf, das dazu ausgebildet ist, die Arbeitsmediumgase aufzunehmen,
mit diesen zusammenzuwirken sowie diese abzugeben, während die
Gase durch die Maschine hindurchgeleitet werden. Strömungsprofile
in dem Turbinenbereich erhalten Energie aus den Arbeitsmediumgasen
und treiben die Rotoranordnung mit hohen Drehzahlen um eine Rotationsachse
an. Strömungsprofile
in dem Kompressionsbereich übertragen
Energie von den Arbeitsmediumgasen, um die Gase zu verdichten, während die
Strömungsprofile
von der Rotoranordnung um die Rotationsachse angetrieben werden.
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Die
Strömungsprofile
in beiden Bereichen verlaufen radial durch den Arbeitsmedium-Strömungsweg.
Die Strömungsprofile
in dem Kompressionsbereich und dem Turbinenbereich sind unter Betriebsbedingungen
in die heißen
Arbeitsmediumgase eingetaucht. Die Gase können Korrosion und inakzeptabel
hohe Temperaturen an der Oberfläche
des Strömungsprofils
hervorrufen, insbesondere in dem Turbinenbereich.
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Die
Strömungsprofile
in dem Turbinenbereich werden dadurch gekühlt, dass man Kühlluft durch
das Strömungsprofil
strömen
lässt.
Jedes Strömungsprofil
weist Kühlluftöffnungen
auf. Die Kühlluftöffnungen
erstrecken sich von der Innenseite auf die Außenseite des Strömungsprofils.
Die Kühlluftöffnungen
geben Kühlluft
ab und kühlen
das Strömungsprofil
durch Konvektion sowie durch Schaffen einer Schleierkühlung an
Bereichen des Strömungsprofils, wie
z.B. der Vorderkante oder der Hinterkante.
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Das
Turbinenströmungsprofil
weist ferner schützende
Beschichtungen auf, die eine Wärmebarriere
für den
Wärmetransfer
bilden und für
Oxidationsbeständigkeit
des Strömungsprofils
sorgen. Diese Beschichtungen sind in ausgewählten Bereichen des Strömungsprofils
vorgesehen, wie z.B. den Plattformen der Statorblätter, den
Strömungsprofilen
sowie den Spitzen bzw. Endbereichen des Strömungsprofils. Die Beschichtungen
können
auch in Abhängigkeit
von der Position der beschichteten strömungslenkenden Anordnung in
der Maschine variieren.
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Darüber hinaus
erstrecken sich Strömungsprofile
sowohl in dem Kompressorbereich als auch in dem Turbinenbereich
in unmittelbarer Nähe
zu der benachbarten Statorkonstruktion. Der geringe Freiraum zwischen
diesen Elementen der Maschine blockiert die Leckage von Arbeitsmediumgasen
um die Spitzen der Rotorblätter
herum. Als Ergebnis hiervon können
die Spitzen dieser Strömungsprofile
während des Übergangsbetriebs
gegen diese Konstruktion reiben. Alternativ sind die Spitzen derart
ausgebildet, dass sie eine Nut oder einen Kanal in einer solchen Konstruktion
schneiden. Die Rotorblätter
erstrecken sich unter eingeschwungenen bzw. stabilen Betriebsbedingungen
in den Kanal hinein, um die Leckage an der Spitze zu vermindern.
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Die
Spitzen solcher Strömungsprofile
sind häufig
mit einem abreibenden Material versehen sowie mit der benachbarten
radialen Konstruktion axial ausgerichtet, wobei diese mit einem
abreibbaren Material versehen ist. Die Kombination aus einer abreibenden
Spitze und einem abreibbaren Material, das radial von der Spitze
beabstandet ist, ermöglicht
der Konstruktion, einer nach außen
gehenden Bewegung der Rotorblätter
Rechnung zu tragen sowie eine Überlagerung
der Spitzen der Blätter
und der angrenzenden Konstruktion zu ermöglichen. Dies geschieht ohne
Zerstörung
der Spitze oder der Statorkonstruktion und ermöglicht der Spitze, die erforderliche
Nut zu schneiden, wenn dies notwendig ist.
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Das
abreibende Material kann an einem Substrat an der Strömungsprofilspitze
durch viele Techniken vorgesehen werden, wie z.B. Pulvermetallurgie-Techniken,
Plasmaspritztechniken und Galvanisierungstechniken. Ein Beispiel
einer Plasmaspritzvorrichtung findet sich in dem US-Patent 3 145
287 von Siebein et al. mit dem Titel: "Plasmaflammengenerator und Spritzpistole". Bei Siebein wird
ein Plasma bildendes Gas um einen elektrischen Lichtbogen herum
vorgesehen und durch eine Düse
hindurchgeleitet. Das Gas wird in den Plasmazustand umgewandelt
und verlässt
den Lichtbogen und die Düse
in Form eines heißen
freien Plasmastroms. In den heißen
freien Plasmastrom werden Pulvermaterialien injiziert und erwärmt. Das
erweichte Pulver wird auf die Oberfläche eines Substrats getrieben,
das die Beschichtung erhält.
Weitere Beispiele von solchen Vorrichtungen finden sich in dem US-Patent
3 851 140 von Coucher mit dem Titel "Plasmspritzpistole und Verfahren zum
Aufbringen von Beschichtungen auf ein Substrat" sowie in dem US-Patent 3 914 573 von Muehlberger
mit dem Titel "Beschichtung
von heißen erweichten
Partikeln durch Projektion in einen Plasmastrom mit einer Geschwindigkeit
von Mach 1 bis Mach 3".
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Das
Substrat wird typischerweise zum Aufnehmen der Partikel vorbereitet,
und zwar durch Reinigen und Aufrauen der Oberfläche des Substrats. Eine Technik
verwendet eine Sandstrahlvorrichtung zum Vorantreiben von Schleifpartikeln
gegen das Substrat durch Sandstrahlen. Bereiche des Strömungsprofils
werden mittels einer Maske oder Abdeckung maskiert oder abgeschirmt,
um eine Be schädigung
des Strömungsprofils
sowie anderer Bereiche des Blatts durch die Schleifpartikel zu verhindern.
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Es
ist bevorzugt, eine Abdeckung z.B. für die an die Spitze angrenzende
Oberfläche
des Strömungsprofils
zu verwenden, wobei die Abdeckung entweder dem Aufprall der Schleifpartikel
oder den hohen Temperaturen des Beschichtungsvorgangs standhalten
kann sowie ein Aufbringen von Beschichtungen an unerwünschten
Stellen blockieren kann. Metallabdeckungen, die sich über mehrere Strömungsprofile
erstrecken, sind zusammen mit einer Schraubbefestigungseinrichtung
für die
Abdeckung verwendet worden. Ein Metallband mit einer Lasche wird
in der Nähe
der Spitze zwischen der Abdeckung und dem Strömungsprofil angeordnet, um den
Spalt zwischen der relativ starren Abdeckung und dem Strömungsprofil
auszufüllen.
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Eine
weitere Möglichkeit
besteht in der Verwendung von Material für hohe Temperatur, wie z.B. ein
Aluminiumfolienband, das zur Verwendung während des Beschichtungsvorgangs
geeignet ist, um die Maske oder Abdeckung zu bilden. Das Aluminiumband
ist auch für
die Verwendung während
des Sandstrahlvorgangs geeignet. Das Aluminiumband weist eine haftende
Rückseite
auf, die zum Anbringen des Bands an dem Strömungsprofil verwendet wird.
Das Band erfordert eine exakte Anbringung, um den korrekten Freiraum
zwischen der Oberseite des Rotorblatts und dem Aluminiumband aufrecht
zu erhalten, das als Maske oder Abdeckung wirkt. Wenn bei der Anbringung
ein Fehler auftritt, wird das Band aufgrund des Klebstoffs unter
Schwierigkeiten entfernt, und es wird neues Band angebracht.
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Das
Aluminiumband bleibt sowohl während des
Sandstrahlens als auch während
der Plasmabeschichtung an Ort und Stelle. Nach dem Entfernen aus
der Sandstrahlvorrichtung wird das Rotorblatt wiederum in der Beschichtungsvorrichtung
installiert. Nach Empfang der Plasmaspritzbeschichtung werden das
Band und dessen Klebstoff entfernt, und zwar häufig mit Schwierigkeiten, da
der Klebstoff integraler Bestandteil des Bands ist und da dieser
auch nach dem Entfernen des Bands noch Rückstände zurücklässt. Das Band ist teuer, arbeitsintensiv
anzubringen, arbeitsintensiv zu entfernen und nicht wiederverwendbar.
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Trotz
des vorstehend geschilderten Standes der Technik unternimmt die
Anmelderin Anstrengungen zum Verbessern der Abdeckungen, die während des
Aufbringens von Beschichtungen auf die Spitzen von Rotorblättern verwendet
werden.
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Die
vorliegende Erfindung basiert zu einem Teil auf der Erkenntnis,
dass eine Abdeckung für
ein Strömungsprofil
mit Laschen ausgebildet sein kann und eine Materialdicke aufweisen
kann, die ausreichend dünn
ist, damit sich das Material an die Sogfläche und die Druckfläche des
Strömungsprofils
anpassen kann und auch Material in dem Laschenbereich vorhanden
sein kann, das ausreichend dick ist, um eine Zugkraft bei der Montage
aufzunehmen sowie eine Haltekraft gegen eine Fläche für satte Anlage im montierten
Zustand auszuüben.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Abdeckung zum Maskieren eines Strömungsprofils geschaffen,
die zwei in Profilsehnenrichtung verlaufende Seitenteile aufweist,
die an einem vorderen Rand miteinander verbunden sind, wobei sich
jedes Seitenteil von dem vorderen Rand zu einem hinteren Rand erstreckt,
wobei die Seitenteile der Abdeckung dazu ausgebildet sind, an ihren
hinteren Rändern durch
eine Lascheneinrichtung miteinander verbunden zu werden, die sich
von dem einen Seitenteil der Abdeckung durch eine Öffnung in
dem anderen Seitenteil hindurch erstreckt und in satt anliegende
Beziehung mit dem anderen Seitenteil umgebogen ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ferner ein Verfahren gemäß Anspruch 14 geschaffen.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das eine Seitenteil der Abdeckung
länger
als das andere, wobei das lange Seitenteil der Abdeckung bis zu
dem hinteren Rand in einen in Profilsehnenrichtung verlaufenden
oberen Bereich sowie in einen in Profilsehnenrichtung verlaufenden
unteren Bereich gespalten ist, wobei der obere Bereich und der untere
Bereich einander im montierten Zustand in Erstreckungsrichtung zumindest über einen Teil
ihrer Länge
in Profilsehnenrichtung überlappen.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung lässt
sich der vordere Rand im Gebrauch angrenzend an die Hinterkante
des Strömungsprofils anordnen
und das zweite Seitenteil ist in Profilsehnenrichtung länger als
das erste Seitenteil, so dass sich das lange Seitenteil über die
Vorderkante des Strömungsprofils
hinaus erstreckt und das erste Seitenteil überlappt.
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Gemäß einer
detaillierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung sind die Seitenteile der Abschirmung in Erstreckungsrichtung
von der Basis sowie in Erstreckungsrichtung von der Spitze des Strömungsprofils
beabstandet, und zwar unter Freilegung von Kühlöffnungen an diesen Stellen;
ferner erstrecken sich Vorsprünge
von der Abdeckung an der Basis des Strömungsprofils und an der Spitze
des Strömungsprofils
in Kühlöffnungen
an diesen Stellen hinein, um die Öffnungen während des Beschichtungsvorgangs
abzudecken.
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Ein
wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in einer
Abdeckung für
ein Strömungsprofil,
die einen in Erstreckungsrichtung verlaufenden vorderen Rand aufweist.
Ein weiteres Merkmal besteht in zwei Seitenteilen, die in Profilsehnenrichtung
verlaufen. Jedes Seitenteil hat einen hinteren Rand, der in Erstreckungsrichtung
verläuft.
Eines des Seitenteile weist Laschen auf, und das andere weist Öffnungen
zum Aufnehmen der Laschen auf, so dass eine Anordnung der Abdeckung
um das Strömungsprofil
herum sowie ein Ziehen der Laschen über den hinteren Rand hinaus
sowie durch das andere Seitenteil hindurch ermöglicht sind. Im montierten
Zustand sind die Laschen in satt anliegende Beziehung mit dem anderen
Seitenteil gedrückt,
um das andere Seitenteil gegen das Strömungsprofil zu drücken. Ein
weiteres Merkmal besteht in der Länge der Abdeckung, die die
Abdeckung in Erstreckungsrichtung von der Basis und der Spitze des
Strömungsprofils
entfernt positioniert.
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Ein
Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Geschwindigkeit,
mit der eine Anordnung von Rotorblättern oder Statorblättern für einen Beschichtungsvorgang
sowie einen Oberflächenvorbereitungsvorgang,
beispielsweise durch Sandstrahlen, abgedeckt werden kann. Ein weiterer
Vorteil besteht in den reduzierten Kosten der Oberflächenvorbereitung
und des Beschichtungsvorgangs, die aus der Haltbarkeit der wiederverwendbaren
Abdeckungen im Vergleich zu den Konstruktionen resultieren, die
einen zerstörenden
Einsatz solcher Abdeckungen erforderlich machen. Noch ein weiterer
Vorteil besteht in der Qualität
der resultierenden Beschichtung, die sich aus der Möglichkeit
ergibt, die Abdeckung ohne Abplatzungen oder Zerkratzen der aufgebrachten
Beschichtung zu entfernen.
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Im
folgenden werden einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
lediglich anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen
beschrieben; darin zeigen:
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1 eine
auseinandergezogene Perspektivansicht einer strömungslenkenden Anordnung, wie z.B.
eines Statorblatts, unter Darstellung der Beziehung des Statorblatts
und der Abdeckungsanordnung zueinander, inbesondere eines Verriegelungselements
und einer Metallabdeckung mit Seitenteilen, die über dem Strömungsprofil des Statorblatts
angeordnet werden;
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2 eine
Darstellung der in 1 gezeigten strömungslenkenden
Anordnung im montierten Zustand, die eine um das Statorblatt herum
angeordnete Abdeckungsanordnung aufweist, wobei ein Teil der Abdeckung
zur Veranschaulichung des Verriegelungselements weggebrochen ist;
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3 eine
Seitenaufrissansicht der in 2 dargestellten
Abdeckungsanordnung im Schnitt entlang der Linie 3-3 in 1,
unter Darstellung der Beziehung des Statorblatts und der Abdeckungsanordnung
zu einer Klemmvorrichtung zum Ausüben einer Kraft auf die Metallabdeckung
und die Druckfläche des
Strömungsprofils;
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3A eine
alternative Ausführungsform des
in 2 dargestellten Abdeckungsanordnung;
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4 eine
Perspektivansicht einer Klemmanordnung;
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5 eine
Seitenaufrissansicht der in 3A dargestellten
Abdeckungsanordnung;
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6 eine
vergrößerte Darstellung
des in 1 gezeigten Verriegelungselements;
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6A eine
alternative Ausführungsform des
in 6 gezeigten Verriegelungselements;
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6B eine
vergrößerte Darstellung
des in 6 gezeigten Verriegelungselements;
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6C eine
vergrößerte Darstellung
des in 6 gezeigten Verriegelungselements.
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1 zeigt
eine Perspektivansicht einer strömungslenkenden
Anordnung, wie z.B. eines Statorblatts 10, sowie einer
zugeordneten Abdeckungsanordnung 12. Das Statorblatt hat
ein Basisende 14, das eine erste Plattform 16 aufweist.
Ferner hat das Statorblatt eine Spitze bzw. einen Endbereich 18,
der eine zweite Plattform 22 aufweist. Eine strömungslenkende
Fläche,
die durch ein Strömungsprofil 24 verkörpert wird,
erstreckt sich von der ersten Plattform zu der zweiten Plattform.
Jedes Strömungsprofil weist
eine Vorderkante 26 und eine Hinterkante 28 auf.
Eine Sogfläche 32 und
eine Druckfläche 34 erstrecken
sich zwischen den Kanten. Die Vorderkante weist eine Mehrzahl von
Kühlluftöffnungen
(nicht gezeigt) auf, und die Hinterkante weist eine Mehrzahl von
Kühlluftöffnungen 36 auf.
Die Kühlluftöffnungen in
der Hinterkante sind unterschnitten, so dass ein leicht rechteckiger
Bereich zu sehen ist, der durch Sockelbereiche unterbrochen ist,
die sich zwischen jeder Kühlluftöffnung nach
rückwärts erstrecken.
Bei alternativen Ausführungsformen
kann es sich bei der strömungslenkenden
Anordnung um ein Rotorblatt mit einer Basis handeln, die eine Wurzel
und eine Plattform aufweist. Das Strömungsprofil eines Rotorblatts
endet typischerweise in einer Spitze, die bei manchen Ausführungsformen
eine Verkleidung aufweisen kann, die analog zu einer Plattform ist.
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Die
Abdeckungsanordnung 12 weist eine Abdeckung 40 auf.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist ein Verriegelungselement 42 dazu ausgebildet, sich
zwischen dem Statorblatt und der Abdeckung zu erstrecken. Das Verriegelungselement
könnte
separat von der Abdeckung ausgebildet sein oder in integraler Weise
an der Abdeckung angebracht sein. Die Abdeckung ist dazu ausgebildet, um
den Rand des Strömungsprofils
herum angeordnet zu werden. Die Abdeckung ist aus einem geeigneten
Metall gebildet, das dem Aufprall der Schleifpartikel oder der Beschichtungspartikel
sowie der Temperatur eines beliebigen Spritzbeschichtungsvorgangs
standhalten kann. Ein geeignetes Material ist rostfreier Stahl des
Typs AMC 6513 (Luftfahrtmaterialspezifikation 6513) mit einer Dicke
von ca. 9 Tausendstel Inch bis 50 Tausendstel Inch (0,009 Inch bis
0,050 Inch (0,23–1,27
mm), wobei 9 Tausendstel Inch (0,23 mm) für einige Anwendungen bevorzugt ist.
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Die
Abdeckung hat ein erstes Ende 44, das dazu ausgebildet
ist, in unmittelbarer Nähe
zu der ersten Plattform 16 angeordnet zu werden. Die Abdeckung
hat ein zweites Ende 46, das dazu ausgebildet ist, in unmittelbarer
Nähe zu
der zweiten Plattform angeordnet zu werden. Ein vorderer Rand 48 verläuft in Erstreckungsrichtung
zwischen dem zweiten Ende und dem ersten Ende. Ein erstes Seitenteil 52 erstreckt
sich von dem vorderen Rand weg. Das erste Seitenteil weist einen
hinteren Rand 54 auf, der in Profilsehnenrichtung von dem
vorderen Rand beabstandet ist. Eine erste Lasche 56 erstreckt
sich von dem hinteren Rand an dem ersten Ende weg. Eine zweite Lasche 58 erstreckt
sich von dem hinteren Rand weg und ist in Erstreckungsrichtung von
der ersten Lasche unter Freilassung eines Spalts Ta dazwischen beabstandet.
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Die
Metallabdeckung weist ein zweites Seitenteil 62 auf, das
sich in Profilsehnenrichtung von dem vorderen Rand weg erstreckt.
Das zweite Seitenteil 62 weist einen hinteren Rand 64 auf,
der in Erstreckungsrichtung von dem vorderen Rand beabstandet ist
und dem hinteren Rand des ersten Seitenteils 52 benachbart
ist. Das zweite Seitenteil 62 ist in Profilsehnenrichtung
länger
als das erste Seitenteil. Der hintere Rand 64 des zweiten
Seitenteils 62 ist im montierten Zustand in Profilsehnenrichtung
von dem hinteren Rand 54 des ersten Seitenteils 52 beabstandet.
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Das
zweite Seitenteil weist eine erste Öffnung 66 und eine
zweite Öffnung 68 auf.
Jede Öffnung
ist in Profilsehnenrichtung von dem hinteren Rand 64 des
zweiten Seitenteils 62 beabstandet sowie im montierten
Zustand dem hinteren Rand 54 des ersten Seitenteils eng
benachbart. Die erste Öffnung 66 befindet
sich in einer mit der ersten Lasche 66 in Erstreckungsrichtung
ausgerichteten Position, und die zweite Öffnung 68 befindet
sich in einer mit der zweiten Lasche 68 in Erstreckungsrichtung
ausgerichteten Position. Die erste und die zweite Lasche 56, 58 sind
dazu ausgelegt, sich im montierten Zustand durch die Öffnungen 66, 68 in
dem zweiten Seitenteil 62 hindurch zu erstrecken und sich über das erste
Seitenteil 52 sowie in satt anliegende Berührung mit
dem ersten Seitenteil 52 der Abdeckung zu erstrecken. Im
montierten Zustand erstrecken sich die Laschen 56, 58 an
einer Stelle jenseits des hintere Rands 54 des ersten Seitenteils 52,
und sie sind dazu ausgebildet, eine Kraft auf das erste Seitenteil 52 sowie
auf das zweite Seitenteil 62 auszuüben, um das erste und das zweite
Seitenteil 52, 62 im montierten Zustand mit der
Seite eines Strömungsprofils
in Eingriff zu drücken.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist das lange zweite Seitenteil 62 in
einen in Profilsehnenrichtung verlaufenden oberen Bereich 72 sowie
in einen in Profilsehnenrichtung verlaufenden unteren Bereich 74 gespalten.
Wie in 2 gezeigt ist, sind die Bereiche dazu ausgebildet,
einander im montierten Zustand in Erstreckungsrichtung zumindest über einen
Teil ihrer Länge
in Profilsehnenrichtung zu überlappen.
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Das
Verriegelungselement 42 weist einen ersten Endbereich 76 auf,
der der ersten Plattform 16 benachbart ist. Der erste Endbereich 76 passt
das Verriegelungselement 42 für das Eingreifen in eine erste
Kühlluftöffnung 36a an
der Hinterkante 28 des Strömungsprofils 74 an.
Der erste Endbereich 76 bildet das Verriegelungselement 42 für das in
der Erstreckungsrichtung erfolgende Zusammenwirken mit bzw. Eingreifen
in eine erste vordere Öffnung 78 in der
Abdeckung 40 aus. Das Verriegelungselement 42 weist
einen zweiten Endbe- reich 82 angrenzend an die zweite
Plattform 22 auf, der das Verriegelungselement 42 zum
Eingreifen in eine zweite Kühlluftöffnung 36b an
der Hinterkante 28 des Strömungsprofils 24 ausbildet.
Ferner bildet der zweite Endbereich 82 das Verriegelungselement 42 für das in
der Erstreckungsrichtung erfolgende Zusammenwirken mit bzw. Eingreifen
in eine zweite vordere Öffnung 84 in der
Abdeckung aus.
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2 zeigt
das in 1 dargestellte Statorblatt 10 sowie die
Abdeckungsanordnung 12 im montierten Zustand. Wie in 2 gezeigt
ist, überlappt das
lange zweite Seitenteil 62 der Abdeckung das erste Seitenteil 52.
Der obere Bereich 72 und der untere Bereich 74 des
langen zweiten Seitenteils 62 überlappen einander in Erstreckungsrichtung.
Die Laschen 56, 58 an dem ersten Seitenteil 52 erstrecken
sich an einer Stelle jenseits des hinteren Rands 64 des
zweiten Seitenteils 62 durch die Öffnungen 66, 68 in
dem zweiten Seitenteil 62 hindurch. Die Laschen 56, 58 sind
in satt anliegende Beziehung mit dem zweiten Seitenteil 62 umgebogen,
um das zweite Seitenteil 62 in Richtung auf die Druckfläche 34 des
Strömungsprofils 24 zu
drängen.
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Die
Abdeckung 40 ist in dem Endbereich teilweise weggebrochen,
um den Eingriff zwischen dem Verriegelungselement 42, dem
Strömungsprofil 24 und
der Abdeckung 40 zu veranschaulichen. Die Lasche 114 des
Verriegelungselements erstreckt sich durch die erste vordere Öffnung 78 in
der Abdeckung 40 hindurch und hält die Abdeckung 40 gegen
Bewegung in der Erstreckungsrichtung fest. Die Breite der Öffnung 78 ist
geringfügig
größer als
die Dicke der Lasche 114 und sorgt für eine enge Anpassung bzw. Übereinstimmung
zwischen der Lasche 114 und der Abdeckung 40.
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3 zeigt
eine Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform der in 2 dargestellten
Abdeckungsanordnung 12 mit einer Abdeckung 140.
In 3 ist das Verriegelungselement 42 eliminiert,
obwohl die Zeichnungsdarstellung aus Gründen der Vereinfachung beibehalten
worden ist. Eine Klemme 92 ist um das Äußere der Abdeckung 140 herum
angeordnet. Die Klemme 92 weist ein erstes Seitenteil 94 und
ein zweites Seitenteil 96 auf. Das erste Seitenteil 94 und
das zweite Seitenteil 96 der Klemme 92 sind in
der Nähe
des vorderen Rands 48 der Abdeckung 40 sowie in
der Nähe
des hinteren Rands 54 des ersten Seitenteils 52 und
des hinteren Rands 63 des zweiten Seitenteils 62 aneinander
angebracht. Das erste Seitenteil 94 der Klemme 92 steht
in schwenkbeweglichem Eingriff mit dem zweiten Seitenteil 96 in
der Nähe
des vorderen Rands 48 der Abdeckung 140. An dem
hinteren Rand der Abdeckung 140 weist das erste Seitenteil 94 der
Klemme 92 ein gelenkiges Querstück 98 auf, das mit
einem Teil des ersten Seitenteils 94 in gelenkigem Eingriff
steht und mit dem zweiten Seitenteil 96 in Eingriff tritt.
Eine Gewindeelement, wie z.B. eine Schraube in Form der dargestellten
Schraube 102, steht in gewindemäßigem Eingriff mit dem zweiten
Seitenteil 96 der Klemme. Die Schraube drückt gegen
das erste Seitenteil 52 der Abdeckung 140, um
die Abdeckung 140 gegen das Strömungsprofil 24 zu
drücken
und die Abdeckung 140 gegen eine Bewegung in Erstreckungsrichtung
festzuhalten. Die Klemme 92 kann auch bei dem in 2 dargestellten
Ausführungsbeispiel
verwendet werden, wobei in diesem Fall die Anordnung ein Verriegelungselement
an dem vorderen Rand der Abdeckung aufweisen würde, das angrenzend an die
Hinterkante des Strömungsprofils
angeordnet ist, wie dies in 3A dargestellt
ist.
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4 zeigt
eine Perspektivansicht der in den 3 und 3A dargestellten
Klemmanordnung. Das gelenkige Querstück 98 weist ein T-förmiges Element 105 auf,
das mit Zungen 106 in Eingriff tritt, die sich von dem
zweiten Seitenteil 96 in Richtung nach vorne erstrecken.
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Die
Klemme 92 kann an jeder beliebigen zweckdienlichen Stelle
an dem Strömungsprofil
angeordnet werden, jedoch wird sie vorzugsweise in Richtung auf
die Mitte der Strömungsprofilerstreckung
angeordnet, z.B. zwischen den Laschen 56, 58.
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5 zeigt
eine Ansicht der in 3A gezeigten Abdeckung 140,
bei der es sich um eine alternative Ausführungsform der in 2 dargestellten Abdeckung
handelt. Die in 5 gezeigte Abdeckung 140 weist
keine Öffnungen
im vorderen Rand der Abdeckung auf. Die Abdeckung verwendet kein Verriegelungselement
des in 1 und in 2 dargestellten
Typs. Stattdessen hat die Abdeckung einen ersten Vorsprung 106 an
dem ersten Ende 44, der sich in Erstreckungsrichtung von
dem ersten Ende 44 weg erstreckt, sowie einen zweiten Vorsprung 108 an
dem zweiten Ende 46, der sich in Erstreckungsrichtung von
dem zweiten Ende 46 weg erstreckt. Die Vorsprünge erstrecken
sich in Profilsehnenrichtung derart, dass sie die an den äußersten Enden
befindlichen Kühlluftöffnungen 36a, 36b überdecken.
Typischerweise erstrecken sich die Vorsprünge in Profilsehnenrichtung
jeweils über
eine kürzere
Distanz als 1/4 der Länge
von einem der Seitenteile in Profilsehnenrichtung.
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Alternativ
hierzu kann die Abdeckung ein Verriegelungselement 106a aufweisen,
das in integraler Weise mit der Abdeckung ausgebildet ist, wie dies
in 5A dargestellt ist. Das Verriegelungselement ist
in integraler Weise an der Abdeckung angebracht, indem es als einstückiges Teil
mit der Abdeckung wirkt, ob es nun mittels einer Verbindungstechnik
angebracht ist, zur Zeitpunkt der Herstellung als Fortsatz in integraler
Weise gebildet wird oder durch ein anderes Verfahren zum Bilden
einer Konstruktion gebildet ist, die als ein Stück wirkt. Das Verriegelungselement 106a weist
einen Vorsprung 142a auf. Der Vorsprung überdeckt
die an den äußersten
Enden befindlichen Kühlluftöffnungen,
die bei Verwendung des Verriegelungselements geschützt sind,
indem ein Teil der Verriegelungselemente in die Öffnungen eingesetzt wird.
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6 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
des Verriegelungselements 42. Der erste Endbereich 76 weist
einen ersten L-förmigen
Vorsprung 112 auf, der das Verriegelungselement dazu auslegt,
mit der ersten Kühlluftöffnung 36a an
der Hinterkante 28 des Strömungsprofils 24 in
Eingriff zu treten. Der L-förmige
Vorsprung weist ein abgeschrägtes
Ende 113 auf. Der L-förmige
Vorsprung 112 erstreckt sich in einer ersten Richtung,
die allgemein in Profilsehnenrichtung sowie in Richtung auf der
Innere des Strömungsprofils 24 gerichtet
ist. Der erste Endbereich 76 weist eine erste Lasche 114 auf,
die das Verriegelungselement dazu auslegt, mit der ersten Öffnung 82 in
der Abdeckung 40 an der Hinterkante 28 des Strömungsprofils 24 in
Eingriff zu treten. Die erste Lasche 114 erstreckt sich
in einer zu der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung. In ähnlicher
Weise befindet sich ein zweiter L-förmiger Vorsprung 116 an
dem zweiten Endbereich 82. Der zweite L-förmige Vorsprung 116 ist
von dem ersten L-förmigen
Vorsprung 116 in Erstreckungsrichtung beabstandet und legt das
Verriegelungselement dazu aus, in eine zweite Kühlluftöffnung 36b an der
Hinterkante 28 des Strömungsprofils 24 einzugreifen.
Der zweite L-förmige
Vorsprung 116 verläuft
in der gleichen Richtung wie der erste L-förmige Vorsprung 112 in
Richtung auf das Innere des Strömungsprofils 24.
Der zweite Lförmige
Vorsprung 116 weist ein abgeschrägtes Ende 117 auf.
Der zweite Endbereich 82 weist eine zweite Lasche 118 auf,
die das Verriegelungselement dazu auslegt, mit der zweiten Öffnung 84 in
der Abdeckung 40 an der Hinterkante 28 des Strömungsprofils 24 in
Eingriff zu treten. Die zweite Lasche erstreckt sich in einer Richtung
entgegengesetzt zu der ersten Richtung. Das Verriegelungselement 42 weist einen
in Erstreckungsrichtung mittleren Bereich 122 auf, der
den ersten Endbereich 114 mit dem zweiten Endbereich 118 verbindet.
Die Länge
des mittleren Bereichs Lm ist größer als
das Vierfache der Länge der
Lasche des Endbereichs Le sowie vier Mal größer als die Breite des mittleren
Bereichs Wmr gemessen in einer zu der Erstreckung des L-förmigen Vorsprungs
allgemein parallelen Richtung. Der mittlere Bereich 122 ist
im Allgemeinen gekrümmt,
wobei er der Kontur der Hinterkante 28 des Strömungsprofils 24 folgt.
Die geformten Vorsprünge
blockieren eine Bewegung der Abdeckung, um einen Spalt G und G' zwischen der Abdeckung 40 und
der ersten und der zweiten Plattform 16, 22 aufrecht
zu erhalten. Wie zu erkennen ist, wirken die L-förmigen Vorsprünge 112, 116 auch
als Abdeckung für
die an den äußersten Enden
befindlichen Kühlluftöffnungen 36a, 36b gegenüber von
Partikeln, die auf das Strömungsprofil gerichtet
werden, z.B. während
Bearbeitungsvorgängen
oder Beschichtungsvorgängen,
und sie schaffen eine Abschirmung für die Öffnung begrenzende Oberflächen gegenüber jeglicher
Beschichtung, die an der Innenseite der Öffnung anhaften könnte, wenn die
Beschichtung auf das Strömungsprofil
aufgebracht wird.
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Weitere
Ausführungsformen
des Verriegelungselements beinhalten ein Ausführungsbeispiel, wie es in 6A dargestellt
ist, bei dem das Verriegelungselement ein Paar Laschen 76a, 76b aufweist, die
in ein Paar Öffnungen
in der Abdeckung eingreifen. Das Verriegelungselement weist einen
einzelnen Vorsprung 42a auf, der zwischen den Laschen angeordnet
ist und in eine Kühlöffnung in
dem Strömungsprofil
eingreift. Alternativ hierzu kann in der in 6B dargestellten
Weise das Verriegelungselement ein Paar L-förmiger Vor- sprünge 112b, 116b sowie
eine einzelne Lasche 114 aufweisen, die mit der Abdeckung
in Eingriff tritt. Die Verriegelungselemente können auch in Form eines Paares
von Verriegelungselementen ausgebildet sein, wie dies in 6C dargestellt
ist, wobei jedes einen L-förmigen
Vorsprung 112c, 116c aufweist, die in einer viel
kürzeren
Distanz voneinander beabstandet sind als der in 6 gezeigte
mittlere Bereich und die jeweils eine einzelne Lasche 76c aufweisen,
die sich zum Eingreifen in die entsprechende Öffnung in der Abdeckung erstreckt.
Bei einer derartigen Ausführungsform
kann das Paar der Verriegelungselemente in Profilsehnenrichtung
voneinander beabstandet sein und entweder über eine kürzere Länge als die in 6 dargestellte Länge Lm verbunden
sein oder nicht durch einen mittleren Bereich verbunden sein.
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Vor
dem Aufbringen einer der ausgewählten Beschichtungen
auf das Strömungsprofil
wird das Verriegelungselement 42 in den Kühlluftöffnungen 36a, 36b angeordnet,
wobei das Verriegelungselement dazu veranlasst wird, als Abdeckung
für die Kühlluftöffnungen
zu wirken. Die Abdeckung 40 wird um das Strömungsprofil
herum angeordnet. Die Laschen 56, 58 werden durch
die Öffnungen
in dem zweiten Seitenteil 62 hindurchgeführt und
mit einer Greifvorrichtung, wie z.B. einer Zange, nach hinten über das
zweite Seitenteil 62 gezogen sowie fest und in satt anliegende
Beziehung gegen das Seitenteil gepresst. Die Abdeckung drückt fest
gegen die strömungslenkende
Anordnung. Die Abdeckung 40 wird um die Vorderkante 26 des
Strömungsprofils 24 und um
das Verriegelungselement 42 herumgelegt, wobei das Verriegelungselement 42 in
Profilsehnenrichtung eingeschlossen wird. Die Laschen 114, 118 des Verriegelungselements
erstrecken sich durch die Öffnungen 78, 84 in
der Vorderseite der Abdeckung, um die Abdeckung 40 gegen
Bewegung in Erstreckungsrichtung zu blockieren. Die Laschen 114, 118 können auch
umgebogen werden oder können
sich lediglich in der in 2 dargestellten Weise nach hinten
erstrecken. Ferner kann die Klemmvorrichtung 92 eine Kraft
gegen die Sogseite 32 des Strömungsprofils 24 ausüben, durch
die die Abdeckung 40 fest gegen das Strömungsprofil 24 gedrückt wird,
und das schraubenartige Element 102 übt eine Kraft gegen die Abdeckung 40 aus,
durch die diese fest gegen die Druckfläche 34 des Strömungsprofils 24 gedrückt wird.
Dies dient zum weiteren Verriegeln der Abdeckung in Position, wobei
vorbestimmte
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Spalte
G und G' zwischen
dem Strömungsprofil
und den Plattformen verbleiben.
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Ein
besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der einfachen
Montierbarkeit einer Abdeckung an der strömungslenkenden Anordnung. Die
einfache Montierbarkeit steigert die Produktionsgeschwindigkeit,
wobei die Abdeckung wiederverwendbar ist.
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Ein
weiterer Vorteil besteht in der Integrität der Beschichtung, die daraus
resultiert, dass sichergestellt ist, dass die Beschichtung nicht
an Bereichen des Strömungsprofils
anhaftet, an denen die Beschichtung für die Plattformen nicht erwünscht ist.
Ein weiterer Vorteil besteht in der Integrität einer metallischen Beschichtung,
die vor dem Beschichtungsvorgang für die Plattform gebildet wird.
Dies ergibt sich aus der Verwendung des Verriegelungselements, um einer
Bewegung der Abdeckung entgegenzuwirken und ein Breitdrücken der
Abdeckung in bezug auf das Strömungsprofil
zu vermeiden, das zu einem Herausdrücken führen könnte. Bei solchen Beschichtungen, die
hohen Temperaturschwankungen unterliegen, hat die Erfahrung im Hinblick
auf den bei der alternativen Ausführungsform in 5 gezeigten
Vorsprung gezeigt, dass dieser gegen die Beschichtung reiben kann
und eine Beeinträchtigung
der metallischen Beschichtung hervorrufen kann. Ein weiterer Vorteil
besteht in der kostengünstigen
Ausführung
der Abdeckung, die aus ihrer konstengünstigen Konstruktion aus metallblechartigem
Material sowie der Wiederverwendbarkeit der Abdeckung resultiert.
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Ein
spezieller Vorteil besteht in der Befestigung der Abdeckung an Ort
und Stelle unter Verwendung des Verriegelungselements. Das Verriegelungselement
bedeckt die Kühlluftöffnung und
verriegelt gleichzeitig die Abdeckung in ihrer Position an dem Strömungsprofil
unter Verwendung der Kühlöffnungen
als Einrichtung zum Festlegen des Verriegelungselements und der
Abdeckung gegen Bewegung.
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Obwohl
die Erfindung in Bezug auf detaillierte Ausführungsformen derselben dargestellt
und beschrieben worden ist, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen
hinsichtlich der Form und der Details an dieser vorgenommen werden
können,
ohne dass man den Umfang der beanspruchten Erfindung verlässt.