DE888299C - Schaufelrad, insbesondere fuer Axialverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaufelbefesfcigung für Kreiselmaschinen, insbesondere Axialverdichter.

Normalerweise werden die Leitschaufeln in Axialverdichtern mittels schwalbenschwanzartiger Teile oder ähnlicher Einrichtungen fest mit dem Stator verbunden. Um zu verhindern, daß die Schaufeln infolge aerodynamisch oder mechanisch erregter Schwingungen ini ihren Lagerungen lose

ίο werden, müssen sie mit Haftsitz eingepaßt sein. Hierzu ist eine sehr genaue und daher teure Bearbeitung der Schaufelfüße und der für diese bestimmten Nuten erforderlich und oft auch ein Einpassen, der einzelnen Schaufeln. Dieser Haftsitz, der fast jede Dämpfungswirkung unmöglich macht, hat erhebliche Biegeschwingungsbeanspruchungen der Schaufeln selbst zur Folge, die durch die erwähnten Schwingungen, denen die Schaufeln während des Betriebes unterworfen werden, hervorgerufen werden.

Bei der Befestigung der Laufschaufeln kann meist eine gewisse Toleranz für den Sitz der Schaufelfüße in den Nuten zugelassen werden, da die hohen Zentrifugalkräfte die im Betrieb auf die Schaufeini wirken, jedes Spiel wirksam ausschalten. Das. NichtVorhandensein einer festen Verankerung des Fußes ist sogar vorteilhaft, weil Schwingungsbeanspruchungen, denen die Schaufeln leicht unterworfen werden, in gewissem Grade gedämpft werden. Eine solche Anordnung führt aber leicht zum Fressen der Schaufelfüße und der Nuten.

Zweck der Erfindung ist es, in dem Sitz für die Leitschaufel- und Laufschaufelfüße eine gewisse Dämpfung und dabei doch eine feste Lagerung der

Schüfet m erhalten, Gleichzeitig soll eine genaue Hmtältmg der Schaufdfük und_ ein einzelnes

Einpassen oder Nacharbeiten der ineinandergreifenden Teile beim Einbau, insbesondere der Leitschaufeln, unnötig gemacht werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen die Schaufelfüße und die Nuten des Schaufelträgers' (Laufrad oder Gehäuse) eine dünne Schicht aus Silikongummi oder gleichwertigem Kunststoff eingefügt wird.

Inder Zeichnung ist die Erfindung in Anwendung auf Leitschaufeln dargestellt, und zwar zeigt .

Fig. ι einen Querschnitt durch zwei benachbarte Leitschaufelkränze,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Teils des vollständig mit Leitschaufeln besetzten Stators in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1, wobei eine Schaufel aus ihrer Nut herausgezogen ist, und Fig. 3 einen Schnitt durch einen Schaufelring mit einer eingebauten Schaufel.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich ist, sind die Schaufeln 10 mittels ihrer Füße 11 in den Schaufelringeni 121 gelagert. Die Ringe sind an den Rändern abgestuft und werden im Gehäuse 13 durch Ab-Standsringe 14 gehalten, deren, Kanten entsprechend abgestuft sind und die mittels versenkter Bolzen 15 an der Gehäusewand befestigt sind. Nach dem Zusammenbau ergibt sich auf diese Weise eine glätte Oberfläche, die die Innenfläche des Stators bildet. Die Schaufelfüße n werden in Schwalbenschwanznuten 16 gehalten, die in den Schaufelringen vorgesehen sind. Ihre Stirnflächen iy liegen dabei bündig mit den Seitenflächen 18 der Schaufelringe 12, so daß die Schaufeln in Längsrichtung des Verdichters durch die Anlage der Abstandsringe gegen diese Flächen zwangsläufig festgelegt sind.

Gemäß der Erfindung ist ursprünglich zwischen dem Schaufelfuß und der zugehörigen Nut ein Spiel vorhanden;. Ist dieses zu gering, so wird der Schaufelfuß zuerst mit einem feinen Schleifmittel poliert, bis ein solches Spiel vorhanden ist, daß man die Spitze der Schaufel bei in die Nut eingesetztem Fuß von einer Seite zur anderen um ungefähr 1 bis i,S mm bewegen kann. Bei Schaufeln normaler Größe entspricht diese Bewegung der Schaufelspitze etwa einem Spiel am Schaufelfuß in der Größenordnung von ο,οΐ bis 0,1 mm. Anschließend wird sowohl die Nut als auch der Fuß mit einem dünnen Grundüberzug versehen, der in üblicher Weise vor dem Einsetzen der Schaufel in die Nut gehärtet wird. Dann wird ein verhältnismäßig dicker Überzug aus plastischem Stoff, vorzugsweise Silikongummi, auf die Oberflächen der Nut und des Schaufelfußes aufgebracht. Dabei ist darauf zu achten, daß· der Werkstoff auch in die seitlichen Rinnen der Nut kommt, so daß, wie Fig. 3 zeigt, ■ nach dem Einsetzen der Schaufel in die Nut das ursprünglich vorhandene Spiel zwischen beiden Körpern mit dem Film 19 aus dem plastischen Stoff vollkommen ausgefüllt ist. Auf den Stirnflächen 17 des Fußes ist natürlich ein solcher Überzug nicht notwendig, weil in der Längsrichtung kaum Schwingungen auf die Schaufeln! übertragen werden.

In dieser Weise wird ein vollständiger Ring mit Schaufeln versehen, wobei man vorübergehend einige Vorrichtungen verwendet, die verhindern, daß die Schaufeln während des Härtens des plastischen Stoffes aus den Nutem herausrutschen. Zum Schluß wird der Schaufelring mit den darauf angeordneten Schaufeln in einen Ofen eingebracht und darin einer bestimmten Temperatur ausgesetzt, bis der plastische Stoff gefestigt ist. Es versteht sich, daß die hierbei verwendete Temperatur unterhalb der Temperatur liegen muß, die bei der künstlichen Alterung der zur Herstellung der Schaufeln und Schaufelringe verwendeten Legierungen benutzt wird.

Geeignete plastische Stoffe für die Durchführung der Erfindung sollen sehr widerstandsfähig gegen Brennstoffe und gegen Temperaturen bis zu 300⁰ C sein. Außerdem soll ihre Festigungstemperatur wesentlich unterhalb der Temperatur liegen, die zur künstlichen' Alterung der für die Herstellung der Schaufeln und Schaufelrihge verwendeten Legierungen benutzt wird. Schließlich sollen sie die Eigenschaft haben, sich beim Festwerden auszudehnen.

Für die Erfindung besonders geeignete plastische Stoffe sind die als Silikongummi bekannten Kunstharze, d. h. die polymeren organischen Silikone, die beim Festwerden nicht schrumpfen und eine gummiartige Beschaffenheit aufweisen. Sie sind nämlich sehr widerstandsfähig gegen Brennstoffe und Temperaturen bis zu 3oo° C. Im normalen Betriebszustand liegt die Temperatur eines Verdichters für Flugzeuggasturbinen erheblich unter 300⁰ C. Außerdem werden bei Verwendung dieser polymeren organischen Silikone die Schaufeln in der Nut besonders fest gehalten, weil sich diese plastischen Stoffe beim Festwerden etwas ausdehnen, und es sind hierbei keine besonderen Einspannmittel nötig, um die Schaufeln während des Härtens in der genauen Lage zu halten. Weiterhin wird durch diese geringe Ausdehnung der in, dem engen Spalt zwischen dem Schaufelfuß und den Wänden der Nut befindliche plastische Stoff selbst unter Druck gesetzt, was für das Festwerden äußerst vorteilhaft ist. Bei diesen polymeren organischen Silikonen liegt die Festigungstemperatur etwa bei i8o° C, und das Festwerden benötigt etwa 6 bis 8 Stunden. Diese Temperatur liegt genügend weit unterhalb der Temperatur, die normalerweise für die künstliche Alterung der Legierungen verwendet wird, aus denen die zu verbindenden Teile hergestellt sind.

Wenn es auch viele Stoffe gibt, die sich im Zusammenhang mit der Erfindung für die Herstellung des Grundüberzuges der Teile eignen, so ist es natürlich doch wichtig, daß man hierfür auch den zu dem verwendeten plastischen Stoff passenden Stoff wählt.

Das beschriebene Verfahren ergibt einen dünnen Film der plastischen Masse, der den Schaufelfuß von 'der ihn aufnehmendem Nut isoliert. Eine minimale Stärke des Films von 0,01 mm genügt für eine ausreichende Dämpfung, und die Stärke kann ohne

weiteres ο, ι mm erreichen, ohne daß die Festigkeit des Sitzes der Schaufeln dadurch gefährdet würde. Die obere Grenze der Stärke wird nur durch die Festigkeit des verwendeten plastischen Stoffes bestimmt.

Es versteht sich, daß die dargestellte und beschriebene Ausführungsform nur als typieches Beispiel dient und daß sie in ähnlicher Weise auch für die Befestigung der Laufschaufeln verwendet werden kann. Außerdem fallen Abwandlungen in der Form, Größe und Anordnung der Teile nicht aus dem [Rahmen der Erfindung.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Schaufelbefestigung für Kreiselradmaschinen, besonders für Axialverdichter, deren Schaufeln mit ihrem Fuß unter Einschaltung einer nachgiebigen! Zwischenlage an ihrem Träger befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlage aus einer dünnen Schicht (19) aus Silikongummi besteht, der durch Erwärmen in einen festen, elastischen Zustand gelangt.
2. 2. Schaufelbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eine Stärke von etwa 0,0a bis 0,1 mm aufweist.
3. 3. Verfahren zur Herstellung von Schaufelbefestigungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die .Schaufelf üße (11) etwas kleiner als die im Schaufelträger (12) für sie vorgesehenen Ausnehmunigen (16) gefertigt, sodann die Oberflächen mindestens der Füße oder der Ausnehmungen mit dem Überzug aus Silikongummi versehen, anschließend die Schaufeln mit ihren Füßen in die Ausnehmungen eingesetzt und schließlich einer bestimmten, Temperatur ausgesetzt werden, bis der plastische Stoff gefestigt ist.
4. 4. Verfahren, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen sowohl der Schaufelfüße (11) als auch der Ausnehmungen. (16) mit Siliko'ngummi überzogen werden.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 735 668.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ι 5361 8.53