EP1081336A2 - Gebauter Leitkranz für eine Gasturbine - Google Patents

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EP1081336A2
EP1081336A2 EP00115821A EP00115821A EP1081336A2 EP 1081336 A2 EP1081336 A2 EP 1081336A2 EP 00115821 A EP00115821 A EP 00115821A EP 00115821 A EP00115821 A EP 00115821A EP 1081336 A2 EP1081336 A2 EP 1081336A2
Authority
EP
European Patent Office
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airfoil
guide ring
platform
shroud
circumference
Prior art date
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EP00115821A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1081336A3 (de
EP1081336B1 (de
Inventor
Richard Scharl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines GmbH
MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
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Application filed by MTU Aero Engines GmbH, MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH filed Critical MTU Aero Engines GmbH
Publication of EP1081336A2 publication Critical patent/EP1081336A2/de
Publication of EP1081336A3 publication Critical patent/EP1081336A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
    • F01D9/044—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators permanently, e.g. by welding, brazing, casting or the like

Definitions

  • the invention relates to a built guide ring for a gas turbine, in particular a Aircraft engine, comprising at least one shroud with a peripheral surface and at least one airfoil with a surface, the shroud at least has an opening for fastening the airfoil, the peripheral surface of the shroud faces the airfoil, and the airfoil at least an end section at least in sections over its surface protruding platform having a transition curvature, which in the Breakthrough is used.
  • Built wreaths are integral components that generally have an annular outer shroud, comprise several airfoils and, if necessary, an annular inner shroud.
  • Such guide rings can also be constructed and segmented e.g. used in aircraft engine compressors.
  • the cover band extends in the generally around the longitudinal axis of the gas turbine.
  • the blades are in the arranged essentially in the radial direction.
  • the airfoil has at least one End section with a constant profile or a constant cross-sectional area on which is inserted into an opening formed in the shroud during assembly and by e.g. Soldering or welding is attached.
  • the airfoil can also at an opposite, second end section a constant profile or one have a constant cross-section and in a second shroud, i.e. one - Outside and inside shroud.
  • the disadvantage here is that the profile of the Blade does not have to be constant over the entire channel height, but in Is limited in terms of its profile geometry for assembly reasons. The For example, the airfoil may no sharp bend or significant thickening in his have between the end portions.
  • DE-AS 12 00 070 is a manufacturing process for a guide vane ring known in which the blades in their grooves formed in an annular body with their Blade base are used, the blade having a curvature in the blade root merges and the ring body finally into several segments is separated.
  • EP 0 704 602 A2 discloses turbine blades arranged on a carrier which the airfoil surface in a radius in the peripheral surface of the carrier transforms.
  • EP 0 199 073 A1 describes a manufacturing method for a guide vane known, which is fixed by soldering to a stator, the guide vane made an oversized profile rod is produced, and this for Enlargement of the soldering area on at least one end in the cold state a foot-like Thickened up and a soldering surface is formed in the area.
  • the profile rod can be slanted on one side become.
  • the object of the present invention is to provide a built guide ring to create the type described above, which saves axial length, itself can be manufactured as simply as possible and with no or only minor restrictions in With regard to the profile geometry of the airfoil, e.g. due to assembly reasons.
  • the solution to the problem is characterized in that the Platform in the area of an entry and / or exit edge of the airfoil less than protrudes over the surface of the airfoil in the middle region of the airfoil and so axial space is saved.
  • the platform With its circumference, the platform can be connected to a circumference of the airfoil that is radial lies in an area lying opposite the tip of the airfoil, so the distance between the two aforementioned sizes except in the range the leading and / or trailing edge is essentially constant.
  • the transition curvature can be from a central area of the airfoil in the direction be formed increasingly narrow on the leading and / or trailing edge.
  • the blade in the area of the leading and / or trailing edge cannot have any the surface of which has the protruding platform.
  • the advantage of such a built guide ring is that the additional provided platform of connecting the airfoil and shroud without Restriction with regard to the profile geometry of the airfoil is possible.
  • the platform provided with a transition curve in the With regard to aerodynamics and strength advantages with it.
  • the breakthroughs in the shroud have larger radii in the area of the leading and trailing edge are easier to manufacture.
  • the transition curvature hugs for optimal design in terms of aerodynamics and strength to the surface of the airfoil and the peripheral surface adjacent to the platform in the assembled state of the deck band.
  • the airfoil can be in the area of the leading and / or trailing edge have no platform protruding over its circumference, so that the axial Overall length of the guide ring is further reduced. Since the platform also with your This occurs in the circumference in the leading and / or trailing edge on both sides Problem of too narrow and difficult to manufacture edges in the openings of the Shrouds not on.
  • the surface of the airfoil can be in the area of the inlet and / or Trailing edge in the assembled state on the peripheral surface of the shroud adjoin, in the other area along the circumference of the airfoil, e.g. in the middle area on the suction and pressure side, one over the circumference of the airfoil protruding platform with a transition curvature.
  • the transition curvature can alternatively be from a central area of the airfoil, e.g. on the suction and pressure side, in the direction of the leading and / or trailing edge be increasingly narrow, so that due to the narrower curvature axial overall length is saved in the area of the entry and / or exit edge.
  • the transition curvature can be circular at least in sections be and have a radius, this in the central region of the airfoil be larger than in the other areas along the circumference of the airfoil can. If the airfoil has a circumference along the entire circumference protruding platform, the radius is in the area of the leading and / or trailing edge smallest to reduce the axial length.
  • the radius can be along the circumference of the airfoil constant and its center be changed so that the transition curvature along the entire circumference to the surface of the airfoil hugs and at the leading and / or trailing edge a tangent jump to the peripheral surface of the cover tape is present.
  • Manufacturing with a constant radius is cheap.
  • the tangent jump at the leading and / or trailing edge the until it can gradually increase there, the axial length of the guide ring is reduced.
  • FIG. 1 shows a section of a guide ring known from the prior art with an outer shroud 1 and an airfoil 2, which has an end section 3 having.
  • the outer shroud 1 there are several, generally equidistantly arranged Breakthroughs 4 formed.
  • an airfoil 2 inserted with its end section 3 and there by e.g. Soldering or Welding attached.
  • the end sections 3 the blades 2 have a two-dimensional or constant profile.
  • the blades 2 do not necessarily have a constant profile over the entire Must have channel height, is subject to their profile geometry for installation reasons significant restrictions.
  • the blades 2 must not bend or have significant thickening. It is also problematic, which is proportionate Form narrowly profiled openings 4 in the shroud 1.
  • FIG. 2 shows a plan view of an embodiment of the built guide ring, in which an airfoil 2 in cross section and one on the free end of the Blade 2 adjoining platform 5 is shown.
  • it corresponds the profile or the shape of the opening 4 in the shroud 1 the profile or scope 6 of the platform 5 and is larger than the circumference 7 of the airfoil 2.
  • the surface 8 of the airfoil 2 goes into the platform with a transition curve 9 6 over, which is designed so that they are both in the assembled state Surface 8 of the airfoil 2 and the inner peripheral surface 10 of the Cover band 1 hugs.
  • the transition curvature 9 is designed as a radius that in the central region 11 of the Blade 2 larger than in the area of the leading edge and trailing edge 12, 13 and until then e.g. can gradually decrease.
  • the transition curve 9 have a constant radius along the circumference, wherein in In this case, its center point changes towards the leading and trailing edge 12, 13, that the peripheral curvature 9 also there on the surface 8 of the airfoil 2 hugs and, as shown in Fig. 7, to the inner peripheral surface 10 of the shroud 1 has a tolerable tangent jump. This alternative has manufacturing advantages.
  • Fig. 3 shows a sectional view of the shroud 1 and the airfoil 2, at which is the radius of the transition curve 9 in the central region 11 of the airfoil 2 is shown.
  • the blade 2 is with the platform 5 in an opening 4 in the Cover tape 1 used, the profile or the shape of the opening 4 the profile or corresponds to the extent 6 of the platform 5.
  • the platform 5 stands with its scope 6 in this area 11 clearly above the surface 8 of the airfoil 2.
  • the blade 4 is a section in the area of the inlet and outlet edges 12, 13 of the airfoil 2 shown.
  • the blade 2 is with its platform 5 in the cover band 1 trained breakthrough 4 used and attached.
  • the platform 5 points as a transition curvature 9 has a radius that is significantly smaller than that in the central region 11, shown in FIG. 3, so that the platform 5 with its circumference 6 protrudes significantly less over the surface 8 of the airfoil 2.
  • the radius or the transition curve 9 nestles on the one hand on the surface 8 of the Blade 2 and on the other hand to the inwardly facing peripheral surface 10 of the cover tape 1.
  • By significantly reducing the transition radius 9 in Area of the leading and trailing edge 12, 13 is the axial length of the built Leitkranzes effectively reduced.
  • the openings 4 in the Produce shroud 1 more efficiently due to the lack of pointed edges or the like. since the circumference 6 of the platform 5 is larger than that of the airfoil 2.
  • the reduction in axial length in the embodiment 4 also advantageous in terms of production technology with a transition curvature 9 with a constant radius along the circumference if its center is as described above, changes towards the leading and / or trailing edge 12, 13 and there a tangent jump T is permitted at the transition to the shroud 1.
  • the tangent jump T can with a constant radius to the leading and / or trailing edge 12, 13 gradually increase.
  • Fig. 5 shows a further embodiment of the built guide ring, in which a cut airfoil 2 and a platform 5 are shown in plan view.
  • the platform 5 stands with its circumference 6 in the central region 11 of the airfoil 2 or on the pressure and suction side over the surface 8 of the airfoil 2 before and here has a transition curvature 9.
  • the platform 5 ends immediately adjacent to the leading edge 12 and the trailing edge 13 and stands in these two Areas not over the profile or the circumference 7 of the airfoil 2 before.
  • the transition curvature ending on both sides of the entry and / or exit edge 12, 13 9 is designed so that it extends to the surface in the circumferential direction 8 hugs or there directly at the leading and trailing edge 12, 13 expires. In this way, the axial dimensions of the built guide ring can be reduce effectively without narrow openings 4 with sharp edges in the cover tapes 1 must be manufactured.
  • FIG. 6 shows the embodiment of FIG. 5 in a sectional view, in which the Cover band 1, the airfoil 2 and the platform 5 directly in the area of the inlet and Trailing edge 12, 13 is shown.
  • the airfoil has 2 at the transition to the platform 5 no transition curve 9, whereby the axial length is effectively reduced.
  • Platform 5 is in this area with its circumference 6 essentially not over the surface 8 of the airfoil 2 or its scope 7 before.
  • FIG. 7 shows the exemplary embodiment from FIG. 5 in a section shown in FIG. 5 adjacent to the leading and trailing edges 12, 13 of the airfoil 2.
  • the transition curvature 9 has the same radius as in the central region 11 of the airfoil 2 on.
  • the representation of the transition curvature 9 in the central region 11 corresponds in this exemplary embodiment, that of the exemplary embodiment according to FIG. 2 and is shown in FIG. 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen gebauten Leitkranz für eine Gasturbine, insbesondere ein Flugtriebwerk, umfassend wenigstens ein Deckband (1) mit einer Umfangsfläche (10) und wenigstens ein Schaufelblatt (2) mit einer Oberfläche (8), wobei das Deckband (1) wenigstens einen Durchbruch (4) zur Befestigung des Schaufelblatts (2) aufweist und wobei das Schaufelblatt (2) an wenigstens einem Endabschnitt (3) eine zumindest abschnittsweise über dessen Umfang (7) vorstehende, eine Übergangskrümmung (9) aufweisende Plattform (5) aufweist, die in den Durchbruch (4) eingesetzt ist <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen gebauten Leitkranz für eine Gasturbine, insbesondere ein Flugtriebwerk, umfassend wenigstens ein Deckband mit einer Umfangsfläche und wenigstens einem Schaufelblatt mit einer Oberfläche, wobei das Deckband wenigstens einen Durchbruch zur Befestigung des Schaufelblatts aufweist, die Umfangsfläche des Deckbands zum Schaufelblatt blickt, und wobei das Schaufelblatt an wenigstens einem Endabschnitt eine zumindest abschnittsweise über dessen Oberfläche vorstehende, eine Übergangskrümmung aufweisende Plattform aufweist, die in den Durchbruch eingesetzt ist.
Gebaute Leitkränze sind integrale Bauteile, die allgemein ein ringförmiges Außendeckband, mehrere Schaufelblätter und ggf. ein ringförmiges Innendeckband umfassen. Derartige Leitkränze können auch segmentweise aufgebaut sein und werden z.B. in Verdichtern von Flugtriebwerken eingesetzt. Das Deckband erstreckt sich im allgemeinen um die Längsachse der Gasturbine herum. Die Schaufelblätter sind im wesentlichen in Radialrichtung angeordnet.
Bei einem bekannten gebauten Leitkranz weist das Schaufelblatt wenigstens einen Endabschnitt mit einem konstanten Profil bzw. einer konstanten Querschnittsfläche auf, welche bei der Montage in einen im Deckband ausgebildeten Durchbruch eingesetzt und durch z.B. Löten oder Schweißen befestigt ist. Das Schaufelblatt kann auch an einem gegenüberliegenden, zweiten Endabschnitt ein konstantes Profil bzw. einen konstanten Querschnitt aufweisen und in einem zweiten Deckband, d.h. einem - Außen- und Innendeckband, eingesetzt sein. Nachteilig dabei ist, daß das Profil des Schaufelblatts zwar nicht über die gesamte Kanalhöhe konstant sein muß, jedoch im Hinblick auf seine Profilgeometrie aus Montagegründen eingeschränkt ist. Das Schaufelblatt darf z.B. keine starke Biegung oder deutliche Verdickung in seinem zwischen den Endabschnitten liegenden Bereich aufweisen. Zudem sind die Durchbrüche im Bereich der Ein- und Austrittskanten bei schmaler Schaufelgeometrie zum Teil sehr eng, was Probleme bei der Fertigung mit sich bringt.
Aus der DE-AS 12 00 070 ist ein Herstellungsverfahren für einen Leitschaufelkranz bekannt, bei dem die Schaufeln in in einem Ringkörper ausgebildeten Nuten mit ihrem Schaufelfuß eingesetzt werden, wobei das Schaufelblatt mit einer Krümmung in den Schaufelfuß übergeht und der Ringkörper abschließend in mehrere Segmente getrennt wird.
Die EP 0 704 602 A2 offenbart an einem Träger angeordnete Turbinenschaufeln, bei denen die Schaufelblattoberfläche in einem Radius in die Umfangsfläche des Trägers übergeht.
Ferner ist aus der EP 0 199 073 A1 ein Herstellungsverfahren für eine Leitschaufel bekannt, die durch Löten an einem Leitrad befestigt wird, wobei die Leitschaufel aus einem mit Übermaß abgelenkten Profilstab hergestellt wird, und wobei diesem zur Vergrößerung der Lötfläche an wenigstens einem Ende im kalten Zustand eine fußartige Verdickung angestaucht und in deren Bereich eine Lötfläche ausgebildet wird. Zur Anstellung der Leitschaufeln kann der Profilstab schräg-einseitig angestaucht werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen gebauten Leitkranz der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, der axiale Baulänge einspart, sich möglichst einfach fertigen läßt und keinen oder nur geringeren Einschränkungen im Hinblick auf die Profilgeometrie des Schaufelblatts, z.B. aus Montagegründen, unterliegt.
Die Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform im Bereich einer Ein- und /oder Austrittskante des Schaufelblatts weniger als im Mittenbereich des Schaufelblatts über die Oberfläche des Schaufelblatts vorsteht und so axialer Bauraum eingespart wird.
Die Plattform kann mit Ihrem Umfang an einen Umfang des Schaufelblatts, der radial in einem der Spitze des Schaufelblatts gegenüberliegen Bereich liegt, angepaßt sein, so dass der Abstand zwischen den beiden vorgenannten Umfängen außer im Bereich der Ein- und/oder Austrittskante im wesentlichen konstant ist.
Die Übergangskrümmung kann von einem Mittenbereich des Schaufelblatts in Richtung auf die Ein- und/oder Austrittskante zunehmend enger ausgebildet sein. Alternativ kann das Schaufelblatt im Bereich der Ein- und/oder Austrittskante keine über dessen Oberfläche vorstehende Plattform aufweisen.
Der Vorteil eines solchen gebauten Leitkranzes besteht darin, daß durch die zusätzlich vorgesehene Plattform des Verbinden von Schaufelblatt und Deckband ohne Einschränkung im Hinblick auf die Profilgeometrie des Schaufelblatts möglich ist. Darüber hinaus bringt die mit einer Übergangskrümmung versehene Plattform im Hinblick auf die Aerodynamik und die Festigkeit Vorteile mit sich. Die Durchbrüche im Deckband weisen im Bereich der Ein- und Austrittskante größere Radien auf und lassen sich besser fertigen.
In einer Ausgestaltung schmiegt sich die Übergangskrümmung zur optimalen Gestaltung im Hinblick auf Aerodynamik und die Festigkeit an die Oberfläche des Schaufelblatts und die im montierten Zustand an die Plattform angrenzende Umfangsfläche des Deck bands an.
Des weiteren kann das Schaufelblatt im Bereich der Ein- und/oder Austrittskante keine über dessen Umfang vorstehende Plattform aufweisen, wodurch die axiale Baulänge des Leitkranzes weiter verringert wird. Da die Plattform zudem mit ihrem Umfang in die Ein- und/oder Austrittskante jeweils beidseitig ausläuft, tritt das Problem der zu engen und schwer zu fertigenden Kanten in den Durchbrüchen des Deckbands nicht auf.
Die Oberfläche des Schaufelblatts kann bei fehlender Plattform im Bereich der Ein- und/oder Austrittskante im montierten Zustand an die Umfangsfläche des Deckbands angrenzen, wobei im sonstigen Bereich entlang des Umfangs des Schaufelblatts, z.B. im Mittenbereich auf der Saug- und Druckseite, eine über den Umfang des Schaufelblatts vorstehende Plattform mit einer Übergangskrümmung vorliegt.
Die Übergangskrümmung kann alternativ von einem Mittenbereich des Schaufelblatts, z.B. auf der Saug- und Druckseite, in Richtung auf die Ein- und/oder Austrittskante zunehmend enger ausgebildet sein, so daß aufgrund der engeren Krümmung im Bereich der Ein- und/oder Austrittskante axiale Baulänge eingespart wird.
Die Übergangskrümmung kann wenigstens abschnittsweise kreisförmig ausgebildet sein und einen Radius aufweisen, wobei dieser im Mittenbereich des Schaufelblatts größer als in den anderen Bereichen entlang des Umfangs des Schaufelblatts sein kann. Weist das Schaufelblatt entlang des gesamten Umfangs eine über dessen Umfang vorstehende Plattform auf, so ist der Radius im Bereich der Ein- und/oder Austrittskante zur Verringerung der axialen Baulänge am kleinsten.
Bei einem gebauten Leitkranz kann der Radius entlang des Umfangs des Schaufelblatts konstant und sein Mittelpunkt so verändert sein, daß sich die Übergangskrümmung entlang des gesamten Umfangs an die Oberfläche des Schaufelblatts anschmiegt und an der Ein- und/oder Austrittskante ein Tangentensprung zur Umfangsfläche des Deckbands vorliegt. Die Herstellung mit konstantem Radius ist günstig. Zudem wird durch den Tangentensprung an der Ein- und/oder Austrittskante, der bis dorthin sukzessive zunehmen kann, die axiale Baulänge des Leitkranzes verringert.
Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Im folgenden wir die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
eine Schnittansicht durch ein Schaufelblatt und ein Deckband aus dem Stand der Technik,
Fig. 2
eine Draufsicht auf ein geschnittenes Schaufelblatt samt Plattform gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen gebauten Leitkranzes,
Fig. 3
eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 2,
Fig. 4
eine weitere Schnittansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 2,
Fig. 5
eine Draufsicht auf ein geschnittenes Schaufelblatt samt Plattform gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen gebauten Leitkranzes,
Fig. 6
eine Schnittansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5 und
Fig. 7
eine weitere Schnittansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 5.
Fig. 1 zeigt einen Abschnitt eines aus dem Stand der Technik bekannten Leitkranzes mit einem äußeren Deckband 1 und einem Schaufelblatt 2, das einen Endabschnitt 3 aufweist. In dem äußeren Deckband 1 sind mehrere, im allgemeinen äquidistant angeordnete Durchbrüche 4 ausgebildet. In jeden Durchbruch 4 wird jeweils ein Schaufelblatt 2 mit seinem Endabschnitt 3 eingesetzt und dort durch z.B. Löten oder Schweißen befestigt. Um die Montage zu ermöglichen, müssen die Endabschnitte 3 der Schaufelblätter 2 ein zwei-dimensionales bzw. konstantes Profil aufweisen. Auch wenn die Schaufelblätter 2 nicht notwendig ein konstantes Profil über die gesamte Kanalhöhe besitzen müssen, unterliegt deren Profilgeometrie aus Montagegründen deutlichen Einschränkungen. Die Schaufelblätter 2 dürfen keine starke Biegung oder deutliche Verdickungen besitzen. Es ist zudem problematisch, die verhältnismäßig schmal profilierten Durchbrüche 4 in dem Deckband 1 auszubilden.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des gebauten Leitkranzes, bei dem ein Schaufelblatt 2 im Querschnitt und eine sich an das freie Ende des Schaufelblatts 2 anschließende Plattform 5 dargestellt ist. In diesem Fall entspricht das Profil bzw. die Form des Durchbruchs 4 in dem Deckband 1 dem Profil bzw. Umfang 6 der Plattform 5 und ist größer als der Umfang 7 des Schaufelblatts 2. Die O-berfläche 8 des Schaufelblatts 2 geht mit einer Übergangskrümmung 9 in die Plattform 6 über, die so gestaltet ist, daß sie sich im montierten Zustand sowohl an die Oberfläche 8 des Schaufelblatts 2 als auch an die innere Umfangsfläche 10 des Deckbands 1 anschmiegt.
Die Übergangskrümmung 9 ist als Radius ausgebildet, der im Mittenbereich 11 des Schaufelblatts 2 größer als im Bereich der Eintrittskante und Austrittskante 12, 13 ist und bis dorthin z.B. sukzessive abnehmen kann. Alternativ kann die Übergangkrümmung 9 entlang des Umfangs einen konstanten Radius aufweisen, wobei sich in diesem Fall dessen Mittelpunkt zur Ein- und Austrittskante 12, 13 hin so verändert, daß sich die Umfangskrümmung 9 auch dort an die Oberfläche 8 des Schaufelblatts 2 anschmiegt und, wie in Fig. 7 dargestellt, zur inneren Umfangsfläche 10 des Deckbands 1 hin einen tolerierbaren Tangentensprung aufweist. Diese Alternative hat fertigungstechnische Vorteile.
Fig. 3 zeigt eine geschnittene Ansicht des Deckbands 1 und des Schaufelblatts 2, bei dem der Radius der Übergangskrümmung 9 im Mittenbereich 11 des Schaufelblatts 2 dargestellt ist. Die Schaufel 2 ist mit der Plattform 5 in einen Durchbruch 4 in das Deckband 1 eingesetzt, wobei das Profil bzw. die Form des Durchbruchs 4 dem Profil bzw. dem Umfang 6 der Plattform 5 entspricht. Die Plattform 5 steht mit ihrem Umfang 6 in diesem Bereich 11 deutlich über die Oberfläche 8 des Schaufelblatts 2 vor.
In Fig. 4 ist ein Schnitt im Bereich der Ein- und Austrittskante 12, 13 des Schaufelblatts 2 dargestellt. Das Schaufelblatt 2 ist mit seiner Plattform 5 in den im Deckband 1 ausgebildeten Durchbruch 4 eingesetzt und befestigt. Die Plattform 5 weist als Übergangskrümmung 9 einen Radius auf, der deutlich kleiner als jener im Mittenbereich 11, dargestellt in Fig. 3, ist, so daß die Plattform 5 mit ihrem Umfang 6 deutlich weniger über die Oberfläche 8 des Schaufelblatts 2 vorsteht. Der Radius bzw. die Übergangskrümmung 9 schmiegt sich einerseits an die Oberfläche 8 des Schaufelblatts 2 und andererseits an die nach innen gewandte Umfangsfläche 10 des Deckbands 1 an. Durch die deutliche Verkleinerung des Übergangsradius 9 im Bereich der Ein- und Austrittskante 12, 13 wird die axiale Baulänge des gebauten Leitkranzes wirksam verringert. Gleichzeitig lassen sich die Durchbrüche 4 in dem Deckband 1 aufgrund des Fehlens von spitzen Kanten oder dgl. effizienter fertigen, da der Umfang 6 der Plattform 5 großflächiger als jener vom Schaufelblatt 2 ist.
Alternativ kann die Verringerung der axialen Baulänge bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 fertigungstechnisch vorteilhaft auch mit einer Übergangskrümmung 9 mit konstantem Radius entlang des Umfangs erzielt werden, wenn sich dessen Mittelpunkt, wie oben beschrieben, zur Ein- und/oder Austrittskante 12, 13 hin ändert und dort einen Tangentensprung T beim Übergang zum Deckband 1 zugelassen wird.
Der Tangentensprung T kann bei konstantem Radius zur Ein- und/oder Austrittskante 12, 13 hin sukzessive zunehmen.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des gebauten Leitkranzes, bei dem ein geschnittenes Schaufelblatt 2 und eine Plattform 5 in der Draufsicht dargestellt sind. Die Plattform 5 steht mit ihrem Umfang 6 im Mittenbereich 11 des Schaufelblatts 2 bzw. an der Druck- und Saugseite über die Oberfläche 8 des Schaufelblatts 2 vor und weist hier eine Übergangskrümmung 9 auf. Die Plattform 5 endet unmittelbar angrenzend an die Eintrittskante 12 und die Austrittskante 13 und steht in diesen beiden Bereichen nicht über das Profil bzw. den Umfang 7 des Schaufelblatts 2 vor. Die jeweils zu beiden Seiten der Ein- und/oder Austrittskante 12, 13 endende Übergangskrümmung 9 wird so ausgebildet, daß sie sich in Umfangsrichtung an die Oberfläche 8 anschmiegt bzw. dort unmittelbar an der Ein- und Austrittskante 12, 13 ausläuft. Auf diese Weise lassen sich die axialen Abmessungen des gebauten Leitkranzes wirksam verringern, ohne daß schmale Durchbrüche 4 mit spitzen Kanten in den Deckbändern 1 gefertigt werden müssen.
Während in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 bis 4 an der Ein- und Austrittskante 12, 13 eine Übergangskrümmung 9 mit deutlich kleinerem Radius (bzw. mit demselben Radius und verändertem Mittelpunkt und Tangentensprung) als auf der SaugDruckseite vorliegt, wird das Ausführungsbeispiel aus Fig. 5 im Bereich der Ein- und Austrittskante 12, 13 ohne Übergangskrümmung 9 ausgebildet, so daß die Oberfläche 8 des Schaufelblatts 2 im montierten Zustand unmittelbar an die innere Umfangsfläche 10 des Deckbands 1 angrenzt.
Fig. 6 zeigt das Ausführungsbeispiel aus Fig. 5 in einer Schnittansicht, in der das Deckband 1, das Schaufelblatt 2 und die Plattform 5 unmittelbar im Bereich der Ein- und Austrittskante 12, 13 dargestellt ist. In dieser Ausgestaltung weist das Schaufelblatt 2 am Übergang zur Plattform 5 keine Übergangskrümmung 9 auf, wodurch die axiale Baulänge wirksam reduziert wird. Die Plattform 5 steht in diesem Bereich mit ihrem Umfang 6 im wesentlichen nicht über die Oberfläche 8 des Schaufelblatts 2 bzw. dessen Umfang 7 vor.
Fig. 7 zeigt das Ausführungsbeispiel aus Fig. 5 in einem in Fig. 5 gezeigten Schnitt angrenzend an die Ein- und Austrittskante 12, 13 des Schaufelblatts 2. Die Übergangskrümmung 9 weist denselben Radius wie im Mittenbereich 11 des Schaufelblatts 2 auf. Die Darstellung der Übergangskrümmung 9 im Mittenbereich 11 entspricht bei diesem Ausführungsbeispiel jener des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 und ist in Fig. 3 gezeigt.
Aufgrund des fertigungstechnisch vorteilhaften, konstanten Radius bei gleichzeitigem Verschieben von dessen Mittelpunkt in der Weise, daß sich die Übergangskrümmung 9 entlang des gesamten Umfangs 7 an die Oberfläche 8 des Schaufelblatts 2 anschmiegt und bis angrenzend an die Ein- und/oder Austrittskante 12, 13 ein zunehmender Tangentensprung T zur inneren Oberfläche 10 des Deckbands 1 vorliegt, wird die axiale Läge des Leitkranzes verringert.
Die beispielhaft an einem äußeren Deckband beschriebenen Maßnahmen können in entsprechender Weise an einem zusätzlichen inneren Deckband verwirklicht werden.

Claims (9)

  1. Gebauter Leitkranz für eine Gasturbine, insbesondere ein Flugtriebwerk, umfassend ein Deckband (1) mit einer Umfangsfläche (10) und wenigstens ein Schaufelblatt (2) mit einer Oberfläche (8), wobei das Deckband (1) wenigstens einen Durchbruch (4) zur Befestigung des Schaufelblatts (2) aufweist, und wobei das Schaufelblatt (2) an wenigstens einem Endabschnitt (3) eine zumindest abschnittsweise über dessen Oberfläche (8) vorstehende, eine Übergangskrümmung (9) aufweisende Plattform (5) aufweist, die in den Durchbruch (4) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (5) im Bereich einer Ein- und /oder Austrittskante (1 2,13) des Schaufelblatts (2) weniger als im Mittenbereich (11) des Schaufelblatts (2) über die Oberfläche (8) des Schaufelblatts (2) vorsteht.
  2. Gebauter Leitkranz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (5) mit Ihrem Umfang (6) an einen Umfang (7) des Schaufelblatts (2) angepaßt ist.
  3. Gebauter Leitkranz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattform (5) im Mittenbereich (11) auf einer Saug- und/oder einer Druckseite des Schaufelblatts (2) über die Oberfläche (8) des Schaufelblatts (2) vorsteht.
  4. Gebauter Leitkranz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Übergangskrümmung (9) von einem Mittenbereich (11) des Schaufelblatts (2) in Richtung auf eine Ein- und/oder eine Austrittskante (12,13) zunehmend enger ausgebildet ist oder das Schaufelblatt (2) im Bereich der ein- und/oder Austrittskante (12,13) keine über dessen Oberfläche (8) vorstehende Plattform (5) aufweist.
  5. Gebauter Leitkranz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die übergangskrümmung (9) an die Oberfläche (8) des Schaufelblattes (2) und einer angrenzenden Umfangsfläche (10) des Deckbands (1) anschmiegt.
  6. Gebauter Leitkranz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (8) des Schaufelblatts (2) im Bereich der Ein- und/oder Austrittskante (12,13) an die Umfangsfläche (10) des Deckbands (1) angrenzt.
  7. Gebauter Leitkranz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangskrümmung (9) wenigstens abschnittsweise als Radius ausgeführt ist.
  8. Gebauter Leitkranz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius in einem Mittenbereich (11) des Schaufelblatts (2) größer als in den anderen Bereichen entlang des Umfangs (7) des Schaufelblatts (2) ist.
  9. Gebauter Leitkranz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius entlang des Umfangs (7) des Schaufelblatts (2) konstant ist und sein Mittelpunkt so verändert ist, daß sich die Übergangskrümmung (9) entlang des gesamten Umfangs (7) an die Oberfläche (8) des Schaufelblatts (2) anschmiegt und an der Ein- und/oder Austrittskante (12, 13) ein Tangentensprung (T) zur Umfangsfläche (10) des Deckbands (1) vorliegt.
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