EP1154125A2 - Blading with damping elements - Google Patents
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- EP1154125A2 EP1154125A2 EP01109099A EP01109099A EP1154125A2 EP 1154125 A2 EP1154125 A2 EP 1154125A2 EP 01109099 A EP01109099 A EP 01109099A EP 01109099 A EP01109099 A EP 01109099A EP 1154125 A2 EP1154125 A2 EP 1154125A2
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- damping
- damping elements
- blade arrangement
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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
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/22—Blade-to-blade connections, e.g. for damping vibrations
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S416/00—Fluid reaction surfaces, i.e. impellers
- Y10S416/50—Vibration damping features
Definitions
- the present invention relates to a blade arrangement with damping elements.
- the damping elements serve the vibration damping of the blade arrangement.
- the blade arrangement includes a rotor as well blades arranged on the circumference of the rotor, wherein between the blades damping elements loosely arranged are when the rotor rotates about a rotor axis by a centrifugal force acting in the radial direction be in contact with the blades.
- Such blade arrangements are particularly used in turbomachines such as gas turbines.
- the individual blades usually consist of the airfoil, a blade platform and the Blade foot, which in corresponding recesses on the circumference of the rotor is attached.
- the present invention relates to a Blade arrangement with damping elements for damping of these unwanted vibrations.
- damping elements are already used, that work between the individual blades. At these damping elements are usually loose body, which at first between at rest the blade roots of the blades on the rotor or on corresponding Support structures are in place and in operation of the rotor due to the acting in the radial direction Centrifugal force against the bottom of the blade platforms adjacent blades are pressed. Each Damping element is at the same time two adjacent blade platforms in contact. As a result, the kinetic energy can be due relative motion between vibrations the blades in frictional energy between each Bucket platforms and the adjacent damping element being transformed. This dampens the Vibrations and overall leads to a decreased Vibration load on the blade arrangement.
- Such a blade arrangement with damping elements is known for example from US 4,917,574.
- the blade platforms are more adjacent Blades with their underside recesses, into that during rotation by centrifugal force spherical bodies are pressed as damping elements.
- the Damping elements consists of these as rod-shaped Form elements with a round cross-section that are parallel arranged to the rotor axis between adjacent blades are.
- the arrangement can, for example in a corresponding lateral recess of the Blade base or the blade platform of one of the neighboring ones Shovels take place.
- Such an arrangement is described, for example, in A. J. Scalzo, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 114, April 1992, on pages 289 and 290.
- This frequently used shape of the damping elements with circular Cross-section also creates a seal the gas flow of a gas turbine with respect to the rotor and is therefore also referred to as a "seal-pin damper".
- the object of the present invention is therein, a blade arrangement with damping elements and a method for damping vibrations of a blade arrangement specify with which good damping a variety of different vibration conditions can be achieved.
- the blade arrangement includes damping elements a rotor and arranged on the circumference of the rotor Shovels. There are damping elements between the blades arranged to rotate the rotor around the rotor axis through the one acting in the radial direction Centrifugal force brought into contact with the blades become.
- the blade arrangement is characterized by this from that at least between two adjacent blades several damping elements in the circumferential direction of the Rotors are arranged one behind the other.
- damping elements are designed and arranged in such a way that when the rotor rotates one after the other arranged damping elements over one or more Touch the touch surfaces and a first one in a row arranged damping elements with a first Friction surface of one and a second one behind the other arranged damping elements with a second friction surface of the other of the neighboring ones Get in contact with the blades.
- one or more further surfaces, the contact surfaces between the two or more damping elements are available in the present arrangement for converting kinetic vibration energy into friction energy.
- This additional contact surface (s) further reduces the risk of the damping elements becoming stuck, as can occur under certain vibration conditions in the case of the circular cross-sectional damping elements of the prior art.
- the present arrangement offers, in particular, the possibility of designing the two or more damping elements in mutually different shapes in order to be able to optimally adapt them to the respective damping requirements. There are no limits to the variety of shapes as long as the mutual frictional contacts and the frictional contacts to the blades or blade platforms can be maintained during operation.
- the mass center of gravity of the group of damping elements arranged one behind the other can be selected such that it does not lie symmetrically between the two adjacent blades or friction surfaces in the circumferential direction of the rotor.
- the load can be distributed unevenly over the damping elements, particularly when using two damping elements arranged one behind the other.
- the asymmetry can be set in a targeted manner by a different geometric configuration or by different masses of the two damping elements. Due to the multitude of possible combinations, the groups of damping elements can be optimally configured for every application. In particular, the suitable choice of the friction or contact surfaces, the mass and the position of the center of mass can ensure that the damping elements do not get stuck.
- the damping elements should also have a high rigidity / weight ratio. This can also be achieved by a hollow shape of these elements.
- the damping elements of a group can consist of different ones Materials exist.
- base material one of two damping elements Cobalt, as the base material of the other damping element Nickel can be chosen. This makes possible different coefficients of friction on the respective Frictional surfaces with the blades so that through the choice of materials is another option for customization Achieving optimal vibration damping available stands.
- the damping elements here, as well in the known arrangements of the prior art, by the centrifugal force during the rotation of the rotor for example against the underside of the blade platforms pressed.
- the blade platforms should be on their Subpages for this in adaptation to the shape of the Damping elements be suitably shaped or guide grooves form.
- other areas besides the bucket platforms of the blade root by means of suitable shaping for receiving the damping elements can be formed.
- the damping elements can be used to idle the rotor also be held by suitable restraint systems.
- a combination of a rod-shaped damping element with a circular cross-section and a wedge-shaped damping element i. h, a rod-shaped damping element with a wedge-shaped cross section.
- This combination of two damping elements with different effects can effectively dampen a large number of different vibration states. While the rod-shaped damping element with a circular cross-section primarily dampens in-phase vibrations effectively, the wedge-shaped damping element primarily acts on vibrations that do not occur in phase. Due to the additional contact surface between the damping elements for absorbing vibrational energy, the problem of locking that occurs when only a rod-shaped damping element with a circular cross section is used can be avoided. This increases the life of the blade assembly.
- the group according to the invention arranged one behind the other Damping elements can only be used between individual or also between all neighboring blades of the blading be used. Lately has been also pointed out that through a mismatch (mistuning) the damper reduces the flutter or can be avoided.
- the possibility of an asymmetrical Damper configuration of the present invention offers clear advantages.
- the damping elements arranged one behind the other a group consist of different materials and / or have different geometric shapes, this material or shape pattern in in a mixed up way across the entire blading repeated.
- the relative can also be used, for example Position of a damping element with a wedge-shaped Cross section to a damping element with a circular Swap cross section from bucket to bucket, to achieve the desired mismatch.
- Figure 1 shows a first embodiment for an embodiment of the damping elements in the invention Blade arrangement.
- the figure shows one Section of the blade arrangement in a sectional plane perpendicular to the rotor axis.
- the blade platforms 1 to recognize neighboring blades, which - not shown - are attached to the rotor blade and have a small distance from each other.
- the subpages of the two blade platforms 1 form friction surfaces 4, 5, against which the two damping elements 2, 3 when the rotor is rotated by the centrifugal force be pressed.
- the friction surfaces 4, 5 are at an angle of approx. 45 ° in this example to the plane by the radial direction and the Rotor axis is clamped, inclined.
- damping element 2 with a wedge-shaped Cross section - hereinafter referred to as a wedge-shaped damping element designated - together with a damping element 3 with a circular cross section - hereinafter as called circular damping element - used.
- Both damping elements are rod-shaped in the axial direction trained as this from the prior art is known.
- FIG. 2 shows a further example of the configuration and arrangement of the damping elements in the present blade arrangement.
- the surface of the wedge-shaped damping element 2 which comes into contact with the friction surface 4 of the blade platform, is provided with elevations or raised areas 7. These raised areas serve to prevent the wedge-shaped damping element from tilting relative to the friction surface 4, as might occur under certain vibration conditions. This configuration therefore prevents possible tilting of the damping element, which leads to a deterioration in the damping behavior.
- the inclination of the friction surface 4 on the side of the wedge-shaped damping element 2 to a plane running perpendicular to the radial direction can be between 45 ° and 80 ° in this, as in the other exemplary embodiments, and is chosen such that the damping element 2 is prevented from becoming stuck.
- the angle ⁇ between the contact surface 6 of the wedge-shaped 2 and circular damping element 3 and the plane running perpendicular to the radial direction can be chosen as desired in order to achieve the required stability and to prevent the damping element 3 from becoming stuck. This angle ⁇ can in particular also be chosen to be significantly smaller than 90 °.
- FIG. 3 Another example of a configuration of the damping elements of the present blade arrangement is shown in FIG. 3.
- the first damping element 2 - again wedge-shaped - is designed such that it comes into contact with both friction surfaces 4, 5 of the two adjacent vane platforms 1 when the rotor rotates.
- another damping element with a circular cross section 3 is used, which also comes into frictional contact with the friction surface 5 of the one blade platform 1.
- the diameter of the circular damping element 4 must of course be smaller than in the embodiments of FIGS. 1 and 2 under otherwise identical geometric conditions.
- the wedge-shaped damping element 2 is in turn provided with raised areas 7 in order to avoid the tilting instability already described.
- Figure 4 finally shows an example schematically for the arrangement of two groups of damping elements about the axial extension of the blades.
- the airfoil 8 the airfoil platform 1 and to recognize the blade root 9.
- About the axial Extent of the blade (axial direction 12) are here the positions of two groups 10, 11 from one another arranged damping elements indicated, which according to the claims, for example as in the preceding Examples are designed.
- the first group 10 is located on the front edge in this example 14 of the shovel, the second group 11 on the rear edge 15.
- the flow direction 13 is through a Arrow indicated.
- the configurations of the present blade arrangement are possible for the damping of a variety resonant and non-resonant vibration excitations suitable, such as fluttering, shaking or stochastic excitation.
- the possibility of each other deviating geometric design of the two Damping elements enable optimal adjustment to the respective circumstances.
- the inclined platforms of the rotor axis can Damping elements in a correspondingly inclined position or orientation can be used.
- the damping elements are both when used in Low pressure as well as in high pressure turbines and for compressor blades suitable. You can as simple Damping elements or for additional sealing as Damping and sealing elements are used.
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaufelanordnung mit Dämpfungselementen sowie ein Verfahren zur Vibrationsdämpfung einer Schaufelanordnung. Die Schaufelanordnung umfasst einen Rotor sowie am Umfang des Rotors angeordnete Schaufeln. Zwischen den Schaufeln sind Dämpfungselemente (2, 3) angeordnet, die bei einer Rotation des Rotors durch eine in radialer Richtung wirkende Zentrifugalkraft mit den Schaufeln in Kontakt stehen. Zwischen benachbarten Schaufeln sind hierbei zumindest zwei Dämpfungselemente (2, 3) in Umfangsrichtung des Rotors hintereinander angeordnet, die sich bei einer Rotation des Rotors über eine Berührungsfläche (6) berühren und von denen ein erstes Dämpfungselement (2) mit einer ersten Reibungsfläche (4) der einen und ein zweites Dämpfungselement (3) mit einer zweiten Reibungsfläche (5) der anderen Schaufel in Kontakt treten. Mit der Schaufelanordnung lassen sich eine Vielzahl von unterschiedlichen Schwingungszuständen wirksam dämpfen. <IMAGE>The present invention relates to a blade arrangement with damping elements and a method for vibration damping of a blade arrangement. The blade arrangement comprises a rotor and blades arranged on the circumference of the rotor. Damping elements (2, 3) are arranged between the blades and are in contact with the blades when the rotor rotates due to a centrifugal force acting in the radial direction. Between adjacent blades, at least two damping elements (2, 3) are arranged one behind the other in the circumferential direction of the rotor, which come into contact when the rotor rotates via a contact surface (6) and of which a first damping element (2) with a first friction surface (4) one and a second damping element (3) come into contact with a second friction surface (5) of the other blade. A multitude of different vibration conditions can be effectively damped with the blade arrangement. <IMAGE>
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaufelanordnung mit Dämpfungselementen. Die Dämpfungselemente dienen der Vibrationsdämpfung der Schaufelanordnung. Die Schaufelanordnung umfasst einen Rotor sowie am Umfang des Rotors angeordnete Schaufeln, wobei zwischen den Schaufeln Dämpfungselemente lose angeordnet sind, die bei einer Rotation des Rotors um eine Rotorachse durch eine in radialer Richtung wirkende Zentrifugalkraft mit den Schaufeln in Kontakt stehen.The present invention relates to a blade arrangement with damping elements. The damping elements serve the vibration damping of the blade arrangement. The blade arrangement includes a rotor as well blades arranged on the circumference of the rotor, wherein between the blades damping elements loosely arranged are when the rotor rotates about a rotor axis by a centrifugal force acting in the radial direction be in contact with the blades.
Derartige Schaufelanordnungen werden insbesondere bei Strömungsmaschinen wie Gasturbinen eingesetzt. Die einzelnen Schaufeln bestehen hierbei in der Regel aus dem Schaufelblatt, einer Schaufelplattform und dem Schaufelfuß, der in entsprechende Ausnehmungen am Umfang des Rotors eingehängt ist. Beim Betrieb der Schaufelanordnung entstehen durch verschiedene Anregungsursachen unerwünschte Biege- und Torsionsschwingungen, die zu einer frühzeitigen Materialermüdung und damit zu einer verkürzten Lebensdauer der Schaufelanordnung führen können. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaufelanordnung mit Dämpfungselementen zur Dämpfung dieser unerwünschten Schwingungen. Such blade arrangements are particularly used in turbomachines such as gas turbines. The individual blades usually consist of the airfoil, a blade platform and the Blade foot, which in corresponding recesses on the circumference of the rotor is attached. When operating the blade arrangement arise from various causes of stimulation undesirable bending and torsional vibrations, which leads to early material fatigue and thus lead to a shortened lifespan of the blade arrangement can. The present invention relates to a Blade arrangement with damping elements for damping of these unwanted vibrations.
Zur Verminderung der Vibrationen von Schaufelanordnungen werden bereits Dämpfungselemente eingesetzt, die zwischen den einzelnen Schaufeln wirken. Bei diesen Dämpfungselementen handelt es sich um in der Regel lose Körper, die im Ruhezustand zunächst zwischen den Schaufelfüßen der Schaufeln am Rotor oder auf entsprechenden Tragestrukturen aufliegen und beim Betrieb des Rotors aufgrund der in radialer Richtung wirkenden Zentrifugalkraft gegen die Unterseite der Schaufelplattformen benachbarter Schaufeln gedrückt werden. Jedes Dämpfungselement steht dabei zur gleichen Zeit mit beiden benachbarten Schaufelplattformen in Kontakt. Hierdurch kann die kinetische Energie einer aufgrund von Vibrationen hervorgerufenen Relativbewegung zwischen den Schaufeln in Reibungsenergie zwischen den jeweiligen Schaufelplattformen und dem anliegenden Dämpfungselement umgewandelt werden. Dies dämpft die Schwingungen und führt insgesamt zu einer verminderten Schwingungsbelastung der Schaufelanordnung.To reduce the vibrations of blade assemblies damping elements are already used, that work between the individual blades. At these damping elements are usually loose body, which at first between at rest the blade roots of the blades on the rotor or on corresponding Support structures are in place and in operation of the rotor due to the acting in the radial direction Centrifugal force against the bottom of the blade platforms adjacent blades are pressed. Each Damping element is at the same time two adjacent blade platforms in contact. As a result, the kinetic energy can be due relative motion between vibrations the blades in frictional energy between each Bucket platforms and the adjacent damping element being transformed. This dampens the Vibrations and overall leads to a decreased Vibration load on the blade arrangement.
Eine derartige Schaufelanordnung mit Dämpfungselementen ist beispielsweise aus der US 4,917,574 bekannt. Bei dieser Anordnung bilden die Schaufelplattformen benachbarter Schaufeln mit ihrer Unterseite Ausnehmungen, in die während der Rotation durch die Zentrifugalkraft kugelförmige Körper als Dämpfungselemente gedrückt werden.Such a blade arrangement with damping elements is known for example from US 4,917,574. With this arrangement, the blade platforms are more adjacent Blades with their underside recesses, into that during rotation by centrifugal force spherical bodies are pressed as damping elements.
Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung der Dämpfungselemente besteht darin, diese als stabförmige Elemente mit rundem Querschnitt auszubilden, die parallel zur Rotorachse zwischen benachbarten Schaufeln angeordnet sind. Die Anordnung kann hierbei beispielsweise in einer entsprechenden seitlichen Ausnehmung des Schaufelfußes oder der Schaufelplattform einer der benachbarten Schaufeln erfolgen. Auf eine derartige Anordnung wird beispielsweise in A. J. Scalzo, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 114, April 1992, auf den Seiten 289 und 290 eingegangen. Diese häufig verwendete Form der Dämpfungselemente mit kreisförmigem Querschnitt bewirkt zusätzlich eine Abdichtung des Gasstromes einer Gasturbine gegenüber dem Rotor und wird daher auch als sog. "seal-pin damper" bezeichnet. Ein Nachteil dieser Dämpfungselemente besteht jedoch darin, dass unter bestimmten Bedingungen das Dämpfungselement verklemmen kann. Dadurch werden Relativbewegungen unterbunden, wodurch große Spannungen an den Übergangsstellen vom Dämpfungselement zu den Schaufeln entstehen. Diese Spannungen führen zu einer frühzeitigen Materialermüdung und können die Ausbildung von Rissen in den Schaufeln begünstigen. Weiterhin wirken diese kreisquerschnittsförmigen Dämpfungselemente nicht bei allen auftretenden Schwingungen einer Schaufelanordnung in gleicher Weise, so dass bestimmte Schwingungszustände beinahe ungedämpft auftreten können. Insbesondere kommt es bei diesen kreisquerschnittsförmigen Dämpfungselementen vor, dass keine Relativbewegung zwischen den Kontaktflächen auftritt oder die Dämpfungselemente auf der Kontaktfläche abrollen statt eine Gleitbewegung durchzuführen.Another way of designing the Damping elements consists of these as rod-shaped Form elements with a round cross-section that are parallel arranged to the rotor axis between adjacent blades are. The arrangement can, for example in a corresponding lateral recess of the Blade base or the blade platform of one of the neighboring ones Shovels take place. Such an arrangement is described, for example, in A. J. Scalzo, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 114, April 1992, on pages 289 and 290. This frequently used shape of the damping elements with circular Cross-section also creates a seal the gas flow of a gas turbine with respect to the rotor and is therefore also referred to as a "seal-pin damper". However, there is a disadvantage of these damping elements in that under certain conditions the damping element can jam. This makes relative movements prevented, causing great tension at the transition points arise from the damping element to the blades. These tensions lead to premature Material fatigue and the formation of cracks favor in the blades. These continue to work circular cross-sectional damping elements not all occurring vibrations of a blade arrangement in the same way so that certain vibrational states can occur almost undamped. In particular it comes with these circular cross-sectional damping elements before that no relative movement between the contact surfaces or the damping elements roll on the contact surface instead of sliding perform.
Eine weitere Schaufelanordnung mit Dämpfungselementen ist beispielsweise in der US 5,156,528 beschrieben. Bei dieser Anordnung bilden Randbereiche sich gegenüberliegender benachbarter Schaufelplattformen eine sich in radialer Richtung verjüngende Ausnehmung bzw. Führung, in die das Dämpfungselement durch die Zentrifugalkraft gedrückt wird. Das Dämpfungselement ist hierbei mit keilförmigem Querschnitt ausgebildet, wobei der Keilwinkel dem Winkel der durch die beiden Randbereiche der Schaufelplattformen gebildeten V-förmigen Ausnehmung entspricht. Mit dieser keilförmigen Ausgestaltung der Dämpfungselemente lassen sich wiederum andere Schwingungsmoden der Schaufelanordnung effizient dämpfen als die, die mit den oben beschriebenen Dämpfungselementen wirksam beeinflusst werden. Insbesondere sind diese keilförmigen Dämpfungselemente nicht für die Dämpfung gleichphasiger Schwingungsmoden geeignet. Weiterhin besteht bei diesen Dämpfungselementen das Problem, dass sie im Einsatz unter bestimmten Bedingungen verkippen können, wodurch die Dämpfungswirkung stark reduziert wird.Another blade arrangement with damping elements is described for example in US 5,156,528. In this arrangement, edge areas form opposite one another neighboring blade platforms one recess or tapering in the radial direction Guide in which the damping element by centrifugal force is pressed. The damping element is here formed with a wedge-shaped cross section, wherein the wedge angle is the angle through the two edge areas of the vane platforms formed Recess corresponds. With this wedge-shaped design the damping elements can be others Vibration modes of the blade arrangement efficient dampen than those with the damping elements described above be effectively influenced. In particular these wedge-shaped damping elements are not for the Damping in-phase vibration modes suitable. Farther there is a problem with these damping elements, that they're in use under certain conditions can tilt, making the damping effect strong is reduced.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaufelanordnung mit Dämpfungselementen sowie ein Verfahren zur Vibrationsdämpfung einer Schaufelanordnung anzugeben, mit denen eine gute Dämpfung einer Vielzahl von unterschiedlichen Schwingungszuständen erreicht werden kann.The object of the present invention is therein, a blade arrangement with damping elements and a method for damping vibrations of a blade arrangement specify with which good damping a variety of different vibration conditions can be achieved.
Die Aufgabe wird mit der Schaufelanordnung gemäß
Anspruch 1 bzw. mit dem Verfahren gemäß Anspruch 19 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Schaufelanordnung
sind Gegenstand der Unteransprüche. The task is performed according to the
Die Schaufelanordnung mit Dämpfungselementen umfasst einen Rotor sowie am Umfang des Rotors angeordnete Schaufeln. Zwischen den Schaufeln sind Dämpfungselemente angeordnet, die bei einer Rotation des Rotors um die Rotorachse durch die in radialer Richtung wirkende Zentrifugalkraft mit den Schaufeln in Kontakt gebracht werden. Die Schaufelanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest zwischen zwei benachbarten Schaufeln mehrere Dämpfungselemente in Umfangsrichtung des Rotors hintereinander angeordnet sind. Diese Dämpfungselemente sind derart ausgestaltet und angeordnet, dass sich bei einer Rotation des Rotors die hintereinander angeordneten Dämpfungselemente über ein oder mehrere Berührungsflächen berühren und ein erstes der hintereinander angeordneten Dämpfungselemente mit einer ersten Reibungsfläche der einen und ein zweites der hintereinander angeordneten Dämpfungselemente mit einer zweiten Reibungsfläche der anderen der benachbarten Schaufeln in Kontakt treten.The blade arrangement includes damping elements a rotor and arranged on the circumference of the rotor Shovels. There are damping elements between the blades arranged to rotate the rotor around the rotor axis through the one acting in the radial direction Centrifugal force brought into contact with the blades become. The blade arrangement is characterized by this from that at least between two adjacent blades several damping elements in the circumferential direction of the Rotors are arranged one behind the other. These damping elements are designed and arranged in such a way that when the rotor rotates one after the other arranged damping elements over one or more Touch the touch surfaces and a first one in a row arranged damping elements with a first Friction surface of one and a second one behind the other arranged damping elements with a second friction surface of the other of the neighboring ones Get in contact with the blades.
Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen des
Standes der Technik stehen bei der vorliegenden Anordnung
somit eine oder mehrere weitere Flächen, die Berührungsflächen
zwischen den zwei oder mehr Dämpfungselementen,
zur Umwandlung von kinetischer Schwingungsenergie
in Reibungsenergie zur Verfügung. Durch diese
zusätzliche(n) Berührungsfläche(n) wird weiterhin die
Gefahr eines Festsetzens der Dämpfungselemente, wie
dies unter bestimmten Schwingungsbedingungen bei den
kreisquerschnittsförmigen Dämpfungselementen des Standes
der Technik auftreten kann, vermindert. Die vorliegende
Anordnung bietet insbesondere die Möglichkeit,
die zwei oder mehr Dämpfungselemente in voneinander abweichenden
Formen auszuführen, um sie optimal an die
jeweiligen Dämpfungserfordernisse anpassen zu können.
Der Formenvielfalt sind hierbei keine Grenzen gesetzt,
solange die gegenseitigen Reibungskontakte sowie die
Reibungskontakte zu den Schaufeln bzw. Schaufelplattformen
im Betrieb aufrechterhalten werden können.
Der Massen-Schwerpunkt der Gruppe aus hintereinander
angeordneten Dämpfungselementen kann so gewählt
werden, dass er in Umfangsrichtung des Rotors nicht
symmetrisch zwischen den zwei benachbarten Schaufeln
oder Reibungsflächen liegt. Hierdurch lässt sich - insbesondere
bei Einsatz von zwei hintereinander angeordneten
Dämpfungselementen - die Last ungleich auf die
Dämpfungselemente verteilen. Die Asymmetrie kann durch
eine unterschiedliche geometrische Ausgestaltung oder
durch unterschiedliche Massen der beiden Dämpfungselemente
gezielt eingestellt werden. Durch die Vielzahl an
Kombinationsmöglichkeiten lassen sich die Gruppen aus
Dämpfungselementen für jeden Anwendungsfall optimal
konfigurieren. Insbesondere kann durch die geeignete
Wahl der Reibungs- bzw. Kontaktflächen, der Masse und
der Position des Masse-Schwerpunktes sichergestellt
werden, dass sich die Dämpfungselemente nicht festsetzen.
Die Dämpfungselemente sollten hierbei auch ein hohes
Steifigkeits/Gewichts-Verhältnis aufweisen. Dies
kann auch durch eine hohle Form dieser Elemente erreicht
werden.In contrast to the known arrangements of the prior art, one or more further surfaces, the contact surfaces between the two or more damping elements, are available in the present arrangement for converting kinetic vibration energy into friction energy. This additional contact surface (s) further reduces the risk of the damping elements becoming stuck, as can occur under certain vibration conditions in the case of the circular cross-sectional damping elements of the prior art. The present arrangement offers, in particular, the possibility of designing the two or more damping elements in mutually different shapes in order to be able to optimally adapt them to the respective damping requirements. There are no limits to the variety of shapes as long as the mutual frictional contacts and the frictional contacts to the blades or blade platforms can be maintained during operation.
The mass center of gravity of the group of damping elements arranged one behind the other can be selected such that it does not lie symmetrically between the two adjacent blades or friction surfaces in the circumferential direction of the rotor. As a result, the load can be distributed unevenly over the damping elements, particularly when using two damping elements arranged one behind the other. The asymmetry can be set in a targeted manner by a different geometric configuration or by different masses of the two damping elements. Due to the multitude of possible combinations, the groups of damping elements can be optimally configured for every application. In particular, the suitable choice of the friction or contact surfaces, the mass and the position of the center of mass can ensure that the damping elements do not get stuck.
The damping elements should also have a high rigidity / weight ratio. This can also be achieved by a hollow shape of these elements.
Die Dämpfungselemente einer Gruppe können aus unterschiedlichen Materialien bestehen. So kann beispielsweise als Basismaterial eines von zwei Dämpfungselementen Kobalt, als Basismaterial des anderen Dämpfungselementes Nickel gewählt werden. Dies ermöglicht unterschiedliche Reibungskoeffizienten an den jeweiligen Reibungsflächen mit den Schaufeln, so dass durch die Materialwahl eine weitere Anpassungsmöglichkeit zur Erzielung einer optimalen Schwingungsdämpfung zur Verfügung steht.The damping elements of a group can consist of different ones Materials exist. For example as base material one of two damping elements Cobalt, as the base material of the other damping element Nickel can be chosen. this makes possible different coefficients of friction on the respective Frictional surfaces with the blades so that through the choice of materials is another option for customization Achieving optimal vibration damping available stands.
Die Dämpfungselemente werden hierbei, ebenso wie bei den bekannten Anordnungen des Standes der Technik, durch die Zentrifugalkraft bei der Rotation des Rotors beispielsweise gegen die Unterseite der Schaufelplattformen gedrückt. Die Schaufelplattformen sollten an ihren Unterseiten hierfür in Anpassung an die Form der Dämpfungselemente geeignet ausgeformt sein bzw. Führungsnuten bilden. Es versteht sich jedoch von selbst, dass neben den Schaufelplattformen auch andere Bereiche des Schaufelfußes durch geeignete Ausformung zur Aufnahme der Dämpfungselemente ausgebildet sein können. Im Ruhezustand des Rotors können die Dämpfungselemente auch durch geeignete Rückhaltesysteme gehalten werden.The damping elements here, as well in the known arrangements of the prior art, by the centrifugal force during the rotation of the rotor for example against the underside of the blade platforms pressed. The blade platforms should be on their Subpages for this in adaptation to the shape of the Damping elements be suitably shaped or guide grooves form. However, it goes without saying that other areas besides the bucket platforms of the blade root by means of suitable shaping for receiving the damping elements can be formed. in the The damping elements can be used to idle the rotor also be held by suitable restraint systems.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Schaufelanordnung wird eine Kombination aus einem
stabförmigen Dämpfungselement mit kreisförmigem
Querschnitt und einem keilförmigen Dämpfungselement, d.
h, einem stabförmigen Dämpfungselement mit keilförmigem
Querschnitt, eingesetzt. Durch diese Kombination von
zwei unterschiedlich wirkenden Dämpfungselementen lassen
sich eine Vielzahl unterschiedlicher Schwingungszustände
effektiv dämpfen. Während mit dem stabförmigen
Dämpfungselement mit kreisförmigem Querschnitt in erster
Linie gleichphasige Schwingungen wirkungsvoll gedämpft
werden, wirkt das keilförmige Dämpfungselement
vor allem auf Schwingungen, die nicht gleichphasig auftreten.
Durch die zusätzlich zwischen den Dämpfungselementen
entstandene Berührungsfläche zur Aufnahme von
Schwingungsenergie lässt sich weiterhin das bei ausschließlichem
Einsatz eines stabförmigen Dämpfungselementes
mit kreisrundem Querschnitt auftretende Problem
des Festsetzens vermeiden. Dies erhöht die Lebensdauer
der Schaufelanordnung.In a preferred embodiment of the present blade arrangement, a combination of a rod-shaped damping element with a circular cross-section and a wedge-shaped damping element, i. h, a rod-shaped damping element with a wedge-shaped cross section. This combination of two damping elements with different effects can effectively dampen a large number of different vibration states. While the rod-shaped damping element with a circular cross-section primarily dampens in-phase vibrations effectively, the wedge-shaped damping element primarily acts on vibrations that do not occur in phase.
Due to the additional contact surface between the damping elements for absorbing vibrational energy, the problem of locking that occurs when only a rod-shaped damping element with a circular cross section is used can be avoided. This increases the life of the blade assembly.
Selbstverständlich lassen sich auch mehr als zwei Dämpfungselemente hintereinander anordnen. So können beispielsweise drei Dämpfungselemente, von denen eines einen kreisrunden Querschnitt und die anderen beiden einen keilförmigen Querschnitt aufweisen - oder umgekehrt - eingesetzt werden.Of course, you can also have more than two Arrange damping elements one behind the other. So can for example three damping elements, one of which a circular cross section and the other two have a wedge-shaped cross section - or vice versa - be used.
Die erfindungsgemäße Gruppe hintereinander angeordneter Dämpfungselemente kann nur zwischen einzelnen oder auch zwischen allen benachbarten Schaufeln der Beschaufelung eingesetzt werden. In letzter Zeit hat sich zudem herausgestellt, dass durch eine Fehlabstimmung (mistuning) der Dämpfer das Flattern reduziert oder vermieden werden kann. Die Möglichkeit einer asymmetrischen Dämpferkonfiguration der vorliegenden Erfindung bietet hierbei deutliche Vorteile. So können beispielsweise die hintereinander angeordneten Dämpfungselemente einer Gruppe aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder unterschiedliche geometrische Formen aufweisen, wobei sich dieses Material- bzw. Formen-Muster in einer vertauschten Weise über die gesamte Beschaufelung wiederholt. Ebenso lässt sich beispielsweise die relative Position eines Dämpfungselementes mit keilförmigem Querschnitt zu einem Dämpfungselementes mit kreisförmigem Querschnitt von Schaufel zu Schaufel vertauschen, um die gewünschte Fehlabstimmung zu erreichen.The group according to the invention arranged one behind the other Damping elements can only be used between individual or also between all neighboring blades of the blading be used. Lately has been also pointed out that through a mismatch (mistuning) the damper reduces the flutter or can be avoided. The possibility of an asymmetrical Damper configuration of the present invention offers clear advantages. For example the damping elements arranged one behind the other a group consist of different materials and / or have different geometric shapes, this material or shape pattern in in a mixed up way across the entire blading repeated. The relative can also be used, for example Position of a damping element with a wedge-shaped Cross section to a damping element with a circular Swap cross section from bucket to bucket, to achieve the desired mismatch.
Weiterhin lassen sich zwischen jeweils benachbarten Schaufeln zwei oder mehr Gruppen der hintereinander angeordneten Dämpfungselemente in identischer oder unterschiedlicher Ausgestaltung über die axiale Erstrekkung der Schaufeln anordnen. Hierdurch hat man die Möglichkeit, verschiedenste Schwingungsformen effektiv zu dämpfen. Die Dämpferkonfigurationen der einzelnen Gruppen werden jeweils in der Form und/oder dem Massenverhältnis und/oder den geometrischen Abmessungen entsprechend der zu dämpfenden Schwingungsform optimiert.You can also choose between neighboring ones Shovel two or more groups in a row arranged damping elements in identical or different Design over the axial extent arrange the blades. This gives you the opportunity various forms of vibration effectively dampen. The damper configurations of the individual groups are each in the form and / or the mass ratio and / or according to the geometric dimensions optimized the shape of the vibration to be damped.
Die erfindungsgemäße Schaufelanordnung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens nochmals beispielhaft erläutert. Hierbei zeigen:
- Fig. 1
- ein erstes Beispiel für eine Ausgestaltung und Anordnung der Dämpfungselemente bei der erfindungsgemäßen Schaufelanordnung;
- Fig. 2
- ein zweites Beispiel für eine Ausgestaltung und Anordnung der Dämpfungselemente bei der erfindungsgemäßen Schaufelanordnung;
- Fig. 3
- ein drittes Beispiel für eine Ausgestaltung und Anordnung der Dämpfungselemente bei der erfindungsgemäßen Schaufelanordnung; und
- Fig. 4
- ein Beispiel für die Anordnung von zwei Gruppen von Dämpfungselementen über die axiale Erstreckung der Schaufeln.
- Fig. 1
- a first example of an embodiment and arrangement of the damping elements in the blade arrangement according to the invention;
- Fig. 2
- a second example of an embodiment and arrangement of the damping elements in the blade arrangement according to the invention;
- Fig. 3
- a third example of an embodiment and arrangement of the damping elements in the blade arrangement according to the invention; and
- Fig. 4
- an example of the arrangement of two groups of damping elements over the axial extension of the blades.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für
eine Ausgestaltung der Dämpfungselemente bei der erfindungsgemäßen
Schaufelanordnung. Die Figur zeigt einen
Ausschnitt aus der Schaufelanordnung in einer Schnittebene
senkrecht zur Rotorachse. Hierbei sind die Schaufelplattformen
1 benachbarter Schaufeln zu erkennen,
die - nicht dargestellt - am Rotorblatt eingehängt sind
und einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Die Unterseiten
der beiden Schaufelplattformen 1 bilden Reibungsflächen
4, 5, gegen die die beiden Dämpfungselemente
2, 3 bei einer Rotation des Rotors durch die Zentrifugalkraft
gedrückt werden. Die Reibungsflächen 4, 5
sind in diesem Beispiel unter einem Winkel von ca. 45°
zu der Ebene, die durch die radiale Richtung und die
Rotorachse aufgespannt wird, geneigt. In diesem Beispiel
wird ein Dämpfungselement 2 mit keilförmigem
Querschnitt - im Folgenden als keilförmiges Dämpfungselement
bezeichnet - zusammen mit einem Dämpfungselement
3 mit kreisförmigem Querschnitt - im Folgenden als
kreisförmiges Dämpfungselement bezeichnet - eingesetzt.
Beide Dämpfungselemente sind in axialer Richtung stabförmig
ausgebildet, wie dies aus dem Stand der Technik
bekannt ist.Figure 1 shows a first embodiment for
an embodiment of the damping elements in the invention
Blade arrangement. The figure shows one
Section of the blade arrangement in a sectional plane
perpendicular to the rotor axis. Here are the
Bei einer Schwingung des Gesamtsystems erfolgt eine
Relativbewegung zwischen den beiden benachbarten
Schaufelplattformen 1, die wiederum zu einer Relativbewegung
zwischen dem keilförmigen Dämpfungselement 2 und
der Reibungsfläche 4, zwischen dem kreisförmigen Dämpfungselement
3 und der Reibungsfläche 5 und zu einer
Relativbewegung zwischen den beiden Dämpfungselementen
an der Berührungsfläche 6 führt. An allen drei Berührungs-
bzw. Kontaktstellen kann somit Schwingungsenergie
in Reibungsenergie umgewandelt werden, so dass eine
effektive Schwingungsdämpfung erreicht wird.If the entire system vibrates, a
Relative movement between the two neighboring
Eine derartige Ausgestaltung und Anordnung ermöglicht
eine Relativbewegung der Dämpfungselemente zueinander
und zu den Schaufelplattformen in radialer Richtung
zur optimalen Dämpfung der gleichphasigen Biegeschwingungen.
Gleichzeitig wird das bei Dämpfungselementen
mit kreisförmigem Querschnitt auftretende Problem
des Festsetzens vermieden, ohne dafür einen bestimmten
Neigungswinkel der Reibungsfläche 5 an der
Schaufelplattform einhalten zu müssen.Such a design and arrangement enables
a relative movement of the damping elements to each other
and to the blade platforms in the radial direction
for optimal damping of the in-phase bending vibrations.
At the same time, this will be the case with damping elements
problem with circular cross section
of fixing without avoiding a specific one
Tilt angle of the
Figur 2 zeigt ein weiteres Beispiel für die Ausgestaltung
und Anordnung der Dämpfungselemente bei der
vorliegenden Schaufelanordnung. Bei dieser Ausführungsform,
die ansonsten der Ausführungsform der Figur 1
entspricht, ist die Oberfläche des keilförmigen Dämpfungselementes
2, die mit der Reibungsfläche 4 der
Schaufelplattform in Kontakt tritt, mit Erhebungen bzw.
erhabenen Bereichen 7 versehen. Diese erhabenen Bereiche
dienen der Vermeidung einer Verkippung des keilförmigen
Dämpfungselementes gegenüber der Reibungsfläche
4, wie sie unter bestimmten Schwingungsbedingungen auftreten
könnte. Durch diese Ausgestaltung werden daher
mögliche Verkippungen des Dämpfungselementes vermieden,
die zu einer Verschlechterung des Dämpfungsverhaltens
führen.
Die Neigung der Reibungsfläche 4 auf der Seite des
keilförmigen Dämpfungselementes 2 zu einer senkrecht
zur radialen Richtung verlaufenden Ebene kann bei dieser
wie auch bei den weiteren Ausführungsbeispielen
zwischen 45° und 80° liegen und wird derart gewählt,
dass ein Festsetzen des Dämpfungselementes 2 verhindert
wird. Der Winkel α zwischen der Berührungsfläche 6 von
keilförmigem 2 und kreisförmigem Dämpfungselement 3 und
der senkrecht zur radialen Richtung verlaufenden Ebene
kann beliebig gewählt werden, um die erforderliche Stabilität
zu erreichen und das Festsetzen des Dämpfungselementes
3 zu verhindern. Dieser Winkel α kann insbesondere
auch deutlich kleiner als 90° gewählt werden.
Der Winkel zwischen der Reibungsfläche 5 und der
senkrecht zur radialen Richtung verlaufenden Ebene ergibt
sich bei α = 90° aus der Bedingung µ ≤ cos /(1 +
sin), um das Festsetzen des Dämpfungselementes 3 zu
vermeiden, wobei µ der Reibungskoeffizient an der Berührungsfläche
6 ist. Bei einem Winkel α < 90° kann eine
derartige Bedingung für α und abgeleitet werden.FIG. 2 shows a further example of the configuration and arrangement of the damping elements in the present blade arrangement. In this embodiment, which otherwise corresponds to the embodiment of FIG. 1, the surface of the wedge-shaped damping
The inclination of the
Ein weiteres Beispiel für eine Ausgestaltung der
Dämpfungselemente der vorliegenden Schaufelanordnung
ist in Figur 3 dargestellt. Bei dieser Anordnung ist
das erste Dämpfungselement 2 - wiederum keilförmig -
derart ausgestaltet, dass es bei einer Rotation des Rotors
mit beiden Reibungsflächen 4, 5 der beiden benachbarten
Schaufelplattformen 1 in Kontakt tritt. Auch
hierbei wird wiederum ein weiteres Dämpfungselement mit
kreisförmigem Querschnitt 3 eingesetzt, das ebenfalls
mit der Reibungsfläche 5 der einen Schaufelplattform 1
reibschlüssig in Kontakt tritt. Der Durchmesser des
kreisförmigen Dämpfungselementes 4 muss hierbei selbstverständlich
bei sonst gleichen geometrischen Bedingungen
geringer ausfallen, als bei den Ausführungsformen
der Figuren 1 und 2.
Das keilförmige Dämpfungselement 2 ist wiederum
mit erhabenen Bereichen 7 versehen, um die bereits dargelegte
Kippinstabilität zu vermeiden.Another example of a configuration of the damping elements of the present blade arrangement is shown in FIG. 3. In this arrangement, the first damping element 2 - again wedge-shaped - is designed such that it comes into contact with both friction surfaces 4, 5 of the two
The wedge-shaped damping
Im Gegensatz zu den Ausführungsformen der Figuren
1 und 2 tritt bei der Ausführungsform der Figur 3 ein
zusätzlicher Reibungskontakt zwischen dem ersten Dämpfungselement
2 und der Reibungsfläche 5 auf. Es stehen
daher eine zusätzliche Kontaktstelle zur Aufnahme von
Schwingungsenergie zur Verfügung. Auch in diesem Beispiel
bewirkt das kreisförmige Dämpfungselement 3 eine
effiziente Dämpfung von radialen Relativbewegungen während
das keilförmige Dämpfungselement die Dämpfung der
anderen Schwingungsmoden übernimmt.In contrast to the embodiments of the figures
1 and 2 occurs in the embodiment of Figure 3
additional frictional contact between the first damping
Figur 4 zeigt schließlich schematisch ein Beispiel
für die Anordnung von zwei Gruppen von Dämpfungselementen
über die axiale Erstreckung der Schaufeln. In der
Figur sind das Schaufelblatt 8, die Schaufelplattform 1
sowie der Schaufelfuß 9 zu erkennen. Über die axiale
Erstreckung der Schaufel (axiale Richtung 12) sind hier
die Positionen zwei Gruppen 10, 11 von hintereinander
angeordneten Dämpfungselementen angedeutet, die gemäß
den Patentansprüchen, beispielsweise wie in den vorangegangen
Beispielen, ausgestaltet sind. Die erste Gruppe
10 befindet sich in diesem Beispiel an der Vorderkante
14 der Schaufel, die zweite Gruppe 11 an der Hinterkante
15. Die Strömungsrichtung 13 ist durch einen
Pfeil angedeutet. Durch eine asymmetrische Anordnung
oder Ausgestaltung der Gruppen in der axialen Richtung
können unterschiedliche Schwingungsmoden effektiv gedämpft
werden.Figure 4 finally shows an example schematically
for the arrangement of two groups of damping elements
about the axial extension of the blades. In the
Figure is the
Die Ausgestaltungen der vorliegenden Schaufelanordnung sind für die Dämpfung einer Vielzahl möglicher resonanter und nichtresonanter Schwingungsanregungen geeignet, wie beispielsweise Flattern, Rütteln oder stochastische Anregung. Die Möglichkeit der voneinander abweichenden geometrischen Gestaltung der beiden Dämpfungselemente ermöglicht eine optimale Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten. Auch bei bezüglich der Rotorachse geneigten Plattformen können die Dämpfungselemente in einer entsprechend geneigten Position bzw. Orientierung eingesetzt werden.The configurations of the present blade arrangement are possible for the damping of a variety resonant and non-resonant vibration excitations suitable, such as fluttering, shaking or stochastic excitation. The possibility of each other deviating geometric design of the two Damping elements enable optimal adjustment to the respective circumstances. Also regarding The inclined platforms of the rotor axis can Damping elements in a correspondingly inclined position or orientation can be used.
Die Dämpfungselemente sind sowohl beim Einsatz in Niederdruck- wie auch in Hochdruckturbinen und für Kompressorschaufeln geeignet. Sie können als einfache Dämpfungselemente oder zur zusätzlichen Abdichtung als Dämpfungs- und Dichtungselemente eingesetzt werden. The damping elements are both when used in Low pressure as well as in high pressure turbines and for compressor blades suitable. You can as simple Damping elements or for additional sealing as Damping and sealing elements are used.
- 11
- SchaufelplattformBucket platform
- 22nd
- erstes Dämpfungselementfirst damping element
- 33rd
- zweites Dämpfungselementsecond damping element
- 44th
- erste Reibungsflächefirst friction surface
- 55
- zweite Reibungsflächesecond friction surface
- 66
- BerührungsebeneLevel of contact
- 77
- ErhebungenSurveys
- 88th
- SchaufelblattAirfoil
- 99
- SchaufelfußBlade root
- 1010th
- erste Gruppefirst group
- 1111
- zweite Gruppesecond group
- 1212th
- axiale Richtungaxial direction
- 1313
- StrömungsrichtungFlow direction
- 1414
- VorderkanteLeading edge
- 1515
- HinterkanteTrailing edge
Claims (22)
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen zwei benachbarten Schaufeln mehrere Dämpfungselemente (2, 3) in Umfangsrichtung des Rotors hintereinander angeordnet sind, so dass sich bei einer Rotation des Rotors die hintereinander angeordneten Dämpfungselemente (2, 3) über ein oder mehrere Berührungsflächen (6) berühren und ein erstes (2) der hintereinander angeordneten Dämpfungselemente mit einer ersten Reibungsfläche (4) der einen und ein zweites (3) der hintereinander angeordneten Dämpfungselemente mit einer zweiten Reibungsfläche (5) der anderen der benachbarten Schaufeln in Kontakt treten.Blade arrangement with damping elements, which comprises a rotor and blades arranged on the circumference of the rotor, damping elements (2, 3) being arranged between the blades, which come into contact with the blades when the rotor rotates about a rotor axis by a centrifugal force acting in the radial direction stand,
characterized in that at least between two adjacent blades, a plurality of damping elements (2, 3) are arranged one behind the other in the circumferential direction of the rotor, so that when the rotor rotates, the damping elements (2, 3) arranged one behind the other touch via one or more contact surfaces (6) and a first (2) of the damping elements arranged in series come into contact with a first friction surface (4) of one and a second (3) of the damping elements arranged in series with a second friction surface (5) of the other of the adjacent blades.
dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander angeordneten Dämpfungselemente das erste (2), das zweite (3) und ein drittes Dämpfungselement umfassen, das in Umfangsrichtung des Rotors zwischen erstem (2) und zweitem Dämpfungselement (3) angeordnet ist. Blade arrangement according to claim 1,
characterized in that the damping elements arranged one behind the other comprise the first (2), the second (3) and a third damping element which is arranged in the circumferential direction of the rotor between the first (2) and second damping element (3).
dadurch gekennzeichnet, dass die hintereinander angeordneten Dämpfungselemente nur das erste (2) und das zweite Dämpfungselement (3) umfassen.Blade arrangement according to claim 1,
characterized in that the damping elements arranged one behind the other only comprise the first (2) and the second damping element (3).
dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsfläche (6) zwischen dem ersten (2) und dem zweiten Dämpfungselement (3) annähernd parallel zur radialen Richtung verläuft.Blade arrangement according to claim 3,
characterized in that the contact surface (6) between the first (2) and the second damping element (3) runs approximately parallel to the radial direction.
dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste (2) und das zweite Dämpfungselement (3) in ihrer geometrischen Form unterscheiden.Blade arrangement according to claim 3 or 4,
characterized in that the first (2) and the second damping element (3) differ in their geometric shape.
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dämpfungselement (2) einen keilförmigen Querschnitt und das zweite Dämpfungselement (3) einen kreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt aufweist.Blade arrangement according to claim 5,
characterized in that the first damping element (2) has a wedge-shaped cross section and the second damping element (3) has a circular or elliptical cross section.
dadurch gekennzeichnet, dass der Keilwinkel des keilförmigen Querschnitts des ersten Dämpfungselementes (2) dem Winkel zwischen der ersten Reibungsfläche (4) und der von der radialen Richtung und der Rotorachse aufgespannten Ebene entspricht. Blade arrangement according to claim 6,
characterized in that the wedge angle of the wedge-shaped cross section of the first damping element (2) corresponds to the angle between the first friction surface (4) and the plane spanned by the radial direction and the rotor axis.
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dämpfungselement (2) derart ausgestaltet und angeordnet ist, dass es bei einer Rotation des Rotors auch mit der zweiten Reibungsfläche (5) in Kontakt tritt.Blade arrangement according to one of claims 3 to 6,
characterized in that the first damping element (2) is designed and arranged such that it also comes into contact with the second friction surface (5) when the rotor rotates.
dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Ausgestaltung des ersten Dämpfungselementes (2) mit einem keilförmigen Querschnitt der Keilwinkel des keilförmigen Querschnitts dem Winkel zwischen der ersten Reibungsfläche (4) und der zweiten Reibungsfläche (5) entspricht.Blade arrangement according to claim 8,
characterized in that in a configuration of the first damping element (2) with a wedge-shaped cross section, the wedge angle of the wedge-shaped cross section corresponds to the angle between the first friction surface (4) and the second friction surface (5).
dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächen des ersten Dämpfungselementes (2), die mit der oder den Reibungsflächen (4, 5) in Kontakt treten, Erhebungen (7) aufweisen.Blade arrangement according to one of claims 6, 7 and 9,
characterized in that surfaces of the first damping element (2) which come into contact with the friction surface or surfaces (4, 5) have elevations (7).
dadurch gekennzeichnet, dass sich das dritte Dämpfungselement in der geometrischen Form vom ersten (2) und zweiten Dämpfungselement (3) unterscheidet.Blade arrangement according to claim 2,
characterized in that the third damping element differs in geometry from the first (2) and second damping element (3).
dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Dämpfungselement einen keilförmigen Querschnitt und das erste (2) und das zweite Dämpfungselement (3) einen kreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt aufweisen.Blade arrangement according to claim 11,
characterized in that the third damping element has a wedge-shaped cross section and the first (2) and the second damping element (3) have a circular or elliptical cross section.
dadurch gekennzeichnet, dass das dritte Dämpfungselement einen kreis- oder ellipsenförmigen Querschnitt und das erste (2) und das zweite Dämpfungselement (3) einen keilförmigen Querschnitt aufweisen.Blade arrangement according to claim 11,
characterized in that the third damping element has a circular or elliptical cross-section and the first (2) and the second damping element (3) have a wedge-shaped cross-section.
dadurch gekennzeichnet, dass die erste (4) und die zweite Reibungsfläche jeweils (5) durch eine Unterseite einer Schaufelplattform (1) der jeweiligen Schaufel gebildet wird, wobei die Reibungsflächen (4, 5) derart zu der von der radialen Richtung und der Rotorachse aufgespannten Ebene geneigt sind, dass sie zusammen eine V-förmige Führung bilden, in die die Dämpfungselemente (2, 3) durch die Zentrifugalkraft gedrückt werden.Blade arrangement according to one of claims 1 to 13,
characterized in that the first (4) and the second friction surface (5) are each formed by an underside of a blade platform (1) of the respective blade, the friction surfaces (4, 5) thus spanning the radial direction and the rotor axis Are inclined plane that together they form a V-shaped guide into which the damping elements (2, 3) are pressed by the centrifugal force.
dadurch gekennzeichnet, dass der Massen-Schwerpunkt der Gruppe aus hintereinander angeordneten Dämpfungselementen (2, 3) in Umfangsrichtung des Rotors nicht symmetrisch zwischen den zwei benachbarten Schaufeln oder Reibungsflächen (4, 5) liegt. Blade arrangement according to one of claims 1 to 14,
characterized in that the center of mass of the group of damping elements (2, 3) arranged one behind the other does not lie symmetrically between the two adjacent blades or friction surfaces (4, 5) in the circumferential direction of the rotor.
dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Gruppen der hintereinander angeordneten Dämpfungselemente (2, 3) in identischer oder unterschiedlicher Ausgestaltung über die axiale Erstreckung der Schaufeln angeordnet sind.Blade arrangement according to one of claims 1 to 15,
characterized in that two or more groups of damping elements (2, 3) arranged one behind the other are arranged in an identical or different configuration over the axial extension of the blades.
dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Gruppen der hintereinander angeordneten Dämpfungselemente (2, 3) zwischen weiteren benachbarten Schaufeln angeordnet sind.Blade arrangement according to one of claims 1 to 16,
characterized in that one or more groups of the damping elements (2, 3) arranged one behind the other are arranged between further adjacent blades.
dadurch gekennzeichnet, dass sich einige der Gruppen hintereinander angeordneter Dämpfungselemente (2, 3) zwischen unterschiedlichen benachbarten Schaufeln in ihrer Ausgestaltung unterscheiden.Blade arrangement according to claim 17,
characterized in that some of the groups of damping elements (2, 3) arranged one behind the other differ in their design between different adjacent blades.
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwischen zwei benachbarten Schaufeln mehrere Dämpfungselemente (2, 3) in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet werden, so dass sich bei einer Rotation des Rotors die hintereinander angeordneten Dämpfungselemente berühren und ein erstes (2) der hintereinander angeordneten Dämpfungselemente mit einer ersten Reibungsfläche (4) der einen und ein zweites (3) der hintereinander angeordneten Dämpfungselemente mit einer zweiten Reibungsfläche (5) der anderen der benachbarten Schaufeln in Kontakt treten.Method for vibration damping of a blade arrangement, which comprises a rotor and blades arranged on the circumference of the rotor, in which damping elements (2, 3) are arranged between the blades, which are rotated by a centrifugal force acting in the radial direction when the rotor rotates about a rotor axis Blades contact
characterized in that at least between two adjacent blades, a plurality of damping elements (2, 3) are arranged one behind the other in the circumferential direction, so that when the rotor rotates, the damping elements arranged one behind the other touch and a first (2) of the damping elements arranged one behind the other with a first friction surface ( 4) one and a second (3) of the damping elements arranged one behind the other come into contact with a second friction surface (5) of the other of the adjacent blades.
dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder drei der Dämpfungselemente (2, 3) hintereinander angeordnet werden.Method according to claim 19,
characterized in that two or three of the damping elements (2, 3) are arranged one behind the other.
dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Gruppen der hintereinander angeordneten Dämpfungselemente (2, 3) in identischer oder unterschiedlicher Ausgestaltung über die axiale Erstreckung der Schaufeln angeordnet werden.A method according to claim 19 or 20,
characterized in that two or more groups of damping elements (2, 3) arranged one behind the other are arranged in identical or different configurations over the axial extension of the blades.
dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Gruppen der hintereinander angeordneten Dämpfungselemente (2, 3) in identischer oder unterschiedlicher Ausgestaltung zwischen weiteren benachbarten Schaufeln angeordnet werden.Method according to one of claims 19 to 21,
characterized in that one or more groups of the damping elements (2, 3) arranged one behind the other are arranged in an identical or different configuration between further adjacent blades.
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