EP1462616A2 - Anordnung für das axiale und radiale Festlegen eines Vane-Klusters in dem Gehäuse eines Turbinentriebwerkes - Google Patents

Anordnung für das axiale und radiale Festlegen eines Vane-Klusters in dem Gehäuse eines Turbinentriebwerkes Download PDF

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EP1462616A2 EP04002392A EP04002392A EP1462616A2 EP 1462616 A2 EP1462616 A2 EP 1462616A2 EP 04002392 A EP04002392 A EP 04002392A EP 04002392 A EP04002392 A EP 04002392A EP 1462616 A2 EP1462616 A2 EP 1462616A2
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axial
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Definitions

  • the invention relates to an arrangement for the axial and radial fixing of a guide vane assembly in the housing of a turbine engine with a locking ring, which in a corresponding radial groove engages in the facing wall of the housing and is secured against radial evasion by means of a locking element.
  • vane clusters It is known as vane clusters called vane assemblies as a unit from behind to be inserted into the housing of a turbine engine and inserted into the Position by means of piston rings similar to circlips, which are provided for this purpose Corresponding grooves are inserted in the inserted position.
  • the retaining rings themselves are replaced by a subsequent component, usually by an as Liner designated turbine belt segment locked, which the radial sliding out of the Circlip prevented from the assigned groove.
  • the subsequent turbine shroud segment must be designed such that it can overlap the guide vane assembly by means of a hook-shaped rear edge.
  • This object is achieved according to the invention using a locking ring in that that the locking ring is approximately L-shaped in cross section, the longer one Leg engages in the radial groove of the wall of the housing and its short leg a hook-shaped projection on the respective blade head of the guide blades of the guide blade group engages behind, as well as by means of a subsequent turbine shroud segment attached clamp held on the short leg held in its secure position is.
  • the inventive solution does not require any axial webs to accommodate the otherwise common locking pins still a large length to accommodate the thermal axial Tolerances and thus avoids relatively high axial space requirements.
  • the invention is based on a more or less schematic in the drawing illustrated embodiment described.
  • FIG. 1 From an axially and radially immovable held in the housing of a turbine engine Guide vane assembly in FIG. 1 is only a guide vane 10 with its head part 11 and the associated inner region of the housing 14 of such an arrangement according to the State of the art shown. With this arrangement, the vane assembly is fixed via a locking ring 15. For this purpose, there is a groove 18 in the housing 14 for receiving the locking ring 15 is provided, on which a flange-like extension 19 of the Bucket head 11 abuts. The extension has an opening 20 into which a corresponding one flange-like extension 21 of the housing 14 secured securing pin 23 in order to prevent the guide vane assembly from slipping radially out with bearing play intervenes.
  • the locking ring is locked radially by means of a Inner circumferential surface of the locking ring cam 25, which on the facing Front side of the downstream downstream assembly 26 of the Turbine engine is attached.
  • the upstream end of the blade head 11 engages with an extension 27 into an associated recess 28 of the housing 14.
  • a locking ring is also provided there, which is designated by the reference number 30 is and in contrast to the known circlips an L-shaped cross section having.
  • the securing ring 30 engages with its long leg 32 in the housing 14 provided groove 18 a.
  • the short leg 33 encompasses a suitably trained one short hook-shaped extension 34 on the blade head 11 of the associated guide blade 10 of the guide vane assembly to be held and forms with its end face 35 Contact surface for the circlip 30.
  • a U-shaped bracket 36 is provided, which at the front end 24 of the following Assembly 26 of the turbine engine is attached and with its free leg 38 engaging under the short leg 33 of the retaining ring 30.
  • the U-shaped Bracket 36 is, as described in connection with FIG. 2, with the facing End 24 of the following downstream bow section 26, which is referred to as liner, is firmly connected and engages in the recess 29 in the housing 14.
  • the locking ring 30 and thus the guide vane assembly are radial and axially in their predetermined position in the housing 14 of the turbine engine, not shown kept immovable.

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Abstract

Anordnung zum axialen und radialen Festlegen einer Leitschaufelbaugruppe (Vane-Kluster) im Gehäuse (14) eines Turbinentriebwerkes unter Verwendung eines in einer Nut (18) des Gehäuses (14) eingreifenden im Querschnitt L-förmigen Sicherungsringes (30) und einer am nachfolgenden stromabliegenden Turbinenbauteil (Liner 26) befestigten U-förmigen Klammer (36), die mit dem einen freien Schenkel (38) den Sicherungsring (30) untergreift und mit dem anderen freien Schenkel (39) am Ende (24) der nachfolgenden Baugruppe (Liner 26) befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für das axiale und radiale Festlegen einer Leitschaufelbaugruppe in dem Gehäuse eines Turbinentriebwerkes mit einem Sicherungsring, der in eine korrespondierende radiale Nut in der zugewandten Wandung des Gehäuses eingreift und mittels eines Verriegelungselementes gegen radiales Ausweichen gesichert ist.
Es ist bekannt als Vane-Kluster bezeichnete Leitschaufelbaugruppen als Baueinheit von hinten in das Gehäuse eines Turbinentriebwerkes einzuschieben und in der eingeschobenen Lage mittels Kolbenringen ähnlichen Sicherungsringen, die in hierfür vorgesehene mit diesen korrespondierenden Nuten eingelegt werden, in der eingeschobenen Lage festzulegen. Die Sicherungsringe selbst werden durch ein nachfolgendes Bauteil, meist durch ein als Liner bezeichnetes Turbinenbandsegment verriegelt, welches das radiale Herausgleiten des Sicherungsringes aus der zugeordneten Nut verhindert. Für eine solche Sicherung durch das nachfolgende Turbinendeckbandsegment muss dieses derart ausgebildet sein, dass es mittels einer hakenförmigen Hinterkante die Leitschaufelbaugruppe übergreifen kann.
Es ist auch bekannt, die Zuordnung der Bauteile einer solchen Anordnung durch axiale Stifte am Gehäuse, die in korrespondierende Bohrungen in der Leitschaufelbaugruppe eingreifen, zu sichern.
Das bekannte relativ einfach herzustellende Festlegen der Leitschaufelbaugruppe im Gehäuse des Turbinentriebwerkes mittels Sicherungsringen oder mittels Liner hat jedoch Nachteile. Entweder werden radiale Stege am Gehäuse zur Aufnahme der axialen Stifte benötigt, was großen Bauaufwand, höheres Gewicht und größere Kosten bedeutet. Eine Sicherung durch die nachfolgende Baugruppe baut demgegenüber relativ lang, da das während des Betriebes infolge der thermischen Wanderung des den Sicherungsring in seiner Lage zu haltende Turbinendeckbandsegment lang genug ausgebildet werden muss, um die dabei auftretenden axialen Toleranzen ausgleichen zu können.
Hier Abhilfe zu schaffen, ist Aufgabe der Erfindung.
Diese Aufgabe ist unter Verwendung eines Sicherungsringes erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Sicherungsring im Querschnitt etwa L-förmig ausgebildet ist, dessen langer Schenkel in die radiale Nut der Wandung des Gehäuses eingreift und dessen kurzer Schenkel einen hakenförmigen Vorsprung am jeweiligen Schaufelkopf der Leitschaufeln der Leitschaufelgruppe hintergreift, sowie mittels einer am nachfolgenden Turbinendeckbandsegment befestigten am kurzen Schenkel anliegenden Klammer in seiner Sicherungslage gehalten ist.
Die erfinderische Lösung benötigt weder axiale Stege zur Aufnahme der sonst üblichen Sicherungsstifte noch eine große Baulänge zur Aufnahme der thermisch bedingten axialen Toleranzen und vermeidet damit relativ hohen axialen Platzbedarf. Darüber hinaus wird infolge Wegfall der Sicherungsstifte und deren Mittel zur Lagerung an Gewicht und Arbeitsaufwand gespart.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1
das Konzept einer Anordnung zur Sicherung einer Leitschaufelbaugruppe eines Turbinentriebwerkes in dem diese lagernden Gehäuse mit Hilfe eines mittels Stifte festgelegten Sicherungsringes, teilweise im Schnitt dargestellt, nach dem Stande der Technik,
Fig. 2
eine abgewandelte Ausführungsform einer Anordnung nach dem Stande der Technik, bei der das Festlegen des Sicherungsringes mittels einer am nachfolgenden Turbinendeckband befindlichen Klammer erfolgt und
Fig. 3
die Ausbildung einer Anordnung zur Sicherung einer Leitschaufelbaugruppe eines Turbinentriebwerkes in dem diese lagernden Gehäuse gemäß der Erfindung.
Von einer im Gehäuse eines Turbinentriebwerkes axial und radial unverrückbar gehaltenen Leitschaufelbaugruppe ist in Fig. 1 lediglich eine Leitschaufel 10 mit ihrem Kopfteil 11 und der dazugehörige innere Bereich des Gehäuses 14 einer solchen Anordnung nach dem Stande der Technik gezeigt. Bei dieser Anordnung erfolgt das Festlegen der Leitschaufelbaugruppe über ein Sicherungsring 15. Hierzu ist im Gehäuse 14 eine Nut 18 für die Aufnahme des Sicherungsringes 15 vorgesehen, an dem ein flanschartiger Fortsatz 19 des Schaufelkopfes 11 anliegt. Der Fortsatz weist eine Öffnung 20 auf, in die ein in einem korrespondierenden flanschartigen Fortsatz 21 des Gehäuses 14 befestigter Sicherungsstift 23 zwecks Verhinderung des radialen Herausrutschens der Leitschaufelbaugruppe mit Lagerspiel eingreift. Die radiale Verriegelung des Sicherungsringes erfolgt mittels eines an der Innenmantelfläche des Sicherungsringes anliegenden Nockens 25, der an der zugewandten Stirnseite der als "Liner" bezeichneten nachfolgenden stromabliegenden Baugruppe 26 des Turbinentriebwerkes befestigt ist. Das stromaufliegende Ende des Schaufelkopfes 11 greift mit einem Fortsatz 27 in eine diesem zugeordnete Ausnehmung 28 des Gehäuses 14 ein.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 tragen einander entsprechende bzw. gleiche Bauteile gleiche Bezugsziffern. An Stelle eines Sicherungsstiftes ist dort eine den Sicherungsring 15 untergreifende U-förmige Klammer 23 vorgesehen, die an dem zugewandten Ende 24 der nachfolgenden stromabliegenden Baugruppe 26 des Turbinentriebwerkes, also dem "Liner", starr befestigt ist und mit diesem in einer Ausnehmung 29 des Gehäuses 14 eingreift. Der freie Schenkel 16 der U-förmigen Klammer 23 untergreift einen hakenförmigen Fortsatz 17 am Kopfteil 11 der Leitschaufel 10.
Diese verhältnismäßig aufwendigen Konstruktionen nach den Fig. 1 und 2 ersetzt die Ausbildung nach Fig. 3.
Auch dort tragen die in den Fig. 1 und 2 entsprechenden Bauteile die gleichen Bezugsziffern. Auch dort ist ein Sicherungsring vorgesehen, der mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet ist und im Gegensatz zu den bekannten Sicherungsringen einen L-förmigen Querschnitt aufweist. Der Sicherungsring 30 greift mit seinem langen Schenkel 32 in die im Gehäuse 14 vorgesehenen Nut 18 ein. Der kurze Schenkel 33 umgreift einen entsprechend ausgebildeten kurzen hakenförmigen Fortsatz 34 am Schaufelkopf 11 der jeweils zugeordneten Leitschaufel 10 der zu haltenden Leitschaufelbaugruppe und bildet mit seiner Stirnseite 35 die Anlagefläche für den Sicherungsring 30.
Ferner ist eine U-förmige Klammer 36 vorgesehen, die am stirnseitigen Ende 24 der nachfolgenden Baugruppe 26 des Turbinentriebwerkes befestigt ist und mit ihrem freien Schenkel 38 am kurzen Schenkel 33 des Sicherungsringes 30 anliegend diesen untergreift. Die U-förmige Klammer 36 ist, wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben, mit dem zugewandten Ende 24 der nachfolgenden stromabliegenden als Liner bezeichneten Bugruppe 26 fest verbunden und greift in die Ausnehmung 29 im Gehäuse 14 ein.
Auf diese Weise sind der Sicherungsring 30 und damit die Leitschaufelbaugruppe radial und axial in ihrer vorbestimmten Lage im Gehäuse 14 des nicht näher dargestellten Turbinentriebwerkes unverrückbar gehalten.
Bezugszeichenliste
10
Leitschaufel
11
Schaufelkopf
14
Gehäuse
15
Sicherungsring
16
Schenkel
17
Fortsatz
18
Nut im Gehäuse
19
Fortsatz
20
Öffnung
21
Fortsatz
23
Sicherungsstift, U-förmige Klammer
24
Ende der nachfolgenden Baugruppe
25
Nocken
26
Turbinenbandsegment
27
Fortsatz
28
Ausnehmung im Gehäuse
29
Ausnehmung im Gehäuse
30
Sicherungsring
32
langer Schenkel
33
kurzer Schenkel
34
hakenförmiger Vorsprung
35
Stirnseite des Vorsprunges
36
U-förmige Klammer
38
freier Schenkel der Klammer 36
39
zweiter Schenkel der Klammer 36

Claims (3)

  1. Anordnung für das axiale und radiale Festlegen einer Leitschaufelgruppe in dem Gehäuse eines Turbinentriebwerkes mit einem kolbenringförmigen Sicherungsring, der in eine korrespondierende radiale Nut in der zugewandten Wandung des Gehäuses eingreift und mittels eines Verriegelungselementes gegen radiales Ausweichen gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (30) im Querschnitt etwa L-förmig ausgebildet ist, dessen langer Schenkel (32) in die radiale Nut (18) der Wandung des Gehäuses (14) eingreift und dessen kurzer Schenkel (33) einen hakenförmigen Vorsprung (34) am Schaufelkopf (11) jeder Leitschaufel der Leitschaufelbaugruppe hintergreift sowie mittels einer am nachfolgenden Turbinenbandsegment (26) befestigten am kurzen Schenkel (33) anliegenden U-förmigen Klammer (36) in seiner Sicherungslage gehalten ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite des hakenförmigen Vorsprunges (34) die die axiale Lage der Leitschaufelbaugruppe bestimmende Anschlagfläche (35) für den Sicherungsring (30) bildet.
  3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem stirnseitigen Ende der nachfolgenden Baugruppe (Liner 26) verbundene Schenkel (39) der U-förmigen Klammer (36) in eine Ausnehmung (29) des Gehäuses (14) des Turbinentriebwerkes eingreift.
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