EP3517734A1

EP3517734A1 - Dichtungsmodul für eine strömungsmaschine

Info

Publication number: EP3517734A1
Application number: EP19152157.4A
Authority: EP
Inventors: Christoph Lauer
Original assignee: MTU Aero Engines AG
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2018-01-29
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2019-07-31
Also published as: US20190234225A1; DE102018201295A1; US10844737B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modul (20) für eine Strömungsmaschine (1), mit einer Leitschaufelanordnung (21) und einem Dichtungsträger (23), der bezogen auf eine Längsachse (2) des Moduls (20) radial innerhalb einer Innenplattform (21b) der Leitschaufelanordnung (21) angeordnet ist, wobei der Dichtungsträger (23), jeweils bezogen auf die Längsachse (2) des Moduls (20), in einem Axialschnitt betrachtet eine sich radial erstreckende Dichtungsträgerwand (23a,b) und einen sich davon axial weg erstreckenden Dichtsteg (23d,e) aufweist, der gemeinsam mit der Innenplattform (21b) der Leitschaufelanordnung (21) eine Labyrinthdichtung bildet, wobei die Dichtungsträgerwand (23a,b) und der Dichtsteg (23d,e) einstückig miteinander sind, nämlich gemeinsam generativ aufgebaut sind.

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modul für eine Strömungsmaschine.

Stand der Technik

Bei der Strömungsmaschine kann es sich bspw. um ein Strahltriebwerk handeln, z. B. um ein Mantelstromtriebwerk. Funktional gliedert sich die Strömungsmaschine in Verdichter, Brennkammer und Turbine. Etwa im Falle des Strahltriebwerks wird angesaugte Luft vom Verdichter komprimiert und in der nachgelagerten Brennkammer mit hinzugemischtem Kerosin verbrannt. Das entstehende Heißgas, eine Mischung aus Verbrennungsgas und Luft, durchströmt die nachgelagerte Turbine und wird dabei expandiert. Dabei entzieht die Turbine dem Heißgas anteilig auch Energie, um den Verdichter anzutreiben. Die Turbine und der Verdichter sind i.d.R. jeweils mehrstufig aufgebaut, wobei eine Stufe jeweils einen Leit- und einen Laufschaufelkranz aufweist. Im Falle der Turbine ist dabei jeweils der Laufschaufelkranz dem Leitschaufelkranz nachgelagert angeordnet.
Die vorliegende Erfindung hat ein Modul mit einer Leitschaufelanordnung und einem Dichtungsträger zum Gegenstand. Die Leitschaufeln der Leitschaufelanordnung erstrecken sich radial zwischen einer radial äußeren Außenplattform und einer radial inneren Innenplattform. Der Dichtungsträger ist radial innerhalb dieser Innenplattform angeordnet, er bildet einen Teil des sogenannten Inner-Air-Seal (IAS). Der Dichtungsträger hilft Gasverluste zu verringern bzw. vermeiden, was den Wirkungsgrad der Strömungsmaschine betreffend von Vorteil ist. Es soll ein möglichst großer Teil bzw. soweit möglich das gesamte Fluid bzw. Gas den Gaskanal der Strömungsmaschine durchströmen.

Darstellung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein besonders vorteilhaftes Modul für eine Strömungsmaschine anzugeben.
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Modul gemäß Anspruch 1 gelöst. Dessen Dichtungsträger weist einen Dichtsteg auf, der eine Labyrinthdichtung bildet. Der Dichtsteg ist an einer Dichtungsträgerwand angeordnet, die sich ihrerseits radial erstreckt. Von dieser weg erstreckt sich der Dichtsteg entweder nach axial vorne (nach stromauf, bezogen auf das Gas im Gaskanal) oder nach axial hinten (stromab). Die Labyrinthdichtung bildet der Dichtsteg gemeinsam mit der Innenplattform der Leitschaufelanordnung und zusätzlich, je nachdem, entweder der Innenplattform einer unmittelbar vorgelagerten oder einer unmittelbar nachgelagerten Laufschaufelanordnung, vgl. auch den Axialschnitt gemäß Fig. 2 zur Illustration.
Bei dem erfindungsgemäßen Dichtungsträger sind bzw. werden die Dichtungsträgerwand und der Dichtsteg gemeinsam generativ aufgebaut; sie sind als generativ aufgebautes Teil einstückig miteinander, also nicht zerstörungsfrei voneinander trennbar. Die Herstellung von Dichtungsträgerwand und Dichtsteg erfolgt anhand eines Datenmodells durch bereichsweise selektives Verfestigen eines zuvor formlosen bzw. formneutralen Stoffes (siehe unten im Detail), was auch als 3D-Drucken bezeichnet wird. Im Vergleich zu einer separaten Herstellung, bspw. der Dichtungsträgerwand als Gussteil und des Dichtstegs als Blech, und einem anschließenden Verbinden, etwa durch Vernieten, kann die generative Herstellung bereits Aufwand und Kosten reduzieren helfen. Verglichen mit dem Vernieten kann die erfindungsgemäß einstückige Ausgestaltung auch bezüglich der Haltbarkeit bzw. Zuverlässigkeit von Vorteil sein. Die Erfinder haben festgestellt, dass in einen entsprechenden Niet über den Dichtsteg Schwingungen einkoppeln können, was eine Materialermüdung zur Folge haben kann. Der Niet/Nietkopf bzw. der Dichtsteg könnte sich daraufhin lösen und erheblichen Schaden verursachen.
Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und der gesamten Offenbarung, wobei in der Darstellung der Merkmale nicht immer im Einzelnen zwischen dem Modul und der Strömungsmaschine bzw. entsprechenden Verfahren oder Verwendungen unterschieden wird. Die Offenbarung ist hinsichtlich sämtlicher Anspruchskategorien zu lesen. Wird also bspw. ein in bestimmter Weise hergestelltes Modul beschrieben, ist dies auch als Offenbarung eines entsprechenden Herstellungsverfahrens zu lesen, und umgekehrt.
Der Dichtsteg hat seine axiale Erstreckung in einem Axialschnitt betrachtet, muss sich dabei aber nicht notwendigerweise ausschließlich axial erstrecken. Eine anteilige Erstreckung zusätzlich in radialer Richtung kann sogar bevorzugt sein, der Dichtsteg kann also schräg zur Längsachse des Moduls liegen und/oder mit Stufen vorgesehen sein, vgl. auch das Ausführungsbeispiel zur Illustration. Mit einer entsprechenden Formgebung kann der Dichtsteg einerseits auf die Funktionalität "Labyrinthdichtung" hin optimiert sein, wobei andererseits die generative Herstellung vorteilhafterweise eine Vielfalt an Geometrien zugänglich macht.
Auch die Dichtungsträgerwand muss sich in dem Axialschnitt im Allgemeinen nicht ausschließlich radial erstrecken. Dies ist aber bevorzugt, die Dichtungsträgerwand erstreckt sich also bevorzugt senkrecht zur Längsachse des Moduls. Soweit generell die Erstreckung von bspw. der Dichtungsträgerwand oder dem Dichtsteg beschrieben wird, bezieht sich dies auf die Flächenerstreckung des jeweiligen Bauteils bzw. Bereichs, bleibt also insoweit die jeweilige Dicke unberücksichtigt. Zur Illustration: In Fig. 2 hat die Dichtungsträgerwand ihre Flächenerstreckung in radialer Richtung, die Dicke wird axial genommen.
Generell beziehen sich im Rahmen dieser Offenbarung "axial" bzw. "Axialrichtung" auf die Längsachse des Moduls, also die Längsachse der Strömungsmaschine. Diese Längsachse kann bspw. mit einer Rotationsachse zusammenfallen, um welche die der Leitschaufelanordnung zugeordneten Laufschaufeln im Betrieb rotieren. "Radial" betrifft die dazu senkrechten, von der Längsachse weg weisenden Radialrichtungen, und der "Umlauf bzw. die "Umlaufrichtung" beziehen sich auf eine Drehung um die Längsachse. Die hauptanspruchsgemäße Beschreibung des Dichtungsträgers bezieht sich auf einen Axialschnitt, also eine Betrachtung in einer die Längsachse des Moduls beinhaltenden Schnittebene. Die geschilderten Bauteile bzw. Bereiche haben selbstverständlich zusätzlich eine Erstreckung in Umlaufrichtung, wobei diesbezüglich ein dreh- bzw. rotationssymmetrischer Aufbau bevorzugt sein kann.
"Ein" und "eine" sind im Rahmen dieser Offenbarung ohne ausdrücklich gegenteilige Angabe als unbestimmte Artikel und damit immer auch als "mindestens ein" bzw. "mindestens eine" zu lesen. Der Dichtungsträger kann also bspw. auch noch einen weiteren Dichtsteg aufweisen, was sogar bevorzugt ist (siehe unten). Im Allgemeinen sind auch mehrere Dichtstege denkbar, die sich von der Dichtungsträgerwand in derselben Richtung axial weg erstrecken (nach vorne oder nach hinten), dabei aber zueinander radial versetzt sind. Bevorzugt ist ein sich am übrigen Dichtungsträger nach axial vorne und ein sich nach axial hinten erstreckender Dichtsteg vorgesehen, besonders bevorzugt jeweils genau einer.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Dichtsteg über seine axiale Erstreckung eine variierende Dicke. Die Dicke des Dichtstegs wird senkrecht zu seiner Flächenerstreckung genommen; der Dichtsteg kann gemäß dieser Variante nicht nur mit Stufen etc. geformt sein, sondern bspw. lokal verdickt und/oder verdünnt sein. Wie diese variierende Dicke im Einzelnen umgesetzt wird, kann sich bspw. als Ergebnis struktur- bzw. schwingungsmechanischer Simulationen dahingehend ergeben, dass mit der variierenden Dicke Eigenfrequenzanregungen minimiert bzw. unterdrückt werden. Bevorzugt können eine oder mehrere lokale Verdickungen vorgesehen sein. Eine entsprechende Formgebung, die durch die generative Herstellung möglich wird, kann somit bspw. ein eingangs im Kontext des Nietversagens diskutiertes Belastungsprofil (Schwingungseinkopplung) reduzieren helfen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Dichtungsträgerwand über ihre radiale Erstreckung eine variierende Dicke. Die Dicke wird senkrecht zur Flächenerstreckung der Dichtungsträgerwand genommen, im Falle der zur Längsachse bevorzugt senkrechten Dichtungsträgerwand in axialer Richtung. Die Dicke kann anhand strukturmechanischer Simulationen bzw. Optimierungen in Abhängigkeit vom Krafteintrag angepasst sein bzw. werden. Die Dicke kann bspw. über zumindest einen Abschnitt hinweg von radial außen nach radial innen zunehmen.
Generell übernimmt der Dichtungsträger bevorzugt nicht nur eine Dicht-, sondern auch eine mechanische Tragfunktion. Dazu weist die Leitschaufelanordnung einen bzw. mehrere Führungszapfen auf, die den Leitschaufeln radial entgegengesetzt innen an der Innenplattform angeordnet sind. Diese Führungszapfen bilden eine sog. Speichenzentrierung und greifen dazu in eine nach radial außen offene Aufnahme des Dichtungsträgers ein, die axial von der Dichtungsträgerwand begrenzt wird. In dieser Aufnahme ist ein Gleitkörper angeordnet, an dem der bzw. die Führungszapfen in Umlaufrichtung anliegen.
In bevorzugter Ausgestaltung ist dieser Gleitkörper einstückig mit der Dichtungsträgerwand ausgebildet, sind die beiden nämlich gemeinsam generativ aufgebaut. Dies kann insoweit von Vorteil sein, als der Gleitkörper dann als integrales Teil nicht gesondert hergestellt/befestigt werden muss, also auch an dieser Stelle bspw. kein Vernieten erforderlich ist. Wird hingegen ein gesonderter Gleitkörper in die von der Dichtungsträgerwand begrenzte Aufnahme gesetzt, muss er in der Regel etwas Untermaß haben (damit er zwischen der bzw. den Dichtungsträgerwänden in seine Montageposition gebracht werden kann). Beim Nieten selbst werden die Wände dann vor dem Schließen des Niets axial etwas zusammengedrückt, woraus sich umgekehrt nach dem Entfernen des Nietwerkzeugs eine initiale Beanspruchung des Niets ergeben kann (Vorspannung durch Federeffekt der Dichtungsträgerwände). Dieser Problematik lässt sich durch die einstückige Ausgestaltung vorbeugen.
In bevorzugter Ausgestaltung umgreift der erste Führungszapfen gemeinsam mit einem zweiten Führungszapfen den Gleitkörper bezogen auf die Umlaufrichtung. Der Gleitkörper ist also umlaufend zwischen den Führungszapfen gehalten, weswegen diese Anordnung auch als Tang ("Zange") bezeichnet wird. Dabei können die Führungszapfen und der Gleitkörper noch radial aneinander gleiten. Die beiden Führungszapfen finden an umlaufend aneinander entgegengesetzten Seitenflächen des Gleitkörpers ihre jeweilige Anlage, die Anordnung stellt eine Speichenzentrierung dar.
Die Dichtungsträgerwand bildet in bevorzugter Ausgestaltung gemeinsam mit einer weiteren Dichtungsträgerwand in einem Axialschnitt betrachtet ein U-Profil. Die Dichtungsträgerwände, die auch als Schottwände bezeichnet werden, haben ihre Flächenerstreckung bevorzugt jeweils radial und in Umlaufrichtung, axial wird ihre jeweilige Dicke genommen. Bevorzugt liegen die Dichtungsträgerwände parallel zueinander und jeweils senkrecht zur Längsachse (bezogen auf ihre Flächenerstreckung).
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Gleitkörper mit beiden Dichtungsträgerwänden einstückig ausgebildet. Dies ist aber im Allgemeinen nicht zwingend erforderlich, der Gleitkörper könnte auch nur einstückig mit einer der Dichtungsträgerwände vorgesehen sein, die andere Dichtungsträgerwand könnte dann bspw. als Blech ausgeführt sein. Ebenso könnten die beiden Dichtungsträgerwände auch jeweils für sich generativ hergestellt und damit zueinander mehrstückig sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Dichtungsträger einen weiteren Dichtsteg auf, der sich axial entgegengesetzt zum ersten Dichtsteg erstreckt. Im Allgemeinen ist auch eine Variante denkbar, bei welcher die Dichtstege an derselben Dichtungsträgerwand angeordnet sind, also der eine Dichtsteg an deren Vorderseite und der andere an der Hinterseite (jeweils bezogen auf die axiale Richtung). Bevorzugt ist eine Variante mit zwei Dichtungsträgerwänden, wobei dann der eine Dichtsteg an der axial vorderen Wand angeordnet ist und sich nach axial vorne erstreckt und der andere Dichtsteg an der axial hinteren Wand angeordnet ist und sich nach axial hinten streckt.
In bevorzugter Ausgestaltung ist auch der weitere Dichtsteg einstückig mit der entsprechenden Dichtungsträgerwand, sind die beiden also gemeinsam generativ aufgebaut. Bevorzugt ist bzw. wird die gesamte Einheit aus den beiden Dichtungsträgerwänden, an denen jeweils ein Dichtsteg angeordnet ist, gemeinsam generativ aufgebaut (also im selben Verfahren).
Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform weist der Dichtungsträger radial innen ein Dichtungselement auf. Dieses kann im Allgemeinen bspw. auch gesondert hergestellt und am Dichtungsträger befestigt sein, etwa im Falle einer sog. Bürstendichtung. Unabhängig von der Ausgestaltung im Einzelnen dichtet das radial innen angeordnete Dichtungselement dann zu einer Dichtstruktur hin, die im Betrieb gemeinsam mit der Welle bzw. den Laufschaufeln rotiert.
In bevorzugter Ausgestaltung ist das Dichtungselement als sog. Honigwabendichtung vorgesehen, hat es also in radialer Richtung betrachtet eine Wabenform. Ein solches Dichtungselement wird auch als Einlaufbelag bezeichnet.
In bevorzugter Ausgestaltung ist das Dichtungselement, insbesondere die Honigwabendichtung, einstückig mit der Dichtungsträgerwand vorgesehen, nämlich gemeinsam damit generativ aufgebaut. Besonders bevorzugt kann also ein vollständig integral, also im Gesamten generativ aufgebauter Dichtungsträger sein. Der Einlaufbelag muss hierbei selbstverständlich keine Honigwabenform im streng mathematischen Sinne haben, sondern es können die Freiheitsgrade der generativen Herstellung auch in dieser Hinsicht zur Formanpassung bzw. -optimierung genutzt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Strömungsmaschine mit einem vorliegend offenbarten Modul. Das Modul ist generell bevorzugt ein Turbinenmodul bzw. Abschnitt der Turbine.
Wie bereits erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines vorliegend offenbarten Moduls, wobei die Dichtungsträgerwand und der Dichtsteg gemeinsam generativ aufgebaut werden. Die beiden werden also im selben Verfahren generativ hergestellt. Bevorzugt werden auch die weiteren vorstehend diskutierten Teile (Gleitkörper etc.) im selben Verfahren generativ erzeugt. Es wird ausdrücklich auf die vorstehende Offenbarung verwiesen. Besonders bevorzugt wird der gesamte Dichtungsträger generativ hergestellt (alle Teile im selben Verfahren).
Das generative Aufbauen erfolgt in bevorzugter Ausgestaltung in einem Pulverbettverfahren. Der entsprechende Werkstoff, bspw. Titanaluminid, wird also in Pulverform sequenziell Schicht für Schicht aufgetragen, wobei je Schicht selektiv ein anhand des Datenmodells (der Bauteilgeometrie) vorbestimmter Bereich verfestigt wird. Die Verfestigung erfolgt durch ein Aufschmelzen mittels einer Strahlquelle, wobei im Allgemeinen bspw. auch eine Elektronenstrahlquelle denkbar ist. Bevorzugt wird mit einer Laserquelle aufgeschmolzen, also einem Laserstrahl, ist das generative Aufbauen also ein selektives Laserschmelzen (SLM).

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale im Rahmen der nebengeordneten Ansprüche auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können und auch weiterhin nicht im Einzelnen zwischen den unterschiedlichen Anspruchskategorien unterschieden wird.
Im Einzelnen zeigt

Figur 1: ein Strahltriebwerk in einem Axialschnitt;
Figur 2: als Teil einer Turbinenstufe eine Leitschaufelanordnung mit einer Aufhängung an einem Dichtungsträger, wiederum in einem Axialschnitt;
Figur 3: den Dichtungsträger gemäß Fig. 2 senkrecht zur Längsachse geschnitten.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine Strömungsmaschine 1 in schematischer Ansicht, konkret ein Strahltriebwerk. Die Strömungsmaschine 1 gliedert sich funktional in Verdichter 1a, Brennkammer 1b und Turbine 1c. Dabei sind sowohl der Verdichter 1a als auch die Turbine 1c jeweils aus mehreren Stufen aufgebaut, jede Stufe setzt sich aus einem Leit- und einem Laufschaufelkranz zusammen. Im Falle der Turbine 1c ist der Laufschaufelkranz jeweils stromab des zugeordneten Leitschaufelkranzes angeordnet. Im Betrieb rotieren die Laufschaufeln um die Längsachse 2.
Fig. 2 zeigt als Modul 20 einen Ausschnitt der Turbine 1c, wiederum in einem Axialschnitt. Konkret ist eine Leitschaufelanordnung 21 mit einer Leitschaufel 21a, einer Innenplattform 21b, sowie einem ersten und einem zweiten Führungszapfen 21c,d zu erkennen. Die Leitschaufel 21a ist radial außen an der Innenplattform 21b angeordnet, die Führungszapfen 21c,d radial innerhalb. Die Führungszapfen 21c,d erstrecken sich nach radial innen in eine Aufnahme 22 hinein, die der Dichtungsträger 23 bildet. Konkret wird die Aufnahme 22 axial zwischen einer vorderen Dichtungsträgerwand 23a und einer hinteren Dichtungsträgerwand 23b des Dichtungsträgers 23 begrenzt; die beiden Wände 23a,b des Dichtungsträgers 23 bilden in dem Axialschnitt ein nach radial außen offenes U-Profil. Radial innen weist der Dichtungsträger 23 ein Dichtungselement 23f auf, nämlich eine Honigwabendichtung.
Die Führungszapfen 21c,d sind zwischen den Wänden 23a,b axial in Position gehalten, dabei aber noch radial versetzbar, also nicht geklemmt. Im Detail liegt die Schnittebene des Axialschnitts gemäß Fig. 2 umlaufend zwischen den beiden Führungszapfen 21c,d. Im Folgenden wird deshalb ergänzend auch auf Fig. 3 verwiesen, aus der ersichtlich ist, wie die Führungszapfen 21c,d (strichliert angedeutet) bezogen auf eine Umlaufrichtung 35 gemeinsam einen Gleitkörper 23c umschließen. Diese auch als Tang bezeichnete Anordnung bildet die sogenannte Speichenzentrierung, die noch einen gewissen Radialversatz erlaubt (zum Ausgleich unterschiedlich großer thermisch induzierter Ausdehnungen im Betrieb). Nach radial außen laufen die Führungszapfen 21c,d gewissermaßen gabelförmig zusammen, was in dem Schnitt gemäß Fig. 2 zu erkennen ist.
Fig. 3 zeigt eine geschnittene Axialansicht, die Schnittebene liegt senkrecht zur Längsachse 2 und teilt die Aufnahme 22 mittig. Die vordere Wand 23a liegt außerhalb der Zeichenebene, der Blick fällt auf die hintere Wand 23b des Dichtungsträgers 23. Der Gleitkörper 23c ist einstückig mit den Dichtungsträgerwänden 23a,b ausgebildet, nämlich gemeinsam damit in einem Pulverbettverfahren durch SLM aufgebaut.
Ferner werden in der Herstellung auch der in der Fig. 2 vordere Dichtsteg 23d und der hintere Dichtsteg 23e mitaufgebaut. Dies gilt auch für das radial innen vorgesehene Dichtungselement 23f, das in Form einer Honigwabendichtung vorgesehen ist. Die gesamte Baugruppe wird also generativ Schicht für Schicht aufgebaut, die einzelnen Komponenten sind somit einstückig miteinander. Dies kann bzgl. der Herstellung von Interesse sein (weniger Einzelteile, geringerer Aufwand), insbesondere aber auch die Haltbarkeit bzw. Zuverlässigkeit betreffend von Vorteil sein. Es wird ausdrücklich auf die Darstellung in der Beschreibungseinleitung verwiesen.
Gemeinsam mit der Innenplattform 21b der Leitschaufelanordnung 21 bilden die Dichtstege 23d,e jeweils eine Labyrinthdichtung. Im Falle des axial vorderen Dichtstegs 23d wird die Labyrinthdichtung gemeinsam mit einem Hinterkantenabschnitt 30 der Innenplattform des vorgelagerten Laufschaufelkranzes gebildet; im Falle des axial hinteren Dichtstegs 23e gemeinsam mit einem Vorderkantenabschnitt 31 der Innenplattform des nachgelagerten Laufschaufelkranzes. Der Hinterkanten- bzw. Vorderkantenabschnitt 30, 31 ist dabei radial zwischen dem jeweiligen Dichtsteg 23d,e und der Innenplattform 21b der Leitschaufelanordnung 21 angeordnet, dieser Aufbau wird auch als "Fischmauldichtung" bezeichnet.
Das Dichtungselement 23f dichtet gegen Dichtstrukturen 32, die gemeinsam mit der Welle bzw. den Laufschaufeln rotieren. Diese Anordnung mit dem Dichtungsträger 23 wird auch als Inner-Air-Seal bezeichnet. Insgesamt lassen sich damit Radialverluste aus dem Heißgaskanal verringern bzw. unterdrücken.
Wie aus Fig. 2 ferner ersichtlich, haben die Dichtungsträgerwände 23a,b über ihre radiale Erstreckung eine variierende Dicke (von radial außen nach radial innen zunehmend). Diese variierende Dicke, die sich aufgrund der generativen Herstellung gut umsetzen lässt, ist an die Krafteinleitung angepasst (anhand strukturmechanischer Simulationen).

Ferner ist aus Fig. 2 ersichtlich, dass auch die Dicke des axial hinteren Dichtstegs 23e variiert. Die Dicke nimmt von der Dichtungsträgerwand 23b weg zunächst ab, dann ist der Dichtsteg 23e lokal mit einer Verdickung 23ee geformt. Diese Verdickung 23ee dient einer Verstimmung, unterdrückt also kritische Eigenfrequenzanregungen. Ebenso kann selbstverständlich auch der axial vordere Dichtsteg 23d mit variabler Dicke geformt sein, was nicht im Einzelnen dargestellt ist.

BEZUGSZEICHENLISTE

Strömungsmaschine	1
Verdichter	1a
Brennkammer	1b
Turbine	1c
Längsachse	2
Modul	20
Leitschaufelanordnung	21
Leitschaufel	21a
Innenplattform	21b
Erster Führungszapfen	21c
Zweiter Führungszapfen	21d
Aufnahme	22
Dichtungsträger	23
Vordere Dichtungsträgerwand	23a
Hintere Dichtungsträgerwand	23b
Gleitkörper	23c
Vorderer Dichtsteg	23d
Hinterer Dichtsteg	23e
Lokale Verdickung	23ee
Dichtungselement	23f
Hinterkantenabschnitt	30
Vorderkantenabschnitt	31
Dichtstrukturen	32
Umlaufrichtung	35

Claims

Modul (20) für eine Strömungsmaschine (1), mit
einer Leitschaufelanordnung (21) und
einem Dichtungsträger (23), der bezogen auf eine Längsachse (2) des Moduls (20) radial innerhalb einer Innenplattform (21b) der Leitschaufelanordnung (21) angeordnet ist,
wobei der Dichtungsträger (23), jeweils bezogen auf die Längsachse (2) des Moduls (20), in einem Axialschnitt betrachtet eine sich radial erstreckende Dichtungsträgerwand (23a,b) und einen sich davon axial weg erstreckenden Dichtsteg (23d,e) aufweist, der gemeinsam mit der Innenplattform (21b) der Leitschaufelanordnung (21) eine Labyrinthdichtung bildet,
wobei die Dichtungsträgerwand (23a,b) und der Dichtsteg (23d,e) einstückig miteinander sind, nämlich gemeinsam generativ aufgebaut sind.
Modul (20) nach Anspruch 1, bei welchem der Dichtsteg (23d,e) in dem Axialschnitt betrachtet über seine axiale Erstreckung eine variierende Dicke hat.
Modul (20) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Dichtungsträgerwand (23a,b) in dem Axialschnitt betrachtet über ihre radiale Erstreckung eine variierende Dicke hat.
Modul (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der Dichtungsträger (23) eine nach radial außen offene, von der Dichtungsträgerwand (23a,b) axial begrenzte Aufnahme (22) bildet, in welche die Leitschaufelanordnung (21) mit einem ersten Führungszapfen (21c) eingreift, der sich von der Innenplattform (21b) nach radial innen erstreckt, wobei in der Aufnahme (22) ein Gleitkörper (23c) angeordnet ist, an welchem der erste Führungszapfen (21c) der Leitschaufelanordnung (21) bezogen auf einen Umlauf um die Längsachse (2) des Moduls (20) eine Anlage findet, wobei der Gleitkörper (23c) und die Dichtungsträgerwand (23a,b) einstückig miteinander sind, nämlich gemeinsam generativ aufgebaut sind.
Modul (20) nach Anspruch 4, bei welchem radial innen an der Innenplattform (21b) ein zweiter Führungszapfen (21d) angeordnet ist, der gemeinsam mit dem ersten Führungszapfen (21c) in der Aufnahme (22) des Dichtungsträgers (23) angeordnet ist, wobei auch der zweite Führungszapfen (21d) an dem Gleitkörper (23c) eine Anlage findet und der Gleitkörper (23c) bezogen auf den Umlauf zwischen dem ersten Führungszapfen (21c) und dem zweiten Führungszapfen (21d) angeordnet ist.
Modul (20) nach Anspruch 4 oder 5, bei welchem die Dichtungsträgerwand (23a,b) gemeinsam mit einer weiteren Dichtungsträgerwand (23a,b) in dem Axialschnitt betrachtet U-profilförmig die Aufnahme (22) bildet.
Modul (20) nach Anspruch 6, bei welchem auch der Gleitkörper (23c) und die weitere Dichtungsträgerwand (23a,b) einstückig miteinander ausgebildet sind, nämlich gemeinsam generativ aufgebaut sind.
Modul (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der Dichtungsträger (23) einen weiteren Dichtsteg (23d,e) aufweist, der sich axial entgegengesetzt zum ersten Dichtsteg (23d,e) von dem übrigen Dichtungsträger weg erstreckt.
Modul (20) nach Anspruch 8 in Verbindung mit Anspruch 6 oder 7, bei welchem die weitere Dichtungsträgerwand (23a,b) und der weitere Dichtsteg (23d,e) einstückig miteinander sind, nämlich gemeinsam generativ aufgebaut sind.
Modul (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem der Dichtungsträger (23) radial innen ein Dichtungselement (23f) aufweist.
Modul (20) nach Anspruch 10, bei welchem das Dichtungselement (23f) eine Honigwabendichtung ist.
Modul (20) nach Anspruch 10 oder 11, bei welchem die Dichtungsträgerwand (23a,b) und das Dichtungselement (23f) einstückig miteinander sind, nämlich gemeinsam generativ aufgebaut sind.
Strömungsmaschine (1) mit einem Modul (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Verfahren zum Herstellen eines Moduls (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder einer Strömungsmaschine nach Anspruch 13, bei welchem die Dichtungsträgerwand (23a,b) und der Dichtsteg (23d,e) gemeinsam generativ aufgebaut werden.
Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem die Dichtungsträgerwand (23a,b) und der Dichtsteg (23d,e) gemeinsam in einem Pulverbettverfahren aufgebaut werden.