EP3524778A1 - Lever connection of a guide vane adjustment for turbomachines and associated method of manufacturing - Google Patents

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EP3524778A1
EP3524778A1 EP19156350.1A EP19156350A EP3524778A1 EP 3524778 A1 EP3524778 A1 EP 3524778A1 EP 19156350 A EP19156350 A EP 19156350A EP 3524778 A1 EP3524778 A1 EP 3524778A1
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EP
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lever
connection
blade shank
shank
vane
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Werner Humhauser
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MTU Aero Engines AG
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MTU Aero Engines AG
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    • F05D2260/79—Bearing, support or actuation arrangements therefor

Definitions

  • the invention relates to a lever connection of a vane adjustment of a turbomachine for establishing a connection between a guide vane and an actuator according to the preamble of patent claim 1, a method for establishing a connection between a vane and an actuator and a turbomachine.
  • Compressors in axial flow machines generally comprise a vane adjustment in the area of the front compressor stages or in the high-pressure compressor. Due to the vane adjustment, the guide vanes of the relevant guide vane row are adjusted speed-dependent about their vertical axis, so that an absolute Leitradabströmwinkel is changeable. As a result, a stall during startup of the turbomachine or at low speeds can be prevented. A step load is reduced. Alternatively, a stall could be realized by an adjustment of the blades of the compressor stages, but this is technically much more complicated, so that the adjustment of the vanes has prevailed.
  • the adjustment of the guide vanes of a row of vanes is conventionally carried out mechanically by actuation of an actuator.
  • the actuator acts via an adjusting ring and one adjusting lever on the guide vanes.
  • the adjusting ring is arranged outside the turbomachine and usually positioned in the flow direction behind and coaxial with the row of guide blades. It is displaceable in the circumferential direction and in the axial direction of the turbomachine.
  • the adjusting rings are actuated at the same time via a control lever of the actuator which is mounted rotatably on the compressor housing and which extends in the axial direction of the turbomachine and is connected to the adjusting rings.
  • the adjusting lever hereinafter also referred to simply as a lever for simplicity, is inserted in the radial direction of the turbomachine onto a vane shaft extending in the vertical direction of the vane. Thereafter, the lever is fixed in a form-fitting manner at a contact region of the blade shank and by a screw connection secured in position.
  • the screwing can be done by an internal thread or by an external thread.
  • This type of lever connection requires a sufficiently thick blade shank for the design of the contact surfaces.
  • the shaft diameter can hardly be greater than the smallest possible external thread due to the geometric boundary conditions such as small flow channel diameter and high number of blades.
  • the displacement lever has a claw-type connection section for connection to a blade shank.
  • the connecting portion has two opposing jaw members extending from an underside of the adjusting lever and defining a slot extending in the lever longitudinal direction.
  • the slot is open at its two end faces over its entire cross section.
  • a slot is introduced that represents an opening to the top of the adjusting lever.
  • the lever is pushed with its slot over the blade shank, until the opposite jaw surfaces are in rotationally fixed positive engagement with corresponding shank surfaces. Subsequently, the lever is secured by means of a screwed into an internally threaded bore of a free end of the blade shank screw on the blade shank radially, which is guided through the slot.
  • a lever connection with a slot in a connecting portion of an adjusting lever is also in the patent EP 2 273 074 B1 shown.
  • the slot is bounded by side hook elements, which engage in the mounted state in lateral grooves of a blade shank.
  • the slot is opened via a bore to the top of the adjusting lever for performing a screw.
  • the object of the invention is to provide a lever connection of a vane adjustment of a turbomachine for establishing a connection between a guide vane and an actuator, which eliminates the disadvantages mentioned.
  • An inventive lever connection of a vane adjustment of a turbomachine for establishing a connection between a vane and an actuator wherein the vane has a vane shank which extends along its vertical axis and which can be brought by means of a lever with an adjusting ring of the actuator in connection, provides that the blade shank has a contact region which is reduced in cross-section with respect to a radially outer shank region.
  • the lever has a connecting portion with a slot and a threading opening.
  • the slot has opposite key surfaces for non-rotatable operative connection with contact surfaces of the contact area.
  • the blade shank diameter in the region radially outside of the shaft-lever connection point may have the same diameter as radially inside.
  • the height of the contact surfaces for transmitting the torque of the adjusting forces via the lever does not affect the outer diameter of the blade shank, as is the case with conventional compounds such as wedge surfaces or cone geometries.
  • a minimum diameter of 5 mm driven by a M5 lock nut shank nut can be realized.
  • the radially outer part of the blade shaft can have the exact same diameter as the radially inner part of the blade shaft.
  • the diameter of the contact area need not be greater than the outer diameter of the radially outer shank area, whereby the lever connection according to the invention is also suitable for very small shank diameters.
  • the blade shank diameter is therefore no longer the decisive factor in the formation of the contact region.
  • a reliable connection of the lever to the blade shank is possible even with a small shovel shaft diameter.
  • the lever connection is particularly suitable for use in compressors of turbomachines that require a high number of blades with a small available space, such as aircraft engines or compact industrial gas turbines. Due to the virtually non-existent geometric boundary conditions of the blade shank, the shank diameter can be significantly reduced.
  • a positive connection between the connecting portion of the lever and the contact region of the blade shank is achieved in one embodiment in that the key surfaces and corresponding contact surfaces are each parallel surfaces.
  • the contact surfaces are the same in size and shape.
  • the key surfaces are preferably also the same size and shape for assembly reasons.
  • the key surfaces and the contact surfaces may be set at an angle to each other.
  • the wrench flats and contact surfaces viewed in the longitudinal direction of the blade shank, viewed in the same way as the legs of an isosceles triangle can be made to be quasi roof-shaped relative to one another.
  • a multi-angle, trapezoidal and similar orientation and the like are also conceivable.
  • the wrench flats and / or the contact surfaces can be adjusted such that in the transition region from the threading hole into the slot insertion bevels are formed, which form a kind tapering in the mounting direction funnel and facilitate the transition of the blade shank from the threading into the slot during assembly , It is essential that the key surfaces and the contact surfaces are not rotationally symmetrical to the vertical axis, and that the form-fitting is free of play. In principle, a key surface and a corresponding contact surface already suffice to achieve a rotationally fixed locking.
  • the contact surfaces can be easily produced by cross-sectional tapering of the blade shank. For example, they can be made by milling. Due to the design as cross-sectional tapers, shoulder surfaces which act as a support for the connecting section in the mounted state also arise in the transition region of the contact surfaces to a shaft region radially adjacent to the contact region.
  • the lever can be additionally braced with the blade shank.
  • the screw can for example be a nut which cooperates with the radially outer shaft portion, in particular a free end of the blade shank.
  • the nut is preferably self-locking.
  • an internal thread can be formed with appropriate adjustment of the mother.
  • a securing element can additionally be provided for the arrangement between the connecting section and the screw element, which has, for example, an angled arm for lateral contact with the screw element and / or the connecting section.
  • the at least one arm can be applied after tightening without the use of additional tools on the screw and / or the connecting portion. In particular, several arms may be provided, so that when a poor arm still a reliable backup is guaranteed.
  • the transmission of the torque from the actuator for adjusting the blades is preferably carried out exclusively via the positive connection.
  • the screw is used primarily to secure the lock.
  • the lever can cooperate with an adjusting ring pin which is adapted to mount the lever by means of a radial movement on the adjusting ring.
  • the lever has a passage or through hole through which the respective adjusting ring pin is guided. This allows a fast and safe installation.
  • the adjusting ring pin can have, for example, an annular shoulder which acts as a pushing-on or insertion limit.
  • the Verstellringit is fixed after reaching its desired position on the lever.
  • a vane shank that extends extends along its vertical axis and is brought by means of a lever directly or indirectly with an adjusting ring of the actuator
  • the lever is pushed radially from a first mounting direction on the blade shank and then locked by a movement in a second mounting direction with the shovel shaft form-fitting manner.
  • the second mounting direction and the second mounting direction are different.
  • the first mounting direction and the second mounting direction preferably extend orthogonal to each other, for example, the second mounting direction extends in the axial direction. Due to the different second mounting direction is already without a bracing a lock.
  • the lever can now neither lifted, move neither radially inward nor radially outward.
  • a turbomachine according to the invention has a multiplicity of the lever connections according to the invention for establishing a connection between guide vanes of an adjusting blade row and an actuator. Due to the lever connections according to the invention, vane adjustments in guide vanes with a very small shaft diameter and / or in a very close distance from each other are possible. For example, the vane adjustments of the front compressor stages or of the high-pressure compressor such lever connections, so that the turbomachine can be equipped with a very powerful or performance-optimized compressor.
  • information such as “radial”, “radially outside”, “radially inward”, “coaxial” and “circumferential direction” refers to a machine longitudinal axis X of the turbomachine according to the invention, which represents the axis of rotation of a rotor of the turbomachine.
  • FIG. 1 shows a vane adjustment of vanes of an adjustable row of blades of a turbomachine. Due to the selected view from the outside on a housing portion of the turbomachine of the blades only one of the blade radially outwardly leading blade shank 1 is shown.
  • the blade shank 1 is usually also referred to as a radially outer bearing journal.
  • the guide vane has an airfoil which is located in a flow channel of the turbomachine through which the main flow passes. About a radial direction to the inner blade bearing journal, the guide vane is mounted in an inner ring which engages around a rotor shaft radially spaced.
  • the turbomachine is, for example, an aircraft engine and the vane row is arranged in the compressor of the aircraft engine.
  • the vane has the vane shank 1 extending radially outward from the vane blade, which is led out of the flow channel of the turbomachine and out of its housing 4, and which runs along the vertical axis H of the vane.
  • the blade shank 1 By means of a located outside of the main flow path of the turbomachine adjusting lever or lever 6 of the lever connection 2 is the blade shank 1 and thus the guide vane in operative connection with a Leitschaufelsch Herbert coaxial and outside the main flow path of the turbomachine adjusting ring arranged 8.
  • the adjusting ring 8 is in FIG. 6 outlined.
  • the connection of the lever 6 with the adjusting ring 8 via Verstellringite 10.
  • the tension of the lever 6 on the blade shank 1 by means of a screw 12, for example, a self-locking nut.
  • the lever 6 has a connecting portion 14 for connection to a in the FIGS. 4 and 5 shown contact area 16 of the blade shank 1 and a connecting portion 18 for connection to the Verstellringit 12.
  • the connecting portion 18 for connection to the Verstellringit 12 is called for clarity in the following connection section.
  • the connecting portion 14 and the connecting portion 18 form the two ends of the lever 6 and are connected to each other via a strip-like lever portion 20.
  • the axis of rotation of the connecting portion 14 about the vertical axis H and the axis of rotation of the connecting portion 18 about a longitudinal axis of the Verstellringainss 10 are parallel and preferably extend in the radial direction.
  • a possible radial offset of the connecting portion 14 and the connecting portion 18 can be compensated by the strip-like lever portion 20 by the lever portion 20 is arranged at each of the connecting portion 14 and the connecting portion 18 angled, as shown in FIG. 2 is shown. This angle can be 90 °. Preferably, however, a longitudinal extent of the lever portion 20 deviates from the substantially perpendicular Lot between the two axes of rotation. This facilitates the assembly of the lever. 6
  • the connecting portion 14 is formed thickened relative to the strip-like lever portion 20 and has a in the longitudinal direction L of the lever 6 extending rectangular shape. It has a keyhole-like recess 22, which in its thickness direction (in FIG. 2 perpendicular to the plane) penetrated from its top to the bottom.
  • the recess 22 is formed by a slot 24 that extends in the lever longitudinal direction L and two opposite key surfaces 26, 28 has.
  • the wrench flats 26, 28 are here designed as plane parallel surfaces, which are spaced apart from each other by a constant distance and extend in the direction of the lever longitudinal axis L. About a concave surface 30, they are connected near the strip-like lever portion 20 with each other.
  • the recess 22 is formed by a threading opening 32.
  • the Einfädelötician 32 is from the perspective of the strip-like lever portion 20 behind the slot 24 and is open to the circumference. In other words, the threading opening 32 merges with the end remote from the concave surface 30 of the elongated hole 24 in this.
  • the threading opening 32 is formed as a through hole with a circular cross section. Compared with the slot 24, the threading opening 32 in the width direction B of the lever 6 is enlarged cross-section. It has a cross section such that the blade shank 1 with his in the FIGS. 4 and 5 shown radially outer free end 34 can be passed or the lever 6 can be pushed onto the free end 34 of the blade shank 1.
  • the connecting portion 18 is thickened relative to the strip-like lever portion 20, but not as strong as the connecting portion 14. He has a through hole 36 for performing the Verstellringites 10 and the radial sliding of the lever 6 on the Verstellringit 10th
  • the strip-like lever portion 20 is designed here with a constant thickness and width. To compensate for radial heights with respect to the shaft-lever connection point and the adjusting ring pin-lever connection point, a height compensation between the connecting section 14 and the connection section 16 can take place via the strip-like lever section 20 by a corresponding deformation
  • the shovel-side contact region 16 for engagement of the lever-side connecting portion 14 has two contact surfaces 38, 40 facing away from each other.
  • the contact surfaces 38, 40 are formed corresponding to the wrench surfaces 26, 28 of the oblong hole 24 and thus planar parallel surfaces. They are flattened peripheral portions of the blade shank 1 and connected to each other via unchanged convex peripheral surfaces 42 of the blade shank 1. Due to the perspective only a peripheral surface 42 can be seen.
  • the contact surfaces 38, 40 local cross-sectional tapers of the blade shank 8, which are spaced apart from each other such that in the assembled state a play-free or almost play-free positive connection with the key surfaces 26, 28 takes place.
  • the contact region 16 is not rotationally symmetrical to the vertical axis H, which fundamentally permits a secure fastening of the lever 6 by positive locking.
  • shoulder surfaces 46, 48 are formed in the transition region of the contact surfaces 38, 40 to the radially inwardly adjacent original shaft portion 44.
  • the shoulder surfaces 46, 48 form supports for the connecting portion 14 in the clamped state and limit a radial position of the lever 6 on the blade shank 1. They allow in the first place the tension with the screw 12th
  • the free end 34 of the blade shank 1 is provided for cooperation with the screw 12 with an external thread, not shown, and thus designed as a threaded portion.
  • the external thread or the free end 34 is spaced from the contact region 16 via an annular groove 50.
  • FIG. 6 the locking and tensioning of the lever 6 on the blade shank 1 in the contact region 16 is shown in section. It can be clearly seen how the blade shank 1 is not arranged in the threading opening 32 but in the oblong hole 24 and penetrates it in particular.
  • the concave surface 30 of the slot 24 acts as an axial stop for the blade shank 1.
  • a system is not absolutely necessary. Rather, the slot 24 allows the compensation of manufacturing and assembly tolerances, so that the blade shank 1 can also be basically spaced in its mounted position from the concave surface 30, as long as it is in the slot 24.
  • the tension of the lever 6 can be seen by means of the screw 12.
  • the connecting portion 14 is clamped between the shoulder surfaces 46, 48 and the screw 12 and thereby radially spaced from the housing 4 of the turbomachine.
  • a washer 52 may be placed on the blade shank 1.
  • the blade shank 1 is guided by a bearing bush 54, which is inserted into the housing 4.
  • the shunting shank-side connection is located radially inward to the adjustment ring-side connection.
  • the shaft-lever connection point is also arranged behind the Verstellringit-lever connection point viewed in the flow direction here. However, viewed in the flow direction, the shaft / lever connection point can also be arranged in front of the adjusting ring pin / lever connection point. Among other things, the axial position of the connection points determines a free mounting space outside the housing 4.
  • the lever 6 is thus moved radially after assembly of the Verstellringlochs 10 until it is with its connecting portion 14 in contact with the contact region 16 of the blade shank 1. The movement in the second mounting direction but only when all the levers 6 are placed on the respective blade shank 1 and threaded into the adjusting ring 8
  • indications such as "radial” refer to the machine longitudinal axis X of the turbomachine according to the invention, which represents the axis of rotation of a rotor of the turbomachine.
  • an adjusting ring pin 10 is attached to the respective lever 6.
  • the adjusting ring pin 10 is guided to the annular shoulder 56 through the through hole 36 of the connection portion 18 and then connected thereto.
  • the lever 6 is clamped by means of the screw 12 against the shoulder surfaces 46, 48 of the blade shank 1.
  • the screw 12 is screwed onto the external thread of the free end 34. Due to the radial support on the shoulder surfaces 46, 48 of the blade shank 1, the connecting section 14 can not escape radially inward. As a result, the connecting portion 14 is pressed against the shoulder surfaces 46, 48.
  • the washer 52 may be formed as a lock washer with, for example, lateral arms which are laterally applied to the screw member 12 and / or inserted into the threading opening 32.
  • the invention also includes embodiments in which the Verstellringite 10 are not pre-assembled with the levers 6.
  • the adjusting ring pins 10 can be previously mounted on the adjusting ring 8 and then the lever 6 are pushed onto the respective adjustment ring pin 10 mounted on the adjusting ring 8.
  • a lever connection of a vane adjustment for connecting a guide vane of a turbomachine with an adjusting ring of an actuator, which is set up such that an adjusting lever of the lever connection is pushed from a first mounting direction relative to a machine longitudinal axis of the turbomachine radially on a blade shank of the vane and by means of a movement is locked in a second mounting direction with the blade shank positively and in particular rotationally fixed, an assembly process and a turbomachine.

Landscapes

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

Abstract

Offenbart ist eine Hebelanbindung einer Leitschaufelverstellung zur Verbindung einer Leitschaufel einer Strömungsmaschine mit einem Verstellring eines Stellantriebs, die derart eingerichtet ist, dass ein Verstellhebel der Hebelanbindung aus einer ersten Montagerichtung bezogen auf eine Maschinenlängsachse der Strömungsmaschine radial auf einen Schaufelschaft der Leitschaufel aufgeschoben wird und mittels einer Bewegung in eine zweite Montagerichtung mit dem Schaufelschaft formschlüssig und insbesondere drehfest verriegelt wird, ein Montageverfahren sowie eine Strömungsmaschine.Disclosed is a lever connection of a guide vane adjustment for connecting a guide vane of a turbomachine to an adjusting ring of an actuator, which is set up in such a way that an adjusting lever of the lever connection is pushed radially onto a vane shaft of the vane from a first assembly direction with respect to a machine longitudinal axis of the turbomachine and by means of a movement in a second assembly direction with the shovel shaft is positively and in particular locked against rotation, an assembly method and a turbomachine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hebelanbindung einer Leitschaufelverstellung einer Strömungsmaschine zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Leitschaufel und einem Stellantrieb nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Leitschaufel und einem Stellantrieb und eine Strömungsmaschine.The invention relates to a lever connection of a vane adjustment of a turbomachine for establishing a connection between a guide vane and an actuator according to the preamble of patent claim 1, a method for establishing a connection between a vane and an actuator and a turbomachine.

Verdichter in axialen Strömungsmaschinen, beispielsweise Flugtriebwerke, umfassen in der Regel im Bereich der vorderen Verdichterstufen oder im Hochdruckverdichter eine Leitschaufelverstellung. Durch die Leitschaufelverstellung werden die Leitschaufeln der relevanten Leitschaufelreihe drehzahlabhängig um ihre Hochachse verstellt, so dass ein absoluter Leitradabströmwinkel veränderbar ist. Hierdurch kann ein Strömungsabriss beim Hochfahren der Strömungsmaschine bzw. bei geringen Drehzahlen verhindert werden. Eine Stufenbelastung wird reduziert. Alternativ könnte auch ein Strömungsabriss durch eine Verstellung der Laufschaufeln der Verdichterstufen verwirklicht werden, jedoch ist dies technisch wesentlich komplizierter, so dass sich die Verstellung der Leitschaufeln durchgesetzt hat.Compressors in axial flow machines, for example aircraft engines, generally comprise a vane adjustment in the area of the front compressor stages or in the high-pressure compressor. Due to the vane adjustment, the guide vanes of the relevant guide vane row are adjusted speed-dependent about their vertical axis, so that an absolute Leitradabströmwinkel is changeable. As a result, a stall during startup of the turbomachine or at low speeds can be prevented. A step load is reduced. Alternatively, a stall could be realized by an adjustment of the blades of the compressor stages, but this is technically much more complicated, so that the adjustment of the vanes has prevailed.

Die Verstellung der Leitschaufeln einer Leitschaufelreihe erfolgt herkömmlicherweise mechanisch durch Betätigung eines Stellantriebs. Der Stellantrieb wirkt über einen Verstellring und jeweils einen Verstellhebel auf die Leitschaufeln. Der Verstellring ist außerhalb der Strömungsmaschine angeordnet und gewöhnlich in Strömungsrichtung betrachtet hinter und koaxial der Leitschaufelreihe positioniert. Er ist in Umfangsrichtung und in Axialrichtung der Strömungsmaschine verschiebbar. Bei mehreren zu verstellenden Verdichterstufen werden die Verstellringe gleichzeitig über einen drehbar am Verdichtergehäuse gelagerten Stellhebel des Stellantriebs angesteuert, der sich in Axialrichtung der Strömungsmaschine erstreckt und mit den Verstellringen verbunden ist.The adjustment of the guide vanes of a row of vanes is conventionally carried out mechanically by actuation of an actuator. The actuator acts via an adjusting ring and one adjusting lever on the guide vanes. The adjusting ring is arranged outside the turbomachine and usually positioned in the flow direction behind and coaxial with the row of guide blades. It is displaceable in the circumferential direction and in the axial direction of the turbomachine. In the case of several compressor stages to be adjusted, the adjusting rings are actuated at the same time via a control lever of the actuator which is mounted rotatably on the compressor housing and which extends in the axial direction of the turbomachine and is connected to the adjusting rings.

Bei bekannten Leitschaufelverstellungen wird der Verstellhebel, im Folgenden der Einfachheit halber auch nur Hebel genannt, in Radialrichtung der Strömungsmaschine auf einen sich in Hochrichtung der Leitschaufel erstreckenden Schaufelschaft gesteckt. Danach wird der Hebel an einem Kontaktbereich des Schaufelschafts formschlüssig fixiert und durch eine Verschraubung lagegesichert. Die Verschraubung kann durch ein Innengewinde oder durch ein Außengewinde erfolgen. Diese Art der Hebelanbindung erfordert einen ausreichend dicken Schaufelschaft für die Gestaltung der Kontaktflächen. Allerdings kann der Schaftdurchmesser aufgrund der geometrischen Randbedingungen wie kleiner Strömungskanaldurchmesser und hohe Schaufelzahl kaum größer als das kleinstmögliche Außengewinde werden. Wenn nun aufgrund der geometrischen Randbedingungen die Schaftdurchmesser deutlich verkleinert werden müssen, ist bei Schaftdurchmessern, die kaum größer als die zulässige Gewindegröße sind, die vorbeschriebene bekannte Hebelanbindung nicht mehr darstellbar. Es liegt also für Verdichter von Triebwerken eine Herausforderung in der deutlichen Verkleinerung der Geometrie, d. h. einer Miniaturisierung auch der Verstellschaufeln, sowie deren Verbindung mit einem Verstellhebel. Konventionelle Verbindungssysteme über Dachschrägen, Konusgeometrien und dergleichen erfordern im Außenbereich des Schaufelschaftes eine Reduzierung dessen Durchmessers, was den Einsatz von Schrauben oder Muttern mit einem Minimalgewindedurchmesser von M5 nicht mehr erlaubt.In known vane adjustments, the adjusting lever, hereinafter also referred to simply as a lever for simplicity, is inserted in the radial direction of the turbomachine onto a vane shaft extending in the vertical direction of the vane. Thereafter, the lever is fixed in a form-fitting manner at a contact region of the blade shank and by a screw connection secured in position. The screwing can be done by an internal thread or by an external thread. This type of lever connection requires a sufficiently thick blade shank for the design of the contact surfaces. However, the shaft diameter can hardly be greater than the smallest possible external thread due to the geometric boundary conditions such as small flow channel diameter and high number of blades. Now, if the shaft diameter must be significantly reduced due to the geometric boundary conditions, the above-described known lever connection is no longer representable with shank diameters that are barely larger than the allowable thread size. So it is a challenge for compressors of engines in the significant reduction of the geometry, ie a miniaturization of the adjusting blades, as well as their connection with an adjusting lever. Conventional roof pitch, conical geometry and the like connection systems require a reduction in the diameter of the outside of the blade shank, which does not allow the use of screws or nuts with a minimum thread diameter of M5.

Druckschriftlicher Stand der Technik ist in dem Patent EP 1 561 906 B1 gezeigt. Bei der hier gezeigten Hebelanbindung hat der Verrstellhebel einen klauenartigen Verbindungabschnitt zur Anbindung an einem Schaufelschaft. Der Verbindungsabschnitt hat zwei sich gegenüberliegende Klauenelemente, die sich von einer Unterseite des Verstellhebels erstrecken und einen in Hebellängsrichtung erstreckenden Schlitz begrenzen. Der Schlitz ist an seinen beiden Stirnseiten über seinen gesamten Querschnitt geöffnet. In seinen Schlitzgrund ist ein Langloch eingebracht, dass eine Öffnung zur Oberseite des Verstellhebels darstellt. Zur Montage wird der Hebel mit seinem Schlitz über den Schaufelschaft geschoben, bis sich deren gegenüberliegenden Klauenflächen in drehfestem Formschluss mit korrespondierenden Schaftflächen befinden. Anschließend wird der Hebel mittels eines in eine Innengewindebohrung eines freien Endes des Schaufelschaftes eingedrehten Schraubelements an dem Schaufelschaft radial gesichert, das durch das Langloch geführt ist.Prior art is in the patent EP 1 561 906 B1 shown. In the case of the lever connection shown here, the displacement lever has a claw-type connection section for connection to a blade shank. The connecting portion has two opposing jaw members extending from an underside of the adjusting lever and defining a slot extending in the lever longitudinal direction. The slot is open at its two end faces over its entire cross section. In its slot base, a slot is introduced that represents an opening to the top of the adjusting lever. For assembly, the lever is pushed with its slot over the blade shank, until the opposite jaw surfaces are in rotationally fixed positive engagement with corresponding shank surfaces. Subsequently, the lever is secured by means of a screwed into an internally threaded bore of a free end of the blade shank screw on the blade shank radially, which is guided through the slot.

Eine Hebelanbindung mit einem Schlitz in einem Verbindungabschnitts eines Verstellhebels ist zudem in dem Patent EP 2 273 074 B1 gezeigt. Bei dieser Lösung wird der Schlitz von seitlichen Hakenelementen begrenzt, die im montierten Zustand in seitliche Nuten eines Schaufelschaftes eingreifen. Der Schlitz ist über eine Bohrung zur Oberseite des Verstellhebels zum Durchführen eines Schraubelements geöffnet.A lever connection with a slot in a connecting portion of an adjusting lever is also in the patent EP 2 273 074 B1 shown. In this solution, the slot is bounded by side hook elements, which engage in the mounted state in lateral grooves of a blade shank. The slot is opened via a bore to the top of the adjusting lever for performing a screw.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hebelanbindung einer Leitschaufelverstellung einer Strömungsmaschine zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Leitschaufel und einem Stellantrieb bereitzustellen, die die genannten Nachteile beseitigt. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Leitschaufel und einem Stellantrieb zu schaffen und eine Strömungsmaschine bereitzustellen, die bei kleinem Bauraum eine hohe verstellbare Leitschaufelzahl ermöglicht.The object of the invention is to provide a lever connection of a vane adjustment of a turbomachine for establishing a connection between a guide vane and an actuator, which eliminates the disadvantages mentioned. In addition, it is an object of the invention to provide a method for producing a connection between a guide vane and an actuator and to provide a turbomachine, which allows a small adjustable space a high adjustable vane number.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Hebelanbindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und durch eine Strömungsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.The object is achieved by a lever connection with the features of patent claim 1, by a method having the features of patent claim 7 and by a turbomachine having the features of patent claim 9.

Eine erfindungsgemäße Hebelanbindung einer Leitschaufelverstellung einer Strömungsmaschine zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Leitschaufel und einem Stellantrieb, wobei die Leitschaufel einen Schaufelschaft hat, der sich entlang ihrer Hochachse erstreckt und der mittels eines Hebels mit einem Verstellring des Stellantriebs in Verbindung bringbar ist, sieht vor, dass der Schaufelschaft einen Kontaktbereich hat, der gegenüber einem radial äußeren Schaftbereich querschnittsreduziert ist. Der Hebel hat einen Verbindungsabschnitt mit einem Langloch und einer Einfädelöffnung. Das Langloch hat gegenüberliegende Schlüsselflächen zur drehfesten Wirkverbindung mit Kontaktflächen des Kontaktbereichs. Die Einfädelöffnung geht umfangsseitig in das Langloch über und ist im Vergleich zum Langloch querschnittserweitert. Dabei ist sie derart querschnittserweitert, dass der Hebel über die Einfädelöffnung mit seinem Verbindungsabschnitt auf den Schaufelschaft radial aufschiebbar ist.An inventive lever connection of a vane adjustment of a turbomachine for establishing a connection between a vane and an actuator, wherein the vane has a vane shank which extends along its vertical axis and which can be brought by means of a lever with an adjusting ring of the actuator in connection, provides that the blade shank has a contact region which is reduced in cross-section with respect to a radially outer shank region. The lever has a connecting portion with a slot and a threading opening. The slot has opposite key surfaces for non-rotatable operative connection with contact surfaces of the contact area. The Einfädelöffnung goes over the circumference in the slot and is enlarged cross-section compared to the slot. In this case, it is so cross-sectional widened that the lever via the Einfädelöffnung with its connecting portion is radially pushed onto the blade shank.

Durch die Kombination Langloch mit Einfädelöffnung wird in Draufsicht eine schlüssellochförmige Ausnehmung geschaffen, die es ermöglicht, dass der Schaufelschaftdurchmesser im Bereich radial außerhalb der Schaft-Hebel-Verbindungsstelle den gleichen Durchmesser aufweisen kann wie radial innerhalb. Die Höhe der Kontaktflächen zur Übertragung des Drehmomentes der Verstellkräfte über den Hebel beeinflusst nicht den Außendurchmesser des Schaufelschaftes, wie dies bei konventionellen Verbindungen wie Keilflächen oder Konusgeometrien der Fall ist. Somit kann ein Minimaldurchmesser von 5 mm, getrieben von einer M5er Sicherungsmutter für den Schaufelschaft, realisiert werden. Der radial außen befindliche Teil des Schaufelschafts kann dabei den exakt gleichen Durchmesser wie der radial innen liegende Teil des Schaufelschafts aufweisen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Hebel nach dem Erreichen seiner Soll-Position an dem Schaufelschaft nicht abgehoben werden kann, sondern quasi automatisch beim Erreichen seiner Soll-Position eine selbstgesicherte drehfeste Verriegelung mit dem Schaufelschaft eingeht. Die Übertragung des Drehmoments vom Stellantrieb zum Verstellen der Schaufeln erfolgt somit über den Formschluss.Through the combination slot with Einfädelöffnung a keyhole-shaped recess is created in plan view, which makes it possible that the blade shank diameter in the region radially outside of the shaft-lever connection point may have the same diameter as radially inside. The height of the contact surfaces for transmitting the torque of the adjusting forces via the lever does not affect the outer diameter of the blade shank, as is the case with conventional compounds such as wedge surfaces or cone geometries. Thus, a minimum diameter of 5 mm driven by a M5 lock nut shank nut can be realized. The radially outer part of the blade shaft can have the exact same diameter as the radially inner part of the blade shaft. Another advantage is that the lever is not lifted after reaching its desired position on the blade shank can be, but almost automatically when reaching its desired position enters a self-secured rotationally fixed locking with the shovel shaft. The transmission of torque from the actuator for adjusting the blades thus takes place via the positive connection.

Mit anderen Worten, durch die Einfädelöffnung muss der Durchmesser des Kontaktbereichs nicht größer als der Außendurchmesser des radial äußeren Schaftbereichs sein, wodurch die erfindungsgemäße Hebelanbindung auch für sehr kleine Schaftdurchmessern geeignet ist. Der Schaufelschaftdurchmesser ist also nicht mehr die maßgebende Größe bei der Ausbildung des Kontaktbereichs. Somit ist selbst bei kleinem Schaufelschaftdurchmesser eine verlässliche Anbindung des Hebels an dem Schaufelschaft möglich. Hierdurch ist die Hebelanbindung insbesondere zur Verwendung in Verdichtern von Strömungsmaschinen geeignet, die bei einem kleinen verfügbaren Bauraum eine hohe Schaufelzahl erfordern, wie Flugtriebwerke oder kompakte Industriegasturbinen. Aufgrund der quasi nicht vorhandenen geometrischen Randbedingungen des Schaufelschaftes kann der Schaftdurchmesser deutlich verkleinert werden.In other words, through the threading opening, the diameter of the contact area need not be greater than the outer diameter of the radially outer shank area, whereby the lever connection according to the invention is also suitable for very small shank diameters. The blade shank diameter is therefore no longer the decisive factor in the formation of the contact region. Thus, a reliable connection of the lever to the blade shank is possible even with a small shovel shaft diameter. As a result, the lever connection is particularly suitable for use in compressors of turbomachines that require a high number of blades with a small available space, such as aircraft engines or compact industrial gas turbines. Due to the virtually non-existent geometric boundary conditions of the blade shank, the shank diameter can be significantly reduced.

Ein Formschluss zwischen dem Verbindungsabschnitt des Hebels und dem Kontaktbereich des Schaufelschaftes wird bei einer Ausführungsform dadurch erreicht, dass die Schlüsselflächen und korrespondierenden Kontaktflächen jeweils Parallelflächen sind. Bevorzugterweise sind die Kontaktflächen in ihrer Größe und Form gleich. Die Schlüsselflächen sind aus montagetechnischen Gründen bevorzugterweise ebenfalls gleich in ihrer Größe und Form. Alternativ können die Schlüsselflächen und die Kontaktflächen in einem Winkel zueinander angestellt sein. Beispielsweise können die Schlüsselflächen und Kontaktflächen in Längsrichtung des Schaufelschaftes betrachtet ähnlich den Schenkeln eines gleichschenkligen Dreiecks, quasi dachförmig, zueinander angestellt sein. Alternativ zu einer dachförmigen Winkelstellung zueinander ist auch eine mehrwinkelige, trapezförmige und ähnliche Ausrichtung und dergleichen vorstellbar. Beispielsweise können die Schlüsselflächen und/oder die Kontaktflächen so angestellt sein, dass im Übergangsbereich von der Einfädelöffnung in das Langloch Einführschrägen ausgebildet sind, die einen Art sich in Montagrichtung verjüngenden Trichter bilden und den Übergang des Schaufelschaftes aus der Einfädelöffnung in das Langloch bei der Montage erleichtern. Wesentlich ist, dass die Schlüsselflächen und die Kontaktflächen nicht rotationssymmetrisch zur Hochachse ausgebildet sind, und dass der Formschluss spielfrei ist. Grundsätzlich genügen so bereits eine Schlüsselfläche und eine korrespondierende Kontaktfläche, um eine drehfeste Verriegelung zu erreichen.A positive connection between the connecting portion of the lever and the contact region of the blade shank is achieved in one embodiment in that the key surfaces and corresponding contact surfaces are each parallel surfaces. Preferably, the contact surfaces are the same in size and shape. The key surfaces are preferably also the same size and shape for assembly reasons. Alternatively, the key surfaces and the contact surfaces may be set at an angle to each other. For example, the wrench flats and contact surfaces viewed in the longitudinal direction of the blade shank, viewed in the same way as the legs of an isosceles triangle, can be made to be quasi roof-shaped relative to one another. As an alternative to a roof-shaped angular position relative to one another, a multi-angle, trapezoidal and similar orientation and the like are also conceivable. For example, the wrench flats and / or the contact surfaces can be adjusted such that in the transition region from the threading hole into the slot insertion bevels are formed, which form a kind tapering in the mounting direction funnel and facilitate the transition of the blade shank from the threading into the slot during assembly , It is essential that the key surfaces and the contact surfaces are not rotationally symmetrical to the vertical axis, and that the form-fitting is free of play. In principle, a key surface and a corresponding contact surface already suffice to achieve a rotationally fixed locking.

Die Kontaktflächen lassen sich fertigungstechnisch einfach durch Querschnittsverjüngungen des Schaufelschaftes ausarbeiten. Beispielsweise können Sie durch Ausfräsen hergestellt werden. Durch die Ausbildung als Querschnittsverjüngungen entstehen zudem im Übergangsbereich der Kontaktflächen zu einem an den Kontaktbereich radial innen angrenzenden Schaftbereich Schulterflächen, die als Auflage für den Verbindungsabschnitt im montierten Zustand wirken.The contact surfaces can be easily produced by cross-sectional tapering of the blade shank. For example, they can be made by milling. Due to the design as cross-sectional tapers, shoulder surfaces which act as a support for the connecting section in the mounted state also arise in the transition region of the contact surfaces to a shaft region radially adjacent to the contact region.

Mittels eines Schraubelements kann der Hebel mit dem Schaufelschaft zusätzlich verspannt werden. Das Schraubelement kann beispielsweise eine Mutter sein, die mit dem radial äußeren Schaftbereich, insbesondere einem freien Ende, des Schaufelschaftes zusammenwirkt. Die Mutter ist bevorzugterweise selbstsichernd. Anstatt eines Außengewindes kann grundsätzlich auch ein Innengewinde bei entsprechender Anpassung der Mutter ausgebildet sein. Zur Sicherung der Verspannung kann zusätzlich ein Sicherungselement zur Anordnung zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem Schraubelement vorgesehen ist, das beispielsweise einen abwinkelbaren Arm zur seitlichen Anlage an dem Schraubelement und/oder dem Verbindungsabschnitt hat. Der zumindest eine Arm lässt sich nach dem Verspannen ohne Verwendung zusätzlichen Werkzeugs an dem Schraubelement und/oder dem Verbindungsabschnitt anlegen. Insbesondere können auch mehrere Arme vorgesehen sein, so dass beim Ausfall eines Armes immer noch eine verlässliche Sicherung gewährleistet ist. Die Übertragung des Drehmoments vom Stellantrieb zum Verstellen der Schaufeln erfolgt bevorzugterweise ausschließlich über den Formschluss. Das Schraubelement dient vorrangig zur Sicherung der Verriegelung.By means of a screw, the lever can be additionally braced with the blade shank. The screw can for example be a nut which cooperates with the radially outer shaft portion, in particular a free end of the blade shank. The nut is preferably self-locking. Instead of an external thread, in principle, an internal thread can be formed with appropriate adjustment of the mother. To secure the bracing, a securing element can additionally be provided for the arrangement between the connecting section and the screw element, which has, for example, an angled arm for lateral contact with the screw element and / or the connecting section. The at least one arm can be applied after tightening without the use of additional tools on the screw and / or the connecting portion. In particular, several arms may be provided, so that when a poor arm still a reliable backup is guaranteed. The transmission of the torque from the actuator for adjusting the blades is preferably carried out exclusively via the positive connection. The screw is used primarily to secure the lock.

Zur Anbindung des Hebels an dem Verstellring kann der Hebel mit einem Verstellringstift zusammenwirken, der der dazu eingerichtet ist, dass der Hebel mittels einer radialen Bewegung an dem Verstellring montiert wird. Bevorzugterweise hat der Hebel eine Durchführung bzw. Durchgangsbohrung, durch die der jeweilige Verstellringstift geführt wird. Dies erlaubt eine schnelle und sichere Montage. Zur Vorgabe einer Soll-Position des Verstellrings in der hebelseitigen Durchgangsbohrung kann der Verstellringstift beispielsweise eine Ringschulter haben, die als eine Aufschiebe- bzw. Eintauchbegrenzung wirkt. Bevorzugterweise wird der Verstellringstift nach dem Erreichen seiner Soll-Position an dem Hebel befestigt.For connecting the lever to the adjusting ring, the lever can cooperate with an adjusting ring pin which is adapted to mount the lever by means of a radial movement on the adjusting ring. Preferably, the lever has a passage or through hole through which the respective adjusting ring pin is guided. This allows a fast and safe installation. To specify a desired position of the adjusting ring in the lever-side through hole, the adjusting ring pin can have, for example, an annular shoulder which acts as a pushing-on or insertion limit. Preferably, the Verstellringstift is fixed after reaching its desired position on the lever.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Leitschaufel und einem Stellantrieb, wobei die Leitschaufel einen Schaufelschaft hat, der sich entlang ihrer Hochachse erstreckt und der mittels eines Hebels mittel- oder unmittelbar mit einem Verstellring des Stellantriebs in Verbindung gebracht wird, wird der Hebel aus einer ersten Montagerichtung radial auf den Schaufelschaft aufgeschoben und anschließend durch eine Bewegung in eine zweite Montagerichtung mit dem Schaufelschaft formschlüssig verriegelt. Die zweite Montagerichtung und die zweite Montagerichtung sind unterschiedlich. Die erste Montagerichtung und die zweite Montagerichtung verlaufen bevorzugterweise orthogonal zueinander, beispielsweise verläuft die zweite Montagerichtung in axialer Richtung. Durch die andersartige zweite Montagerichtung erfolgt bereits ohne eine Verspannung eine Verriegelung. Der Hebel kann nun weder abgehoben, sich weder radial nach innen noch radial nach außen bewegen.In a method of making a connection between a vane and an actuator according to the invention, wherein the vane has a vane shank that extends extends along its vertical axis and is brought by means of a lever directly or indirectly with an adjusting ring of the actuator, the lever is pushed radially from a first mounting direction on the blade shank and then locked by a movement in a second mounting direction with the shovel shaft form-fitting manner. The second mounting direction and the second mounting direction are different. The first mounting direction and the second mounting direction preferably extend orthogonal to each other, for example, the second mounting direction extends in the axial direction. Due to the different second mounting direction is already without a bracing a lock. The lever can now neither lifted, move neither radially inward nor radially outward.

Ein bevorzugtes Verfahren umfasst die Schritte,

  • radiales Aufschieben des Hebels auf den Schaufelschaft über eine hebelseitige Einfädelöffnung und radiales Verbinden des Hebels mit dem Verstellring,
  • axiales Verschieben des Verstellrings mit dem Hebel entlang eines hebelseitigen Langlochs bis sich gegenüberliegende Schlüsselflächen des Langloches in Anlage mit korrespondierenden Kontaktflächen des Schaufelschaftes befinden,
  • Verspannen des Hebels mit dem Schaufelschaft durch Zusammenwirken eines Schraubelements mit einem radial äußeren Schaftbereich, wobei der Hebel zwischen schaftseitigen Schulterflächen und dem Schraubelement radial eingespannt wird.
A preferred method comprises the steps of
  • radial sliding of the lever on the blade shank via a lever-side threading opening and radial connection of the lever with the adjusting ring,
  • axial displacement of the adjusting ring with the lever along a lever-side elongated hole until opposite key surfaces of the elongated hole are in contact with corresponding contact surfaces of the blade shank,
  • Bracing the lever with the blade shank by cooperation of a screw with a radially outer shaft portion, wherein the lever between the shaft-side shoulder surfaces and the screw is clamped radially.

Eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine hat eine Vielzahl von den erfindungsgemäßen Hebelanobindungen zum Herstellen einer Verbindung zwischen Leitschaufeln einer Verstellschaufelreihe und einem Stellantrieb. Durch die erfindungsgemäßen Hebelanbindungen sind Leitschaufelverstellungen bei Leitschaufeln mit sehr kleinem Schaftdurchmesser und/oder in einem sehr engen Abstand zueinander möglich. Beispielsweise weisen die Leitschaufelverstellungen der vorderen Verdichterstufen oder des Hochdruckverdichters derartige Hebelanbindungen auf, so dass die Strömungsmaschine mit einem sehr leistungsstarken bzw. leistungsoptimierten Verdichter ausgestattet werden kann.A turbomachine according to the invention has a multiplicity of the lever connections according to the invention for establishing a connection between guide vanes of an adjusting blade row and an actuator. Due to the lever connections according to the invention, vane adjustments in guide vanes with a very small shaft diameter and / or in a very close distance from each other are possible. For example, the vane adjustments of the front compressor stages or of the high-pressure compressor such lever connections, so that the turbomachine can be equipped with a very powerful or performance-optimized compressor.

Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.Other advantageous embodiments of the invention are the subject of further subclaims.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von stark vereinfachten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass einzelne Elemente und Komponenten auch anders kombiniert werden können als dargestellt. Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente sind figurenübergreifend verwendet und werden gegebenenfalls nicht für jede Figur neu beschrieben. Es zeigen:

Figur 1:
eine perspektivische Draufsicht auf einen Abschnitt einer Leitschaufelverstellung mit erfindungsgemäßer Hebelanbindung,
Figur 2:
eine Draufsicht auf einen Hebel der Hebelanbindung,
Figur 3:
eine Seitenansicht des Hebels aus Figur 2,
Figur 4:
eine perspektivische Draufsicht auf einen Abschnitt eines Schaufelschaftes der Hebelanbindung,
Figur 5:
einen Längsschnitt durch die Leitschaufelverstellung aus Figur 1,
Figur 6:
einen Längsschnitt durch die Leitschaufelverstellung aus Figur 1 und
Figur 7 bis 9:
Montageschritte zur Montage der Hebelanbindung.
In the following, preferred embodiments of the invention are explained in more detail with reference to highly simplified schematic drawings. It is understood that individual elements and components can be combined differently than shown. Reference numerals for corresponding elements are used across figures and may not be rewritten for each figure. Show it:
FIG. 1:
a perspective top view of a portion of a vane adjustment with inventive lever connection,
FIG. 2:
a top view of a lever of the lever connection,
FIG. 3:
a side view of the lever FIG. 2 .
FIG. 4:
a perspective top view of a portion of a blade shank of the lever connection,
FIG. 5:
a longitudinal section through the vane adjustment FIG. 1 .
FIG. 6:
a longitudinal section through the vane adjustment FIG. 1 and
FIGS. 7 to 9:
Assembly steps for mounting the lever connection.

Generell beziehen sich hier Angaben wie "radial", "radial außen", "radial innen", "koaxial" und "Umfangsrichtung" auf eine Maschinenlängsachse X der erfindungsgemäßen Strömungsmaschine, die die Drehachse eines Rotors der Strömungsmaschine darstellt.In general, information such as "radial", "radially outside", "radially inward", "coaxial" and "circumferential direction" refers to a machine longitudinal axis X of the turbomachine according to the invention, which represents the axis of rotation of a rotor of the turbomachine.

Figur 1 zeigt eine Leitschaufelverstellung von Leitschaufeln einer verstellbaren Leitschaufelreihe einer Strömungsmaschine. Aufgrund der gewählten Sichtweise von außen auf einen Gehäuseabschnitt der Strömungsmaschine ist von den Laufschaufeln lediglich ein vom Schaufelblatt radial nach außen führender Schaufelschaft 1 gezeigt. Der Schaufelschaft 1 wird gewöhnlich auch als radial äußerer Lagerzapfen bezeichnet. Grundsätzlich hat die Leitschaufel ein Schaufelblatt, das sich in einem vom Hauptstrom durchströmten Strömungskanal der Strömungsmaschine befindet. Über einen zum Schaufelblatt radial inneren Lagerzapfen ist die Leitschaufel in einem Innenring gelagert, der eine Rotorwelle radial beabstandet umgreift. Die Strömungsmaschine ist beispielsweise ein Flugtriebwerk und die Leitschaufelreihe ist im Verdichter des Flugtriebwerks angeordnet. FIG. 1 shows a vane adjustment of vanes of an adjustable row of blades of a turbomachine. Due to the selected view from the outside on a housing portion of the turbomachine of the blades only one of the blade radially outwardly leading blade shank 1 is shown. The blade shank 1 is usually also referred to as a radially outer bearing journal. In principle, the guide vane has an airfoil which is located in a flow channel of the turbomachine through which the main flow passes. About a radial direction to the inner blade bearing journal, the guide vane is mounted in an inner ring which engages around a rotor shaft radially spaced. The turbomachine is, for example, an aircraft engine and the vane row is arranged in the compressor of the aircraft engine.

Zum Ausbilden einer erfindungsgemäßen Hebelabindung 2 der Leitschaufelverstellung hat die Leitschaufel den sich vom Schaufelblatt radial nach außen erstreckenden Schaufelschaft 1, der aus dem Strömungskanal der Strömungsmaschine und aus deren Gehäuse 4 herausgeführt ist und der entlang der Hochachse H der Leitschaufel verläuft. Mittels eines sich außerhalb des Hauptströmungspfads der Strömungsmaschine befindenden Verstellhebels bzw. Hebels 6 der Hebelanbindung 2 steht der Schaufelschaft 1 und somit die Leitschaufel in Wirkverbindung mit einem zur Leitschaufelreihe koaxial und außerhalb des Hauptströmungspfads der Strömungsmaschine angeordneten Verstellring 8. Der Verstellring 8 ist in Figur 6 skizziert. Die Verbindung des Hebels 6 mit dem Verstellring 8 erfolgt über Verstellringstifte 10. Die Verspannung des Hebels 6 an dem Schaufelschaft 1 erfolgt mittels eines Schraubelements 12, beispielsweise einer selbstsichernden Mutter.To form a lever adjustment 2 of the vane adjustment according to the invention, the vane has the vane shank 1 extending radially outward from the vane blade, which is led out of the flow channel of the turbomachine and out of its housing 4, and which runs along the vertical axis H of the vane. By means of a located outside of the main flow path of the turbomachine adjusting lever or lever 6 of the lever connection 2 is the blade shank 1 and thus the guide vane in operative connection with a Leitschaufelreihe coaxial and outside the main flow path of the turbomachine adjusting ring arranged 8. The adjusting ring 8 is in FIG. 6 outlined. The connection of the lever 6 with the adjusting ring 8 via Verstellringstifte 10. The tension of the lever 6 on the blade shank 1 by means of a screw 12, for example, a self-locking nut.

Zur Verstellung der Leitschaufeln 1 um ihre Hochachsen H wird der Verstellring 8 über einen nicht gezeigten Stellantrieb entlang des Gehäuses 4 verschoben. Die Verschiebung bewirkt dann eine entsprechende Verschwenkung der Leitschaufeln um ihre Hochachen H. Die Übertragung des Drehmoments von dem Hebel 6 auf die Leitschaufel erfolgt über einen im Folgenden noch erläuterten Formschluss zwischen dem Hebel 6 und dem Schaufelschaft 1. Das Schraubelement 12 dient vorrangig zur Sicherung des Formschlusses. Jede Leitschaufel der verstellbaren Leitschaufelreihe ist mit einer derartigen Hebelanbindung 2 versehen, die jeweils mit dem Verstellring 8 verbunden sind.For adjusting the guide vanes 1 about their vertical axes H of the adjusting ring 8 is moved via an actuator, not shown along the housing 4. The displacement then causes a corresponding pivoting of the guide vanes to their Hochachen H. The transmission of torque from the lever 6 to the guide vane via a below-explained form fit between the lever 6 and the blade shank 1. The screw 12 is primarily used to secure the positive engagement. Each vane of the adjustable vane row is provided with such a lever connection 2, which are each connected to the adjusting ring 8.

Wie in den Figuren 2 und 3 skizziert, hat der Hebel 6 einen Verbindungsabschnitt 14 zur Verbindung mit einem in den Figuren 4 und 5 gezeigten Kontaktbereich 16 des Schaufelschaftes 1 und einen Verbindungsabschnitt 18 zur Verbindung mit dem Verstellringstift 12. Der Verbindungsabschnitt 18 zur Verbindung mit dem Verstellringstift 12 wird der Übersicht halber im Folgenden Anbindungsabschnitt genannt. Der Verbindungsabschnitt 14 und der Anbindungsabschnitt 18 bilden die beiden Enden des Hebels 6 und sind über einen streifenartigen Hebelabschnitt 20 miteinander verbunden. Die Rotationsachse des Verbindungsabschnitts 14 um die Hochachse H und die Rotationsachse des Anbindungsabschnitts 18 um eine Längsachse des Verstellringstifts 10 sind dabei parallel und verlaufen vorzugsweise in radialer Richtung. Einen möglichen radialen Versatz des Verbindungsabschnitts 14 und des Anbindungsabschnitts 18 kann durch den streifenartigen Hebelabschnitt 20 ausgeglichen werden, indem der Hebelabschnitt 20 jeweils an dem Verbindungsabschnitt 14 und dem Anbindungsabschnitt 18 angewinkelt angeordnet ist, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Dieser Winkel kann 90° betragen. Vorzugsweise weicht eine Längserstreckung des Hebelabschnitts 20 aber von dem im wesentlichen senkrechten Lot zwischen den beiden Rotationsachsen ab. Dies erleichtert die Montage des Hebels 6.As in the FIGS. 2 and 3 sketched, the lever 6 has a connecting portion 14 for connection to a in the FIGS. 4 and 5 shown contact area 16 of the blade shank 1 and a connecting portion 18 for connection to the Verstellringstift 12. The connecting portion 18 for connection to the Verstellringstift 12 is called for clarity in the following connection section. The connecting portion 14 and the connecting portion 18 form the two ends of the lever 6 and are connected to each other via a strip-like lever portion 20. The axis of rotation of the connecting portion 14 about the vertical axis H and the axis of rotation of the connecting portion 18 about a longitudinal axis of the Verstellringstifts 10 are parallel and preferably extend in the radial direction. A possible radial offset of the connecting portion 14 and the connecting portion 18 can be compensated by the strip-like lever portion 20 by the lever portion 20 is arranged at each of the connecting portion 14 and the connecting portion 18 angled, as shown in FIG FIG. 2 is shown. This angle can be 90 °. Preferably, however, a longitudinal extent of the lever portion 20 deviates from the substantially perpendicular Lot between the two axes of rotation. This facilitates the assembly of the lever. 6

Der Verbindungsabschnitt 14 ist gegenüber dem streifenartigen Hebelabschnitt 20 verdickt ausgebildet und hat eine sich in Längsrichtung L des Hebels 6 erstreckende reckteckige Gestalt. Er weist eine schlüssellochartige Ausnehmung 22 auf, die ihn in seiner Dickenrichtung (in Figur 2 senkrecht zur Blattebene) von seiner Oberseite zur Unterseite durchsetzt.The connecting portion 14 is formed thickened relative to the strip-like lever portion 20 and has a in the longitudinal direction L of the lever 6 extending rectangular shape. It has a keyhole-like recess 22, which in its thickness direction (in FIG. 2 perpendicular to the plane) penetrated from its top to the bottom.

Die Ausnehmung 22 wird von einem Langloch 24 gebildet, dass sich in Hebellängsrichtung L erstreckt und zwei gegenüberliegende Schlüsselflächen 26, 28 aufweist. Die Schlüsselflächen 26, 28 sind hier als plane Parallelflächen ausgebildet, die über einen konstanten Abstand voneinander beabstandet sind und in Richtung der Hebellängsachse L verlaufen. Über eine Konkavfläche 30 sind sie nahe des streifenartigen Hebelabschnitts 20 miteinander verbunden.The recess 22 is formed by a slot 24 that extends in the lever longitudinal direction L and two opposite key surfaces 26, 28 has. The wrench flats 26, 28 are here designed as plane parallel surfaces, which are spaced apart from each other by a constant distance and extend in the direction of the lever longitudinal axis L. About a concave surface 30, they are connected near the strip-like lever portion 20 with each other.

Zudem wird die Ausnehmung 22 von einer Einfädelöffnung 32 gebildet. Die Einfädelöffnung 32 liegt aus Sicht des streifenartigen Hebelabschnitts 20 hinter dem Langloch 24 und ist zu diesem umfangsseitig geöffnet. Mit anderen Worten, die Einfädelöffnung 32 geht an dem von der Konkavfläche 30 abgewandten Ende des Langlochs 24 in dieses über. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Einfädelöffnung 32 als eine Durchgangsbohrung mit einem kreisrunden Querschnitt ausgebildet. Gegenüber dem Langloch 24 ist die Einfädelöffnung 32 in Breitenrichtung B des Hebels 6 querschnittserweitert. Dabei hat sie einen derartigen Querschnitt, dass der Schaufelschaft 1 mit seinem in den Figuren 4 und 5 gezeigten radial äußerem freien Ende 34 hindurchgeführt werden kann bzw. das der Hebel 6 auf das freie Ende 34 des Schaufelschafts 1 aufgeschoben werden kann.In addition, the recess 22 is formed by a threading opening 32. The Einfädelöffnung 32 is from the perspective of the strip-like lever portion 20 behind the slot 24 and is open to the circumference. In other words, the threading opening 32 merges with the end remote from the concave surface 30 of the elongated hole 24 in this. In the embodiment shown here, the threading opening 32 is formed as a through hole with a circular cross section. Compared with the slot 24, the threading opening 32 in the width direction B of the lever 6 is enlarged cross-section. It has a cross section such that the blade shank 1 with his in the FIGS. 4 and 5 shown radially outer free end 34 can be passed or the lever 6 can be pushed onto the free end 34 of the blade shank 1.

Der Anbindungsabschnitt 18 ist gegenüber dem streifenartigen Hebelabschnitt 20 verdickt, allerdings nicht so stark wie der Verbindungsabschnitt 14. Er hat eine Durchgangsbohrung 36 zum Durchführen des Verstellringstiftes 10 bzw. zum radialen Aufschieben des Hebels 6 auf den Verstellringstift 10.The connecting portion 18 is thickened relative to the strip-like lever portion 20, but not as strong as the connecting portion 14. He has a through hole 36 for performing the Verstellringstiftes 10 and the radial sliding of the lever 6 on the Verstellringstift 10th

Der streifenartige Hebelabschnitt 20 ist hier mit einer konstanten Dicke und Breite ausgeführt. Zum Ausgleich von radialen Höhen bzgl. der Schaft-Hebel-Verbindungsstelle und der Verstellringstift-Hebel-Verbindungsstelle kann über den streifenartigen Hebelabschnitt 20 durch eine entsprechende Verformung ein Höhenausgleich zwischen dem Verbindungsabschnitt 14 und dem Anbindungsabschnitt 16 erfolgenThe strip-like lever portion 20 is designed here with a constant thickness and width. To compensate for radial heights with respect to the shaft-lever connection point and the adjusting ring pin-lever connection point, a height compensation between the connecting section 14 and the connection section 16 can take place via the strip-like lever section 20 by a corresponding deformation

Gemäß den Figuren 4 und 5 hat der schaufelschaftseitige Kontaktbereich 16 zum Angriff des hebelseitigen Verbindungsabschnitts 14 zwei voneinander abgewandte Kontaktflächen 38, 40. Die Kontaktflächen 38, 40sind korrespondierend zu den Schlüsselflächen 26, 28 des Langlochs 24 ausgebildet und somit hier plane Parallelflächen. Sie sind abgeflachte Umfangsabschnitte des Schaufelschafts 1 und über unveränderte konvexe Umfangsflächen 42 des Schaufelschaftes 1 miteinander verbunden sind. Aufgrund der Perspektive ist lediglich eine Umfangsfläche 42 zu erkennen. Insbesondere sind die Kontaktflächen 38, 40 lokale Querschnittsverjüngungen des Schaufelschaftes 8, die derart voneinander beabstandet sind, dass im montierten Zustand ein spielfreier bzw. nahezu spielfreier Formschluss mit den Schlüsselflächen 26, 28 erfolgt. Hierdurch ist der Kontaktbereich 16 im Unterschied zum radial äußeren freien Ende 34 bzw. radial äußeren Schaftbereichs des Schaufelschaftes 1 und zu einem radial inneren angrenzenden Schaftbereich 44 nicht rotationssymmetrisch zur Hochachse H, was grundsätzlich eine verdrehgesicherte Befestigung des Hebels 6 durch Formschluss ermöglicht.According to the FIGS. 4 and 5 the shovel-side contact region 16 for engagement of the lever-side connecting portion 14 has two contact surfaces 38, 40 facing away from each other. The contact surfaces 38, 40 are formed corresponding to the wrench surfaces 26, 28 of the oblong hole 24 and thus planar parallel surfaces. They are flattened peripheral portions of the blade shank 1 and connected to each other via unchanged convex peripheral surfaces 42 of the blade shank 1. Due to the perspective only a peripheral surface 42 can be seen. In particular, the contact surfaces 38, 40 local cross-sectional tapers of the blade shank 8, which are spaced apart from each other such that in the assembled state a play-free or almost play-free positive connection with the key surfaces 26, 28 takes place. As a result, in contrast to the radially outer free end 34 or radially outer shank region of the blade shank 1 and to a radially inner adjoining shank region 44, the contact region 16 is not rotationally symmetrical to the vertical axis H, which fundamentally permits a secure fastening of the lever 6 by positive locking.

Im Übergangsbereich der Kontaktflächen 38, 40 zum radial innen angrenzenden ursprünglichen Schaftbereich 44 sind Schulterflächen 46, 48 gebildet. Die Schulterflächen 46, 48 bilden Auflagen für den Verbindungsabschnitt 14 im verspannten Zustand und begrenzen eine radiale Position des Hebels 6 an dem Schaufelschaft 1. Sie ermöglichen überhaupt erst die Verspannung mit dem Schraubelement 12.In the transition region of the contact surfaces 38, 40 to the radially inwardly adjacent original shaft portion 44 shoulder surfaces 46, 48 are formed. The shoulder surfaces 46, 48 form supports for the connecting portion 14 in the clamped state and limit a radial position of the lever 6 on the blade shank 1. They allow in the first place the tension with the screw 12th

Das freie Ende 34 des Schaufelschaftes 1 ist zum Zusammenwirken mit dem Schraubelement 12 mit einem nicht dargestellten Außengewinde versehen und somit als ein Gewindeabschnitt ausgeführt. Wie in Figur 7 skizziert, ist das Außengewinde bzw. das freie Ende 34 über eine Ringnut 50 vom Kontaktbereich 16 beabstandet ist. Grundsätzlich ist es auch möglich, anstelle eines Außengewindes ein Innengewinde in dem freien Ende 34 zum Zusammenwirken mit einem entsprechenden Schraubelement 12 vorzusehen.The free end 34 of the blade shank 1 is provided for cooperation with the screw 12 with an external thread, not shown, and thus designed as a threaded portion. As in FIG. 7 sketched, the external thread or the free end 34 is spaced from the contact region 16 via an annular groove 50. In principle, it is also possible, instead of an external thread, to provide an internal thread in the free end 34 for cooperation with a corresponding screw element 12.

In Figur 6 ist die Verriegelung und Verspannung des Hebels 6 an dem Schaufelschaft 1 im Kontaktbereich 16 im Schnitt gezeigt. Es ist deutlich zu erkennen, wie der Schaufelschaft 1 nicht in der Einfädelöffnung 32, sondern in dem Langloch 24 angeordnet ist und dieses insbesondere durchsetzt. In dem hier zeigten Ausführungsbeispiel wirkt die Konkavfläche 30des Langlochs 24 als axialer Anschlag für den Schaufelschaft 1. Eine Anlage ist aber nicht zwingend notwendig, Vielmehr erlaubt das Langloch 24 den Ausgleich von Fertigungs- und Montagetoleranzen, so dass der Schaufelschaft 1 auch grundsätzlich in seiner montierten Stellung von der Konkavfläche 30 beabstandet sein kann, solange er sich in dem Langloch 24 befindet.In FIG. 6 the locking and tensioning of the lever 6 on the blade shank 1 in the contact region 16 is shown in section. It can be clearly seen how the blade shank 1 is not arranged in the threading opening 32 but in the oblong hole 24 and penetrates it in particular. In the embodiment shown here, the concave surface 30 of the slot 24 acts as an axial stop for the blade shank 1. However, a system is not absolutely necessary. Rather, the slot 24 allows the compensation of manufacturing and assembly tolerances, so that the blade shank 1 can also be basically spaced in its mounted position from the concave surface 30, as long as it is in the slot 24.

Zudem ist die Verspannung des Hebels 6 mittels des Schraubelements 12 zu erkennen. Der Verbindungsabschnitt 14 ist zwischen den Schulterflächen 46, 48 und dem Schraubelement 12 eingespannt und dabei vom Gehäuse 4 der Strömungsmaschine radial beabstandet. Zusätzlich kann, wie gezeigt, zwischen dem Verbindungsabschnitt 14 und dem Schraubelement 12 eine Unterlegscheibe 52 auf den Schaufelschaft 1 aufgesetzt sein. Um eine leichtgängige Verstellung der Leitschaufel um ihre Hochachse H zu ermöglichen, ist der Schaufelschaftes 1 durch eine Lagerbuchse 54 geführt, die in das Gehäuse 4 eingesetzt ist.In addition, the tension of the lever 6 can be seen by means of the screw 12. The connecting portion 14 is clamped between the shoulder surfaces 46, 48 and the screw 12 and thereby radially spaced from the housing 4 of the turbomachine. In addition, as shown, between the connecting portion 14 and the screw 12, a washer 52 may be placed on the blade shank 1. In order to enable a smooth adjustment of the vane about its vertical axis H, the blade shank 1 is guided by a bearing bush 54, which is inserted into the housing 4.

Des Weiteren ist in Figur 6 zu erkennen. wie der Hebel 6 mit dem Verstellringstift 10 zusammenwirkt. Dieser ist durch die Durchgangsbohrung 36 im Anbindungsabschnitt 18 des Hebels 6 geführt und hat zur Einstellung seiner Eintauchtiefe eine Ringschulter 56, die gleichzeitig eine radiale Auflage für den Hebel 6 bildet.Furthermore, in FIG. 6 to recognize. how the lever 6 interacts with the adjusting ring pin 10. This is guided through the through hole 36 in the connecting portion 18 of the lever 6 and has to adjust its depth of immersion an annular shoulder 56, which simultaneously forms a radial support for the lever 6.

Ferner ist deutlich der radiale Höhenunterschied zwischen der Schaft-Hebel-Verbindungsstelle und der Verstellringstift-Hebel-Verbindungsstelle zu erkennen. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich die schaufelschaftseitige Anbindung radial innen zur verstellringseitigen Anbindung.Furthermore, the radial height difference between the shaft-lever connection point and the Verstellringstift-lever connection point can be clearly seen. In the embodiment shown here, the shunting shank-side connection is located radially inward to the adjustment ring-side connection.

Die Schaft-Hebel-Verbindungsstelle ist hier zudem in Strömungsrichtung betrachtet hinter der Verstellringstift-Hebel-Verbindungsstelle angeordnet. Allerdings kann die Schaft-Hebel-Verbindungsstelle in Strömungsrichtung betrachtet auch vor der Verstellringstift-Hebel-Verbindungsstelle angeordnet sein. Die axiale Position der Verbindungsstellen zueinander bestimmt unter anderem ein freier Montageraum außerhalb des Gehäuses 4.The shaft-lever connection point is also arranged behind the Verstellringstift-lever connection point viewed in the flow direction here. However, viewed in the flow direction, the shaft / lever connection point can also be arranged in front of the adjusting ring pin / lever connection point. Among other things, the axial position of the connection points determines a free mounting space outside the housing 4.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Montage der erfindungsgemäßen Hebelanbindung 2 an einem Schaufelschaft 1 einer Leitschaufel einer Leitschaufelreihe ist wesentlich, dass der Hebel 6 der Hebelanbindung 2 in einer ersten Montagerichtung radial bzw. im Wesentlichen radial auf den Kontaktbereich 16 des Schaufelschafts 1 aufgeschoben (Figur 7) und mittels einer Bewegung in eine axiale bzw. im Wesentlichen axiale zweiten Montagerichtung mit dem Schaufelschaft 1 formschlüssig verriegelt wird (Figur 8). Vor dem radialen Aufschieben des Hebels 6 an dem schaftseitigen Kontaktbereich 16 wird der Hebel 6 an dem Verstellring 8 aus einer Montagerichtung montiert, die gleich der ersten Montagerichtung ist. Der Hebel 6 wird somit nach der Montage des Verstellringstifts 10 radial bewegt, bis er sich mit seinem Verbindungsabschnitt 14 in Anlage mit dem Kontaktbereich 16 des Schaufelschaftes 1 befindet. Die Bewegung in die zweite Montagerichtung erfolgt aber erst, wenn sämtliche Hebel 6 auf den jeweiligen Schaufelschaft 1 aufgesetzt und in den Verstellring 8 eingefädelt sindIn a method according to the invention for mounting the lever connection 2 according to the invention on a blade shank 1 of a guide vane row, it is essential that the lever 6 of the lever connection 2 is pushed radially or substantially radially onto the contact region 16 of the blade shank 1 in a first mounting direction (FIG. FIG. 7 ) and is positively locked by means of a movement in an axial or substantially axial second mounting direction with the blade shank 1 ( FIG. 8 ). Before the radial pushing on of the lever 6 on the shaft-side contact region 16, the lever 6 on the adjusting ring 8 is made mounted a mounting direction, which is equal to the first mounting direction. The lever 6 is thus moved radially after assembly of the Verstellringstifts 10 until it is with its connecting portion 14 in contact with the contact region 16 of the blade shank 1. The movement in the second mounting direction but only when all the levers 6 are placed on the respective blade shank 1 and threaded into the adjusting ring 8

Im Folgenden erfolgt anhand der Figuren 7 bis 9 eine ausführliche Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wie vorerwähnt, beziehen sich Angaben wie "radial" auf die Maschinenlängsachse X der erfindungsgemäßen Strömungsmaschine, die die Drehachse eines Rotors der Strömungsmaschine darstellt.The following is based on the FIGS. 7 to 9 a detailed explanation of the method according to the invention. As mentioned above, indications such as "radial" refer to the machine longitudinal axis X of the turbomachine according to the invention, which represents the axis of rotation of a rotor of the turbomachine.

Zu Beginn der Montage (Figur 7) wird ein Verstellringstift 10 an dem jeweiligen Hebel 6 befestigt. Hierzu wird der Verstellringstift 10 bis zur Ringschulter 56 durch die Durchgangsbohrung 36 des Anbindungsabschnitts 18 geführt und dann mit diesem verbunden.At the beginning of the assembly ( FIG. 7 ) an adjusting ring pin 10 is attached to the respective lever 6. For this purpose, the adjusting ring pin 10 is guided to the annular shoulder 56 through the through hole 36 of the connection portion 18 and then connected thereto.

Anschließend (Figuren 7 und 8) wird der Hebel 6 mittels seiner Einfädelöffnung 32 der schlüssellochartigen Ausnehmung 22 radial auf den Schaufelschaft 1, d.h. in Pfeilrichtung entlang der Hochachse H, über dessen freies Ende 34 aufgeschoben. Der Hebel 6 umgreift nun mit seiner Einfädelöffnung 32 den schaftseitigen Kontaktbereich 16 (Figur 8). Der Verstellringstift 10 wird entsprechend radial in eine Öffnung 58 des Verstellrings 8 eingeführt (siehe Figur 6).Subsequently ( FIGS. 7 and 8 ), the lever 6 is pushed by means of its Einfädelöffnung 32 of the keyhole-like recess 22 radially on the blade shank 1, ie in the direction of arrow along the vertical axis H, over the free end 34. The lever 6 now surrounds the shaft-side contact region 16 with its threading opening 32 (FIG. FIG. 8 ). The adjusting ring pin 10 is correspondingly inserted radially into an opening 58 of the adjusting ring 8 (see FIG. 6 ).

Dann erfolgt die Herstellung des Formschlusses zwischen dem Hebel 6 und dem Schaufelschaft 1 (Figuren 8 und 9). Hierzu wird der nicht skizierte Verstellring 8 mit dem Hebel 6 axial in Richtung des Schaufelschaftes 1, d.h. entlang der Maschinenlängsachse X in Pfeilrichtung. verschoben, derart, dass der Kontaktbereich 16 aus der Einfädelöffnung 32 in das Langloch 24 der schlüssellochartigen Ausnehmung 22 übergeht. Die Schlüsselflächen 26, 28 des Langlochs 24 befinden sich nun in Anlage mit den Kontaktflächen 38, 40 des Kontaktbereichs 16. Somit ist der drehfeste Formschluss zwischen dem Hebel 6 und dem Schaufelschaft 1 hergestellt. Gleichzeitig ist aufgrund der vergrößerten Durchmesser des freien Endes 34 des Schaufelschaftes 1 und des radial innen an den Kontaktbereich angrenzenden Schaufelbereichs 44 der Hebel 6 in radialer Richtung an dem Schaufelschaft 1 verriegelt.Then, the production of the positive connection between the lever 6 and the blade shank 1 ( FIGS. 8 and 9 ). For this purpose, the non-skived adjusting ring 8 with the lever 6 axially in the direction of the blade shank 1, that is, along the machine longitudinal axis X in the arrow direction. shifted, such that the contact region 16 from the threading opening 32 in the slot 24 of the keyhole-like recess 22 passes. The key surfaces 26, 28 of the elongated hole 24 are now in contact with the contact surfaces 38, 40 of the contact region 16. Thus, the rotationally fixed positive connection between the lever 6 and the blade shank 1 is produced. At the same time, due to the increased diameter of the free end 34 of the blade shank 1 and the blade area 44 radially adjacent to the contact area, the lever 6 is locked in the radial direction to the blade shank 1.

Nach erfolgter axialer Verschiebung wird der Formschluss gesichert (Figur 9). Hierzu wird der Hebel 6 mittels des Schraubelements 12 gegen die Schulterflächen 46, 48 des Schaufelschaftes 1 verspannt. Das Schraubelement 12 wird auf das Außengewinde des freien Endes 34 aufgeschraubt. Durch die radiale Auflage auf den Schulterflächen 46, 48 des Schaufelschaftes 1 kann der Verbindungsabschnitt 14 nicht radial nach innen ausweichen. Als Folge wird der Verbindungsabschnitt 14 gegen die Schulterflächen 46, 48 gepresst. Die Sicherung des Schraubelements 12 gegen lösende Drehbewegungen erfolgt durch Selbstsicherung. Zusätzlich kann die Unterlegscheibe 52 als eine Sicherungsscheibe mit beispielsweise seitlichen Armen ausgebildet sein, die seitlich an das Schraubelement 12 angelegt und/oder in die Einfädelöffnung 32 eingeführt werden.After axial displacement of the positive locking is secured ( FIG. 9 ). For this purpose, the lever 6 is clamped by means of the screw 12 against the shoulder surfaces 46, 48 of the blade shank 1. The screw 12 is screwed onto the external thread of the free end 34. Due to the radial support on the shoulder surfaces 46, 48 of the blade shank 1, the connecting section 14 can not escape radially inward. As a result, the connecting portion 14 is pressed against the shoulder surfaces 46, 48. The securing of the screw 12 against loosening rotational movements takes place by self-assurance. In addition, the washer 52 may be formed as a lock washer with, for example, lateral arms which are laterally applied to the screw member 12 and / or inserted into the threading opening 32.

Es wird erwähnt, dass von der Erfindung auch Ausführungsbeispiele umfasst sind, bei denen die Verstellringstifte 10 nicht mit den Hebeln 6 vormontiert werden. Beispielsweise können die Verstellringstifte 10 zuvor an dem Verstellring 8 montiert werden und dann die Hebel 6 auf den jeweiligen am Verstellring 8 montierten Verstellringstift 10 aufgeschoben werden.It is mentioned that the invention also includes embodiments in which the Verstellringstifte 10 are not pre-assembled with the levers 6. For example, the adjusting ring pins 10 can be previously mounted on the adjusting ring 8 and then the lever 6 are pushed onto the respective adjustment ring pin 10 mounted on the adjusting ring 8.

Offenbart ist eine Hebelanbindung einer Leitschaufelverstellung zur Verbindung einer Leitschaufel einer Strömungsmaschine mit einem Verstellring eines Stellantriebs, die derart eingerichtet ist, dass ein Verstellhebel der Hebelanbindung aus einer ersten Montagerichtung bezogen auf eine Maschinenlängsachse der Strömungsmaschine radial auf einen Schaufelschaft der Leitschaufel aufgeschoben wird und mittels einer Bewegung in eine zweite Montagerichtung mit dem Schaufelschaft formschlüssig und insbesondere drehfest verriegelt wird, ein Montageverfahren sowie eine Strömungsmaschine.Disclosed is a lever connection of a vane adjustment for connecting a guide vane of a turbomachine with an adjusting ring of an actuator, which is set up such that an adjusting lever of the lever connection is pushed from a first mounting direction relative to a machine longitudinal axis of the turbomachine radially on a blade shank of the vane and by means of a movement is locked in a second mounting direction with the blade shank positively and in particular rotationally fixed, an assembly process and a turbomachine.

Bezugszeichenreference numeral

11
Schaufelschaftblade shank
22
Hebelanbindunglever connection
44
Gehäusecasing
66
Verstellhebel / HebelAdjustment lever / lever
88th
Verstellringadjusting
1010
VerstellringstiftVerstellringstift
1212
Schraubelementscrew
1414
Verbindungsabschnittconnecting portion
1616
Kontaktbereichcontact area
1818
weiterer Verbindungsabschnitt / Anbindungsabschnittanother connecting section / connection section
2020
streifenartiger Hebelabschnittstrip-like lever section
2222
Ausnehmungrecess
2424
LanglochLong hole
2626
Schlüsselflächekey area
2828
Schlüsselflächekey area
3030
Konkavflächeconcave
3232
Einfädelöffnungthreading aperture
3434
freies Ende des Schaufelschaftes / radial äußerer Schaftbereichfree end of the blade shank / radially outer shank region
3636
DurchgangsbohrungThrough Hole
3838
Kontaktflächecontact area
4040
Kontaktflächecontact area
4242
Umfangsflächeperipheral surface
4444
angrenzender Schaftbereich radial innenadjacent shaft area radially inward
4646
Schulterflächeshoulder surface
4848
Schulterflächeshoulder surface
5050
Ringnutring groove
5252
Unterlegscheibewasher
5454
Lagerbuchsebearing bush
5656
Ringschulterannular shoulder
5858
Öffnung im VerstellringOpening in the adjusting ring
HH
Hochachsevertical axis
XX
Maschinenlängsachsemachine longitudinal axis
BB
HebelbreitenrichtungLever width direction
LL
HebellängsrichtungLever length direction

Claims (9)

Hebelanbindung (2) einer Leitschaufelverstellung einer Strömungsmaschine zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Leitschaufel und einem Stellantrieb,
wobei die Leitschaufel einen Schaufelschaft (1) aufweist, der sich entlang ihrer Hochachse (H) erstreckt und der mittels eines Hebels (6) mit einem Verstellring (8) des Stellantriebs in Verbindung bringbar ist,
wobei der Schaufelschaft (1) einen Kontaktbereich (16) aufweist, der gegenüber einem radial äußeren Schaftbereich (34) querschnittsreduziert ist,
wobei der Hebel (6) einen Verbindungsabschnitt (14) mit einem Langloch (24) und einer Einfädelöffnung (32) aufweist,
wobei das Langloch (24) Schlüsselflächen (26, 28) zur drehfesten Wirkverbindung mit entsprechend ausgebildeten Kontaktflächen (38, 40) des Kontaktbereichs (16) aufweist und die Einfädelöffnung (32) umfangsseitig in das Langloch (24) übergeht, und
wobei die Einfädelöffnung (32) im Vergleich zum Langloch (24) querschnittserweitert ist und dazu eingerichtet ist, dass der Hebel (6) über die Einfädelöffnung (32) mit seinem Verbindungsabschnitt (14) auf den Schaufelschaft (1) radial aufschiebbar ist.Lever connection (2) of a vane adjustment of a turbomachine for establishing a connection between a vane and an actuator,
the guide vane having a vane shank (1) which extends along its vertical axis (H) and which can be brought into contact with an adjusting ring (8) of the actuator by means of a lever (6),
wherein the blade shank (1) has a contact region (16) which is reduced in cross-section with respect to a radially outer shank region (34),
the lever (6) having a connecting portion (14) with a slot (24) and a threading opening (32),
wherein the slot (24) has key surfaces (26, 28) for non-rotatable operative connection with correspondingly formed contact surfaces (38, 40) of the contact region (16) and the Einfädelöffnung (32) circumferentially in the slot (24) merges, and
wherein the Einfädelöffnung (32) is cross-sectioned compared to the slot (24) and is adapted to that the lever (6) via the Einfädelöffnung (32) with its connecting portion (14) on the blade shank (1) is radially pushed. Hebelanbindung nach Patentanspruch 1, wobei die Schlüsselflächen (26, 28) und die Kontaktflächen (38, 40) Parallelflächen sind.Lever connection according to claim 1, wherein the key surfaces (26, 28) and the contact surfaces (38, 40) are parallel surfaces. Hebelanbindung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Kontaktflächen (38, 40) durch seitliche Querschnittsverjüngungen des Schaufelschaftes (1) sind und die Kontaktflächen (38, 40) über jeweils eine Schulterfläche (46, 48) auf einen an den Kontaktbereich (16) radial innen angrenzenden Schaftbereich (44) übergehen, die Auflagen für den Verbindungsabschnitt (14) bilden.Lever connection according to claim 1 or 2, wherein the contact surfaces (38, 40) by lateral cross-sectional tapers of the blade shank (1) and the contact surfaces (38, 40) via a respective shoulder surface (46, 48) on one of the contact region (16) radially pass inside adjacent shaft portion (44), which form supports for the connecting portion (14). Hebelanbindung nach Patentanspruch 1, 2 oder 3, wobei die Verspannung des Hebels (6) an dem Schaufelschaft (1) mittels eines mit dem radial äußeren Schaftbereich (34) zusammenwirkenden Schraubelementes (12) erfolgt.Lever connection according to claim 1, 2 or 3, wherein the tension of the lever (6) on the blade shank (1) by means of a radially outer shaft portion (34) cooperating screw member (12). Hebelanbindung nach Patentanspruch 4, wobei bei montierten Schraubelement (12) der Verbindungsabschnitt (14) des Hebels (6) zwischen den schaftseitigen Schulterflächen (46, 48) und dem Schraubelement (12) eingespannt ist.Lever connection according to claim 4, wherein when mounted screw (12) of the connecting portion (14) of the lever (6) between the shaft-side shoulder surfaces (46, 48) and the screw member (12) is clamped. Hebelanbindung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Hebel (6) mit einem Verstellringstift (10) zur Verbindung an dem Verstellring (8) zusammenwirkt, der dazu eingerichtet ist, dass die Verbindung an dem Verstellring (8) mittels einer radialen Bewegung des Hebels (6) erfolgt.Lever connection according to one of the preceding claims, wherein the lever (6) cooperates with an adjusting ring pin (10) for connection to the adjusting ring (8), which is adapted to the connection to the adjusting ring (8) by means of a radial movement of the lever (8). 6). Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Leitschaufel und einem Stellantrieb, wobei die Leitschaufel einen Schaufelschaft (1) hat, der sich entlang ihrer Hochachse (H) erstreckt und der mittels eines Hebels (6) mittel- oder unmittelbar mit einem Verstellring (8) des Stellantriebs in Verbindung gebracht wird, wobei der Hebel (6) aus einer ersten Montagerichtung radial auf den Schaufelschaft (1) aufgeschoben wird und anschließend durch eine Bewegung in eine zweite Montagerichtung mit dem Schaufelschaft (1) formschlüssig verriegelt wird, die verschieden zur ersten Montagerichtung ist.Method for establishing a connection between a guide vane and an actuator, wherein the guide vane has a vane shank (1) which extends along its vertical axis (H) and which by means of a lever (6) directly or indirectly with an adjusting ring (8) of Actuator is brought into connection, wherein the lever (6) from a first mounting direction is radially pushed onto the blade shank (1) and then positively locked by a movement in a second mounting direction with the blade shank (1), which is different from the first mounting direction , Verfahren nach Patentanspruch 7, mit den Schritten: • radiales Aufschieben des Hebels (6) auf den Schaufelschaft (1) über eine hebelseitige Einfädelöffnung (32) und radiales Verbinden des Hebels (6) mit dem Verstellring (8), • axiales Verschieben des Verstellrings (8) mit dem Hebel (6) entlang eines hebelseitigen Langlochs (24) bis sich gegenüberliegende Schlüsselflächen (26, 28) des Langloches (24) in Anlage mit korrespondierenden Kontaktflächen (38, 40) des Schaufelschaftes (1) befinden, • Verspannen des Hebels mit dem Schaufelschaft (1) durch Zusammenwirken eines Schraubelements (12) mit einem radial äußeren Schaftbereich (34), wobei der Hebel (6) zwischen schaftseitigen Schulterflächen (46, 48) und dem Schraubelement (12) radial eingespannt wird. Method according to claim 7, comprising the steps: Radially pushing the lever (6) onto the blade shank (1) via a lever-side threading opening (32) and radially connecting the lever (6) to the adjusting ring (8), Axial displacement of the adjusting ring (8) with the lever (6) along a lever-side oblong hole (24) to opposite key surfaces (26, 28) of the elongated hole (24) in contact with corresponding contact surfaces (38, 40) of the blade shank (1) are located, • Clamping of the lever with the blade shank (1) by cooperation of a screw member (12) with a radially outer shaft portion (34), wherein the lever (6) between the shaft side shoulder surfaces (46, 48) and the screw member (12) is radially clamped. Strömungsmaschine mit einer Vielzahl von Hebelanbindungen (2) nach einem der Patentansprüche 1 bis 6 zum Herstellen einer Verbindung zwischen Leitschaufeln einer Verstellschaufelreihe und einem Stellantrieb.Turbomachine with a plurality of lever connections (2) according to one of the claims 1 to 6 for establishing a connection between guide vanes of an adjusting blade row and an actuator.
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