EP4596845A1 - Gasturbinenstrukturbauteil - Google Patents

Gasturbinenstrukturbauteil

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Publication number
EP4596845A1
EP4596845A1 EP25155000.0A EP25155000A EP4596845A1 EP 4596845 A1 EP4596845 A1 EP 4596845A1 EP 25155000 A EP25155000 A EP 25155000A EP 4596845 A1 EP4596845 A1 EP 4596845A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
discs
structural component
disks
outer shell
circumferential direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP25155000.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Magnus Mechler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines AG filed Critical MTU Aero Engines AG
Publication of EP4596845A1 publication Critical patent/EP4596845A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/243—Flange connections; Bolting arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28—Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2220/00—Application
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    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/323—Application in turbines in gas turbines for aircraft propulsion, e.g. jet engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
    • F05D2230/232—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together by welding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods

Definitions

  • the present invention relates to a structural component for a gas turbine, a gas turbine assembly with the structural component and a method for producing the structural component.
  • Gas turbine structural components for example compressor center frames or the like, are often intended to transfer loads between inner and outer shells, for example (rotor) bearing forces on struts or a casing or the like.
  • An object of an embodiment of the present invention is to improve a gas turbine structural component and/or its manufacture.
  • Claim 10 protects a gas turbine assembly having at least one structural component described herein.
  • the subclaims relate to advantageous developments.
  • a structural component for a gas turbine in one further development, a structural component of a gas turbine assembly, in one embodiment, a structural component for a compressor and/or aircraft engine gas turbine assembly, in particular for an aircraft engine compressor gas turbine assembly, comprises a single-part or multi-part outer shell.
  • the structural component can comprise a section of a (gas) flow channel of the gas turbine, in particular a so-called compressor intermediate case.
  • the (gas) flow channel can be arranged or formed, in particular, between the outer and inner shells mentioned below, or radially outside the outer shell, or radially inside the inner shell; in particular, the outer or inner shell can delimit the (gas) flow channel radially inside or outside.
  • the invention is particularly advantageous for such applications, particularly due to the mechanical, thermal and/or structural boundary conditions, but is in no way limited thereto.
  • the structural component has a single-part or multi-part inner shell which, in a further development, is arranged, preferably concentrically, (radially) within the outer shell, wherein the outer and inner shells are axially flush with one another, or the outer shell projects axially beyond the inner shell on both sides, or the inner shell projects axially beyond the outer shell on both sides, or the outer shell and inner shell can each project axially beyond the other of the two shells at one (axial) end.
  • the outer shell is designed as a welded component. Additionally or alternatively, in one embodiment, the inner shell is designed as a welded component.
  • the present invention is particularly advantageous because it can facilitate the execution, inspection, and/or repair of weld seams.
  • the outer shell can also be designed as a cast component or an additively or generatively manufactured component and/or the inner shell can also be designed as a cast component or an additively or generatively manufactured component.
  • the present invention is particularly advantageous because it can facilitate inspection and/or repair, in particular repair welding.
  • the structural component comprises a single-part or multi-part support structure that connects the outer shell and inner shell (to each other), preferably transferring loads, in particular radial loads, circumferential loads, and/or axial loads, between the outer shell and inner shell or is designed to do so.
  • the support structure is or will be connected to the outer shell and/or the inner shell in a material-to-material manner, in a further development by welding, soldering, gluing, or the like, or is integrally formed, in particular by additive or generative manufacturing or casting.
  • the support structure comprises, and can in particular consist of, a disk arrangement with disks that are preferably evenly spaced from one another in the circumferential direction and each comprise one or more parts, which is/are referred to herein without restriction of generality as the first disk arrangement or first disks, another disk arrangement with disks that are preferably evenly spaced from one another in the circumferential direction and each comprise one or more parts, which is/are referred to herein without restriction of generality as the second disk arrangement or second disks, and a rib arrangement with ribs that are spaced from one another in the circumferential direction and each comprise one or more parts.
  • the first disk arrangement(s) can in particular be an upstream disk arrangement or a front disk arrangement in the flow direction of the gas turbine, or a downstream disk arrangement or a rear disk arrangement in the flow direction of the gas turbine.
  • an axial direction is parallel to a (main) machine axis and/or rotational axis of the gas turbine and/or longitudinal and/or (rotational) symmetry axis of the structural component
  • a circumferential direction is correspondingly a circumferential or rotational direction around this (main) machine or rotational axis or axial direction
  • a radial direction is perpendicular to the axial and circumferential direction.
  • one or more of the first disks and/or one or more of the second disks are flat or curved once or multiple times and/or extend (in each case) radially from the inner to the outer shell and/or extend (in each case) predominantly in the circumferential and/or radial direction.
  • one or more of the ribs are flat or curved once or multiple times and/or extend (in each case) radially from the inner to the outer shell and/or extend (in each case) predominantly in the axial and/or radial direction, wherein ribs inclined against the axial direction can also be advantageous, in particular for connecting first and second disks with different dimensions to one another.
  • the first and second disk arrangements are spaced apart from one another in the axial direction, in a further development the first disk arrangement is arranged in the region of an (axial) end of the outer and/or inner shell and/or the second disk arrangement is arranged in the region of an (other axial) end of the outer and/or inner shell.
  • At least one of the second discs completely or partially covers or overlaps a gap between two circumferentially adjacent first discs, wherein at least one rib of the rib arrangement is arranged on this second disc and on one of these two first discs, preferably adjoining it, and at least one other rib of the rib arrangement is arranged on this second disc and on the other of these two first discs, preferably adjoining it, preferably such that these two first discs, these ribs, and this second disc form a blind hole-like depression when viewed in the circumferential direction.
  • two or more, particularly preferably all, of the second discs each completely or partially cover or overlap a gap between two circumferentially adjacent first discs, wherein at least one rib of the rib arrangement is arranged on the respective second disc and on one of these respective two first discs, preferably adjoining it, and at least one other rib of the rib arrangement is arranged on this second disc and on the other of these respective two first discs, preferably adjoining it.
  • At least one of the first discs completely or partially covers or overlaps a gap between two circumferentially adjacent second discs, wherein at least one rib of the rib arrangement is arranged on this first disc and on one of these two second discs, preferably adjoining it, and at least one other rib of the rib arrangement is arranged on this first disc and on the other of these two second discs, preferably adjoining it, preferably such that these two second discs, these ribs and this first disc form a blind hole-like depression when viewed in the circumferential direction.
  • two or more, particularly preferably all, of the first discs each have a gap between two circumferentially adjacent second discs, in whole or in part, wherein at least one rib of the rib arrangement is arranged on the respective first disc and on one of these respective two second discs, preferably adjoining it, and at least one other rib of the rib arrangement is arranged on this first disc and on the other of these respective two second discs, preferably adjoining it.
  • first and second discs are arranged alternately in the circumferential direction, wherein at least one of the ribs is arranged, in particular adjoined, on discs which follow one another in the circumferential direction, so that the support structure in one embodiment runs or is formed in a meandering manner in the circumferential direction.
  • this makes it possible to achieve, on the one hand, a particularly advantageous load distribution in the structural component and/or a particularly advantageous load transfer between the inner and outer shell and, on the other hand, access to the space between the inner and outer shell, in particular for producing and/or checking and/or repairing the structural component, in particular for producing and/or checking weld seams or the like.
  • one or more of the first discs and/or one or more of the second discs and/or one or more of the ribs has at least one hollow space or is at least partially hollow or not formed as a solid component. This advantageously allows for weight reduction in one embodiment.
  • one or more of the first discs and/or one or more of the second discs are (each) trapezoidal, preferably in the manner of an isosceles trapezoid.
  • one or more of the disks (each) have an outer shell-facing or radially outer end face and an inner shell-facing or radially inner end face, wherein a, in particular minimum and/or maximum and/or average, extent of this outer shell-facing end face in the circumferential direction is greater than a, in particular minimum and/or maximum and/or average, extent of this inner shell-facing end face in the circumferential direction.
  • one or more (other) disks (each) have an outer shell-facing or radially outer end face and an inner shell-facing or radially inner end face, wherein a, in particular minimum and/or maximum and/or average, extent of this outer shell-facing end face in the circumferential direction is smaller than a, in particular minimum and/or maximum and/or average, extent of this inner shell-facing end face in the circumferential direction.
  • one or more of the first discs have an outer shell-facing end face that is longer in the circumferential direction than their inner shell-facing end face
  • one or more of the second discs have an outer shell-facing end face that is shorter in the circumferential direction than their inner shell-facing end face
  • one or more of the first discs have an outer shell-facing end face that is shorter in the circumferential direction than their inner shell-facing end face
  • one or more of the second discs (each) have an outer shell-facing end face that is longer in the circumferential direction than their inner shell-facing end face.
  • one or more of the first and/or second panes are trapezoidal, preferably in the manner of an isosceles trapezoid, wherein, particularly advantageously, in these first panes, the end face facing the outer shell forms the, preferably curved, base and the end face facing the inner shell forms the, preferably curved, other or shorter base side of the trapezoid and/or in these second panes, the end face facing the inner shell forms the, preferably curved, base and the end face facing the outer shell forms the, preferably curved, other or shorter base side of the trapezoid, or conversely, in the case of these first panes, the end face facing the inner shell forms the, preferably curved, base and the end face facing the outer shell forms the, preferably curved, other or shorter base side of the trapezoid and/or in the case of these second panes, the end face facing the outer shell forms the, preferably curved, base and the
  • one or more disks of one of the two disk arrangements are (respectively) longer in the circumferential direction, in particular absolutely and/or relatively or relative to a, in particular minimum, maximum, or average, circumference of the (respective) disk arrangement, than one or more, preferably all, disks of the other of the two disk arrangements in the circumferential direction. Accordingly, in one embodiment, first disks are longer in the circumferential direction than second disks, or conversely, second disks are longer in the circumferential direction than first disks.
  • disks of the disk arrangement with the larger outer diameter or circumference can be absolutely longer than disks of the disk arrangement with the smaller outer diameter or circumference, but shorter relative to or relative to the larger outer circumference of their disk arrangement.
  • the "longer" can refer to an angular range swept (maximally) by the respective disk or correspond to a larger swept angular range.
  • one or more of the discs of one of the two disc arrangements which (each) at least partially cover a gap between two circumferentially adjacent discs of the other of the two disc arrangements, at least partially cover or overlap one or both of these (respective) two discs of the other disc arrangements in the circumferential direction. Additionally or alternatively, one or more of the discs of one of the two disc arrangements, which (each) at least partially cover a gap between two disks of the other of the two disk arrangements that are adjacent in the circumferential direction at least partially overlap, one or both of these (respective) two disks of the other disk arrangements do not overlap (at all) or not even partially in the circumferential direction.
  • first disks can be arranged (completely or only) in the gaps between second disks and/or second disks can be arranged (completely or only) in the gaps between first disks and/or first disks can at least partially overlap or cover second disks on one or both sides and/or second disks can at least partially overlap or cover first disks on one or both sides.
  • (partial) overlapping is generally understood, in particular in the art, to mean that projections in the axial direction lie (partially) one above the other.
  • the first shell and/or the second shell covers the rib arrangement, in a further development also the first discs and/or second discs, in one embodiment accordingly the (entire) support structure, in particular from the radial outside or inside.
  • the support structure extends in one embodiment over the entire inner circumference of the outer shell and/or over the entire outer circumference of the inner shell.
  • one or more of the first discs are or will be integrally formed or materially connected to one or more of the ribs arranged on the (respective first disc).
  • one or more of the second discs are or will be integrally formed or materially connected to one or more of the ribs arranged on the (respective second disc). Additionally or alternatively, in one embodiment, one or more of the first panes and/or one or more of the second panes are or will be integrally formed with the outer shell or connected by a material bond.
  • one or more of the first panes and/or one or more of the second panes are or will be integrally formed with the inner shell or connected by a material bond.
  • one or more of the ribs are or will be integrally formed with the outer shell or connected by a material bond.
  • one or more of the ribs are or will be integrally formed with the inner shell or connected by a material bond.
  • An integral design can improve load flow in one embodiment, and a material connection can particularly improve manufacturing.
  • the inner shell is connected to an inner bearing, preferably for a rotor of the gas turbine, and/or the outer shell is connected directly or indirectly, in one embodiment via struts, to a housing, preferably a housing of the gas turbine, preferably secured thereto.
  • the present invention is particularly advantageous for such load flows.
  • a method for producing a structural component described here comprises a materially bonding of two or more of the components of the structural component to one another, in one embodiment of ribs with first and/or second discs and/or of ribs, first discs and/or second discs to the outer shell and/or the inner shell, and/or an integral formation of two or more of the components of the structural component to one another, in one embodiment of ribs with first and/or second discs and/or of ribs, first discs and/or second discs to the outer shell and/or the inner shell.
  • Fig. 1, 2 show a structural component for a gas turbine according to an embodiment of the present invention in a view from the side ( Fig. 1 ) or axial top view ( Fig. 2 ), Fig. 3-5 Axial sections perpendicular to (in Fig. 1 horizontal) (main) machine or longitudinal axis.
  • the structural component comprises an outer shell 1, an inner shell 2 and a support structure which connects the outer shell 1 and inner shell 2 and comprises a first disc arrangement with circumferentially spaced first discs 31, a second disc arrangement with circumferentially spaced second discs 32 and a rib arrangement with circumferentially spaced ribs 33.
  • the first and second disc arrangements are spaced apart from each other in the axial direction.
  • each of the second disks 32 at least partially covers a gap 312 between two circumferentially adjacent first disks 31, wherein in each case a rib 33 of the rib arrangement is arranged on the respective second disk 32 and one of the two respective first disks 31 and a circumferentially adjacent rib 33 of the rib arrangement is arranged on this second disk 32 and the other of the two respective first disks 31, and each of the first disks 31 at least partially covers a gap 321 between two circumferentially adjacent second disks 32, wherein in each case a rib 33 of the rib arrangement is arranged on the respective first disk 31 and one of the two respective second disks 32 and a circumferentially adjacent rib 33 of the rib arrangement is arranged on this first disk 31 and the other of the two respective second disks 32.
  • the discs 31, 32 are trapezoidal in shape, wherein in the exemplary embodiment, the first discs 31 each have an outer shell-facing end face 31A and an inner shell-facing end face 31B, wherein an extension of the outer shell-facing end face 31A in the circumferential direction is greater than an extension of the inner shell-facing end face 31B in the circumferential direction. Conversely, in the second discs 32, an extension of an outer shell-facing end face 32A in the circumferential direction is smaller than an extension of the inner shell-facing end face 32B in the circumferential direction.
  • the first discs 31 of the first disc arrangement are longer in the circumferential direction than the second discs of the second disc arrangement in the circumferential direction.
  • the shells 1, 2 cover the support structure 31-33, which in turn extends over the complete (radial) inner circumference of the outer shell and the complete (radial) outer circumference of the inner shell.
  • the inner shell can be connected to an inner bearing 40 of the gas turbine, the outer shell, for example via struts 42, to a casing 41 of the gas turbine, which only in Fig. 2 are indicated schematically and in dashed lines.
  • the embodiment illustrates in particular that the majority of the inner circumferential surface of the outer shell 1 and the outer circumferential surface of the inner shell 2 is each advantageously accessible through one of the gaps 312, 321 between circumferentially adjacent ribs 33.
  • the outer and inner shells 1, 2 are shown as cylindrical; one or both shells can, of course, also be particularly advantageously conical, tapered, or otherwise shaped.
  • the first disk arrangement has a first (maximum) outer diameter
  • the second disk arrangement has a larger or smaller (maximum) outer diameter.
  • a structural component according to a further embodiment of the present invention in a view from the side, which otherwise corresponds to the above embodiment of the Fig. 1-5 can match.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strukturbauteil für eine Gasturbine, das aufweist: eine Außenschale (1), eine Innenschale (2) und eine Stützstruktur (31-33), die die Außenschale und Innenschale verbindet und aufweist: eine erste Scheibenanordnung mit in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten ersten Scheiben (31), eine zweite Scheibenanordnung mit in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten zweiten Scheiben (32) und eine Rippenanordnung mit in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Rippen (33), wobei die erste und zweite Scheibenanordnung in Axialrichtung voneinander beabstandet sind, wenigstens eine der zweiten Scheiben eine Lücke (312) zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten ersten Scheiben wenigstens teilweise überdeckt und jeweils wenigstens eine Rippe der Rippenanordnung an dieser zweiten Scheibe und einer dieser beiden ersten Scheiben angeordnet ist, und wenigstens eine der ersten Scheiben eine Lücke (321) zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten zweiten Scheiben wenigstens teilweise überdeckt und jeweils wenigstens eine Rippe der Rippenanordnung an dieser ersten Scheibe und einer dieser beiden zweiten Scheiben angeordnet ist. Die Erfindung betrifft außerdem eine Gasturbinenbaugruppe mit dem Strukturbauteil und ein Verfahren zum Herstellen des Strukturbauteils.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strukturbauteil für eine Gasturbine, eine Gasturbinenbaugruppe mit dem Strukturbauteil und ein Verfahren zum Herstellen des Strukturbauteils.
  • Gasturbinenstrukturbauteile, beispielsweise Verdichterzwischengehäuse oder dergleichen, sollen häufig Lasten zwischen Innen- und Außenschalen übertragen, beispielsweise (Rotor)Lagerkräfte an Streben oder ein Gehäuse oder dergleichen.
  • Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gasturbinenstrukturbauteil und/oder dessen Herstellung zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Strukturbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Anspruch 10 stellt eine Gasturbinenbaugruppe mit wenigstens einem hier beschriebenen Strukturbauteil unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Strukturbauteil für eine Gasturbine, in einer Weiterbildung ein Strukturbauteil einer Gasturbinenbaugruppe, in einer Ausführung ein Strukturbauteil für eine bzw. einer Verdichter- und/oder Flugtriebwerk-Gasturbinenbaugruppe, insbesondere also (für) eine(r) Flugtriebwerk-Verdichter-Gasturbinenbaugruppe, eine ein- oder mehrteilige Außenschale auf. In einer besonders bevorzugten Ausführung kann das Strukturbauteil einen Abschnitt eines (Gas)Strömungskanals der Gasturbine aufweisen, insbesondere ein sogenanntes Verdichterzwischengehäuse ("Compressor Intermediate Case") aufweisen, insbesondere sein. Der (Gas)Strömungskanal kann insbesondere zwischen der nachfolgend genannten Außen- und Innenschale oder radial außerhalb der Außenschale oder radial innerhalb der Innenschale angeordnet bzw. ausgebildet sein, insbesondere die Außen- oder Innenschale den (Gas)Strömungskanal radial innen oder außen begrenzen. Die Erfindung ist, insbesondere aufgrund der mechanischen, thermischen und/oder konstruktiven Randbedingungen, für solche Einsatzzwecke besonders vorteilhaft, jedoch in keiner Weise hierauf beschränkt.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das Strukturbauteil eine ein- oder mehrteilige Innenschale auf, die in einer Weiterbildung, vorzugsweise konzentrisch, (radial) innerhalb der Außenschale angeordnet ist, wobei Außen- und Innenschale axial insbesondere bündig miteinander ausgebildet oder die Außenschale die Innenschale axial beidseitig überragen oder die Innenschale die Außenschale axial beidseitig überragen oder Außenschale und Innenschale axial jeweils an einem (axialen) Ende die andere der beiden Schalen überragen kann.
  • In einer Ausführung ist die Außenschale als Schweißbauteil ausgeführt. Zusätzlich oder alternativ ist in einer Ausführung die Innenschale als Schweißbauteil ausgeführt. Für solche Bauteile ist die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft, da hierdurch das Ausführen, Kontrollieren und/oder Ausbessern von Schweißnähten erleichtert werden kann. In einer Ausführung ist die Außenschale auch als Gussbauteil oder additiv bzw. generativ hergestelltes Bauteil und/oder die Innenschale auch als Gussbauteil oder additiv bzw. generativ hergestelltes Bauteil ausgeführt sein. Für solche Bauteile ist die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft, da hierdurch das Kontrollieren und/oder Ausbessern, insbesondere ein Reparaturschweißen, erleichtert werden kann.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das Strukturbauteil eine ein- oder mehrteilige Stützstruktur auf, die die Außenschale und Innenschale (miteinander) verbindet, vorzugsweise Lasten, insbesondere Radiallasten, Umfangslasten und/oder Axiallasten, zwischen Außenschale und Innenschale überträgt bzw. hierzu ausgelegt ist. In einer Ausführung ist bzw. wird die Stützstruktur mit der Außenschale und/oder der Innenschale stoffschlüssig, in einer Weiterbildung durch Schwei-ßen, Löten, Kleben oder dergleichen, verbunden oder, insbesondere durch additive bzw. generative Herstellung oder Guß bzw. Gießen, integral ausgebildet.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist die Stützstruktur eine Scheibenanordnung mit in Umfangsrichtung voneinander, vorzugsweise gleichmäßig, beabstandeten, jeweils ein- oder mehrteiligen, Scheiben, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als erste Scheibenanordnung bzw. erste Scheiben bezeichnet wird/werden, eine andere Scheibenanordnung mit in Umfangsrichtung, vorzugsweise gleichmäßig, voneinander beabstandeten, jeweils ein- oder mehrteiligen, Scheiben, die vorliegend ohne Beschränkung der Allgemeinheit als zweite Scheibenanordnung bzw. zweite Scheiben bezeichnet wird/werden, und eine Rippenanordnung mit in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten, jeweils ein- oder mehrteiligen, Rippen auf, kann insbesondere hieraus bestehen. Die erste(n) Scheiben(anordnung) kann/können insbesondere eine stromaufwärtige bzw. in Durchströmungsrichtung der Gasturbine vordere oder eine stromabwärtige bzw. in Durchströmungsrichtung der Gasturbine hintere Scheiben(anordnung) sein.
  • In einer Ausführung ist eine axiale bzw. Axialrichtung parallel zu einer (Haupt)Maschinenachse und/oder Rotationsachse der Gasturbine und/oder Längs- und/oder (Rotations)Symmetrieachse des Strukturbauteils, eine Umfangsrichtung entsprechend eine Umfangs- bzw. Rotationsrichtung um diese (Haupt)Maschinen- bzw. Rotationsachse bzw. Axialrichtung, und eine Radialrichtung senkrecht zur Axial- und Umfangsrichtung.
  • Eine oder mehrere der ersten Scheiben und/oder eine oder mehrere der zweiten Scheiben sind in einer Ausführung eben oder ein- oder mehrfach gekrümmt und/oder erstrecken sich (jeweils) radial von der Innen- bis zur Außenschale und/oder erstrecken sich (jeweils) überwiegend in Umfangs- und/oder Radialrichtung. Zusätzlich oder alternativ sind in einer Ausführung eine oder mehrere der Rippen eben oder ein- oder mehrfach gekrümmt und/oder erstrecken sich (jeweils) radial von der Innen- bis zur Außenschale und/oder erstrecken sich (jeweils) überwiegend in Axial- und/oder Radialrichtung, wobei auch gegen die Axialrichtung geneigte Rippen vorteilhaft sein können, insbesondere um erste und zweite Scheiben mit unterschiedlichen Abmessungen miteinander zu verbinden.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung sind die erste und zweite Scheibenanordnung in Axialrichtung voneinander beabstandet, in einer Weiterbildung die erste Scheibenanordnung im Bereich eines (axialen) Endes der Außen- und/oder der Innenschale angeordnet und/oder die zweite Scheibenanordnung im Bereich eines (anderen axialen) Endes der Außen- und/oder der Innenschale angeordnet.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung überdeckt bzw. überlappt wenigstens eine der zweiten Scheiben eine Lücke zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten ersten Scheiben ganz oder teilweise, wobei wenigstens eine Rippe der Rippenanordnung an dieser zweiten Scheibe und an einer diesen beiden ersten Scheiben angeordnet ist, vorzugsweise anschließt, und wenigstens eine andere Rippe der Rippenanordnung an dieser zweiten Scheibe und an der anderen dieser beiden ersten Scheiben angeordnet ist, vorzugsweise anschließt, vorzugsweise derart, dass diese beiden ersten Scheiben, diese Rippen und diese zweite Scheibe in Umfangsrichtung gesehen eine sacklochartige Vertiefung bilden. Bevorzugt überdecken bzw. überlappen zwei oder mehr, besonders bevorzugt alle, der zweiten Scheiben jeweils eine Lücke zwischen je zwei in Umfangsrichtung benachbarten ersten Scheiben ganz oder teilweise, wobei wenigstens eine Rippe der Rippenanordnung an der jeweiligen zweiten Scheibe und an einer diesen jeweiligen beiden ersten Scheiben angeordnet ist, vorzugsweise anschließt, und wenigstens eine andere Rippe der Rippenanordnung an dieser zweiten Scheibe und an der anderen dieser jeweiligen beiden ersten Scheiben angeordnet ist, vorzugsweise anschließt.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung überdeckt bzw. überlappt wenigstens eine der ersten Scheiben eine Lücke zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten zweiten Scheiben ganz oder teilweise, wobei wenigstens eine Rippe der Rippenanordnung an dieser ersten Scheibe und an einer diesen beiden zweiten Scheiben angeordnet ist, vorzugsweise anschließt, und wenigstens eine andere Rippe der Rippenanordnung an dieser ersten Scheibe und an der anderen dieser beiden zweiten Scheiben angeordnet ist, vorzugsweise anschließt, vorzugsweise derart, dass diese beiden zweiten Scheiben, diese Rippen und diese erste Scheibe in Umfangsrichtung gesehen eine sacklochartige Vertiefung bilden. Bevorzugt überdecken bzw. überlappen zwei oder mehr, besonders bevorzugt alle, der ersten Scheiben jeweils eine Lücke zwischen je zwei in Umfangsrichtung benachbarten zweiten Scheiben ganz oder teilweise, wobei wenigstens eine Rippe der Rippenanordnung an der jeweiligen ersten Scheibe und an einer diesen jeweiligen beiden zweiten Scheiben angeordnet ist, vorzugsweise anschließt, und wenigstens eine andere Rippe der Rippenanordnung an dieser ersten Scheibe und an der anderen dieser jeweiligen beiden zweiten Scheiben angeordnet ist, vorzugsweise anschließt.
  • Besonders bevorzugt sind also in Umfangsrichtung gesehen abwechselnd erste und (in Umfangsrichtung gegen diese versetzt) zweite Scheiben angeordnet, wobei an in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Scheiben jeweils wenigstens eine der Rippen angeordnet, insbesondere anschließt, ist, so dass die Stützstruktur in einer Ausführung in Umfangsrichtung mäanderartig verläuft bzw. ausgebildet ist.
  • Hierdurch kann in einer Ausführung einerseits eine besonders vorteilhafte Lastverteilung in dem Strukturbauteil und/oder eine besonders vorteilhafte Lastweiterleitung zwischen Innen- und Außenschale und andererseits ein Zugang in den Raum zwischen Innen- und Außenschale, insbesondere zum Herstellen und/oder Kontrollieren und/oder Reparieren des Strukturbauteils, insbesondere zum Herstellen und/oder Kontrollieren von Schweißnähten oder dergleichen, realisiert werden.
  • In einer Ausführung weist eine oder mehrere der ersten Scheiben und/oder eine oder mehrere der zweiten Scheiben und/oder eine oder mehrere der Rippen (jeweils) wenigstens einen Hohlraum auf bzw. ist wenigstens teilweise hohl bzw. nicht als Vollmaterialbauteil ausgebildet. Dadurch kann in einer Ausführung vorteilhaft das Gewicht reduziert werden.
  • Zusätzlich oder alternativ sind in einer Ausführung eine oder mehrere der ersten Scheiben und/oder eine oder mehrere der zweiten Scheiben (jeweils) trapezartig, vorzugsweise in der Art eines gleichschenkeligen Trapezes, ausgebildet.
  • Zusätzlich oder alternativ weisen in einer Ausführung eine oder mehrere der Scheiben (jeweils) eine außenschalenzugewandte bzw. radial äußere Stirnseite und eine innenschalenzugewandte bzw. radial innere Stirnseite auf, wobei eine, insbesondere minimale und/oder maximale und/oder mittlere, Erstreckung dieser außenschalenzugewandten Stirnseite in Umfangsrichtung größer ist als eine, insbesondere minimale und/oder maximale und/oder mittlere, Erstreckung dieser innenschalenzugewandten Stirnseite in Umfangsrichtung. Zusätzlich oder alternativ weisen in einer Ausführung eine oder mehrere (andere) der Scheiben, (jeweils) eine außenschalenzugewandte bzw. radial äußere Stirnseite und eine innenschalenzugewandte bzw. radial innere Stirnseite auf, wobei eine, insbesondere minimale und/oder maximale und/oder mittlere, Erstreckung dieser außenschalenzugewandten Stirnseite in Umfangsrichtung kleiner ist als eine, insbesondere minimale und/oder maximale und/oder mittlere, Erstreckung dieser innenschalenzugewandten Stirnseite in Umfangsrichtung.
  • Entsprechend weisen in einer Ausführung eine oder mehrere der ersten Scheiben (jeweils) eine außenschalenzugewandte Stirnseite auf, die in Umfangsrichtung länger ist als ihre innenschalenzugewandte Stirnseite, und/oder eine oder mehrere der zweiten Scheiben (jeweils) eine außenschalenzugewandte Stirnseite auf, die in Umfangsrichtung kürzer ist als ihre innenschalenzugewandte Stirnseite, oder umgekehrt eine oder mehrere der ersten Scheiben (jeweils) eine außenschalenzugewandte Stirnseite auf, die in Umfangsrichtung kürzer ist als ihre innenschalenzugewandte Stirnseite, und/oder eine oder mehrere der zweiten Scheiben (jeweils) eine außenschalenzugewandte Stirnseite auf, die in Umfangsrichtung länger ist als ihre innenschalenzugewandte Stirnseite.
  • Entsprechend sind in einer besonders vorteilhaften Kombination vorgenannter Merkmale eine oder mehrere der ersten und/oder zweiten Scheiben trapezartig, vorzugsweise in der Art eines gleichschenkeligen Trapezes, ausgebildet, wobei besonders vorteilhaft bei diesen ersten Scheiben die außenschalenzugewandte Stirnseite die, vorzugsweise gekrümmte, Basis und die innenschalenzugewandte Stirnseite die, vorzugsweise gekrümmte, andere bzw. kürzere Grundseite des Trapezes bildet und/oder bei diesen zweiten Scheiben die innenschalenzugewandte Stirnseite die, vorzugsweise gekrümmte, Basis und die außenschalenzugewandte Stirnseite die, vorzugsweise gekrümmte, andere bzw. kürzere Grundseite des Trapezes bildet, oder umgekehrt bei diesen ersten Scheiben die innenschalenzugewandte Stirnseite die, vorzugsweise gekrümmte, Basis und die außenschalenzugewandte Stirnseite die, vorzugsweise gekrümmte, andere bzw. kürzere Grundseite des Trapezes bildet und/oder bei diesen zweiten Scheiben die außenschalenzugewandte Stirnseite die, vorzugsweise gekrümmte, Basis und die innenschalenzugewandte Stirnseite die, vorzugsweise gekrümmte, andere bzw. kürzere Grundseite des Trapezes bildet.
  • Zusätzlich oder alternativ sind in einer Ausführung eine oder mehrere Scheiben der einen der beiden Scheibenanordnungen in Umfangsrichtung (jeweils), insbesondere absolut und/oder relativ bzw. bezogen auf einen, insbesondere minimalen, maximalen oder mittleren, Umfang der (jeweiligen) Scheibenanordnung, länger als eine oder mehrere, vorzugsweise alle, Scheiben der anderen der beiden Scheibenanordnungen in Umfangsrichtung. Entsprechend sind in einer Ausführung erste Scheiben in Umfangsrichtung länger als zweite Scheiben oder umgekehrt zweite Scheiben in Umfangsrichtung länger als erste Scheiben. Weist dabei eine der beiden Scheibenanordnungen einen größeren maximalen Außendurchmesser bzw. -umfang auf als die andere der beiden Scheibenanordnungen, können zum Beispiel Scheiben der Scheibenanordnung mit dem größeren Außendurchmesser bzw. -umfang absolut länger als Scheiben der Scheibenanordnung mit dem kleineren Außendurchmesser bzw. -umfang sein, aber relativ bzw. bezogen auf den größeren Außenumfang ihrer Scheibenanordnung kürzer. Insbesondere kann sich das "länger" auf einen von der jeweiligen Scheibe (maximal) überstrichenen Winkelbereich beziehen bzw. einem größeren überstrichenen Winkelbereich entsprechen.
  • Zusätzlich oder alternativ überdecken bzw. überlappen eine oder mehrere der Scheiben einer der beiden Scheibenanordnungen, die (jeweils) eine Lücke zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Scheiben der anderen der beiden Scheibenanordnungen wenigstens teilweise überdecken, eine oder beide dieser (jeweiligen) beiden Scheiben der anderen Scheibenanordnungen in Umfangsrichtung wenigstens teilweise. Zusätzlich oder alternativ überdecken bzw. überlappen eine oder mehrere der Scheiben einer der beiden Scheibenanordnungen, die (jeweils) eine Lücke zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Scheiben der anderen der beiden Scheibenanordnungen wenigstens teilweise überdecken, eine oder beide dieser (jeweiligen) beiden Scheiben der anderen Scheibenanordnungen in Umfangsrichtung (gar) nicht bzw. auch nicht teilweise. Mit anderen Worten können erste Scheiben (vollständig bzw. nur) in den Lücken zwischen zweiten Scheiben und/oder zweite Scheiben (vollständig bzw. nur) in den Lücken zwischen ersten Scheiben angeordnet sein und/oder erste Scheiben ein- oder beidseitig zweite Scheiben wenigstens teilweise überdecken bzw. überlappen und/oder zweite Scheiben ein- oder beidseitig erste Scheiben wenigstens teilweise überdecken bzw. überlappen. Unter einem (teilweisen) Überdecken wird vorliegend allgemein insbesondere in fachüblicher Weise verstanden, dass Projektionen in Axialrichtung (teilweise) übereinander liegen.
  • Zusätzlich oder alternativ deckt in einer Ausführung die erste Schale und/oder die zweite Schale die Rippenanordnung, in einer Weiterbildung auch die ersten Scheiben und/oder zweiten Scheiben, in einer Ausführung entsprechend die (ganze) Stützstruktur, insbesondere von radial außen bzw. innen, ab.
  • Zusätzlich oder alternativ erstreckt die Stützstruktur sich in einer Ausführung über den kompletten Innenumfang der Außenschale und/oder über den kompletten Außenumfang der Innenschale.
  • Durch eines oder mehrere der vorgenannten (Geometrie)Merkmale kann in einer Ausführung eine besonders vorteilhafte Lastverteilung in dem Strukturbauteil und/oder eine besonders vorteilhafte Lastweiterleitung zwischen Innen- und Außenschale realisiert werden.
  • In einer Ausführung sind bzw. werden eine oder mehrere der ersten Scheiben mit (je) einer oder mehreren der an der (jeweiligen ersten Scheibe) angeordneten Rippen integral ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden.
  • Zusätzlich oder alternativ sind bzw. werden in einer Ausführung eine oder mehrere der zweiten Scheiben mit (je) einer oder mehreren der an der (jeweiligen zweiten Scheibe) angeordneten Rippen integral ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden. Zusätzlich oder alternativ sind bzw. werden in einer Ausführung eine oder mehrere der ersten Scheiben und/oder eine oder mehrere der zweiten Scheiben mit der Außenschale integral ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden.
  • Zusätzlich oder alternativ sind bzw. werden in einer Ausführung eine oder mehrere der ersten Scheiben und/oder eine oder mehrere der zweiten Scheiben mit der Innenschale integral ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden.
  • Zusätzlich oder alternativ sind bzw. werden in einer Ausführung eine oder mehrere der Rippen mit der Außenschale integral ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden.
  • Zusätzlich oder alternativ sind bzw. werden in einer Ausführung eine oder mehrere der Rippen mit der Innenschale integral ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden.
  • Durch eine integrale Ausbildung kann in einer Ausführung ein Lastfluss verbessert werden, durch eine stoffschlüssige Verbindung insbesondere eine Herstellung verbessert werden.
  • In einer Ausführung ist die Innenschale mit einem Innenlager, vorzugsweise für einen Rotor der Gasturbine, verbunden und/oder die Außenschale direkt oder indirekt, in einer Ausführung über Streben, mit einem Gehäuse, vorzugsweise einem Gehäuse der Gasturbine, verbunden, vorzugsweise an diesem gefestigt. Für solche Lastflüsse ist die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft.
  • Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines hier beschriebenen Strukturbauteils ein stoffschlüssiges Verbinden von zwei oder mehr der Komponenten des Strukturbauteils miteinander, in einer Ausführung von Rippen mit ersten und/oder zweiten Scheiben und/oder von Rippen, ersten Scheiben und/oder zweiten Scheiben mit der Außenschale und/oder der Innenschale, und/oder ein integrales Ausbilden von zwei oder mehr der Komponenten des Strukturbauteils miteinander, in einer Ausführung von Rippen mit ersten und/oder zweiten Scheiben und/oder von Rippen, ersten Scheiben und/oder zweiten Scheiben mit der Außenschale und/oder der Innenschale.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
    • Fig. 1
    ein Strukturbauteil nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Ansicht von der Seite;
    Fig. 2
    das Strukturbauteil in einer axialen Draufsicht;
    Fig. 3
    einen Axialschnitt längs der Linie III-III in Fig. 2 durch eine erste Scheibenanordnung des Strukturbauteils;
    Fig. 4
    einen Axialschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2 zwischen der ersten und einer zweiten Scheibenanordnung des Strukturbauteils;
    Fig. 5
    einen Axialschnitt längs der Linie V-V in Fig. 2 durch die zweite Scheibenanordnung; und
    Fig. 6
    ein Strukturbauteil nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Ansicht von der Seite.
  • Fig. 1, 2 zeigen ein Strukturbauteil für eine bzw. einer Gasturbine nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Ansicht von der Seite (Fig. 1) bzw. axialen Draufsicht (Fig. 2), Fig. 3-5 Axialschnitte senkrecht zur (in Fig. 1 horizontalen) (Haupt)Maschinen- bzw. Längsachse.
  • Das Strukturbauteil weist eine Außenschale 1, eine Innenschale 2 und eine Stützstruktur auf, die die Außenschale 1 und Innenschale 2 verbindet und eine erste Scheibenanordnung mit in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten ersten Scheiben 31, eine zweite Scheibenanordnung mit in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten zweiten Scheiben 32 und eine Rippenanordnung mit in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Rippen 33 aufweist.
  • Wie insbesondere die Axialschnitte der Fig. 3 - 5 illustrieren, sind die erste und zweite Scheibenanordnung in Axialrichtung voneinander beabstandet.
  • Wie insbesondere die axiale Draufsicht der Fig. 2 in Verbindung mit den Axialschnitten der Fig. 3 - 5 illustriert, überdeckt jede der zweiten Scheiben 32 jeweils eine Lücke 312 zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten ersten Scheiben 31 wenigstens teilweise, wobei jeweils eine Rippe 33 der Rippenanordnung an der jeweiligen zweiten Scheibe 32 und einer der beiden jeweiligen ersten Scheiben 31 und eine in Umfangsrichtung benachbarte Rippe 33 der Rippenanordnung an dieser zweiten Scheibe 32 und der anderen der beiden jeweiligen ersten Scheiben 31 angeordnet ist, und jede der ersten Scheiben 31 überdeckt jeweils eine Lücke 321 zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten zweiten Scheiben 32 wenigstens teilweise, wobei jeweils eine Rippe 33 der Rippenanordnung an der jeweiligen ersten Scheibe 31 und einer der beiden jeweiligen zweiten Scheiben 32 und eine in Umfangsrichtung benachbarte Rippe 33 der Rippenanordnung an dieser ersten Scheibe 31 und der anderen der beiden jeweiligen zweiten Scheiben 32 angeordnet ist.
  • Die Scheiben 31, 32 sind trapezartig ausgebildet, wobei im Ausführungsbeispiel die ersten Scheiben 31 jeweils eine außenschalenzugewandte Stirnseite 31A und eine innenschalenzugewandte Stirnseite 31B aufweisen, wobei eine Erstreckung der außenschalenzugewandten Stirnseite 31A in Umfangsrichtung größer ist als eine Erstreckung der innenschalenzugewandten Stirnseite 31B in Umfangsrichtung. Umgekehrt ist bei den zweiten Scheiben 32 jeweils eine Erstreckung einer außenschalenzugewandten Stirnseite 32A in Umfangsrichtung kleiner als eine Erstreckung der in-nenschalenzugewandten Stirnseite 32B in Umfangsrichtung.
  • Im Ausführungsbeispiel sind die ersten Scheiben 31 der ersten Scheibenanordnung in Umfangsrichtung länger als die zweiten Scheiben der zweiten Scheibenanordnung in Umfangsrichtung.
  • Wie insbesondere Fig. 1 illustriert, decken die Schalen 1, 2 die Stützstruktur 31-33 ab, welche sich ihrerseits über den kompletten (radial) inneren Umfang der Außenschale und den kompletten (radial) äußeren Umfang der Innenschale erstreckt.
  • Die Innenschale kann mit einem Innenlager 40 der Gasturbine verbunden sein, die Außenschale, beispielsweise über Streben 42, mit einem Gehäuse 41 der Gasturbine, welche nur in Fig. 2 schematisch und gestrichelt angedeutet sind.
  • Das Ausführungsbeispiel illustriert insbesondere, dass der Großteil der Innenumfangsfläche der Außenschale 1 und der Außenumfangsfläche der Innenschale 2 jeweils durch eine der Lücken 312, 321 zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Rippen 33 vorteilhaft zugänglich ist.
  • In der vorliegenden Offenbarung impliziert "weist ein X auf allgemein keine abschließende Aufzählung, sondern ist eine Kurzform von "weist wenigstens ein X auf und umfasst auch "weist zwei oder mehr X auf sowie "weist außer X auch Y auf". Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.
  • So sind zur vereinfachten Darstellung Außen- und Innenschale 1, 2 zylinderförmig dargestellt, eine oder beide Schalen können natürlich besonders vorteilhaft auch kegelartig, konisch oder andersartig ausgebildet sein. Entsprechend weisen in einer bevorzugten Ausführung die erste Scheibenanordnung einen ersten (maximalen) Außendurchmesser und die zweite Scheibenanordnung einen größeren oder kleineren (maximalen) Außendurchmesser auf. Exemplarisch zeigt Fig. 6 hierzu ein Strukturbauteil nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Ansicht von der Seite, welches im Übrigen mit dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Fig. 1-5 übereinstimmen kann.
  • Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Außenschale
    2
    Innenschale
    31
    erste Scheibe(nanordnung)
    32
    zweite Scheibe(nanordnung)
    33
    Rippe(nanordnung)
    31A, 32A
    außenschalenzugewandte Stirnseite
    31B, 32B
    innenschalenzugewandte Stirnseite
    40
    Lager
    41
    Gehäuse
    42
    Strebe
    312
    Lücke zwischen benachbarten ersten Scheiben
    321
    Lücke zwischen benachbarten zweiten Scheiben

Claims (11)

  1. Strukturbauteil für eine Gasturbine, das aufweist:
    - eine Außenschale (1);
    - eine Innenschale (2); und
    - eine Stützstruktur (31-33), die die Außenschale und Innenschale verbindet und aufweist:
    - eine erste Scheibenanordnung mit in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten ersten Scheiben (31);
    - eine zweite Scheibenanordnung mit in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten zweiten Scheiben (32); und
    - eine Rippenanordnung mit in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Rippen (33);
    wobei
    - die erste und zweite Scheibenanordnung in Axialrichtung voneinander beabstandet sind;
    - wenigstens eine der zweiten Scheiben eine Lücke (312) zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten ersten Scheiben wenigstens teilweise überdeckt und jeweils wenigstens eine Rippe der Rippenanordnung an dieser zweiten Scheibe und einer dieser beiden ersten Scheiben angeordnet ist; und
    - wenigstens eine der ersten Scheiben eine Lücke (321) zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten zweiten Scheiben wenigstens teilweise überdeckt und jeweils wenigstens eine Rippe der Rippenanordnung an dieser ersten Scheibe und einer dieser beiden zweiten Scheiben angeordnet ist.
  2. Strukturbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Scheiben trapezartig ausgebildet ist und/oder dass wenigstens eine der Scheiben und/oder wenigstens eine der Rippen wenigstens einen Hohlraum aufweist.
  3. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Scheiben eine außenschalenzugewandte Stirnseite und eine innenschalenzugewandte Stirnseite aufweist, wobei eine Erstreckung der außenschalenzugewandten Stirnseite in Umfangsrichtung größer ist als eine Erstreckung der innenschalenzugewandten Stirnseite in Umfangsrichtung.
  4. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Scheiben, insbesondere der anderen Scheibenanordnung, eine außenschalenzugewandte Stirnseite und eine innenschalenzugewandte Stirnseite aufweist, wobei eine Erstreckung der außenschalenzugewandten Stirnseite in Umfangsrichtung kleiner ist als eine Erstreckung der innenschalenzugewandten Stirnseite in Umfangsrichtung.
  5. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Scheiben der einen der beiden Scheibenanordnungen in Umfangsrichtung länger sind als Scheiben der anderen der beiden Scheibenanordnungen in Umfangsrichtung; und/oder dass wenigstens eine der Scheiben einer der beiden Scheibenanordnungen, die eine Lücke zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Scheiben der anderen der beiden Scheibenanordnungen wenigstens teilweise überdeckt, wenigstens eine dieser beiden Scheiben der anderen Scheibenanordnungen wenigstens teilweise überdeckt.
  6. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Scheiben einer der beiden Scheibenanordnungen, die eine Lücke zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Scheiben der anderen der beiden Scheibenanordnungen wenigstens teilweise überdeckt, wenigstens eine dieser beiden Scheiben der anderen Scheibenanordnungen nicht überdeckt und/oder dass wenigstens eine der Schalen die Rippenanordnung, insbesondere die Stützstruktur, abdeckt.
  7. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur sich über den kompletten Innenumfang der Außenschale und/oder den kompletten Außenumfang der Innenschale erstreckt.
  8. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - wenigstens eine der ersten Scheiben mit wenigstens einer der daran angeordneten Rippen integral ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden ist; und/oder
    - wenigstens eine der zweiten Scheiben mit wenigstens einer der daran angeordneten Rippen integral ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden ist; und/oder
    - wenigstens eine der ersten Scheiben mit der Außenschale und/oder der Innenschale integral ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden ist; und/oder
    - wenigstens eine der zweiten Scheiben mit der Außenschale und/oder der Innenschale integral ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden ist; und/oder
    - wenigstens eine der Rippen mit der Außenschale und/oder der Innenschale integral ausgebildet oder stoffschlüssig verbunden ist.
  9. Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschale mit einem Innenlager (40) verbunden ist und/oder die Außenschale, insbesondere über Streben (42), mit einem Gehäuse (41) verbunden ist.
  10. Gasturbinenbaugruppe, insbesondere Verdichter- und/oder Flugtriebwerk-Gasturbinenbaugruppe, mit wenigstens einem Strukturbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  11. Verfahren zum Herstellen eines Strukturbauteils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens einem der Schritte:
    - stoffschlüssiges Verbinden von wenigstens zwei der Komponenten des Strukturbauteils miteinander; und/oder
    - integrales Ausbilden von wenigstens zwei der Komponenten des Strukturbauteils.
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