WO2005045202A1 - Vorrichtung zum verstellen von leitschaufeln eines turbotriebwerks - Google Patents

Vorrichtung zum verstellen von leitschaufeln eines turbotriebwerks Download PDF

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WO2005045202A1
WO2005045202A1 PCT/DE2004/002342 DE2004002342W WO2005045202A1 WO 2005045202 A1 WO2005045202 A1 WO 2005045202A1 DE 2004002342 W DE2004002342 W DE 2004002342W WO 2005045202 A1 WO2005045202 A1 WO 2005045202A1
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adjusting
housing
ring
adjusting ring
lever
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PCT/DE2004/002342
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English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Zotz
Original Assignee
Mtu Aero Engines Gmbh
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Publication date
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Classifications

    • 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
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/162—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line

Definitions

  • the invention relates to a device for adjusting guide vanes of a turbo engine, in particular a gas turbine, according to the preamble of patent claim 1.
  • Gas turbines consist of several assemblies, for example a fan, a combustion chamber, preferably several compressors and several turbines.
  • the assemblies of the gas turbine are surrounded by a fixed housing.
  • a plurality of stationary guide vanes and a plurality of rotating rotor blades are arranged in a turbine and in a compressor of the gas turbine.
  • the guide vanes are designed to be stationary relative to the housing.
  • the blades are assigned to at least one rotor and rotate with respect to the stationary guide vanes and the stationary housing. If the turbine or the compressor has several stages, then guide vanes and rotor blades are alternately arranged one behind the other in the axial direction or in the flow direction, with at an axial position, i.e. along the circumference of the rotor or the housing, likewise a plurality of rotor blades or guide vanes are arranged, which form what are known as guide vane rings or rotor blade rings.
  • the fixed guide vanes can be designed to be adjustable or pivotable about a radial axis.
  • DE 39 13 102 C1 discloses a device for adjusting guide vanes, in which guide vanes of a guide vane ring are pivotally connected radially outside a housing of the turbo engine via adjusting levers to an adjusting ring.
  • Another device for adjusting guide vanes is known from DE 41 02 188 C2.
  • DE 39 13 102 C1 shows a compressor and DE 41 02 188 C2 shows a turbine of a gas turbine engine with a device for adjusting guide vanes.
  • a common feature of the devices for adjusting guide vanes known from the prior art is that they are susceptible to malfunction, have insufficient positioning accuracy and require a high outlay on assembly.
  • the present invention is based on the problem of creating a novel device for adjusting guide vanes of a turbo engine, in particular a gas turbine.
  • the adjusting ring can be adjusted in relation to the housing in the circumferential direction and in the axial direction by means of bearing devices positioned distributed around the circumference of the housing, the adjusting ring being designed to be resilient at least in the sections which run between the bearing devices.
  • the adjusting ring is essentially U-shaped in cross-section, bolt-shaped elements extending in the radial direction being arranged between two legs of the adjusting ring extending in the axial direction.
  • the adjusting levers are mounted with a first end on the bolt-shaped elements of the adjusting ring in such a way that the first end of the adjusting lever can be adjusted in the radial direction relative to the bolt-shaped elements.
  • the second end of the adjusting lever is preferably connected to a shaft of the respective guide vane without play.
  • the drawing shows: 1: a section of a gas turbine in the region of a guide vane of a guide vane ring in a side view together with an inventive device for adjusting guide vanes;
  • FIG. 2 an enlarged detail of the arrangement according to FIG. 1;
  • FIG. 1 shows a cross section, in sections or in sections, through a gas turbine 10.
  • the gas turbine 10 has a flow duct 11, which extends in the axial direction and narrows in the axial direction.
  • the direction of flow through the flow channel 11 is visualized in FIG. 1 by the arrow 12.
  • FIG. 1 shows a guide vane 13 of a guide vane ring 1 extending in the circumferential direction of the gas turbine 10.
  • a plurality of such guide vane rings 14 are arranged axially one behind the other in the direction of flow of the gas turbine 10, a rotor blade ring being positioned between each two adjacent guide vane rings 14.
  • the rotor blade ring comprises rotor blades which rotate together with a rotor relative to the stationary guide vanes 13 of the guide vane rings 14 and a stationary housing 15 of the gas turbine 10.
  • the guide vanes 13 of the guide vane ring 14 are adjustable about a pivot axis 16 extending in the radial direction.
  • a blade shaft 18 is mounted in a bearing bush 19 at a radially inner end 17 of the guide vane 13.
  • a blade shaft 21 also engages at a radially outer end 20 of the guide vane 13, the blade shaft 21 penetrating the housing 15 of the gas turbine 10.
  • an actuating lever 23 engages radially outside the housing 15. This applies to every adjustable guide vane 13 of the guide vane ring 14.
  • Each pivotable guide vane 13 of the guide vane ring 14 accordingly has a vane shaft 21 which penetrates the housing 15 in the radial direction and on which an adjusting lever 23 engages radially outside the housing 15.
  • the setting levers 23 extend according to FIG. 1 in the axial direction of the gas turbine 10.
  • All adjusting levers 23 of all adjustable guide vanes 13 of a guide vane ring 14 are connected to an adjusting ring 24.
  • the adjusting ring 24 is arranged on an outside of the housing 15 and surrounds the housing 15 in the circumferential direction. By turning the adjusting ring 24 in the circumferential direction and by moving the same in the axial direction of the gas turbine 10, the adjusting levers 23 can be rotated and ultimately the guide vanes 13 of the guide vane ring 14 can be adjusted about the pivot axis 16 extending in the radial direction.
  • Such an adjusting ring 24 is assigned to each guide vane ring 14 with pivotable guide vanes 13. All guide vanes 13 of the same guide vane ring 14 can accordingly be pivoted uniformly via an adjusting ring 24.
  • the guide vanes of different guide vane rings 14 can be pivoted independently of one another via the respective different adjusting rings 24.
  • the adjusting ring 24 is U-shaped in cross section. It has two legs extending in the axial direction, namely an inside leg 25 on the housing side and a leg 26 running parallel to the leg 25. The two legs 25 and 26 extending in the axial direction are connected to one another by a leg 27 extending in the radial direction.
  • the adjusting ring 24 is mounted on the housing 15 so as to be distributed over the circumference of the housing 15.
  • the bearing devices are designed as sliding elements 28.
  • the sliding elements 28 are preferably distributed uniformly over the circumference of the housing 15. An embodiment is preferred in which eight sliding elements 28 are uniformly distributed over the circumference of the housing 15 for mounting the adjusting ring 24.
  • each sliding element 28 engages and is connected to the axially extending leg 25 of the adjusting ring 24 on the housing side.
  • the sliding elements 28 are together with the adjusting ring 24 in relation to the housing 15 in the circumferential direction. tion and adjustable in the axial direction. 1 visualizes a raceway 29 of the sliding elements 28 on the housing 15 of the gas turbine 10.
  • the adjusting ring 24 is positioned outside the housing 15 and is adjustably mounted on the housing 15 in the circumferential direction and in the axial direction via the sliding elements 28.
  • the bearing ring 24 positioned on the outside of the housing 15 heats up less strongly than the housing 15, but is mounted on the housing 15 via the sliding elements 28.
  • the adjusting ring 24 is designed to be resilient at least in the sections that run between the sliding elements 28 or the bearing devices. This ensures that the collar 24 can deform when the housing 15 expands and that dimensional differences can be compensated for.
  • the spring elasticity of the adjusting ring 24 further improves the adjusting accuracy of the adjusting device.
  • each adjusting lever 23 engages with a first end 30 on the adjusting ring 24 and with a second end 31 opposite the first end 30 on the radially outer end 22 of the corresponding blade shaft 21.
  • bolt-shaped or pin-shaped elements 32 extend between the axially extending legs 25 and 26 of the adjusting ring 24 in the radial direction.
  • the actuating levers 23 are bolt-shaped or pin-shaped at their first ends 30 Elements 32 stored. 1 shows a bearing 33 assigned to the first end 30 of the actuating lever 23. The bearing 33 enables the first end 30 of the actuating lever 23 to be displaced in the radial direction relative to the pin-shaped or pin-shaped element 32.
  • the bearing 33 is designed as a spherical bearing , An inner ring of the spherical bearing is assigned to the pin-shaped or pin-shaped element 32 and an outer ring of the spherical bearing is assigned to the first end 30 of the actuating lever 23.
  • the outer ring of the spherical bearing is flanged directly to the first end 30 of the lever 23.
  • the second end 31 of the actuating lever 23 opposite the first end 30 is without play, i.e. backlash-free, connected to the respective blade shaft 21 of the adjustable guide blade 13.
  • Fig. 2 shows that an opening is integrated in the second end 31 of the actuating lever 23, through which the actuating lever 23 can be fitted onto the blade shaft 21 with a precise fit and without play.
  • the adjusting lever 23 is fixed to the blade shaft 21 by means of a screw 34, a disc 35 being arranged between the screw 34 and the adjusting lever 23 for the defined force input.
  • This play-free connection of the control levers 23 to the respective blade shaft 21 has a defined position assignment in the direction of the pivot axis 16.
  • FIG. 3 shows a view of the device according to the invention for adjusting guide vanes in the viewing direction radially from the outside.
  • An adjustable guide vane 13 is shown in the area of an adjusting lever 23 in the lower area of FIG. 3.
  • Fig. 3 serves to illustrate that not only the actuating levers 23 act on the adjusting ring 24, via which the adjusting ring 24 is ultimately connected to the guide vanes 13, but rather that a actuating lever 36 engages on the adjusting ring 24, which is connected to a corresponding drive piston , the forces required to adjust the adjusting ring 24 being applied via the drive piston and via the drive lever 36 is transmitted to the adjusting ring 24 and thus ultimately to the adjusting lever 23 and the guide vanes 13.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Verstellen von Leitschaufeln eines Turbotriebwerks, insbesondere einer Gasturbine, voorgestelt.. Bei der Vorrichtung sind Leitschaufeln (13) radial ausserhalb eines Gehäuses (15) des Turbotriebwerks über Stellhebel (23) mit einem Stellring (24) schwenkbar verbunden. Der Stellring (24) ist über am Umfang des Gehäuses (15) verteilt positionierte Lagereinrichtungen gegenüber dem Gehäuse (15) in Umfangsrichtung und axialer Richtung verstellbar und weiterhin zumindest in den Abschnitten, die zwischen den Lagereinrichtungen verlaufen, federelastisch ausgebildet.

Description

VORRICHTUNG ZUM VERSTELLEN VON LEITSCHAUFELN EINES TURBOTRIEBWERKS
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen von Leitschaufeln eines Turbotriebwerks, insbesondere einer Gasturbine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Gasturbinen bestehen aus mehreren Baugruppen, so zum Beispiel aus einem Lüfter (Fan), einer Brennkammer, vorzugsweise mehreren Verdichtern sowie mehreren Turbinen. Die Baugruppen der Gasturbine sind von einem feststehenden Gehäuse umgegeben.
In einer Turbine sowie in einem Verdichter der Gasturbine sind mehrere feststehende Leitschaufeln sowie mehrere rotierende Laufschaufeln angeordnet. Die Leitschaufeln sind gegenüber dem Gehäuse feststehend ausgebildet. Die Laufschaufeln sind mindestens einem Rotor zugeordnet und rotieren gegenüber den feststehenden Leitschaufeln sowie dem feststehenden Gehäuse. Verfügt die Turbine bzw. der Verdichter über mehrere Stufen, so sind in axialer Richtung bzw. in Strömungsrichtung hintereinander abwechselnd Leitschaufeln und Laufschaufeln angeordnet, wobei an einer axialen Position, d.h. entlang des Umfangs des Rotors bzw. des Gehäuses, e- benfalls mehrere Laufschaufeln bzw. Leitschaufeln angeordnet sind, die sogenannte Leitschaufelkränze oder Laufschaufelkränze bilden.
Die feststehenden Leitschaufeln können um eine radiale Achse verstellbar bzw. schwenkbar ausgebildet sein. So offenbart die DE 39 13 102 C1 eine Vorrichtung zur Verstellung von Leitschaufeln, bei der Leitschaufeln eines Leitschaufelkranzes radial außerhalb eines Gehäuses des Turbotriebwerks über Stellhebel mit einem Stellring schwenkbar verbunden sind. Eine weitere Vorrichtung zum Verstellen von Leitschaufeln ist aus der DE 41 02 188 C2 bekannt. Die DE 39 13 102 C1 zeigt einen Verdichter und die DE 41 02 188 C2 zeigt eine Turbine eines Gasturbinentriebwerks mit einer Vorrichtung zur Verstellung von Leitschaufeln. Den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Verstellung von Leitschaufeln ist gemeinsam, dass dieselben störungsanfällig sind, eine ungenügende Stellgenauigkeit aufweisen und einen hohen Montageaufwand erfordern.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuartige Vorrichtung zum Verstellen von Leitschaufeln eines Turbotriebwerks, insbesondere einer Gasturbine, zu schaffen.
Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass die eingangs genannte Vorrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 weitergebildet ist.
Erfindungsgemäß ist der Stellring über am Umfang des Gehäuses verteilt positionierte Lagereinrichtungen gegenüber dem Gehäuse in Umfangsrichtung und axialer Richtung verstellbar, wobei der Stellring zumindest in den Abschnitten, die zwischen den Lagereinrichtungen verlaufen, federelastisch ausgebildet ist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Stellring im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei zwischen zwei in axialer Richtung verlaufenden Schenkeln des Stellrings sich in radialer Richtung erstreckende, bolzen- förmige Elemente angeordnet sind. Die Stellhebel sind mit einem ersten Ende derart an den bolzenförmigen Elementen des Stellrings gelagert, dass das erste Ende der Stellhebel in radialer Richtung gegenüber den bolzenförmigen Elementen verstellbar ist.
Vorzugsweise ist das zweite Ende der Stellhebel spielfrei mit einem Schaft der jeweiligen Leitschaufel verbunden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1: einen Ausschnitt aus einer Gasturbine im Bereich einer Leitschaufel eines Leitschaufelkranzes in Seitenansicht zusammen mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verstellen von Leitschaufeln;
Fig. 2: ein vergrößertes Detail der Anordnung gemäß Fig. 1; und
Fig. 3: einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verstellen von Leitschaufeln in Blickrichtung radial von außen.
Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 in größerem Detail erläutert.
Fig. 1 zeigt einen bereichsweisen bzw. ausschnittsweisen Querschnitt durch eine Gasturbine 10. Die Gasturbine 10 weist einen sich in axialer Richtung erstreckenden sowie in axialer Richtung verengenden Strömungskanal 1 1 auf. Die Strömungsrichtung durch den Strömungskanal 1 1 ist in Fig. 1 durch den Pfeil 12 visualisiert.
In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist eine Leitschaufel 13 eines sich in Umfangsrichtung der Gasturbine 10 erstreckenden Leitschaufelkranzes 1 gezeigt. Obwohl in Fig. 1 nicht dargestellt, sind in Strömungsrichtung der Gasturbine 10 axial hintereinander mehrere derartige Leitschaufelkränze 14 angeordnet, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Leitschaufelkränzen 14 jeweils ein Laufschaufelkranz positioniert ist. Der Laufschaufelkranz umfasst Laufschaufeln, die zusammen mit einem Rotor gegenüber den feststehenden Leitschaufeln 13 der Leitschaufelkränze 14 sowie einem feststehenden Gehäuse 15 der Gasturbine 10 rotieren.
Die Leitschaufeln 13 des Leitschaufelkranzes 14 sind um eine sich in radialer Richtung erstreckende Schwenkachse 16 verstellbar. An einem radial innenliegenden Ende 17 der Leitschaufel 13 ist ein Schaufelschaft 18 in einer Lagerbuchse 19 gelagert. An einem radial außenliegenden Ende 20 der Leitschaufel 13 greift ebenfalls ein Schaufelschaft 21 an, wobei der Schaufelschaft 21 das Gehäuse 15 der Gasturbine 10 durchdringt. An einem radial außenliegenden Ende 22 des Schaufelschafts 21 greift radial außerhalb des Gehäuses 15 ein Stellhebel 23 an. Dies gilt für jede ver- stellbar ausgebildete Leitschaufel 13 des Leitschaufelkranzes 14. Jede verschwenkbar ausgebildete Leitschaufel 13 des Leitschaufelkranzes 14 verfügt demnach über einen das Gehäuse 15 in radialer Richtung durchdringenden Schaufelschaft 21, an dem radial außerhalb des Gehäuses 15 jeweils ein Stellhebel 23 angreift. Die Stellhebel 23 erstrecken sich gemäß Fig. 1 in axialer Richtung der Gasturbine 10.
Alle Stellhebel 23 aller verstellbar ausgebildeten Leitschaufeln 13 eines Leitschaufelkranzes 14 sind mit einem Stellring 24 verbunden. Der Stellring 24 ist auf einer Außenseite des Gehäuses 15 angeordnet und umschließt das Gehäuse 15 in Umfangsrichtung. Durch Verdrehen des Stellrings 24 in Umfangsrichtung und durch Verschieben desselben in axialer Richtung der Gasturbine 10 sind die Stellhebel 23 drehbar und letztendlich die Leitschaufeln 13 des Leitschaufelkranzes 14 um die sich in radialer Richtung erstreckende Schwenkachse 16 verstellbar. Jedem Leitschaufelkranz 14 mit verschwenkbar ausgebildeten Leitschaufeln 13 ist ein derartiger Stellring 24 zugeordnet. Alle Leitschaufeln 13 desselben Leitschaufelkranzes 14 sind demnach über einen Stellring 24 gleichförmig verschwenkbar. Die Leitschaufeln unterschiedlicher Leitschaufelkränze 14 sind über die jeweils unterschiedlichen Stellringe 24 unabhängig voneinander verschwenkbar.
Der Verstellring 24 gemäß Fig. 1 ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet. Er verfügt über zwei in axialer Richtung verlaufende Schenkel, nämlich einen innenliegenden, gehäuseseitigen Schenkel 25 und einen parallel zu dem Schenkel 25 verlaufenden Schenkel 26. Die beiden in axialer Richtung verlaufenden Schenkel 25 und 26 sind durch einen in radialer Richtung verlaufenden Schenkel 27 miteinander verbunden. Der Stellring 24 ist über den Umfang des Gehäuses 15 verteilt positionierte Lagereinrichtungen am Gehäuse 15 gelagert. Die Lagereinrichtungen sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als Gleitelemente 28 ausgebildet. Die Gleitelemente 28 sind über den Umfang des Gehäuses 15 vorzugsweise gleichmäßig verteilt. Bevorzugt ist eine Ausführung, bei der acht Gleitelemente 28 über den Umfang des Gehäuses 15 zur Lagerung des Stellrings 24 gleichförmig verteilt sind. Fig. 1 kann entnommen werden, dass jedes Gleitelement 28 am gehäuseseitigen, axial verlaufenden Schenkel 25 des Stellrings 24 angreift und mit diesem verbunden ist. Die Gleitelemente 28 sind zusammen mit dem Stellring 24 gegenüber dem Gehäuse 15 in Umfangsrich- tung sowie in axialer Richtung verstellbar. Fig. 1 visualisiert eine Laufbahn 29 der Gleitelemente 28 auf dem Gehäuse 15 der Gasturbine 10.
Wie bereits erwähnt, ist der Verstellring 24 außerhalb des Gehäuses 15 positioniert und über die Gleitelemente 28 auf dem Gehäuse 15 in Umfangsrichtung sowie in axialer Richtung verstellbar gelagert. Im Betrieb der Gasturbine 10 erhitzt sich dieselbe, was zu einer Ausdehnung des Gehäuses 15 führen kann. Der auf der Außenseite des Gehäuses 15 positionierte Lagerring 24 erhitzt sich weniger stark wie das Gehäuse 15, ist jedoch über die Gleitelemente 28 auf dem Gehäuse 15 gelagert. Erfindungsgemäß ist der Stellring 24 zumindest in den Abschnitten, die zwischen den Gleitelementen 28 bzw. den Lagereinrichtungen verlaufen, federelastisch ausgebildet. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Stellring 24 sich bei Wärmeausdehnung des Gehäuses 15 verformen kann und Dimensionsunterschiede ausgeglichen werden können. Die Federelastizität des Stellrings 24 verbessert des weiteren die Stellgenauigkeit der Versteilvorrichtung.
Gemäß Fig. 1 greift jeder Stellhebel 23 mit einem ersten Ende 30 am Stellring 24 und mit einem dem ersten Ende 30 gegenüberliegenden zweiten Ende 31 am radial außenliegende Ende 22 des entsprechenden Schaufelschafts 21 an. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung erstrecken sich zwischen den in axialer Richtung verlaufenden Schenkeln 25 und 26 des Stellrings 24 in radialer Richtung verlaufende, bol- zenförmige bzw. stiftförmige Elemente 32. Die Stellhebel 23 sind mit ihren ersten Ende 30 an diesen bolzenförmigen bzw. stiftförmigen Elementen 32 gelagert. So zeigt Fig. 1 ein dem ersten Ende 30 des Stellhebels 23 zugeordnetes Lager 33. Das Lager 33 ermöglicht eine Verschiebung des ersten Endes 30 des Stellhebels 23 in radialer Richtung relativ zum bolzenförmigen bzw. stiftförmigen Element 32. Das Lager 33 ist als sphärisches Lager ausgebildet. Ein Innenring des sphärischen Lagers ist dem bolzenförmigen bzw. stiftförmigen Element 32 zugeordnet und ein Außenring des sphärischen Lagers ist dem ersten Ende 30 des Stellhebels 23 zugeordnet. Der Außenring des sphärischen Lagers ist dabei direkt an das erste Ende 30 des Hebels 23 gebördelt. Mit der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Vorrichtung zum Verstellen von Leitschaufeln werden alle kinematischen Freiheitsgrade bereitgestellt, die zur Verstellung der Leitschaufeln 13 des Leitschaufelkranzes 14 erforderlich sind. So ist der Stellring 24 gegenüber dem Gehäuse 15 in Umfangsrichtung sowie in axialer Richtung verstellbar. Weiterhin kann das erste Ende 30 der Stellhebel 23 in radialer Richtung relativ zum bolzenförmigen Element 32 des Stellrings 24 verschoben werden.
Das dem ersten Ende 30 gegenüberliegende zweite Ende 31 der Stellhebel 23 ist ohne Spiel, d.h. spielfrei, mit dem jeweiligen Schaufelschaft 21 der verstellbaren Leitschaufel 13 verbunden. Dies kann Fig. 2 in größerem Detail entnommen werden. So zeigt Fig. 2, dass in das zweite Ende 31 des Stellhebels 23 eine Öffnung integriert ist, über die der Stellhebel 23 passgenau ohne Spiel auf den Schaufelschaft 21 gesteckt werden kann. In dieser Position wird der Stellhebel 23 über eine Schraube 34 am Schaufelschaft 21 fixiert, wobei zwischen Schraube 34 und Stellhebel 23 zum definierten Krafteintrag eine Scheibe 35 angeordnet ist. Diese spielfreie Verbindung der Stellhebel 23 mit dem jeweiligen Schaufelschaft 21 verfügt über eine definierte Lagezuordnung in Richtung der Schwenkachse 16. Durch das oben beschriebene Konstruktionsprinzip, insbesondere die spielfreie Befestigung des zweiten Endes 31 der Stellhebel 23 an dem Schaufelschaft 21 sowie die radial verstellbare Lagerung des ersten Endes 30 des Stellhebels 23 innerhalb des Stellrings 24, wird eine Vorrichtung zum Verstellen von Leitschaufeln bereitgestellt, die mit einfachen Mitteln montiert werden kann. Bei Montage sind keine aufwendigen Einstellvorgänge zur Justage der erfindungsgemäßen Vorrichtung notwendig.
Fig. 3 zeigt einen Blick auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verstellen von Leitschaufeln in Blickrichtung radial von außen. So ist im unteren Bereich der Fig. 3 im Bereich eines Stellhebels 23 eine verstellbare Leitschaufel 13 gezeigt. Fig. 3 dient der Verdeutlichung, dass am Stellring 24 nicht nur die Stellhebel 23 angreifen, über die der Stellring 24 letztendlich mit den Leitschaufeln 13 verbunden ist, sondern dass vielmehr am Stellring 24 auch ein Antriebshebel 36 angreift, der mit einem entsprechenden Antriebskolben verbunden ist, wobei über den Antriebskolben die zur Verstellung des Verstellrings 24 erforderlichen Kräfte aufgebracht werden und über den Antriebshebel 36 auf den Stellring 24 und damit letztendlich auf die Stellhebel 23 und die Leitschaufeln 13 übertragen wird. Pro Leitschaufelkranz 14 ist ein Verstellring 24 und pro Verstellring 24 ist ein Antriebskolben vorhanden, der über einen Antriebshebel 36 am Verstellring 24 angreift.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Verstellen von Leitschaufeln eines Turbotriebwerks, insbesondere einer Gasturbine, bei der Leitschaufeln (13) radial außerhalb eines Gehäuses (15) des Turbotriebwerks über Stellhebel (23) mit einem Stellring (24) schwenkbar verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellring (24) über am Umfang des Gehäuses (15) verteilt positionierte Lagereinrichtungen gegenüber dem Gehäuse (15) in Umfangsrichtung und axialer Richtung verstellbar ist, und dass der Stellring (24) zumindest in den Abschnitten, die zwischen den Lagereinrichtungen verlaufen, federelastisch ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellhebel (23) mit einem ersten Ende (30) an dem Stellring (24) und mit einem dem ersten Ende (30) gegenüberliegenden zweiten Ende (31) an radial außenliegenden Enden der Schafte (21) der jeweiligen Leitschaufeln (13) angreifen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellring (24) im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist, wobei zwischen zwei in axialer Richtung verlaufenden Schenkeln (24, 25) des Stellrings (24) sich in radialer Richtung erstreckende bolzenförmige Elemente (32) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellhebel (23) mit ihrem ersten Ende (30) derart an den bolzenförmigen Elementen (32) gelagert sind, dass das erste Ende (30) der Stellhebel (23) in radialer Richtung gegenüber den bolzenförmigen Elementen (32) verstellbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellhebel (23) mit dem ersten Ende (30) an den bolzenförmigen Elementen (32) über sphärische Lager (33) gelagert sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenring des sphärischen Lagers (33) dem bolzenförmigen Element (32) und ein Außenring des sphärischen Lagers (33) dem ersten Ende (30) des Stellhebels (32) zugeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende (31) der Stellhebel (23) spielfrei mit einem Schaft (21) der jeweiligen Leitschaufel (13) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die über den Umfang des Gehäuses (15) verteilt positionierten Lagereinrichtungen als Gleitelemente (28) ausbildet sind, wobei jedes Gleitelement (28) einerseits mit einem gehäuseseitigen, axial verlaufenden Schenkel (25) des Stellrings (24) verbunden ist, und wobei andererseits jedes Gleitelement (28) zusammen mit dem Stellring (24) gegenüber dem Gehäuse (15) in Umfangsrichtung und axialer Richtung verstellbar ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle Leitschaufeln (13) eines Leitschaufelkranzes (14) jeweils mit einem Stellring (24) über die Stellhebel (13) verbunden sind.
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