WO2018196957A1 - Turbinenschaufel mit einem keramischen abschnitt sowie verfahren zur herstellung oder reparatur einer solchen turbinenschaufel - Google Patents

Turbinenschaufel mit einem keramischen abschnitt sowie verfahren zur herstellung oder reparatur einer solchen turbinenschaufel Download PDF

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Robin Blank
Bernd Burbaum
Markus Duchardt
Lena Farahbod
Marian Gollmer
Kay Krabiell
Heiko LAMMERS
Britta Laux
Thomas Lorenz
Khaled Maiz
Dirk Mertens
Romina Pipke
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Definitions

  • the present invention relates to a turbine blade, in particular a blade or vane having at least one blade platform and an adjoining airfoil having a leading edge and a trailing edge extending to a tip region of the airfoil réellere ⁇ CKEN in a main extension direction of a root portion, and a suction side and a pressure side, each comprising he ⁇ extend between the leading edge and the trailing edge, wherein the turbine blade comprises at least one ceramic j ⁇ rule portion and at least a metallic portion which are connected together. Furthermore, the invention relates to a method for producing or repairing a turbine blade.
  • Turbine blades are used in turbomachines, such as gas turbines.
  • a distinction is fundamentally ⁇ Lich between rotating blades and stationary vanes, which direct a fluid working fluid in the direction of the blades.
  • they are in the sen ⁇ blades and / or vanes around metallic turbine blades.
  • ceramic turbine blades are also known, for example, from US Pat. No. 6,709,230 B2.
  • ceramic materials and metallic materials have the advantages of both types of materials to kombinie ⁇ ren.
  • the present invention has the object to provide a turbine blade with an alternative to ⁇ construction, in order to avoid the disadvantages mentioned above. Furthermore, a method for producing or repairing such a turbine blade is to be specified.
  • the present invention provides a turbine blade of the type mentioned, which is characterized in that the at least one ceramic Ab ⁇ section is connected to the at least one metallic portion via a solder joint, in particular via a ductile solder joint.
  • the solder joint prevents relative movement between the joined portions, particularly axial displacement of the portions relative to one another, and thus contributes to reduced wear of the turbine blade.
  • solder joints generally have a very good thermal conductivity, whereby an optimal heat exchange between the connected sections is achieved.
  • the at least one ceramic portion and the at least one metal ⁇ metallic portion define the airfoil.
  • metallic turbine blades and in particular metallic trailing edges must be cooled to withstand the high temperatures during use of the turbine blade during operation of a turbomachine. To achieve this, cooling air ducts are often led to the trailing edge, which entails a very thick metallic trailing edge, in particular if the cooling air ducts are to have a sufficient wall thickness.
  • Trailing edge but causes unfavorable aerodynamic flow conditions, such as trailing-edge vortex. Such TURBU lenzen ⁇ lead to undesirable power losses and vibration.
  • An alternative way of trailing edge cooling is the so-called" beaver-tail-cooling "where the cooling air laterally from the end of the trailing edge of the blade occurs and thus allows a thin trailing edge.
  • the part forming the trailing edge can only be very short because it is tallish and not internally cooled.
  • it is advantageous ⁇ and desirable to make the rear edge forming part is relatively long. This increases the blade depth of the turbine blade, ie the width of the turbine blade when viewed from the side. Increased blade depth in turn increases the deflection that the turbine blade can make.
  • the inventive design of the trailing edge of a ceramic j ⁇ 's material and the lower thermal conductivity of ceramic cooling air ducts in the trailing edge can be eliminated dationsbeparmaschine due to the higher temperature and oxy, so that these are compared with a metal ⁇ metallic trailing edge formed significantly thinner can be.
  • the trailing edge may have a thickness of about 2 to 3 mm at its thinnest point.
  • the solder joint, through which the at least one ceramic portion in which it ⁇ inventive turbine blade with the at least one me ⁇ -metallic portion is connected, carries high thermal conductivity also to the fact that the ceramic rear edge does not have to be cooled. Because heat in the Kerami ⁇ rule portion may be discharged through the solder optimally in the direction of the cooled metallic portion. Scharfkantigere turn a trailing edge provides for clotting ⁇ Gere power losses and vibration by an improved te exhaust flow and a reduced lag. Due to the higher efficiency achieved, a turbomachine can be operated more cost-effectively.
  • the blade of the turbine blade may consist of exactly one metallic section and exactly one ceramic section, whereby a simple construction is achieved.
  • a cooling system in particular a micro-cooling system in the form of a porosity of a material of the at least one ceramic section and / or in the form of fine cooling air channels, which are incorporated in the at least one ceramic section integrated.
  • a porous ceramic material this may have a plurality of differently shaped cavities, which may be distributed uniformly or non-uniformly over the material.
  • a micro cooling system is particularly advantageous because it ⁇ least occupies only little space in which a ceramic portion so that in particular ⁇ sondere a trailing edge can be as thin as possible.
  • cooling system is a micro cooling system
  • larger cooling air passages as they are, for example, already used in me ⁇ -metallic sections, to integrate at least one ceramic portion in the order in which here on cooling air at least one metallic portion of the show ⁇ felblatts optimally dissipate.
  • the at least one ceramic section has an elongated shape, is connected at one of its longitudinal sides to the at least one metallic section and tapers in the direction of its opposite longitudinal side, in particular tapered.
  • Such a design of the at least one ceramic ⁇ section is particularly in ⁇ geous when the tapered portion of the ceramic section forms the trailing edge region of the airfoil.
  • the at least one ceramic section is shorter in the main extension direction than the at least one metallic section and ends, in particular, shortly before the root area of the blade and / or just before the tip area of the blade. This contributes to Vermei ⁇ formation and / or reduction of thermal stresses, for example because of different sauceausdehnungskoef ⁇ coefficient between the at least a metallic portion and said at least one ceramic portion occur.
  • the at least one ceramic portion can form the trailing edge region of the display ⁇ felblatts what the previously mentioned advantages.
  • the surfaces of the at least one metallic section and the at least one ceramic section terminate flush with one another on the suction side and / or on the pressure side. This is particularly strö ⁇ tion technically advantageous.
  • the at least one Kera ⁇ mix section springs back with respect to the at least one metallic portion on the pressure side and / or suction side, wherein prior ⁇ at one metallic portion is ade Kunststoffaus- formed opening preferably in a range of spring back at ⁇ least at least.
  • at least one cooling air outlet opening can cooling air from the at least one metal to be removed from ⁇ cut before the ceramic trailing edge to at least cool the ceramic one section.
  • the at least one ceramic portion is zusharm ⁇ Lich form fit, preferably a schwalbenschwanzarti ⁇ ge compound, which is a at least one undercut from ⁇ forming compound, with the at least one metallic waste cut connected.
  • a positive connection in addition to the solder joint of the turbine blade according to the invention is advantageous because this further increases the stability of the compound.
  • a plurality of ceramic portions are each connected via a soldered connection with the at least ⁇ a metallic portion, the ke ⁇ ramischen sections aligned with one another in the main direction of extent and are spaced apart from each other.
  • the distances or spaces between the kera ⁇ mixing sections may be filled with solder to ensure improved aerodynamics. Appropriately, the same solder can be used for this, which has already been used for the solder joints.
  • the at least one metallic section defines a vane platform and the at least one ceramic section is connected to this vane platform, wherein the at least one ceramic section is spaced from a metallic section of the airfoil such that there is a vane between them Gap remains, which extends in the main extension direction, wherein the at least one ceramic portion preferably forms the trailing edge of the airfoil. If the at least one ceramic portion forming the trailing edge of the airfoil, there is, for example, part of the pre ⁇ that the trailing edge can be formed significantly thinner compared with a metallic trailing edge. This brings with it the already mentioned advantages.
  • the turbine blade has a further blade ⁇ platform, wherein the blade between the between extends the blade platforms, and the at least one ceramic portion is at least attached to the other Schaufelplatt ⁇ form positive fit.
  • the formschlüs ⁇ sige attachment leaves the at least one ceramic section preferably game in the main extension direction, so that the at least one ceramic section in the main ⁇ stretching direction can thermally expand without undesirable stresses in the components arise.
  • the at least one ceramic section comprises or consists of a high-temperature ceramic, "CMC" and / or a monolithic ceramic
  • CMC high-temperature ceramic
  • a monolithic ceramic is particularly advantageous Ceramic composite materials, called CMC represent ver ⁇ equalized ready with classic technical ceramics increased stability.
  • the vorlie ⁇ ing invention also provides a method for producing or repairing a turbine blade of the type mentioned, which is characterized in that the at least one kera ⁇ mixing section with the at least one metallic Ab ⁇ section via a solder joint is connected, in particular via a ductile solder joint.
  • the solder joint is preferably produced by means of active soldering and / or vacuum soldering.
  • Active soldering uses metallic solders that, due to their alloy composition, are able to wet non-metallic, inorganic materials. They contain components such as titanium, zirconium or hafnium, which react with ceramics. Active soldering thus makes possible a direct soldering of the at least one ceramic section without additional metallization of the ceramic section. Active soldering processes usually have to be carried out in a vacuum or under an inert gas atmosphere. Vacuum brazing generally has the advantage that the vacuum is the onset of oxidation in the heating Soldering area prevented. In addition, a flux-free soldering for an optimal filling of the solder seam is possible. When Vakuumlö ⁇ th thus solder joints, which are characterized by a very high strength and corrosion resistance.
  • the at least one ceramic section is additionally connected in a form-fitting manner to the at least one metallic section.
  • Figure 1 is a perspective schematic view of a
  • Turbine blade according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a schematic view of the airfoil of
  • FIG. 1 shown turbine blade
  • Figure 3 is a schematic view of a blade ei ⁇ ner turbine blade according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a schematic view of a blade ei ⁇ ner turbine blade according to a third embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a perspective schematic view of a
  • Blade of a turbine blade according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a perspective schematic view of a
  • FIG. 7 is a perspective schematic view of a
  • Blade of a turbine blade according to a sixth embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a schematic view of a blade ei ⁇ ner turbine blade according to a seventh embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a schematic view of a blade ei ⁇ ner turbine blade according to an eighth exemplary form of the present invention.
  • Figure 10 is a schematic view of a blade ei ⁇ ner turbine blade according to a ninth embodiment of the present invention.
  • Figure 11 is a sectional view taken along the section line XI-XI in Figure 10;
  • FIG. 12 shows a sectional view along the section line XI-XI in FIG. 10 in a first alternative embodiment of the ceramic section;
  • FIG. 13 shows a sectional view along the section line XI-XI in FIG. 10 in a second alternative embodiment of the ceramic section;
  • Figure 14 is a schematic view of a blade ei ⁇ ner turbine blade according to a tenth embodiment of the present invention.
  • Figure 15 is a sectional view taken along section line XV-XV in Figure 14;
  • Figure 16 is a perspective schematic view of a
  • FIG. 17 is a perspective schematic view of a turbine blade according to an eleventh embodiment of the present invention.
  • Blade of a turbine blade according to a twelfth embodiment of the present invention
  • FIG. 18 shows a schematic view of an airfoil of a turbine blade according to a thirteenth embodiment of the present invention
  • Figure 19 is a schematic view of a blade ei ⁇ ner turbine blade according to a fourteenth From ⁇ guide of the present invention
  • Figure 20 is a schematic view of a blade ei ⁇ ner turbine blade according to a fifteenth From ⁇ guide of the present invention
  • Figure 21 is a schematic view of a blade ei ⁇ ner turbine blade according to a sixteenth from ⁇ guide of the present invention.
  • Figure 22 is a schematic view of a turbine blade according to a seventeenth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 shows a sectional view along the section line XXIII-XXIII in FIG. 22.
  • FIGS. 1 to 21 While various embodiments of a turbine blade 1 according to the invention in the form of a moving blade are shown in FIGS. 1 to 21, an embodiment of a turbine blade 1 according to the invention in the form of a guide blade is shown in FIGS. 22 and 23.
  • FIGS 1 and 2 are schematic views of a turbine blade 1 in the form of a blade according to a first embodiment of the present invention.
  • the turbine blade or vane 1 has a blade 2, a it is closing at ⁇ blade platform 3 and an adjoining on the side facing the blade platform fußabge- 3 airfoil.
  • the blade 4 comprises a front edge 5 and a trailing edge 6, which extend in a Haupterstre- ckungscardi R of a root portion 7 to a tip region 8 of the blade 4, and a suction side 9 and a pressure side 10 extending respectively between the pre ⁇ derkante 5 and the trailing edge 6 extend.
  • the turbine blade 1 has at least one of CMC, thus see a ceramic composite material consisting ceramic portion 11 and a metallic portion 12, which are connected to one another via at least one ductile solder joint. 13
  • the at least one ceramic section 11 define and the metallic portion 12 the airfoil 4.
  • the airfoil 4 has more than one metallic portion 12.
  • the at least one ceramic portion 11 can also consist of other Kera ⁇ mix materials or comprise.
  • any type of solder joint 13 is generally conceivable.
  • One of the advantages of a solder joint 13 compared to a purely positive connection is that it achieves a relative movement between the connected sections 11, 11.
  • the at least one ceramic section 11 extends from the rear edge 6 in the direction of the front edge 5 and the metallic section 12 extends from the front edge 5 in the direction of the trailing edge 6.
  • the at least one ceramic section 11 attached to a trailing edge 6 facing free end 14 of the airfoil 4. Since a ceramic mix trailing edge 6 as opposed to a metallic trailing edge is required to have no cooling air passages, the Hin ⁇ terkante 6 compared with a metallic trailing edge can be made much thinner. This in turn has an advantageous effect on the flow conditions and thus on the efficiency of a turbomachine. All the features of the first embodiment described so far also apply to the embodiments of the turbine blade 1 according to the invention shown in FIGS. 3 to 21 and described below.
  • the airfoil 4 of the turbine blade 1 comprises exactly one ceramic see section 11. It therefore consists of the one metalli ⁇ cal section 12 and the one ceramic section 11.
  • the ceramic section 11 in this case has an elongated shape, is connected at one of its longitudinal sides 15 with the metallic portion 12 and tapers in the direction its opposite longitudinal side 16, so runs to a point. While 11 terminate at the suction side 9, the surfaces of the metallic section 12 and the ceramic portion flush MITEI ⁇ Nander, the ceramic portion 11 jumps overall geninate the metallic portion 12 of the pressure side back,
  • the ceramic portion 11 in the first embodiment is connected to the metallic portion 12 so as to extend from the trailing edge 6 over approximately 30% of the curve length of a shortest path and equidistant between the suction and pressure sides 9, 19 from the trailing edge 6 extending to the front edge 5 extending center line.
  • the second embodiment of a turbine blade 1 according to the invention in the form of a moving blade shown in FIG. 3 substantially corresponds to the first embodiment.
  • a cooling air outlet opening 17 is additionally formed in a region of the spring-back on the metallic section 12, from which a cooling air mass flow m k can emerge in order to cool the ceramic section 11.
  • the cooling air outlet opening 17 is limited here by the free end 14 of the metallic portion 12.
  • a number of cooling air outlet openings 17 along the main extension direction R of the airfoil 4 are arranged.
  • the third and fourth embodiments differ from the second embodiment in that in the third and fourth embodiments the cooling air outlet openings 17 are limited both by the free end 14 of the metallic portion 12 and by a surface of the ceramic portion 11.
  • the ceramic section 11 may be divided one or more times in the main extension direction R.
  • the blade 4 comprises per ⁇ wells three ceramic portions 11 which are each connected via a solder joint 13 with the metallic portion 12, wherein the ceramic Sections 11 in Haupterstre ⁇ ckungscardi R aligned with each other and spaced from each other are arranged.
  • the ceramic portions 11 verjün ⁇ gene toward the trailing edge 6 of the blade 4. By the distances between the ceramic portions 11 can be prevented, thermal stresses and / or reduce.
  • the spaces between the ceramic portions 11 may be filled with solder 25, to ensure verbes ⁇ serte aerodynamics.
  • the ceramic sections 11 are connected to the metallic section 12 such that, starting from the rear edge 6, they extend over approximately 25% of the curve length of a shortest path and equidistantly between the suction and pressure sides 9 , 10 extend from the trailing edge 6 to the front edge 5 extending center line.
  • the blade leaf 4 comprises precisely one ceramic section 11, which has an elongate shape.
  • the ceramic Ab ⁇ section 11 is at one of its longitudinal sides 15 with the metal Lich portion 12 is connected and tapers in the direction of its opposite longitudinal side 16.
  • the taper is not shown in Figure 8.
  • the ceramic section 11 is formed shorter than the metallic section 12 in the main extension direction R and ends shortly before the root zone 7 of the blade 4 and just before the tip section 8 of the blade 4. This contributes in particular to the avoidance and / or reduction of thermal stresses.
  • the blade leaf 4 comprises precisely one ceramic section 11 which has an elongate shape.
  • the ceramic Ab ⁇ section 11 is connected at one of its longitudinal sides 15 with the metallic portion 12 and tapers in the direction of its opposite longitudinal side 16. Both on the suction side 9 and on the pressure side 10 close the surfaces of the metallic portion 12 and the ceramic portion
  • the ceramic section 11 extends in the fifth embodiment, starting from the trailing edge 6 over about 20% of the curve length of a short ⁇ way and equidistant between the suction and pressure sides 9, 10 extending from the trailing edge 6 to the front edge 5 with ⁇ telline ,
  • the dashed line in Figure 9 indicates single ⁇ Lich way of example, the wall thickness of the metallic portion
  • FIGS. 10 and 11 The ninth embodiment of a turbine blade 1 according to the invention shown in FIGS. 10 and 11 in the form of a
  • Blade substantially corresponds to the eighth embodiment.
  • a microcooling system 19 in the form of a porosity of a material of the ceramic section 11 is integrated.
  • the porous material is a multi ⁇ number of substantially spherical voids, which evenly distributed throughout the ceramic portion 11 are.
  • the sectional view of Figure 11 allows a view of the longitudinal side 15 of the ceramic section 11, where it is connected to the metallic portion 12. In this edge region of the ceramic section 11 are only fractions of spherical cavities, which can be seen as circular indentations on the longitudinal side 15.
  • the cavities may also have any other shape.
  • the cavities may be substantially cuboid.
  • the cavities may be slots.
  • the micro-cooling system 19 can alternatively or additionally be designed in the form of fine cooling-air channels, which are introduced into the ceramic section 11.
  • Each of the microcooling systems 19 described above is advantageous because it can for example ⁇ it possible that by means of the micro cooling system 19 cooling air can be removed from the metallic portion 12.
  • the tenth embodiment of a turbine blade 1 according to the invention in the form of a blade differs from the eighth embodiment shown in FIG. 9 in that in the tenth embodiment the ceramic section 11 is made slightly thicker in the region of the trailing edge 6 and in which ceramic section 11, a cooling system is integrated.
  • a cooling system is integrated.
  • relatively large cooling air passages 18 extend from the longitudinal side 15 toward the trailing edge 6 through the ceramic portion 11.
  • the cooling air passages 18 open into an internal space 26 of the Schaufelblat ⁇ tes 4 serving as a large central, extending in the main direction of extension R-cooling air passage of the metallic portion 12, thereby cooling air of the metallic portion 12 opti ⁇ times can be dissipated.
  • the cooling air ducts 18 may also be extensions of cooling ducts of the metallic section 12 that are dimensioned similarly and also extend in the direction of the trailing edge 6.
  • the blade 4 comprises precisely one ceramic section 11 which has an elongated shape.
  • the ceramic section 11 is connected on one of its longitudinal sides 15 to the metallic section 12 both via the solder connection 13 and additionally via a dovetail-like connection 20. is tapered in the direction of its opposite longitudinal side 16.
  • a first embodiment of the dovetail-like connection 20 is shown.
  • FIGS. 18 and 19 show a second embodiment of the dovetail-like connection 20.
  • a third embodiment of the dovetail-like connection 20 is shown.
  • the three configurations of the dovetail-like connection 20 each have different undercuts and corresponding sections in the region of the longitudinal side 15 of the ceramic section 11.
  • two areas I and II are indicated by dashed lines, in which the ceramic portion 11 may optionally be interrupted, which can be similar to Figure 6 avoid thermal stresses and / or reduce.
  • the ceramic section 11 springs back in all six embodiments of Figures 16 to 21 relative to the metallic portion 12 at least on the pressure side.
  • a series of cooling air outlet openings 17 are arranged along the main extension direction R of the airfoil 4, from which cooling air flows through cooling air channels 18 of the metallic section 12 , can escape to cool for ceramic section 11. While the row of cooling air outlet openings 17 is indicated in FIGS. 16 and 17, only one cooling air outlet opening 17 and one cooling air channel 18 are shown in cross section by way of example in FIGS. 18, 19, 20 and 21. While in FIGS.
  • FIGs 22 and 23 are schematic views of a turbine blade 1 in the form of a vane according to a seventeenth embodiment of the present invention.
  • the turbine blade 1 has a blade platform 3, a further blade platform 21 and an airfoil 4, which extends between the two blade platforms 3, 21. Even if no blade root is shown in FIG. 22, the turbine blade 1 can, of course, basically have such a blade.
  • the blade 4 comprises a front edge 5 and a trailing edge 6, which extend in a Haupter- stretch direction R from a root portion 7 to a tip region 8 of the blade 4, and a suction ⁇ page 9 and a pressure side 10, each extending between the leading edge 5 and the trailing edge 6 extend.
  • the turbine blade or vane 1 comprises a from CMC, ie, a ceramic composite material Ver ⁇ , existing ceramic portion 11 and three me ⁇ -metallic sections. 12 defined here, a metallic portion of the blade platform 3 and another metallic portion of the blade platform 21.
  • a third metallic portion 22 extends from the pre ⁇ derkante 5 in the direction of the trailing edge 6 of the blade 4 and forms a part of the airfoil.
  • the ceramic portion 11 is connected to the blade platform 3 via a ductile ⁇ le solder joint 13 and is fixed positively on the further blade platform 21, wherein the form ⁇ fitting attachment 23 to the ceramic portion leaves 11 match in the main extension direction R.
  • the ceramic portion 11 is spaced from the metallic portion 22 of the actor ⁇ felblatts 4 such that between them a gap 24 remains, which extends in the main extension direction R. Because the ceramic section 11 forms a region of the blade 4 which surrounds the trailing edge 6, it can be made substantially thinner compared to a metallic trailing edge 6.
  • the airfoil 4 thus consists of the metallic portion 22 and the ceramic portion 11. In other embodiments, not shown here, it is of course also possible that the airfoil 4 has more than one metallic portion 22.
  • the ceramic section 11 may also consist of or comprise materials other than CMC.
  • each solder joint 13 is conceivable, with particular reference to the advantages of a solder joint 13 to the general description part as well as the blade relating part of the description of the figures.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Turbinenschaufel (1), insbesondere eine Lauf- oder Leitschaufel, die zumindest eine Schaufelplattform (3) und ein sich daran anschließendes Schaufelblatt (4) aufweist, das eine Vorderkante (5) und eine Hinterkante (6), die sich in einer Haupterstreckungsrichtung (R) von einem Wurzelbereich (7) zu einem Spitzenbereich (8) des Schaufelblatts erstrecken, und eine Saugseite (9) und eine Druckseite (10) umfasst, die sich jeweils zwischen der Vorderkante und der Hinterkante erstrecken, wobei die Turbinenschaufel zumindest einen keramischen Abschnitt (11) und zumindest einen metallischen Abschnitt (12) aufweist, die miteinander verbunden sind, wobei der zumindest eine keramische Abschnitt mit dem zumindest einen metallischen Abschnitt über eine Lötverbindung (13) verbunden ist, insbesondere über eine duktile Lötverbindung. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung oder Reparatur einer solchen Turbinenschaufel (1).

Description

Beschreibung
TURBINENSCHAUFEL MIT EINEM KERAMISCHEN ABSCHNITT SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG ODER REPARATUR EINER SOLCHEN TURBINENSCHAUFEL
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Turbinenschaufel, insbesondere eine Lauf- oder Leitschaufel, die zumindest eine Schaufelplattform und ein sich daran anschließendes Schaufelblatt aufweist, das eine Vorderkante und eine Hinterkante, die sich in einer Haupterstreckungsrichtung von einem Wurzelbereich zu einem Spitzenbereich des Schaufelblatts erstre¬ cken, und eine Saugseite und eine Druckseite umfasst, die sich jeweils zwischen der Vorderkante und der Hinterkante er¬ strecken, wobei die Turbinenschaufel zumindest einen kerami¬ schen Abschnitt und zumindest einen metallischen Abschnitt aufweist, die miteinander verbunden sind. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung oder Reparatur einer Turbinenschaufel.
Turbinenschaufeln werden in Strömungsmaschinen, wie zum Beispiel Gasturbinen, eingesetzt. Man unterscheidet grundsätz¬ lich zwischen rotierenden Laufschaufeln und stationären Leitschaufeln, die ein fluides Arbeitsmedium in Richtung der Laufschaufeln leiten. Üblicherweise handelt es sich bei die¬ sen Lauf- und/oder Leitschaufeln um metallische Turbinenschaufeln. Es sind jedoch beispielsweise aus der US 6,709,230 B2 auch keramische Turbinenschaufeln bekannt. Keramische Werkstoffe und metallische Werkstoffe besitzen jedoch unter¬ schiedliche thermische und mechanische Eigenschaften, weshalb man versucht die Vorteile beider Werkstoffarten zu kombinie¬ ren. Diesbezüglich ist es aus der WO 2014/011242 bekannt, ein Schaufelblatt einer Turbinenschaufel derart auszulegen, dass es zumindest einen keramischen Abschnitt und zumindest einen metallischen Abschnitt aufweist, wobei der zumindest eine ke¬ ramische Abschnitt über eine schwalbenschwanzartige Verbin¬ dung formschlüssig mit dem zumindest einen metallischen Ab¬ schnitt verbunden ist. Eine derartige formschlüssige Verbin- dung hat jedoch den Nachteil, dass sie eine Relativbewegung zwischen den verbundenen Abschnitten ermöglicht, d.h. die verbundenen Abschnitte sind beispielsweise axial gegeneinan¬ der verschiebbar. Ein vorliegendes Spiel zwischen den verbun- denen Abschnitten, auch wenn dieses noch so gering ist, führt bei einer dynamischen Belastung des Schaufelblatts während des Betriebs der Turbinenschaufel zu einem erhöhten Ver¬ schleiß. Dynamische Belastungen treten insbesondere aufgrund von Schwingungen auf, zu denen die Turbinenschaufel bei ihrem Betrieb angeregt wird. Zudem kann es zu kleinen Luftein¬ schlüssen in der formschlüssigen Verbindung kommen, die wärmeisolierend wirken, wodurch sich die Wärmeleitfähigkeit der Verbindung stark reduziert. Des Weiteren ist eine formschlüs¬ sige Verbindung recht aufwendig und somit kostenintensiv her- zustellen.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Turbinenschaufel mit alternativem Auf¬ bau bereitzustellen, um die oben genannten Nachteile zu ver- meiden. Des Weiteren soll ein Verfahren zur Herstellung oder Reparatur einer solchen Turbinenschaufel angegeben werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Turbinenschaufel der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der zumindest eine keramische Ab¬ schnitt mit dem zumindest einen metallischen Abschnitt über eine Lötverbindung verbunden ist, insbesondere über eine duktile Lötverbindung. Die Lötverbindung verhindert eine Relativbewegung zwischen den verbundenen Abschnitten, insbesondere ein axiales gegeneinander Verschieben der Abschnitte, und trägt somit zu einem verringerten Verschleiß der Turbinenschaufel bei. Zudem haben Lötverbindungen im Allgemeinen eine sehr gute Wärmeleitfähig- keit, wodurch ein optimaler Wärmeaustausch zwischen den verbundenen Abschnitten erreicht wird. Ferner ist eine
Lötverbindung kostengünstig herzustellen. Im Falle einer duktilen Lötverbindung ergibt sich der zusätzliche Vorteil, dass während eines Betriebs der Turbinenschaufel auftretende ther¬ mische Spannungen, die insbesondere aufgrund unterschiedli¬ cher Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem zumindest einen metallischen Abschnitt und dem zumindest einen kerami- sehen Abschnitt entstehen, innerhalb der Lötverbindung aufgenommen werden können. Dies geschieht, indem sich die duktile Lötverbindung elastisch und/oder plastisch verformt.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung definieren der zumin- dest eine keramische Abschnitt und der zumindest eine metal¬ lische Abschnitt das Schaufelblatt.
Vorzugsweise erstreckt sich der zumindest eine keramische Ab¬ schnitt ausgehend von der Hinterkante in Richtung der Vorder- kante des Schaufelblatts, wobei sich der zumindest eine me¬ tallische Abschnitt ausgehend von der Vorderkante in Richtung der Hinterkante des Schaufelblatts erstreckt. Dadurch, dass sich der zumindest eine keramische Abschnitt ausgehend von der Hinterkante in Richtung der Vorderkante erstreckt und so- mit zumindest die Hinterkante bildet, ergibt sich der Vor¬ teil, dass die Hinterkante verglichen mit einer metallischen Hinterkante wesentlich dünner ausgebildet werden kann. Denn metallische Turbinenschaufeln und insbesondere metallische Hinterkanten müssen gekühlt werden, um den hohen Temperaturen bei einem Einsatz der Turbinenschaufel während des Betriebs einer Strömungsmaschine zu widerstehen. Um dies zu erreichen, werden Kühlluftkanäle oftmals bis zur Hinterkante geführt, was eine sehr dicke metallische Hinterkante nach sich zieht, insbesondere wenn die Kühlluftkanäle eine ausreichende Wand- stärke aufweisen sollen. Diese sogenannte „Cut-back-
Hinterkante" verursacht jedoch ungünstige aerodynamische Strömungsverhältnisse, wie Hinterkantenwirbel. Solche Turbu¬ lenzen führen zu unerwünschten Leistungsverlusten und Schwingungen. Eine alternative Möglichkeit der Hinterkantenkühlung ist die sogenannte „Beaver-Tail-Kühlung" , bei der Kühlluft seitlich vor dem Ende der Hinterkante aus der Schaufel tritt und damit eine dünne Hinterkante ermöglicht. Jedoch kann der die Hinterkante bildende Teil nur sehr kurz sein, da er me- tallisch und nicht innengekühlt ist. Es ist jedoch vorteil¬ haft und wünschenswert, den die Hinterkante bildenden Teil relativ lang zu gestalten. Denn hierdurch vergrößert sich die Blatttiefe der Turbinenschaufel, also die Breite der Turbi- nenschaufel bei einer Betrachtung derselben von der Seite. Durch eine vergrößerte Blatttiefe erhöht sich wiederum die Umlenkung, die die Turbinenschaufel leisten kann. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Hinterkante aus einem kerami¬ schen Material kann aufgrund der höheren Temperatur- und Oxi- dationsbeständigkeit sowie der niedrigeren Wärmeleitfähigkeit von Keramik auf Kühlluftkanäle im Bereich der Hinterkante verzichtet werden, so dass diese verglichen mit einer metal¬ lischen Hinterkante deutlich dünner ausgebildet werden kann. Beispielsweise kann die Hinterkante an ihrer dünnsten Stelle eine Dicke von etwa 2 bis 3 mm aufweisen. Die Lötverbindung, durch die der zumindest eine keramische Abschnitt bei der er¬ findungsgemäßen Turbinenschaufel mit dem zumindest einen me¬ tallischen Abschnitt verbunden ist, trägt durch ihre hohe Wärmeleitfähigkeit ebenfalls dazu bei, dass die keramische Hinterkante nicht gekühlt werden muss. Denn Wärme im kerami¬ schen Abschnitt kann über die Lötverbindung optimal in Richtung des gekühlten metallischen Abschnitts abgeleitet werden. Eine scharfkantigere Austrittskante sorgt wiederum für gerin¬ gere Leistungsverluste und Schwingungen durch eine verbesser- te Abströmung und einen reduzierten Nachlauf. Durch den erzielten höheren Wirkungsgrad lässt sich eine Strömungsmaschine kostengünstiger betreiben.
Das Schaufelblatt der Turbinenschaufel kann aus genau einem metallischen Abschnitt und genau einem keramischen Abschnitt bestehen, wodurch ein einfacher Aufbau erzielt wird.
Bevorzugt erstreckt sich der zumindest eine keramische Ab¬ schnitt ausgehend von der Hinterkante über höchstens 30 %, höchstens 25 % oder höchstens 20 % der Kurvenlänge einer sich auf kürzestem Weg und äquidistant zwischen den Saug- und Druckseiten von der Hinterkante zur Vorderkante verlaufenden Mittellinie. Es ist vorteilhaft, nur den Bereich der Hinter- kante, der verglichen mit dem restlichen Schaufelblatt rela¬ tiv dünn ausgebildet ist und insbesondere spitz zuläuft, aus einem keramischen Material auszubilden. Denn diese dünnen Bereiche des Schaufelblatts sollen ohne Kühlkanäle auskommen, weshalb eine temperaturbeständige Keramik von großem Vorteil ist .
Vorteilhaft ist in dem zumindest einen keramischen Abschnitt ein Kühlsystem, insbesondere ein Mikrokühlsystem in Form einer Porosität eines Materials des zumindest einen keramischen Abschnitts und/oder in Form von feinen Kühlluftkanälen, die in dem zumindest einen keramischen Abschnitt eingebracht sind, integriert. Im Falle eines porösen keramischen Materials kann dieses eine Vielzahl von unterschiedlich ausgebildeten Hohlräumen aufweisen, die gleichmäßig oder ungleichmäßig über das Material verteilt sein können. Ein Mikrokühlsystem ist besonders vorteilhaft, da es nur wenig Bauraum in dem zu¬ mindest einen keramischen Abschnitt einnimmt, so dass insbe¬ sondere eine Hinterkante möglichst dünn ausgeführt werden kann. Auch wenn es sich bei dem Kühlsystem bevorzugt um ein Mikrokühlsystem handelt, ist es grundsätzlich auch möglich, größere Kühlluftkanäle, wie sie beispielsweise bereits in me¬ tallischen Abschnitten verwendet werden, in den zumindest einen keramischen Abschnitt zu integrieren, um hierüber Kühlluft in dem zumindest einen metallischen Abschnitt des Schau¬ felblatts optimal abführen zu können.
Vorzugsweise weist der zumindest eine keramische Abschnitt eine längliche Form auf, ist an einer seiner Längsseiten mit dem zumindest einen metallischen Abschnitt verbunden und verjüngt sich in Richtung seiner gegenüberliegenden Längsseite, insbesondere spitz zulaufend. Ein solches Design des zumin¬ dest einen keramischen Abschnitts ist insbesondere dann vor¬ teilhaft, wenn der spitz zulaufende Bereich des keramischen Abschnitts den Hinterkantenbereich des Schaufelblatts bildet. Die Vorteile einer möglichst dünnen Hinterkante wurden be¬ reits vorstehend beschrieben. Bevorzugt ist der zumindest eine keramische Abschnitt in Haupterstreckungsrichtung kürzer als der zumindest eine metallische Abschnitt ausgebildet und endet insbesondere kurz vor dem Wurzelbereich des Schaufelblatts und/oder kurz vor dem Spitzenbereich des Schaufelblatts. Dies trägt zur Vermei¬ dung und/oder Reduzierung von thermischen Spannungen bei, die insbesondere aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoef¬ fizienten zwischen dem zumindest einen metallischen Abschnitt und dem zumindest einen keramischen Abschnitt auftreten.
Vorteilhafterweise ist der zumindest eine keramische Ab¬ schnitt an einem zur Hinterkante weisenden freien Ende des Schaufelblatts befestigt. In diesem Fall kann der zumindest eine keramische Abschnitt den Hinterkantenbereich des Schau¬ felblatts ausbilden, was die bereits zuvor erwähnten Vorteile mit sich bringt.
Gemäß einer ersten Variante schließen an der Saugseite und/oder an der Druckseite die Flächen des zumindest einen metallischen Abschnitts und des zumindest einen keramischen Abschnitts bündig miteinander ab. Dies ist insbesondere strö¬ mungstechnisch von Vorteil.
Gemäß einer zweiten Variante springt der zumindest eine kera¬ mische Abschnitt gegenüber dem zumindest einen metallischen Abschnitt druckseitig und/oder saugseitig zurück, wobei vor¬ zugsweise in einem Bereich des Zurückspringens an dem zumin¬ dest einen metallischen Abschnitt zumindest eine Kühlluftaus- trittsöffnung ausgebildet ist. Mit Hilfe der zumindest einen Kühlluftaustrittsöffnung kann Kühlluft noch vor der keramischen Hinterkante aus dem zumindest einen metallischen Ab¬ schnitt abgeführt werden, um den zumindest einen keramischen Abschnitt zu kühlen.
Bevorzugt ist der zumindest eine keramische Abschnitt zusätz¬ lich formschlüssig, bevorzugt über eine schwalbenschwanzarti¬ ge Verbindung, also eine zumindest einen Hinterschnitt aus¬ bildende Verbindung, mit dem zumindest einen metallischen Ab- schnitt verbunden. Eine formschlüssige Verbindung zusätzlich zu der Lötverbindung der erfindungsgemäßen Turbinenschaufel ist vorteilhaft, da hierdurch die Stabilität der Verbindung weiter erhöht wird.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Variante sind mehrere keramische Abschnitte jeweils über eine Lötverbindung mit dem zu¬ mindest einen metallischen Abschnitt verbunden, wobei die ke¬ ramischen Abschnitte in Haupterstreckungsrichtung miteinander fluchtend und beabstandet zueinander angeordnet sind. Durch die Abstände zwischen den keramischen Abschnitten lassen sich thermische Spannungen, die insbesondere aufgrund unterschied¬ licher Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem zumindest einen metallischen Abschnitt und dem zumindest einen kerami- sehen Abschnitt auftreten, noch besser vermeiden und/oder reduzieren. Die Abstände oder Zwischenräume zwischen den kera¬ mischen Abschnitten können mit Lot aufgefüllt sein, um eine verbesserte Aerodynamik zu gewährleisten. Zweckmäßigerweise kann hierfür dasselbe Lot verwendet werden, das bereits für die Lötverbindungen verwendet wurde.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung definiert der zumindest eine metallische Abschnitt eine Schaufelplatt¬ form und ist der zumindest eine keramische Abschnitt mit die- ser Schaufelplattform verbunden, wobei der zumindest eine keramische Abschnitt von einem metallischen Abschnitt des Schaufelblattes derart beabstandet ist, dass zwischen diesen ein Spalt verbleibt, der sich in der Haupterstreckungsrichtung erstreckt, wobei der zumindest eine keramische Abschnitt bevorzugt die Hinterkante des Schaufelblattes bildet. Wenn der zumindest eine keramische Abschnitt die Hinterkante des Schaufelblattes bildet, ergibt sich beispielsweise der Vor¬ teil, dass die Hinterkante verglichen mit einer metallischen Hinterkante wesentlich dünner ausgebildet werden kann. Dies bringt die bereits zuvor erwähnten Vorteile mit sich.
Vorteilhaft weist die Turbinenschaufel eine weitere Schaufel¬ plattform auf, wobei sich das Schaufelblatt zwischen den bei- den Schaufelplattformen erstreckt, und ist der zumindest eine keramische Abschnitt zumindest an der weiteren Schaufelplatt¬ form formschlüssig befestigt. Hierbei belässt die formschlüs¬ sige Befestigung dem zumindest einen keramischen Abschnitt bevorzugt Spiel in der Haupterstreckungsrichtung, so dass sich der zumindest eine keramische Abschnitt in der Haupter¬ streckungsrichtung thermisch ausdehnen kann, ohne dass unerwünschte Spannungen in den Bauteilen entstehen.
Bevorzugt weist der zumindest eine keramische Abschnitt eine Hochtemperaturkeramik, „CMC" und/oder eine monolithische Keramik auf oder besteht daraus. Im Hinblick darauf, dass der zumindest eine keramische Abschnitt ohne Kühlkanäle auskommen sollte, ist eine Hochtemperaturkeramik besonders vorteilhaft. Keramische Faserverbundwerkstoffe, CMC genannt, stellen ver¬ glichen mit klassischen technischen Keramiken eine erhöhte Stabilität bereit.
Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schafft die vorlie¬ gende Erfindung ferner ein Verfahren zur Herstellung oder Reparatur einer Turbinenschaufel der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der zumindest eine kera¬ mische Abschnitt mit dem zumindest einen metallischen Ab¬ schnitt über eine Lötverbindung verbunden wird, insbesondere über eine duktile Lötverbindung.
Bevorzugt wird die Lötverbindung mittels Aktivlöten und/oder Vakuumlöten hergestellt. Beim Aktivlöten werden metallische Lote verwendet, die aufgrund ihrer Legierungszusammensetzung in der Lage sind, nichtmetallische, anorganische Werkstoffe zu benetzen. Sie enthalten Komponenten wie beispielsweise Titan, Zirkonium oder Hafnium, die mit Keramik reagieren. Ein Aktivlöten ermöglicht also ein direktes Löten des zumindest einen keramischen Abschnitts ohne zusätzliche Metallisierung des keramischen Abschnitts. Aktivlötverfahren müssen in der Regel im Vakuum oder unter Edelgasatmosphäre durchgeführt werden. Vakuumlöten bietet im Allgemeinen den Vorteil, dass das Vakuum die bei Erwärmung einsetzende Oxidation im Lötbereich verhindert. Zudem ist eine flussmittelfreie Lötung für eine optimale Füllung der Lötnaht möglich. Beim Vakuumlö¬ ten entstehen somit Lötverbindungen, die sich durch eine sehr hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit auszeichnen.
Vorteilhaft wird der zumindest eine keramische Abschnitt zu- sätzlich formschlüssig mit dem zumindest einen metallischen Abschnitt verbunden.
Bezüglich der jeweiligen Vorteile der vorstehend aufgezählten möglichen Ausgestaltungen des Verfahrens zur Herstellung oder Reparatur einer Turbinenschaufel wird auf die vorstehenden Ausführungen zur erfindungsgemäßen Turbinenschaufel verwiesen .
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Turbinenschaufel unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist
Figur 1 eine perspektivische schematische Ansicht einer
Turbinenschaufel gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 2 eine schematische Ansicht des Schaufelblatts der in
Figur 1 dargestellten Turbinenschaufel;
Figur 3 eine schematische Ansicht eines Schaufelblatts ei¬ ner Turbinenschaufel gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 4 eine schematische Ansicht eines Schaufelblatts ei¬ ner Turbinenschaufel gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 5 eine perspektivische schematische Ansicht eines
Schaufelblatts einer Turbinenschaufel gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 6 eine perspektivische schematische Ansicht eines
Schaufelblatts einer Turbinenschaufel gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figur 7 eine perspektivische schematische Ansicht eines
Schaufelblatts einer Turbinenschaufel gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 8 eine schematische Ansicht eines Schaufelblatts ei¬ ner Turbinenschaufel gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 9 eine schematische Ansicht eines Schaufelblatts ei¬ ner Turbinenschaufel gemäß einer achten Ausfüh- rungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 10 eine schematische Ansicht eines Schaufelblatts ei¬ ner Turbinenschaufel gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 11 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XI-XI in Figur 10;
Figur 12 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XI-XI in Figur 10 bei einer ersten alternativen Ausgestaltung des keramischen Abschnittes;
Figur 13 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XI-XI in Figur 10 bei einer zweiten alternativen Ausgestaltung des keramischen Abschnittes;
Figur 14 eine schematische Ansicht eines Schaufelblatts ei¬ ner Turbinenschaufel gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 15 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XV-XV in Figur 14;
Figur 16 eine perspektivische schematische Ansicht eines
Schaufelblatts einer Turbinenschaufel gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Figur 17 eine perspektivische schematische Ansicht eines
Schaufelblatts einer Turbinenschaufel gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 18 eine schematische Ansicht eines Schaufelblatts ei- ner Turbinenschaufel gemäß einer dreizehnten Aus¬ führungsform der vorliegenden Erfindung; Figur 19 eine schematische Ansicht eines Schaufelblatts ei¬ ner Turbinenschaufel gemäß einer vierzehnten Aus¬ führungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 20 eine schematische Ansicht eines Schaufelblatts ei¬ ner Turbinenschaufel gemäß einer fünfzehnten Aus¬ führungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 21 eine schematische Ansicht eines Schaufelblatts ei¬ ner Turbinenschaufel gemäß einer sechszehnten Aus¬ führungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 22 eine schematische Ansicht einer Turbinenschaufel gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Figur 23 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie XXIII- XXIII in Figur 22.
Während in den Figuren 1 bis 21 verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Turbinenschaufel 1 in Form einer Laufschaufel dargestellt sind, ist in den Figuren 22 und 23 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Turbinenschaufel 1 in Form einer Leitschaufel dargestellt.
Die Figuren 1 und 2 zeigen schematische Ansichten einer Turbinenschaufel 1 in Form einer Laufschaufel gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Turbinen- schaufei 1 weist einen Schaufelfuß 2, eine sich daran an¬ schließende Schaufelplattform 3 und ein sich an der fußabge- wandten Seite der Schaufelplattform 3 anschließendes Schaufelblatt 4 auf. Das Schaufelblatt 4 umfasst eine Vorderkante 5 und eine Hinterkante 6, die sich in einer Haupterstre- ckungsrichtung R von einem Wurzelbereich 7 zu einem Spitzenbereich 8 des Schaufelblatts 4 erstrecken, und eine Saugseite 9 und eine Druckseite 10, die sich jeweils zwischen der Vor¬ derkante 5 und der Hinterkante 6 erstrecken. Die Turbinen¬ schaufel 1 weist zumindest einen aus CMC, also einem kerami- sehen Verbundwerkstoff, bestehenden keramischen Abschnitt 11 und einen metallischen Abschnitt 12 auf, die über zumindest eine duktile Lötverbindung 13 miteinander verbunden sind. Hierbei definieren der zumindest eine keramische Abschnitt 11 und der metallische Abschnitt 12 das Schaufelblatt 4. Selbst¬ verständlich ist es in anderen hier nicht dargestellten Ausführungsformen auch möglich, dass das Schaufelblatt 4 mehr als einen metallischen Abschnitt 12 aufweist. Ebenso kann der zumindest eine keramische Abschnitt 11 auch aus anderen kera¬ mischen Werkstoffen bestehen oder diese umfassen. Obwohl in der ersten Ausführungsform eine duktile Lötverbindung 13 vorhanden ist, ist im Allgemeinen jede Art von Lötverbindung 13 denkbar. Eine Lötverbindung 13 hat gegenüber einer rein form- schlüssigen Verbindung unter anderem den Vorteil, dass sie eine Relativbewegung zwischen den verbundenen Abschnitten 11,
12 verhindert und sich somit der Verschleiß der Turbinen¬ schaufel 1 verringert. Zudem weist eine duktile Lötverbindung
13 eine große Wärmeleitfähigkeit auf und nimmt thermische Spannungen auf, die insbesondere aufgrund unterschiedlicher
Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem metallischen Abschnitt 12 und dem zumindest einen keramischen Abschnitt 11 entstehen. In der ersten Ausführungsform erstreckt sich der zumindest eine keramische Abschnitt 11 ausgehend von der Hin- terkante 6 in Richtung der Vorderkante 5 und erstreckt sich der metallische Abschnitt 12 ausgehend von der Vorderkante 5 in Richtung der Hinterkante 6. Hierbei ist der zumindest eine keramische Abschnitt 11 an einem zur Hinterkante 6 weisenden freien Ende 14 des Schaufelblatts 4 befestigt. Da eine kera- mische Hinterkante 6 im Gegensatz zu einer metallischen Hinterkante keine Kühlluftkanäle aufweisen muss, kann die Hin¬ terkante 6 verglichen mit einer metallischen Hinterkante wesentlich dünner ausgebildet werden. Dies wirkt sich wiederum vorteilhaft auf die Strömungsverhältnisse und somit auf den Wirkungsgrad einer Strömungsmaschine aus. Alle bis hierhin beschriebenen Merkmale der ersten Ausführungsform treffen auch auf die in den Figuren 3 bis 21 gezeigten und im An- schluss beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Turbinenschaufel 1 zu.
Im Folgenden werden weitere Merkmale der ersten Ausführungs¬ form beschrieben. Das Schaufelblatt 4 der Turbinenschaufel 1 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst genau einen kerami- sehen Abschnitt 11. Es besteht also aus dem einen metalli¬ schen Abschnitt 12 und dem einen keramischen Abschnitt 11. Der keramische Abschnitt 11 weist hierbei eine längliche Form auf, ist an einer seiner Längsseiten 15 mit dem metallischen Abschnitt 12 verbunden und verjüngt sich in Richtung seiner gegenüberliegenden Längsseite 16, läuft also spitz zu. Während an der Saugseite 9 die Flächen des metallischen Abschnitts 12 und des keramischen Abschnitts 11 bündig mitei¬ nander abschließen, springt der keramische Abschnitt 11 ge- genüber dem metallischen Abschnitt 12 druckseitig zurück.
Dieses Zurückspringen ist insbesondere der Figur 2 zu entnehmen. Der keramische Abschnitt 11 ist in der ersten Ausführungsform derart mit dem metallischen Abschnitt 12 verbunden, dass er sich ausgehend von der Hinterkante 6 über etwa 30% der Kurvenlänge einer sich auf kürzestem Weg und äquidistant zwischen den Saug- und Druckseiten 9, 19 von der Hinterkante 6 zur Vorderkante 5 verlaufenden Mittellinie erstreckt.
Die in der Figur 3 gezeigte zweite Ausführungsform einer er- findungsgemäßen Turbinenschaufel 1 in Form einer Laufschaufel entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform. Der einzige Unterschied besteht darin, dass in der zweiten Aus¬ führungsform zusätzlich in einem Bereich des Zurückspringens an dem metallischen Abschnitt 12 eine Kühlluftaustrittsöff- nung 17 ausgebildet ist, aus der ein Kühlluftmassenstrom mk austreten kann, um den keramischen Abschnitt 11 zu kühlen. Die Kühlluftaustrittsöffnung 17 wird hier durch das freie Ende 14 des metallischen Abschnittes 12 begrenzt. Selbstverständlich ist es möglich, dass eine Reihe von Kühlluftaus- trittsöffnungen 17 entlang der Haupterstreckungsrichtung R des Schaufelblatts 4 angeordnet sind.
Die dritten und vierten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Turbinenschaufel 1 in Form einer Laufschaufel gemäß den Figuren 4 und 5 entsprechen jeweils im Wesentlichen der zweiten Ausführungsform. Die dritten und vierten Ausführungsformen unterscheiden sich jedoch von der zweiten Ausführungsform dadurch, dass in den dritten und vierten Ausführungsformen die Kühlluftaustrittsöffnungen 17 sowohl durch das freie Ende 14 des metallischen Abschnittes 12 als auch durch eine Fläche des keramischen Abschnittes 11 begrenzt werden. Bezugnehmend auf die Figur 5, kann der keramische Abschnitt 11 in der Haupterstreckungsrichtung R einmal oder mehrmals unterteilt sein .
In den in den Figuren 6 und 7 gezeigten fünften und sechsten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Turbinenschaufel 1 in Form einer Laufschaufel umfasst das Schaufelblatt 4 je¬ weils drei keramische Abschnitte 11, die jeweils über eine Lötverbindung 13 mit dem metallischen Abschnitt 12 verbunden sind, wobei die keramischen Abschnitte 11 in Haupterstre¬ ckungsrichtung R miteinander fluchtend und beabstandet zuei- nander angeordnet sind. Die keramischen Abschnitte 11 verjün¬ gen sich in Richtung der Hinterkante 6 des Schaufelblatts 4. Durch die Abstände zwischen den keramischen Abschnitten 11 lassen sich thermische Spannungen vermeiden und/oder reduzieren. Wie in der in Figur 7 gezeigten sechsten Ausführungsform der Fall, können die Zwischenräume zwischen den keramischen Abschnitten 11 mit Lot 25 aufgefüllt werden, um eine verbes¬ serte Aerodynamik zu gewährleisten. Während an der Saugseite 9 die Flächen des metallischen Abschnitts 12 und der keramischen Abschnitte 11 bündig miteinander abschließen, springen die keramischen Abschnitte 11 gegenüber dem metallischen Abschnitt 12 druckseitig zurück. Die keramischen Abschnitte 11 sind in den fünften und sechsten Ausführungsform derart mit dem metallischen Abschnitt 12 verbunden, dass sie sich ausgehend von der Hinterkante 6 jeweils über etwa 25% der Kurven- länge einer sich auf kürzestem Weg und äquidistant zwischen den Saug- und Druckseiten 9, 10 von der Hinterkante 6 zur Vorderkante 5 verlaufenden Mittellinie erstrecken.
In der in Figur 8 gezeigten siebten Ausführungsform einer er- findungsgemäßen Turbinenschaufel 1 in Form einer Laufschaufel umfasst das Schaufelblatt 4 genau einen keramischen Abschnitt 11, der eine längliche Form aufweist. Der keramische Ab¬ schnitt 11 ist an einer seiner Längsseiten 15 mit dem metal- lischen Abschnitt 12 verbunden und verjüngt sich in Richtung seiner gegenüberliegenden Längsseite 16. Das Verjüngen ist in der Figur 8 nicht dargestellt. Der keramische Abschnitt 11 ist in Haupterstreckungsrichtung R kürzer als der metallische Abschnitt 12 ausgebildet und endet kurz vor dem Wurzelbereich 7 des Schaufelblatts 4 und kurz vor dem Spitzenbereich 8 des Schaufelblatts 4. Dies trägt insbesondere zur Vermeidung und/oder Reduzierung von thermischen Spannungen bei.
In der in Figur 9 gezeigten achten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Turbinenschaufel 1 in Form einer Laufschaufel umfasst das Schaufelblatt 4 genau einen keramischen Abschnitt 11, der eine längliche Form aufweist. Der keramische Ab¬ schnitt 11 ist an einer seiner Längsseiten 15 mit dem metallischen Abschnitt 12 verbunden und verjüngt sich in Richtung seiner gegenüberliegenden Längsseite 16. Sowohl an der Saugseite 9 als auch an der Druckseite 10 schließen die Flächen des metallischen Abschnitts 12 und des keramischen Abschnitts
11 bündig miteinander ab. Dies ist insbesondere strömungs¬ technisch von Vorteil. Der keramische Abschnitt 11 erstreckt sich in der fünften Ausführungsform ausgehend von der Hinterkante 6 über etwa 20% der Kurvenlänge einer sich auf kürzes¬ tem Weg und äquidistant zwischen den Saug- und Druckseiten 9, 10 von der Hinterkante 6 zur Vorderkante 5 verlaufenden Mit¬ tellinie. Die gestrichelte Linie in der Figur 9 deutet ledig¬ lich beispielhaft die Wandstärke des metallischen Abschnittes
12 an .
Die in den Figuren 10 und 11 gezeigte neunte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Turbinenschaufel 1 in Form einer
Laufschaufel entspricht im Wesentlichen der achten Ausführungsform. Der einzige Unterschied besteht darin, dass in der neunten Ausführungsform in dem keramischen Abschnitt 11 ein Mikrokühlsystem 19 in Form einer Porosität eines Materials des keramischen Abschnitts 11 integriert ist. Wie in der Fi¬ gur 10 zu erkennen ist, weist das poröse Material eine Viel¬ zahl von im Wesentlichen kugelförmigen Hohlräumen auf, die gleichmäßig im gesamten keramischen Abschnitt 11 verteilt sind. Die Schnittansicht der Figur 11 ermöglicht einen Blick auf die Längsseite 15 des keramischen Abschnittes 11, an der dieser mit dem metallischen Abschnitt 12 verbunden ist. In diesem Randbereich des keramischen Abschnittes 11 befinden sich nur Bruchteile von kugelförmigen Hohlräumen, die als kreisförmige Einbuchtungen auf der Längsseite 15 zu erkennen sind. Solche Einbuchtungen sorgen bei der Verbindung des keramischen Abschnitts 11 an seiner Längsseite 15 mit dem me¬ tallischen Abschnitt 12 für einen offenen Abschluss des me- tallischen Abschnittes 12, um einen Kühlluftstrom in den keramischen Abschnitt 11 hinein zu gewährleisten. Zu diesem Zweck ist es auch denkbar, dass derartige kreisförmige Ein¬ buchtungen gezielt in Form von Bohrungen in die Längsseite 15 eingebracht werden. Selbstverständlich können die Hohlräume auch jede beliebige andere Form aufweisen. Beispielsweise können die Hohlräume im Wesentlichen quaderförmig sein. In diesem Fall ergibt sich bei einem Blick auf die Längsseite 15 des keramischen Abschnittes 11, wie er durch die Schnittansicht der Figur 12 ermöglicht wird, ein Muster von rechteck- förmigen Einbuchtungen. In einem weiteren Beispiel kann es sich bei den Hohlräumen um Schlitze handeln. In diesem Fall erkennt man bei einem Blick auf die Längsseite 15 des kerami¬ schen Abschnittes 11, wie er durch die Schnittansicht der Fi¬ gur 13 ermöglicht wird, eine Nut als Einbuchtung. Auch wenn die Hohlräume in der zuvor beschriebenen neunten Ausführungsform bevorzugt gleichmäßig im keramischen Abschnitt 11 ver¬ teilt sind, ist es grundsätzlich auch möglich, dass diese da¬ rin ungleichmäßig verteilt sind. In einer alternativen Aus¬ führungsform, die hier nicht dargestellt ist, kann das Mikro- kühlsystem 19 alternativ oder zusätzlich in Form von feinen Kühlluftkanälen, die in dem keramischen Abschnitt 11 eingebracht sind, ausgebildet sein. Jedes der zuvor beschriebenen Mikrokühlsysteme 19 ist vorteilhaft, da es beispielsweise er¬ möglichen kann, dass mittels des Mikrokühlsystems 19 Kühlluft aus dem metallischen Abschnitt 12 abgeführt werden kann. Zudem nimmt das Mikrokühlsystem 19 in dem keramischen Abschnitt 11 wenig Bauraum ein, so dass die Hinterkante 6 relativ dünn ausgeführt werden kann. Die in der Figur 14 gezeigte zehnte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Turbinenschaufel 1 in Form einer Laufschaufel unterscheidet sich von der in Figur 9 gezeigten achten Aus- führungsform dadurch, dass in der zehnten Ausführungsform der keramische Abschnitt 11 im Bereich der Hinterkante 6 etwas dicker ausgebildet und in dem keramischen Abschnitt 11 ein Kühlsystem integriert ist. Durch den im Vergleich zu den achten und neunten Ausführungsformen leicht dicker ausgebildeten Bereich der Hinterkante 6 wird ermöglicht, dass verglichen mit den im Zusammenhang mit der neunten Ausführungsform erwähnten feinen Kühlluftkanälen eines Mikrokühlsystems 19 größere Kühlluftkanäle als Kühlsystem in den keramischen Abschnitt 11 integriert werden können. In der vorliegenden zehnten Ausführungsform verlaufen daher relativ große Kühlluftkanäle 18 von der Längsseite 15 in Richtung der Hinterkante 6 durch den keramischen Abschnitt 11. Wie in der in Figur 15 gezeigten Schnittansicht entlang der Schnittlinie XV- XV durch das Schaufelblatt 4 in Figur 14 zu sehen ist, münden die Kühlluftkanäle 18 in einen Innenraum 26 des Schaufelblat¬ tes 4, der als großer zentraler, in Haupterstreckungsrichtung R verlaufender Kühlluftkanal des metallischen Abschnitts 12 dient, wodurch Kühlluft des metallischen Abschnitts 12 opti¬ mal abgeführt werden kann. In einer anderen, hier nicht dar- gestellten Ausführungsform kann es sich bei den Kühlluftkanälen 18 auch um Verlängerungen ähnlich dimensionierter und ebenfalls in Richtung der Hinterkante 6 verlaufender Kühlluftkanäle des metallischen Abschnittes 12 handeln. In den elften, zwölften, dreizehnten, vierzehnten, fünfzehnten und sechszehnten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Turbinenschaufel 1 in Form einer Laufschaufei , die in den Figuren 16, 17, 18, 19, 20 und 21 gezeigt sind, umfasst das Schaufelblatt 4 genau einen keramischen Abschnitt 11, der ei- ne längliche Form aufweist. Der keramische Abschnitt 11 ist an einer seiner Längsseiten 15 mit dem metallischen Abschnitt 12 sowohl über die Lötverbindung 13 als auch zusätzlich über eine schwalbenschwanzartige Verbindung 20 verbunden und ver- jüngt sich in Richtung seiner gegenüberliegenden Längsseite 16. In den Figuren 16 und 17 ist eine erste Ausgestaltung der schwalbenschwanzartigen Verbindung 20 gezeigt. Die Figuren 18 und 19 zeigen eine zweite Ausgestaltung der schwalbenschwanz- artigen Verbindung 20. Zuletzt ist in den Figuren 20 und 21 eine dritte Ausgestaltung der schwalbenschwanzartigen Verbindung 20 gezeigt. Die drei Ausgestaltungen der schwalbenschwanzartigen Verbindung 20 weisen jeweils unterschiedliche Hinterschnitte und dazu korrespondierende Abschnitte im Be- reich der Längsseite 15 des keramischen Abschnitts 11 auf. An dem keramischen Abschnitt 11 der Figuren 16 und 17 sind jeweils zwei Bereiche I und II gestrichelt angedeutet, in denen der keramische Abschnitt 11 optional unterbrochen sein kann, wodurch sich ähnlich wie in der Figur 6 thermische Spannungen vermeiden und/oder reduzieren lassen. Der keramische Abschnitt 11 springt in allen sechs Ausführungsformen der Figuren 16 bis 21 gegenüber dem metallischen Abschnitt 12 zumindest druckseitig zurück. Zudem sind in allen sechs Ausführungsformen in einem Bereich des druckseitigen Zurücksprin- gens an dem metallischen Abschnitt 12 eine Reihe von Kühl- luftaustrittsöffnungen 17 entlang der Haupterstreckungsrich- tung R des Schaufelblatts 4 angeordnet, aus denen Kühlluft, die durch Kühlluftkanäle 18 des metallischen Abschnitts 12 strömt, austreten kann, um denn keramischen Abschnitt 11 zu kühlen. Während die Reihe von Kühlluftaustrittsöffnungen 17 in den Figuren 16 und 17 angedeutet ist, sind in den Figuren 18, 19, 20 und 21 jeweils nur eine Kühlluftaustrittsöffnung 17 sowie ein Kühlluftkanal 18 im Querschnitt exemplarisch dargestellt. Während in den Figuren 16, 18 und 20 der kerami- sehe Abschnitt 11 gegenüber dem metallischen Abschnitt 12 druckseitig und sogseitig zurückspringt, springt er in den Figuren 17, 19 und 21 nur druckseitig zurück und schließen in den letztgenannten Figuren die Flächen des keramischen Abschnittes 11 und des metallischen Abschnittes 12 an der Saug- seite bündig miteinander ab. Dies ist strömungstechnisch von Vorteil . Die Figuren 22 und 23 zeigen schematische Ansichten einer Turbinenschaufel 1 in Form einer Leitschaufel gemäß einer siebzehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Turbinenschaufel 1 weist eine Schaufelplattform 3, eine wei- tere Schaufelplattform 21 und ein Schaufelblatt 4 auf, das sich zwischen den beiden Schaufelplattformen 3, 21 erstreckt. Auch wenn in der Figur 22 kein Schaufelfuß dargestellt ist, kann die Turbinenschaufel 1 natürlich grundsätzlich einen solchen aufweisen. Das Schaufelblatt 4 umfasst eine Vorder- kante 5 und eine Hinterkante 6, die sich in einer Haupter- streckungsrichtung R von einem Wurzelbereich 7 zu einem Spitzenbereich 8 des Schaufelblatts 4 erstrecken, und eine Saug¬ seite 9 und eine Druckseite 10, die sich jeweils zwischen der Vorderkante 5 und der Hinterkante 6 erstrecken. Die Turbinen- schaufei 1 weist einen aus CMC, also einem keramischen Ver¬ bundstoff, bestehenden keramischen Abschnitt 11 und drei me¬ tallische Abschnitte auf. Hierbei definiert ein metallischer Abschnitt 12 die Schaufelplattform 3 und ein weiterer metallischer Abschnitt die Schaufelplattform 21. Ein dritter me- tallischer Abschnitt 22 erstreckt sich ausgehend von der Vor¬ derkante 5 in Richtung der Hinterkante 6 des Schaufelblatts 4 und bildet einen Teil des Schaufelblatts 4. Der keramische Abschnitt 11 ist mit der Schaufelplattform 3 über eine dukti¬ le Lötverbindung 13 verbunden und ist an der weiteren Schau- felplattform 21 formschlüssig befestigt, wobei die form¬ schlüssige Befestigung 23 dem keramischen Abschnitt 11 Spiel in der Haupterstreckungsrichtung R belässt. Durch das Spiel kann sich der keramische Abschnitt 11 in der Haupterstre¬ ckungsrichtung R thermisch ausdehnen, ohne dass unerwünschte Spannungen in den Bauteilen auftreten. Der keramische Abschnitt 11 ist von dem metallischen Abschnitt 22 des Schau¬ felblatts 4 derart beabstandet, dass zwischen diesen ein Spalt 24 verbleibt, der sich in der Haupterstreckungsrichtung R erstreckt. Dadurch, dass der keramische Abschnitt 11 einem die Hinterkante 6 umfassenden Bereich des Schaufelblatts 4 bildet, kann diese verglichen mit einer metallischen Hinterkante 6 wesentlich dünner ausgebildet sein. In der Figur 14 ist dies daran zu erkennen, dass der keramische Abschnitt 11 in Richtung der Hinterkante 6 relativ spitz zuläuft. In der vorliegenden Ausführungsform besteht das Schaufelblatt 4 also aus dem metallischen Abschnitt 22 und dem keramischen Abschnitt 11. In anderen hier nicht dargestellten Ausführungs- formen ist es natürlich auch möglich, dass das Schaufelblatt 4 mehr als einen metallischen Abschnitt 22 aufweist. Der keramische Abschnitt 11 kann auch aus anderen Werkstoffen als CMC bestehen oder diese umfassen. Im Allgemeinen ist jede Lötverbindung 13 denkbar, wobei insbesondere bezüglich der Vorteile einer Lötverbindung 13 auf den allgemeinen Beschreibungsteil sowie den eine Laufschaufel betreffenden Teil der Figurenbeschreibung verwiesen wird.
Bezüglich weiterer Vorteile einzelner oder mehrerer der in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen enthaltenen Merkmale wird auf den allgemeinen Beschreibungsteil verwiesen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Turbinenschaufel (1), insbesondere Lauf- oder Leitschau¬ fel, die zumindest eine Schaufelplattform (3) und ein sich daran anschließendes Schaufelblatt (4) aufweist, das eine Vorderkante (5) und eine Hinterkante (6), die sich in einer Haupterstreckungsrichtung (R) von einem Wurzelbereich (7) zu einem Spitzenbereich (8) des Schaufelblatts (4) erstrecken, und eine Saugseite (9) und eine Druckseite (10) umfasst, die sich jeweils zwischen der Vorderkante (5) und der Hinterkante (6) erstrecken, wobei die Turbinenschaufel (1) zumindest ei¬ nen keramischen Abschnitt (11) und zumindest einen metalli- sehen Abschnitt (12) aufweist, die miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine kerami¬ sche Abschnitt (11) mit dem zumindest einen metallischen Ab¬ schnitt (12) über eine Lötverbindung (13) verbunden ist, insbesondere über eine duktile Lötverbindung.
2. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine keramische Abschnitt (11) und der zumin¬ dest eine metallische Abschnitt (12) das Schaufelblatt (4) definieren.
3. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich der zumindest eine keramische Abschnitt (11) ausgehend von der Hinterkante (6) in Richtung der Vorderkante (5) er¬ streckt, und dass sich der zumindest eine metallische Ab¬ schnitt (12) ausgehend von der Vorderkante (5) in Richtung der Hinterkante (6) erstreckt.
4. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich der zumindest eine keramische Abschnitt (11) ausgehend von der Hinterkante (6) über höchstens 30 %, höchstens 25 % oder höchstens 20 % der Kurvenlänge einer sich auf kürzestem Weg und äquidistant zwischen den Saug- und Druckseiten (9, 10) von der Hinterkante (6) zur Vorderkante (5) verlaufenden Mittellinie erstreckt.
5. Turbinenschaufel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
in dem zumindest einen keramischen Abschnitt (11) ein Kühl¬ system (18, 19), insbesondere ein Mikrokühlsystem (19) in Form einer Porosität eines Materials des zumindest einen ke- ramischen Abschnitts (11) und/oder in Form von feinen Kühlluftkanälen, die in dem zumindest einen keramischen Abschnitt (11) eingebracht sind, integriert ist.
6. Turbinenschaufel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine keramische Abschnitt (11) eine längliche Form aufweist, an einer seiner Längsseiten (15) mit dem zumindest einen metallischen Abschnitt (12) verbunden ist und sich in Richtung seiner gegenüberliegenden Längsseite (16) verjüngt, insbesondere spitz zulaufend.
7. Turbinenschaufel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine keramische Abschnitt (11) in Haupterstre- ckungsrichtung (R) kürzer als der zumindest eine metallische Abschnitt (12) ausgebildet ist und insbesondere kurz vor dem Wurzelbereich (7) des Schaufelblatts (4) und/oder kurz vor dem Spitzenbereich (8) des Schaufelblatts (4) endet.
8. Turbinenschaufel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine keramische Abschnitt (11) an einem zur Hinterkante (6) weisenden freien Ende (14) des Schaufelblatts (4) befestigt ist.
9. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
an der Saugseite (9) und/oder an der Druckseite (10) die Flä- chen des zumindest einen metallischen Abschnitts (12) und des zumindest einen keramischen Abschnitts (11) bündig miteinan¬ der abschließen.
10. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine keramische Abschnitt (11) gegenüber dem zumindest einen metallischen Abschnitt (12) druckseitig und/oder saugseitig zurückspringt, wobei vorzugsweise in ei¬ nem Bereich des Zurückspringens an dem zumindest einen metal- lischen Abschnitt (12) zumindest eine Kühlluftaustrittsöff- nung (17) ausgebildet ist.
11. Turbinenschaufel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine keramische Abschnitt (11) zusätzlich form¬ schlüssig, bevorzugt über eine schwalbenschwanzartige Verbin¬ dung (20), mit dem zumindest einen metallischen Abschnitt (12) verbunden ist.
12. Turbinenschaufel (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
mehrere keramische Abschnitte (11) jeweils über eine Lötverbindung (13) mit dem zumindest einen metallischen Abschnitt (12) verbunden sind, wobei die keramischen Abschnitte (11) in Haupterstreckungsrichtung (R) miteinander fluchtend und beabstandet zueinander angeordnet sind und wobei Zwi¬ schenräume zwischen den keramischen Abschnitten (11) insbesondere mit Lot (25) aufgefüllt sind.
13. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine metallische Abschnitt (12) eine Schaufel- plattform (3) definiert und dass der zumindest eine kerami¬ sche Abschnitt (11) mit dieser Schaufelplattform (3) verbun¬ den ist, wobei der zumindest eine keramische Abschnitt (11) von einem metallischen Abschnitt (22) des Schaufelblattes (4) derart beabstandet ist, dass zwischen diesen ein Spalt (24) verbleibt, der sich in der Haupterstreckungsrichtung (R) erstreckt, wobei der zumindest eine keramische Abschnitt (11) bevorzugt die Hinterkante (6) des Schaufelblattes (4) bildet.
14. Turbinenschaufel (1) nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
sie eine weitere Schaufelplattform (21) aufweist, wobei sich das Schaufelblatt (4) zwischen den beiden Schaufelplattformen (3, 21) erstreckt, und dass der zumindest eine keramische Ab¬ schnitt (11) zumindest an der weiteren Schaufelplattform (21) formschlüssig befestigt ist, wobei die formschlüssige Befes¬ tigung (23) dem zumindest einen keramischen Abschnitt (11) bevorzugt Spiel in der Haupterstreckungsrichtung (R) belässt.
15. Turbinenschaufel (1) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine keramische Abschnitt (11) eine Hochtempe¬ raturkeramik, „CMC" und/oder eine monolithische Keramik aufweist oder daraus besteht.
16. Verfahren zur Herstellung oder zur Reparatur einer Turbinenschaufel (1), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zumindest eine Schaufelplattform (3) und ein sich daran anschließendes Schaufelblatt (4) aufweist, das ei¬ ne Vorderkante (5) und eine Hinterkante (6), die sich in ei¬ ner Haupterstreckungsrichtung (R) von einem Wurzelbereich (7) zu einem Spitzenbereich (8) des Schaufelblatts (4) erstre¬ cken, und eine Saugseite (9) und eine Druckseite (10) um- fasst, die sich jeweils zwischen der Vorderkante (5) und der Hinterkante (6) erstrecken, wobei die Turbinenschaufel (1) zumindest einen keramischen Abschnitt (11) und zumindest ei¬ nen metallischen Abschnitt (12) aufweist, die miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine keramische Abschnitt (11) mit dem zumindest einen metal¬ lischen Abschnitt (12) über eine Lötverbindung (13) verbunden wird, insbesondere über eine duktile Lötverbindung.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lötverbindung (13) mittels Aktivlöten und/oder Vakuumlöten hergestellt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine keramische Abschnitt (11) zusätzlich form¬ schlüssig mit dem zumindest einen metallischen Abschnitt (12) verbunden wird.
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