DE2307656A1 - Vorrichtung zur verstellung der geblaeseschaufeln eines laufrades fuer turbinenstrahltriebwerke - Google Patents
Vorrichtung zur verstellung der geblaeseschaufeln eines laufrades fuer turbinenstrahltriebwerkeInfo
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Description
Vorrichtung zur Verstellung der Gebläseschaufeln eines Laufrades für Turbinenstrahltriebwerke
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verstellung der Gebläseschaufel eines für den Durchsatz verschiedener konzentrischer
Maasenströme ausgelegten Laufrades eines Turbinenstrahltriebwerkes
.
Bei neuzeitlichen Turbinenstrahltriebwerken wird vielfach der überwiegende Anteil des verfügbaren Triebwerkβchubes von Axialgebläsen
relativ großen Durchmessers bereitgestellt.
Mit diesen Axialgebläeen eind - bezogen auf die Kerntriebwerkseinheit
des Jeweiligen Strahltriebwerkes - Nebenstromverhältnisse
bis etwa 1o:1 oder darüber erzielbar.
Es hat sich hierbei als besonders zweckmäßig erwiesen, durch
Verstellbarkeit der Gebläseschaufeln das Gebläse den veränderten Bedingungen des Reisefluge anzupassen, um eine Wirkungsgrad-
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optimierung zu erzielen, ohne dabei die Arbeitscharakteristik der ICerntriebwerkseinheit zu beeinflussen. Veiter soll durch
negative Anstellung der Gebläseschaufelprofile Bremsschuh erzeugt
werden können.
Die Realisierung einer Vorrichtung zum Verstellen der Gebläseschaufel
bereitet jedoch nicht unerhebliche konstruktive Schwierigkeiten, die zum einen darin begründet sind, daß der z.B.
einer Verstellung unterliegende äußere Laufschaufelestζ eines
Axialgebläses in der Regel integrierter Bestandteil der Grundtriebwerkseinheit ist, d.h. insbesondere im Falle einer solchen
zweckmäßigen Ausfuhrungsform, bei der z.B. die verstellbaren
äußeren Gebläselaufschaufeln zusammen mit einem inneren Laufschaufelsatz
eines Verdichters des Grundtriebwerkes einem einsigen
Laufrad zugeordnet sind.
Bei einem bekannten Vorschlag nach der französischen Patentschrift
2 o46 297 ist zur Verstellung der Gebläselauf schaufeln eines
Turbinenstrahltriebwerkes ein kompliziertes Planetenrädergetriebe innerhalb eines der Nabe des Verdichters der Grundtriebwerkeinheit
nachgeschalteten Zentralkörpers angeordnet, von dem aus mindestens
eine Steckwelle, welche durch den Primärstromkanal dieses Verdichters hindurchgeführt ist, die Verstellbewegung des Getriebes
über weitere Zahnradgetriebe - innerhalb des Zwischenraums zwischen Primär- und Sekundärkanal - auf die Gebläseschaufeln
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überträgt. Neben der Kompliziertheit durch die Anordnung des
Veretellgetriebes sowie die Vielzahl zu verwendender Zwischengetriebe
zwischen den verstellbaren Gebläselaufschaufeln wird
ein weiterer Nachteil der bekannten Lösung darin gesehen, daß eine gleichmäßige und direkte Übertragung des erforderlichen
Verstellmomentes für die Gebläeeechaufeln kaum gewährleistet
werden kann.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, im Rannen der·
vorstehenden Erörterung eine Vorrichtung zur Verstellung der Gebläeelaufschaufeln
eines entlang einer radialen Aufstecklinie nit unterschiedlichen Scheufelsätzen versehenen Laufrades, insbesondere
für in Mehrstrombauweise ausgeführte Turbinenstrahltriebwerke, dahingehend zu verbessern, daß auf relativ unkomplizierte
Weise eine direkte übertragung der Verstellkraft von Antriebssystem
auf die Gebläseschaufel]! gewährleistet wird. Veiter
soll eine gleichmäßige übertragung des Verstellmomehtes für
alle/wählenden Stellungen der Gebläseschaufel möglich sein.
Veiter soll bei der Vorrichtung das Antriebssystem und der Verstellmechanismus
raumsparend ausgeführt und angeordnet sein.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung hauptsächlich
vor, daß die Vorrichtung zwischen Je einem koaxial zur
Laufradachse bzw. deren Verlängerung verlaufenden, dam Laufrad
vor- oder nachgeschalteten Primärstrom - und einem Sekundärkanal angeordnet ist und ein in feststehenden Gehäuseausnehmungen
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axial verschiebbares, koaxial zur Laufradachse bzw. deren Verlängerung angeordnetes Lager aufweist, auf dessen Außenring die
Verstellkraft für die Schaufelverstellung übertragbar ist, während
der Innenring dieses Lagers mit einem koaxial zur Laufradachse angeordneten Ringkörper verbunden ist, welcher mit
Verstellhebeln an den Schaufelfüßen der schwenkbar gelagerten Gebläselaufschaufeln gekoppelt ist.
Die Erfindung ermöglicht gegenüber Bekanntem auf überraschend einfache Weise eine direkte Übertragung der benötigten Schaufelverstellkraft
von den fest angeordneten Verstelleinrichtungen (hydraulisch oder pneumatisch betätigte Verstellzylinder) über
das im Betrieb rotierende Laufrad auf die Gebläseschaufeln.
In der Zeichnung ist die Erfindung beipsielhaft weiter erläutert;
es zeigen
Fig. 1 die Vorrichtung teilweise als Mittellängeschnitt aowie in seitlicher Anrieht an einem Laufradeb-,
schnitt,
unter Zuordnung eines verstellbaren Gebläseschaufelpaares an einem abgebrochen dargestellten Teil.
eines Laufrades nach Fig. 1 und
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Fig. 3 eine Draufsicht von Einzelheiten der Vorrichtung
an einen Laufradabachnitt nach Fig. 1 und 2.
Fig. 1 zeigt einen Abschnitt einee Laufrades 1 für ein in tfehrstrombauweise
ausgeführtes Turbinenstrahltriebwerk. Das Laufrad 1 weist einen inneren Satz koaxial zur Lsufradachse angeorndeter
Verdichterlaufschaufeln 2 auf, welche verdichtete Luft in einen
Primäretromkanal 3 der Kerntriebwerkseinheit fördern. Außen let
das Laufrad 1 mit einer Anzahl gleichförmig am Umfang verteilt
angeordneter, verstellbarer Gebläseschaufel]! 4 versehen, welche verdichtete Luft in einen koaxial zur Verlängerung der Laufradachse bzw. Triebwerkslängsachse angeordneten Sekundärstromkanal 5 fördern.
angeordneter, verstellbarer Gebläseschaufel]! 4 versehen, welche verdichtete Luft in einen koaxial zur Verlängerung der Laufradachse bzw. Triebwerkslängsachse angeordneten Sekundärstromkanal 5 fördern.
Der Abschnitt 6 des Laufrades kennzeichnet u.a. die Lagerung
und Halterung der Gebläseschaufeln 4.
und Halterung der Gebläseschaufeln 4.
Innerhalb eines zwischen dem Primärstromkanal 3 und dem Sekundärstromkanal
3 gebildeten Ringraumes 7 ist die Vorrichtung zur
Verstellung der Gebläseschaufel 4 angeordnet.
Verstellung der Gebläseschaufel 4 angeordnet.
Die Vorrichtung schließt dabei mehrere mit gleichmäßigen Abständen
zueinander sowie konzentrisch innerhalb dea fiingraums 7
angeordnete Verstellzylinder 8 ein mit axial darin verschiebbaren,
hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Veratellkolben.
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Die Verstellzylinder 8 sind an einem festen Gehäuseabschnitt 9
angeordnet.
Anstelle der Veretellzylinder mit Verstellkolben können auch
elektromagnetisch beta'tigbare Einrichtungen bekannter Art vorgesehen
sein.
Mit den Verstellkolben verbundene, aus den Verstellzylindern 8
herausgeführte Kolbenstangen ίο sind über Ringelemente 11, 12,
1? mit dem Außenring 14 eines koaxial zur Verlängerung der Laufradachse
bzw. Triebwerkslängsachse angeordneten Lagers 15 (Wälzlagers) verbunden.
Ein am Gehäuseabschnitt 9 fest angeordnetes weiteres Ringelement
16 umgreift mit in Achsrichtung weisenden Abschnitten 17» 18 den Abschnitt 18' des Lappens 12 einerseits und den Innenring 19 des
Lagers 15. Veiter sind am Abschnitt 2o des Ringelemente 16
Axialnutenführungen 21 für den Eingriff von Zähnen 21' des mit
dem Außenring 14 des Lagers 15 verbundenen Ringelements 15 vorgesehen.
Auf diese Weise werden also Gehäuseausnehmungen 22, 23 geschaffen,
alt deren Hilfe das Lager 15 axial verschiebbar sowie
radialeleastisch sich abstützend gehaltert wird.
Zur übertragung der für die Verstellung der Gebläseschaufeln 4
benötigten Verstellkraft vom Lager 15 über das bei Betrieb des
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Strahltriebwerkes rotierende Laufrad 1 ist der mit diesem
stets mitrotierende innere Lagerring 19 mit eines koaxial zur Laufradachse angeordneten Hingkörper 24 verbunden.
Gemäß der in einer waagerechten Ebene abgewickelt dargestellten Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 3 weist der Ringkörper 24 in
gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnete Vorsprünge 25 auf, welche über Gelenklager 26 mit Verstellhebeln 27 (Fig. 2)
der Gebläseschaufel 4 verbunden sind.
Anhand Bit ausgezogenen Linien oder strich-punktiert dargestellten
Konturen erläutert Fig. 3 weiter zwei Jeweils unterschiedliche Stellungen der Gebläseschaufeln 4, resultierend aus einer
Verstellbewegung des Ringkörperβ 24 von links nach rechts mit sinngemäßer
Veränderung der Lage der VorSprünge 25·
Wie weiter aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die Gebläsesehauf«In
4 Jeweils alt einem Schaft 28 innerhalb eines ringförmigen Lagerträgers
29 radial gelagert. Zur axialen Lagerung und Aufnahme der bei Rotation des Laufrades 1 auftretenden Schaufelfliehkraft·
dient weiter ein zwischen einem rotationssymmetriechen Absatz 3o
des Jeweiligen Schaufelschaftes 28 und dem Lagerträger 29 angeordnetes
nadellager 31·
Die vorbeschriebene Vorrichtung nach der Erfindung kann sich
auch für Strahltriebwerkekonfigurationen eignen, bei denen die
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jeweilige Lfingsmittelachse eines Gebläselaufrades gegenüber der
Längemittelachse der Kerntriebwerkeeinheit räumlich versetzt angeordnet ist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung kann weiter bei einem u.a.
als Heckgebläse eines Strahltriebwerkes fungierenden Laufrad anwendbar sein, welches - mit einem inneren Satz konzentrisch zur Radachse angeordneter Turbinenlaufschaufeln versehen - vom Gasstrom der Kerntriebwerkeeinheit angetrieben werden könnte.
als Heckgebläse eines Strahltriebwerkes fungierenden Laufrad anwendbar sein, welches - mit einem inneren Satz konzentrisch zur Radachse angeordneter Turbinenlaufschaufeln versehen - vom Gasstrom der Kerntriebwerkeeinheit angetrieben werden könnte.
Darüber hinaus soll die Erfindung auch für Axialgebläselaufräder
von Hubtriebwerken in Flach-Bauweise geeignet sein.
T-581
26.1.1973
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Claims (4)
- MOTOHEH- UHD TURBIHEK-UNION
Mt)HCHEN GMBH.München, den 26. Januar 1973Patentansprüche.) Vorrichtung tür Verstellung der Gebläseschaufel]! eines für den Durchsatz verschiedener konzentrischer Massenströme ausgelegten Laufrades eines Turbinenstrahltriebwerkes, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwischen je einem koaxial zur Laufradach·· bzw. deren Verlängerung verlaufenden, dem Laufrad (1) vor- oder nachgeechalteten Primärstrom- und einem Sekundärstromkanal (3, 5) angeordnet ist und ein in feststehenden Gehäuseausnehmungen axial verschiebbares koaxial zur Laufradachse bzw. deren Verlängerung angeordnetes Lager (15) aufweist, auf dessen Außenring (14) die Verstellkraft für die Schaufelverstellung übertragbar ist, während der Innenring (19) dieses Lagers mit einem koaxial zur Laufradachse angeordneten Ringkörper (24) verbunden ist, welcher mit Verstellhebeln (27) an den Schaufelfüßen der schwenkbar gelagerten Gebläselaufschaufeln (4) gekoppelt ist. - 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verst«llhebel (27) der Gebläseschaufeln (4) über Gelenklager (26) Bit dem Hingkörper (24) verbunden sind.409835/0065 T-581 - 2 -4o
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialverschiebung des Lagers (15) mittels hydraulisch oder pneumatisch betätigter Einrichtungen bzw. elektromagnetisch erfolgt.
- 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einrichtungen hydraulisch oder pneumatisch betätigte Verstellglieder sind, deren Zylinder (8) mit gleichmäßigen Abständen zueinander, koaxial zur Verlängerung der Laufradachse angeordnet sind.T-381
26.1.1973409835/0065
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EGA | New person/name/address of the applicant | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |