DE3500692C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dem der später noch erörterte, lediglich früher angemeldete und aus der DE-OS 34 01 742 bekannten Fall zugrunde gelegt ist.The invention relates to a device according to Preamble of claim 1, which later discussed, only previously registered and from the DE-OS 34 01 742 known case is the basis.

Bei neuzeitlichen Strömungsmaschinen, insbesondere Gastur­ binentriebwerken bzw. Gasturbinenstrahltriebwerken, ist man bemüht, in Kombination mit geeigneten Einlaufbelägen die betreffenden Laufschaufelspitzenspalte bzw. Dichtungsspiele von Verdichtern oder Turbinen - sei es in axial oder radial durchströmter Bauweise - u. a. im Interesse bestmöglicher Wirkungsgrade sowie geringstmöglicher Brennstoffverbräuche möglichst gering zu halten. Trotz vielfach schon vorgeschla­ gener und auch verwendeter flug- und triebwerkszustandsab­ hängig, durch zusätzliche Luftanblasung thermisch gesteuerter Gehäusestrukturen von Verdichtern oder Turbinen gelingt es vielfach nicht, die extrem geringen Schaufelspitzenspalte über den gesamten Betriebszustand konstant halten zu können, so daß bei extremen Flugsituationen, wie Start- und Steig­ flugphasen, extremen Manöverlasten, bzw. instationären Trieb­ werkzuständen, entsprechend extreme Schaufelanstreifvorgänge nicht zu vermeiden sind. Es werden also bekanntlich auf sta­ tische Gehäusebauteile oder Dichtungsträger Einlaufbeläge aufgebracht, die z. B. verhältnismäßig weich und duktil sind. Hierfür kommen u. a. sogenannte "honigwabenförmige", aus dünnen Blechstreifen zusammengesetzte, bandartige Einlauf­ beläge zum Einsatz, welche durch Löten auf die betreffenden Bauteile aufgebracht werden. Neben der vergleichsweise komplizierten Herstellungs- und Befestigungsart ist es ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser Beläge, daß sie ver­ gleichsweise hoch-wärmeleitend sind, so daß es insbesondere als Folge lediglich über dem Umfang örtlich auftretender Anstreifvorgänge und Temperaturspitzen zu entsprechend ört­ lich inhomogenen Gehäuse- oder Einlaufbelagträgerüberhit­ zungen kommt, die wiederum unerwünschte Bauteilverformungen oder gar -risse entstehen lassen können; sofern derartige Gehäuse- bzw. Einlaufbelagtragstrukturbeeinflussungen und damit ebenfalls einhergehende Einlaufbelagverwerfungen nicht rechtzeitig erkannt werden, kann dies u. a. im günstigsten Fall zu erheblichem Schaufelspitzen- und Einlaufbelagver­ schleiß, im Extremfall aber zu einseitig schlagartigen Schaufelanstreifvorgängen und gegebenenfalls Schaufelbrüchen führen.In modern turbomachines, especially Gastur binary engines or gas turbine jet engines, one is endeavors in combination with suitable running-in coverings relevant blade tip gap or sealing games of compressors or turbines - be it in axial or radial flow-through construction - u. a. in the best possible interest Efficiency and the lowest possible fuel consumption to keep as low as possible. Despite many suggestions general and also used flight and engine condition dependent, thermally controlled by additional air blowing Housing structures of compressors or turbines succeed often not, the extremely small blade tip gaps to be able to keep constant over the entire operating state so that in extreme flight situations, such as takeoff and climb flight phases, extreme maneuvering loads or transient drive factory conditions, corresponding to extreme blade rubbing processes  cannot be avoided. So it is known that sta tables housing components or gasket supports for inlet linings applied the z. B. are relatively soft and ductile. For this come u. a. so-called "honeycomb-shaped" thin sheet metal strip composed, band-like inlet pads that are used by soldering to the relevant Components are applied. In addition to the comparatively complicated manufacturing and mounting method it is a another major disadvantage of these rubbers that they ver are equally highly thermally conductive, so that it is particularly as a result, only locally occurring over the scope Brushing processes and temperature peaks to suit local Lich inhomogeneous housing or inlet lining carrier overheat tongues comes, which in turn undesirable component deformation or can even create cracks; if such Influencing of the housing or the inlet lining structure and the associated warping of the running-in covering also does not can be recognized in time, this can a. in the cheapest Case of considerable blade tip and inlet coating wear, in extreme cases too abrupt on one side Blade rubbing operations and blade breakage, if any to lead.

Um nun einerseits bezüglich der serienweisen, einfachen Her­ stellbarkeit von Einlaufbelägen, andererseits bezüglich der thermischen, der Erosions- bzw. Verschleißprobleme zu einer Optimierung des Einlauf- und Anstreifverhaltens bei zugleich minimalen Schaufelspitzenspalten gelangen zu wollen, versucht man, thermisch gespritzte Einlaufbeläge auf die betreffenden Gehäuseinnenstrukturen aufzubringen. Dafür können also ver­ gleichsweise hoch-legierte metallische Werkstoffkombinationen vergleichsweise gut haftend aufgebracht werden; für den Einsatz derartiger Werkstoffe spricht ferner u. a. neben dem gut haftenden ein vergleichsweise günstiges thermisches Ver­ halten sowie die Temperaturbeständigkeit, wobei gegen diesen Werkstoffeinsatz die vergleichsweise geringe Duktilität und der vergleichsweise enge Spielraum bezüglich der Wahl der Belaghärte spricht; diese nach oben zu begrenzende Belag­ härte ist also im Hinblick auf die erforderliche Erosions­ beständigkeit bei modernen Strömungsmaschinen, insbesondere Gasturbinentriebwerken, zu gering, so daß es zu Auswaschungen oder Ausbrökelungen des Einlaufbelags kommt.Now, on the one hand, regarding the simple, serial production adjustability of intake coverings, on the other hand with regard to the thermal, erosion or wear problems into one Optimization of the running-in and brushing behavior at the same time tried to get minimal blade tip gaps one, thermally sprayed inlet linings on the concerned To apply internal housing structures. Therefore ver equally high-alloyed metallic material combinations are applied comparatively well adhering; for the Use of such materials also speaks u. a. next to the well adhering a comparatively cheap thermal Ver maintain as well as the temperature resistance, being against this  Use of materials the comparatively low ductility and the comparatively narrow scope regarding the choice of Hardness speaks; this floor covering to be limited So hardness is with regard to the required erosion resistance in modern turbomachines, in particular Gas turbine engines, too low, causing washout or crumbling of the enema.

Mit anderen Worten stehen sich also für die betreffende Ein­ laufbelagausbildung die Forderungen "weicher Belag wegen eines guten Einlaufverhaltens und Beherrschung lastbedingter Anstreifvorgänge" und "harter Belag zur Beherrschung der Erosionsbeständigkeit" gegenüber.In other words, stand for the A in question tread formation the demands "soft covering because good running-in behavior and mastery of load-related Rubbing operations "and" hard coating to master the Resistance to erosion ".

Um in Rahmen der aufgezeigten Problematik zu einer Verbes­ serung gelangen zu wollen, sieht ein früher angemeldeter Fall gemäß zugehöriger DE-OS 34 01 742, eine oder nur ein­ zelne Laufschaufeln am Rotor einer Axialströmungsmaschine an ihrem dem Gehäuse zugekehrten Endbereich deckbandartig auszubilden und diesen deckbandartigen Schaufelendbereich mit einer radial außen liegenden, verschleißfesten Schicht bzw. einer sogenannten "Panzerschicht" auszustatten. Es soll­ te so zumindest theoretisch eine Möglichkeit gefunden werden, eine oder einzelne Laufschaufeln verschleißfester, den be­ treffenden Einlaufbelag dann vergleichsweise hart und erosionsfest ausbilden zu wollen.To a verb in the context of the problems outlined A previously registered user sees that wanting to get a solution Case according to associated DE-OS 34 01 742, one or only one individual blades on the rotor of an axial flow machine at its end area facing the housing, like a cover tape form and this shroud-like blade end area with a radially outer, wear-resistant layer or to equip a so-called "armored layer". It should in this way, at least theoretically, a possibility could be found one or individual blades more wear-resistant, the be then hit the inlay comparatively hard and want to train erosion-proof.

Die zum genannten Fall erwähnten Spezialschaufeln verlangen einen vergleichsweise teuren Herstellungsprozeß, der sich zum einen in der besonderen deckbandartigen Profilierung sowie zum anderen darin äußert, daß für die betreffende Nut­ fertigung in der betreffenden Laufradscheibe zwei Räumnadeln benötigt werden. Require the special blades mentioned in the above case a comparatively expensive manufacturing process on the one hand in the special shroud-like profile and also expresses that for the groove in question manufacture two broaches in the respective wheel are needed.  

Mit anderen Worten ist eine derartige Spezialschaufel gegen­ über den übrigen Laufschaufeln vergleichsweise gewichtlich schwerer, mit der Folge erhöhter Fliehkräfte sowie erhöhter materialseitiger Einmündungserscheinungen, insbesondere im Schaufelfuß als Folge von Wechselbeanspruchungen (Low-Cycle- Fatigue-LCF), was u. a. eine demgemäß verstärkt bzw. ver­ größerte Fußprofilierung und eine demgemäß gegenüber den übrigen normalen Laufschaufeln vergrößerte Fußnut in der Scheibe (s. h. zwei Räumnadeln, oben) erzwingt.In other words, such a special blade is against Comparatively weighty over the other blades heavier, with the consequence of increased centrifugal forces as well as increased material-side confluence, especially in Blade root as a result of alternating stresses (low-cycle Fatigue-LCF), which u. a. accordingly reinforced or ver Larger foot profile and accordingly compared to the other normal blades enlarged foot groove in the Disk (see two broaches, above).

Außerdem ist dabei der Aufwand zur Unwucht-Kompensation zu beachten, insbesondere dann, wenn eine oder einzelne längerer Schaufeln mit einer dem genannten Fall entsprechenden Spit­ zenausführung in einem Kranz "normaler Schaufeln" sitzen.In addition, the effort for unbalance compensation is increased note, especially if one or a few longer Buckets with a spit corresponding to the case mentioned zen version sit in a wreath of "normal blades".

Außerdem führt die im genannten Fall ausschließlich radial außen auf den deckbandartigen Endbereich der betreffenden Laufschaufel aufgebrachte Panzerschicht zusammen mit, aber hauptsächlich im Wege dieser deckbandartigen Schaufelend­ verdickungen innerhalb des Strömungskanals zu nicht uner­ heblichen aerodynamischen Störungen und Verlusten, die zudem noch durch die unterschiedlichen Schaufellängen und damit unterschiedlichen Spitzenspiele vergrößert werden.In addition, the leads exclusively radial outside on the shroud-like end area of the concerned Blade applied armor layer along with, but mainly by way of this shroud-like blade end Thickenings within the flow channel are not uncommon considerable aerodynamic disturbances and losses, which moreover due to the different blade lengths and thus different top games are enlarged.

Ein besonders gravierender Mangel dürfte beim genannten Fall jedoch darin zu sehen sein, daß jeweils nur die eine bzw. einzelne Laufschaufeln einem Schleifprozeß im Wege der Ein­ laufbelagbeschichtung unterziehbar wären, mit anderen Worten die "Schleifscheibe" bei jeder Rotorumdrehung eine oder z. B. zwei harte Laufschaufelspitzen bearbeitet, also "hackt". Aufgrund der mechanisch-physikalischen Gesetzmäßigkeiten dürften somit gleichförmige optimale Einlaufeigenschaften bei minimalsten Schaufelspitzenspalten praktisch nicht zu realisieren sein. Auch ein Schaufeltausch bei beschädigten Schaufeln könnte - wegen der unterschiedlichen Schaufelkon­ figurationen pro Stufe - zu Verwechslungen und weiteren Problemen führen.A particularly serious deficiency is likely in the case mentioned However, it can be seen that only one or individual blades a grinding process by way of a in other words the "grinding wheel" one or z. B. machined two hard blade tips, so "chops". Because of the mechanical-physical laws should therefore have uniform optimal running-in properties minimal blade tip gaps practically not too to be realized. Also a shovel replacement when damaged Could shovel - because of the different shovel cones figurations per level - for confusion and others  Cause problems.

Einer aus der DE-OS 28 53 959 bekannten Gasdichtung nebst Herstellverfahren liegt für die dortige Schaffung der betreffenden Schaufelspitze ein Mehr-Komponenten-Ver­ bundkonzept zugrunde, bestehend aus einem inneren Spitzen­ teil und einem äußeren Spitzenteil. Der innere Spitzenteil stellt dabei ein gegenüber dem Schaufelwerkstoff gesondertes Legierungsbauteil dar, das im Hinblick auf die gegebenen Betriebstemperaturen gegen Oxidation, Sulfidierung und thermische Ermüdung beständig ausgebildet sein soll. Genau so - wie in Fig. 2 der betreffenden DE-OS verdeutlicht - soll dabei der äußere Spitzenteil aus einer Matrix (Legierung) gefertigt sein, in die wiederum besondere Abriebsteilchen eingeschlossen sind, die spitzenseitig radial aus der äußeren Endfläche der Matrix vorstehen sollen; es soll dabei also ausdrücklich die Dicke der Matrix geringer als die längste Abmessung der Abriebteilchen ausgebildet sein.A gas seal known from DE-OS 28 53 959 besides manufacturing process lies for the creation there the blade tip in question is a multi-component Ver based on the federal concept, consisting of an inner lace part and an outer tip part. The inner tip part represents a separate one from the blade material Alloy component that with respect to the given Operating temperatures against oxidation, sulfidation and thermal fatigue should be stable. Exactly so - as shown in Fig. 2 of the relevant DE-OS - should the outer tip part made of a matrix (alloy) be made, in turn special abrasion particles are included, the tip side radially from the outer End surface of the matrix should protrude; so it should specifically the thickness of the matrix is less than the longest Dimension of the abrasion particles to be formed.

Zwar soll in diesem bekannten Fall die Härte der Abriebsteil­ chen größer als die Härte der schaufelspitzenseitigen Gegen­ fläche gewählt sein. Im Wege der Anordnung und Ausbildung der besonderen Abriebs- oder Schleifteilchen ergibt sich im bekannten Fall jedoch eine schneidartige, irreguläre Schaufelend­ spitze.In this known case, the hardness of the abrasion part chen greater than the hardness of the blade tip counter area selected. By arrangement and training of the special abrasion or grinding particles result in known case, however, is a blade-like, irregular blade end top.

Geht man dabei von der Zuordnung eines im vorliegenden be­ kannten Fall nirgendwo behandelten Schaufeleinlaufbelags aus, so ist mit Sicherheit damit zu rechnen, daß die Abriebsteil­ chen einen irregulären, schlagartigen Abrieb des Einlaufbe­ lags produzieren. Praktisch dürfte hierdurch jeglicher Weg verbaut sein, um einen spitzenseitig ganzflächigen, homogenen Schaufeleinlaufbelagabrieb gewährleisten zu können, wie er mit der Anforderung an einen homogenen minimalen Radialspalt im Einklang steht. Daran kann auch der amtliche Hinweis auf einen aus der DE-OS 26 55 929 für sich bekannten und gege­ benenfalls harten sowie durch eine Pulvermischung herzustel­ lenden Einlaufbelag nichts ändern; und zwar auch in Kombi­ nation mit dem zuvor behandelten bekannten Fall (DE-OS 28 53 959), der ohne besondere Erörterung der "Schaufel­ einlaufbelagsituation" den erwähnten künstlichen irregulären Einlaufbelagabrieb hervorruft, was aber zu Gunsten homogener kleiner Schaufelspalte gerade zu vermeiden wäre.If one starts from the assignment of one in the present knew of nowhere treated blade filler so it is to be expected with certainty that the abrasion part irregular, sudden abrasion of the intake produce lags. Practically any way through this be installed in order to create a homogeneous tip over the entire surface To ensure bucket inlet lining abrasion like him with the requirement for a homogeneous minimal radial gap is in line. This can also be the official reference to  one known from DE-OS 26 55 929 and against if necessary, hard as well as a powder mixture do not change the loin inlay; and also in a station wagon nation with the known case discussed earlier (DE-OS 28 53 959) who without special discussion of the "scoop inlet covering situation "the artificial irregular Running-in surface abrasion causes, but in favor of homogeneous small blade gap would be avoided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung nach der eingangs genannten Art anzugeben, die unter Gewähr­ leistung minimaler Schaufelspitzenspalte erosionsarm, ver­ schleißarm sowie temperaturbeständig ist.The invention has for its object a device according to the type mentioned at the beginning, under guarantee performance of minimal tip clearance low erosion, ver is low wear and temperature resistant.

Die gestellte Aufgabe ist mit den Merkmalen des Kennzeich­ nungsteils des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.The task is with the characteristics of the indicator solved part of claim 1 according to the invention.

Die eingangs genannten, einander gegenüberstehenden Anfor­ derungen an die Einlaufmaterialausbildung können mit der Einrichtung somit tatsächlich auf "einen Nenner" gebracht werden, indem eine vergleichsweise hohe Belaghärte, die also der Erosion entgegenwirkt, mit einer Panzerschicht auf sämtlichen Laufschaufelspitzen, die Spitzenabrieb weitest­ gehend verhindert, kombiniert wird. Auf diese Weise sind gleichförmig über dem gesamten Umfang minimalste Schaufel­ spitzenspalte einstellbar.The opposing requirements mentioned at the beginning Changes to the enrollment material training can be done with the Facility is thus brought to "one denominator" be by a comparatively high surface hardness, that is counteracts erosion with a layer of armor all blade tips, the tip wear as far as possible prevented, is combined. That way Minimal bucket evenly over the entire circumference adjustable tip gap.

Ferner zeigt die Einrichtung einen vergleichsweise geringen Bau- und Montage bzw. Fertigungsaufwand; zusätzliche Unwucht­ kompensationsvorkehrungen müssen nicht getroffen werden, auch kann die Einrichtung so ausgebildet und angeordnet werden, daß keine zusätzlichen aerodynamischen Störungen oder Schikanen sowie aerodynamischen Verluste hervorgerufen werden. Furthermore, the device shows a comparatively small Construction and assembly or manufacturing costs; additional unbalance compensation arrangements don't have to be made, too the device can be designed and arranged that no additional aerodynamic disturbances or Baffles and aerodynamic losses are caused.  

Außerdem sind beispielsweise bei instationären Betriebszu­ ständen auftretende Schaufelanstreifvorgänge beherrschbar.In addition, for example, in the case of transient operation occurring blade rubbing processes are manageable.

Der bei der Einrichtung einzige, gefügehomogene Werkstoff der Panzerschicht begünstigt die angestrebte erosions- bzw. verschleißlose Schaufelspaltoptimierung sehr. Es sind keine zusätzlichen separaten Schaufelspitzenteile sowie Mehr- Schicht-Kombinationen erforderlich. Die einzige "Panzer­ schicht" ist komplett in sich hart und gegebenen Verhältnis­ sen entsprechend verschleißfest.The only structure-homogeneous material used in the furnishing the armor layer favors the desired erosion or wear-free blade gap optimization very much. There are not any additional separate blade tip parts as well as Layer combinations required. The only "tank layer "is completely hard and given relationship accordingly wear-resistant.

Auch sind im Wege der Einrichtung keinerlei Nachteile be­ züglich der Gestaltung aerodynamisch optimierter, extrem schlanker bzw. dünnwandiger Laufschaufelprofile zu erwarten.There are also no disadvantages in the way of the establishment aerodynamically optimized, extreme slim or thin-walled blade profiles are to be expected.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgegen­ standes gehen aus den Patentansprüchen 2 bis 7 hervor.Advantageous further refinements of the counterpart to the invention standes from the claims 2 to 7.

Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung beispielhaft weiter erläutert; es zeigtThe invention is further exemplified on the basis of the drawings explained; it shows

Fig. 1 einen Axialverdichterteillängsschnitt in schematischer Darstellung, Fig. 1 is a schematic representation Axialverdichterteillängsschnitt,

Fig. 2 ein Radialschnitt eines mit einer Panzer­ schicht versehenen Laufschaufelabschnitts und Fig. 2 is a radial section of a blade section provided with a shell and

Fig. 3 die perspektivische Ansicht einer ein­ zelnen, teilweise abgebrochen dargestell­ ten, vornehmlich die spitzenseitige Panzerschicht verdeutlichende Lauf­ schaufel. Fig. 3 is a perspective view of an individual, partially broken, shown shovel, mainly the tip-side armor layer clarifying the blade.

Fig. 1 erläutert die Einrichtung bei einem hinsichtlich der wesentlichen Komponenten schematisch wiedergegebenen Axial­ verdichter eines Gasturbinenstrahltriebwerkes mit Rotor­ scheiben 1, 2 und Distanzscheiben 3, 4. Die betreffenden Lauf­ schaufeln 5 bzw. 6 der jeweiligen Laufschaufelgitter sind mit ihren Füßen 7 bzw. 8 radscheibenseitig in üblicher Weise verankert. Das Verdichtergehäuse 9 weist den betreffenden Laufschaufelspitzen zugekehrte Einlaufbeläge 10 bzw. 11 auf. Mit 12 bzw. 13 sind die Leitschaufeln betreffender Leit­ schaufelgitter bezeichnet, die hier innenringlos ausgeführt, also mit ihren inneren Enden betreffenden Anlaufbelägen 14 bzw. 15 der Distanzscheiben 3, 4 zugeordnet sind. Für das betreffende Laufschaufelgitter mit den Laufschaufeln 5 ist in Fig. 1 der betreffende Luft- bzw. Schaufelspitzenspalt schematisch mit S angegeben. Fig. 1 explains the device in a schematically reproduced with respect to the essential components axial compressor of a gas turbine jet engine with rotor disks 1, 2 and spacers 3, 4th The relevant blades 5 and 6 of the respective blade grids are anchored with their feet 7 and 8 on the wheel disc side in a conventional manner. The compressor housing 9 has inlet linings 10 and 11 facing the relevant blade tips. With 12 or 13 , the guide vanes related to guide vane grids are referred to, which are designed here without an inner ring, that is to say with their inner ends of the respective starting linings 14 and 15 of the spacers 3, 4 . For the rotor blade grille in question with the rotor blades 5 , the air or blade tip gap in question is schematically indicated by S in FIG. 1.

Sämtliche Laufschaufeln 5 bzw. 6 weisen an den äußersten Spitzen (bzw. -endkanten) eine einzige Panzerschicht 14′ bzw. 15′ auf, die gefügehomogen - durch und durch gleichartiges Gefüge - und verschleißfest ist; die Einlaufbeläge 10 bzw. 11 sind aus einem vergleichsweise harten, erosionsbeständigen Werkstoff gefertigt. Die Panzerschicht ist deutlich härter als der betreffende, mit dieser zusammenwirkende Einlaufbelag ausgebildet.All blades 5 and 6 have at the outermost tips (or end edges) a single armor layer 14 ' or 15' , the structure homogeneous - thoroughly identical structure - and wear-resistant; the inlet linings 10 and 11 are made of a comparatively hard, erosion-resistant material. The armor layer is significantly harder than the relevant inlet coating interacting with it.

Im Interesse u. a. möglichst geringer aerodynamischer Verluste soll die Panzerschicht, z. B. 14′ (Fig. 2 und 3), im Spitzen­ bereich geringfügig seitlich überkragend aufgebracht sein, und zwar si, daß die Panzerschicht 14′ stets im Strömungs­ grenzschichtbereich G (Fig. 1) der Schaufelspitzen liegt (An­ spruch 2).In the interest of, among other things, the lowest possible aerodynamic losses, the armored layer, e.g. B. 14 ' ( Fig. 2 and 3), in the tip area slightly laterally projecting, that si that the armored layer 14' is always in the flow boundary layer area G ( Fig. 1) of the blade tips (claim 2).

Hinsichtlich verschleißarmer Schaufelanstreifvorgänge können aufeinander abgestimmte Werkstoffe der Panzerschicht und des betreffenden Einlaufbelags vorgesehen sein, wobei ein Schau­ felspitzenabrieb und damit ein Auswechseln der Laufschaufeln nach wesentlich längeren Zeiträumen als zur Zeit möglich, erreicht wird.With regard to low-wear blade brushing processes Coordinated materials of the armored layer and the Inlet cover in question may be provided, with a show tip abrasion and thus replacement of the blades  after much longer periods than currently possible, is achieved.

Insbesondere im Interesse betriebssicherer, gefügehomogener Werkstoffverbindungen wäre einerseits die Panzerschicht auf den Schaufelwerkstoff und/oder der Einlaufbelagwerkstoff auf den Gehäusewerkstoff abzustimmen.Especially in the interest of reliable, homogeneous structure The armored layer would be on the one hand material connections the blade material and / or the inlet lining material to match the housing material.

Zu Gunsten u. a. einer einfachen, rationellen Fertigung könnnen die jeweiligen Einlaufbeläge und/oder die Panzer­ schichten durch Spritzverfahren, z. B. Plasmaspritzen, auf­ gebracht werden.In favor of u. a. simple, rational production can the respective inlet linings and / or the tanks layers by spraying, e.g. B. plasma spraying to be brought.

An Stelle der genannten Spritzverfahren besteht ferner die Möglichkeit, die Einlaufbeläge und/oder die Panzerschichten im Wege eines chemischen oder elektrochemischen Abscheidever­ fahrens (Dispersion) zu erzeugen bzw. aufzubringen (An­ spruch 3).Instead of the spraying process mentioned, there is also Possibility of the inlet coverings and / or the armor layers by chemical or electrochemical deposition driving (dispersion) to produce or apply (An Proverb 3).

Bei metallischen Gehäusen und Schaufeln können ferner die Panzerschicht und der Einlaufbelag ebenfalls aus einem metallischen Werkstoff oder einer geeigneten Metallegierung gefertigt sein. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn gemäß Anspruch 4 die Panzerschicht aus einer harten, mit Kohlenstoff angereicherten, hochchrom­ haltigen Nickel-Chrom-Legierung, z. B. 80 Cr₃ C₂ 20 NiCr oder 75 Cr₃ C₂ NiCr, als Spritzschicht besteht, die also ver­ gleichsweise extrem hart und verschleißarm ist, so daß ein hinsichtlich seiner Härte erheblich heraufsetzbarer und somit erosionsfester Einlaufbelagwerkstoff zugrunde gelegt werden kann; letzteres trifft auch für einen Schichtwerkstoff gemäß Anspruch 5 zu, der als hoch-nickelhaltige Nickel-Chrom- Legierung, wie 85 Ni Cr, definiert ist.In the case of metallic housings and blades, the armor layer and the run-in coating can also be made of a metallic material or a suitable metal alloy. It has proven to be particularly advantageous if, according to claim 4, the armor layer made of a hard, carbon-enriched, high-chromium nickel-chromium alloy, e.g. B. 80 Cr ₃ C ₂ 20 NiCr or 75 Cr ₃ C ₂ NiCr, exists as a sprayed layer, which is therefore comparatively extremely hard and low-wear, so that a significantly increased and thus erosion-resistant inlet lining material can be used as a basis; the latter also applies to a layer material according to claim 5, which is defined as a high nickel-containing nickel-chromium alloy, such as 85 Ni Cr.

Der Werkstoff für die Panzerschicht und/oder für den Einlauf­ belag könnte auch aus einer der drei Gruppen: Oxide, Karbide, Nitride ingenieurkeramischer Werkstoffe ausgewählt sein. The material for the armor layer and / or for the inlet could also be from one of three groups: oxides, carbides, Nitrides of engineering ceramic materials can be selected.  

In spezieller ingenieurkeramischer Werkstoffauswahl (Anspruch 6) kann die Panzerschicht und/oder der Einlauf­ belag aus unter Zusatz von Yttriumoxid partiell stabili­ siertem Zirkonoxid, aus selbstgesintertem oder heißge­ preßtem Siliciumkarbid oder aus Siliciumnitrid (heißge­ preßt bzw. reaktionsgesintert bzw. selbstsinternd) gefer­ tigt sein.In a special selection of engineering ceramics (Claim 6) can the armored layer and / or the inlet topping with the addition of yttrium oxide partially stabili coated zirconium oxide, from self-sintered or hot pressed silicon carbide or silicon nitride (hot presses or reaction sintered or self-sintering) be there.

Auch für den Einsatz dieser ingenieurkeramischen Werk­ stoffe gilt der Grundsatz, die keramische "Panzerschicht" entsprechend extrem hart und verschleißfrei sowie tempe­ raturbeständig ausbilden zu sollen, bei entsprechend so hin­ sichtlich seiner Härte heraufsetzbarem, erosionsbeständigem Werkstoff für den betreffenden Einlaufbelag, also insbeson­ dere für einen auf die Panzerschicht abgestimmt auszuwählen­ den keramischen oder metallkeramischen Einlaufbelagwerk­ stoff.Also for the use of this engineering ceramic plant the principle applies, the ceramic "armor layer" accordingly extremely hard and wear-free as well as tempe should be resistant to ratures, if so visibly of its hardness, erosion-resistant Material for the inlet covering in question, in particular to choose one tailored to the armor layer the ceramic or metal-ceramic inlet covering material.

Gemäß Anspruch 7 kann die Panzerschicht vorteilhaft eine Nickel-Titan-Schicht sein.According to claim 7, the armor layer can advantageously be a Nickel-titanium layer.

Neben dem Einsatz bei Axial- oder Radialverdichtern von Gasturbinentriebwerken oder -strahltriebwerken eignet sich die Einrichtung vorteilhaft auch für den Einsatz bei anderen Strömungsmaschinen, die Radialverdichter oder kombinierte Axial-Radial-Verdichter aufweisen. In jedem Fall handelt es sich um eine Maßnahme, mit der im Langzeiteinsatz ein Lei­ stungsabfall infolge erodierter Gehäusebeläge bzw. vergrö­ ßerten Schaufelspitzenspiels vermieden werden soll.In addition to use with axial or radial compressors from Gas turbine engines or jet engines are suitable the device also advantageous for use by others Fluid machines, the radial compressor or combined Have axial-radial compressor. In any case, it is is a measure with which a Lei system waste due to eroded housing coverings or enlargement ßert shovel tip play should be avoided.

Claims (7)

1. Einrichtung zur Laufschaufelspitzenspaltoptimierung bei Axial- oder Radialverdichtern, insbesondere von Gasturbinentriebwerken, bei der Laufschaufeln eines Schaufelgitters an den äußersten Spitzen durch Aufbringen einer Panzerschicht deutlich härter als ein mit diesen zusammenwirkender harter und erosionsbe­ ständiger Einlaufbelag ausgebildet sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sämtliche Laufschaufeln (5) eine Panzerschicht (14′) aufweisen und diese gefügehomogen ausgebildet ist.1. Device for blade tip gap optimization in axial or radial compressors, in particular of gas turbine engines, in the blades of a blade grille at the outermost tips by applying a layer of armor which is designed to be significantly harder than a hard and erosion-resistant inlet lining interacting therewith, characterized in that all rotor blades ( 5 ) have a layer of armor ( 14 ' ) and this structure is homogeneous. 2. Laufschaufelgitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Panzerschicht (14′) im Spitzenbereich geringfügig seitlich überkragend aufgebracht ist und stets im Strö­ mungsgrenzschichtbereich (G) der Schaufelspitzen liegt.2. Blade grid according to claim 1, characterized in that the armored layer ( 14 ' ) is applied slightly laterally projecting in the tip region and is always in the flow boundary layer region (G) of the blade tips. 3. Laufschaufelgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einlaufbelag und/oder die Panzerschicht im Wege eines chemischen oder elektro-chemischen Ab­ scheideverfahrens (Dispersion) erzeugt bzw. aufgebracht wird bzw. werden.3. Blade grid according to claim 1 or 2, characterized records that the inlet coating and / or the armor layer by means of a chemical or electro-chemical Ab separation process (dispersion) generated or applied will or will. 4. Laufschaufelgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Panzerschicht aus einer harten, mit Kohlenstoff angereicherten, hoch-chromhaltigen Nickel- Chrom-Legierung wie 80 Cr₃C₂ 20 NiCr oder 75 Cr₃C₂ 25 NiCr als Spritzschicht besteht. 4. Blade grid according to claim 1 or 2, characterized in that the armor layer made of a hard, carbon-enriched, high-chromium nickel-chromium alloy such as 80 Cr ₃ C ₂ 20 NiCr or 75 Cr ₃ C ₂ 25 NiCr as a spray layer consists. 5. Laufschaufelgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Einlaufbelag aus einer hoch-nickel­ haltigen Nickel-Chrom-Legierung, wie 85 Ni 15 Cr, besteht.5. Blade grid according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that the enema is made of high nickel containing nickel-chromium alloy, such as 85 Ni 15 Cr. 6. Laufschaufelgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Panzerschicht und/oder der Einlaufbelag aus unter Zusatz von Yttriumoxid partiell stabilisiertem Zirkonoxid, aus selbstgesintertem oder heißgepreßtem Siliciumkarbid oder aus Siliciumnitrid (heißgepreßt bzw. reaktionsgesintert bzw. selbstsinternd) gefertigt ist/sind.6. Blade grid according to claim 1 or 2, characterized records that the armored layer and / or the running-in coating from partially stabilized with the addition of yttrium oxide Zirconium oxide, from self-sintered or hot-pressed Silicon carbide or silicon nitride (hot pressed or is reaction-sintered or self-sintering). 7. Laufschaufelgitter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Panzerschicht eine Nickel-Titan-Schicht ist.7. Blade grid according to claim 1 or 2, characterized records that the armor layer is a nickel-titanium layer is.