EP3495625B1 - Verstellbare turbomaschinenschaufel - Google Patents
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- EP3495625B1 EP3495625B1 EP18209947.3A EP18209947A EP3495625B1 EP 3495625 B1 EP3495625 B1 EP 3495625B1 EP 18209947 A EP18209947 A EP 18209947A EP 3495625 B1 EP3495625 B1 EP 3495625B1
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- F05D2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
- F05D2260/79—Bearing, support or actuation arrangements therefor
Definitions
- the present invention relates to a blade arrangement with an adjustable blade for a turbomachine, a turbomachine assembly with the blade arrangement and a method for assembling a blade arrangement.
- Gas turbines with adjustable guide vanes are known from in-house practice, the vane shafts of which extend through bearing openings in the turbomachine housing. Adjusting levers are or are placed on these vane shafts in their longitudinal or axial direction, which are or are braced by nuts in the longitudinal direction against shoulders of the vane shafts.
- the US 8 087 883 B2 relates to an adjusting device for a turbomachine compressor, which has a rod, a device for fastening a first end of the rod to a pin of a blade to be adjusted and a connecting device between a second end of the rod and a control ring, the rod is essentially cylindrical, its first End engages a bore in the pin of the bucket and the device further comprises a clamping device for clamping the first end of the rod in the bore in the pin to secure it to the pin.
- the FR 2 904 669 A1 relates to a device which has a fixing unit for fixing one end of a control rod to a control pin, an axis and a housing connecting another end of the rod and an actuating ring and the pin being closed by a cylindrical head on which the end engages perpendicularly, which is provided with a clamping unit for clamping the head of the pivot along a direction perpendicular to a longitudinal axis of the rod and to a main axis of the pivot
- the WO 2009/076508 A1 relates to an assembly comprising a vane connected to a shank that extends from the vane, terminates in a distal end, and has a recess in an outer surface at a location between the vane and the distal end, the distal The end is inserted into an opening of a crank arm until the recess is located within the opening and causes a holding element associated with the crank arm to engage in the recess in such a way that the crank arm is essentially immovably attached to the shaft.
- One object of an embodiment of the present invention is to improve turbomachines with adjustable blades and / or their assembly.
- a blade arrangement for a turbomachine in particular at least one blade arrangement of a turbomachine assembly, in particular (at least) one blade arrangement for one or at least one compressor or turbine stage for a or a gas turbine, in particular for an aircraft engine (s), a shovel on which is adjustable, in particular rotatable, is or is mounted on, in particular in, the turbomachine (subassembly) or which is set up or used for this purpose.
- the vane is a guide vane and / or has a vane blade or profile for flow deflection and / or a one-part or multi-part vane shaft, which in one embodiment is adjustable, in particular rotatable, on, in particular in, the turbo machine (sub-assembly) is stored or is or is set up or used for this purpose.
- Such blades represent particularly advantageous applications of the present invention.
- the vane in particular its vane shaft, has at least one first, in particular flat or curved, contact surface with which or against which an adjusting means of the vane arrangement by which the vane is or is adjusted is set up or is used for this purpose, in particular in a form-fitting and / or contacting and / or play-free manner, braced, in particular pressed, is or is or is set up or is used for this purpose.
- a curved, in particular convex, contact surface can advantageously be used for self-centering, and a flat contact surface in one embodiment advantageously improves power transmission.
- the first contact surface is inclined against a longitudinal, in particular adjustment or rotation axis of the blade, in particular the blade shaft, or not inclined by at most 15 °, in particular by at most 10 °, in one embodiment by at most 5 °.
- the vane arrangement has a one-part or multi-part tensioning means, in one embodiment through or by means of its partially or fully elastic compression transversely to the longitudinal axis of the vane and in one embodiment additionally or alternatively by or by means of its infeed, in particular expanding and / or shifting, in particular screwing or assembling, the actuating device is braced, in particular pressed, against the first contact surface in a clamping device direction, or is or is at least partially elastically compressed in a direction transverse to the longitudinal axis and / or in the clamping device direction delivered, in particular expanded and / or shifted, in particular screwed or mounted, the adjusting device clamped, in particular pressed, against the first contact surface, or which is set up or used for this purpose, wherein in one embodiment the clamping device direction forms an angle of at least 45 ° with the longitudinal axis of the blade, in one embodiment at least 60 °, in particular at least 75 ° and in one embodiment at least 85 °
- the adjusting means is no longer, at least predominantly, braced in the longitudinal axis direction of the blade or - in relation to the blade longitudinal axis - axially and / or with a shoulder of the blade, but rather, at least predominantly, perpendicularly or transversely to the longitudinal axis direction or - in relation to the longitudinal axis of the blade - radially and / or with or against a laterally arranged contact surface or longitudinal side of the blade, in particular of the blade shaft.
- a (larger) contact surface can be made available and, as a result, its loading in particular can be reduced, and assembly and / or reliability can thus be improved.
- the contact surface for bracing can also function as a support surface for actuating or adjusting the blade by the adjusting means.
- the blade arrangement can be made more compact in the direction of the longitudinal axis of the blade.
- the compression is brought about by the infeed of the clamping device in the clamping device direction.
- the blade or the blade shaft has at least one second, in particular flat, contact surface with which or against which the actuating means, in particular in a form-fitting and / or contacting manner, is or is braced, in particular pressed, or which for this purpose is set up or is being used.
- the actuator is or is clamped only with or against the first and optionally the second contact surface, in another embodiment also against one or more additional contact surfaces that are spaced from the first and / or optionally the second contact surface or, in particular, continuously , can pass into (at least one) these.
- the second contact surface is inclined relative to the first contact surface, in one embodiment by at least 30 °, in particular by at least 60 °, and / or by at most 120 °, in particular by less than 90 °.
- the actuator is or is braced free of play by the first and second contact surfaces, in particular as a result thereof, or they are set up for this purpose.
- the second contact surface is not inclined with respect to the longitudinal axis of the blade or the blade shaft or is inclined by at most 15 °, in particular by at most 10 °, and in one embodiment by at most 5 °.
- the adjusting means is or is in one embodiment by the at least partially elastic compression transversely to the longitudinal axis of the blade and / or the infeed of the clamping device (s) which is at least partially elastically compressed transversely to the longitudinal axis of the blade and / or is supplied in the clamping device direction also clamped against the second contact surface, in particular pressed, or clamping means and second contact surface are used or set up for this purpose.
- the assembly, stability, load and / or reliability can be (further) improved in one embodiment.
- the first and second contact surfaces are symmetrical to one another.
- the load can be (further) improved in one embodiment.
- first and second contact surfaces are not symmetrical to one another.
- the assembly can be (further) improved, in particular a clear assembly (orientation) can be ensured.
- the adjusting means can only be mounted on the blade in one orientation, in particular through a contact geometry.
- the clamping means is or is attached to, in particular at least partially in, the actuating means, in particular in a non-destructively releasable manner, in particular positively and / or frictionally, in particular self-locking, in particular mounted in the clamping device or in another direction, in particular in the Adjusting means introduced, screwed, locked, wedged and / or pressed into this in one embodiment.
- the clamping means is or is attached to, in particular at least partially in, the adjusting means in a non-destructive manner, in particular in a materially bonded manner, in particular by means of welding, soldering and / or gluing,
- the clamping means has a screw, in particular a screw screwed in the clamping means direction and / or a screw with a polygonal, in particular square, hexagonal or octagonal head or a square, hexagonal or octagonal screw, which is particularly useful for Securing by one or more securing means explained below can be advantageous.
- the tensioning means can have a wedge and / or can be on a wedge surface of the adjusting means and / or a wedge surface of the Support screw, which is inclined towards the longitudinal axis of the blade, so that a displacement of this clamping means (also) in the direction of the longitudinal axis of the blade braces the adjusting means against the blade, in particular its first contact surface.
- the tensioning means presses in one embodiment against a, in one embodiment, flat contact surface of the blade, in particular the blade shaft, and thereby braces or presses the actuating means against the blade or the blade shaft or the first and possibly second contact surface.
- the tensioning means is or will be arranged transversely to the longitudinal axis of the blade (seen) between a longitudinal side, in particular a contact surface, of the blade and a support surface of the actuating means opposite, in particular in the direction transversely to the longitudinal axis of the blade (seen), opposite support surface of the actuating means, in particular supported, in particular for bracing the adjusting means against the blade, at least partially elastically compressed, in one embodiment by supporting it on a wedge surface of the adjusting means and / or a wedge surface of the screw which is inclined towards the longitudinal axis of the blade.
- the adjusting means can have an adjusting lever, in particular it can be.
- actuating means or levers have at least one point which, when the actuating means is mounted on the vane, is at a maximum distance from the longitudinal axis of the vane or the vane shaft, a normal or perpendicular on the longitudinal axis from the longitudinal axis to this point Maximum extension (direction) of the actuating means or lever (away from the blade) is defined in the context of the present invention.
- the tensioning means and this maximum direction of extent of the actuating means lie in the circumferential direction around the longitudinal axis of the blade (as seen) in the same semicircle, in particular the same quarter circle sector or in the same circular sector of 180 °, in particular 90 °.
- the clamping device is or is in a Execution, at least substantially, arranged in the direction of the maximum extent of the adjusting means, in particular screwed into this.
- installation space in the direction of the longitudinal axis can be saved and / or the assembly can be (further) improved.
- the tensioning means and this maximum direction of extent of the adjusting means are located away from the blade in the circumferential direction around the longitudinal axis of the blade (as seen) in mutually opposite semicircular, in particular quarter-circle sectors or in mutually opposite circular sectors of 180 °, in particular 90 °, which are rotated against each other by 180 ° in the circumferential direction.
- the tensioning means is arranged, at least essentially, counter to the direction of the maximum extent of the adjusting means, in particular screwed into it.
- installation space can be saved on the side opposite the direction of maximum extent.
- the tensioning means and the maximum extension direction of the adjusting means are located away from the blade in the circumferential direction around the longitudinal axis of the blade (as seen) in semicircular, in particular quarter-circle sectors or circular sectors of 180 ° each, in particular 90 ° each, which is 90 ° in the circumferential direction ° are twisted against each other.
- installation space in the direction of the longitudinal axis and on the side opposite the maximum extension direction can be saved and / or the assembly can be (further) improved.
- the blade arrangement has a securing means arrangement with one or more securing means by which the clamping means is or is secured, in particular against loosening, or which are set up or used for this purpose, in particular one or more securing means for form-fitting Securing and / or one or more securing means for frictional securing.
- At least one securing means of the securing means arrangement is or is screwed to the adjusting means and / or tensioning means or used or set up for this purpose.
- a securing means can have a self-locking threaded insert which is or is screwed to the adjusting means and the tensioning means, in particular being such.
- At least one securing means of the securing means arrangement is or is plastically deformed and / or resiliently held between the clamping means and adjusting means, in particular in the clamping means direction, and / or formed integrally with the clamping means or used or set up for this purpose.
- a securing means can have a securing plate, in particular it can be one.
- the assembly, stability, load and / or reliability can be (further) improved in one embodiment.
- the vane arrangement has at least one positioning means, in particular releasably, fastened to the vane and / or the actuating means and / or at least one, in particular integrally formed or non-releasably secured, projection on the vane and / or the actuating means through which or which the actuating means is or is axially positioned on the blade in the direction of its longitudinal axis, in particular positively and / or frictionally, or which is set up or used for this purpose.
- the or at least one securing and positioning means are formed integrally with one another.
- the or at least one locking plate functions at the same time as an axial positioning means.
- the blade in particular its blade shaft, has at least one recess into which the clamping means engages, or which is set up or used for this purpose.
- the blade in particular its blade shaft, has in one embodiment at least one recess into which the at least one securing and / or positioning means engages, or which is set up or used for this purpose.
- the adjusting means has a recess or inner surface which is braced or pressed against the first and / or second contact surface of the blade or of the blade shaft or which is set up or used for this purpose.
- the assembly, stability, load and / or reliability can be (further) improved in one embodiment, in particular in combination.
- the recess of the adjusting means for bracing against the first and / or second contact surface of the blade is designed to be open or continuous on both sides, in one embodiment by means of electrochemical removal and / or spark erosion.
- the recess of the adjusting means for bracing against the first and / or second contact surface of the blade is closed on one side or (only) open on one side, in one embodiment by means of electrochemical removal and / or spark erosion.
- a particularly reliable stop can be formed on the blade for the axial positioning of the adjusting means on the blade in the direction of its longitudinal axis.
- the first and / or second contact surface of the blade protrude from the recess of the adjusting means on one or both sides.
- the assembly can be improved, in particular tolerances can be compensated.
- Fig. 1-5 show a blade arrangement with an adjustable blade and an adjusting means 20 according to an embodiment of the present invention in a side view ( Fig. 1 ), Top view ( Fig. 4 ) or sectional views ( Fig. 3 , 5 ) or the shovel in a perspective partial view ( Fig. 2 ).
- the blade has a blade 15 and a blade shaft 10, which is or is or is provided for this purpose in a housing of a compressor or turbine stage so as to be rotatable about a longitudinal axis L of the blade or of the blade shaft. This is known per se and is therefore not shown here.
- the blade or blade shaft has a first contact surface 11 and a second contact surface 12 which is symmetrical with respect to this and which are inclined relative to one another, in the exemplary embodiment by approximately 70 °.
- both are parallel to the longitudinal axis L, i.e. H. not inclined to this.
- the two contact surfaces 11, 12 are not symmetrical to one another and / or are slightly inclined relative to the longitudinal axis L.
- the blade or the blade shaft On the side opposite the two contact surfaces 11, 12, the blade or the blade shaft has a recess with a flat base surface 13 and a slot 14 (cf. Fig. 5 ).
- the adjusting means 20 has a recess in the form of a through opening 21, with which it is or is plugged onto the blade shaft 10 so that the latter or its contact surfaces 11, 12 reach through the through opening 21.
- a clamping means in the form of a hexagon screw 30 is or will be screwed into the adjusting means 20 in a clamping means direction S which is at least substantially perpendicular to the longitudinal axis L, ie encloses an angle of about 90 ° with it (horizontally from left to right in Fig. 1 , 3-5 ), so that the screw 30 engages in the recess with the flat base surface 13 and presses in the clamping device direction S against the base surface and thereby pulls the adjusting device 20 against the contact surfaces 11, 12 and clamps or presses against them without play, the screw 30 is at least partially elastically compressed transversely to the longitudinal axis L of the blade.
- the screw 30 is or is secured by a first securing means in the form of a self-locking threaded insert 41 screwed with or between adjusting means 20 and screw 30 and a second securing means in the form of a locking plate 42, which is or is partially plastically bent for this purpose.
- the locking plate 42 is or is resiliently held between the head of the screw 30 and the adjusting means 20, so that the screw 30 can pull the adjusting means 20 against the contact surfaces 11, 12 and thus brace it against them.
- the locking plate is flexible here to compensate for tolerances.
- the locking plate 42 engages in the slot 14 and thus positions the adjusting means 20 on the blade axially in the direction of its longitudinal axis L. Accordingly, the locking plate 42 forms an integrally formed locking and positioning means.
- Fig. 6, 7 show in Fig. 4, 5 correspondingly a blade arrangement according to a further embodiment of the present invention.
- Features that correspond to one another are identified by identical reference symbols, so that reference is made to the preceding description and only differences are discussed below.
- the actuating means 20 has a maximum extension direction M away from the blade (horizontally from left to right in FIG Fig. 4-7 ).
- the clamping device direction 30 and the maximum extension direction M lie in the same semicircular sector as seen in the circumferential direction around the longitudinal axis L, since the screw 30 is or is screwed into the adjusting means 20 from the side of the maximum extension.
- FIG. 8, 9 show in Fig. 4, 5 correspondingly a blade arrangement according to a further embodiment of the present invention.
- Features that correspond to one another are identified again by identical reference symbols, so that reference is made to the preceding description and only differences are discussed below.
- the adjusting means has an integrally formed projection 22 in the recess 21 open on both sides, which engages in the wedge-shaped groove 14 in the blade shaft 10, whereby the adjusting means 20 is axially positioned on the blade or its blade shaft 10 in the direction of its longitudinal axis L.
- the recess 21 can also be unilateral (above in Fig. 9 ) be closed or, conversely, the blade or its blade shaft 10 have a projection for axial positioning.
- FIG. 10, 11 show in Fig. 4, 5 correspondingly a blade arrangement according to a further embodiment of the present invention.
- Features that correspond to one another are identified again by identical reference symbols, so that reference is made to the preceding description and only differences are discussed below.
- the clamping means is not designed as a screw 30, but as a wedge 31, which is self-lockingly supported on a wedge surface 23 of the adjusting lever 20, thus between this support surface 23 and the longitudinal side or contact surface 13 of the blade or the blade shaft opposite it transversely to the longitudinal axis L. 10 is at least partially elastically compressed and so braced the adjusting lever against the first contact surface 11 ', which in the execution of the Figures 10, 11 is curved.
- a securing means Integral with the wedge 31 is a securing means in the form of a tab 43 which is plastically bent over to secure the wedge under the adjusting lever.
- the wedge 31 is also arranged in the semicircular sector of the maximum extension direction (see FIG. 6) or a semicircular sector rotated by 90 ° with respect to its semicircular sector and / or additionally or alternatively to the integral tab 43 be or will be secured by a separate securing means.
- the blade shaft can also have a wedge surface so that the adjusting lever is braced against the first contact surface 11 'by inserting the wedge 31 or a differently shaped clamping means, which in a modification can additionally or alternatively also be flat.
- the clamping means direction in which the wedge 31 is advanced to clamp the adjusting lever 20 against the first contact surface 11 ', forms an angle of less than 45 ° with the longitudinal axis L of the blade.
- a clamping device instead of screwing in the screw 30 in the clamping device direction with corresponding at least partially elastic compression, a clamping device can be used that has expanded in the clamping device direction and thereby braces the adjusting lever 20 against the first contact surface 11 '.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaufelanordnung mit einer verstellbaren Schaufel für eine Turbomaschine, eine Turbomaschinenbaugruppe mit der Schaufelanordnung sowie ein Verfahren zum Montieren einer Schaufelanordnung.
- Aus betriebsinterner Praxis sind Gasturbinen mit verstellbaren Leitschaufeln bekannt, deren Schaufelschäfte Lageröffnungen im Turbomaschinengehäuse durchgreifen. Auf diese Schaufelschäfte werden bzw. sind in deren Längs- bzw. Axialrichtung Stellhebel aufgesetzt, die durch Muttern in der Längsrichtung gegen Absätze der Schaufelschäfte verspannt werden bzw. sind.
- Insbesondere bei schlanken Schaufelschäften reduzieren sich die Durchmesser solcher Absätze aufgrund der mindestens notwendigen Gewindedurchmesser zum Verschrauben der Muttern nachteilig.
- Die
US 8 087 883 B2 betrifft eine Verstellvorrichtung für einen Turbomaschinenverdichter, die eine Stange, eine Einrichtung zum Befestigen eines ersten Endes der Stange an einem Zapfen einer zu verstellenden Schaufel und eine Verbindungseinrichtung zwischen einem zweiten Ende der Stange und einem Kontrollring aufweist, die Stange im Wesentlichen zylindrisch ist, ihr erstes Ende in eine Bohrung im Zapfen der Schaufel eingreift und die Vorrichtung ferner eine Klemmvorrichtung zum Festklemmen des ersten Endes der Stange in der Bohrung in dem Zapfen umfasst, um sie an dem Zapfen zu befestigen. - Die
FR 2 904 669 A1 - Die
WO 2009/076508 A1 betrifft eine Anordnung, die eine Leitschaufel umfasst, die mit einem Schaft verbunden ist, der sich von der Leitschaufel aus erstreckt, in einem distalen Ende endet und eine Aussparung in einer Außenfläche an einer Stelle zwischen der Schaufel und dem distalen Ende aufweist, wobei das distale Ende in eine Öffnung eines Kurbelarms eingeführt ist, bis die Aussparung sich innerhalb der Öffnung befindet und bewirkt, dass ein dem Kurbelarm zugeordnetes Halteelement derart in die Aussparung eingreift, dass der Kurbelarm an dem Schaft im Wesentlichen unbeweglich befestigt ist. - Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, Turbomaschinen mit verstellbaren Schaufeln und/oder deren Montage zu verbessern.
- Diese Aufgabe wird durch eine Schaufelanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist eine Schaufelanordnung für eine Turbomaschine, insbesondere wenigstens eine Schaufelanordnung einer Turbomaschinenbaugruppe, insbesondere (wenigstens) eine Schaufelanordnung für eine bzw. wenigstens einer Verdichter- oder Turbinenstufe für eine bzw. einer Gasturbine, insbesondere für ein bzw. eines Flugtriebwerk(s), eine Schaufel auf, die verstellbar, insbesondere drehbar, an, insbesondere in, der Turbomaschine(nbaugruppe) gelagert wird bzw. ist bzw. die hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird.
- In einer Ausführung ist die Schaufel eine Leitschaufel und/oder weist ein Schaufelblatt bzw. -profil zur Strömungsumlenkung und/oder einen ein- oder mehrteiligen Schaufelschaft auf, der in einer Ausführung verstellbar, insbesondere drehbar, an, insbesondere in, der Turbomaschine(nbaugruppe) gelagert wird bzw. ist bzw. der hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird. Solche Schaufeln stellen besonders vorteilhafte Anwendungen der vorliegenden Erfindung dar.
- Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist die Schaufel, insbesondere ihr Schaufelschaft, wenigstens eine erste, insbesondere ebene oder gekrümmte, Anlagefläche auf, mit der bzw. gegen die ein Stellmittel der Schaufelanordnung, durch das die Schaufel verstellbar ist bzw. verstellt wird bzw. das hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird, insbesondere formschlüssig und/oder kontaktierend und/oder spielfrei, verspannt, insbesondere gepresst, wird bzw. ist bzw. die hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird.
- Durch eine gekrümmte, insbesondere konvexe, Anlagefläche kann in einer Ausführung vorteilhaft eine Selbstzentrierung erfolgen, durch eine ebene Anlagefläche in einer Ausführung vorteilhaft eine Kraftübertragung verbessert werden.
- Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die erste Anlagefläche gegen eine Längs-, insbesondere Verstell- bzw. Drehachse der Schaufel, insbesondere des Schaufelschafts, nicht oder um höchstens 15°, insbesondere um höchstens 10°, in einer Ausführung um höchstens 5° geneigt.
- Zusätzlich weist die Schaufelanordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ein ein- oder mehrteiliges Spannmittel auf, wobei in einer Ausführung durch bzw. mittels dessen teil- oder vollelastischer Kompression quer zur Längsachse der Schaufel und in einer Ausführung zusätzlich oder alternativ durch bzw. mittels dessen Zustellen, insbesondere Ausdehnen und/oder Verschieben, insbesondere Verschrauben, bzw. Montieren, in einer Spannmittelrichtung das Stellmittel gegen die erste Anlagefläche verspannt, insbesondere gepresst, wird bzw. ist bzw. das in einem quer zur Längsachse wenigstens teilelastisch komprimierten und/oder in der Spannmittelrichtung zugestellten, insbesondere ausgedehnten und/oder verschobenen, insbesondere verschraubten, bzw. montierten Zustand das Stellmittel gegen die erste Anlagefläche verspannt, insbesondere presst, bzw. das hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird, wobei in einer Ausführung die Spannmittelrichtung mit der Längsachse der Schaufel einen Winkel von wenigstens 45°, in einer Ausführung wenigstens 60°, insbesondere wenigstens 75° und in einer Ausführung wenigstens 85°, einschließt.
- In einer Ausführung wird somit das Stellmittel nicht mehr, wenigstens überwiegend, in Längsachsrichtung der Schaufel bzw. - bezogen auf die Schaufellängsachse - axial und/oder mit einem Absatz der Schaufel verspannt, sondern, wenigstens überwiegend, senkrecht bzw. quer zur Längsachsrichtung bzw. - bezogen auf die Schaufellängsachse - radial und/oder mit einer bzw. gegen eine seitlich angeordnete(n) Anlagefläche bzw. Längsseite der Schaufel, insbesondere des Schaufelschaftes.
- Hierdurch kann, insbesondere auch bei Schaufeln mit schlanke(re)n Schaufelschäften, eine (größere) Anlagefläche zur Verfügung gestellt und dadurch insbesondere deren Belastung reduziert und so die Montage und/oder Zuverlässigkeit verbessert werden. Zusätzlich oder alternativ kann hierdurch in einer Ausführung die Anlagefläche zum Verspannen zugleich als Abstützfläche zum Aktuieren bzw. Verstellen der Schaufel durch das Stellmittel fungieren. Zusätzlich oder alternativ kann hierdurch in einer Ausführung die Schaufelanordnung in Richtung der Längsachse der Schaufel kompakter bauen.
- Unter einer (teil)elastischen Kompression quer zur Längsachse der Schaufel wird vorliegend insbesondere eine, in einer Ausführung formschlüssig bewirkte bzw. -dingte, (teil)elastische, insbesondere mikroskopische, Verkürzung bzw. Stauchung ε des Spannmittels verstanden, die aufgrund des Elastizitätsgesetzes σ = σ(E, ε) mit dem Elastizitätsmodul E entsprechende Verspannungskräfte bzw. -spannungen aufprägt bzw. bewirkt. In einer Ausführung wird die Kompression durch das Zustellen des Spannmittels in der Spannmittelrichtung bewirkt.
- In einer Ausführung weist die Schaufel bzw. der Schaufelschaft wenigstens eine zweite, insbesondere ebene, Anlagefläche auf, mit der bzw. gegen die das Stellmittel, insbesondere formschlüssig und/oder kontaktierend, verspannt, insbesondere gepresst, wird bzw. ist, bzw. die hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird.
- In einer Ausführung wird bzw. ist das Stellglied nur mit bzw. gegen die erste und gegebenenfalls zweite Anlagefläche verspannt, in einer anderen Ausführung auch noch gegen eine oder mehrere weitere Anlageflächen, die von der ersten und/oder gegebenenfalls zweiten Anlagefläche beabstandet oder, insbesondere stetig, in (wenigstens eine) diese(r) übergehen können.
- In einer Ausführung ist die zweite Anlagefläche gegen die erste Anlagefläche geneigt, in einer Ausführung um wenigstens 30°, insbesondere um wenigstens 60°, und/oder um höchstens 120°, insbesondere um weniger als 90°. In einer Ausführung wird bzw. ist das Stellglied durch die erste und zweite Anlagefläche, insbesondere hierdurch, spielfrei verspannt bzw. sind diese hierzu eingerichtet.
- In einer Ausführung ist auch die zweite Anlagefläche gegen die Längsachse der Schaufel bzw. des Schaufelschafts nicht oder um höchstens 15°, insbesondere um höchstens 10°, in einer Ausführung um höchstens 5° geneigt. Zusätzlich oder alternativ wird bzw. ist in einer Ausführung das Stellmittel durch das wenigstens teilelastische Komprimieren quer zur Längsachse der Schaufel und/oder das Zustellen des bzw. das quer zur Längsachse der Schaufel wenigstens teilelastisch komprimierte und/oder in der Spannmittelrichtung zugestellte Spannmittel(s) auch gegen die zweite Anlagefläche verspannt, insbesondere gepresst, bzw. Spannmittel und zweite Anlagefläche hierzu verwendet bzw. eingerichtet.
- Hierdurch kann in einer Ausführung die Montage, Stabilität, Belastung und/oder Zuverlässigkeit (weiter) verbessert werden.
- In einer Ausführung sind die erste und zweite Anlagefläche symmetrisch zueinander. Hierdurch kann in einer Ausführung die Belastung (weiter) verbessert werden.
- In einer anderen Ausführung sind die erste und zweite Anlagefläche nicht symmetrisch zueinander. Hierdurch kann in einer Ausführung die Montage (weiter) verbessert, insbesondere eine eindeutige Montage(orientierung) sichergestellt werden. Allgemein ist in einer Ausführung das Stellmittel nur in einer, insbesondere durch eine Kontaktgeometrie, vorgegebenen Orientierung an der Schaufel montierbar.
- In einer Ausführung wird bzw. ist das Spannmittel an, insbesondere wenigstens teilweise in, dem Stellmittel, insbesondere zerstörungsfrei lösbar, insbesondere form- und/oder reibschlüssig, insbesondere selbsthemmend, befestigt, insbesondere in der Spannmittel- oder einer anderen Richtung montiert, insbesondere in das Stellmittel eingeführt, in einer Ausführung mit diesem verschraubt, verrastet, verkeilt und/oder in dieses eingepresst. In einer Ausführung wird bzw. ist das Spannmittel an, insbesondere wenigstens teilweise in, dem Stellmittel nicht zerstörungsfrei lösbar, insbesondere stoffschlüssig, insbesondere mittels Schweißen, Löten und/oder Kleben, befestigt,
- In einer erfindungsgemäßen Alternative weist das Spannmittel eine Schraube auf, insbesondere eine in der Spannmittelrichtung eingeschraubte Schraube und/oder eine Schraube mit einem Mehrkant-, insbesondere Vier-, Sechs- oder Achtkantkopf bzw. eine Vier-, Sechs- oder Achtkantschraube, was insbesondere zur Sicherung durch ein oder mehrere nachfolgend erläuterte Sicherungsmittel vorteilhaft sein kann.
- In einer weiteren erfindungsgemäßen Alternative kann das Spannmittel einen Keil aufweisen, und/oder sich auf einer Keilfläche des Stellmittels und/oder einer Keilfläche der Schraube abstützen, die gegen die Längsachse der Schaufel geneigt ist, so dass ein Verschieben dieses Spannmittels (auch) in Richtung der Längsachse der Schaufel das Stellmittel gegen die Schaufel, insbesondere deren erste Anlagefläche, verspannt.
- Erfindungsgemäß drückt das Spannmittel in einer Ausführung gegen eine, in einer Ausführung ebene, Kontaktfläche der Schaufel, insbesondere des Schaufelschaftes, und verspannt bzw. presst hierdurch das Stellmittel gegen die Schaufel bzw. den Schaufelschaft bzw. die erste und gegebenenfalls zweite Anlagefläche.
- In einer Ausführung ist bzw. wird das Spannmittel quer zur Längsachse der Schaufel (gesehen) zwischen einer Längsseite, insbesondere Kontaktfläche, der Schaufel und einer, insbesondere in Richtung quer zur Längsachse der Schaufel (gesehen), gegenüberliegenden Stützfläche des Stellmittels angeordnet, insbesondere abgestützt, insbesondere zum Verspannen des Stellmittels gegen die Schaufel wenigstens teilelastisch komprimiert, in einer Ausführung durch Abstützen auf einer Keilfläche des Stellmittels und/oder einer Keilfläche der Schraube, die gegen die Längsachse der Schaufel geneigt ist.
- Das Stellmittel kann in einer Ausführung ein(en) Stellhebel aufweisen, insbesondere sein. In einer Ausführung weist Stellmittel bzw. -hebel wenigstens einen Punkt auf, der bei an der Schaufel montiertem Stellmittel von der Längsachse der Schaufel bzw. des Schaufelschafts maximal entfernt liegt, wobei eine Normale bzw. Senkrechte auf der Längsachse von der Längsachse zu diesem Punkt eine Maximalerstreckung(srichtung) des Stellmittels bzw. -hebels (von der Schaufel weg) im Sinne der vorliegenden Erfindung definiert.
- In einer Ausführung liegen das Spannmittel und diese Maximalerstreckungsrichtung des Stellmittels in Umfangsrichtung um die Längsachse der Schaufel (gesehen) in demselben Halb-, insbesondere demselben Viertelkreissektor bzw. in demselben Kreissektor von 180°, insbesondere 90°. Somit wird bzw. ist das Spannmittel in einer Ausführung, wenigstens im Wesentlichen, in Richtung der maximalen Erstreckung des Stellmittels angeordnet, insbesondere in dieses eingeschraubt.
- Hierdurch kann in einer Ausführung Bauraum in Richtung der Längsachse eingespart und/oder die Montage (weiter) verbessert werden.
- In einer anderen Ausführung liegen das Spannmittel und diese Maximalerstreckungsrichtung des Stellmittels von der Schaufel weg in Umfangsrichtung um die Längsachse der Schaufel (gesehen) in einander gegenüberliegenden Halb-, insbesondere Viertelkreissektoren bzw. in einander gegenüberliegenden Kreissektoren von je 180°, insbesondere je 90°, die in Umfangsrichtung um 180° gegeneinander verdreht sind. Somit wird das Spannmittel in einer Ausführung, wenigstens im Wesentlichen, entgegen der Richtung der maximalen Erstreckung des Stellmittels angeordnet, insbesondere in dieses eingeschraubt.
- Hierdurch kann in einer Ausführung Bauraum auf der der Maximalerstreckungsrichtung gegenüberliegenden Seite eingespart werden.
- In einer anderen Ausführung liegen das Spannmittel und die Maximalerstreckungsrichtung des Stellmittels von der Schaufel weg in Umfangsrichtung um die Längsachse der Schaufel (gesehen) in Halb-, insbesondere Viertelkreissektoren bzw. Kreissektoren von je 180°, insbesondere je 90°, die in Umfangsrichtung um 90° gegeneinander verdreht sind.
- Hierdurch kann in einer Ausführung Bauraum in Richtung der Längsachse und auf der der Maximalerstreckungsrichtung gegenüberliegenden Seite eingespart und/oder die Montage (weiter) verbessert werden.
- In einer Ausführung weist die Schaufelanordnung eine Sicherungsmittelanordnung mit einem oder mehreren Sicherungsmitteln auf, durch die das Spannmittel, insbesondere gegen ein Lösen, gesichert wird bzw. ist bzw. die hierzu eingerichtet sind bzw. verwendet werden, insbesondere ein oder mehrere Sicherungsmittel zum formschlüssigen Sichern und/oder ein oder mehrere Sicherungsmittel zum reibschlüssigen Sichern.
- In einer Ausführung wird bzw. ist wenigstens ein Sicherungsmittel der Sicherungsmittelanordnung mit dem Stellmittel und/oder Spannmittel verschraubt bzw. hierzu verwendet bzw. eingerichtet. In einer Weiterbildung kann ein solches Sicherungsmittel einen selbstsichernden Gewindeeinsatz aufweisen, der mit dem Stellmittel und dem Spannmittel verschraubt wird bzw. ist, insbesondere ein solcher sein.
- Zusätzlich oder alternativ wird bzw. ist wenigstens ein Sicherungsmittel der Sicherungsmittelanordnung plastisch deformiert und/oder zwischen Spannmittel und Stellmittel, insbesondere in der Spannmittelrichtung, federnd gehalten, und/oder integral mit dem Spannmittel ausgebildet bzw. hierzu verwendet bzw. eingerichtet. In einer Weiterbildung kann ein solches Sicherungsmittel ein Sicherungsblech aufweisen, insbesondere ein solches sein.
- Hierdurch kann in einer Ausführung die Montage, Stabilität, Belastung und/oder Zuverlässigkeit (weiter) verbessert werden.
- In einer Ausführung weist die Schaufelanordnung wenigstens ein an der Schaufel und/oder dem Stellmittel, insbesondere lösbar, befestigtes Positioniermittel und/oder wenigstens einen, insbesondere integral ausgebildeten oder unlösbar befestigten, Vorsprung an der Schaufel und/oder dem Stellmittel auf, durch das bzw. den das Stellmittel an der Schaufel in Richtung ihrer Längsachse, insbesondere form- und/oder reibschlüssig, axial positioniert wird bzw. ist bzw. das bzw. der hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird.
- In einer Ausführung sind das bzw. wenigstens ein Sicherungs- und Positioniermittel integral miteinander ausgebildet. In einer Weiterbildung fungiert das bzw. wenigstens ein Sicherungsblech zugleich als axiales Positioniermittel.
- In einer Ausführung weist die Schaufel, insbesondere ihr Schaufelschaft, wenigstens eine Vertiefung auf, in die das Spannmittel eingreift, bzw. die hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird.
- Zusätzlich oder alternativ weist die Schaufel, insbesondere ihr Schaufelschaft, in einer Ausführung wenigstens eine Vertiefung auf, in die das wenigstens eine Sicherungs- und/oder Positioniermittel eingreift, bzw. die hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird.
- In einer Ausführung weist das Stellmittel eine Aussparung bzw. Innenfläche auf, die gegen die erste und/oder zweite Anlagefläche der Schaufel bzw. des Schaufelschaftes verspannt bzw. gepresst wird bzw. hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird.
- Hierdurch kann in einer Ausführung jeweils, insbesondere in Kombination, die Montage, Stabilität, Belastung und/oder Zuverlässigkeit (weiter) verbessert werden.
- In einer Weiterbildung ist die Aussparung des Stellmittels zum Verspannen gegen die erste und/oder zweite Anlagefläche der Schaufel beidseitig offen bzw. durchgängig ausgebildet, in einer Ausführung mittels eines elektrochemischem Abtragen und/oder Funkenerosion.
- Hierdurch kann in einer Ausführung deren Herstellung und/oder die Montage (weiter) verbessert werden.
- In einer anderen Weiterbildung ist die Aussparung des Stellmittels zum Verspannen gegen die erste und/oder zweite Anlagefläche der Schaufel einseitig geschlossen bzw. (nur) einseitig offen ausgebildet, in einer Ausführung mittels eines elektrochemischem Abtragen und/oder Funkenerosion.
- Hierdurch kann in einer Ausführung an der Schaufel ein besonders zuverlässiger Anschlag zum axialen Positionieren des Stellmittels an der Schaufel in Richtung ihrer Längsachse ausgebildet werden.
- In einer Ausführung ragen bzw. stehen die erste und/oder zweite Anlagefläche der Schaufel aus der Aussparung des Stellmittels ein- oder beidseitig hervor.
- Hierdurch können in einer Ausführung die Montage verbessert, insbesondere Toleranzen ausgeglichen werden.
- Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
- Fig. 1
- eine Schaufelanordnung mit einer verstellbaren Schaufel und einem Stellmittel nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Seitansicht;
- Fig. 2
- eine perspektivische Teilansicht der Schaufel;
- Fig. 3
- einen Schnitt längs A-A in
Fig. 1 ; - Fig. 4
- eine Draufsicht auf die Schaufelanordnung der
Fig. 1 ; - Fig. 5
- einen Schnitt längs B-B in
Fig. 4 ; - Fig. 6
- eine Draufsicht auf eine Schaufelanordnung mit einer verstellbaren Schaufel und einem Stellmittel nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in
Fig. 4 entsprechender Darstellung; - Fig. 7
- einen Schnitt längs C-C in
Fig. 6 ; - Fig. 8
- eine Draufsicht auf eine Schaufelanordnung mit einer verstellbaren Schaufel und einem Stellmittel nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in
Fig. 4 ,6 entsprechender Darstellung; - Fig. 9
- einen Schnitt längs D-D in
Fig.8 ; - Fig. 10
- eine Draufsicht auf eine Schaufelanordnung mit einer verstellbaren Schaufel und einem Stellmittel nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in
Fig. 4 ,6 ,8 entsprechender Darstellung; und - Fig. 11
- einen Schnitt längs E-E in
Fig. 10 . -
Fig. 1-5 zeigen eine Schaufelanordnung mit einer verstellbaren Schaufel und einem Stellmittel 20 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer Seitansicht (Fig. 1 ), Draufsicht (Fig. 4 ) bzw. Schnittansichten (Fig. 3 ,5 ) bzw. die Schaufel in einer perspektivischen Teilansicht (Fig. 2 ). - Die Schaufel weist ein Schaufelblatt 15 und einen Schaufelschaft 10 auf, der in einem Gehäuse einer Verdichter- oder Turbinenstufe um eine Längsachse L der Schaufel bzw. des Schaufelschaftes drehbar gelagert wird bzw. ist bzw. hierzu vorgesehen ist. Dies ist an sich bekannt und daher hier nicht dargestellt.
- Schaufel bzw. Schaufelschaft weisen eine erste Anlagefläche 11 und eine hierzu symmetrische zweite Anlagefläche 12 auf, die gegeneinander geneigt sind, im Ausführungsbeispiel um etwa 70°.
- Beide sind im Ausführungsbeispiel parallel zur Längsachse L, d. h. gegen diese nicht geneigt. In einer nicht dargestellten Abwandlung sind die beiden Anlageflächen 11, 12 nicht symmetrisch zueinander und/oder leicht gegen die Längsachse L geneigt.
- Auf der den beiden Anlageflächen 11, 12 gegenüberliegenden Seite weist die Schaufel bzw. der Schaufelschaft eine Vertiefung mit einer ebenen Grundfläche 13 und eine Schlitznut 14 auf (vgl.
Fig. 5 ). - Das Stellmittel 20 weist eine Aussparung in Form einer Durchgangsöffnung 21 auf, mit der es auf den Schaufelschaft 10 aufgesteckt wird bzw. ist, so dass dieser bzw. seine Anlageflächen 11, 12 die Durchgangsöffnung 21 durchgreifen.
- Ein Spannmittel in Form einer Sechskantschraube 30 ist bzw. wird in einer Spannmittelrichtung S, die auf der Längsachse L wenigstens im Wesentlichen senkrecht steht, d. h. mit dieser einen Winkel von etwa 90° einschließt, in das Stellmittel 20 eingeschraubt (horizontal von links nach rechts in
Fig. 1 ,3-5 ), so dass die Schraube 30 in die Vertiefung mit der ebenen Grundfläche 13 eingreift und in der Spannmittelrichtung S gegen die Grundfläche drückt und dadurch das Stellmittel 20 gegen die Anlageflächen 11, 12 zieht und spielfrei gegen diese verspannt bzw. presst, wobei die Schraube 30 quer zur Längsachse L der Schaufel wenigstens teilelastisch komprimiert wird. - Die Schraube 30 wird bzw. ist durch ein erstes Sicherungsmittel in Form eines mit bzw. zwischen Stellmittel 20 und Schraube 30 verschraubten selbstsichernden Gewindeeinsatzes 41 und ein zweites Sicherungsmittel in Form eines Sicherungsbleches 42 gesichert, das hierzu teilweise plastisch umgebogen wird bzw. ist.
- Wie insbesondere in
Fig. 5 erkennbar, wird bzw. ist das Sicherungsblech 42 zwischen dem Kopf der Schraube 30 und dem Stellmittel 20 federnd gehalten, so dass die Schraube 30 das Stellmittel 20 gegen die Anlageflächen 11, 12 ziehen und so gegen diese verspannen kann. Mit anderen Worten ist das Sicherungsblech hier zum Ausgleich von Toleranzen flexibel. - Zudem greift das Sicherungsblech 42 in die Schlitznut 14 ein und positioniert das Stellmittel 20 so an der Schaufel axial in Richtung ihrer Längsachse L. Entsprechend bildet das Sicherungsblech 42 ein integral ausgebildetes Sicherungs- und Positioniermittel.
-
Fig. 6, 7 zeigen inFig. 4, 5 entsprechender Weise eine Schaufelanordnung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung. Einander entsprechende Merkmale sind durch identische Bezugszeichen identifiziert, so dass auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen und nachfolgend nur auf Unterschiede eingegangen wird. - Das Stellmittel 20 weist eine Maximalerstreckungsrichtung M von der Schaufel weg auf (horizontal von links nach rechts in
Fig. 4-7 ). - In der Ausführung der
Fig. 4, 5 liegen das Spannmittel 30 und diese Maximalerstreckungsrichtung Min Umfangsrichtung um die Längsachse L gesehen in einander gegenüberliegenden Halbkreissektoren, da die Schraube 30 sozusagen von der dem Stellmittel 20 bzw. seiner Maximalerstreckung gegenüberliegenden Seite in dieses eingeschraubt wird bzw. ist. - In der Ausführung der
Fig. 6, 7 liegen das Spannmittelrichtung 30 und die Maximalerstreckungsrichtung M hingegen in Umfangsrichtung um die Längsachse L gesehen in demselben Halbkreissektor, da die Schraube 30 sozusagen von der Seite der Maximalerstreckung des Stellmittels 20 in dieses eingeschraubt wird bzw. ist. - Wie der Vergleich der
Fig. 5 ,7 veranschaulicht, kann durch das Einschrauben entgegen der Maximalerstreckungsrichtung M links inFig. 7 Bauraum gespart werden, durch das Einschrauben in der Maximalerstreckungsrichtung M Bauraum oben inFig. 5 . -
Fig. 8, 9 zeigen inFig. 4, 5 entsprechender Weise eine Schaufelanordnung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung. Einander entsprechende Merkmale sind wieder durch identische Bezugszeichen identifiziert, so dass auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen und nachfolgend nur auf Unterschiede eingegangen wird. - In der Ausführung der
Fig. 8, 9 weist das Stellmittel einen integral ausgebildeten Vorsprung 22 in der beidseitig offenen Aussparung 21 auf, der in die keilförmige Nut 14 im Schaufelschaft 10 eingreift, wodurch das Stellmittel 20 an der Schaufel bzw. ihrem Schaufelschaft 10 in Richtung ihrer Längsachse L axial positioniert wird. In nicht dargestellten Abwandlungen kann die Aussparung 21 auch einseitig (oben inFig. 9 ) geschlossen sein oder umgekehrt die Schaufel bzw. ihr Schaufelschaft 10 einen Vorsprung zum axialen Positionieren aufweisen. -
Fig. 10, 11 zeigen inFig. 4, 5 entsprechender Weise eine Schaufelanordnung nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung. Einander entsprechende Merkmale sind wieder durch identische Bezugszeichen identifiziert, so dass auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen und nachfolgend nur auf Unterschiede eingegangen wird. - In der Ausführung der
Fig. 10, 11 ist das Spannmittel nicht als Schraube 30, sondern als Keil 31 ausgebildet, der sich auf einer Keilfläche 23 des Stellhebels 20 selbsthemmend abstützt, dadurch zwischen dieser Stützfläche 23 und der dieser quer zur Längsachse L gegenüberliegenden Längsseite bzw. Kontaktfläche 13 der Schaufel bzw. des Schaufelschafts 10 wenigstens teilelastisch komprimiert ist und so den Stellhebel gegen die erste Anlagefläche 11' verspannt, die in der Ausführung derFig. 10, 11 gekrümmt ist. - Integral mit dem Keil 31 ist ein Sicherungsmittel in Form einer Lasche 43 ausgebildet, die zum Sichern des Keils unter dem Stellhebel plastisch umgebogen ist.
- Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei daraufhingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.
- So können insbesondere die Ausführungen der
Fig. 6-9 kombiniert sein oder die Spannmittelrichtung S auch beispielsweise senkrecht auf der Zeichenebene derFig. 5 ,7 bzw. 9 stehen bzw. inFig. 4 ,6 bzw. 8 vertikal sein. - Gleichermaßen kann in der Ausführung der
Fig. 10, 11 der Keil 31 auch im Halbkreissektor der Maximalerstreckungsrichtung (vgl. 6) oder einem gegen dessen Halbkreissektor um 90° verdrehten Halbkreissektor angeordnet und/oder zusätzlich oder alternativ zur integralen Lasche 43 durch ein separates Sicherungsmittel gesichert sein bzw. werden. - Auch kann zusätzlich oder alternativ zur Keilfläche 23 auch der Schaufelschaft eine Keilfläche aufweisen, so dass der Stellhebel durch Einschieben des Keils 31 oder eines anders geformten Spannmittels gegen die erste Anlagefläche 11' verspannt wird, die in einer Abwandlung zusätzlich oder alternativ auch eben sein kann.
- In der Ausführung der
Fig. 10, 11 schließt aufgrund des spitzen Winkels der Keilfläche 23 die Spannmittelrichtung, in der der Keil 31 zum Verspannen des Stellhebels 20 gegen die erste Anlagefläche 11' zugestellt wird, einen Winkel von weniger als 45° mit der Längsachse L der Schaufel ein. - In einer nicht dargestellten Abwandlung der Ausführung der
Fig. 5 oder7 kann anstelle eines Einschraubens der Schraube 30 in der Spannmittelrichtung mit entsprechender wenigstens teilelastischer Kompression beispielsweise ein Spannmittel verwendet werden, dass sich in Spannmittelrichtung ausgedehnt hat und hierdurch den Stellhebel 20 gegen die erste Anlagefläche 11' verspannt. - Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
-
- 10
- Schaufelschaft
- 11; 11'
- erste Anlagefläche
- 12
- zweite Anlagefläche
- 13
- Vertiefung/Kontaktfläche
- 14
- Nut
- 15
- Schaufelblatt
- 20
- Stellmittel
- 21
- Aussparung
- 22
- Vorsprung
- 23
- Keil-/Stützfläche
- 30
- Schraube (Spannmittel)
- 31
- Keil (Spannmittel)
- 41
- selbstsichernder Gewindeeinsatz
- 42
- Sicherungsblech
- 43
- Sicherungslasche
- L
- Längsachse
- M
- Maximalerstreckungsrichtung
- S
- Spannmittelrichtung
Claims (13)
- Schaufelanordnung mit einem Stellmittel und mit einer verstellbaren Schaufel (10-15) für eine Turbomaschine, die wenigstens eine erste, insbesondere ebene oder gekrümmte, Anlagefläche (11; 11') zum, insbesondere spielfreien, Verspannen des Stellmittels (20) der Schaufelanordnung zum Verstellen der Schaufel aufweist, wobei diese erste Anlagefläche gegen eine Längsachse (L) der Schaufel nicht oder um höchstens 15° geneigt ist und die Schaufelanordnung ein Spannmittel (30; 31) zum Verspannen des Stellmittels gegen die erste Anlagefläche durch wenigstens teilelastische Kompression des Spannmittels quer zur Längsachse der Schaufel und/oder durch Zustellen des Spannmittels in einer Spannmittelrichtung (S) aufweist, die mit der Längsachse der Schaufel einen Winkel von wenigstens 45° einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel eine Schraube oder einen Keil aufweist und zum Verspannen des Stellmittels gegen eine, insbesondere ebene, Kontaktfläche (13) der Schaufel drückt.
- Schaufelanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufel wenigstens eine zweite, insbesondere ebene, Anlagefläche (12) zum, insbesondere spielfreien, Verspannen des Stellmittels aufweist, die gegen die erste Anlagefläche geneigt ist, wobei die zweite Anlagefläche gegen die Längsachse der Schaufel nicht oder um höchstens 15° geneigt ist und/oder das Stellmittel durch wenigstens teilelastische Kompression des Spannmittels quer zur Längsachse der Schaufel und/oder durch Zustellen des Spannmittels in der Spannmittelrichtung gegen die zweite Anlagefläche verspannbar ist.
- Schaufelanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Anlagefläche symmetrisch oder nicht symmetrisch zueinander sind.
- Schaufelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel zerstörungsfrei lösbar, insbesondere selbsthemmend, oder nicht zerstörungsfrei lösbar an dem Stellmittel befestigt ist und/oder dass das Spannmittel quer zur Längsachse der Schaufel zwischen einer Längsseite der Schaufel und einer gegenüberliegenden Stützfläche (23) des Stellmittels wenigstens teilelastisch komprimiert ist.
- Schaufelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel und eine Maximalerstreckungsrichtung (M) des Stellmittels von der Schaufel weg in Umfangsrichtung um die Längsachse der Schaufel in demselben Halb-, insbesondere Viertelkreissektor, in einander gegenüberliegenden Halb-, insbesondere Viertelkreissektoren, oder in gegeneinander um 90° verdrehten Halb-, insbesondere Viertelkreissektoren liegen.
- Schaufelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sicherungsmittelanordnung mit wenigstens einem Sicherungsmittel (41, 42; 43) zum, insbesondere form- und/oder reibschlüssigen, Sichern des Spannmittels.
- Schaufelanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sicherungsmittel der Sicherungsmittelanordnung mit dem Stellmittel und/oder Spannmittel verschraubt (41) und/oder plastisch deformiert (42; 43) und/oder zwischen Spannmittel und Stellmittel federnd gehalten (42) und/oder integral mit dem Spannmittel ausgebildet (43) ist.
- Schaufelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens ein an der Schaufel und/oder dem Stellmittel befestigtes Positioniermittel (42) und/oder wenigstens einen Vorsprung (22) an der Schaufel und/oder dem Stellmittel zum, insbesondere form- und/oder reibschlüssigen, axialen Positionieren des Stellmittels an der Schaufel in Richtung ihrer Längsachse.
- Schaufelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein integral ausgebildetes Sicherungs- und Positioniermittel (42) zum, insbesondere form- und/oder reibschlüssigen, Sichern des Spannmittels und axialen Positionieren des Stellmittels an der Schaufel in Richtung ihrer Längsachse.
- Schaufelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufel wenigstens eine Vertiefung (13) zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Spannmittels und/oder wenigstens eine Vertiefung (14) zur wenigstens teilweisen Aufnahme des Sicherungs- und/oder Positioniermittels aufweist.
- Schaufelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel eine beidseitig offene oder einseitig geschlossene Aussparung (21) zum Verspannen gegen die erste und/oder zweite Anlagefläche der Schaufel aufweist.
- Turbomaschinenbaugruppe, insbesondere Verdichter-oder Turbinenstufe einer Gasturbine, insbesondere eines Flugtriebwerks, oder Turbomaschine, insbesondere Gasturbine, insbesondere eines Flugtriebwerks, mit wenigstens einer Schaufelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
- Verfahren zum Montieren einer Schaufelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schaufel (10-15) und Stellmittel (20), insbesondere durch wenigstens teilelastische Kompression des Spannmittels quer zur Längsachse der Schaufel und/oder durch Zustellen des Spannmittels (30) in der Spannmittelrichtung (S), verspannt werden.
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