(19) |
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(11) |
EP 3 156 135 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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18.03.2020 Patentblatt 2020/12 |
(22) |
Anmeldetag: 10.08.2016 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(54) |
ABDECKVORRICHTUNG ZUR ANBRINGUNG AN EINEM BAUTEIL
COVERING DEVICE FOR ATTACHMENT TO A COMPONENT
DISPOSITIF DE RECOUVREMENT A MONTER SUR UN COMPOSANT
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
13.10.2015 DE 102015117424
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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19.04.2017 Patentblatt 2017/16 |
(73) |
Patentinhaber: Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG |
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15827 Blankenfelde-Mahlow (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Herbert, Thomas
15827 Blankenfelde-Mahlow (DE)
- Feldmann, Goetz
15827 Blankenfelde-Mahlow (DE)
- Rodinger, Benjamin
15827 Blankenfelde-Mahlow (DE)
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(74) |
Vertreter: Kronthaler, Schmidt & Coll. |
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Intellectual Property Counselors
Pfarrstrasse 14 80538 München 80538 München (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A1- 1 958 702 US-A1- 2006 141 158
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JP-A- 2001 054 759
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Abdeckvorrichtung zur Anbringung an einem zumindest bereichsweise
rotationssymmetrisch ausgeführten Bauteil mit einer formstabil ausgeführten Halteeinrichtung,
die zur umfangsseitigen Einfassung eines Bereichs des Bauteils ausgebildet ist, gemäß
der im Patentanspruch 1 näher definierten Art.
[0002] Aus der Praxis sind Triebwerksbauteile bekannt, von denen bestimmte Bereiche insbesondere
zur Erzielung einer gewünschten Festigkeit oder Haltbarkeit zu beschichten sind. Es
handelt sich hierbei beispielsweise um Rotor- bzw. Blisktrommeln, bei denen im Betrieb
eines Triebwerks mit Statorschaufeln dichtend zusammenwirkende Bereiche mit einer
harten Beschichtung, beispielsweise einem sogenannten Plasmaliner, versehen werden.
Hierdurch wird erreicht, dass die Bereiche härter als die Statorschaufeln ausgeführt
sind und die Statorschaufeln im Betrieb des Triebwerks ohne eine Beschädigung der
Bereiche an der Beschichtung abgerieben werden.
[0003] Da sowohl Schaufeln als auch sogenannte Schaufelfilletbereiche der Rotortrommeln
empfindliche Oberflächen aufweisen, werden diese während eines der Beschichtung mit
Plasmaliner vorgelagerten abrasiven Sandstrahlverfahrens und während des hochenergetischen
Plasmabeschichtungsverfahrens abgedeckt. Hierdurch werden diese Bereiche auch vor
einem unerwünschten Anhaften von Fremdpartikeln, einem sogenannten Overspray, geschützt.
Aus der Praxis ist es hierzu bekannt, die nicht zu beschichtenden Bereiche bzw. zu
schützende Bauteiloberflächen mittels Abdeckklebebändern zu maskieren. Die Abdeckklebebänder
sind dabei jeweils entsprechend der zu maskierenden Schaufelreihen zuzuschneiden und
werden in einzelnen Segmenten auf die Schaufelreihen aufgebracht.
[0004] Eine Anbringung derartiger Abdeckklebebänder ist nachteilhafterweise sehr zeitaufwändig
und fehleranfällig, wobei die Abdeckklebebänder zudem teilweise nicht in gewünschtem
Umfang dem Beschichtungsvorgang standhalten. Weiterhin können bei einer Entfernung
der Abdeckklebebänder Rückstände auf der Bauteiloberfläche haften bleiben, die aufwändig
zu entfernen sind. Für die Beschichtung eines weiteren baugleichen Bauteils sind dabei
nachteilhafterweise neue Abdeccklebebänder zu verwenden, so dass insgesamt ein großer
Materialbedarf besteht, wodurch hohe Kosten verursacht werden.
[0005] Aus der
EP 2 915 590 A1 ist eine einen Behälter, ein erstes Abdeckelement und ein zweites Abdeckelement umfassende
Vorrichtung bekannt, mittels der nicht zu beschichtende Bereiche einer Blisk, d. h.
einer integral mit Schaufel ausgeführten Scheibe, abdeckbar sind. Um einen Spalt zwischen
einem Abdeckelement und der Blisk in montiertem Zustand der Vorrichtung abzudichten,
ist eine selbstklebend ausgeführte Dichtung aus Keramikfaserpapier vorgesehen.
[0006] Eine derartige Vorrichtung ist aufwändig zu montieren, wobei zunächst die Dichtung
an der Schaufel aufzukleben ist und anschließend die viele Bauteile umfassende Vorrichtung
zu montieren ist. Zudem sind die Teile der Vorrichtung und die Dichtung nach einer
Bearbeitung zeitaufwändig separat von der Schaufel zu entfernen. Zur Bearbeitung eines
weiteren baugleichen Bauteils ist eine neue Dichtung vorzusehen, so dass diese Vorgehensweise
material- und kostenintensiv ist.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdeckvorrichtung zur
Anordnung an einem rotationssymmetrischen Bauteil zur Verfügung zu stellen, die insgesamt
einfach montierbar und für mehrere baugleiche Bauteile einsetzbar ist.
[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Abdeckvorrichtung mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst.
[0009] Es wird eine Abdeckvorrichtung eines Bauteils einer Strömungsmaschine zur Anbringung
an dem zumindest bereichsweise rotationssymmetrisch ausgeführten Bauteil mit einer
formstabil ausgeführten Halteeinrichtung vorgeschlagen, die zur umfangsseitigen Einfassung
eines Bereichs des Bauteils ausgebildet ist.
[0010] Erfindungsgemäß ist eine zumindest bereichsweise flexibel ausgeführte Einlegeeinrichtung
vorgesehen, die in die Halteeinrichtung eingelegt ist und in montiertem Zustand der
Abdeckvorrichtung zumindest bereichsweise zwischen der Halteeinrichtung und dem Bauteil
angeordnet ist und an dem Bauteil anliegt.
[0011] Die erfindungsgemäße Abdeckvorrichtung hat den Vorteil, dass sie durch die insbesondere
formschlüssige Anbindung der Einlegeeinrichtung an die Halteeinrichtung zum Schutz
eines Bereichs eines Bauteils insgesamt einfach und schnell an dem Bauteil montierbar
ist. Zudem kann die Abdeckvorrichtung nach einer Bearbeitung des Bauteils komplett
von diesem entfernt und in vergleichbarer Weise wieder bei dem nächsten baugleichen
Bauteil oder zumindest bereichsweise vergleichbar aufgebauten Bauteil verwendet werden.
Die Abdeckvorrichtung ist somit vorteilhafterweise reversibel einsetzbar. Ein Materialbedarf
gegenüber herkömmlichen Ausführungen ist hierdurch vorteilhafterweise reduziert, so
dass die Abdeckvorrichtung kostengünstig einsetzbar ist. Dadurch, dass die Einlegeeinrichtung
in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung zumindest bereichsweise direkt an einen
Bereich des Bauteils grenzt, ist mit der erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung auf einfache
Weise eine definierte Abgrenzung zwischen dem beispielsweise zu bearbeitenden Bereich
des Bauteils und einem durch die Abdeckvorrichtung abgedeckten und zu schützenden
Bereich des Bauteils erzielbar.
[0012] Die Einlegeeinrichtung ist auf einfache Weise insbesondere reversibel an der Halteeinrichtung
festlegbar, wobei die Einlegeeinrichtung in an die Halteeinrichtung montiertem Zustand
insbesondere formschlüssig mit der Halteeinrichtung verbunden ist. Weiterhin können
auch Mittel zur sicheren Festlegung der Einlegeeinrichtung an der Halteeinrichtung
vorgesehen sein, wobei die Einlegeeinrichtung beispielsweise auch über eine Klebeverbindung
an die Halteeinrichtung angebunden sein kann.
[0013] Mit der erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung können bereichsweise zu beschichtende
Bauteile somit auf kostengünstige Weise gewichtsoptimiert mit einer gewünschten Zuverlässigkeit
und Sicherheit hergestellt werden.
[0014] Die erfindungsgemäße Abdeckvorrichtung kann auch zum Schutz von Bereichen eines Bauteils
während eines Herstellungsprozesses eingesetzt werden, um auf einfache Weise zu verhindern,
dass beispielsweise Oberflächen von von der Abdeckvorrichtung zu schützenden Bereichen
des Bauteils während des Herstellungsverfahrens beispielsweise durch Kratzer beschädigt
werden.
[0015] Zum Zusammenwirken mit dem Bauteil kann die erfindungsgemäße Abdeckvorrichtung einen
definierten Auflagepunkt aufweisen. Alternativ hierzu kann die Abdeckvorrichtung auch
schwimmend an dem Bauteil angeordnet werden, so dass die Abdeckvorrichtung unabhängig
von in axialer Richtung auftretenden fertigungsbedingten Toleranzen am Bauteil anordenbar
ist.
[0016] Bei einer vorteilhaften Ausführung einer erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung ist
es vorgesehen, dass die Halteeinrichtung wenigstens einen Schenkel aufweist, der sich
in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung im Wesentlichen in radialer Richtung des
Bauteils erstreckt und die Einlegeeinrichtung in radialer Richtung des Bauteils zwischen
dem Schenkel der Halteeinrichtung und dem Bauteil angeordnet ist. Bei einer derartigen
Ausführung ist die Abdeckvorrichtung auf einfache Weise an dem Bauteil anordenbar
und ein zu bearbeitender Bereich des Bauteils durch die Abdeckvorrichtung definiert
durch die Einlegeeinrichtung im Bereich des Schenkels der Halteeinrichtung abgrenzbar.
[0017] Wenn die Halteeinrichtung wenigstens zwei sich in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung
im Wesentlichen in radialer Richtung des Bauteils erstreckende Schenkel aufweist,
wobei die Einlegeeinrichtung in radialer Richtung des Bauteils jeweils zwischen den
Schenkeln der Halteeinrichtung und dem Bauteil angeordnet ist, ist die Abdeckvorrichtung
besonders einfach an einem zu bearbeitenden Bauteil anordenbar. Über eine derartige
Abdeckvorrichtung können vorteilhafterweise zwei in axialer Richtung zueinander beabstandete
Bereiche des Bauteils jeweils einseitig definiert insbesondere für einen Beschichtungsvorgang
begrenzt werden. Zudem kann mittels einer derartigen Abdeckvorrichtung auf einfache
Weise ein axialer, insbesondere in radialer Richtung vorstehender Bereich des Bauteils
durch die Abdeckvorrichtung in axialer Richtung eingefasst und abgedeckt bzw. geschützt
werden, wobei die Schenkel der Halteeinrichtung in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung
insbesondere weiter nach radial innen als ein von der Abdeckvorrichtung umfasster
Bereich des Bauteils weisen.
[0018] Bei einer besonders einfach herzustellenden und zu montierenden Abdeckvorrichtung
weist bzw. weisen die Halteeinrichtung und/oder die Einlegeeinrichtung einen im Wesentlichen
U-förmigen Querschnitt auf, mittels dem vorzugsweise ein nicht zu bearbeitender Bereich
des Bauteils von insbesondere zwei zu bearbeitenden Bereichen des Bauteils definiert
getrennt ist. Die Einlegeeinrichtung ist dabei insbesondere im Wesentlichen innerhalb
eines von der Halteeinrichtung gebildeten Innenraums angeordnet, wobei die Einlegeeinrichtung
in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung vorzugsweise im gesamten Querschnittsbereich
der Halteeinrichtung zwischen dem Bauteil und der Halteeinrichtung angeordnet ist.
Hierdurch ist eine Beschädigung des Bauteils bei einer Montage des Bauteils sicher
vermieden.
[0019] Die Einlegeeinrichtung umfasst bzw. umgreift bei einer bevorzugten Ausführung der
erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung einen in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung
dem Bauteil zugewandten Bereich der Halteeinrichtung, insbesondere einen Schenkel
der Halteeinrichtung. Hierdurch kann die Einlegeeinrichtung auf einfache Weise an
der Halteeinrichtung festgelegt werden und zusätzlich sichergestellt werden, dass
in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung lediglich die Einlegeeinrichtung das Bauteil
berührt. Eine Beschädigung des Bauteils sowohl während einer Montage der Abdeckvorrichtung
als auch in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung durch die formstabile Halteeinrichtung
ist hierdurch sicher vermieden. Eine definierte Abgrenzung eines beispielsweise zu
bearbeitenden Bereichs des Bauteils von dem durch die Abdeckvorrichtung zu schützenden
Bereich kann durch die Abdeckvorrichtung auf einfache Weise erzielt werden, wenn die
Einlegeeinrichtung in einem in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung dem zu bearbeitenden
Bereich zugewandten Bereich scharfkantig, d. h. insbesondere mit einem kleinen Radius,
ausgeführt ist.
[0020] Die Halteeinrichtung ist zur Erzielung einer gewünschten Stabilität vorzugsweise
mit einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl, ausgeführt. Alternativ hierzu
können aber auch weitere Werkstoffe eingesetzt werden, die durch eine hohe Formstabilität
gekennzeichnet sind.
[0021] Die Einlegeeinrichtung ist bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen
Abdeckvorrichtung mit einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer, beispielsweise
einem Gummi, oder einem Silikon ausgeführt. Das Material der Einlegeeinrichtung wird
insbesondere dahingehend ausgewählt, dass es sowohl den von der Abdeckvorrichtung
abzudeckenden Bereich ausreichend schützt als gegebenenfalls auch in gewünschtem Umfang
einem Bearbeitungsvorgang eines an die Einlegeeinrichtung grenzenden Bereichs standhält.
Das Material der Einlegeeinrichtung hält dabei vorzugsweise sowohl einem aufrauhenden
Oberflächenbearbeitungsverfahren, wie beispielsweise einem Sandstrahlverfahren, als
auch einem thermischen Beschichtungsverfahren, wie beispielsweise einem Plasmabeschichtungsverfahren,
des an die Abdeckvorrichtung grenzenden Bereichs stand.
[0022] Um die Abdeckvorrichtung besonders einfach und schnell an dem Bauteil montieren zu
können, weist die Halteeinrichtung wenigstens zwei in Umfangsrichtung über wenigstens
eine Verbindungseinrichtung miteinander verbindbare Halteelemente auf, wobei jeweils
ein Einlegeelement der Einlegeeinrichtung mit jedem Halteelement verbunden ist. Die
Halteelemente können dabei beispielsweise als Halbschalen ausgeführt und über zwei
Verbindungseinrichtungen miteinander verbindbar sein.
[0023] Bei einer konstruktiv einfachen Ausführung der erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung
ist wenigstens eine Verbindungseinrichtung als Schraubverschluss und/oder Schnappverschluss
ausgeführt, wobei insbesondere im Bereich der Verbindungseinrichtung umfangsseitige
Toleranzen ausgleichbar sind.
[0024] Wenn im Bereich der Verbindungseinrichtung ein Anschlag vorgesehen ist, mittels dem
eine definierte Position der Halteelemente zueinander festlegbar ist, kann eine Beschädigung
des Bauteils und eine Beschädigung der Einlegeeinrichtung beispielsweise durch ein
Abscheren bei einer Montage der Abdeckvorrichtung auf einfache Weise verhindert werden.
[0025] Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung umgreift wenigstens ein Einlegeelement
ein Halteelement in Umfangsrichtung, so dass das Einlegeelement in montiertem Zustand
der Abdeckvorrichtung in Umfangsrichtung der Abdeckvorrichtung an einem benachbarten
Einlegeelement und/oder einem benachbarten Halteelement anliegt. Hierdurch ist ein
Innenraum der Abdeckvorrichtung in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung mit dem
darin aufgenommenen Bereich des Bauteils auf einfache Weise gegenüber einer Umgebung
abgedichtet.
[0026] In einem Verbindungsbereich zweier in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung in
Umfangsrichtung aneinander angrenzender Halteelemente ist bei einer vorteilhaften
Ausführung einer erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung
wenigstens eine Stützeinrichtung angeordnet, die die Einlegeeinrichtung in radialer
Richtung des Bauteils an dem Bauteil abstützt. Die wenigstens eine Stützeinrichtung
wirkt dabei in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung in radialer Richtung des Bauteils
sowohl mit dem Bauteil als auch mit der Einlegeeinrichtung zusammen und ist insbesondere
mit dem gleichen Material wie die Einlegeeinrichtung ausgebildet.
[0027] Die erfindungsgemäße Abdeckvorrichtung ist insbesondere zur Abdeckung eines Bereichs
eines Bauteils einer Strömungsmaschine, insbesondere einer integral gefertigten Rotortrommel
bzw. Blisktrommel eines Verdichters oder einer Turbine vorgesehen, bei der auf einen
Bereich zwischen zwei Stufen der Rotortrommel eine harte Schicht, beispielsweise ein
Plasmaliner, aufgetragen werden soll. Das Bauteil kann zur Beschichtung mit mehreren
Abdeckvorrichtungen versehen werden, wobei beispielsweise Laufschaufeln verschiedener
Stufen der Rotortrommel jeweils mit einer separaten Abdeckvorrichtung abgedeckt werden.
[0028] Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden
Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung angegebenen Merkmale
sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet,
den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
[0029] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Abdeckvorrichtung
ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die
in der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
[0030] Es zeigt:
- Fig. 1
- eine stark schematisierte Ansicht eines Rotors eines Strahltriebwerks mit vorliegend
sechs jeweils mit Laufschaufeln ausgeführten Stufen, wobei die Laufschaufeln von drei
Stufen jeweils mit einer ausschnittsweise ersichtlichen Abdeckvorrichtung abgedeckt
sind;
- Fig. 2
- einen schematisch gezeigten Ausschnitt einer Schnittansicht des Rotors gemäß Fig.
1, wobei die jeweils mit einer Halteeinrichtung und einer Einlegeeinrichtung ausgeführten
Abdeckvorrichtungen näher ersichtlich sind;
- Fig. 3
- eine vereinfachte Draufsicht auf eine Abdeckvorrichtung der Fig. 1 und Fig. 2 in Alleinstellung,
wobei die Halteeinrichtung mit zwei als Halbschalen ausgeführten Halteelementen ausgebildet
ist, die jeweils mit einem ebenfalls als Halbschale ausgeführten Einlegeelement der
Einlegeeinrichtung zusammenwirken;
- Fig. 4
- eine vereinfachte dreidimensionale Darstellung eines Einlegeelements der Abdeckvorrichtung
nach Fig. 1 bis Fig. 3 in Alleinstellung;
- Fig. 5
- eine vereinfachte Ansicht einer Verbindungseinrichtung der Abdeckvorrichtung gemäß
Fig. 1 bis Fig. 4 in Alleinstellung, mittels der die Halteelemente der Halteeinrichtung
in Umfangsrichtung miteinander verbindbar sind; und
- Fig. 6
- eine schematische dreidimensionale Darstellung von drei Stützeinrichtungen in Alleinstellung,
welche in montiertem Zustand einer Abdeckvorrichtung gemäß Fig. 1 bis Fig. 5 im Bereich
der Verbindungseinrichtung angeordnet sind und das Einlegeelement gegenüber dem Rotor
in radialer Richtung abstützen.
[0031] Fig. 1 zeigt einen Rotor 1 bzw. eine Blisktrommel einer beispielsweise als Strahltriebwerk
ausgeführten Strömungsmaschine, die vorliegend mit sechs Stufen 2 bis 7 ausgeführt
ist. Die Stufen 3 bis 7 weisen hier jeweils integral mit einem Scheibenrad verbundene
Laufschaufeln 8 auf, wobei die Stufen 2 bis 7 fest miteinander verbunden sind.
[0032] Ein in axialer Richtung A des Rotors 1 zwischen zwei benachbarten Stufen 3 bis 7
liegender Bereich 9 bis 13 wirkt im Betrieb des Strahltriebwerks jeweils mit Leitschaufeln
einer Statorstufe zusammen. Um in den jeweiligen Bereichen 9 bis 13 im Betrieb des
Strahltriebwerks eine gewünscht hohe Dichtwirkung zu erzielen, sind vorliegend in
den Bereichen 9, 10 und 11 als sogenannte seals fins ausgebildete Dichteinrichtungen
14, 15, 16 angeordnet.
[0033] Die Bereiche 12 und 13, die in axialer Richtung A des Rotors 1 zwischen der vierten
Stufe 5 und der fünften Stufe 6 bzw. zwischen der fünften Stufe 6 und der sechsten
Stufe 7 des Rotors 1 angeordnet sind, sind ohne seal fins ausgeführt und wirken im
Betrieb des Strahltriebwerks direkt mit Leitschaufeln von Statorstufen zusammen. Im
Betrieb des Strahltriebwerks könnten die Leitschaufeln mit den jeweiligen Bereichen
12, 13 in Kontakt kommen. Die Bereiche 12, 13 weisen hierzu eine ausreichend große
Härte auf, damit die Leitschaufeln an den Bereichen 12, 13 abgerieben werden und die
Bereiche 12, 13 selbst nicht beschädigt werden.
[0034] Bei der Herstellung des Rotors 1 werden hierzu in radialer Richtung R des Rotors
1 im Wesentlichen nach außen weisende Oberflächen der Bereiche 12, 13 mit einer harten
Schicht, beispielsweise einem sogenannten Plasmaliner, versehen. Um die harte Schicht
definiert auf den Bereichen 12, 13 aufbringen zu können und die Laufschaufeln 8 der
Stufen 5, 6, 7 zu schützen, werden diese jeweils mit einer die Laufschaufeln 8 der
Stufen 5, 6, 7 umfangsseitig einfassenden Abdeckvorrichtung 20, 21, 22 abgedeckt.
[0035] Die Abdeckvorrichtungen 20, 21, 22 weisen einen im Wesentlichen einander entsprechenden
Aufbau auf, so dass im Folgenden die Abdeckvorrichtung 21 stellvertretend für die
Abdeckvorrichtungen 20 und 22 beschrieben wird.
[0036] Die in Fig. 2 bis Fig. 4 näher ersichtliche Abdeckvorrichtung 21 weist eine formstabile
und im Querschnitt U-förmig ausgeführte Halteeinrichtung 24 auf, die vorliegend aus
Stahl gefertigt ist. Die einen Stahlmantel bildende Halteeinrichtung 21 schützt hier
die Schaufeln 8 der fünften Stufe 6 vor thermischen und mechanischen Belastungen während
einer Bearbeitung der Bereiche 12 und 13 und ist hier mit zwei sich im Wesentlichen
in radialer Richtung R des Rotors 1 erstreckenden Radialschenkeln 25, 26 und einem
die Radialschenkel 25, 26 in einem des Rotors 1 abgewandten Bereich verbindenden und
sich im Wesentlichen in axialer Richtung A des Rotors 1 erstreckenden Axialschenkel
27 ausgeführt. Die Schenkel 25, 26, 27 weisen vorliegend grundsätzlich eine im Wesentlichen
konstante Wandstärke auf. Lediglich in einem dem Rotor 1 zugewandten Bereich ist eine
Wandstärke der Radialschenkel 25, 26 jeweils in axialer Richtung A des Rotors 1 im
Wesentlichen halbiert.
[0037] In diesen Bereichen wirkt mit der Halteeinrichtung 24 eine flexibel ausgeführte Einlegeeinrichtung
30 zusammen, die hier aus Silikon besteht und von der Halteeinrichtung 24 in Position
gehalten wird. Die Einlegeeinrichtung 30 weist ebenso wie die Halteeinrichtung 24
einen U-förmigen Querschnitt mit zwei Radialschenkeln 31, 32 und einem die Radialschenkel
31,32 in einem dem Rotor 1 abgewandten Bereich verbindenden Axialschenkel 33 auf.
Auch die Schenkel 31, 32, 33 der Einlegeeinrichtung 30 sind hier mit einer im Wesentlichen
konstanten Wandstärke ausgeführt.
[0038] Die Radialschenkel 31, 32 der Einlegeeinrichtung 30 umgreifen in einem dem Rotor
1 zugewandten Bereich die Radialschenkel 25, 26 der Halteeinrichtung 24, so dass die
Radialschenkel 31, 32 der Einlegeeinrichtung 30 einen Bereich der Radialschenkel 25,
26 in axialer Richtung A des Rotors 1 beidseitig einfassen und hierdurch die Einlegeeinrichtung
30 an der Halteeinrichtung 24 festlegen. Somit ist die Einlegeeinrichtung 30 gemeinsam
mit der Halteeinrichtung 24 an der fünften Stufe 6 des Rotors 1 festlegbar.
[0039] In radialer Richtung R des Rotors 1 sind die Radialschenkel 31, 32 der Einlegeeinrichtung
30 zwischen den Radialschenkeln 25 bzw. 26 der Halteeinrichtung 24 und dem Rotor 1
angeordnet, wobei die Radialschenkel 31, 32 der Einlegeeinrichtung 30 in einem dem
Rotor 1 zugewandten Bereich an die Form der Schaufeln 8 in einem Eintrittskantenbereich
und einem Austrittskantenbereich des Schaufelfillets der fünften Stufe 6 angepasst
sind und bei montierter Abdeckvorrichtung 21 sowohl in radialer Richtung R des Rotors
1 an dem Rotor 1 als auch an der Halteeinrichtung 24 anliegen. An einem in axialer
Richtung A des Rotors 1 den Laufschaufeln 8 abgewandten Seite weisen die Radialschenkel
31, 32 vorzugsweise eine scharfe Kante auf, so dass der zu beschichtende Bereich 12
bzw. 13 durch die Radialschenkel 31, 32 exakt festgelegt ist.
[0040] Die Einlegeeinrichtung 30 ist nahezu vollständig in einem von den Schenkeln 25, 26,
27 der Halteeinrichtung 24 gebildeten Innenraum 40 angeordnet, wobei die Radialschenkel
31, 32 der Einlegeeinrichtung 30 an den Radialschenkeln 25, 26 der Halteeinrichtung
24 anliegen und der Axialschenkel 33 der Einlegeeinrichtung 30 vorliegend in radialer
Richtung R des Rotors 1 gegenüber dem Axialschenkel 27 der Halteeinrichtung 24 beabstandet
ist. Die Axialschenkel 27 und 33 der Halteeinrichtung 24 und der Einlegeeinrichtung
30 können allerdings auch aneinander anliegen.
[0041] Wie insbesondere in Fig. 2 ersichtlich ist, ist in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung
21 in sämtlichen Bereichen der fünften Stufe 6 die Einlegeeinrichtung 30 auf einer
der fünften Stufe 6 zugewandten Seite der Halteeinrichtung 24 angeordnet, so dass
die Halteeinrichtung 24 bei einer Montage der Abdeckvorrichtung 21 nicht mit den Laufschaufeln
8 der fünften Stufe 6 in Kontakt kommen und diese beschädigen kann.
[0042] Die Schaufeln 8 der fünften Stufe 6 sind weiterhin durch die Abdeckvorrichtung 21
dichtend von einer Umgebung abgegrenzt, so dass die Schaufeln 8 sicher vor äußeren
Einflüssen beispielsweise bei Bearbeitungsvorgängen der Bereiche 12, 13 geschützt
sind.
[0043] Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Abdeckvorrichtung 21 in Alleinstellung, wobei
ersichtlich ist, dass die Halteeinrichtung 24 mit zwei sich jeweils über wenigstens
annähernd 180° in Umfangsrichtung U des Rotors 1 erstreckenden und wenigstens annähernd
baugleich ausgeführten Halteelementen 35, 36 ausgebildet ist. Jedem Halteelement 35
bzw. 36 ist ein Einlegeelement 38 bzw. 39 der Einlegeeinrichtung 30 zugeordnet, wobei
die Einlegeelemente 38 bzw. 39 jeweils im Wesentlichen in einem von den Halteelementen
35 bzw. 36 gebildeten Innenraum 40 angeordnet sind.
[0044] Die Einlegeelemente 38 bzw. 39 weisen in Umfangsrichtung U des Rotors 1 eine größere
Erstreckung als die Halteelemente 35 bzw. 36 auf und umfassen bzw. umgreifen die Halteelemente
35 bzw. 36 in Umfangsrichtung U des Rotors 1.
[0045] Zur Anordnung der Abdeckvorrichtung 21 an dem Rotor 1 sind die Halteelemente 35,
36 über zwei in Fig. 5 in Alleinstellung gezeigte, als Schraubverbindungen 42, 43
ausgeführte Verbindungseinrichtungen miteinander verbindbar, mittels denen umfangsseitige
Toleranzen des Rotors 1 ausgleichbar sind. Die jeweils an ein Halteelement 35, 36
angeschraubten Schraubverbindungen 42, 43 weisen einen Anschlag 44 auf, um die Halteelemente
35, 36 mit einem vordefinierten Maß miteinander verschrauben zu können. Hierdurch
kann auf einfache Weise sowohl eine Beschädigung des Rotors 1 als auch der Einlegeelemente
38, 39 bei einer Anordnung der Abdeckvorrichtung 21 an dem Rotor 1 vermieden werden.
[0046] Um sicherzustellen, dass die Einlegeelemente 38, 39 in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung
21 auch im Bereich der Schraubverbindungen 42, 43 sicher in ihrer Position gehalten
sind, werden in diesem Bereich vorliegend drei im Wesentlichen baugleich ausgeführte
Stützelemente 45, 46, 47 angeordnet. Die Stützelemente 45, 46, 47 wirken in montiertem
Zustand in radialer Richtung R des Rotors 1 sowohl mit den Einlegeelementen 38, 39
als auch mit dem Rotor 1 zusammen und verhindern, dass die Einlegeelemente 38, 39
sich in diesem Bereich in radialer Richtung R in unerwünschtem Umfang bewegen können.
[0047] Die Abdeckvorrichtungen 20 und 22 unterscheiden sich von der oben näher beschriebenen
Abdeckvorrichtung 21 insbesondere durch die Länge ihrer Radialschenkel 25, 26, 31,
32 in radialer Richtung R des Rotors 1, wobei diese jeweils an die Formgebung des
Rotors 1 im Bereich der jeweiligen Stufe 5, 6, 7 angepasst sind.
[0048] Die oben näher beschriebenen Abdeckvorrichtungen 20, 21, 22 können insbesondere zur
Beschichtung der Bereiche 12, 13 eingesetzt werden. Eine derartige Beschichtung kann
mittels der im Folgenden näher beschriebenen Schritten durchgeführt werden.
[0049] Zunächst werden die Abdeckvorrichtungen 20, 21, 22 in dem vorstehend näher erläuterten
Umfang an dem Rotor 1 angebracht, wobei die Abdeckvorrichtung 20 die Laufschaufeln
8 der vierten Stufe 5, die Abdeckvorrichtung 21 die Laufschaufeln 8 der fünften Stufe
6 und die Abdeckvorrichtung 22 die Laufschaufeln 8 der sechsten Stufe 7 abdeckt. Anschließend
werden die Bereiche 12, 13 gesandstrahlt. Hieran schließt sich ein Reinigungsvorgang
der Bereiche 12, 13 an, der beispielsweise mithilfe einer sogenannten Plasmaflamme
durchgeführt wird. Nach einer Vorwärmung des Rotors 1 mit einer vordefinierten Temperatur
werden die Bereiche 12, 13 mit einem Haftgrund versehen, der beispielsweise aus Nickelaluminium
besteht und als flüssiges Metall aufgespritzt wird. Schließlich wird die harte Schicht,
vorliegend ein ein keramisches Material darstellender Plasmaliner auf die Bereiche
12, 13 aufgetragen. Daran anschließend können die Abdeckvorrichtungen 20, 21, 22 von
dem Rotor 1 entfernt werden.
[0050] Nachdem die Bearbeitung der Bereiche 12, 13 abgeschlossen ist, können die Abdeckvorrichtungen
20, 21, 22 in unverändertem Umfang zur Bearbeitung von entsprechenden Bereichen eines
weiteren, insbesondere baugleich ausgeführten Rotors eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste
[0051]
- 1
- Rotor
- 2 bis 7
- Stufe des Rotors
- 8
- Laufschaufeln der Stufen
- 9 bis 13
- Bereiche des Rotors
- 14 bis 16
- Dichteinrichtungen
- 20,21,22
- Abdeckvorrichtung
- 24
- Halteeinrichtung
- 25, 26
- Radialschenkel der Halteeinrichtung
- 27
- Axialschenkel der Halteeinrichtung
- 30
- Einlegeeinrichtung
- 31, 32
- Radialschenkel der Einlegeeinrichtung
- 33
- Axialschenkel der Einlegeeinrichtung
- 35, 36
- Halteelement der Halteeinrichtung
- 38, 39
- Einlegeelemente der Einlegeeinrichtung
- 40
- Innenraum
- 42, 43
- Verbindungseinrichtung; Schraubverbindung
- 44
- Anschlag
- 45, 46, 47
- Stützelemente
- A
- axiale Richtung des Rotors
- R
- radiale Richtung des Rotors
- U
- Umfangsrichtung des Rotors
1. Abdeckvorrichtung (20, 21, 22) eines Bauteils (1) einer Strömungsmaschine zur Anbringung
an dem zumindest bereichsweise rotationssymmetrisch ausgeführten Bauteil (1) mit einer
formstabil ausgeführten Halteeinrichtung (24), die zur umfangsseitigen Einfassung
eines Bereichs (5, 6, 7) des Bauteils (1) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest bereichsweise flexibel ausgeführte Einlegeeinrichtung (30) vorgesehen
ist, die in die Halteeinrichtung (24) eingelegt ist und in montiertem Zustand der
Abdeckvorrichtung (20, 21, 22) zumindest bereichsweise zwischen der Halteeinrichtung
(24) und dem Bauteil (1) angeordnet ist und an dem Bauteil (1) anliegt.
2. Abdeckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (24) wenigstens einen Schenkel (25, 26) aufweist, der sich in
montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung (20, 21, 22) im Wesentlichen in radialer
Richtung (R) des Bauteils (1) erstreckt, wobei die Einlegeeinrichtung (30) in radialer
Richtung (R) des Bauteils (1) zwischen dem Schenkel (25, 26) der Halteeinrichtung
(24) und dem Bauteil (1) angeordnet ist.
3. Abdeckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (24) wenigstens zwei sich in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung
(20, 21, 22) im Wesentlichen in radialer Richtung (R) des Bauteils (1) erstreckende
Schenkel (25, 26) aufweist, wobei die Einlegeeinrichtung (30) in radialer Richtung
(R) des Bauteils (1) jeweils zwischen den Schenkeln (25, 26) der Halteeinrichtung
(24) und dem Bauteil (1) angeordnet ist.
4. Abdeckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (24) und/oder die Einlegeeinrichtung (30) einen im Wesentlichen
U-förmigen Querschnitt aufweist bzw. aufweisen.
5. Abdeckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeeinrichtung (30) einen in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung (20,
21, 22) dem Bauteil (1) zugewandten Bereich der Halteeinrichtung (24) umfasst bzw.
umgreift.
6. Abdeckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (24) mit einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl, ausgeführt
ist.
7. Abdeckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlegeeinrichtung (30) mit einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer oder
einem Silikon ausgeführt ist.
8. Abdeckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (24) wenigstens zwei in Umfangsrichtung (U) des Bauteils (1)
über wenigstens eine Verbindungseinrichtung (42, 43) miteinander verbindbare Halteelemente
(35, 36) aufweist, wobei jeweils ein Einlegeelement (38, 39) der Einlegeeinrichtung
(30) mit einem Halteelement (35, 36) verbunden ist.
9. Abdeckvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Verbindungseinrichtung (42, 43) als Schraubverschluss und/oder Schnappverschluss
ausgeführt ist.
10. Abdeckvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Verbindungseinrichtung (42, 43) ein Anschlag (44) vorgesehen ist,
mittels dem eine definierte Position der Halteelemente (35, 36) zueinander festlegbar
ist.
11. Abdeckvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Einlegeelement (38, 39) ein Halteelement (35, 36) in Umfangsrichtung
(U) umgreift, so dass das Einlegeelement (38, 39) in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung
(20, 21, 22) an einem benachbarten Einlegeelement (38, 39) und/oder einem benachbarten
Halteelement (35, 36) anliegt.
12. Abdeckvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Verbindungsbereich zweier in montiertem Zustand der Abdeckvorrichtung (20,
21, 22) aneinander angrenzender Halteelemente (35, 36) bzw. Einlegeelemente (38, 39)
wenigstens eine Stützeinrichtung (45, 46, 47) angeordnet ist.
1. Cover device (20, 21, 22) of a component (1) of a turbomachine for attachment to the
component (1), which is of rotationally symmetrical design at least in certain regions,
having a holding device (24) of dimensionally stable design and formed to enclose
the circumferential side of a region (5, 6, 7) of the component (1), characterized in that an insert device (30) is provided which is of flexible design at least in certain
regions, is inserted in the holding device (24), is arranged, in the mounted state
of the cover device (20, 21, 22), at least in certain regions between the holding
device (24) and the component (1), and bears against the component (1).
2. Cover device according to Claim 1, characterized in that the holding device (24) has at least one limb (25, 26) extending substantially in
the radial direction (R) of the component (1) in the mounted state of the cover device
(20, 21, 22), wherein the insert device (30) is arranged between the limb (25, 26)
of the holding device (24) and the component (1) in the radial direction (R) of the
component (1).
3. Cover device according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the holding device (24) has at least two limbs (25, 26) extending substantially in
the radial direction (R) of the component (1) in the mounted state of the cover device
(20, 21, 22), wherein the insert device (30) is arranged, respectively, between the
limbs (25, 26) of the holding device (24) and the component (1) in the radial direction
(R) of the component (1).
4. Cover device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the holding device (24) and/or the insert device (30) have/has a substantially U-shaped
cross section.
5. Cover device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the insert device (30) encompasses or engages, in the mounted state of the cover
device (20, 21, 22), around a region of the holding device (24) which faces the component
(1).
6. Cover device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the holding device (24) is made with a metallic material, in particular steel.
7. Cover device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the insert device (30) is made with a plastic, in particular an elastomer or a silicone.
8. Cover device according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the holding device (24) has at least two holding elements (35, 36) which can be connected
to one another via at least one connecting device (42, 43) in the circumferential
direction (U) of the component (1), wherein in each case an insert element (38, 39)
of the insert device (30) is connected to a holding element (35, 36).
9. Cover device according to Claim 8, characterized in that at least one connecting device (42, 43) is designed as a screw fastener and/or snap-action
fastener.
10. Cover device according to either of Claims 8 and 9, characterized in that a stop (44) is provided in the region of the connecting device (42, 43), by means
of which stop a defined position of the holding elements (35, 36) with respect to
one another can be set.
11. Cover device according to one of Claims 8 to 10, characterized in that at least one insert element (38, 39) engages around a holding element (35, 36) in
the circumferential direction (U) such that the insert element (38, 39) bears against
a neighbouring insert element (38, 39) and/or a neighbouring holding element (35,
36) in the mounted state of the cover device (20, 21, 22).
12. Cover device according to one of Claims 8 to 11, characterized in that at least one support device (45, 46, 47) is arranged in a connection region of two
holding elements (35, 36) or insert elements (38, 39) which are adjacent to one another
in the mounted state of the cover device (20, 21, 22).
1. Dispositif de recouvrement (20, 21, 22) d'un composant (1) d'une turbomachine pour
le montage sur le composant (1), réalisé au moins en partie avec une symétrie de révolution,
avec un dispositif de retenue (24) réalisé avec une forme stable, qui est réalisé
pour enchâsser sur la périphérie une région (5, 6, 7) du composant (1), caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif d'insertion (30) réalisé au moins en partie sous forme
flexible, qui est introduit dans le dispositif de retenue (24) et qui, dans l'état
monté du dispositif de recouvrement (20, 21, 22), est disposé au moins en partie entre
le dispositif de retenue (24) et le composant (1) et qui s'applique contre le composant
(1).
2. Dispositif de recouvrement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de retenue (24) présente au moins une branche (25, 26) qui s'étend
essentiellement dans la direction radiale (R) du composant (1) dans l'état monté du
dispositif de recouvrement (20, 21, 22), le dispositif d'insertion (30) étant disposé
dans la direction radiale (R) du composant (1) entre la branche (25, 26) du dispositif
de retenue (24) et le composant (1).
3. Dispositif de recouvrement selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de retenue (24) présente au moins deux branches (25, 26) s'étendant
essentiellement dans la direction radiale (R) du composant (1) dans l'état monté du
dispositif de recouvrement (20, 21, 22), le dispositif d'insertion (30) étant disposé
dans la direction radiale (R) du composant (1) à chaque fois entre les branches (25,
26) du dispositif de retenue (24) et le composant (1).
4. Dispositif de recouvrement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de retenue (24) et/ou le dispositif d'insertion (30) présentent une
section transversale essentiellement en forme de U.
5. Dispositif de recouvrement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif d'insertion (30) comprend, ou vient en prise autour d'une région du
dispositif de retenue (24) tournée vers le composant (1) dans l'état monté du dispositif
de recouvrement (20, 21, 22).
6. Dispositif de recouvrement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de retenue (24) est réalisé avec un matériau métallique, notamment
de l'acier.
7. Dispositif de recouvrement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif d'insertion (30) est réalisé avec un plastique, en particulier un élastomère
ou une silicone.
8. Dispositif de recouvrement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le dispositif de retenue (24) présente au moins deux éléments de retenue (35, 36)
pouvant être connectés l'un à l'autre dans la direction périphérique (U) du composant
(1) par le biais d'au moins un dispositif de connexion (42, 43), un élément d'insertion
(38, 39) du dispositif d'insertion (30) étant à chaque fois connecté à un élément
de retenue (35, 36).
9. Dispositif de recouvrement selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins un dispositif de connexion (42, 43) est réalisé sous forme de capuchon vissé
et/ou de fermeture à déclic.
10. Dispositif de recouvrement selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'une butée (44) est prévue dans la région du dispositif de connexion (42, 43), au moyen
de laquelle une position définie des éléments de retenue (35, 36) l'un par rapport
à l'autre peut être fixée.
11. Dispositif de recouvrement selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'au moins un élément d'insertion (38, 39) vient en prise autour d'un élément de retenue
(35, 36) dans la direction périphérique (U) de telle sorte que l'élément d'insertion
(38, 39), dans l'état monté du dispositif de recouvrement (20, 21, 22) s'applique
contre un élément d'insertion adjacent (38, 39) et/ou contre un élément de retenue
adjacent (35, 36).
12. Dispositif de recouvrement selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que dans une région de connexion de deux éléments de retenue (35, 36) ou de deux éléments
d'insertion (38, 39) adjacents l'un à l'autre dans l'état monté du dispositif de recouvrement
(20, 21, 22) est disposé au moins un dispositif de support (45, 46, 47).
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