[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen axial geteilten Innenring zur Befestigung
an, insbesondere verstellbaren, Leitschaufeln einer Turbomaschine, insbesondere einer
Verdichter- oder Turbinenstufe einer Gasturbine, ein Leitgitter und eine Turbomaschine,
insbesondere Gasturbine, mit dem Innenring sowie Verfahren zu dessen Herstellung und
Montage.
[0002] Aus der
DE 103 51 202 A1 ist eine Gasturbine mit einem axial in zwei Teilringe geteilten Innenring bekannt,
der an verstellbaren Leitschaufeln befestigt ist, wobei die Teilringe miteinander
verschraubt sind.
[0003] Eine Aufgabe einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es, einen axial geteilten
Innenring zu verbessern.
[0004] Diese Aufgabe wird durch einen Innenring mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ansprüche 12 - 15 stellen ein Leitgitter und eine Turbomaschine mit (wenigstens) einem
hier beschriebenen Innenring bzw. ein Verfahren zum Herstellen bzw. Montieren eines
hier beschriebenen Innenrings unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0005] Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist (wenigstens) ein axial geteilter
Innenring, an dem, insbesondere verstellbar(e), Leitschaufeln eines Leitgitters für
eine bzw. einer Turbomaschine, insbesondere einer Verdichter- oder Turbinenstufe einer
Gasturbine, insbesondere eines Flugtriebwerks, befestigt, insbesondere drehbar gelagert,
sind bzw. werden bzw. der hierzu eingerichtet ist bzw. verwendet wird, einen ersten
und einen zweiten Teilring auf, wobei der zweite Teilring sich in axialer Richtung
an zwei einander axial zugewandten Stützflächen des ersten Teilrings, insbesondere
direkt bzw. unmittelbar (auf den Stützflächen) oder aber indirekt, insbesondere über
wenigstens ein Federmittel, abstützt und in radialer Richtung durch mehrere in Umfangsrichtung
verteilte Passstifte an dem ersten Teilring festgelegt ist bzw. wird.
[0006] In einer Ausführung wird somit die Funktionalität einer Verschraubung, die beiden
Teilringe sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung aneinander festzulegen,
auf die Passstifte und die Abstützung verteilt. Insbesondere hierdurch kann in einer
Ausführung, insbesondere im Vergleich zu einer Verschraubung, die Montage verbessert,
der Bauraum reduziert und/oder die Zuverlässigkeit, insbesondere Festigkeit, der Verbindung
verbessert werden.
[0007] Die Richtungsangabe "axial" bezieht sich vorliegend in fachüblicher Weise auf eine
Richtung parallel zu einer Rotations- bzw. (Haupt)Maschinenachse der Turbomaschine,
die Richtungsangabe "Umfangsrichtung" entsprechend auf eine Rotationsrichtung um diese
Rotations- bzw. (Haupt)Maschinenachse, die Richtungsangabe "radial" auf eine Richtung,
die senkrecht auf der axialen und Umfangsrichtung steht.
[0008] In einer Ausführung wird bzw. ist der zweite Teilring in axialer Richtung zwischen
den zwei einander zugewandten Stützflächen des ersten Teilrings, insbesondere elastisch,
verspannt.
[0009] Hierdurch kann in einer Ausführung die Festlegung durch die Passstifte in radialer
Richtung reibschlüssig unterstützt bzw. (diese) entlastet und/oder Spiel in axialer
Richtung reduziert bzw. vermieden werden.
[0010] In einer Ausführung weist der zweite Teilring wenigstens eine, insbesondere radial
innere bzw. innenliegende, Ring- bzw. Umfangsnut zur Reduzierung seiner Steifigkeit
in axialer Richtung auf, die in einer Weiterbildung mit wenigstens einer Aussparung
kommuniziert bzw. verbunden ist, in die einer der Passstifte eingesteckt ist.
[0011] Hierdurch kann in einer Ausführung eine Montage und/oder Verspannung des zweiten
Teilrings und/oder eine Herstellung der Aussparung(en) verbessert werden.
[0012] In einer Ausführung kontaktiert der zweite Teilring, insbesondere mit Abstützflächen,
die beiden einander zugewandten Stützflächen des ersten Teilrings bzw. liegt direkt
bzw. unmittelbar an diesen an, in einer Ausführung mit einem Presssitz bzw. unter
Vorspannung. In einer Weiterbildung wird der zweite Teilring durch die bzw. zwischen
den beiden ihn kontaktierenden Stützflächen, insbesondere elastisch, komprimiert und
hierdurch verspannt, insbesondere, indem ein axialer Abstand bzw. eine axiale lichte
Weite zwischen den Stützflächen kürzer ist als ein axialer Abstand der diese kontaktierenden
Abstützflächen des zweiten Teilrings bzw. einer Wandstärke des zweiten Teilrings zwischen
den beiden Stützflächen bei undeformiertem zweiten Teilring. In einer Weiterbildung
wird bzw. ist der zweite Teilring zwischen den zwei einander zugewandten Stützflächen
des ersten Teilrings eingeschrumpft bzw. mit einem Schrumpfsitz verspannt, insbesondere,
indem der erste und/oder zweite Teilring zur Montage entsprechend, insbesondere unterschiedlich,
temperiert, insbesondere abgekühlt bzw. erwärmt, wird bzw. werden.
[0013] Hierdurch kann in einer Ausführung Spiel in axialer Richtung reduziert bzw. vermieden
und/oder die Festlegung durch die Passstifte in radialer Richtung reibschlüssig unterstützt
bzw. entlastet werden.
[0014] In einer anderen Ausführung wird bzw. ist zwischen dem zweiten Teilring und wenigstens,
insbesondere nur, einer der beiden einander zugewandten Stützflächen ein, insbesondere
ein- oder mehrteiliges Federmittel, insbesondere ein ein- oder mehrteiliges, insbesondere
abgekantetes und/oder gewölbtes, Federblech angeordnet, insbesondere wenigstens teilweise
(eingreifend) in eine(r) Nut in dem ersten Teilring und/oder eine(r) Nut in dem zweiten
Teilring, durch das der zweite Teilring zwischen den einander zugewandten Stützflächen
des ersten Teilrings, insbesondere elastisch, verspannt wird bzw. ist und über das
sich der zweite Teilring indirekt an der entsprechenden der zwei einander zugewandten
Stützflächen des ersten Teilrings in axialer Richtung abstützt.
[0015] Hierdurch kann in einer Ausführung eine Montage und/oder Demontage verbessert werden,
insbesondere im Vergleich zu einem Kontakt des Teilrings mit beiden einander zugewandten
Stützflächen.
[0016] Somit stützt sich in einer Ausführung der zweite Teilring in axialer Richtung direkt
mit seinen diese kontaktierenden Abstützflächen auf den zwei einander axial zugewandten
Stützflächen ab. In einer anderen Ausführung stützt sich der zweite Teilring in axialer
Richtung an einer oder beiden Stützflächen indirekt über (jeweils) ein ein- oder mehrteiliges
Federmittel ab. Zusätzlich oder alternativ kann in einer Ausführung in axialer Richtung
zwischen dem zweiten Teilring und einer oder beiden Stützflächen eine ein- oder mehrschichtige
Zwischenlage angeordnet sein bzw. werden, wobei insbesondere diese Ausführungen bzw.
Kraftflüsse als ein Abstützen in axialer Richtung an der bzw. den (jeweiligen) Stützfläche(n)
des ersten Teilrings im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden werden.
[0017] In einer Ausführung sind bzw. werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Passstifte
reibschlüssig in eine sacklochartige bzw. ein(stirn)seitig geschlossene oder Durchgangs-
bzw. zwei(stirn)seitig offene Aussparung, insbesondere Bohrung, in dem ersten Teilring
und/oder eine sacklochartige bzw. ein(stirn)seitig geschlossene oder Durchgangs- bzw.
zwei(stirn)seitig offene Aussparung, insbesondere Bohrung, in dem zweiten Teilring
eingesteckt.
[0018] Durch eine sacklochartige Aussparung kann ein Passstift in einer Ausführung einsinnig
in axialer Richtung verliergesichert werden bzw. sein. Durch eine Durchgangsaussparung
kann in einer Ausführung eine Montage verbessert werden.
[0019] Ein oder mehrere, insbesondere alle, Passstifte sind in einer Ausführung glatt bzw.
gewindelos bzw. sind bzw. werden nicht mit dem ersten und/oder zweiten Teilring verschraubt.
[0020] Hierdurch kann in einer Ausführung im Vergleich zu einer Verschraubung die Montage
verbessert, der Bauraum reduziert und/oder die Zuverlässigkeit, insbesondere Festigkeit,
der Verbindung verbessert werden.
[0021] In einer Ausführung sind bzw. werden ein oder mehrere, insbesondere alle, Passstifte
durch ein, insbesondere ein- oder mehrteiliges, Sicherungsmittel, insbesondere einsinnig,
in axialer Richtung gesichert, das an einem oder beiden Teilringen, insbesondere reibschlüssig,
befestigt ist bzw. wird, insbesondere durch ein ein- oder mehrteiliges, insbesondere
abgekantetes und/oder gewölbtes, Sicherungsblech oder ein ein- oder mehrteiliges keilartiges
Sicherungselement bzw. einen ein- oder mehrteiligen Sicherungskeil, das in einer Ausführung
wenigstens teilweise (eingreifend) in wenigstens eine(r) Nut in dem ersten Teilring
und/oder wenigstens eine(r) Nut in dem zweiten Teilring, angeordnet, insbesondere
reibschlüssig darin fixiert wird bzw. ist.
[0022] Hierdurch kann in einer Ausführung bei einem Versagen des Passstiftes und/oder Reibschlusses
die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Turbomaschine reduziert werden.
[0023] In einer Ausführung kann das Sicherungsmittel das Federmittel aufweisen, insbesondere
zugleich das Federmittel sein.
[0024] Hierdurch kann dasselbe Mittel, insbesondere ein- oder mehrteilige und/oder abgekantetes
und/oder gewölbtes, Blech in einer Ausführung eine Doppelfunktion realisieren.
[0025] In einer Ausführung weist das keilartige Sicherungsmittel bzw. der Sicherungskeil,
insbesondere ein oder mehrere Teile des Sicherungskeils jeweils, eine in Umfangsrichtung
zu- bzw. abnehmende Wandstärke auf. Hierdurch kann das keilartige Sicherungsmittel
bzw. der Sicherungskeil in einer Ausführung vorteilhaft reibschlüssig in der bzw.
den Nut(en) fixiert werden.
[0026] In einer Ausführung wird bzw. ist das Sicherungsblech bzw. der Sicherungskeil in
Umfangsrichtung in die Nut(en) eingeführt. Hierdurch kann in einer Ausführung die
Montage erleichtert werden.
[0027] In einer Ausführung liegt eine, insbesondere (radial) innere, Auflage(mantel- bzw.
Umfangs)fläche des zweiten Teilrings in radialer Richtung, insbesondere von radial
außen bzw. zu einer Rotations- bzw. (Haupt)Maschinenachse der Turbomaschine hin, auf
einer, insbesondere (radial) äußeren, Gegen(mantel- bzw. Umfangs)fläche des ersten
Teilrings auf, in einer Ausführung in axialer Richtung wenigstens auf einem Teil eines
axialen Eingriffs wenigstens eines der Passstifte in den zweiten Teilring, insbesondere
wenigstens auf der axialen Länge des axialen Eingriffs wenigstens eines der Passstifte
in den zweiten Teilring.
[0028] Hierdurch kann in einer Ausführung die Festlegung durch die Passstifte in radialer
Richtung unterstützt und/oder eine Montage verbessert werden.
[0029] In einer Ausführung ist wenigstens eine der Stützflächen an einem in radialer Richtung
hervorstehenden bzw. radialen Flansch, insbesondere Ringflansch bzw. (Ring)Bund, des
ersten Teilrings angeordnet, insbesondere ausgebildet. Der (End)Flansch ist in einer
Ausführung stirnseitig an dem ersten Teilring angeordnet, er kann insbesondere die
Gegenfläche des ersten Teilrings begrenzen bzw. abschließen. In einer anderen Ausführung
ist der Flansch bzw. Bund zwischen einer Stirnseite und der anderen der beiden Stützflächen
angeordnet, insbesondere auf der Gegenfläche des ersten Teilrings.
[0030] Zusätzlich oder alternativ ist wenigstens eine der Stützflächen in einer sich in
radialer Richtung erstreckende bzw. radiale Nut, insbesondere Ring- bzw. Umfangsnut,
des ersten Teilrings angeordnet, insbesondere ausgebildet, insbesondere in der Nut,
in der das Federmittel wenigstens teilweise angeordnet ist bzw. in die es eingreift.
[0031] Zusätzlich oder alternativ ist in einer Ausführung wenigstens eine der Stützflächen
eben und/oder wenigstens eine der Stützflächen gekrümmt.
[0032] Hierdurch kann in einer Ausführung jeweils, insbesondere in Kombination, eine Herstellung,
Montage und/oder Abstützung verbessert werden.
[0033] In einer Ausführung wird/werden bzw. ist/sind der erste und/oder zweite Teilring
in Umfangsrichtung segmentiert, insbesondere in zwei Hälften.
[0034] Hierdurch kann in einer Ausführung eine Herstellung und/oder Montage verbessert werden.
[0035] In einer Ausführung weist der Innenring eine, insbesondere mit dem ersten und/oder
zweiten Teilring integral ausgebildete oder an dem ersten und/oder zweiten Teilring,
insbesondere nicht zerstörungsfrei lösbar, insbesondere stoffschlüssig, oder zerstörungsfrei
lösbar, insbesondere reib- und/oder formschlüssig, befestigte, ein- oder mehrteilige
Radialdichtung auf, die in einer Ausführung radial innen an dem Innen- bzw. Teilring
angeordnet ist. Der Innenring kann somit in einer Ausführung insbesondere ein Dichtring
bzw. Dichtungsträger sein.
[0036] In einer Ausführung bilden bzw. begrenzen der erste und zweite Teilring gemeinsam
sacklochartige oder Durchgangsaussparungen, insbesondere -bohrungen, in denen die
Leitschaufeln befestigt, insbesondere Zapfen der Leitschaufeln direkt oder über Buchsen
gelagert, werden bzw. sind. In einer Ausführung liegt eine Trennebene von erstem und
zweitem Teilring, in einer Ausführung wenigstens im Wesentlichen symmetrisch, in bzw.
durch diese(n) Aussparungen, insbesondere eine Kontaktebene zwischen einer der Stützflächen
des ersten Teilrings und einer auf dieser aufliegenden Abstützfläche des zweiten Teilrings.
[0037] Hierdurch kann in einer Ausführung eine Herstellung und/oder Montage verbessert werden.
[0038] In einer Ausführung sind die Zapfen der Leitschaufeln, die Buchsen und/oder der erste
und/oder zweite Teilring, insbesondere die sacklochartigen oder Durchgangsaussparungen,
wenigstens teilweise beschichtet. Hierdurch kann in einer Ausführung eine Lagerung,
insbesondere Verstellung, der Leitschaufeln verbessert werden.
[0039] Zum Herstellen eines hier beschriebenen axial geteilten Innenrings werden in einer
Ausführung der erste und/oder zweite Teilring, insbesondere materialentfernend, insbesondere
-abtragend, insbesondere spanend, bearbeitet, insbesondere (die) Aussparungen für
die Passstifte und/oder Leitschaufeln gefertigt, insbesondere endgefertigt, und/oder
der erste und/oder zweite Teilring segmentiert, während wenigstens eine, insbesondere
endbearbeitete, der Stützflächen des ersten Teilrings und eine, insbesondere endbearbeitete,
Abstützfläche des zweiten Teilrings aufeinander angeordnet und in axialer Richtung
gegeneinander gepresst sind bzw. werden. Nach dieser Bearbeitung können die beiden
Teilringe wieder voneinander gelöst, an den Leitschaufeln befestigt und dabei durch
die Passstifte miteinander verbunden werden.
[0040] Zum Montieren eines hier beschriebenen axial geteilten Innenrings wird in einer Ausführung
der zweite Teilring in axialer Richtung zwischen den zwei einander zugewandten Stützflächen
des ersten Teilrings elastisch verspannt, insbesondere durch Aufschrumpfen oder das
bzw. Anordnen des Federmittel(s), und, insbesondere zuvor, gleichzeitig oder anschließend,
in radialer Richtung durch die Passstifte an dem ersten Teilring festgelegt. Dabei
werden in einer Ausführung die beiden Teilringe in axialer Richtung gegensinnig aufeinander
zu verschoben und umschließen dabei wenigstens teilweise die Leitschaufeln, insbesondere
deren Lagerzapfen.
[0041] Hierdurch kann in einer Ausführung eine Herstellung, Montage und/oder Maßhaltigkeit
verbessert werden.
[0042] Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu
zeigt, teilweise schematisiert:
- Fig. 1
- einen Teil eines Leitgitters einer Turbomaschine mit einem Innenring nach einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung in einem Meridianschnitt;
- Fig. 2
- einen Teil eines Leitgitters einer Turbomaschine mit einem Innenring nach einer weiteren
Ausführung der vorliegenden Erfindung in Fig. 1 entsprechender Darstellung; und
- Fig. 3
- einen Teil eines Leitgitters einer Turbomaschine mit einem Innenring nach einer weiteren
Ausführung der vorliegenden Erfindung in Fig. 1, 2 entsprechender Darstellung.
[0043] Fig. 1 zeigt einen Teil eines Leitgitters einer Turbomaschine mit einem Innenring
nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Meridianschnitt, in dem
eine Rotations- bzw. (Haupt)maschinenachse (horizontal in Fig. 1) liegt.
[0044] Der Innenring weist einen ersten Teilring 10 und einen zweiten Teilring 20 auf und
ist somit axial bzw. in axialer Richtung (horizontal in Fig. 1) (zwei)geteilt. In
Umfangsrichtung ist bzw. sind der Innenring bzw. die Teilringe 10, 20 (jeweils) in
zwei Hälften segmentiert.
[0045] An dem ersten Teilring 10 ist radial innen (unten in Fig. 1) eine Radialdichtung
19 angeordnet.
[0046] Der erste und zweite Teilring 10, 20 bilden gemeinsam sacklochartige Bohrungen 52,
in denen Zapfen 51 von verstellbaren Leitschaufeln 50 drehbar gelagert sind, in einer
Ausführung direkt, in einer andere Ausführung über Buchsen (nicht dargestellt).
[0047] Der zweite Teilring 20 ist in radialer Richtung (vertikal in Fig. 1) durch mehrere
in Umfangsrichtung verteilte Passstifte 40 an dem ersten Teilring 10 festgelegt, die
reibschlüssig in Durchgangsbohrungen 24 in dem zweiten Teilring 20 ein- und teilweise
durch diese hindurch in sacklochartige Bohrungen 14 in dem ersten Teilring 10 eingesteckt
sind.
[0048] Der zweite Teilring 20 stützt sich in axialer Richtung an zwei einander axial zugewandten
Stützflächen 11, 12 des ersten Teilrings 10 ab, wobei die Stützfläche 12 in einer
radialen Nut 13 des ersten Teilrings 10 angeordnet ist.
[0049] Dabei kontaktiert eine Abstützfläche 21 des zweiten Teilrings 20 die Stützfläche
11 des ersten Teilrings 10, während zwischen dem zweiten Teilring 20 und der anderen
Stützflächen 12 ein Federmittelt 30 angeordnet ist, durch bzw. über das der zweite
Teilring 20 sich in axialer Richtung an der anderen Stützfläche 12 der zwei einander
axial zugewandten Stützflächen 11, 12 des ersten Teilrings 10 abstützt und hierdurch
zwischen diesen in axialer Richtung verspannt ist.
[0050] Dieses Federmittelt 30 ist teilweise in der Nut 13 des ersten Teilrings 10 und teilweise
in einer Nut 23 des zweiten Teilrings 20 angeordnet bzw. reibschlüssig befestigt und
fungiert somit zugleich als ein Sicherungsmittel, dass die Passstifte 40 in axialer
Richtung sichert.
[0051] Eine Auflagefläche 25 des zweiten Teilrings 20 liegt von radial außen (von oben in
Fig. 1) auf einer Gegenflächen 15 des ersten Teilrings 10 auf.
[0052] Zum Herstellen des Innenrings werden zunächst die Stützfläche 11 und Gegenfläche
15 des ersten Teilrings 10 und die Abstützfläche 21 und Auflagefläche 25 des zweiten
Teilrings 20 endbearbeitet, aufeinander angeordnet und beide Teilringe 10, 20 in axialer
Richtung durch nicht dargestellte Spannmittel miteinander verspannt, so dass Stützfläche
11 und Abstützfläche 21 gegeneinander gepresst sind.
[0053] In diesem Zustand werden die Bohrungen 14, 24, 52 endgefertigt und die beiden Teilring
10, 20 in Umfangsrichtung jeweils in zwei Hälften segmentiert.
[0054] Anschließend werden die beiden Teilringe 10, 20 wieder voneinander gelöst und zur
Montage in axialer Richtung gegensinnig aufeinander zu verschoben, wobei sie die Lagerzapfen
51 der Leitschaufeln 50 umschließen. Dann werden die Passstifte 40 eingesteckt und
anschließend das Federmittel 30 in den Nuten 13, 23 befestigt.
[0055] Fig. 2 zeigt einen Teil eines Leitgitters einer Turbomaschine mit einem Innenring
nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in Fig. 1 entsprechender
Darstellung. Einander entsprechende Merkmale sind durch identische Bezugszeichen identifiziert,
so dass auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen und nachfolgend nur auf
Unterschiede eingegangen wird.
[0056] In der Ausführung der Fig. 2 ist die Stützfläche 12 des ersten Teilrings 10 gekrümmt
und nicht in einer Nut, sondern auf einem radialen Bund 16 angeordnet, der seinerseits
auf der Gegenflächen 15 des ersten Teilrings 10 angeordnet ist.
[0057] Der zweite Teilring 20, der sich in der Ausführung der Fig. 2 direkt an den Stützflächen
11, 12 des ersten Teilrings 10 abstützt, kann zwischen diesen verspannt sein bzw.
werden, indem ein axialer Abstand zwischen den Stützflächen 11, 12 geringfügig kürzer
ist als ein axialer Abstand zwischen den diese kontaktierenden Abstützflächen 21,
22 bei undeformiertem zweiten Teilring 20.
[0058] Zum Herstellen des Innenrings werden zunächst die Stützflächen 11, 12 und Gegenfläche
15 des ersten Teilrings 10 und die Abstützflächen 21, 22 und Auflagefläche 25 des
zweiten Teilrings 20 endbearbeitet, aufeinander angeordnet und beiden Teilringe 10,
20 in axialer Richtung durch nicht dargestellte Spannmittel miteinander verspannt.
[0059] In diesem Zustand werden die Bohrungen 14, 24, 52 endgefertigt und die beiden Teilringe
10, 20 in Umfangsrichtung jeweils in zwei Hälften segmentiert.
[0060] Anschließend werden die beiden Teilring 10, 20 wieder voneinander gelöst und zur
Montage in axialer Richtung gegensinnig aufeinander zu verschoben, wobei sie die Lagerzapfen
51 der Leitschaufeln 50 umschließen, wobei die die Krümmung der Stützfläche 12 eine
Montage begünstigt. Dann werden die Passstifte 40 eingesteckt und anschließend das
Sicherungsmittel 30 in Nuten des ersten Teilrings 10 befestigt.
[0061] Fig. 3 zeigt einen Teil eines Leitgitters einer Turbomaschine mit einem Innenring
nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in Fig. 1, 2 entsprechender
Darstellung. Einander entsprechende Merkmale sind durch identische Bezugszeichen identifiziert,
so dass auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen und nachfolgend nur auf
Unterschiede eingegangen wird.
[0062] In der Ausführung der Fig. 3 ist die Stützfläche 12 des ersten Teilrings 10 eben
und nicht in einer Nut, sondern auf einem radialen Endflansch 17 angeordnet, der die
Gegenflächen 15 des ersten Teilrings 10 begrenzt.
[0063] Der zweite Teilring 20, der sich in der Ausführung der Fig. 3 ebenfalls direkt an
den Stützflächen 11, 12 des ersten Teilrings 10 abstützt, ist bzw. wird in axialer
Richtung zwischen diesen mit einem Schrumpf- bzw. Presssitz verspannt.
[0064] Hierzu weist er radial innen eine Ringnut 26 zur Reduzierung seiner Steifigkeit in
axialer Richtung auf.
[0065] Zum Herstellen des Innenrings werden zunächst die einander axial zugewandten Stützflächen
11, 12 und die Gegenfläche 15 des ersten Teilrings 10 und die Abstützflächen (in Fig.
3 ist nur die Abstützfläche 21 mit Bezugszeichen versehen) und Auflagefläche des zweiten
Teilrings 20 endbearbeitet, aufeinander angeordnet und beiden Teilringe 10, 20 in
axialer Richtung miteinander verspannt, indem der zweiten Teilring 20 aufgeschrumpft
wird.
[0066] In diesem Zustand werden die Bohrungen 14, 24, 52 endgefertigt und die beiden Teilringe
10, 20 in Umfangsrichtung jeweils in zwei Hälften segmentiert.
[0067] Anschließend werden die beiden Teilring 10, 20 wieder voneinander gelöst und zur
Montage in axialer Richtung gegensinnig aufeinander zu verschoben, wobei sie die Lagerzapfen
51 der Leitschaufeln 50 umschließen, wobei die geringe radiale Höhe des Endflanschs
17 ein Aufschrumpfen des zweiten Teilrings 20 zur Montage begünstigt. Dann werden
die Passstifte 40 eingesteckt und anschließend das Sicherungsmittel 30 in Nuten des
ersten Teilrings 10 befestigt.
[0068] Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden,
sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist.
[0069] So kann insbesondere in einer in Fig. 1-3 gestrichelt angedeuteten Abwandlung das
Sicherungsmittel 30 auch als ein- oder mehrteiliger Keil mit in Umfangsrichtung zunehmender
Wandstärke ausgebildet sein, der bzw. dessen Teile in Umfangsrichtung in die Nuten
13, 23 eingeschoben und darin reibschlüssig fixiert sind bzw. werden.
[0070] 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.
Bezugszeichenliste
[0071]
- 10
- erster Teilring
- 11, 12
- Stützfläche
- 13
- Nut
- 14
- Bohrung
- 15
- Gegenfläche
- 16
- Bund
- 17
- Endflansch
- 19
- Dichtung
- 20
- zweiter Teilring
- 21, 22
- Abstützfläche
- 23
- Nut
- 24
- Bohrung
- 25
- Auflagefläche
- 26
- Ringnut
- 30
- Feder- und/oder Sicherungsmittel
- 40
- Passstift
- 50
- Leitschaufel
- 51
- Zapfen
- 52
- Bohrung
1. Axial geteilter Innenring zur Befestigung an, insbesondere verstellbaren, Leitschaufeln
(50) einer Turbomaschine, insbesondere einer Verdichter- oder Turbinenstufe einer
Gasturbine, der einen ersten Teilring (10) und einen zweiten Teilring (20) aufweist,
der sich in axialer Richtung direkt oder indirekt an zwei einander axial zugewandten
Stützflächen (11, 12) des ersten Teilrings (10) abstützt und in radialer Richtung
durch mehrere in Umfangsrichtung verteilte Passstifte (40) an dem ersten Teilring
(10) festgelegt ist.
2. Innenring nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilring (20) in axialer Richtung zwischen den zwei einander zugewandten
Stützflächen (11, 12) des ersten Teilrings (10) verspannt ist.
3. Innenring nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilring (20) wenigstens eine Ringnut (26) zur Reduzierung einer Steifigkeit
in axialer Richtung aufweist.
4. Innenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilring (20) die beiden einander zugewandten Stützflächen (11, 12) des
ersten Teilrings (10) kontaktiert oder zwischen dem zweiten Teilring (20) und wenigstens
einer (12) der beiden einander zugewandten Stützflächen (11, 12) ein Federmittelt
(30) zum Verspannen des zweiten Teilrings (20) zwischen den Stützflächen (11, 12)
angeordnet ist.
5. Innenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Passstifte (40) reibschlüssig in eine sacklochartige oder Durchgangsaussparung
(14, 24) in dem ersten und/oder zweiten Teilring (10, 20) eingesteckt und/oder durch
ein Sicherungsmittel (30) in axialer Richtung gesichert ist, das an wenigstens einem
der Teilringe (10, 20) befestigt ist.
6. Innenring nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungsmittel (30) keilartig ausgebildet ist und/oder das Federmittel (30)
aufweist, insbesondere ist.
7. Innenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auflagefläche (25) des zweiten Teilrings (20) in radialer Richtung, insbesondere
von radial außen, auf einer Gegenflächen (15) des ersten Teilrings (10) aufliegt.
8. Innenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine (12) der Stützflächen an einem radialen Flansch (16, 17) oder in
einer radialen Nut (13) des ersten Teilrings (10) angeordnet ist.
9. Innenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Teilring (10, 20) in Umfangsrichtung segmentiert ist.
10. Innenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine, insbesondere mit dem ersten und/oder zweiten Teilring (10, 20) integral ausgebildete
oder an dem ersten und/oder zweiten Teilring (10, 20) befestigte, Radialdichtung (19).
11. Innenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Teilring (10, 20) gemeinsam, insbesondere beschichtete, sacklochartige
oder Durchgangsaussparungen (52) zur Befestigung an den, insbesondere beschichteten,
Leitschaufeln (50) bilden, insbesondere an, insbesondere beschichteten, Buchsen zur
Lagerung der Leitschaufeln (50).
12. Leitgitter für eine Turbomaschine, insbesondere eine Verdichter- oder Turbinenstufe
einer Gasturbine, mit einem axial geteilten Innenring nach einem der vorhergehenden
Ansprüche und, insbesondere verstellbaren, Leitschaufeln (50), an denen der Innenring
befestigt ist.
13. Turbomaschine, insbesondere Gasturbine, mit wenigstens einer Verdichter- oder Turbinenstufe
mit einem axial geteilten Innenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Verfahren zum Herstellen eines axial geteilten Innenrings nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der erste und/oder zweite Teilring (10, 20) bearbeitet, insbesondere
Aussparungen (14, 24, 52) für die Passstifte (40) und/oder Leitschaufeln (50) hergestellt
und/oder der Teilring (10, 20) segmentiert, werden, während wenigstens eine, insbesondere
endbearbeitete, der Stützflächen (11, 12) des ersten Teilrings und eine, insbesondere
endbearbeitete, Abstützfläche (21, 22) des zweiten Teilrings aufeinander angeordnet
und gegeneinander gepresst sind.
15. Verfahren zum Montieren eines axial geteilten Innenrings nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei der zweite Teilring (20) in axialer Richtung zwischen den zwei einander
zugewandten Stützflächen (11, 12) des ersten Teilrings (10) verspannt und in radialer
Richtung durch die Passstifte (40) an dem ersten Teilring (10) festgelegt wird.