[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaufelsegment sowie eine Strömungsmaschine.
[0002] Beispielsweise ist es aus der Druckschrift
JP 2007154695 A bekannt, Turbinenschaufeln torsionsvorzuspannen. Dies wirkt sich im Betrieb der Turbinenschaufeln
im Hinblick auf ein Dämpfungsverhalten derselben günstig aus. Die Torsionsvorspannung
wird dadurch aufrechterhalten, dass die Turbinenschaufeln an ihren Schaufelspitzen
jeweils Deckbänder aufweisen, welche über eine Z-Verklinkung miteinander verspannt
sind. Diese Z-Verklinkung wird auch als "Z-shroud" bezeichnet.
[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen alternativen oder ergänzenden Ansatz
bereitzustellen, welcher eine Kopplung zwischen wenigstens zwei Schaufeln eines Schaufelsegments
vorsieht, um ein günstiges Dämpfungsverhalten zu erzielen.
[0004] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schaufelsegment mit Merkmalen des Patentanspruchs
1 sowie durch eine Strömungsmaschine mit dem Merkmal des Patentanspruchs 10.
[0005] Demgemäß wird ein Schaufelsegment für eine Strömungsmaschine, aufweisend: eine erste
Schaufel; ein erstes, mit der Spitze der ersten Schaufel verbundenes Deckband, welches
eine Anlagefläche aufweist; eine zweite Schaufel; und ein zweites, mit der Spitze
der zweiten Schaufel verbundenes zweites Deckband, welches eine Gegenanlagefläche
für ein Anliegen der Anlagefläche des ersten Deckbandes in radialer Richtung derart
aufweist, dass ein Reibschluss zwischen der Anlagefläche und der Gegenanlagefläche
erzeugbar ist; bereitgestellt.
[0006] Weiterhin wird eine Strömungsmaschine, insbesondere Turbomaschine, mit dem erfindungsgemäßen
Schaufelsegment bereitgestellt.
[0007] Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, die Deckbänder
der jeweiligen Schaufeln dachziegelartig anzuordnen, sodass die Deckbänder in der
radialen Richtung derart gegeneinander anliegen, dass zumindest im Betrieb des Schaufelsegments
(oder auch im Stillstand desselben) ein Reibschluss zwischen einander überlappenden
Deckbändern gebildet wird. Der Reibschluss sorgt für ein Kopplung der Deckbänder bzw.
der Schaufeln miteinander, was im Hinblick auf ein Dämpfungsverhalten günstig ist.
[0008] Aus den Unteransprüchen ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen.
[0009] Unter dem Anliegen der Anlagefläche gegen die Gegenanlagefläche in der radialen Richtung
ist vorliegend zu verstehen, dass ein Vektor senkrecht auf die Ebene, in welcher die
Anlagefläche und die Gegenanlagefläche gegeneinander anliegen, zumindest eine radiale
Komponente auf weist.
[0010] "Umfangsrichtung" meint vorliegend eine Richtung entlang einer Kreislinie, welche
die Drehachse des Schaufelsegments in der Strömungsmaschine als Mittelachse besitzt.
"Radial" bezieht sich vorliegend auf eine Richtung senkrecht zu der Drehachse des
Schaufelsegments in der Strömungsmaschine. "Axial" bezieht sich vorliegend auf eine
Richtung entlang der Drehachse des Schaufelsegments in der Strömungsmaschine.
[0011] Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schaufelsegments ist der Schwerpunkt
des ersten Deckbandes in Umfangsrichtung von einer Mittelachse der ersten Schaufel
derart beabstandet angeordnet, dass sich die erste Schaufel unter Einwirkung der Fliehkräfte
im Betrieb des Schaufelsegments für das Erzeugen des Reibschlusses zwischen der Anlagefläche
und der Gegenanlagefläche verbiegt. Im Betrieb des Schaufelsegments entsteht also
unter Einwirkung der wirkenden Fliehkräfte ein Biegemoment, welches dazu tendiert,
die Schaufel samt dem Deckband in Umfangsrichtung zu kippen. Dieses Kippen wird aber
mittels der Anlagefläche des ersten Deckbands und der Gegenanlagefläche des zweiten
Deckbands verhindert. Die Anlagefläche drückt dabei in der radialen Richtung derart
gegen die Gegenanlagefläche, dass es zu einem Reibschluss zwischen der Anlagefläche
und der Gegenanlagefläche kommt.
[0012] Mit "Mittelachse" ist vorliegend die Achse der ersten Schaufel gemeint, die derart
positioniert ist, dass, wenn der Schwerpunkt des ersten Deckbands, mit dieser koinzident
angeordnet wäre, kein oder nur ein unwesentliches Biegemoment aus dem Deckband in
die erste Schaufel eingeleitet werden würde. Entsprechendes gilt für die Mittelachse
der zweiten Schaufel.
[0013] Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schaufelsegments ist die Anlagefläche
des ersten Deckbandes und/oder die Gegenanlagefläche des zweiten Deckbandes mit einem
Pressmaß in radialer Richtung für ein Verbiegen der ersten Schaufel um deren Fußpunkt
in der Umfangsrichtung gebildet, um dadurch den Reibschlusses zwischen der Anlagefläche
und der Gegenanlagefläche zu erzeugen. Mit einem Pressmaß ist gemeint, dass die Anlagefläche
und/oder Gegenanlagefläche in der radialen Richtung aufgedickt ist, um dadurch eine
Flächenpressung und damit einen Reibschluss zwischen der Anlagefläche und der Gegenanlagefläche
zu erzeugen. Diese Ausgestaltung kann alternativ oder zusätzlich zu der vorhergehenden
Ausgestaltung vorgesehen werden, bei welcher der Schwerpunkt des ersten Deckbandes
in Umfangsrichtung von einer Mittelachse der ersten Schaufel derart beabstandet angeordnet.
[0014] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schaufelsegments ist der
Reibschluss dazu ausgebildet, ein Torsionsreaktionsmoment in einer Richtung um die
Mittelachse der ersten und der zweiten Schaufel zu erzeugen. Dies ist zur Kompensation
der Entwindungsneigung von radial verdrehten Laufschaufelprofilen günstig.
[0015] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schaufelsegments weisen
die erste und/oder zweite Schaufel eine Grundneigung in axialer Richtung auf, welche
durch eine Grundneigungsachse definiert ist, wobei die Anlagefläche und Gegenanlagefläche
schräg, insbesondere unter einem Winkel zwischen 45 und 135 Grad, in Bezug auf die
Grundneigungsachse in axialer Richtung der ersten und der zweiten Schaufel angeordnet
sind. Die Grundneigung wird auch als "lean" bezeichnet. Die Grundneigung dient üblicherweise
dazu, die während des Betriebs der Strömungsmaschine auftretenden Gaskräfte, welche
entsprechende Biegemomente an den Schaufeln erzeugen, zumindest in bestimmten Betriebsbereichen
der Strömungsmaschine weitgehend auszugleichen. Die Grundneigung beträgt dabei in
Abhängigkeit der Ausgestaltung der Strömungsmaschine üblicherweise zwischen 0 und
2 Grad. Die schräge Anordnung von Anlagefläche und Gegenanlagefläche führt dazu, dass
ein Torsionsmoment um die Mittelachse einer jeweiligen Schaufel entsteht, welches
einer Entwindung einer jeweiligen Schaufel entgegenwirken kann. Hier sind zwei spiegelbildliche
Anordnungen möglich. Dieses Torsionsmoment nimmt zu, je stärker die Anlagefläche gegen
die Gegenanlagefläche drückt.
[0016] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schaufelsegments weisen
die Anlageflächen und Gegenanlageflächen ein Eingriffselement und ein Aufnahmeelement
auf, welche in der Umfangsrichtung ineinander eingreifen. Dadurch werden das erste
und zweite Deckband noch besser, also zusätzlich zu dem Reibschluss, aneinander abgestützt.
Insbesondere verhindert diese Ausgestaltung eine Entwindung der Schaufeln dann, wenn
kein Reibschluss erzeugt wird (beispielsweise im Stillstand des Schaufelsegments bei
der Ausgestaltung mit dem in Umfangsrichtung versetzten Schwerpunkt des Deckbandes).
[0017] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schaufelsegments ist die
erste und/oder zweite Schaufel torsionsvorgespannt. Stehen die Schaufeln mittels der
vorstehend beschriebenen Eingriffs- und Aufnahmeelemente miteinander in Eingriff,
ist es beispielsweise möglich die Schaufeln auch torsionsvorzuspannen, sodass auch
bei niedrigen Drehzahlen ein ausreichende Kopplung zwischen den Schaufeln erreicht
wird, welche ein günstiges Dämpfungsverhalten bewirkt. Der Reibschluss auf Grund des
Versatzes des Schwerpunktes eines jeweiligen Deckbandes mag bei den niedrigen Drehzahlen
noch nicht genügen, um eine derart ausreichende Kopplung zwischen den Deckbändern
zu erzielen.
[0018] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schaufelsegments sind die
erste und zweite Schaufel als Laufschaufeln ausgebildet.
[0019] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schaufelsegments sind die
erste und zweite Schaufel aus einem stark kriechenden Material. Mit "stark kriechenden
Materialien" sind solche Werkstoffe gemeint, die stärker kriechen als aktuelle Nickelwerkstoffe.
[0020] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Figuren der Zeichnungen näher erläutert.
[0021] Es zeigen:
- Figur 1
- in axialer Richtung gesehen, schematisch ein Schaufelsegment gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
- Figur 2
- einen Schnitt A-A aus Figur 1,
- Figur 3
- einen Schnitt B-B aus Figur 1,
- Figur 4
- in einer perspektivischen Ansicht von schräg unten das Schaufelsegment gemäß Figur
1; und
- Figur 5
- in axialer Richtung gesehen, schematisch ein Schaufelsegment gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
[0022] In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern gleiche oder funktionsgleiche Komponenten,
soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
[0023] Figur 1 zeigt in axialer Richtung gesehen, schematisch ein Schaufelsegment 1 gemäß
einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[0024] Das Schaufelsegment 1 ist Bestandteil einer Strömungsmaschine, insbesondere einer
Turbomaschine, welche allgemein mit 2 bezeichnet ist. Bevorzugt handelt es sich bei
der Turbomaschine um ein Flugtriebwerk.
[0025] Das Schaufelsegment 1 weist zwei Schaufeln 3 und 3'auf Die Schaufeln 3, 3' sind bevorzugt
als Laufschaufeln ausgebildet. Die Schaufeln 3, 3' sind mit ihren jeweiligen Füßen
4, 4' in einem Rotor 5, siehe Figur 4, beispielsweise mittels einer Tannenbaumverbindung,
befestigt. Der Rotor 5 dreht um eine Achse 6, wobei die Schaufeln 3, 3' mit einem
die Strömungsmaschine 2 durchströmenden Fluid in Wechselwirkung treten. Die Begriffe
"in Umfangsrichtung", "in radialer Richtung" und "in axialer Richtung" beziehen sich
nachfolgend auf die Achse 6. Es sei angemerkt, dass sich die Achse 6 in der Realität
deutlich weiter von den Schaufeln 3, 3' entfernt befindet, als in Figur 1 dargestellt.
[0026] An ihren Spitzen, also radial außenseitig, sind die Schaufeln 3, 3' jeweils mit Deckbändern
7, 7' verbunden. Die Schaufeln 3, 3', samt ihrer Füße 4, 4' und Deckbänder 7, 7' sind
in der Umfangsrichtung U nebeneinander angeordnet und bilden bevorzugt einen geschlossenen
Ring aus, wobei in Figur 1 lediglich ein Ausschnitt mit zwei der Schaufeln 3, 3' dargestellt
ist. Die Deckbänder 7, 7' sind in axialer Richtung dachziegelartig übereinander angeordnet.
[0027] Die Deckbänder 7, 7' weisen jeweils einen Schwerpunkt S, S' auf, welcher einen Abstand
D, D' auf eine Mittelachse M, M' einer jeweiligen Schaufel 3, 3' aufweist. Die Mittelachsen
M, M' verlaufen jeweils durch die Achse 6, was aufgrund der stark schematisierten
Darstellung in Figur 1 nicht erkennbar ist. Die Mittelachse M verläuft dabei durch
einen Schwerpunkt SB der Schaufel 3, siehe Figur 2. Der Schwerpunkt SB ist der Schwerpunkt
des Profils der Schaufel 3. Entsprechendes gilt für die Mittelachse M' der Schaufel
3'.
[0028] Ein jeweiliges Deckband 7, 7' weist eine Anlagefläche 11, 11' und eine dieser gegenüberliegende
Gegenanlagefläche 12, 12' auf. Die Anlageflächen 11, 11' und Gegenanlageflächen 12,
12' können jeweils an Enden der Deckbänder 7, 7' in Umfangsrichtung U ausgebildet
sein.
[0029] Weist das Schaufelsegment 1 keine oder nur eine geringe Drehzahl auf, so wirken keine
oder nahezu keine Fliehkräfte auf die Schaufeln 3, 3' samt ihrer Deckbänder 7, 7'.
Die Schaufeln 3, 3' samt Deckbänder 7, 7' befinden sich dann in der in Figur 1 lediglich
für die linke Schaufel 3 in gestrichelter Linie gezeichneten Stellung. Steigt die
Drehzahl des Schaufelsegments 1, so nimmt ein Biegemoment des Deckbands 7 um einen
Schaufelfußpunkt F zu. Dies, weil der Schwerpunkt S den Abstand D auf die Mittellinie
M bzw. den Schwerpunkt SB der Schaufel 3 aufweist. Das resultierende Biegemoment ist
in Figur 1 mit BM bezeichnet. Das Biegemoment BM bewirkt, dass die Schaufel 3 samt
dem Deckband 7 aus ihrer gestrichelten Stellung in Figur 1 in ihre in durchgezogener
Linie dargestellte Stellung kippt, d.h. sich verbiegt. Ab einer gewissen Drehzahl
kommt die Anlagefläche 11 mit der Gegenanlagefläche 12' in der radialen Richtung R
in Anlage, d.h., dass ein Vektor 9, siehe Fig. 3, senkrecht auf die Ebene 10, in welcher
die Anlagefläche 11 und die Gegenanlagefläche 12' gegeneinander anliegen, zumindest
eine Komponente in der radialen Richtung R aufweist. Dabei entsteht ein Reibschluss
zwischen der Anlagefläche 11 und der Gegenanlagefläche 12'. Von diesem Zeitpunkt an
ist die Schaufel 3 mit der Schaufel 3' reibschlüssig gekoppelt, was sich im Hinblick
auf ein Vibrationsverhalten dieser vorteilhaft auswirkt.
Figur 2 zeigt einen Schnitt A-A aus Figur 1.
[0030] In Figur 2 ist zu erkennen, dass der Reibschluss RF zwischen der Anlagefläche 11
und der Gegenanlagefläche 12' derart ausgebildet sein kann, dass dieser ein Torsionsreaktionsmoment
TM um die Mittelachse M erzeugt, was die Schaufel 3 daran hindert, dass diese um die
Mittelachse in ungewünschter Weise schwingt.
Figur 3 zeigt einen Schnitt B-B aus Figur 1.
[0031] Wie Figur 3 zu entnehmen, können die Anlagefläche 11 und die Gegenanlagefläche 12'
in Bezug auf eine Grundneigungsachse G' schräg unter einem Winkel W' von bspw. 93
Grad angeordnet sein. "Schräg" meint einen Winkel W' ungleich 90 Grad und bevorzugt
zwischen 45 und 135 Grad. Die Grundneigungsachse G' der Schaufel 3' kann beispielsweise
um 1 Grad in Richtung der Drehachse 6 geneigt sein.
[0032] Unter der Einwirkung der Fliehkräfte und einer entsprechenden Entwindung der Schaufel
3 ergibt sich eine Anpresskraft AK zwischen der Anlagefläche 11 und der Gegenanlagefläche
12'. Aufgrund der schrägen Anordnung der Anlagefläche 11 sowie der Gegenanlagefläche
12' resultiert die Anlagekraft AK in einer Reaktionskraft RK1 und eine Reaktionskraft
RK2, welche auf die Schaufel 3 rückwirken. RK2 wirkt entlang der Grundneigungsachse
G' und RK1 senkrecht zu dieser.
[0033] RK1 ist auch in Figur 2 dargestellt. Hier ist zu erkennen, dass RK1 ein zusätzliches
Torsionsmoment TR um den Schwerpunkt SB bzw. die Mittelachse M der Schaufel 3 erzeugt,
welches einer Entwindung E der Schaufel 3 entgegenwirkt.
[0034] Figur 4 zeigt das Schaufelsegment aus 1 aus Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht
von schräg unten.
[0035] Wie in Figur 4 dargestellt, weisen die Deckbänder 7, 7' an ihren gegenüberliegenden
Enden bevorzugt im Bereich der Anlageflächen 11, 11' und Gegenanlageflächen 12, 12'
Eingriffselemente 13, 13' und Aufnahmeelemente 14, 14' auf. Das Eingriffselement 13'
des Deckbands 7' greift in der Umfangsrichtung in das Aufnahmeelement 14 des Deckbands
7 ein. Dadurch ergibt sich ein Formschluss in der axialen Richtung, welcher eine Entwindung
der Schaufeln 3, 3' im Stillstand des Schaufelsegments 1 oder bei niedrigen Drehzahlen,
wo der Reibschluss RF noch zu gering ist, um die Schaufeln 3, 3' miteinander zu koppeln,
verhindert.
[0036] Fig. 5 zeigt in axialer Richtung gesehen, schematisch ein Schaufelsegment 1 gemäß
einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
[0037] Das Schaufelsegment 1 unterscheidet sich von dem gemäß den Fig. 1 bis 4 lediglich
auf die Art und Weise, wie der Reibschluss RF erzeugt wird. Im Übrigen gelten daher
die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 4 entsprechend für das Schaufelsegment nach Fig.
5.
[0038] Bei dem Schaufelsegment 1 nach Fig. 5 ist die Anlagefläche 11 des Deckbandes 7 mit
einem Pressmaß P in radialer Richtung R für ein Verbiegen der ersten Schaufel 3 um
deren Fußpunkt F in der Umfangsrichtung U gebildet, um dadurch den Reibschlusses RF
zwischen der Anlagefläche 11 und der Gegenanlagefläche 12' zu erzeugen. Entsprechendes
gilt selbstverständlich auch für die weiteren Schaufeln des Schaufelsegments.
[0039] Der Reibschluss RF bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist vorteilhaft nicht
oder nur unwesentlich drehzahlabhängig.
[0040] Die Ausgestaltungen nach den Fig. 1 bis 4 und nach Fig. 5 können auch miteinander
kombiniert werden.
[0041] Obwohl die Erfindung vorliegend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben
wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern vielfältige Weise modifizierbar.
Bezugszeichenliste
[0042]
- 1
- Schaufelsegment
- 2
- Strömungsmaschine
- 3
- Schaufel
- 3'
- Schaufel
- 4
- Fuß
- 4'
- Fuß
- 5
- Rotor
- 6
- Drehachse
- 7
- Deckband
- 7'
- Deckband
- 9
- Vektor
- 10
- Ebene
- 11
- Anlagefläche
- 11'
- Anlagefläche
- 12
- Gegenanlagefläche
- 12'
- Gegenanlagefläche
- 13
- Eingriffselement
- 13'
- Eingriffselement
- 14
- Aufnahmeelement
- 14'
- Aufnahmeelement
- D
- Abstand
- F
- Fußpunkt
- G'
- Grundneigungsachse
- M
- Mittelachse
- M'
- Mittelachse
- R
- radiale Richtung
- S
- Schwerpunkt
- S'
- Schwerpunkt
- U
- Umfangsrichtung
- AK
- Anlagekraft
- BM
- Biegemoment
- RF
- Reibkraft
- RK1
- Reaktionskraft
- RK2
- Reaktionskraft
- SB
- Schaufelschwerpunkt
- TM
- Torsionsreaktionsmoment
- TR
- Torsionsmoment
- E
- Entwindung
1. Schaufelsegment (1) für eine Strömungsmaschine (2), aufweisend:
eine erste Schaufel (3);
ein erstes, mit einer Spitze der ersten Schaufel (3) verbundenes Deckband (7), welches
eine Anlagefläche (11) aufweist;
eine zweite Schaufel (3'); und
ein zweites, mit einer Spitze der zweiten Schaufel (3') verbundenes zweites Deckband
(7'), welches eine Gegenanlagefläche (12') für ein Anliegen der Anlagefläche (11)
des ersten Deckbandes (7) in radialer Richtung (R) derart aufweist, dass ein Reibschluss
(RF) zwischen der Anlagefläche (11) und der Gegenanlagefläche (12') erzeugbar ist.
2. Schaufelsegment nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schwerpunkt (S) des ersten Deckbandes (7) in Umfangsrichtung (U) von einer Mittelachse
(M) der ersten Schaufel (3) derart beabstandet angeordnet ist, dass sich die erste
Schaufel (3) unter Einwirkung der Fliehkräfte im Betrieb des Schaufelsegments (1)
für das Erzeugen des Reibschlusses (RF) zwischen der Anlagefläche (11) und der Gegenanlagefläche
(12') verbiegt.
3. Schaufelsegment nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anlagefläche (11) des ersten Deckbandes (7) und/oder die Gegenanlagefläche (12')
des zweiten Deckbandes (7') mit einem Pressmaß (P) in radialer Richtung (R) für ein
Verbiegen der ersten Schaufel (3) um deren Fußpunkt (F) in der Umfangsrichtung (U)
gebildet sind, um dadurch den Reibschlusses (RF) zwischen der Anlagefläche (11) und
der Gegenanlagefläche (12') zu erzeugen.
4. Schaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Reibschluss (RF) dazu ausgebildet ist, ein Torsionsreaktionsmoment (TM) in einer
Richtung um die Mittelachse (M) der erste und/oder zweiten Schaufel (3) zu erzeugen.
5. Schaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und/oder zweite Schaufel (3') eine Grundneigung in axialer Richtung (6)
aufweisen, welche durch eine Grundneigungsachse (G') definiert ist, wobei die Anlagefläche
(11) und Gegenanlagefläche (12') schräg, insbesondere unter einem Winkel (W') zwischen
45 und 135 Grad, in Bezug auf die Grundneigungsachse (G') der ersten und/oder zweiten
Schaufel (3') angeordnet sind.
6. Schaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anlagefläche (11) und Gegenanlagefläche (12') ein Eingriffselement (13') und
ein Aufnahmeelement (14) aufweisen, welche in der Umfangsrichtung (U) ineinander eingreifen.
7. Schaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und/oder zweite Schaufel (3, 3') torsionsvorgespannt ist.
8. Schaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und zweite Schaufel (3, 3') als Laufschaufeln ausgebildet sind.
9. Schaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und/oder zweite Schaufel (3, 3') aus einem stark kriechenden Material ausgebildet
ist.
10. Strömungsmaschine (2), insbesondere Turbine, mit einem Schaufelsegment (1) nach einem
der vorhergehenden Ansprüche.
Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.
1. Schaufelsegment (1) für eine Strömungsmaschine (2), aufweisend:
eine erste Schaufel (3);
ein erstes, mit einer Spitze der ersten Schaufel (3) verbundenes Deckband (7), welches
eine Anlagefläche (11) aufweist;
eine zweite Schaufel (3') wobei die erste und zweite Schaufel (3, 3') als Laufschaufeln
ausgebildet sind; und
ein zweites, mit einer Spitze der zweiten Schaufel (3') verbundenes zweites Deckband
(7'), welches eine Gegenanlagefläche (12') für ein Anliegen der Anlagefläche (11)
des ersten Deckbandes (7) in radialer Richtung (R) derart aufweist, dass ein Reibschluss
(RF) zwischen der Anlagefläche (11) und der Gegenanlagefläche (12') erzeugbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass Anlagefläche (11) und Gegenanlagefläche (12') in axialer Richtung schräg angeordnet
ist.
2. Schaufelsegment nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schwerpunkt (S) des ersten Deckbandes (7) in Umfangsrichtung (U) von einer Mittelachse
(M) der ersten Schaufel (3) derart beabstandet angeordnet ist, dass sich die erste
Schaufel (3) unter Einwirkung der Fliehkräfte im Betrieb des Schaufelsegments (1)
für das Erzeugen des Reibschlusses (RF) zwischen der Anlagefläche (11) und der Gegenanlagefläche
(12') verbiegt.
3. Schaufelsegment nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anlagefläche (11) des ersten Deckbandes (7) und/oder die Gegenanlagefläche (12')
des zweiten Deckbandes (7') mit einem Pressmaß (P) in radialer Richtung (R) für ein
Verbiegen der ersten Schaufel (3) um deren Fußpunkt (F) in der Umfangsrichtung (U)
gebildet sind, um dadurch den Reibschlusses (RF) zwischen der Anlagefläche (11) und der Gegenanlagefläche (12')
zu erzeugen.
4. Schaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Reibschluss (RF) dazu ausgebildet ist, ein Torsionsreaktionsmoment (TM) in einer
Richtung um die Mittelachse (M) der erste und/oder zweiten Schaufel (3) zu erzeugen.
5. Schaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und/oder zweite Schaufel (3') eine Grundneigung in axialer Richtung (6)
aufweisen, welche durch eine Grundneigungsachse (G') definiert ist, wobei die Anlagefläche
(11) und Gegenanlagefläche (12') schräg, insbesondere unter einem Winkel (W') zwischen
45 und 135 Grad, in Bezug auf die Grundneigungsachse (G') der ersten und/oder zweiten
Schaufel (3') angeordnet sind.
6. Schaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anlagefläche (11) und Gegenanlagefläche (12') ein Eingriffselement (13') und
ein Aufnahmeelement (14) aufweisen, welche in der Umfangsrichtung (U) ineinander eingreifen.
7. Schaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und/oder zweite Schaufel (3, 3') torsionsvorgespannt ist.
8. Schaufelsegment nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und/oder zweite Schaufel (3, 3') aus einem stärker als Nickelwerkstoffe
kriechenden Material ausgebildet ist.
9. Strömungsmaschine (2) mit einem Schaufelsegment (1) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche.