DE2064318A1 - Lagerung schwenkbarer Leitschaufeln von thermischen Turbomaschinen - Google Patents

Lagerung schwenkbarer Leitschaufeln von thermischen Turbomaschinen

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DE2064318A1
DE2064318A1 DE19702064318 DE2064318A DE2064318A1 DE 2064318 A1 DE2064318 A1 DE 2064318A1 DE 19702064318 DE19702064318 DE 19702064318 DE 2064318 A DE2064318 A DE 2064318A DE 2064318 A1 DE2064318 A1 DE 2064318A1
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Wolfgang Dipl.-Ing.; Ferschin Peter; 8000 München. P Pröstler
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MTU Aero Engines GmbH
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MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
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    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines

Description

MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
MÜNCHEN GMBH.
München, den 22. Dez. 1970
Lagerung schwenkbarer LeItschaufeln von thermischen Turbomaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitlagerung für schwenkbare Leitschaufeln von thermischen Turbomaschinen, bei der ein als Verstellwelle ausgebildeter Leitschaufelschaft in Gleitbüchsen im Lagerträger gelagert ist.
Bei der Lagerung schwenkbarer Leitschaufeln bereiten die mitunter außerordentlich hohen Betriebstemperaturen in thermischen Turbomaschinen (im Bereich von looo°C) Schwierigkeiten, da die meisten Werkstoffe ihre Gleiteigenschaften bei hohen Temperaturen verändern und der Einsatz von Schmiermitteln nicht mehr % möglich ist. Weiterhin müssen aufgrund der großen Wärmedehnungen bei so hohen Temperaturen Lagerspiele gelassen werden, die eine feine Einstellung der Leitschaufeln nahezu unmöglich machen. Man hat deshalb versucht, die Lagerstellen der schwenkbaren Leitschaufeln möglichst kühl zu halten, indem man aufwendige Kühlsysteme (Preßluft) geschaffen hat. Diese müssen jedoch mit erheblichem Bauaufwand erkauft werden und haben darüber hinaus den Nachteil, bei guter Wirkung viel Preßluft zu verbrauchen.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Gleitlagerung der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, die ohne Kühlung und Schmiermittel eine exakte Einstellung des Schaufelwinkels über den ganzen Temperaturbereich zuläßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Oberfläche des Leitschaufelschaftes mit einer Chromcarbid-Sehicht (C Cp) versehen ist und die Lagerbüchsen Oxydkeramikbüchsen sind. Es hat sich gezeigt, daß eine soleher-™ art ausgeführte Werkstoffpaarung im Bereich von looo°C ohne jegliche Kühlung oder Schmierung, d.h. also in einem Temperaturbereich bei dem ein St^ahllagerträger rot glühend ist, einwandfreie Verstellbarkeit des Leitschaufelschaftes zuläßt und zwar bei einem äußerst geringen Lagerspiel. Die Drehmomente zur Verschwenkung des Leitschauflschaftes sind dabei praktisch nicht größer als in kaltem Zustand. Darüber hinaus arbeitet eine erfindungsgemäße Lagerung praktisch verschleißfrei.
fe Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sollen die Oxydkeramikbüchsen aus Aluminiumoxyd (Al2 0,) bestehen, da sich Büchsen aus diesem Werkstoff als besonders standfest erwiesen haben.
In Ausgestaltung der Erfindung soll die Chromcarbld-Schient (C Cp) auf dem Schaufelschaft durch Flammspritzen oder Plasmaspritzen aufgetragen sein. Durch diese Auftragung ergibt sieh
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eine besonders gute Haftung am Schaufelschaft, sowie ein für eine Gleitlagerung besonders geeignetes Gefüge.
Erfindungsgemäß sollen in Fällen, in denen mit erheblicher Temperaturschockbelastung gerechnet werden muß, an Stelle der Oxydkeramikbüchsen Siziliumnitrid-Büchsen (Si, N2.) eingesetzt werden.
Als weitere erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Gleitlagerung für schwenk- g
bare Leitschaufeln vorgeschlagen, daß auf dem Schaufelsehaft Oxydkeramikbüchsen mit einem hochtemperaturbeständigen Kleber aufgeklebt sind und der Schaft über diese Büchsen in Oxydkeramikbüchsen des Lagerträgers gelagert ist. Auch diese erfindungsgemäße Gleitpaarung zeigt die oben ausgeführten vorteilhaften Eigenschaften.
Nach einem weiteren Merkmal sollen die Oxydkeramikbüchsen bei dieser Lösung Aluminiumoxydbüchsen (Al2 0,) sein.
Anhand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Lagerung mit einem Chromcarbidschaft der in Aluminiumoxydbüchsen gelagert ist,
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Pig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei der Al? O, -
Büchsen auf dem Schaufelsehaft aufgeklebt sind und in lagerträgerseitigen Alp 0-, - Büchsen gleiten.
Eine mit einem Schaft 2 versehene Leitschaufel 1 ist in einem Lagerträger j5 schwenkbar gelagert. Der als Verstellwelle dienende Leitschaufelschaft 2 ist an seiner Oberfläche mit einer Chromearbidschicht 4 versehen. Im Lagerträger j5 sind in eine abgesetzte Lagerbohrung 5 von innen her eine Gleitbüchse 6i und von außen eine solche 6a eingepreßt. Der Leitschaufelschaft ist in diesen Gleitbüchsen 6i, 6a, die aus Aluminiumoxyd (Alp CL·) bestehen, schwenkbar gelagert. Die Lagerung ist gleichzeitig als Radial- und Axiallagerung ausgeführt, indem zwischen Schaufelschaft 2 und Leitschaufel 1 ein Anlaufbund angeordnet ist, der gegen die Stirnseite der Gleitbüchse 6i läuft. Mit einem Verstöllhebel 9, der am Schaufelschaft 2 mit Hilfe von Klemmschrauben Io befestigt ist, wird eine Gegenscheibe 8 an der Stirnseite der äußeren Gleitbüchse 6a zur Anlage gebracht.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Lagerung sind auf dem Leitschaufelschaft 2 einer Leitschaufel 1, zwei Aluminiumoxydbüchsen Hi und Ha mittels eines hochtemperaturbeständigen Klebstoffs 12 aufgeklebt. Über diese Büchsen Hi, Ha ist der Leitschaufelschaft 2 in Aluminiumoxydbüchsen 6l und 6a gelagert, die in einer
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abgesetzten Gehäusebohrung 5 des Lagerträgers 5 eingepreßt sind. Auoh diese Lagerung ist als Radial- und Axiallagerung ausgebildet, was in gleicher Weise, wie bei Pig. I3 mittels Bundscheiben 7* 8 und dem Verstellhebel 9 erfolgt.
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Claims (1)

  1. MOTOREN- UND TURBINEN-UNION
    MÜNCHEN GMBH.
    München, den 22. Dez. 197o
    Patentansprüche
    1. JGrleitlagerung für schwenkbare Leitschaufeln von thermischen ^~^ Turbomaschinen, bei der ein als Verstellwelle ausgebildeter Leitschaufelschaft in Gleitbüchsen im Lagerträger gelagert
    ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Leitschaufelschaftes (2) mit einer Chromcarbid-Schicht (Cr Cp)
    (4) versehen ist und die Lagerbüchsen (6a, 6i) Oxydkeramikbüchsen sind.
    2. Gleitlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß,,, die Lagerbüchsen (6a, 6i) aus Aluminiumoxyd (Alp 0,)
    bestehen.
    5. Gleitlagerung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch
    gekennzeichnet, daß die Chromcarbid-Schicht (Cr Cp) (4)
    auf dem Schaufelschaft (2) durch Flammspritzen oder Plasmaspritzen aufgetragen ist.
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    4. Gleitlagerung nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydkeramikbüchsen (6a, 6i) durch Siliziuranitridbüchsen (Si-, Nj^) ersetzt sind.
    5. Gleitlagerung für schwenkbare Leitschaufeln von thermischen Turbomaschinen, bei der ein als Verstellwelle ausgebildeter Leitschaufelschaft in Gleitbüchsen im Lagerträger gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Schäufelschaft (2) Oxydkeramikbüchsen (Ha, lli) mit einem hochtemperaturbeständigen Kleber (12) aufgeklebt sind und der Schaft (2) über diese Büchsen (Ha, lli) in Oxydkeramikbüchsen (6a, 6i) des Lagerträgers (3) gelagert ist.
    6. Gleitlagerung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydkeramikbüchsen (6a, 6i, Ha, Hi) Aluminiumoxydbüchsen (Al-, 0,) sind.
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    22.l2.7o
    209828/0434
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