DE69203705T2

DE69203705T2 - Stator zur Einführung von Luft in das Innere einer Turbomaschine und Verfahren zum Montieren einer Schaufel dieses Stators.

Info

Publication number: DE69203705T2
Application number: DE69203705T
Authority: DE
Inventors: Jacky Serge Naudet
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1991-12-11
Filing date: 1992-12-09
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: FR2685033B1; FR2685033A1; DE69203705D1; EP0546935A1; US5328327A; EP0546935B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator zur Führung des Lufteintritts in das Innere einer Turbomaschine oder eines Kompressors, wie beispielsweise einem Turbotriebwerk eines Flugzeugs. Die Erfindung bezieht sich ebenso auf ein Verfahren zur Montage einer Schaufel dieses Stators.
Der allgemeine Aufbau einer Turbomaschine wird nun kurz bezugnehmend auf Fig. 1 erläutert. Durch das Turbotriebwerk geht ein axialer Luftstrom (durch den Pfeil F symbolisiert) hindurch. Es umfaßt aufeinanderfolgend ein Gebläse oder einen Niederdruckkompressor 1, einen Hochdruckkompressor 3 eine Brennkammer 5, eine Turbine 7 und ein Luftausstoßrohr 9. Die durch das Turbotriebwerk eingesaugte Luft geht aufeinanderfolgend durch den Niederdruckkompressor 1 und Hochdruckkompressor hindurch, wo sie komprimiert wird, durch die Brennkammer 5, wo sie aufgeheizt wird, und durch die Rohre 9, wo sie ausgestoßen wird.
Die Suche nach immer größeren Gewichtserleichterungen hat die Motoringenieure dahin geführt, Kompressoren mit Hohlschaufeln oder aus einem Verbundmateriai zu untersuchen und auszuführen. Die Verwendung dieser Techniken führt leider zur Herstellung von Schaufeln: die weniger stabil als die bisher existierenden sind.
Weiterhin ist die Vergrößerung des Gebläsedurchmessers ein Faktor, der die Risiken der Einsaugung von Erde oder Fremdkörpern während dem Flug bestimmt. Diese Fremdkörper sind beispielsweise Vögel, die in großer Anzahl auftreten, wenn die Flugzeuge mit großer Geschwindigkeit und in niedriger Höhe fliegen. In großer Höhe kann es sich ebenso um Eispartikel handeln.
Wenn diese Fremdkörper in das Innere des Gebläses oder des Niederdruckkompressors 1 eindringen, führen sie im allgemeinen zu einer gewissen axialen Verschiebung der Schaufeln des Stators oder der Schaufeln des Rotors, ja sogar zu einem Bruch dieser Schaufeln, da sie sehr zerbrechlich sind. Wenn sich eine Schaufel einer Stufe verschiebt, stößt sie gegen die Schaufeln der folgenden Stufe an und bricht. Die Bruchstücke der Schaufeln dringen wiederum in den Hochdruckkompressor 3 ein und führen zu Sekundärschäden an seinen Stator- und Rotorschaufeln.
Es ist daher wichtig, die axiale Verschiebung der Schaufeln unter Einwirkung eines Stoßes mit einem Fremdkörper nach vorne oder nach hinten in dem Turbotriebwerk zu vermeiden.
Eine erste Lösung der Lösung dieser Probleme, die an den Schaufeln durch Eindringen von Fremdkörper verursacht wird, ist in der Patentanmeldung FR-2 326 603 angegeben. Die in dieser Druckschrift angegebene Schaufel ist zur Anbringung in einem Luftstromgebläsekanal und in Serie mit einer angrenzenden Schaufel vorgesehen, gegen die sie im Fall einer Erschütterung anschlagen kann. Bekannterweise sind die Schaufeln radial im Inneren des Gebläsekanals angeordnet. Jede Schaufel ist in diesem Fall aus einem metallischen Hauptabschnitt gebildet, der an seinen beiden Endbereichen mit Drehzapfen versehen ist, die eine selektive Drehung der Schaufel um die zwischen den beiden Drehzapfen festgelegte Achse gestattet. Diese Schaufel weist in ihrem stromabseitigen radial äußeren Abschnitt einen Winkelabschnitt aus einem Verbundmaterial auf. Dieser Winkelabschnitt ist im allgemeinen aus einem Graphit-Epoxy-Verbundmaterial gebildet und bildet die Austrittskante der Schaufel. Er ist mit dem Rest der Schaufel beispielsweise durch einen Klebstoff steif verbunden. Dieser Winkelabschnitt kann zerbrechen und sich von dem metallischen Abschnitt trennen, sei es, wenn er direkt eine Erschütterung aufnimmt, sei es wenn sich die Schaufel verschiebt und der Winkelabschnitt gegen die folgende Schaufel anschlägt. Somit zerbricht bei einer Erschütterung nur der Teil aus dem zerbrechlicheren Verbundmaterial in kleine Teile, und wenn diese durch den Kompressor eingesaugt werden: haben sie stromabseitig keine Sekundärschäden zur Folge.
Diese Technik gestattet zwar die teilweise Begrenzung der an den Sekundärstufen des Kompressors hervorgerufenen Schaden, verhindert aber nicht die axiale Verschiebung dieser Schaufel.
Die bekannten Schaufeln sind im allgemeinen wie in Fig. 2 dargestellt befestigt.
Die Schaufel 11 ist an ihren beiden Enden zwischen einem zylindrischen Außengehäuse des Stators (in Fig. 2 nicht dargestellt) und einem ringförmigen Innenrand 13 befestigt, der koaxial im Inneren des Außengehäuses vorgesehen ist. Jede Schaufel 11 weist an ihrem radial inneren Ende eine Platte 14 auf, die in einen Drehzapfen 15 ausläuft. Dieser Drehzapfen 15 ist zwischen zwei ringförmigen Halbkränzen 17, 19 gehalten, die um den Rand 13 des Kompressors herum befestigt sind. Eine Gleitscheibe 20 liegt zwischen den Drehzapfen 15 und den beiden Halbkränzen 17, 19. Weiterhin sind diese beide Halbkränze 17 und 19 durch ein angelötetes Blech 21 gehalten, das einen Dichtring 22 aufweist. Wie man in dieser Fig. 2 ersehen kann, ist die Schaufel 11 an ihrer Basis nicht verriegelt (in Richtung der Mitte des Motors), und die Platte 14 ruht ganz einfach in einer in den Halbkränzen 17, 19 vorgesehenen Aufnahme 23. Dies erklärt die leichte axiale Verschiebung der Schaufel bei dem Eindringen eines Fremdkörpers.
Daher hat die Erfindung zur Aufgabe, die zuvor genannten Nachteile zu beseitigen und bezieht sich auf einen Stator, der Luft in das Innere einer Turbomaschine einleitet. Vorzugsweise befindet sich erfindungsgemäß dieser Stator am Eingang des Hochdruckkompressors 3 und trägt das Bezugszeichen 30, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Indessen ist es gut ersichtlich daß ein so aufgebauter Stator vor dem Gebläse 1 oder ebenso noch allgemeiner in allen anderen Turbinenarten für Gas oder zur hydraulischen Übertragung vorgesehen sein kann.
Die Erfindung betrifft einen Stator zur Führung des Lufteintritts in das Innere einer Turbomaschine, wobei dieser Stator mehrere Schaufeln aufweist, die radial im Inneren eines Lufteinlaßkanals zwischen einem Innenrand und einem radial äußeren Gehäuse gehalten sind, die einen Teil der inneren bzw. äußeren Wand des Kanals bilden, wobei jede Schaufel mit einem inneren Drehzapfen und einem außeren Drehzapfen versehen ist, die an ihrem inneren bzw. äußeren Ende fest angebracht sind, wobei die beiden Drehzapfen eine Radialachse der Schaufel festlegen und das äußere Gehäuse mit wenigstens einer Bohrung zur Aufnahme des äußeren Drehzapfens versehen ist.
Gemäß den Merkmalen der Erfindung weist der Innenrand wenigstens eine Bohrung zur Aufnahme von einem der inneren Drehzapfen und zur Verankerung von diesem auf, das äußere Gehäuse weist Mittel zur radialen Positionierung und Verriegelung wenigstens einer Schaufel auf, wobei diese Mittel das Halten des freien Endes des inneren Drehzapfens der Schaufel in der Bohrung gestatten, wenn die Schaufel in dem Stator angebracht ist, und der Abstand zwischen dem radialen äußeren Ende der Schaufel und dem freien Ende des inneren Drehzapfens ist kleiner als der Abstand zwischen den beiden Seiten des Innenrands und des äußeren Gehäuses: die in Richtung des inneren des Lufteinlaßkanals gerichtet sind, um somit die Montage der Schaufel in den Stator zu ermöglichen.
Diese Mittel zur radialen Positionierung und der Verriegelung der Schaufel zusammen mit der Bohrung des Innenrings gestatten einerseits die Gewährleistung der doppelten Verankerung der Schaufel an ihren beiden Endbereichen und andererseits die Erleichterung der Montage der Schaufel.
Vorzugsweise weisen die Mittel zur radialen Positionierung und der Verriegelung der Schaufel eine Gewindebuchse auf ihrer Außenfläche um den äußeren Drehzapfen herum auf, wobei die Bohrung des äußeren Gehäuses mit einem Gewinde versehen ist, um mit dieser Buchse zusammenwirken zu können. Ein Gleitring ist zwischen der Buchse und dem äußeren Drehzapfen vorgesehen. Das radial innere Ende der Buchse stützt sich auf dem äußeren Ende der Schaufel ab, um somit ein radiales Verschieben der Schaufel zu verhindern: wenn diese in dem Stator befestigt ist.
Diese Mittel zur radialen Positionierung und zur Verriegelung der Schaufel sind also leicht herzustellen und einzubauen, und haben keine bedeutenden Mehrkosten zur Folge.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung weist das Außengehause eine Aufnahme zur Aufnahme des äußeren Endes der Schaufel auf, wobei die Bohrung zur Aufnahme des äußeren Drehzapfens in das Innere dieser Aufnahme mündet. Weiterhin weisen die Mittel zur Positionierung und Verriegelung eine Scheibe auf, die um den äußeren Drehzapfen der Schaufel zwischen dem Boden der Aufnahme und dem äußeren Ende der Schaufel vorgesehen ist, und das radial innere Ende der Buchse stützt sich wenigstens teilweise auf diese Scheibe ab.
Schließlich ist gemäß weiterer Merkmale der Erfindung der innere Drehzapfen der Schaufel zwischen zwei Halbkränzen gehalten: die um den Innenring vorgesehen sind, wobei jeder Halbkranz wenigstens eine Aufnahme zur Aufnahme eines Abschnitts des inneren Endes der Schaufel aufweist, wobei diese beiden Halbkränze einander gegenüberliegend durch wenigstens eine Halterung gehalten sind, die mit einer Öffnung durchbohrt sind, die der Bohrung des Innenrandes gegenüberliegt und den Durchgang des inneren Drehzapfens gestattet.
Da die herkömmliche Befestigungsweise des radial inneren Abschnitts der Schaufel für seine Verankerung abgeändert wurde, ist es also notwendig, eine Öffnung in der Halterung zu schaffen, um den Durchgang des inneren Drehzapfens durch diese bis zu der Bohrung des Innerenrandes zu gestatten.
Schließlich ist in dem Fall, daß man den Anstellwinkel der Schaufel bezüglich des Fluidstroms, der die Turbomaschine durchquert, variieren möchte, das freie Ende des äußeren Drehzapfens mit Mitteln verbunden, die ein Schwenken der Schaufel um ihre radiale Achse gestatten.
Die Erfindung bezieht sich ebenso auf ein Verfahren zur Montage einer Schaufel des zuvor beschriebenen Stators, wobei diese Montage auf die Gewährleistung der doppelten Verankerung der Schaufel in dem Inneren des Stators zielt. Dieses Montageverfahren weist die folgenden Schritte auf:
- Einführen des äußeren Drehzapfens der Schaufel in die Bohrung des äußeren Gehäuses von dem Inneren des Lufteinlaßkanals her, um somit eine erste Verankerung der Schaufel auszuführen,
- Schwenken dieser Schaufel um ihre radiale Achse, um den äußeren Drehzapfen vollständig in die Bohrung einzubringen,
- Einführen der Mittel zu radialen Positionierung und Verriegelung der Schaufel von außerhalb des äußeren Gehäuses her,
- Anbringen des Innenrands durch axiales Verschieben im Inneren der Turbomaschine,
- Schwenken der Schaufel, so daß ihre Eintrittskante in Richtung des Eingangs des Lufteinlaßkanals weist,
- radiales Verschieben der Schaufel, bis das Ende des inneren Drehzapfens in der Bohrung des inneren Rings ist, um die zweite Verankerung auszuführen, und
- Verschieben der Mittel zur radialen Positionierung und Verriegelung, bis diese die Schaufel radial blockieren und das Herausgehen des inneren Drehzapfens aus der Bohrung des inneren Rings verhindern.
Genauer gesagt besteht das Verfahren aus:
- Anbringen einer Rundscheibe um den äußeren Drehzapfen der Schaufel,
- Einfügen des äußeren Drehzapfens in die Bohrung des äußeren Gehäuses von dem Inneren des Lufteinlaßkanals her, um somit eine erste Verankerung der Schaufel auszuführen,
- Schwenken der Schaufel um ihre radiale Achse, um somit die Schaufel vollstandig einzubringen und die Rundscheibe in Berührung mit dem Boden der Aufnahme des äuberen Gehäuses zu bringen,
- Einsetzen eines Gleitrings in das Innere der Buchse,
- Verschrauben der Buchse in der Bohrung des äußeren Gehäuses von außerhalb des Lufteinlaßkanals her, bis ihr radial inneres Ende in Berührung mit der Rundscheibe kommt:
- Anbringen der beiden Halbkränze zu beiden Seiten des inneren Drehzapfens,
- Anbringen des Trägers dieser beiden Halbkränze,
- Einsetzen des Ringes in axialer Richtung,
- Schwenken der Schaufel, bis die Eintrittskante in Richtung des Eingangs des Lufteinlaßkanals weist,
- Verschieben der Schaufel und der Scheibe in radialer Richtung nach innen, bis das Ende des inneren Drehzapfens durch den Träger hindurchgeht und in die Bohrung des inneren Ringes hinein steht, wodurch die zweite Verankerung der Schaufel ausgeführt wird, und
- Verschrauben der Buchse, bis ihr radial inneres Ende die Rundscheibe berührt und die Schaufel radial blockiert.
Die Erfindung wird beim Lesen der folgenden Beschreibung eines beispielsweise und keineswegs beschränkenden Ausführungsbeispiels besser ersichtlich, wobei diese Beschreibung bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen erfolgt, in denen zeigen:
- Fig. 1 schematisch eine Gesamtansicht einer Turbomaschine,
- Fig. 2 eine Ansicht der herkömmlichen Befestigungsart der Schaufeln eines Stators gemäß dem Stand der Technik,
- Fig. 3 eine Teilschnittansicht einer Schaufel des Stators gemäß der Erfindung in dem ersten Abschnitt des Montageverfahrens,
- Fig. 4 eine perspektivische Explosionsansicht des Innenteils der Schaufel und des Außenrings,
- Fig. 5 eine teilgeschnittene und schräge Ansicht der Schaufel, bei ihrer Montage in dem Inneren des Innenrings, wenn ihre Montage in das Innere des Innenrings und des Außengehäuses beendet ist.
Wie in Fig. 3 dargestellt, dringt Luft in das Innere des Stators gemäß einer durch den Pfeil F dargestellten Axialrichtung ein, um in das Innere einer Turbomaschine gebracht zu werden, beispielsweise in das Innere des Hochdruckkompressors eines Turbotriebwerks. Ein Lufteinlaßkanal ist durch zwei Wände festgelegt, die wenigstens teilweise durch einen Innenring 31 und durch ein radial äußeres Gehäuse 32 gebildet werden. Das äußere Gehäuse 32 ist ringförmig und umgibt den Ring 31. Die Schaufeln 34 des Stators (eine einzige ist in Fig. 3 dargestellt) leiten den Luftstrom in das Innere des Einlaßkanals. Diese Schaufeln sind bezüglich der Radialrichtung F radial angeordnet. In der gesamten folgenden Beschreibung bezieht sich der Ausdruck "innen" auf Elemente oder Elementteile, die radial in das Innere des Stators gerichtet sind und der Ausdruck "äußeres" auf den umgekehrten Fall. Jede Schaufel 34 weist eine Eintrittskante 36 auf, die in Richtung des Lufteinlasses gerichtet ist, und eine abgewandte Auslaßkante 38. Jede Schaufel 34 ist an ihrem Außenende mit einem äußeren Drehzapfen 40 und ihrem inneren Ende mit einem inneren Drehzapfen 42 versehen. Diese beiden Drehzapfen legen die radiale Achse X-X der Schaufel fest. In dem speziellen Fall der in Fig. 3 dargestellten Schaufel und wie es oft der Fall ist, weist die Schaufel 34 weiterhin eine äußere Platte 44 und eine innere Platte 46 auf. In der folgenden Beschreibung werden diese Platten 44 oder 46 gelegentlich mit dem allgemeineren Ausdruck "Ende" bezeichnet werden. Es weisen nämlich nicht alle Schaufeln eine Platte auf.
In herkömmlicher Weise und wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ist der innere Drehzapfen 42 zwischen zwei Halbkränzen 48 und 50 gehalten, wobei diese beiden Halbkränze ringförmig sind und den Innenring 31 vollständig umgeben. Diese beiden Halbkränze 44 und 50 sind nämlich durch symmetrische und ergänzende Profile gebildet. Jedes Profil 48, 50 weist einen umgebogenen Rand 51 (bzw. 52) auf, der die beiden inneren Anschlagsbereiche 53 und 54 festlegt. Jeder Halbkranz 48, 50 weist weiterhin in seinem radial inneren Abschnitt einen hervorspringenden Rand 56 auf. Weiterhin weist jeder Halbkranz 48, 50 in seinem Mittenbereich mehrere Halb-Absenkungen oder Aufnahmen 55 auf, und wenn die beiden Halbkränze 48, 50 zusammengebaut werden, legen diese Halb-Absenkungen 55 eine Ringschulter 57 (siehe Fig. 4) fest. Diese beiden Halbkränze sind vor Ort durch eine Halteanordnung 58 gehalten, die aus angelöteten Blechen gebildet wird. Diese halten gleichzeitig die beiden umgebogenen Ränder 45, schlagen an die Kontaktbereiche 53 und 54 und auf den Innenring 31 an, und tragen einen Dichtring 58a. Jeder Halbkranz 48, 50 weist weiterhin mehrere vertikale Radialschlitze auf, die, wenn die beiden Halbkränze 48 und 50 zusammengebaut sind, Öffnungen 59 bilden, die zur Aufnahme der Drehzapfen 42 dienen. Die Form und die Befestigung der beiden Halbkränze 48 und 50 und der Halterung 58 ist außerordentlich bekannt, und daher folgt keine genauere Beschreibung.
Gemäß den Merkmalen der Erfindung und wie es in den Fig. 3 und 5 dargestellt ist, weist der Innenring 31 eine Bohrung 60 auf, die im Gegensatz zu dem, was aus dem Stand der Technik vorbekannt ist, die Verankerung des Innen-Drehzapfens 42 der Schaufel gestattet. Die Halterung 58 weist ebenso eine Öffnung 61 auf. Wenn die Schaufel montiert ist, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, dringt der innere Drehzapfen 42 in das Innere dieser Bohrung 60 ein. Weiterhin sind ein Gleitring 62 und eine runde Gleitscheibe 64 jeweils zwischen den beiden Halbkränzen 48 und 50 und dem Innen- Drehzapfen 42 und zwischen diesen Halbkränzen und der Innenplatte 46 der Schaufel 34 vorgesehen. Die Gleitring 62-Gleitscheibe 64-Anordnung kann ebenso aus einem Stück sein.
Weiterhin ist wie in Fig. 3 und 5 dargestellt das Außengehäuse 32 mit einer Aufnahme 66 zur Aufnahme der Platte 44 der Schaufel versehen, wobei sich diese Aufnahme 66 nach außen durch eine Gewindebohrung 68 zur Aufnahme des Außen-Drehzapfens 40 verlängert. Diese Gewindebohrung 68 weist einen Außenrand 70 auf. Eine Buchse 72 mit einem Gewinde auf seiner Außenseite (Bezugszeichen 74) ist um den Drehzapfen 40 und teilweise in dem Inneren der Bohrung 68 vorgesehen. Diese Buchse weist in ihrem radial inneren Abschnitt ein Ende 75 und in ihrem radial äußeren Abschnitt einen Rand 46 auf; der sich radial erstreckt (bezüglich der Langsachse der Buchse). Ein Gleitring 78 ist zwischen dieser Buchse und dem Außen-Drehzapfen 40 vorgesehen. Diese Buchse sowie die Scheibe 80 bilden Mittel zur radialen Positionierung und Verriegelung der Schaufel. Diese Scheibe 80 ist zwischen dem Grund 82 der Aufnahme 66 und der Außenseite der Platte 44 vorgesehen. Vorzugsweise weist erfindungsgemäß diese Scheibe 80 in ihrem Mittenabschnitt einen Rand 84 auf, der ringförmig hervorspringt. Vorzugsweise wird zwischen der Scheibe 80 und der Platte 44 ein Gleitring 85 vorgesehen. Das radial innere Ende der Buchse 72 stützt sich auf die Scheibe 80 oder genauer gesagt auf ihrem Rand 84 ab. Indessen kann in einer anderen Ausführungsart diese Scheibe 80 und der Ring 85 weggelassen werden und das Ende 75 der Buchse stützt sich dann direkt auf das äußere Ende 44 der Schaufel, damit letzteres fixiert wird.
Schließlich, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, können die Schaufeln um ihre radiale Achse X-X durch eine Einrichtung schwenken, die allgemein mit dem Bezugszeichen 86 bezeichnet ist. Wie in Fig. 5 gezeigt, weist diese Einrichtung in herkömmlicher Weise einen Schwenkarm 88 auf, der an dem äußeren Enden des Drehzapfens 40 mittels eines Bolzens 90 gehalten ist, der mit dem Gewindeende 92 (siehe Fig. 3) des Außen-Drehzapfens 40 zusammenwirkt.
Die aufeinanderfolgenden Schritte der Montage werden nun genauer bezugnehmend insbesondere auf Fig. 3 beschrieben.
Zuerst werden der Gleitring 85 und die Scheibe 80 um den äußeren Drehzapfen 40 der Schaufel herum angebracht und dann wird das Ganze in das Außengehäuse 32 durch das Innere des Lufeinlaßkanals eingeführt, bis der äußere Drehzapfen 40 in die Bohrung 68 eindringt (durch den Pfeil I dargestellter Vorgang). Dies gestattet die Schaffung der ersten Verankerung der Schaufel. Danach wird die Schaufel 34 leicht um ihre Radialachse X-X geschwenkt, so daß sie von ihrer in Fig. 5 dargestellten Stellung bis zu der in Fig. 3 dargestellten Stellung bewegt wird, bei der der obere Abschnitt ihrer Auslaßkante 38 nicht mehr auf das Außengehäuse 32 anschlägt (durch den Pfeil II dargestellter Vorgang). Dies gestattet die vollständige Einführung der Schaufel 34, bis die Scheibe 80 gegen den Grund 82 der Aufnahme 66 anschlägt.
Danach wird der Gleitring 78 in dem Inneren der Buchse 72 vorgesehen und dieser um den Drehzapfen 40 von dem Äußeren des Gehäuses 32 her eingeführt. Diese Buchse 72 wird in dem Inneren der Gewindebohrung 68 verschraubt, bis ihr radial inneres Ende 75 mit dem Vorsprung 84 der Scheibe 80 in Berührung kommt (durch den Pfeil III dargestellter Vorgang).
Wenn diese Schaufel 34 und gegebenenfalls die anderen Schaufeln des Stators somit vorgesehen sind, werden zu beiden Seiten des inneren Drehzapfens 42 die beiden Halbkränze 48 und 50 vorgesehen, nachdem das Vorsehen des Gleitrings 62 und der Gleitscheibe 64 bedacht wurde. Danach wird der Träger 58 angebracht (durch den Pfeil IV dargestellter Vorgang).
Nun wird in axialer Richtung der Innenring 31 eingeführt, bis die Bohrung 60 gegenüber dem inneren Drehzapfen 42 und der Öffnung 61 liegt (durch den Pfeil V dargestellter Vorgang). Wie in Fig. 3 vorgesehen ist, ist dieser Vorgang möglich, wenn der Abstand D, zwischen dem radial äußeren Ende 44 der Schaufel und dem freien Ende des inneren Drehzapfens 42 kleiner ist als der Abstand D&sub2; zwischen den beiden Seiten des inneren Rings 31 und des äußeren Gehäuses 32, die in Richtung dem Inneren des Lufteinlaßkanals gerichtet sind, oder der einen Abstand D&sub3; zwischen dem Innenring 31 und dem Grund 82 der Aufnahme 66, wenn diese vorhanden ist.
Danach wird die Schaufel 34 (Pfeil VI) radial nach innen verschoben, so daß der Drehzapfen 42 in die Bohrung 60 gebracht wird, und die Platte 46 sich auf die Gleitscheibe 64 an dem Grund der Aufnahme abstützt. Somit wird die zweite Verankerung der Schaufel ausgeführt. Man vollendet diesen Vorgang, indem die Schaufel umgekehrt zu dem Pfeil II gedreht wird, bis ihre Eintrittskante 36 in Richtung der Öffnung des Lufteinlaßkanals weist, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.
Schließlich wird die Buchse 72 vollkommen verschraubt, bis ihr radial inneres Ende 75 neuerlich die Scheibe 80 berührt (genauer gesagt den Vorsprung 84). Dies gestattet die Verhinderung einer jeglichen späteren radialen Verschiebung der Schaufel 34. Es ist wichtig, dah der Rand 76 der Buchse 72 nicht gegen den Außenrand 70 der Bohrung 68 anschlägt, bevor das Ende 75 der Buchse den Vorsprung 34 berührt. Die Abmessungen dieser verschiedenen Bauteile werden daher abhängig von diesen Bedingungen berechnet.

Claims

1. Stator zur Führung des Lufteintritts in das Innere einer Turbomaschine, wobei dieser Stator mehrere Schaufeln (34) aufweist, die radial im Inneren eines Lufteinlaßkanals zwischen einem Innenrand (31) und einem radial äußeren Gehäuse (32) gehalten sind, die einen Teil der inneren bzw. äußeren Wand des Kanals bilden, wobei jede Schaufel (34) mit einem inneren Drehzapfen (42) und einem äußeren Drehzapfen (40) versehen ist, die an ihrem inneren (46) bzw. äußeren (44) Ende fest angebracht sind, wobei die beiden Drehzapfen (40,42) eine Radialachse (X-X) der Schaufel (34) festlegen und das äußere Gehäuse (32) mit wenigstens einer Bohrung (68) zur Aufnahme des äußeren Drehzapfens (40) versehen ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Innenrand (31) wenigstens eine Bohrung (60) aufweist zur Aufnahme von einem der inneren Drehzapfen (42) und zur Verankerung von diesem, daß das äußere Gehäuse (32) Mittel (72,80) zur radialen Positionierung und Verriegelung wenigstens einer Schaufel (34) aufweist, wobei diese Mittel (72,80) das Halten des freien Endes des inneren Drehzapfens (42) der Schaufel in der Bohrung (60) gestatten, wenn die Schaufel (34) in dem Stator angebracht ist und daß der Abstand (D&sub1;) zwischen dem radial äußeren Ende (44) der Schaufel und dem freien Ende des inneren Drehzapfens (42) kleiner ist als der Abstand (D&sub2;) zwischen den beiden Seiten des Innenrands (31) und des äußeren Gehäuses (32), die in Richtung des Inneren des Lufteinlaßkanals gerichtet sind, um somit die Montage der Schaufel (34) in den Stator zu gestatten.

2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur radialen Positionierung und der Verriegelung der Schaufel eine Gewindebuchse (42) auf ihrer Außenfläche (74) um den äußeren Drehzapfen (40) herum aufweisen, wobei die Bohrung (68) des äußeren Gehäuses (32) mit einem Gewinde versehen ist, um mit dieser Buchse zusammenwirken zu können, daß ein Gleitring (78) zwischen der Buchse (72) und dem äußeren Drehzapfen (40) vorgesehen ist, und daß sich das radial innere Ende (75) der Buchse (72) auf dem äußeren Ende (44) der Schaufel abstützt, um somit ein radiales Verschieben der Schaufel (34) zu verhindern, wenn diese in dem Stator befestigt ist.

3. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse (32) eine Aufnahme (66) zur Aufnahme des äußeren Endes (44) der Schaufel (34) aufweist, wobei die Bohrung (68) zur Aufnahme des äußeren Drehzapfens (40) in das Innere dieser Aufnahme (66) mündet, und daß der Abstand (D&sub1;) zwischen dem äußeren Ende (44) der Schaufel und dem freien Ende des inneren Drehzapfens (42) kleiner ist als der Abstand (D&sub3;) zwischen dem Boden (82) dieser Aufnahme (66) und der Seite des Innerenrands (31), die in Richtung des Inneren des Lufteinlaßkanals gerichtet ist.

4. Stator nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Positionierung und Verriegelung ebenso eine Rundscheibe (80) aufweisen, die um den äußeren Drehzapfen (40) der Schaufel (34) zwischen dem Boden (82) der Aufnahme (66) und dem äußeren Ende (44) der Schaufel vorgesehen ist, und daß das radial innere Ende (75) der Buchse sich wenigstens auf einem Teil dieser runden Scheibe (80) abstützt.

5. Stator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundscheibe (80) in ihrem Mittenabschnitt einen ringförmigen Vorsprung (84) aufweist, der mit dem radial inneren Ende (75) der Buchse (72) zusammenwirkt.

6. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Drehzapfen (42) der Schaufel (34) zwischen zwei Halbkränzen (48,50) gehalten ist, die um den Innenrand (31) vorgesehen sind, wobei jeder Halbkranz (48,50) wenigstens eine Aufnahme (55) zur Aufnahme eines Teils des inneren Endes (46) der Schaufel aufweist, wobei diese beiden Halbkränze (48,50) einander gegenüberliegend durch wenigstens eine Halterung (58) gehalten sind, die mit einer Öffnung (61) durchbohrt sind, die der Bohrung (60) des Innenrandes (31) gegenüberliegt und den Durchgang des inneren Drehzapfens (42) gestattet.

7. Stator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gleitring (85) zwischen dem äußeren Ende (44) der Schaufel und der Rundscheibe (80) vorgesehen ist.

8. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des äußeren Drehzapfens (40) mit Mitteln (86) verbunden ist, die ein Schwenken der Schaufel um ihre Radialachse (X-X) gestatten.

9. Verfahren zur Anbringung einer Schaufel des Stators nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Gewährleistung der doppelten Verankerung der Schaufel,

dadurch gekennzeichnet,

daß es die folgenden Schritte aufweist:

- Einführen des äußeren Drehzapfens (40) der Schaufel (34) in die Bohrung (68) des äußeren Gehäuses (32) von dem Inneren des Lufteinlaßkanals her, um somit eine erste Verankerung der Schaufel auszuführen,

- Schwenken dieser Schaufel (34) um ihre Radialachse (X-X), um den äußeren Drehzapfen (40) vollständig in die Bohrung (68) einzubringen,

- Einführen der Mittel zur radialen Positionierung und Verriegelung (72,80) der Schaufel von außerhalb des äußeren Gehäuses (32) her,

- Anbringen des Innenrands (31) durch axiales Verschieben im Inneren der Turbomaschine,

- Schwenken der Schaufel (34), so daß ihre Eintrittskante (36) in Richtung des Eingangs des Lufteinlaßkanals weist,

- radiales Verschieben der Schaufel (34), bis das Ende des inneren Drehzapfens (42) in der Bohrung (60) des inneren Rings (31) ist, um die zweite Verankerung auszuführen und

- Verschieben der Mittel zur radialen Positionierung und Verriegelung (72,80), bis diese die Schaufel (34) radial blockieren und das Herausgehen des inneren Drehzapfens (42) aus der Bohrung (60) des inneren Rings verhindern.

10. Montageverfahren nach Anspruch 9 für eine Schaufel eines Stators gemäß den Ansprüchen 2, 3, 4 und 6,

dadurch gekennzeichnet,

daß es die folgenden Schritte aufweist:

- Anbringen einer Rundscheibe (80) um den äußeren Drehzapfen (40) der Schaufel (34),

- Einführen des äußeren Drehzapfens (40) in die Bohrung (68) des äußeren Gehäuses (32) von dem Inneren des Lufteinlaßkanals her, um somit eine erste Verankerung der Schaufel auszuführen,

- Schwenken der Schaufel (34) um ihre radiale Achse (X-X), um somit die Schaufel vollständig einzubringen und die Rundcheibe (80) in Berührung mit dem Boden (82) der Aufnahme (66) des äußeren Gehäuses zu bringen,

- Einsetzen eines Gleitrings (78) in das Innere der Buchse (72),

- Verschrauben der Buchse (72) in der Bohrung (68) des äußeren Gehäuses von außerhalb des Lufteinlaßkanals her, bis ihr radial inneres Ende (75) in Berührung mit der Rundscheibe (80) kommt,

- Anbringen der beiden Halbkränze (48,50) zu beiden Seiten des inneren Drehzapfens (42),

- Anbringen des Trägers (58) dieser beiden Halbkränze,

- Einsetzen des inneren Ringes (31) in axialer Richtung,

- Schwenken der Schaufel (34), bis die Eintrittskante (36) in Richtung des Eingangs des Lufteinlaßkanals weist,

- Verschieben der Schaufel (34) und der runden Scheibe (80) in radialer Richtung nach Innen, bis das Ende des inneren Drehzapfens (42) durch den Träger (58) hindurchgeht und in die Bohrung (60) des inneren Ringes (31) hineinsteht, wodurch die zweite Verankerung der Schaufel ausgeführt wird, und

- Verschrauben der Buchse (72), bis ihr radial inneres Ende (75) die Rundscheibe (80) berührt und die Schaufel (34) radial blockiert.

11. Montageverfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt des Vorsehens eines Gleitrings (85) zwischen dem äußeren Ende der Schaufel (34) und der runden Platte (80) vor dem Einsetzen des äußeren Drehzapfens (40) in die Bohrung (68) des äußeren Gehäuses (32) aufweist.