DE3235230C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Gasturbinenschaufeln und beschäftigt sich mit der Verbesserung von sogenannten Verbundschau­ feln, welche einen mit einer Laufscheibe verbundenen metallischen Kern und ein diesen Kern umhüllendes Profilblatt aus Keramik auf­ weisen.

Beim Betrieb solcher Schaufeln kommt es immer wieder vor, daß durch Feststoffteile etwa in Form von Koksstücken, die sich aus der Brenn­ kammer in der Gasturbine ablösen und auf die Beschaufelung auftreffen ein Keramikprofilblatt bricht und die wegfliegenden Keramikbruch­ stücke zu ernsten Folgeschäden in der Gasturbine führen.

Aus der JP-A2 54-67 817 ist eine Verbundschaufel der vorbezeichneten Bauart bekannt, bei der zwischen dem metallischen Kern und dem um­ hüllenden Profilblatt aus Keramik eine sogenannte Cermetschicht - das ist ein Mischmaterial aus Stahl und Keramik - gelegt ist, um hohe Korrosionsbeständigkeit und gute Haftfestigkeit der äußeren Keramikschicht zu gewährleisten. Kern, Cermetzwischenschicht und Keramikdeckschicht sind dabei mit größtmöglicher Haftung innig mit­ einander verbunden und bilden einen sogenannten Schichtverbund­ körper.

Aus der DE-AS 29 45 531 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Turboschaufel mit einem Metallkern und einem Keramikblatt bekannt, bei dem durch eine gießtechnische Herstellung einer Zwischenschicht zwischen dem metallischen Schaufelkern und dem Keramikblatt eine besonders innige Verbindung und einwandfreie Auflage zwischen dem Keramikblatt und dem Schaufelkern erzielt wird. Insoweit handelt es sich bei einer nach diesem Verfahren hergestellten Gasturbinenschau­ fel wiederum um einen Mehrschichtverbundkörper, bei dem die Gefahr nicht ausgeschlossen werden kann, daß dann, wenn durch äußere Ein­ wirkung die Keramikdeckschicht zu Bruch gegangen ist, sich einzelne Bruchstücke lösen und entsprechende Folgeschäden in der Gasturbine anrichten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gasturbinenschaufel mit einem metallischen Kern und einem keramischen Profilblatt zu schaffen, bei der die Gefahr von Folgeschäden beim Bruch des Kera­ mikblattes weitgehend ausgeschlossen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein Metallkeramikbauteil als Gasturbinenschaufel zu verwenden, bei dem zwischen Keramik und Metall ein Metallfilz eingesetzt ist, der je­ weils an den Grenzflächen mit dem Metall und der Keramik vorzugs­ weise durch Löten unlösbar verbunden ist, wobei die Metallkomponente als Schaufelkern, die Keramikkomponente als Profilblatt dient. Zwar ist ein solches Metallkeramikbauteil aus der DE-OS 30 14 645 be­ kannt; bei dem vorbekannten vorzugsweise rotationssymmetrischen Bauteil soll durch diesen Aufbau jedoch das Problem der unter­ schiedlichen Wärmedehnung zwischen Keramik und Metall gelöst werden. Einen Hinweis auf die Verwendung eines solchen Aufbaues für eine Gasturbinenschaufel gibt die vorveröffentlichte Druckschrift nicht.

Der herausragende und für die vorliegende Erfindung bedeutende Vor­ teil der Verwendung eines Metallfilzes liegt darin, daß durch die einzelnen Fasern nur eine lose Verbindung zwischen dem aus Keramik bestehenden Profilblatt und dem aus Metall bestehenden Schaufelkern erzeugt wird, wodurch praktisch keine Schubspannungen zwischen Kera­ mik und Metall übertragen werden können, jedoch erhebliche Zugkräfte ausgeübt werden können, so daß dann, wenn durch äußere Einflüsse ein Bruch des Keramikprofilblattes auftritt, die einzelnen Bruchstücke über die Lötverbindung von den Metallfilzfasern festgehalten werden.

In der beigefügten Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Gastur­ binenschaufel im Querschnitt dargestellt. Diese Gasturbinenschaufel besteht aus einem Metallkern 1 mit Tannenbaumfuß 11 und einer zen­ tralen Kühlluftbohrung 12. Den Metallkern 1 umgibt allseitig ein Metallfilz 2, an den sich nach außen ein Keramikprofilblatt 3 an­ schließt. Der Metallfilz 2 ist mit dem Metallkern 1 und dem Kera­ mikprofilblatt 3 durch Lötung unlösbar verbunden. Diese Verbindung kann eine weitere Sicherung des Keramikprofilblattes am Metallkern überflüssig machen, wie es aus dem gezeigten Ausführungsbeispiel hervorgeht. Dadurch ergibt sich eine beträchtliche Herstellungsver­ einfachung für Metallkeramikverbundschaufeln, da aufwendige Ver­ bindungstechniken zwischen Keramikblatt und Metallkern entfallen.

Claims (1)

1. Verwendung eines Metallkeramikbauteils, bei dem zwischen Keramik und Metall ein Metallfilz eingesetzt ist, der jeweils an den Grenzflächen mit dem Metall und der Keramik vorzugsweise durch Löten unlösbar ver­ bunden ist als Gasturbinenschaufel, wobei die Metallkomponente als Schaufelkern, die Keramikkomponente als Profilblatt dient.