Turbomaschinen, zum Beispiel Gasturbinen, verfügen über einen Rotor und einen Stator, wobei der Rotor zusammen mit demselben rotierende Laufschaufeln und der Stator ein Gehäuse und Leitschaufeln aufweist. Die dem Rotor zugeordneten Lauf- schaufeln rotieren gegenüber dem feststehenden Gehäuse und den feststehenden Leitschaufeln des Stators. Die Leitschaufeln bilden Leitschaufelkränze und die Lauf- schaufeln bilden Laufschaufelkränze, wobei zwischen zwei in Durchströmungsrich- tung hintereinander angeordneten Leitschaufelkränzen jeweils ein Laufschaufelkranz positioniert ist. Die Leitschaufelkränze grenzen mit einem radial außenliegenden En- de, insbesondere mit einem Außendeckband, an das Gehäuse und mit einem radial innenliegenden Ende, insbesondere mit einem Innendeckband, an den Rotor an. Die Leitschaufelkränze müssen am Gehäuse der Turbomaschine befestigt und gegenüber dem Gehäuse speichenzentriert sein.

Die DE 198 07 247 A1 offenbart eine derartige Turbomaschine, wobei zur Zentrie- rung und Fixierung der Leitschaufelkränze Lagerzapfen vorgesehen sind. Gemäß der DE 198 07 247 A1 durchdringen die gehäusefesten Lagerzapfen das Gehäuse der Turbomaschine und greifen zur Speichenzentrierung der Leitschaufelkränze in den Leitschaufelkränzen zugeordnete Lagerbuchsen ein. Die Führungsstifte durchdringen dabei das Gehäuse der Turbomaschine in radialer Richtung, eine Längsmittelachse der Lagerbuchsen verläuft demnach parallel zur Radialrichtung der Turbomaschine, wobei die entsprechenden Lagerbuchsen ebenfalls in Radialrichtung der Turboma- schine ausgerichtet sind. Gemäß der DE 198 07 247 A1 sind zwischen zwei benach- barten Leitschaufefkränzen Dichtungsträger positioniert, wobei die Dichtungsträger in die Außendeckbänder der Leitschaufelkränze eingehängt sind.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde eine neuartige Turbomaschine zu schaffen.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass die eingangs genannte Turbomaschine durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 weitergebil- det ist. Erfindungsgemäß verlaufen die Führungsstifte in etwa senkrecht zum Gehäu- se, wobei in das Gehäuse hineinragende Enden der Führungsstifte in den radial au- ßentiegenden Enden der Leitschaufelkränze zugeordnete, gabelförrnige Elemente eingreifen. Die Führungsstifte verlaufen in etwa senkrecht zum Gehäuse und schräg zur Radialrichtung sowie Axialrichtung der Turbomaschine.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind sowohl die Leitschaufel- kränze als auch Dichtungsträger mit Hilfe der Führungsstifte und/oder der gabelför- migen Elemente speichenzentriert. Jedes gabelförmige Element begrenzt vorzugs- weise mindestens zwei Ausnehmungen bzw. Aufnahmeräume, wobei die Führungs- stifte in eine erste Ausnehmung und wobei Vorsprünge der Dichtungsträger in eine zweite Ausnehmung eingreifen, Die beiden Ausnehmungen der gabelförmige Elemen- te sind in Umfangrichtung nebeneinander positioniert.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Führungsstifte zur Speichenzentrierung der Leitschaufelkränze senkrecht zum Gehäuse der Turbo- maschine ausgerichtet sind, die Führungsstifte verlaufen demnach nicht in radialer Richtung der Turbomaschine, sondern einerseits schräg zur Radialrichtung und ande- rerseits schräg zur Axialrichtung der Turbomaschine. In das Gehäuse hineinragende Enden der Führungsstifte verlaufen demnach ebenfalls schräg zur Axialrichtung so- wie Radialrichtung der Turbomaschine und wirken mit gabelförmigen Elementen im Bereich der Leitschaufelkränze zusammen, wobei die gabelförmigen Elemente in Radialrichtung und Axialrichtung der Turbomaschine zumindest teilweise offen aus- gebildet sind, um ein Eingreifen der in das Gehäuse hineinragenden Enden der Füh- rungsstifte in die gabelförmigen Elemente zu ermöglichen.

Mithilfe der erfindungsgemäßen Konstruktion ist eine einfachere Ausführung des Gehäuses der Turbomaschine möglich, da auf gehäuseseitige, in Radialrichtung ver- laufende Führungshülsen für die Lagerzapfen bzw. Führungsstifte verzichtet werden kann. Dies erlaubt eine deutlich einfachere Herstellung des Gehäuses und reduziert damit die Herstellkosten der Turbomaschine.

Die erfindungsgemäße Montagevorrichtung ist im Patentanspruchs 13 definiert.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Unter- ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt : Fig. 1 : einen teilweisen axialen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Gas- turbine ; Fig. 2 : ein stark schematisiertes Detail der Anordnung gemäß Fig. 1 im Bereich eines Außendeckbands eines Leitschaufelgitters und einer Outer Air- seal"Dichtung in perspektivischer Ansicht ; und Fig. 3 : eine Montagevorrichtung für die erfindungsgemäße Gasturbine.

Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 in größerem Detail beschrieben. Bevor auf die Details des bevorzugten Ausführungs- beispiels eingegangen wird, soll angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung generell für alle Strömungsmaschinen bzw. Turbomaschinen mit Rotor und Stator geeignet ist. Insbesondere eignet sich die Erfindung zur Anwendung in einem Ver- dichter oder einer Turbine einer Gasturbine, insbesondere eines Flugtriebwerks.

Thermodynamisch und abmessungsbedingt sind Niederdruckturbinen mittlerer bis großer Gasturbinen bevorzugte Anwendungsfälle der hier vorliegenden Erfindung, weshalb Fig. 1 einen teilweisen, axialen Längsschnitt durch eine Niederdruckturbine zeigt.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Niederdruckturbine 10 im Bereich von zwei Leitschaufelkränzen 11 und 12 sowie zwei Laufschaufelkränzen 13 und 14. Die Leit- schaufelkränze 11 und 12 sowie Laufschaufelkränze 13 und 14 sind in axialer Rich- tung der Niederdruckturbine 10 wechselweise hintereinander positioniert. Die Axial- richtung der Niederdruckturbine 10 ist in Fig. 1 durch einen Pfeil 15 dargestellt, die Radialrichtung derselben durch einen Pfeil 16.

Jeder der Leitschaufelkränze 11 und 12 wird durch mehrere in Umfangsrichtung der Niederdruckturbine 10 nebeneinander angeordnete Leitschaufeln 17 gebildet, wobei Fig. 1 lediglich die radial außenliegenden Enden 18 der Leitschaufeln 17 zeigt. Im Bereich der radial außenliegenden Enden 18 der Leitschaufeln 17 sind sogenannte Außendeckbänder 19 ausgebildet. Die Leitschaufelkränze 11 und 12 sind einem Sta- tor der Niederdruckturbine 10 zugeordnet, wobei der Stator neben den Leitschaufeln 17 der Leitschaufelkränze 11 und 12 auch ein Gehäuse 20 umfasst. Das Gehäuse 20 sowie die Leitschaufelkränze 11 und 12 sind feststehend ausgebildet, wobei die ei- nem Rotor zugeordneten Laufschaufelkränze 13 und 14 gegenüber den feststehen- den Leitschaufelkränzen 11 und 12 sowie dem feststehenden Gehäuse 20 rotieren.

Jeder der rotierenden Laufschaufelkränze 13 und 14 wird dabei von mehreren in Um- fangsrichtung der Niederdruckturbine 10 nebeneinander angeordneten Laufschau- feln 21 gebildet, wobei Fig. 1 wiederum nur die radial außenliegenden Enden 22 der Laufschaufeln 21 zeigt. Im Bereich der radial außenliegenden Enden 22 der Lauf- schaufeln 21 sind jeweils wiederum sogenannte Außendeckbänder 23 ausgebildet.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung erfolgt die Zentrierung und Fixierung der Leitschaufelkränze 11 und 12 über Lagerzapfen bzw. Führungsstifte 24, wobei die Führungsstifte 24 in etwa senkrecht zum Gehäuse 20 verlaufen. Wie Fig. 1 entnom- men werden kann, steht eine Längsmittelachse 25 der Führungsstifte 24 in etwa senkrecht auf dem Gehäuse 20 und verläuft demnach schräg zur Radialrichtung (Pfeil 16) sowie Axialrichtung (Pfeil 15) der Niederdruckturbine 10. Mit Enden 26 ragen die Führungsstifte 24 in das Gehäuse 20 hinein und greifen dabei zur Zentrie- rung und Fixierung der Leitschaufelkränze 11 und 12 in gabelförmige Elemente 27 ein, die den Außendeckbändern 19 der Leitschaufelkränze 11 und 12 zugeordnet sind. Über den Umfang der Außendeckbänder der Leitschaufelkränze 11 und 12 sind dabei mehrere gabelförmige Elemente 27 positioniert, wobei in jedes der gabelför- migen Elemente 27 eines Leitschaufelkranzes 11 bzw. 12 ein entsprechender Füh- rungsstift 24 eingreift, wobei die Führungsstifte 24 entsprechend zu den gabelförmi- gen Elementen 27 über den Umfang des Gehäuses verteilt angeordnet sind. Zur Speichenzentrierung eines Leitschaufelkranzes 11 bzw. 12 sind mindestens drei ü- ber den Umfang der Niederdruckturbine 10 verteilt angeordnete Führungsstifte 24 erforderlich, die mit entsprechenden gabelförmigen Elementen 27 im Bereich der Außendeckbänder 19 der Leitschaufelkränze 11 und 12 zusammenwirken. Bevorzugt sind je Leitschaufelkranz 11 und 12 sieben derartige Paare aus Führungsstiften 24 und gabelförmigen Elementen 27 über den Umfang der Niederdruckturbine 10 ver- teilt angeordnet.

Die gabelförmigen Elemente 27 im Bereich der Außendeckbänder 19 der Leitschau- felkränze 11 und 12 sind in Radialrichtung sowie in Axialrichtung der Niederdruck- turbine 10 zumindest teilweise offen, um ein Eingreifen der in das Gehäuse 20 hin- einragenden Enden 26 der Führungsstifte 24 in die gabelförmigen Elemente 27 zu ermöglichen.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung bewirken die gabelförmigen Elemente 27 der Leitschaufelkränze 11 und 12 zusammen mit den Führungsstiften 24 nicht ledig- lich eine Fixierung und Zentrierung der Leitschaufelkränze 11 und 12 am Gehäuse, sondern vielmehr auch eine Fixierung und Zentrierung von Dichtungsträgern 28, die zwischen benachbarten Außendeckbändern 18 benachbarter Leitschaufelkränze 11 und 12 angeordnet sind. Die Dichtungsträger 28 tragen im gezeigten Ausführungs- beispiel als Wabendichtungen ausgebildete Dichtkörper 29, die mit sogenannten Dichtfins 30 im Bereich der Außendeckbänder 23 der Laufschaufelkränze 13 und 14 zusammenwirken und eine Abdichtung eines Spalts zwischen den radial außenlie- genden Enden 22 der Laufschaufeln 21 und dem Gehäuse 20 der Niederdruckturbine 10 bewirken.

Die Dichtungsträger 28 greifen ebenso wie die Führungsstifte 24 in die gabelförmi- gen Elemente 27 im Bereich der Außendeckbänder 19 der Leitschaufelkränze 11 und 12 ein. Dies kann insbesondere Fig. 2 entnommen werden. So zeigt Fig. 2 ein gabel- förmiges Element 27 im Bereich eines Außendeckbands 19 eines Leitschaufelkran- zes sowie einen Abschnitt eines Dichtungsträgers 28, der eine sogenannte Outer Airseal-Dichtung bildet. Das gabelförmige Element 27 verfügt über zwei Ausnehmun- gen 31 und 32. Die beiden Ausnehmungen 31 und 32 sind sowohl in Radialrichtung als auch in Axialrichtung der Niederdruckturbine 10 teilweise offen und in Umfangs- richtung derselben nebeneinander angeordnet. In eine erste Ausnehmung 31 greifen die Führungsstifte 24 mit ihren Enden 26 ein. Aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung sind die Enden 26 der Führungsstifte 24 in Fig. 2 nicht gezeigt. In eine zweite Ausnehmung 32 greift ein Vorsprung 33 des Dichtungsträgers 28 ein. Daraus folgt unmittelbar, dass über die gabelförmigen Elemente 27 und die mit den gabel- förmigen Elementen 27 zusammenwirkenden Führungsstifte 24 nicht nur eine Spei- chenzentrierung der Leitschaufelkränze 11 und 12, sondern vielmehr auch eine Speichenzentrierung der Dichtungsträger 28 der sogenannter Outer Airseal-Dichtung erfolgt.

Um eine Beweglichkeit der Leitschaufelkränze 11 und 12 in Axialrichtung der Nie- derdruckturbine 10 zu begrenzen, ist mindestens ein nicht-dargestellter Anschlag vorgesehen, wobei der oder jeder Anschlag vorzugsweise in eines der gabelförmigen Elemente 27 integriert ist. Durch den oder jeden Anschlag wird die axiale Beweglich- keit der Leitschaufelkränze 11 und 12 auf ein erforderliches Minimum begrenzt.

Die Führungsstifte 24 bzw. Lagerzapfen sind, wie bereits erwähnt, dem Gehäuse 20 der Niederdruckturbine 10 zugeordnet und ragen mit ihren freien Enden 26 in das Innere der Niederdruckturbine 10 hinein. In das Gehäuse 20 sind hierzu Bohrungen integriert, wobei die Bohrungen senkrecht zum Gehäuse 20 verlaufen. Auf der Au- ßenseite des Gehäuses 20 sind den Führungsstiften 24 Muttern 34 zugeordnet. Bei gelösten Muttern 34 können sich die Führungsstifte 24 innerhalb der Bohrungen des Gehäuses 20 bewegen, wohingegen bei festgezogenen Muttern 34 die Führungsstif- te 24, insbesondere die freien Enden 26 derselben, in ihrer Relativposition zum Ge- häuse 20 festgestellt sind.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Gehäuse 20 der Niederdruckturbine 10 zu- sammen mit zwei Führungsstiften 24 und einer erfindungsgemäßen Montagevorrich- tung 35, wobei die Montagevorrichtung 35 der Ausrichtung bzw. Justage der Füh- rungsstifte 24 bzw. der freien Enden 26 der Führungsstifte 24 relativ zum Gehäuse 20 dient. Eine Ausrichtung bzw. Justage der freien Enden 26 der Führungsstifte 24 ist im Hinblick auf die spätere Montage bzw. Speichenzentrierung der Leitschaufel- kränze 11 und 12 erforderlich, damit die freien Enden 26 der Führungsstifte 24 posi- tionsgenau in die Ausnehmungen 31 der gabelförmigen Elemente 27 eingeführt wer- den können.

Die Montagevorrichtung 35 verfügt über einen plattenförmigen Grundkörper 36. In den plattenförmigen Grundkörper 36 sind mindestens zwei Ausnehmungen 37 integ- riert. Zur Ausrichtung bzw. Justage der freien Enden 26 der Führungsstifte 24 werden die Führungsstifte 24 mit ihren freien Enden 26 in die Ausnehmungen 37 des plat- tenförmigen Grundkörpers 36 der Montagevorrichtung 35 eingeführt. Gemäß Fig. 3 ist hierzu der plattenförmige Grundkörper 36 der Montagevorrichtung 35 auf einer Innenseite 38 des Gehäuses 20 derart in Eingriff mit den freien Enden 26 der Füh- rungsstifte 24 gebracht, dass die Enden 26 den Grundkörper 36 senkrecht zu einer durch den plattenförmigen Grundkörper 36 definierten Ebene durchdringen und ver- drehsicher in den Ausnehmungen 37 des plattenförmigen Grundkörpers 36 gehalten sind.

In dieser Position des plattenförmigen Grundkörpers 36 auf der Innenseite 38 des Gehäuses 20 sind auf einer Außenseite 39 des Gehäuses 20 die Muttern 34 der Füh- rungsstifte 24 festziehbar. Beim Festziehen der Muttern 34 ist dann gewährleistet, dass sich die Ausrichtung der freien Enden 26 der Führungsstifte 24 nicht mehr ver- ändert.

Im Anschluss an das Festziehen der Muttern 34 und demnach nach erfolgter Aus- richtung und Justage der Führungsstifte 24 bzw. der freien Enden 26 derselben lässt sich die Montagevorrichtung 35 außer Eingriff mit den freien Enden 26 bringen, in- dem die Montagevorrichtung 35 tangential zu der durch den plattenförmigen Grund- körper 36 definierten Ebene außer Eingriff mit den freien Enden 26 der Führungsstif- te gebracht wird. Die Montagevorrichtung 34 wird demnach derart bewegt, dass dieselbe in der durch den plattenförmigen Grundkörper 36 definierten Ebenen be- wegt wird und dabei die freien Enden 26 aus den Ausnehmungen 37 innerhalb des plattenförmigen Grundkörpers 36 herausbewegt werden. Um die Handhabung der Montagevorrichtung 35 zu erleichtern, verfügt dieselbe über ein Griffstück 40, wel- ches in etwa senkrecht zum plattenförmigen Grundkörper 36 verläuft.

Obwohl im obigen Ausführungsbeispiel die Erfindung am Beispiel einer Niederdruck- turbine beschrieben wurde, sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Erfindung auch bei einem Verdichter einer Gasturbine Verwendung finden kann. Bevorzugt ist die Verwendung der Erfindung bei Flugtriebwerken.