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Patent Searching and Data


Title:
LIGHTWEIGHT BLADE FOR GAS TURBINE AND METHOD FOR MAKING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/008032
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a structural element, in particular a diffuser blade or diffuser blade segment for a gas turbine, in particular for an aircraft power train, the diffuser blade (10) comprising at least one fin (11) and at least one shroud (12). The invention is characterized in that the weight and the cross-section of the ring or of each shroud (12) are optimized by injection moulding of metal powder during the manufacture of the diffuser blade, said diffuser blade or diffuser blade segment being manufactured by injection moulding of metal powder.

Inventors:
HAID ULRICH (DE)
MUELLER CLAUS (DE)
SCHERER CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2004/001469
Publication Date:
January 27, 2005
Filing Date:
July 08, 2004
Export Citation:
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Assignee:
MTU AERO ENGINES GMBH (DE)
HAID ULRICH (DE)
MUELLER CLAUS (DE)
SCHERER CHRISTIAN (DE)
International Classes:
B22F3/22; B22F5/04; F01D5/14; F01D9/02; F04D29/54; (IPC1-7): F01D5/14; B22F3/12; F04D29/38
Foreign References:
EP1186748A12002-03-13
US4639189A1987-01-27
DE3527367A11987-02-12
US5271718A1993-12-21
US4832568A1989-05-23
US6558115B22003-05-06
US6252192B12001-06-26
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Claims:
Patentansprüche
1. Bauteil, nämlich Leitschaufel oder Leitschaufelsegment, für eine Gasturbi ne, insbesondere für ein Flugzeugtriebwerk, mit mindestens einem Schau felblatt (11,20, 30,40, 53) und mindestens einem Deckband (12,21, 31, 41,42, 54,55), dadurch gekennzeichnet, dass die Masse und der Quer schnitt des oder jeden Deckbands (12, 21, 31, 41, 42,54, 55) im Hinblick auf eine Herstellung der Leitschaufel oder des Leitschaufelsegments durch pulvermetallurgisches Spritzgießen optimiert sind, und dass die Leitschau fel oder das Leitschaufelsegment durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellt sind.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse und der Querschnitt des oder jeden Deckbands (12,21, 31,41, 42,54, 55) an die Masse und den Querschnitt des oder jeden Schaufelblatts (11,20, 30, 40,53) angepasst sind.
3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mas severteilung und die Querschnittsverteilung des oder jeden Deckbands (12, 21,31, 41,42, 54,55) an die Masseverteilung und die Querschnittsvertei lung des oder jeden Schaufelblatts (11, 20,30, 40,53) angepasst sind.
4. Bauteil nach einem oder mehreren der Anspruche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass das oder jedes Deckband (12,21, 31,41, 42,54, 55) eine masseminimierte sowie steifigkeitsmaximierte Struktur aufweist.
5. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Dicke bzw. Stärke des oder jeden Deckbands in etwa der Dicke bzw. Stärke des Schaufelblatts entspricht.
6. Bauteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass in eine nach außengerichtete Oberfläche (15,24, 34) des oder jeden Deckbands (12,21, 31,41, 42,54, 55) zur Masseminimie rung Ausnehmungen (14,23, 33) eingebracht sind, wobei Begrenzungen (16,25, 26, 37,38) der Ausnehmungen die Steifigkeit des oder jeden Deckbands (12,21, 31,41, 42,54, 55) optimieren.
7. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmun gen (14,23, 33) als Taschen und die zwischen den Ausnehmungen (14,23, 33) angeordneten Begrenzungen (16,25, 26,37, 38) als Stege ausgebildet sind, wobei die Taschen und Stege eine Verrippung beliebiger Geometrie bilden, wobei die Taschen insbesondere rund und/oder rechteckig und/oder dreieckig und/oder sechseckig ausgebildet sind.
8. Bauteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus nehmungen (14) als in Längsrichtung des Deckbands (12) verlaufende Ta schen und die Begrenzungen (16) als zwischen den Taschen angeordnete, ebenfalls in Längsrichtung des Deckbands (12) verlaufende Stege ausgebil det sind.
9. Bauteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus nehmungen (33) als in etwa rechteckförmige Taschen und die Begrenzun gen (35,36) als zwischen den Taschen angeordnete, in Längsrichtung des Deckbands (31) sowie in Querrichtung des Deckbands (31) verlaufende Stege ausgebildet sind.
10. Bauteil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus nehmungen (23) als in etwa dreieckförmige Taschen und die Begrenzungen (25) als zwischen den Taschen angeordnete, in Diagonalrichtung des Deck bands (21) verlaufende Stege ausgebildet sind.
11. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, nämlich einer Leitschaufel oder eines Leitschaufelsegments, für eine Gasturbine, insbesondere für ein Flug zeugtriebwerk, mit mindestens einem Schaufelblatt (11,20, 30,40, 53) und mindestens einem Deckband (12,21, 31,41, 42,54, 55), wobei die Masse und der Querschnitt des oder jeden Deckbands (12,21, 31,41, 42,54, 55) optimiert sind, durch pulvermetallurgisches Spritzgießen.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des oder jeden Deckbands (12,21, 31,41, 42,54, 55) minimiert und die Steifigkeit maximiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in eine nach außengerichtete Oberfläche (15,24, 34) des oder jeden Deck bands (12,21, 31,41, 42,54, 55) zur Masseminimierung Ausnehmungen (14,23, 33) eingebracht werden, wobei Begrenzungen (16,25, 26,37, 38) der Ausnehmungen (14,23, 33) die Steifigkeit des oder jeden Deckbands (12,21, 31,41, 42) optimieren.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aus nehmungen (14,23, 33) als Taschen und die zwischen den Ausnehmungen (14,23, 33) angeordneten Begrenzungen (16,25, 26,37, 38) als Stege in die Oberfläche des oder jeden Deckbands eingebracht werden, wobei die Taschen und Stege eine Verrippung beliebiger Geometrie bilden, wobei die Taschen insbesondere rund und/oder rechteckig und/oder dreieckig und/oder sechseckig ausgebildet sind.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (14) als sich in Längsrichtung des Deckbands (12) erstre ckende Einkerbungen und die Begrenzungen (16) als zwischen den Einker bungen angeordnete, ebenfalls in Längsrichtung des Deckbands verlaufen de Stege in die Oberfläche (15) des oder jeden Deckbands eingebracht werden.
16. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (33) als in etwa rechteckförmige Einkerbungen und die Be grenzungen (37,38) als zwischen den Einkerbungen angeordnete, in Längs richtung des Deckbands (31) sowie in Querrichtung des Deckbands (31) verlaufende Stege in die Oberfläche (34) des oder jeden Deckbands (31) eingebracht werden.
17. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (23) als in etwa dreieckförmige Einkerbungen und die Be grenzungen (25) als zwischen den Einkerbungen angeordnete, in Diagonal richtung des Deckbands (21) verlaufende Stege in die Oberfläche (24) des oder jeden Deckbands (21) eingebracht werden.
Description:
LEICHTBAU-SCHAUFEL FÜR EINE GASTURBINE SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG DERSELBEN Die Erfindung betrifft ein Bauteil, nämlich eine Leitschaufel oder ein Leitschaufel- segment, für eine Gasturbine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des wei- teren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils ge- mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

Moderne Gasturbinen, insbesondere Flugzeugtriebwerke, müssen höchsten Ansprü- chen im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Gewicht, Leistung, Wirtschaftlichkeit und Le- bensdauer gerecht werden. In den letzten Jahrzehnten wurden insbesondere auf dem zivilen Sektor Flugzeugtriebwerke entwickelt, die den obigen Anforderungen voll ge- recht werden und ein hohes Maß an technischer Perfektion erreicht haben. Bei der Entwicklung von Flugzeugtriebwerken spielt unter anderem die Werkstoffauswahl, die Suche nach neuen, geeigneten Werkstoffen sowie die Suche nach neuen Ferti- gungsverfahren eine entscheidende Rolle.

Die wichtigsten, heutzutage für Flugzeugtriebwerke oder sonstige Gasturbinen ver- wendeten Werkstoffe sind Titanlegierungen, Nickellegierungen (auch Superlegierun- gen genannt) und hochfeste Stähle. Die hochfesten Stähle werden für Wellenteile, Getriebeteile, Verdichtergehäuse und Turbinengehäuse verwendet. Titanlegierungen sind typische Werkstoffe für Verdichterteile. Nickellegierungen sind für die heißen Teile des Flugzeugtriebwerks geeignet.

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren zur Fertigung von Schaufeln oder Schaufelsegmenten, insbesondere von Leitschaufeln oder Leitschaufelsegmen- ten, für Flugzeugtriebwerke bekannt. Als aus dem Stand der Technik bekannte Ver- fahren für die Fertigung von Schaufeln, insbesondere Leitschaufeln, seien hier das Schmieden und Feingießen genannt. Leitschaufeln im Verdichterbereich sind übli- cherweise Schmiedeteile, während die Leitschaufeln der Turbine in der Regel Fein- gussteile sind. Auch ist es aus dem Stand der Technik bereits bekannt, Schaufeln mithilfe des ECM-Verfahrens, einer sogenannten elektrochemischen Bearbeitung, herzustellen.

Die Leitschaufeln bzw. Leitschaufelsegmente bilden Leitschaufelkränze und sind integrale Bauteile von Gasturbinen. Die Leitschaufeln umfassen ein Außendeckband, ein Schaufelblatt und ein nnendeckband, wobei die Deckbänder sich im wesentli- chen um die Längsachse der Gasturbine herum erstrecken und wobei die Schaufel- blätter im wesentlichen in Radialrichtung angeordnet sind. Derartige Schaufelblätter sind zum Beispiel aus der DE 199 41 133 C1 bekannt.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Bauteil, nämlich eine neuartige Leitschaufel bzw. ein neuartiges Leit- schaufelsegment, für eine Gasturbine und ein Verfahren zur Herstellung desselben vorzuschlagen.

Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass das eingangs genannte Bauteil durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 weitergebildet ist.

Erfindungsgemäß sind die Masse und der Querschnitt des oder jeden Deckbands im Hinblick auf eine Herstellung der Leitschaufel oder des Leitschaufelsegments durch pulvermetallurgisches Spritzgießen optimiert, wobei die Leitschaufel oder das Leit- schaufelsegment durch pulvermetallurgisches Spritzgießen hergestellt sind. Es liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung die Leitschaufeln, insbesondere die Leitschaufeln eines Verdichters eines Flugzeugtriebwerks, durch pulvermetallur- gisches Spritzgießen, also in MIM-Technik, herzustellen, und das Design der Leit- schaufeln im Hinblick auf die Herstellung durch pulvermetallurgisches Spritzgießen zu optimieren.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das oder jedes Deckband eine masseminimierte sowie steifigkeitsmaximierte Struktur auf. Hierzu sind vor- zugsweise in eine nach außengerichtete Oberfläche des oder jeden Deckbands, vor- zugsweise zumindest des Außendeckbands, zur Masseminimierung Ausnehmungen eingebracht sind, wobei Begrenzungen der Ausnehmungen die Steifigkeit des oder jeden Deckbands optimieren. Die Ausnehmungen sind als Taschen und die zwischen den Ausnehmungen angeordneten Begrenzungen sind als Stege ausgebildet, wobei die Taschen und Stege eine Verrippung beliebiger Geometrie bilden, und wobei die Taschen vorzugsweise rund und/oder rechteckig und/oder dreieckig und/oder sechseckig ausgebildet sind.

Nach einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Ausnehmungen als sich in Längsrichtung des Deckbands erstreckende Taschen und die Begrenzun- gen als zwischen den Taschen angeordnete, ebenfalls in Längsrichtung des Deck- bands verlaufende Stege ausgebildet.

Nach einer zweiten, alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Ausnehmungen als in etwa rechteckförmige Taschen und die Begrenzungen als sich zwischen den Taschen, in Längsrichtung des Deckbands sowie in Querrichtung des Deckbands erstreckende Stege ausgebildet.

Nach einer weiteren, alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Ausnehmungen als in etwa dreieckförmige Taschen und die Begrenzungen als zwi- schen den Taschen, in Diagonalrichtung des Deckbands verlaufende Stege ausgebil- det.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im unabhängigen Patentanspruch 10 definiert.

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

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt : Fig. 1 : einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Leitschaufel nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer schematisierten, per- spektivischen Ansicht von oben auf ein Außendeckband der Leitschau- fel ; Fig. 2 : einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Leitschaufel nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Ansicht analog zu Fig. 1 ; Fig. 3 : einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Leitschaufel nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Ansicht analog zu Fig.

1 und 2 ; Fig. 4 : eine schematisierte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Leitschau- fel ; Fig. 5 : eine erfindungsgemäßen Leitschaufel nach einem weiteren Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung in einer Ansicht analog zu Fig. 1 und 2 ; Fig. 6 : ein erfindungsgemäßes Leitschaufelsegment nach in einer Ansicht ana- log zu Fig. 5 ; und Fig. 7 : ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung der einzelnen Verfahrenschritte beim pulvermetalturgischen Spritzgießen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 7 in größerem Detail erläutert. Fig. 1 bis 6 zeigen schematisierte Ansichten erfindungsgemäßer Leitschau- feln. Fig. 7 verdeutlicht die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung der erfin- dungsgemäßen Leitschaufeln.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Leitschaufel im Ausschnitt, wobei in Fig. 1 ein Schaufelblatt 11 und ein Außendeckband 12 der Leitschaufel 10 dargestellt sind.

Zusätzlich zum gezeigten Außendeckband 12 kann weiterhin ein lnnendeckband vor- handen sein.

Erfindungsgemäß ist das Design des Außendeckbands 12, also die Masse und der Querschnitt desselben, im Hinblick auf eine Herstellung der Leitschaufel 10 durch pulvermetallurgisches Spritzgießen optimiert. Hierzu sind die Masse bzw. Massever- teilung und der Querschnitt bzw. die Querschnittsverteitung des Außendeckbands 12 an die entsprechenden Größen des Schaufelblatts 11 angepasst. Eine gleichmäßige Querschnittsverteilung sowie Masseverteilung im gesamten herzustellenden Bauteil, also in der gesamten Leitschaufel 10, ist beim pulvermetallurgischen Spritzgießen besonders vorteilhaft. Eine unterschiedliche Masseverteilung sowie Querschnittsver- teilung, so zum Beispiel unterschiedliche Wanddicken, können nämlich beim pulver- metallurgischen Spritzgießen, insbesondere beim Sintern und Abkühlen eines Bau- teils während des pulvermetallurgischen Spritzgießens, zu einem Verzug bzw. zu Rissbildungen am herzustellenden Bauteil führen. Dies wird durch die hier vorliegen- de Erfindung vermieden. Die gleichmäßige Querschnittsverteilung sowie Massever- teilung im gesamten herzustellenden Bauteil kann im einfachsten Fall dadurch erzielt werden, dass die Dicke bzw. Stärke des oder jeden Deckbands in etwa der Dicke bzw. Stärke des Schaufelblatts entspricht.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind in einem mittleren Abschnitt 13 des Au- ßendeckbands 12 zur Massenminimierung des Außendeckbands 12 Ausnehmungen 14 in eine nach außen gerichtete Oberfläche 15 des Außendeckbands 12 einge- bracht. Die Ausnehmungen 14 sind als sich in Längsrichtung des Außendeckbands 12 erstreckende Taschen bzw. Einkerbungen bzw. Rillen ausgebildet. Durch das Ein- bringen der Ausnehmungen 14 in die Oberfläche 15 des Außendeckbands 12 kann die Masse des Außendeckbands 12 minimiert werden. Zwischen den sich in Längs- richtung des Außendeckbands 12 verlaufenden Ausnehmungen 14 sind Begrenzun- gen 16 angeordnet. Die Begrenzungen 16 sind als ebenfalls in Längsrichtung des Deckbands verlaufende Stege ausgebildet. Die Begrenzungen 16 bzw. die Stege bil- den eine Verrippung und optimieren bzw. maximieren die Festigkeitsstruktur des Außendeckbands 12. Obwohl in Fig. 1 nicht dargestellt, können sich die Ausneh- mungen sowie die Begrenzungen 16 zusätzlich zum mittleren Abschnitt 13 auch in die beiden seitlichen Abschnitte 17, 18 des Außendeckbands 12 erstrecken. Verfügt die Leitschaufel 10 zusätzlich zum Außendeckband 12 auch über ein Innendeckband, so kann dieses in Analogie zum Außendeckband 12 ausgebildet sein.

Fig. 2 zeigt ein zweites, erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, nämlich eine Leit- schaufel 19, in einer Ansicht analog zu Fig. 1. Die Leitschaufel 19 gemäß Fig. 2 ver- fügt wiederum über ein Schaufelblatt 20 und ein Außendeckband 21. In einem mitt- leren Abschnitt 22 des Außendeckbands 21 sind auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 Ausnehmungen 23 in eine nach außen gerichtete Oberfläche 24 des Außen- deckbands 21 eingebracht. Die Ausnehmungen 23 dienen wiederum der Massere- duktion. Zwischen den Ausnehmungen 23 verlaufen Begrenzungen 25, die der Stei- figkeitsmaximierung dienen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die Ausnehmun- gen 23 als dreieckförmige Ausnehmungen bzw. Taschen ausgebildet. Die Begren- zungen 25, welche die Ausnehmungen 23 voneinander begrenzen, sind im Ausfüh- rungsbeispiel der Fig. 2 als sich in Diagonalrichtung des Außendeckbands 21 erstre- ckende Stege ausgebildet. Zusätzlich zu den sich in Diagonalrichtung des Außen- deckbands 21 erstreckenden Stegen bzw. Begrenzungen 25 sind seitliche Stege bzw. Begrenzungen 26 vorhanden, die sich in Längsrichtung des Außendeckbands 21 erstrecken und zwei der Ausnehmungen 23 an einer Längskante des Außendeck- bands 21 begrenzen. Auch beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 können sich die Aus- nehmungen 23 und die Stege 25 nicht nur im mittleren Abschnitt 22 des Außen- deckbands erstrecken, sondern vielmehr auch in den Bereich der seitlichen Ab- schnitte 27, 28. Ebenso kann in dem Fall, in dem die Leitschaufel 19 ein Inneneck- band umfasst, dasselbe in Analogie zum Außendeckband 21 ausgebildet sein.

Fig. 3 zeigt eine weitere, erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Leitschaufel 29.

Auch die Leitschaufel gemäß Fig. 3 umfasst ein Schaufelblatt 30 und ein Außen- deckband 31. In einem mittleren Abschnitt 32 des Außendeckbands 31 sind Aus- nehmungen 33 eingebracht, wobei die Ausnehmungen 33 in eine nach außen gerich- tete Oberfläche 34 des Außendeckbands 31 eingebracht sind. Wie Fig. 3 entnommen werden kann, sind die Ausnehmungen 33 im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 nicht nur im mittleren Abschnitt 32 des Außendeckbands 31 in dasselbe eingebracht, sondern vielmehr auch in die seitlichen Abschnitte 35 und 36 desselben. Im Ausfüh- rungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind die Ausnehmungen 33 als in etwa rechteckförmige Taschen bzw. Einkerbungen ausgebildet, die einerseits durch sich in Längsrichtung des Deckbands erstreckende Begrenzungen 37 und andererseits durch sich in Quer- richtung des Deckbands erstreckende Begrenzungen 38 begrenzt sind. Die Begren- zungen 37 und 38 bilden eine gitterförmige Verrippung und dienen wiederum der Festigkeitsmaximierung des Außendeckbands. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bilden die als rechteckförmige Einkerbungen ausgebildeten Ausnehmungen 33 auf der nach außen gerichteten Oberfläche 34 des Außendeckbands 31 eine Taschen- struktur, die sich sowohl über den mittleren Abschnitt 32 als auch die seitlichen Ab- schnitte 35 und 36 des Außendeckbands 31 erstreckt. Verfügt die Leitschaufel 29 über ein Innendeckband, so kann in Analogie zum Außendeckband ausgestaltet sein.

Allen Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 3 ist demnach gemeinsam, dass das Außendeckband der Leitschaufeln über eine masseminimierte sowie steifigkeitsma- ximierte Struktur verfügt. Zur Minimierung der Masse des Außendeckbands sind in das Außendeckband Ausnehmungen bzw. Taschen eingebracht. Die Steifigkeit wird durch sich zwischen den Ausnehmungen bzw. Taschen erstreckende Begrenzungen, die als Stege ausgebildet sind, maximiert.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leitschaufel 39.

Die Leitschaufel 39 gemäß Fig. 4 verfügt wiederum über ein Schaufelblatt 40, ein Außendeckband 41 sowie ein lnnendeckband 42. Außendeckband 41 sowie Innen- deckband 42 verfügen im Sinne der Erfindung über eine masseminimierte sowie stei- figkeitsmaximierte Struktur. So sind in Fig. 4 im Bereich des lnnendeckbands 42 Ausnehmungen 43 angedeutet. Diese können nach einem der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 3 ausgebildet sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leitschaufel 52.

Die Leitschaufel 52 gemäß Fig. 5 verfügt wiederum über ein Schaufelblatt 53, ein Außendeckband 54 sowie ein Innendeckband 55. Außendeckband 54 sowie Innen- deckband 54 verfügen im Sinne der Erfindung über eine masseminimierte sowie stei- figkeitsmaximierte Struktur. Diese Struktur der Ausführungsform gemäß Fig. 5 ent- spricht im wesentlichen der Struktur der Ausführungsform gemäß Fig. 2. Zur Ver- meidung von Wiederholungen werden daher für gleiche Elemente gleiche Bezugszif- fern verwendet. In einem mittleren Abschnitt 22 des Außendeckbands 54 sind Aus- nehmungen 23 in eine nach außen gerichtete Oberfläche 24 des Außendeckbands 54 eingebracht, die wiederum als dreieckförmige Ausnehmungen bzw. Taschen aus- gebildet sind. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist im Unterschied zum Ausfüh- rungsbeispiel der Fig. 2 jedoch lediglich eine sich in Diagonalrichtung des Außen- deckbands 54 erstreckende Begrenzung 25 vorhanden, welche die beiden Ausneh- mungen 23 voneinander begrenzt. Zusätzlich zu dem sich in Diagonalrichtung des Außendeckbands 21 erstreckenden Steg bzw. der Begrenzung 25 sind seitliche Ste- ge bzw. Begrenzungen 26 vorhanden, die sich in Längsrichtung des Außendeckbands 54 erstrecken und die beiden Ausnehmungen 23 an einer Längskante des Außen- deckbands 54 begrenzen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 erstreckt sich eine der beiden Ausnehmungen 23 nicht nur im mittleren Abschnitt 22 des Außendeckbands, sondern vielmehr auch in den Bereich des benachbarten, seitlichen Abschnitts 27.

Das Innendeckband 55 kann in Analogie zum Außendeckband 21 ausgebildet sein.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass Leitschaufelsegmente, die mehrere solcher Leitschaufeln 10,19, 29,39 bzw. 52 umfassen, nach demselben erfindungs- gemäßen Prinzip aufgebaut sind. Mehrere Leitschaufeln oder Leitschaufelsegmente bilden eine geschlossenen Leitschaufelkranz. So zeigt Fig. 6 ein Leitschaufelsegment 56 mit vier Leitschaufeln 52, die im Sinne der Fig. 5 ausgebildet sind.

Es liegt nun weiterhin im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, die nach dem obigen Prinzip ausgebildeten Leitschaufeln 10,19, 29,39 bzw. 52 oder das Leitschaufel- segment 56 durch pulvermetallurgisches Spritzgießen herzustellen. Das pulvermetal- lurgische Spritzgießen wird auch als Metal Injection Moulding-Verfahren (MIM- Verfahren) bezeichnet. Die Leitschaufeln 10,19, 29,39 sowie 52 sind im Bereich des oder jeden Deckbands im Sinne der Erfindung derart masseminimiert bzw. stei- figkeitsmaximiert, dass eine besonders vorteilhaft Herstellbarkeit durch pulvermetal- lurgisches Spritzgießen gegeben ist. Der Querschnitt und die Masse des oder jeden Deckbands sind nämlich an die Masse und den Querschnitt des oder jeden Schau- felblatts angepasst. Beim Sintern und Abkühlen während des pulvermetallurgischen Spritzgießens ist hierdurch gewährleistet, dass beim Abkühlen sowie Sintern die ge- samte Leitschaufel gleichmäßig beansprucht wird. Metallurgische Fehlstellen wie geometrische Deformationen oder Risse an der Leitschaufel werden vermieden.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf Fig. 7 die einzelnen Verfahrensschritte des pulvermetallurgischen Spritzgießens zur Herstellung der Leitschaufeln 10,19, 29,39 sowie 52 erläutert. In einem ersten Schritt 44 wird ein Metallpulver, Hartme- tallpulver oder Keramikpulver bereitgestellt. In einem zweiten Schritt 45 werden ein Bindemittel und ggf. ein Plastifizierungsmittel bereitgestellt. Das im Verfahrensschritt 44 bereitgestellte Metallpulver sowie das im Verfahrensschritt 45 bereitgestellte Bindemittel und Plastifizierungsmittel werden im Verfahrensschritt 46 gemischt und homogenisiert, so dass sich eine homogene Masse ausbildet. Der Volumenanteil des Metallpulvers in der homogenen Masse beträgt dabei vorzugsweise zwischen 50% und 70%. Der Anteil von Bindemittel und Plastifizierungsmittel an der homogenen Masse schwankt demnach in etwa zwischen 30% und 50%.

Diese homogene Masse aus Metallpulver, Bindemittel und Plastifizierungsmittel wird im Sinne des Schritts 47 durch Spritzgießen weiterverarbeitet. Beim Spritzgießen werden Formkörper gefertigt. Diese Formkörper weisen schon alle typischen Merk- male der herzustellenden Leitschaufeln 10,19, 29,39 sowie 52 auf. Insbesondere verfügen die Formkörper über die geometrische Form der zu fertigenden Leitschaufel 10, 19,29, 39 sowie 52. Sie verfügen also bereits über die masseminimierte sowie steifigkeitsmaximierte Struktur im Bereich des oder jeden Deckbands. Sie verfügen jedoch über ein um den Bindemittelgehalt sowie Plastifizierungsmittelgehalt vergrö- ßertes Volumen.

Im nachgeschalteten Schritt 48 wird das Bindemittel und das Plastifizierungsmittel aus den Formkörpern ausgetrieben. Den Verfahrensschritt 48 kann man auch als Endbindungsprozess bezeichnen. Das Austreiben von Bindemittel und Plastifizie- rungsmittel kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Üblicherweise erfolgt dies durch fraktionierte, thermische Zersetzung bzw. Verdampfung. Eine weitere Möglichkeit besteht durch Heraussaugen der thermisch verflüssigten Binde-und Plastifizierungsmittel durch Kapillarkräfte, durch Sublimation oder durch Lösungsmit- tel.

Im Anschluss an den Entbindungsprozess im Sinne des Schritts 48 werden die Formkörper im Sinne des Schritts 49 gesintert. Während des Sinters werden die Formkörper zu den Bauteilen, nämlich zu den Leitschaufeln 10,19, 29,39 sowie 52, mit den endgültigen, geometrischen Eigenschaften verdichtet. Während des Sinters verkleinern sich demnach die Formkörper, wobei die Dimensionen der Formkörper in allen drei Raumrichtungen gleichmäßig schwinden müssen. Der lineare Schwund beträgt abhängig vom Bindemittelgehalt und Plastifizierungsmittelgehalt zwischen 10 % und 20 %. Das Sintern kann unter verschiedenen Schutzgasen oder unter Vakuum durchgeführt werden. Nach dem Sintern liegt die fertige Leitschaufel 10, 19,29, 39 sowie 52 vor, was in Fig. 1 durch den Schritt 50 dargestellt ist. Falls erforderlich, kann nach dem Sintern (Schritt 49) das Bauteil noch einem Veredelungsprozess im Sinne des Schritts 51 unterzogen werden. Der Veredelungsprozess ist jedoch optio- nal. Es kann bereits auch unmittelbar nach dem Sintern eine einbaufertige Leitschau- fel 10,19, 29,39 sowie 52 vorliegen.

Auf die obige Art sind auch Leitschaufelsegmente, die mehrere Leitschaufeln umfas- sen, herstellbar. So können in diesem Fall im Schritt 47 durch Spritzgießen Formkör- per für ein mehrere Leitschaufeln umfassendes Leitschaufelsegment hergestellt werden.

Wie bereits erwähnt, ist es demnach eine Erkenntnis der hier vorliegenden Erfindung, Leitschaufeln für Flugzeugtriebwerke, insbesondere Leitschaufeln für Verdichter ei- nes Flugzeugtriebwerks, einerseits durch pulvermetallurgisches Spritzgießen herzu- stellen und andererseits die Struktur der Leitschaufel, nämlich die Struktur des oder jeden Deckbands derselben, an das pulvermetallurgische Spritzgießen anzupassen bzw. im Hinblick auf das pulvermetallurgische Spritzgießen zu optimieren. Im Bereich des oder jeden Deckbands erfolgt eine Masse-und Querschnittsreduktion bei gleich- zeitiger Optimierung der Steifigkeit bzw. Festigkeit. Die Vergleichmäßigung der Mas- se und des Querschnitts im Bereich der gesamten Leitschaufel führt zu einer verbes- serten MIM-Herstellbarkeit. Da beim Herstellen durch pulvermetallurgisches Spritz- gießen die Kosten des herzustellenden Bauteils unmittelbar von dem Gewicht des Bauteils abhängen, ergibt sich auch eine Kostenreduktion.