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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer Radscheibenanordnung einer Strömungsmaschine und/oder der an dieser gehaltenen Schaufeln, wobei die Radscheibenanordnung zumindest zwei benachbart angeordnete und mit Schaufelfußaufnahmenuten versehene Radscheiben aufweist, deren zueinander weisenden Stirnseiten über eine stirnseitige Verzahnung miteinander verbunden sind.
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Radscheibenanordnungen der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt und bilden zusammen mit den an diesen gehaltenen Schaufeln beispielsweise den Läufer eines Verdichters oder einer Turbine einer Strömungsmaschine, beispielsweise in Form einer stationären Gasturbine, einer Flugzeugmaschine oder dergleichen. Eine Radscheibenanordnung weist normalerweise eine Vielzahl von benachbart angeordneten und mit Schaufelfußaufnahmenuten versehenen Radscheiben auf, deren zueinander weisenden Stirnflächen jeweils über eine stirnseitige Verzahnung miteinander verbunden sind, beispielsweise eine Hirth-Verzahnung. Axial können die Radscheiben der Radscheibenanordnung über einen oder mehrere Zuganker zusammen gehalten sein, um nur ein Beispiel zu nennen.
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Die Radscheiben und/oder die an diesen gehaltenen Schaufeln müssen im Rahmen von Wartungsarbeiten in regelmäßigen zeitlichen Abständen gereinigt werden, um diese von Oxidationsschichten oder anderen Verunreinigungen zu befreien.
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Eine Möglichkeit besteht darin, die Radscheibenanordnung in situ manuell zu reinigen, also in einem Zustand, in dem die gestapelte Radscheibenanordnung in einem unteren Gehäuseteil eines Strömungsmaschinengehäuses aufgenommen ist. Ein wesentlicher Vorteil dieser Variante besteht darin, dass der Ausbau und die Entstapelung der Radscheibenanordnung entfallen, weshalb an dieser Stelle ein großer zeitlicher Aufwand eingespart werden kann. Der dabei gewonnene Zeitgewinn wird allerdings häufig durch die sehr aufwendige und mühsame manuelle Reinigung aufgezehrt.
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Eine alternative Möglichkeit besteht darin, die Radscheibenanordnung vor der Reinigung aus dem Strömungsmaschinengehäuse auszubauen, zu entstapeln und anschließend unter Einsatz eines Strahlverfahrens zu reinigen. Bei dieser Variante wird also der zeitaufwendige Ausbau ebenso wie die Entstapelung der Radscheibenanordnung in Kauf genommen, um die dann gut zugänglichen Bauteile sehr effektiv mittels eines Strahlverfahrens reinigen zu können. Von einem Einsatz eines Strahlverfahrens im gestapelten Zustand der Radscheibenanordnung wird abgesehen, da sich Strahlpartikel zwischen den Radscheiben festsetzen und einen ordnungsgemäßen Betrieb der Strömungsmaschine beeinträchtigen würden.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Verfahren zum Reinigen einer Radscheibenanordnung einer Strömungsmaschine und/oder der an dieser gehaltenen Schaufeln zu schaffen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art, das die Schritte aufweist: Abdichten, insbesondere staubdichtes Abdichten der stirnseitigen Verzahnung im gestapelten Zustand der Radscheibenanordnung zumindest entlang eines Teils ihres Außenumfangs und Reinigen der gestapelten Radscheibenanordnung und/oder der an dieser gehaltenen Schaufeln unter Einsatz eines Strahlverfahrens. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass dank des Abdichtens der stirnseitigen Verzahnung eine Reinigung der gestapelten Radscheibenanordnung und/oder der an dieser gehaltenen Schaufeln unter Einsatz eines Strahlverfahrens ermöglicht wird, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich Partikel zwischen den Radscheiben festsetzen. Entsprechend kann innerhalb einer kurzen Zeitdauer eine sehr effektive Reinigung durchgeführt werden.
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Gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schritte a) und b) in einem Zustand durchgeführt, in dem die gestapelte Radscheibenanordnung in einem unteren Gehäuseteil eines Strömungsmaschinengehäuses aufgenommen ist. Vorteilhaft wird hierbei zusätzlich zumindest ein Zwischenraum zwischen der Radscheibenanordnung und dem unteren Gehäuseteil abgedichtet, um das Eindringen von Strahlpartikeln in das untere Gehäuseteil zu vermeiden. Diese Variante zeichnet sich durch eine weitere Zeitersparnis aus, da die Radscheibenanordnung nicht aus dem Strömungsmaschinengehäuse ausgebaut werden muss.
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Gemäß einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung werden die Schritte a) und b) in einem Zustand durchgeführt, in dem die Radscheibenanordnung aus einem unteren Gehäuseteil eines Strömungsmaschinengehäuses entnommen ist. Bei dieser Variante kann ausgeschlossen werden, dass Strahlpartikel in das Strömungsmaschinengehäuse gelangen. Mit dem Ausbau der Radscheibenanordnung aus dem Strömungsmaschinengehäuse geht darüber hinaus eine bessere Zugänglichkeit einher, so dass sich die Radscheibenanordnung und/oder die an dieser gehaltenen Schaufeln besser reinigen lassen. Die stirnseitige Verzahnung wird bei dieser Variante in Schritt a) bevorzugt entlang ihres gesamten Außenumfangs abgedichtet, so dass eine Reinigung von allen Seiten erfolgen kann.
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Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Radscheiben benachbart zur stirnseitigen Verzahnung jeweils mit einem radial auswärts vorstehen und umlaufend ausgebildeten Vorsprung versehen, wobei in Schritt a) zumindest ein länglich ausgebildetes Dichtungselement der Dichtungsanordnung derart zwischen den Vorsprüngen eingesetzt wird, dass das Dichtungselement die stirnseitige Verzahnung umfänglich zumindest teilweise abdeckt und dichtend an den Vorsprüngen anliegt. Auf diese Weise wird in Schritt a) eine sehr einfache Abdichtung erzielt.
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Die Dichtungsanordnung weist bevorzugt mehrere längliche Dichtungselemente auf, die in Schritt a) derart eingesetzt werden, dass freie Enden benachbart zueinander angeordneter Dichtungselemente zueinander weisen, insbesondere auf Stoß angeordnet sind. Die Unterteilung der Dichtungsanordnung in mehrere Dichtungselemente erleichtert das Einsetzen zwischen den Vorsprüngen. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass die Dichtungselemente entlang des gesamten Außenumfangs der stirnseitigen Verzahnung angeordnet werden.
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Vorteilhaft werden zueinander weisende freie Enden benachbart zueinander angeordneter Dichtungselemente miteinander verbunden, um die Dichtungselemente gegeneinander abzudichten. Das Verbinden der freien Enden kann insbesondere unter Verwendung von Klammerelementen erfolgen, welche die freien Enden umgreifen.
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Bevorzugt ist das zumindest eine Dichtungselement ringsegmentförmig ausgebildet.
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Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das zumindest eine Dichtungselement gummiartiges Material oder Kunststoff aufweist, wobei als Kunststoff ein weicher, manuell verformbarer Kunststoff gewählt werden sollte, um sicherzustellen, dass sich das Dichtungselement ordnungsgemäß an die Vorsprünge anlegt, wodurch eine staubdichte Abdichtung zwischen den Vorsprüngen und dem Dichtungselement gewährleistet wird.
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Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das zumindest eine Dichtungselement mit zumindest einer länglichen Kammer versehen, die nach dem Einsetzen des Dichtungselementes zwischen den Vorsprüngen derart unter Aufweitung einer Breite des Dichtungselementes mit einem Medium, insbesondere Druckluft gefüllt wird, dass sich das Dichtungselement dichtend an die Vorsprünge anlegt.
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Das Strahlverfahren wird vorteilhaft unter Verwendung von Garnetpartikeln oder Glasperlen durchgeführt. Mit Strahlpartikeln aus diesen Materialien wurden besonders gute Reinigungsergebnisse erzielt.
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Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung ferner eine Dichtungsanordnung zum Abdichten einer zwischen zwei Radscheiben einer gestapelten Radscheibenanordnung angeordneten stirnseitigen Verzahnung, die von zwei umlaufend ausgebildeten Vorsprüngen eingefasst ist, die jeweils von einer der Radscheiben radial auswärts vorstehen, wobei die Dichtungsanordnung zumindest ein länglich ausgebildetes Dichtungselement aufweist, dessen Abmessungen derart gewählt sind, dass es, wenn es zwischen den Vorsprüngen eingesetzt wird, zumindest einen Teil der Verzahnung umfänglich abdeckt und sich dichtend gegen die Vorsprünge anlegt, wobei das Dichtungselement insbesondere gummiartiges Material oder Kunststoff aufweist.
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Bevorzugt weist die Dichtungsanordnung mehrere längliche Dichtungselemente und Verbindungsmittel zum Verbinden zueinander weisender freier Enden benachbart angeordneter Dichtungselemente auf, wobei die Verbindungsmittel insbesondere in Form von Klammerelementen vorgesehen sind, welche die freien Enden umgreifen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das zumindest eine Dichtungselement zumindest eine längliche Kammer und ein Ventil auf, um die Kammer unter Aufweitung einer Breite des Dichtungselementes mit einem Medium zu füllen, insbesondere mit Druckluft.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Dichtungsanordnungen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist
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1 eine schematische Teilseitenansicht einer Radscheibenanordnung;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Dichtelementes einer Dichtungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 eine schematische Teilseitenansicht der in 1 dargestellten Radscheibenanordnung, bei der eine stirnseitige Verzahnung, über die benachbart angeordnete Radscheiben miteinander verbunden sind, mit vier der in 2 dargestellten Dichtungselemente entlang ihres Außenumfangs abgedichtet ist, wobei die Dichtungselemente geschnitten dargestellt sind;
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4 eine perspektivische Teilansicht zweier in 2 dargestellter Dichtungselemente, die stirnseitig aneinander stoßend miteinander verbunden sind; und
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5 eine perspektivische Ansicht eines Dichtungselementes einer Dichtungsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt eine Radscheibenanordnung 1 einer Turbine oder eines Verdichters einer nicht näher dargestellten Strömungsmaschine, bei der es sich beispielsweise um eine stationäre Gasturbine, eine Flugzeugmaschine oder dergleichen handeln kann. Die Radscheibenanordnung 1 umfasst als Hauptbestandteile mehrere benachbart angeordnete und mit Schaufelfußaufnahmenuten 2 versehene Radscheiben 3, deren zueinander weisenden Stirnseiten über eine stirnseitige Verzahnung 4 miteinander verbunden sind. Die Schaufelfußaufnahmenuten 2, die sich vorliegend schräg zu einer Längsachse L der Radscheibenanordnung 1 erstrecken, sind jeweils an einem radial vorstehenden und umlaufend ausgebildeten Vorsprung 5 der Radscheiben 3 angeordnet, so dass jede Verzahnung 4 von zwei Vorsprüngen 5 eingefasst wird. Die Radscheibenanordnung 1, deren Radscheiben 3 vorliegend über nicht näher dargestellte Zuganker zusammengehalten sind, bildet gemeinsam mit den in den Schaufelfußaufnahmenuten der Radscheiben 3 gehaltenen Schaufel 6, von denen in 1 exemplarisch nur eine dargestellt ist, einen Läufer des Verdichters oder der Turbine.
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Die Radscheiben 3 und/oder die an diesen gehaltenen Schaufeln 6 müssen im Rahmen von Wartungsarbeiten in regelmäßigen zeitlichen Abständen gereinigt werden, um diese von Oxidationsschichten oder anderen Verunreinigungen zu befreien.
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Hierzu werden die stirnseitigen Verzahnungen 4 im gestapelten Zustand der Radscheibenanordnung 1 zumindest entlang eines Teils ihres Außenumfangs abgedichtet, woraufhin die gestapelte Radscheibenanordnung 1 und/oder die an dieser gehaltenen Schaufeln 6 unter Einsatz eines Strahlverfahrens gereinigt werden.
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Zum Abdichten der stirnseitigen Verzahnungen 4 werden gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Dichtungsanordnungen verwendet, die jeweils vier der in 2 dargestellten Dichtungselemente 7 und vier der in 4 dargestellten Klammerelemente 8 aufweisen.
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Die Dichtungselemente 7 umfassen jeweils eine Dichtlippe 9, die aus einem gummiartigen Material hergestellt ist, welches sich manuell elastisch verformen lässt. Alternativ kann die Dichtlippe 9 auch aus einem geeigneten Kunststoff gefertigt sein. Die Dichtlippe 9 weist vorliegend einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf und ist ringsegmentförmig ausgebildet, wobei sich das Ringsegment vorliegend über einen Winkel vom 90° erstreckt. An den freien Enden des U-förmigen Querschnittes sind an der Dichtlippe 9 jeweils Kunststoffleisten 10 befestigt, die als Auflageflächen dienen.
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Zur Abdichtung der stirnseitigen Verzahnungen 4 werden jeweils vier der in 2 dargestellten Dichtungselemente 7 derart zwischen den Vorsprünge 5 zwei benachbarter Radscheiben 3 eingesetzt, dass die Dichtungselemente 7 die stirnseitige Verzahnung 4 umfänglich abdecken und dichtend an den Vorsprüngen 5 anliegend, wie es in 3 gezeigt ist. Um eine staubdichte Anlage der Dichtlippe 9 des Dichtungselementes 7 an den benachbarten Vorsprüngen 5 zu gewährleisten, ist die Breite B der Dichtlippe 9 geringfügig größer als der Abstand b zwischen den Vorsprüngen 5 gewählt, so dass die Dichtlippe 9 beim Einsatz des Dichtungselementes 7 verformt und zwischen den Vorsprüngen 5 geklemmt wird. Die freien Enden benachbart zueinander angeordneter Dichtungselement 7 weisen in diesem Zustand zueinander und sind insbesondere auf Stoß angeordnet. Um sicherzustellen, dass zwischen den freien Enden keine Fremdkörper eindringen können, sind die freien Ende benachbart zueinander angeordneter Dichtungselemente 7 vorliegend unter Verwendung von federelastischen Klammerelementen 11 miteinander verbunden, die, wie es in 4 dargestellt ist, die freien Enden jeweils dichtend umgreifen.
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Nach dem Abdichten der stirnseitigen Verzahnungen 4 der Radscheibenanordnung 1 können die Radscheiben 3 und/oder die an diesen gehaltenen Schaufeln 6 in einem weiteren Schritt unter Einsatz eines Strahlverfahrens gereinigt werden, insbesondere unter Verwendung von Garnetpartikeln oder Glasperlen.
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Das Strahlverfahren kann wahlweise in dem Zustand durchgeführt werden, in dem die gestapelte Radscheibenanordnung 1 in einem unteren Gehäuseteil eines Strömungsmaschinengehäuses aufgenommen ist, wobei bevorzugt ferner zumindest ein Zwischenraum zwischen der Radscheibenanordnung 1 und dem unteren Gehäuseteil abgedichtet wird, um das Eindringen von Strahlpartikeln in das untere Gehäuseteil zu vermeiden.
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Alternativ kann die gestapelte Radscheibenanordnung 1 aber auch in einem Zustand gereinigt werden, in dem die Radscheibenanordnung aus dem unteren Gehäuseteil des Strömungsmaschinengehäuses entnommen ist. Bei dieser Variante kann dann ausgeschlossen werden, dass Strahlpartikel in das Strömungsmaschinengehäuse gelangen.
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Ein wesentlicher Vorteil des zuvor beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass dank des Abdichtens der stirnseitigen Verzahnungen 4 eine Reinigung der gestapelten Radscheibenanordnung 1 und/oder der an dieser gehaltenen Schaufeln unter Einsatz eines Strahlverfahrens ermöglicht wird, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich Partikel zwischen den Radscheiben 3 festsetzen. Entsprechend kann innerhalb einer kurzen Zeitdauer eine sehr effektive Reinigung durchgeführt werden.
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An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Dichtungselemente 7 grundsätzlich auch einen anderen als den in 2 dargestellten Aufbau aufweisen können. So ist es beispielsweise nicht unbedingt erforderlich, dass die Dichtungselemente 7 einen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Ebenso sind auch andere Querschnittsformen möglich, beispielsweise eine ovale Querschnittform, eine halbkreisförmige Querschnittsform, eine mehreckige Querschnittsform oder dergleichen. Darüber hinaus kann grundsätzlich auch auf die Kunststoffleisten 10 verzichtet werden. Zudem ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Dichtungselemente 7 ringsegmentförmig ausgebildet sind, solange sie im montierten Zustand in eine solche Form überführt werden können. Auch muss sich die Ringsegmentform nicht über 90° erstrecken. Grundsätzlich sind hier natürlich auch andere Winkelmaße möglich.
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5 zeigt ein Dichtungselement 11 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Dichtungselement 11 umfasst eine Dichtlippe 12, die aus einem gummiartigen Material hergestellt ist, welches sich manuell elastisch verformen lässt. Alternativ kann die Dichtlippe 11 aber auch aus einem geeigneten Kunststoff gefertigt sein. Die Dichtlippe 9 weist vorliegend einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf und ist ringsegmentförmig ausgebildet, wobei sich das Ringelement vorliegend über einen Winkel von 120° erstreckt. An den freien Enden des U-förmigen Querschnitts sind an der Dichtlippe 12 jeweils Kunststoffleisten 13 befestigt, die als Auflagefläche dienen. Der durch den U-förmigen Querschnitt der Dichtlippe 12 definierte Hohlraum ist zur Bildung einer Kammer 14 durch eine luftdichte Membran 15 verschlossen, wobei die Kammer 14 über ein nicht näher dargestelltes Ventil mit der Umgebung verbunden ist. Entsprechend lässt sich das Dichtungselement 11, nachdem dieses analog zu 3 zwischen den Vorsprüngen 5 einer Radscheibenanordnung 1 eingesetzt wurde, unter Aufweitung seiner Breite mit einem Medium füllen, insbesondere mit Druckluft. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass sich die Dichtlippe 12 staubdicht an die Vorsprünge 5 der Radscheibenanordnung 1 anlegt. Im Übrigen sie darauf hingewiesen, dass auch an den Dichtungselement 11 Modifikationen bezüglich der Form, des Materials oder dergleichen vorgenommen werden können, wie es unter Bezugnahme auf die zuvor beschriebene Ausführungsform bereits dargelegt wurde.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
