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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bürstendichtungs-Einheiten
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Die
hier vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Bürstendichtungs-Einheiten,
wobei eine herzustellende Bürstendichtungs-Einheit
eine in einem Gehäuseelement
positionierte Bürstendichtung
umfasst. Derartige Bürstendichtungs-Einheiten dienen
zum Beispiel bei Gasturbinen, insbesondere bei Flugzeugtriebwerken,
der Abdichtung eines radialen Spalts zwischen einem Rotor und einem
den Rotor konzentrisch umgebenden Stator. Die Bürstendichtungs-Einheit ist
hierzu nach dem Stand der Technik zwischen Rotor und Stator positioniert
und verfügt
dabei über
einen kreisförmigen
Querschnitt. Derartige Bürstendichtungs-Einheiten
sind zum Beispiel aus der
DE
199 62 316 C2 und der
DE 100 18 273 A1 bekannt.
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Ein
Herstellungsverfahren für
Bürstendichtungen
ist aus der
DE 196
41 375 C1 bekannt. Nach dem Stand der Technik wird zur
Herstellung ringförmiger
Bürstendichtungs-Einheiten
so vorgegangen, dass einerseits das Gehäuseelement und andererseits
die Bürstendichtung
separat auf den gewünschten
Durchmesser gerundet werden und darauffolgend die entsprechend abgerundete
Bürstendichtung
in das korrespondierend gerundete Gehäuseelement eingebracht wird.
Nach dem Stand der Technik werden demnach sowohl die Bürstendichtung
als auch das Gehäuseelement
durchmesserspezifisch verformt und erst im Anschluss zur Bürstendichtungs-Einheit
zusammengefügt.
Mit aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren sind Bürstendichtungs-Einheiten
mit einem maximalen Durchmesser von ca. 500 mm wirtschaftlich herstellbar.
Der Einsatzbereich solcher Bürstendichtungen ist
demnach zwangsläufig
begrenzt.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde,
ein neuartiges Verfahren zum Herstellen von Bürstendichtungs-Einheiten vorzuschlagen.
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Dieses
Problem wird dadurch gelöst,
dass das eingangs genannte Verfahren zum Herstellen von Bürstendichtungs-Einheiten
durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs
1 weitergebildet ist.
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Erfindungsgemäß umfasst
das Verfahren zum Herstellen von Bürstendichtungs-Einheiten die folgenden
Schritte: Bereitstellen eines in etwa geradlinig ausgebildeten Gehäuseelements,
Bereitstellen einer in etwa geradlinig ausgebildeten Bürstendichtung,
Einbringen der geradlinigen Bürstendichtung
in das geradlinige Gehäuseelement,
anschließendes Runden
der Einheit aus Bürstendichtung
und Gehäuseelement
zu einer Bürstendichtungs-Einheit
mit gewünschtem
Durchmesser.
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Es
liegt demnach im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, zuerst eine
in etwa geradlinig verlaufende Einheit aus Bürstendichtung und Gehäuseelement
bereitzustellen, und anschließend
diese Einheit zu Runden. Hierdurch können erstmals auf einfache
Art und Weise Bürstendichtungs-Einheiten mit
Durchmessern von größer als
500 mm, insbesondere größer als
650 mm, realisiert werden. Da die Herstellung durchmesserspezifischer
Einzelelemente wie Bürstendichtung
und Gehäuseelement
entfällt, ist
eine kostengünstige
Herstellung der Bürstendichtungs-Einheiten
möglich.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Runden
auf den gewünschten Durchmesser
durch Walzrunden, wobei die Einheit aus Bürstendichtung und Gehäuseelement
hierzu durch mehrere versetzt zueinander angeordnete Walzen bewegt
wird. Zwei Walzen greifen an einer Oberseite des Gehäuseelements
und eine weitere Walze greift an einem unteren, freien Ende der
Borsten der Bürstendichtung
an, wobei Mittelpunkte der Walzen in jeweils zwei Richtungen relativ
zueinender versetzt sind.
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Bevorzugte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung
näher erläutert. In
der Zeichnung zeigt:
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1: eine Seitensicht auf
eine erste Einheit aus Bürstendichtung
und Gehäuseelement;
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2: eine Seitensicht auf
eine zweite Einheit aus Bürstendichtung
und Gehäuseelement;
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3: eine Seitensicht auf
eine dritte Einheit aus Bürstendichtung
und Gehäuseelement;
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4: eine Seitensicht auf
eine vierte Einheit aus Bürstendichtung
und Gehäuseelement;
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5: eine um 90° gedrehte
Seitensicht in Richtung des Pfeils V auf die Einheiten gemäß 1 bis 4; und
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6: die Einheit gemäß 5 beim Runden.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 1 bis 6 das erfindungsgemäße Verfahren
zum Herstellen von Bürstendichtungs-Einheiten
in größerem Detail
erläutert. 1 bis 4 zeigen vier unterschiedliche Einheiten
bestehend aus einer in einem Gehäuseelement
positionierten Bürstendichtung
in Seitenansicht. 5 zeigt
die Einheiten gemäß 1 bis 4 in einer um 90° gedrehten Seitenansicht. 6 verdeutlicht einen Teilschritt
des erfindungsgemäßen Verfahrens
beim Runden der Bürstendichtungs-Einheiten
auf einen gewünschten
Durchmesser.
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1 zeigt eine erste Einheit 10 aus
einer Bürstendichtung 11,
die in einem Gehäuseelement 12 positioniert
ist. Das Gehäuseelement 12 ist
im Querschnitt U-förmig,
es verfügt
demnach über
zwei in etwa parallel verlaufende Gehäuseabschnitte 13 und 14,
die durch einen senkrecht zu den beiden Gehäuseabschnitten 13, 14 verlaufenden
Gehäuseabschnitt 15 miteinander
verbunden sind. Innerhalb des U-förmigen Gehäuseelements 12 ist
die Bürstendichtung 11 formschlüssig angeordnet.
Die Bürstendichtung 11 verfügt über mehrere
drahtförmige
Borsten 16, die um ein Kernelement 17 herum angeordnet sind,
wobei die Borsten 16 am Kernelement 17 mithilfe
eines Klemmrings 18 fixiert sind. Der Klemmring 18 ist
im Querschnitt in etwa C-förmig.
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Wie 1 entnommen werden kann,
verlaufen die Borsten 16 der Bürstendichtung 11 im
wesentlichen radial, jedoch nicht geradlinig. Vielmehr sind die
Borsten 16 schräggestellt.
Gemäß 1 liegen die Borsten 16 abschnittsweise
am Gehäuseabschnitt 14 an.
Der Gehäuseabschnitt 14 bildet
demnach die sogenannte Stützplatte.
Der gegenüberliegende
Gehäuseabschnitt 13 hingegen
bildet die sogenannte Deckplatte für die Borsten 16.
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2 bis 4 zeigen drei weitere Einheiten aus Bürstedichtung
und Gehäuseelement,
wobei die Einheiten gemäß 2 bis 4 sich von der Einheit gemäß 1 lediglich durch die Form
des Gehäuseelements
unterscheiden. Die Bürstedichtung
ist hingegen im Vergleich zu 1 identisch
ausgebildet. Daher werden zur Vermeidung von Wiederholungen für gleiche
Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet.
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2 zeigt eine Einheit 19 aus
einem Gehäuseelement 20 und
einer in dem Gehäuseelement 20 formschlüssig angeordneten
Bürstendichtung 11. Das
Gehäuseelement 20 der
Ausführungsform
gemäß 2 verfügt wie das Gehäuseelement 12 der 1 wiederum über zwei
in etwa parallel zueinander verlaufende Gehäuseabschnitte 21, 22,
die wiederum eine Deckplatte sowie Stützplatte für die schräggestellten Borsten 16 der
Bürstendichtung 11 bilden.
Die beiden Gehäuseabschnitte 21, 22 sind
jedoch nicht wie in 1 unter
Bildung eines U-Profils miteinander verbunden, sondern vielmehr
unter Bildung eines wulstartigen Gehäuseabschnitts 23.
Der Gehäuseabschnitt 23 erstreckt
sich einerseits zwischen den beiden parallel zueinander verlaufenden Gehäuseabschnitten 21, 22 und
andererseits seitlich neben denselben. Hierdurch wird erzielt, dass
eine Oberseite der Einheit 19 aus Bürstendichtung 11 und Gehäuseelement 20 im
Vergleich zur Einheit 10 gemäß 1 verbreitert ist.
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Die
in 3 gezeigte Einheit 24 aus
Bürstendichtung 11 und
Gehäuseelement 25 entspricht im
Wesentlichen der Einheit 10 gemäß 1. Der zwischen den beiden Gehäuseabschnitten 13 und 14 verlaufende
Gehäuseabschnitt 15 ist
jedoch derart durch Abschnitte 26 und 27 verlängert, dass
die Oberseite der Einheit 24 wiederum verbreitert ist und sich
nicht nur zwischen den beiden Gehäuseabschnitten 13 und 14 erstreckt,
sondern vielmehr auch seitlich neben denselben.
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Die
Einheit 28 gemäß 4 aus einer Bürstendichtung 11 und
einem Gehäuseelement 29 entspricht
im Wesentlichen der Einheit 24 gemäß 3. Der Gehäuseabschnitt 13 ist
jedoch verkürzt
ausgebildet und zur zusätzlichen
formschlüssigen
Fixierung der Bürstendichtung 11 innerhalb
des Gehäuseelements 29 in
Richtung auf den Gehäuseabschnitt 14 gebogen.
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Allen
Einheiten 10, 19, 24 und 28 gemäß 1 bis 4 ist gemeinsam, dass dieselben über eine formschlüssig in
einem Gehäuseelement
positionierte bzw. angeordnete Bürstendichtung
verfügen.
Ein benachbart zum Klemmring 18 der Bürstendichtung 11 verlaufender
Gehäuseabschnitt
des Gehäuseelements
bildet eine Oberseite 30 der Einheit 10, 19, 24 bzw. 28.
Gegenüberliegend
hierzu ragt die Bürstendichtung 11 an
einem unteren Ende der jeweiligen Einheit mit freien Enden der Borsten 16 aus
dem jeweiligen Gehäuseelement
heraus.
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Es
liegt nun im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, eine Bürstendichtungs-Einheit
dadurch herzustellen, dass in einem in etwa geradlinig ausgebildeten
Gehäuseelement 12, 20, 25 bzw. 29 eine ebenfalls
in etwa geradlinig ausgebildete Bürstendichtung 11 formschlüssig eingebracht
wird. Eine derartige Einheit aus dem geradlinig verlaufenden Gehäuseelement 12, 20, 25 bzw. 29 und
der darin angeordneten, ebenfalls in etwa geradlinig verlaufenden
Bürstendichtung 11 zeigt 5. Diese Einheit aus der
geradlinig verlaufenden Bürstendichtung
und dem ebenfalls geradlinig verlaufenden Gehäuseelement wird als Einheit
zu einer Bürstendichtungs-Einheit
mit gewünschtem
Durchmesser gerundet. Erst nachdem also die Bürstendichtung 11 in
das jeweilige Gehäuseelement 12, 20, 25 bzw. 29 eingebracht
worden ist, erfolgt die Anpassung dieser Einheit auf den gewünschten
Durchmesser bzw. Radius der herzustellenden, ringförmigen (auch
als Ringsegmente möglich)
Bürstendichtungs-Einheit.
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6 visualisiert eine bevorzugte
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
bei welchem das Runden auf den gewünschten Durchmesser durch Walzrunden
erfolgt. Wie 6 entnommen
werden kann, greifen an einer Oberseite 30 der Einheiten 10, 19, 24, 28 bzw.
der entsprechenden Gehäuseelemente 12, 20, 25, 29 zwei
Walzen 31 und 32 an. Gegenüberliegend zur Oberseite 30 greift
an freien Enden der Borsten 16, die gegenüberliegend zur
Oberseite 30 aus den Gehäuseelementen 12, 20, 25, 29 herausragen,
eine weitere Walze 33 an. Die Mittelpunkte aller drei Walzen 31, 32 und 33 sind
derart versetzt zueinander positioniert, dass eine zwischen den
Walzen 31, 32 und 33 hindurchgeführte, ursprünglich geradlinige
Einheit auf den gewünschten
Durchmesser gerundet wird. Hierzu sind die Mittelpunkte aller drei
Walzen 31, 32 und 33 jeweils derart versetzt
zueinander angeordnet, dass die Mittelpunkte der jeweiligen Walzen 31, 32 und 33 in
zwei Koordinaten versetzt zueinander positioniert sind.
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Mit
der hier vorliegenden Erfindung wird das Vorurteil überwunden,
dass eine Einheit aus Gehäuseelement
sowie im Gehäuseelement
formschlüssig positionierter
Bürstendichtung
sich nicht für
eine nachträgliche
Rundung eigne. Die Erfindung zeigt jedoch, dass eine insgesamt geradlinige
Einheit aus geradlinigem Gehäuseelement
und geradliniger Bürstendichtung
sehr wohl auf gewünschte
Durchmesser gerundet werden kann, wobei die Durchmesser größer als
500 mm und sogar größer als
650 mm ausgebildet sein können.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren
wird die Herstellung von durchmesserspezifischen Einzelelementen,
also durchmesserspezifischen Gehäuseelementen
und durchmesserspezifischen Bürstendichtungen, überflüssig. Vielmehr
ist es möglich,
unter Verwendung geradliniger Standardelemente Bürstendichtungs-Einheiten mit individuellen
Durchmessern kostengünstig
herzustellen.
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- 10
- Einheit
- 11
- Bürstendichtung
- 12
- Gehäuseelement
- 13
- Gehäuseabschnitt
- 14
- Gehäuseabschnitt
- 15
- Gehäuseabschnitt
- 16
- Borste
- 17
- Kernelement
- 18
- Klemmring
- 19
- Einheit
- 20
- Gehäuseelement
- 21
- Gehäuseabschnitt
- 22
- Gehäuseabschnitt
- 23
- Gehäuseabschnitt
- 24
- Einheit
- 25
- Gehäuseelement
- 26
- Abschnitt
- 27
- Abschnitt
- 28
- Einheit
- 29
- Gehäuseelement
- 30
- Oberseite
- 31
- Walze
- 32
- Walze
- 33
- Walze