DE1450449C - Metallbalg zum Apressen einer zum Dich ten dienenden Gleitscheibe gegen eine Ge gendichtflache - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Metallbalg zum Anpressen einer zum Dichten dienenden Gleitscheibe gegen eine Gegendichtfläche, insbesondere für Gasturbinenregeneratoren.

Es ist eine Gleitringdichtung.zum Abdichten einer Welle bekannt, bei der der konzentrisch zur Welle angeordnete Gleitring axial beweglich ist und durch einen Faltenbalg gegen eine stationäre Dichtfläche andrückbar ist. Der Faltenbalg ist mit einem sich mit der Welle drehenden Teil verbunden und bildet einen Hohlraum, dem ein Druckmedium zugeführt werden kann, um den Gleitring gegen die stationäre Dichtfläche zu drücken.

Es ist ferner eine Metallmembranscheibe bekannt, die unter anderem für Kraftfahrzeugthermostaten u. dgl. verwendet wird und bei der gleichartige Scheiben zwecks Bildung eines Balges miteinander verlötet sind. Die Scheiben weisen einen geneigten Außen-und einen geneigten Innenflansch auf, die durch in Richtung der Scheibenachse wirkenden Druck in zur Scheibenebene parallele Ebenen flach drückbar sind. Bei der Herstellung des Metallbalgs werden die Scheiben unter abwechselndem Aufeinanderpassen zweier " innerer und zweier äußerer Flansche gestapelt und der Stapel dann bis zur Flachanlage der geneigten Flansche unter Druck gesetzt und anschließend erhitzt, bis die Scheiben an den Flanschen miteinander verlötet sind. Bei dieser bekannten Anordnung werden die Blechscheiben vor dem Zusammensetzen mit einem Lötauftrag versehen.
. Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen Metallbalg zum Anpressen einer zum Dichten dienenden Gleitscheibe gegen eine Gegendichtfläche zu schaffen, bei dem eine sichere und wirtschaftliche Verbindung der zu verbindenden Blechscheiben erzielt wird.

Bei einem Metallbalg der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Balg in an sich bekannter Weise aus einzelnen, mit Einsenkungen versehene Blechscheiben besteht, wobei die einander benachbarten im Bereich ebener, aufeinanderliegender Flächenabschnitte miteinander verlötbar sind, und daß weiterhin die Blechscheiben im Bereich ihrer aufeinanderliegenden Flächenabschnitte einander gegenüberliegende, zwischen sich einen Hohlraum bildende Sicken aufweisen, in die das Lot in Streifenform vor dem Verlöten eingelegt ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Metallbalg werden im Gegensatz zur bekannten Metallmembranscheibe die Blechscheiben nicht mit einem Lötauftrag versehen. Vielmehr werden Lötstreifen in die entstehenden Hohlräume gelegt, was die Herstellung des Metallbalgs erheblich vereinfacht. Außerdem wird bei dem erfindungsgemäßen Metallbalg eine sichere Verbindung dadurch erzielt, daß die Lotmenge gut abgestimmt werden kann und daß beim Erhitzen ein Überfließen des Lotes zwischen den Flächen erfolgt.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur dichten Befestigung der Balgenden an den den Balg abschließenden Endplatten die Endblechscheiben mit vor dem Verlöten Lot in Streifenform aufnehmenden Sicken versehen sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht einer Dichtung für einen drehbaren Regeneratorkern eines Gasturbinenregenerators, bei dem der erfindungsgemäße Metallbalg verwendet wird;

Fig. 2 zeigt vergrößert einen Schnitt durch die Anordnung nach F i g. 1 entlang der Linie 2-2;
F i g. 3 zeigt vergrößert einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 1 entlang der Linie 3-3;

Fig. 4 zeigt vergrößert einen Schnitt durch die Anordnung nach F i g. 1 entlang der Linie 4-4.
In den Zeichnungen liegt eine Dichtung 11 an

ίο einem Segmentabschnitt eines drehbaren Regeneratorkernes 12 an, der eine Drehachse 13 sowie Enden aufweist, die von flachen Dichtungen erfaßt werden können und Luftkanäle 14 aufweisen, die sich axial durch den Kern zwischen den flachen Enden hindurch erstrecken. Die mit Umfangsabstand angeordneten Segmente eines solchen Kernes sind innerhalb von Gehäuseabschnitten 15 angeordnet, die von dem Turbinenkompressor zur Brennkammer führen. Die dazwischenliegenden Segmente sind innerhalb von (nicht gezeigten) Kanälen angeordnet, die von der letzten Turbinenstufe zum Turbinenauslaß führen.

Die allgemeine Form der Dichtung 11 ist am besten aus F i g. 1 ersichtlich, in welcher die Dichtung einen bogenförmigen Außenabschnitt 17, der konzentrisch zur Achse 13 liegt, sowie allgemein radiale, mittlere Abschnitte 18 und 19 und einen inneren Abschnitt 21 aufweist, welcher die Abschnitte 18 und 19 miteinander verbindet und so geformt ist, daß er einen Zwischenraum für die in strichpunktierten Linien gezeigte Kernnabe 22 vorsieht. Die Abschnitte 17, 18, 19 und 21 sind vorzugsweise durch Verkleidungen ineinandergefügt, um eine glatte Gestalt der ganzen Dichtung zu erreichen.

Die Dichtung 11 umfaßt eine Endplatte 23, einen Metallbalg 24, eine weitere Endplatte 25 und eine Gleitscheibe 26. Alle diese Teile, nämlich die Abschnitte 17, 18, 19 und 21 haben die gleiche Gestalt, obwohl die Endplatte 25 und die Gleitscheibe 26 nach außen reibende Ansätze auf den Abschnitten 18 und 19 aufweisen.

Die Endplatte 23 kann an dem Gehäuseabschnitt 15 der Gasturbine befestigt werden. Die Endplatte besteht aus einem Metallblech, das eine ausreichende Stärke hat, um die erforderliche Starrheit für den Balg 24 vorzusehen. An der Vorderseite der Endplatte 23 sind Stifte 27 befestigt, welche den Gehäuseabschnitt 15 berühren, wobei in dem Gehäuseabschnitt 15 mit Öffnungen versehen Abschnitte für die Aufnahme der Stifte 27 vorgesehen sind, um die Endplatte 23 daran zu befestigen. Die Endplatte 23 ist außerdem mit einer Druckluftverbindung 28 versehen, welche sich durch einen mit Öffnungen versehenen Abschnitt in dem Gehäuseabschnitt 15 hindurch erstreckt. Die Verbindung 28 führt Druckluft in das Innere des Balges 24.

Der Balg 24 hat eine Anzahl dünner Metallscheiben 29 und 31. Die Scheiben sind mit Einsenkungen versehen, so daß sie eine gewisse Biegsamkeit in Richtung der Achse 13 zulassen. Die Einsenkungen in den Scheiben 29 und 31 sind entgegengesetzt, wobei die Scheiben abwechselnd aufeinandergestapelt werden, wie es in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist. Die Blechscheiben liegen abwechselnd mit inneren und äußeren Abschnitten aufeinander. Jede Scheibe 29 oder 31 weist eine mittlere, innere, flache Zone 32, zwei mittlere flache Zonen 33 und zwei äußere flache Zonen 34, die parallel zueinander liegen, jedoch voneinander einen Abstand haben, wobei die Stufen 35

3 4

j zur äußeren Zone bei den Scheiben 29 und 31 ent- Kernoberfläche 44 zusammenwirkt und die genügend

j gegengesetzt verlaufen. glatt ist, um ein Mindestmaß an Reibung zu bieten

In der inneren Zone 32 und den äußeren Zonen 34 und ein Abnutzen oder Verschrammen des Kernes

jeder Scheibe 29 und 31 sind langgestreckte Sicken während des Betriebes zu verhindern. Das Material,

36 halbkreisförmigen Querschnitts gebildet. In jeder 5 aus welchem die Gleitscheibe 26 hergestellt ist, soll

Außenzone 34 der Scheiben 29 und 31 ist eine ein- auch hohen Temperaturen widerstehen können.

: zige Sicke 36 gebildet, die um den gesamten Umfang . Gegebenenfalls kann eine dünne Schicht (nicht

der Scheibe herumführt. Die Innenzonen 32 haben gezeigt) aus hartem Material mit geringer Reibung,

eine unterschiedliche Anzahl von Sicken 36 je nach wie z. B. polykristallines Glas welches hohen Tem-

der Gesamtbreite des Balgs 24. Die Dichtung 11 ist io peraturen widersteht, auf der Oberfläche 43 der

an dem Übergang der Dichtungsabschnitte 18 und 19 Gleitscheibe 26 aufgebracht sein, während die Gleit-

zum Abschnitt 17 verhältnismäßig breit, wie aus der scheibe im übrigen aus Metall hergestellt ist.

F i g. 3 ersichtlich, während die übrigen Abschnitte Die Mittel zum Halten der Gleitscheibe 26 an der

der Dichtung 11 verhältnismäßig schmal sind, wie Endplatte 25 umfassen zwei Ansätze 45 und 46 auf

aus der Fig. 2 hervorgeht. Dieser Unterschied in der 15 der Gleitscheibe 26, welche sich überlappen und die-

Breite wird durch Veränderung der Breite der Zone selbe Form haben wie die Ansätze 41 und 42 der

32 hervorgerufen. Wo die Zone 32 verhältnismäßig Endplatte 25. Von den Ansätzen 45 und 46 werden

breit ist, erstrecken sich drei zueinander parallele Stifte 47 und 48 aufgenommen, wobei der Stift 47

Sicken 36 in den Scheiben 29 und 31. Dort wo der innerhalb eines Schlitzes 49 in dem Ansatz 41 liegt,

Balg relativ schmal ist, ist nur eine einzige Sicke 36 so während der Stift 48 innerhalb der kreisförmigen

in der Zone 32 gebildet. Öffnung 51 in dem Ansatz 42 angeordnet ist. Diese

Die Sicken in benachbarten Scheiben 29 und 31 Haltemittel verhindern eine unerwünschte Relativliegen einander gegenüber und bilden Hohlräume, verschiebung zwischen der Gleitscheibe 26 und der in die Lötstreifen 37 eingelegt sind. Bei den Zonen Endplatte 25, jedoch sind die einander zugewendeten 32 oder 34 benachbarter Scheiben 29 oder 31 ist die 25 Oberflächen der Endplatte und der Gleitscheibe in Querschnittsform der Streifen 37 annähernd kreis- loser Berührung miteinander. Das Vorhandensein förmig oder elliptisch; für die Sicken 36 in den Zonen des langgestreckten Schlitzes 49 ermöglicht eine Aus-34, die der Grundplatte 23 oder dem unteren Schuh dehnung und Zusammenziehung der Gleitscheibe 26 25 gegenüberliegen ist die Querschnittsform des Strei- mit Bezug auf die Endplatte 25 allgemein in der fens 37 halbkreisförmig. Es sei darauf hingewiesen, 30 Richtung der längeren Abmessung der Dichtung 11, daß der Balgabschnitt im Bereich der Endplatte 25 d. h. in der allgemeinen Ausdehnungsrichtung des eine Endblechscheibe 29 ist, während derjenige im äußeren Abschnittes 17.

Bereich der Endplatte 23 eine Endblechscheibe 31 Beim Zusammenbau der Endplatte 23, des Balges ist, so daß die Zonen 34 der Scheiben entsprechend 24 und der anderen Endplatte 25 werden diese Teile aneinander liegen. In der dargestellten Ausführungs- 35 gemeinsam mit den Lötstreifen 37 zusammengebaut, form sind insgesamt sechs Blechscheiben 29 und 31 und die zusammengebaute Anordnung· wird dann in gezeigt. Um eine Verbindung zwischen den einzelnen einen Lötofen eingebracht. Das Ausfließen des Löt-Kammern, die zwischen den Scheiben gebildet sind, metalls auf die benachbarten Oberflächen der Balgvorzusehen, sind in den Zonen 32 der Scheiben mit abschnittszonen 32 und 34 verbindet die Balgenöffnungen versehene Abschnitte 38 vorgesehen. Diese 40 abschnitte miteinander und befestigen auch die mit öffnungen versehenen Abschnitte fluchten mit Endplatte 23 und die Endplatte 25 an ihren benachder Druckluftverbindung 28. barten Blechscheiben. Die Gleitscheibe 26 kann

Die Endplatte 25 hat im wesentlichen die gleiche dann durch Einsetzen der Stifte 47 und 48 in den

Form wie die Endplatte 23 und der Balg 24 in den Schlitz 49 und die öffnung 51 mit der Endplatte 25

Abschnitten 17, 18, 19 und 21. Die Stärke der ande- 45 zusammengebaut werden, wobei die Endplatte 23

ren Endplatte 25 ist beträchtlich geringer als die der durch die Stifte 27 an dem Gehäuseabschnitt 16

Endplatte 23, um eine Biegsamkeit in Richtung der befestigt wird.

Achse 13 zuzulassen. Die Oberfläche 39 der End- Im Betrieb wird Druckluft an die Verbindung 28

platte 25 ist der benachbarten Blechscheibe 29 züge- herangeführt, wodurch die durch die Endplatte 23,

wendet und wirkt mit dessen Zonen 34 zusammen. 50 den Balg 24 und die Endplatte 25 gebildete Kammer

An der Endplatte 25 sind zwei Ansätze 41 und 42 unter Druck gesetzt wird, so daß die Gleitscheibe 26

angeformt, welche sich von den Abschnitten 18 und gegen den umlaufenden Kern gedrückt wird. Die

19 der Dichtung in Richtung der von der durch die Ausdehnbarkeit des Balges 24 ermöglicht beträchtli-

Dichtung eingeschlossenen Fläche forterstrecken. ehe Veränderungen in dem Abstand zwischen dem

Die Ansätze 41 und 42 erstrecken sich im wesentli- 55 Kern 12 und dem Gehäuseabschnitt 16, und die

chen über die gesamte Länge der Dichtungsabschnit- Elastizität der Endplatte 25 sowie der Gleitscheibe 26

te 18 und 19 und gehen mit einer Verkleidung in den nehmen Veränderungen in dem Abstand zwischen

übrigen Teil der Endplatte 25 über. dem Kern und dem Gehäusekörper auf, die beispiels-

Die Gleitscheibe 26 kann auch einen metallischen weise infolge von Verformungen durch Temperatur-Körper einschließen, und dieser Körper hat dieselbe 60 wechsel während des Betriebes auftreten können. Die Außenlinie wie die Endplatte 25, ist jedoch etwas Festigkeit der Dichtung 11 in Richtung radial nach stärker, obwohl sie noch eine genügende Biegsamkeit außen von der durch die Dichtung eingeschlossenen in Richtung der Achse 13 aufweist, um abdichtend zu Segmentfläche ist relativ hoch und verhindert somit wirken, d. h. die Veränderungen in dem Abstand unerwünschte Verformungen der Dichtung oder der zwischen den einander zugewendeten Oberflächen 65 Gleitscheibe 26 infolge des nach außen gerichteten des Kernes und Gehäuseabschnittes 16 während der Druckes der durch diesen Bereich hindurchströmen-Drehung des Kernes aufzunehmen. Außerdem hat den Druckluft,
die Gleitscheibe 26 eine Oberfläche 43, die mit der Ist es erwünscht die Gleitscheibe 26 auszutauschen,

dann ist es nur erforderlich, diese von der Endplatte 25 zu entfernen, indem die Stifte 47 und 48 aus dem Schlitz 49 und der öffnung 51 entfernt werden. Die verbleibenden Teile der Dichtung 11 können zusammengebaut bleiben, während die neue Gleitscheibe 26 an der Endplatte 25 angebracht wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Metallbalg zum Anpressen einer zum Dichten dienenden Gleitscheibe gegen eine Gegendichtfläche, insbesondere für Gasturbinenregeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (24) in an sich bekannter Weise aus einzelnen, mit Einsenkungen versehenen Blechscheiben (29, 31) besteht, wobei die einander benachbarten im Bereich ebener, aufeinanderliegender Flächenabschnitte (32) miteinander verlötet sind, und daß weiterhin die Blechscheiben (29, 31) im Bereich ihrer aufeinanderliegenden Flächenabschnitte einander gegenüberliegende, zwischen sich einen Hohlraum bildende Sicken (36) aufweisen, in die das Lot (37) in Streifenform vor dem Verlöten eingelegt ist.
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2. Metallbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur dichten Befestigung der Balgenden an den den Balg (27) abschließenden Endplatten (23, 25) die Endblechscheiben (29, 31) mit vor dem Verlöten Lot (37) in Streifenform aufnehmenden Sicken (36) versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen