DE19638660A1 - Dichtungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dichtungssystem für zwei gegeneinander drückende Systeme, insbesondere für einen Gene­ rator. Sie bezieht sich weiter auf die Verwendung eines der­ artigen Dichtungssystems zur radialen und/oder axialen Ab­ dichtung eines Generators, insbesondere dessen Ständergehäu­ ses.

Ein derartiges Dichtungssystem umfaßt üblicherweise einen so­ genannten O-Ring oder in großen Systemen eine Rundschnur als Dichtung, die in Nuten der Systemteile einlegbar ist, bevor diese gegeneinander gedrückt werden. Die Systeme sind dabei in der Regel an den sich gegenüberliegenden Enden flanschar­ tig ausgebildet, wobei die Flansche mittels einer Vielzahl von am Umfang verteilt angeordneten Schrauben oder Bolzen ge­ geneinander verpreßt werden. Die zwischen den Flanschen in den korrespondierenden Nuten liegende Dichtung dient dabei zur Abdichtung eines von den Systemen abgeschlossenen Raumes gegenüber eines Außenraumes, z. B. der Umgebung. In der Labortechnik wird eine solche Dichtung daher an Flanschver­ bindungen von Vakuumkammern oder dergleichen eingesetzt, wo­ bei die Systemteile dann z. B. ein Ringflansch und ein gegen diesen drückender Deckelflansch sind.

In der Kraftwerkstechnik mit einem Generator zur Erzeugung elektrischer Energie wird ein derartiges Dichtungssystem bei­ spielsweise zwischen dem flanschartig ausgebildeten Ständer­ gehäuse und dem ebenfalls flanschartig und mit einer umlau­ fenden Nut versehenen Ständer- oder Schilddeckel auf der dem Wellenaustritt gegenüberliegenden Seite des Generators einge­ setzt. Das Ständergehäuse trägt ein Ständerblechpaket und ei­ ne Drehstromwicklung, so daß die Aufnahme von bei Kurzschlüs­ sen auftretenden Belastungen eine entsprechend robuste Gehäu­ seausführung erfordert. Da ein derartiger Generator mit gro­ ßer Leistung und daher mit entsprechend großen Abmessungen in der Regel mit Gas, z. B. mit ruft oder Wasserstoff, gekühlt ist, muß das üblicherweise zweiteilig ausgebildete Ständerge­ häuse (Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil) außerdem für Gasdichtheit und Druckfestigkeit bemessen und ausgelegt sein. Dies stellt entsprechend hohe Anforderungen an das Dichtungs­ system zwischen den System- oder Gehäuseteilen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes und zuverlässiges Dichtungssystem, insbesondere für einen Generator, anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Das Dichtungssystem ist dabei aus zwei kor­ respondierenden Dichtungen aufgebaut, wobei eine erste Dich­ tung als Rundprofil und eine zweite Dichtung als V-Profil ausgebildet ist.

Bei gegeneinanderfahren oder -drücken der beiden Systeme drücken zunächst die Dichtballen der V-Profildichtung gegen die Rundprofildichtung. Danach drücken die Dichtlippen der beiden in jeweils einer Nut eines der Systeme liegenden Pro­ fildichtungen gegen die Oberfläche des jeweiligen Systems. Dabei ist sowohl die erste, im Querschnitt runde Dichtung als auch die zweite, im Querschnitt V-förmige Dichtung als umlau­ fende Schnur oder Rundschnur ausgebildet.

Um ein zweiteiliges erstes System und ein einteiliges oder ebenfalls zweiteiliges zweites Systeme gegeneinander abdich­ ten zu können, ist die erste Dichtung - und gegebenenfalls auch die zweite Dichtung - mit einem von dieser über einen abgewinkelten Ansatz mit einem Dichtring verbunden. Dieser liegt dann zwischen den beiden Teilen des jeweiligen Systems, während die Profildichtung zwischen den beiden Systemen liegt. Bei rechtwinklig zueinander stehenden Dichtflächen ist der Ansatz als T-förmiger Abgang ausgebildet, wobei der oder jeder Dichtring zweckmäßigerweise im Querschnitt rund ist.

Bei einem Generator großer Leistung zur Erzeugung elektri­ scher Energie wird das Dichtungssystem zweckmäßigerweise zwi­ schen dessen üblicherweise zweiteilig oder zweischalig ausge­ bildeten Ständergehäuse und dessen ebenfalls üblicherweise zweiteilig aufgebauten Ständerdeckel oder Ständerschild ein­ gesetzt. Dabei ist vorteilhafterweise die Rundprofildichtung dem Ständergehäuse zugeordnet, während die V-Profildichtung dem dünnwandigen Ständerschild zugeordnet ist. Die mit den Profildichtungen verbundenen Dichtringe liegen dann zwischen den Halbschalen des Ständergehäuses bzw. des Ständerschilds.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonde­ re darin, daß durch Verwendung zweier korrespondierender Dichtungen mit einer ersten im Querschnitt runden Dichtung für ein erstes System und mit einer zweiten im Querschnitt V-förmigen Dichtung für ein gegen das erste System drückendes zweites System ein besonders sicheres Dichtungssystem mit ei­ nem äußerst hohen Dichtheitsgrad geschaffen ist. Insbesondere bei dessen Verwendung in einem Generator, insbesondere in dessen Ständergehäuse mit stirnseitig angeflanschtem Ständer­ schild, wird eine besonders zuverlässige Sicherung gegen ei­ nen Gasaustritt in axialen und radialen Teilfugenbereichen erzielt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeich­ nung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 im Querschnitt ein Dichtungssystem mit einer Rund- und einer V-Profildichtung zwischen zwei Systemen,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt eines Ständergehäuse eines Generators mit an­ geflanschtem Ständerschildunterteil, und

Fig. 3 im Ausschnitt einen Längsschnitt durch ein Ständer­ gehäuse gemäß Fig. 2.

Das Dichtungssystem 1 gemäß Fig. 1 umfaßt eine erste im Quer­ schnitt runde Dichtung oder Rundprofildichtung 2 und eine zweite im Querschnitt V-förmige Dichtung oder V-Profildichtung 3. Die Rundprofildichtung 2 liegt in einer Nut 4 eines ersten Systems 5, während die V-Profildichtung 3 in einer weiteren Nut 6 eines zweiten Systems 7 liegt. Die Sy­ steme 5 und 7 können Rundflansche oder ein Rundflansch und ein Deckelflansch eines beliebigen Gehäuses oder einer Kammer sein und bestehen z. B. aus Stahl.

Als Dichtungsreihenfolge bei einem solchen Gesamtsystem, bei dem z. B. das zweite System 7 gegen das erste System 5 ge­ drückt wird, ergibt sich dann, daß zunächst die V-Profildichtung 3 mit deren Dichtlippen 3a und 3b gegen Wände 6a bzw. 6b der Nut 6 des zweiten Systems 7 drückt, während deren Dichtballen 3c, 3d gegen die Rundprofildichtung 2 des ersten Systems 5 drücken. Vom ersten System 5 aus betrachtet drücken zunächst die Dichtballen 3c, 3d der V-Profildichtung 3 gegen die Rundprofildichtung 2. Anschließend drücken deren Dichtlippen 2a und 2b gegen Wände 4a bzw. 4b der Nut 4 des ersten Systems 5. Bei diesem Dichtungssystem 1 bildet die V-Profildichtung 3 im zweiten System 7 somit quasi eine elasti­ sche Nut für die korrespondierende Rundprofildichtung 2 des ersten Systems 5.

Sowohl die Rundprofildichtung 2 als auch die V-Profildichtung 3 weist einen mit dieser verbundenen Dichtringansatz oder -abgang 8 bzw. 9 auf. Durch diese Ausgestaltung ist der Ein­ satz der Profildichtungen 2, 3 in jeweils zweiteiligen Syste­ men 5, 7 mit zueinander in einem Winkel stehenden Dichtflä­ chen möglich. Der jeweilige Winkel zwischen der Profildich­ tung 2, 3 und dem zugehörigen Dichtringansatz 8 bzw. 9 ent­ spricht dann dem Winkel der Dichtflächen zueinander. Bei zu­ einander rechtwinklig stehenden Dichtflächen des Systems 5 oder 7 ist der Ansatz 8 bzw. 9 somit T-förmig ausgebildet.

Fig. 2 zeigt in konkreter Ausführungsform im Ausschnitt den Ständer eines Generators mit stirnseitig angebrachtem Stän­ derschild. Das zweiteilige Ständergehäuse 15 bildet dabei z. B. das erste System 5, während das Ständerschild 17 - von dem nur das Unterteil dargestellt ist - das zweite System 7 bil­ det. Für eine besonders zuverlässige Sicherung gegen einen Gasaustritt aus dem Ständergehäuse 15 sind zwei Paar Profil­ dichtungen 12, 13 und 12′, 13′ vorgesehen, wobei die korre­ spondierenden Profildichtungen 12, 13 und 12′, 13′ zueinander koaxial verlaufen.

Fig. 3 zeigt schematisch das Ständergehäuse 15 mit an­ geflanschtem Ständerschild 17 in einem Axialschnitt. Die Rundprofildichtung 12 und die korrespondierende V-Profildichtung 13 sind jeweils als senkrecht zur Zeichenebene umlaufende Rundschnur ausgebildet. Bei stirnseitig gegen das Ständergehäuse 15 gepreßtem Ständerschild oder -deckel 15 dichten die korrespondierenden Profildichtungen 12, 13 das im Innern zu Kühlzwecken z. B. mit Wasserstoff beaufschlagte Ständergehäuse 15 radial in Richtung der Pfeile 20 gegen ei­ nen Gasaustritt ab. Um auch eine sichere axiale Abdichtung sowohl des zweischaligen Ständergehäuses 15, als auch des zweischaligen Ständerschildes 17 zu gewährleisten, sind zweckmäßigerweise im Querschnitt runde Dichtringe 18 und 19 in Nuten 21, 22 zwischen den Halbschalen des Ständergehäuses 15 bzw. des dünnwandigen Ständerschilds 17 angeordnet. Dabei sind die an die Rundprofildichtung 12 angrenzenden Enden 18a und 18b des dieser zugeordneten Dichtrings 18 als T-förmiger Ansatz ausgebildet. Analog sind die an die V-Profildichtung 13 angrenzenden Enden 19a und 19b des dieser zugeordneten, halbkreisförmig verlaufenden Dichtrings 19 als T-förmiger An­ satz ausgebildet. Die Verbindung zwischen der Rundprofildich­ tung 12 und den dieser zugewandten Dichtring-Enden 18a, 18b bzw. der V-Profildichtung 13 und den dieser zugewandten Dich­ tring-Enden 19a, 19b ist zweckmäßigerweise als feste Verbin­ dung, z. B. durch Vulkanisierung, ausgeführt.

Sowohl die Rundprofildichtung 2, 12 und der an dieser ange­ setzte Dichtring 8, 18, als auch die V-Profildichtung 3, 13 und der an dieser angesetzt Dichtring 9, 19 bestehen zweckmä­ ßigerweise aus einem elastischen Material.

Claims (10)

1. Dichtungssystem für zwei gegeneinander drückende Systeme, mit einer in eine Nut (4) eines ersten Systems (5) einlegba­ ren im Querschnitt runden ersten Dichtung (2), und mit einer in eine korrespondierende Nut (6) des zweiten Systems (7) einlegbaren im Querschnitt V-förmigen zweiten Dichtung (3).

2. Dichtungssystem nach Anspruch 1, bei dem sowohl die erste Dichtung (2) als auch die zweite Dichtung (3) als umlaufende Schnur ausgebildet ist.

3. Dichtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die erste Dichtung (2) über einen von dieser abgewinkelten Ansatz (8) mit einem ersten Dichtring (18) verbunden ist.

4. Dichtungssystem nach Anspruch 3, mit einem im Querschnitt runden ersten Dichtring (18).

5. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zweite Dichtung (3) über einen von dieser abgewinkelten Ansatz (9) mit einem zweiten Dichtring (19) verbunden ist.

6. Dichtungssystem nach Anspruch 5, mit einem im Querschnitt runden zweiten Dichtring (19).

7. Generator mit einem Dichtungssystem nach einem der Ansprü­ che 1 bis 6.

8. Generator nach Anspruch 7, wobei das erste System das Ständergehäuse (15) und das zweite System ein stirnseitig an das Ständergehäuse (15) anbringbares Ständerschild (17) ist, wobei die erste im Querschnitt runde Dichtung (12, 12′) dem Ständergehäuse (15) und die zweite im Querschnitt V-förmige Dichtung (13, 13′) dem Ständerschild (17) zugeordnet ist.

9. Generator nach Anspruch 7 oder 8, bei dem sowohl das Stän­ dergehäuse (15) als auch das Ständerschild (17) zweiteilig ausgebildet sind, wobei der erste Dichtring (18) der ersten Dichtung (12) zwischen Halbschalen des Ständergehäuses (15) und der zweite Dichtring (19) der zweiten Dichtung (13) zwi­ schen Halbschalen des Ständerschilds (17) einlegbar ist.

10. Verwendung eines Dichtungssystems nach einem der Ansprü­ che 1 bis 6 zur radialen und/oder axialen Abdichtung eines Generators.