DE19806090A1 - Bürstendichtung und Verfahren zum Herstellen einer Bürstendichtung - Google Patents

Bürstendichtung und Verfahren zum Herstellen einer Bürstendichtung

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DE19806090A1
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Nicholas John Kemsley
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Ansaldo Energia Switzerland AG
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European Gas Turbines Ltd
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Description

Die Erfindung betrifft eine Bürstendichtung, und zwar ins­ besondere eine Bürstendichtung, die Gasundichtigkeiten bei einer Gasturbinen-Kraftmaschine vermindern soll, und die Erfindung be­ trifft ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Bürstendich­ tung.
Ruhende Gasdichtungen und Dichtungen, die man zum Abdichten rund um den Umfang einer rotierenden Welle herum benötigt, haben oft eine kreisförmige Gestalt und sind derart ausgelegt oder konfiguriert, daß jedes der Borstenelemente unter einem Winkel von etwa 45° zu einer Tangente des kreisförmigen Halters ausge­ richtet ist. Im Falle einer Wellendichtung entspricht die Nei­ gungsrichtung der Borsten der Drehrichtung der Welle. Solche Dichtungen sind mit Borsten hinreichender Dichte und Länge ver­ sehen, um eine zuverlässige Abdichtung sicherzustellen.
Fig. 1 zeigt eine Gasturbinen-Klemmvorrichtung mit einer Bürstendichtungsanordnung, die einer britischen Patentanmeldung GB 9510069.9 des gleichen Anmelders entnommen ist. Die darge­ stellte Bürstendichtungsanordnung enthält ein Paar innerer Dich­ tungen 72 und ein Paar äußerer Dichtungen 71. Die Dichtungen enthalten einen jeweiligen Halter 80 und einen Satz Borstenele­ mente (eine Borstenpackung) 73, 74, die jeweils im Halter ange­ bracht sind. Jede Borstenpackung hat ein befestigtes Ende, das in seinen Halter eingebettet oder darin eingeklemmt ist, und ein freies oder offenliegendes Ende, das in einer solchen Weise aus­ gelegt ist, daß es sich an eine abzudichtende Oberfläche an­ schmiegt.
Die innere Borstenpackung 73 wird während des Gebrauchs ge­ gen jeweils angrenzende innere, ringförmige Rohrleitungsab­ schnitte gedrückt, die eine Verbrennungskammer mit einem Turbi­ nenschaufelgehäuse verbinden, wohingegen die äußeren Borsten­ packungen 75 gleichermaßen gegen jeweilige benachbarte äußere Abschnitte gedrückt werden. Die Paare aus den inneren und äuße­ ren Dichtungen an den beiden Enden der Dichtungsanordnung dienen zum Abdichten des Raumes zwischen jeweils den ankommenden inne­ ren und äußeren Rohrleitungsabschnitten und den abgehenden inne­ ren und äußeren Rohrleitungsabschnitten. Beim Gebrauch soll so­ mit bezweckt werden, daß eine gasdichte Abdichtung vorhanden ist zwischen der ankommenden äußeren Rohrleitung, einer der äußeren Borstenpackungen 75, der benachbarten inneren Borstenpackung 73 und der ankommenden inneren Rohrleitung einerseits und zwischen der abgehenden äußeren Rohrleitung, der anderen der äußeren Bor­ stenpackungen 75, der benachbarten inneren Borstenpackung 73 und der abgehenden inneren Rohrleitung andererseits. Die Dichtungen haben somit den Zweck, den Raum zwischen den inneren und äußeren Rohrleitungen an jedem Ende abzuschließen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Dichtung mit einer Mehrzahl von Borstenelementen vorgesehen, die an einem Halter angebracht sind, bei welcher Dichtung sich ein Orientie­ rungswinkel der Borstenelemente in bezug auf den Halter über we­ nigstens einen Teil einer Längenausdehnung oder eines Längenaus­ maßes des Halters ändert.
Wenigstens ein Abschnitt des Halters kann in der Form eines Halbkreise vorgesehen sein, und ein Orientierungswinkel der Bor­ stenelemente kann sich zu einer Tangente an jeweilige Punkte längs des Halbkreises, bei denen die jeweiligen Borstenelemente aus dem Halter austreten, zwischen einem ersten Wert in einem Mittenbereich des Halbkreises und einem zweiten bzw. dritten Wert beim jeweiligen Endbereich des Halbkreises ändern. Der er­ ste Wert kann etwa 45° betragen, und der zweite und dritte Wert können beide etwa 90° betragen.
Der Halter kann einen halbkreisförmigen Abschnitt und zwei Endabschnitte haben, die im wesentlichen geradlinige tangentiale Fortsätze des Halbkreises darstellen. Der Borstenelementwinkel kann längs dieser Endabschnitte etwa 90° betragen.
Die Winkelorientierung der Borstenelemente an den äußersten longitudinalen Enden des Halters kann derart sein, daß er Veran­ lassung zu einem Vorstand der Borstenelemente gegenüber einem Endprofil des Halters gibt. An diesen äußersten Enden können die Borstenelemente innerhalb eines Winkels von 10° in bezug auf eine Senkrechte zum Halter orientiert sein.
Eine freiliegende Länge der Borsten in bezug auf eine Senk­ rechte zum Halter an den jeweiligen Punkten des Halters, bei de­ nen die Bürsten austreten, kann sich über wenigstens einen Teil des Halters in dessen Längsausdehnung ändern. Die Änderung der freiliegenden Länge kann derart sein, daß sie zu einer gewünsch­ ten Sitzflächenverteilung oder Anlageverteilung gegenüber einer zugeordneten abzudichtenden Oberfläche führt, und insbesondere zu einer Zentrierung der Dichtung gegenüber dieser Oberfläche führt.
Die freiliegende Länge kann in einem Bereich der Dichtung geringer sein, in welchem die Dichte der Borstenelemente am freien Ende dieser Elemente größer ist.
Bei Betrachtung der Dichtung von ihrem einen Ende zu ihrem anderen Ende kann die freiliegende Länge in einem Bereich des Halters, der sich von einem ersten Ende des Halters, bei dem die Borstenelemente überstehen würden, wenn es keine Veränderung des Borstenelementwinkels längs des Halters gäbe, bis zu einem Punkt längs des Halters erstreckt, der einen Winkel von etwa 40° mit einer Mittenlinie bildet, die den Halbkreisabschnitt des Halters zweiteilt, am kleinsten sein, dann annähernd bei der Mittenlinie auf einen Maximalwert zunehmen, den Maximalwert bis zu einem Punkt längs des Halters halten, der einen Winkel von etwa 65° mit der Mittenlinie bildet, anschließend bis zum Beginn des ge­ radlinigen Endabschnitts, bei dem in den Borstenelementen eine Lücke auftreten würde, wenn es keine Veränderung des Borstenele­ mentwinkels längs des Halters gäbe, auf einen Zwischenwert ab­ nehmen und dann schließlich längs dieses geradlinigen Endab­ schnitts bis zum zweiten Ende des Halters auf diesem Zwischen­ wert bleiben.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer oben beschriebenen Bürstendichtung vorge­ sehen, welches Verfahren die folgenden Schritte enthält:
  • (a) Ausbilden eines Halters aus einem zusammenhängenden Stück mit zwei geradlinigen Abschnitten und zwei halb­ kreisformigen Abschnitten, wobei entsprechende erste Enden der geradlinigen Abschnitte mit einem der halb­ kreisformigen Abschnitte verbunden sind und entspre­ chende zweite Enden der geradlinigen Abschnitte mit dem anderen der beiden halbkreisförmigen Abschnitte verbun­ den sind;
  • (b) Anbringen der Borstenelemente an dem Halter in Überein­ stimmung mit der veränderlichen Winkelorientierung der­ art, daß die Winkelorientierung der Elemente auf einer Seite einer Linie, die die Mittenpunkte der geradlini­ gen Abschnitte miteinander verbindet, ein Spiegelbild der Winkelorientierung der Elemente auf der anderen Seite dieser Linie ist;
  • (c) Beschneiden der freiliegenden Länge der Elemente in Übereinstimmung mit der Veränderung der freiliegenden Länge derart, daß die Veränderung der Länge der Elemen­ te auf einer Seite einer Linie, die die Mittenpunkte der geradlinigen Abschnitte miteinander verbindet, ein Spiegelbild der Veränderung der Länge der Elemente auf der anderen Seite dieser Linie ist;
  • (d) Aufteilen des Halters in zwei Stücke längs dieser Linie unter Ausbildung eines Bürstendichtungspaares.
Vor dem Schritt (d) kann man ein langgestrecktes metallenes Hitzeschildelement an dem Halter längs einer Seite des Halters anbringen, wobei dann das Hitzeschildelement längs dieser ge­ nannten Linie während des Schrittes (d) in zwei Elemente geteilt wird.
Vor dem Schritt (d) kann man eine Rille oder Nut in dem Halter in dessen Längsausdehnung auf einer Seite des Halters ausbilden und im Anschluß an den Schritt (d) ein metallenes Hit­ zeschildelement in der Nut jeder Dichtung des sich ergebenden Dichtungspaares anbringen.
Bevorzugte Ausführungsformen einer nach der Erfindung aus­ gebildeten Bürstendichtung werden nachstehend, allerdings ledig­ lich beispielshalber, unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnun­ gen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Klemmbauteils, das in einer Gasturbinen-Kraftmaschine verwendet wird und eine Bürstendichtungsanordnung enthält;
Fig. 2 eine Seitenansicht einer Bürstendichtung, wie sie in dem Klemmbauteil nach Fig. 1 verwendet werden könnte, wobei von einer herkömmlichen Borstenkonfiguration Gebrauch gemacht wird;
Fig. 3 eine teilweise Seitenansicht einer Bürstendichtung nach der Erfindung;
Fig. 4 die Bürstendichtung von Fig. 3, bei der die Länge der Borsten nach der Erfindung profiliert ist;
Fig. 5 ein bevorzugtes Borstenprofil gemäß der Erfindung;
Fig. 6 eine zweite Ausführungsform der Bürstendichtung nach der Erfindung;
Fig. 7 eine dritte Ausführungsform der Bürstendichtung nach der Erfindung;
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Fertigungspro­ jekts zum Herstellen der Bürstendichtung nach der Erfindung; und
Fig. 9 eine teilweise geschnittene Stirnansicht des Pro­ jekts nach Fig. 8 unter Einbeziehung eines integrierten Hitze­ schilds.
Die zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Dich­ tungen haben eine halbkreisförmige Gestalt mit kurzen geraden Fortsätzen an den Enden des Halbkreises. In diesem Fall führt die Verwendung einer herkömmlichen 45°-Orientierung der Borsten zu einer unerwünschten Situation, bei der am einen Ende der Dichtung eine Lücke und am anderen Ende ein über das Profil des Halters hinausgehender Überstand der Borsten auftritt. Dies ist in der Darstellung nach Fig. 2 veranschaulicht, bei der die Borsten 20 (von denen lediglich einige wenige gezeigt sind, und in der Praxis weitaus mehr vorhanden sein können), die jeweils eine Orientierung von 45° haben, am oberen Ende 22 über das Dichtungsprofil hinausragen und hinter dem unteren Ende 24 zu­ rückbleiben, so daß am unteren Ende eine unerwünschte Lücke 26 vorhanden ist, durch die Gas entweichen kann, und am oberen Ende die überstehenden Borsten 27 nachgeschnitten werden müssen.
Es wird jetzt auf Fig. 3 Bezug genommen, die die Lösung nach der Erfindung zu dem Problem der unerwünschten Lücke und des unerwünschten Überstandes, wie es Fig. 2 entnommen werden kann, veranschaulicht ist, wobei allerdings diese Veranschauli­ chung nur den freiliegenden Teil der Borsten zeigt. Die aufge­ zeigte Lösung besteht darin, daß sich der Orientierungswinkel der Borsten von 45° in einem Mittenbereich A des halbkreisförmi­ gen Teils der Dichtung bis auf 0° an den Enden B des halbkreis­ förmigen Teils ändert und dann so in den geraden Abschnitten c bleibt. Diese Anordnung stellt sicher, daß am unteren Ende 24 der Dichtung keine Lücke und am oberen Ende 22 kein Überstand auftritt.
Diese Borstenkonfiguration löst in der Tat das oben skiz­ zierte Problem, jedoch tritt bei dieser Problemlösung eine wei­ tere Schwierigkeit auf, nämlich daß die Borstenpackung eine asymmetrische Steifigkeit zeigt, die es der Dichtung nicht ge­ stattet, in einer konzentrischen Weise rund um die abzudichtende Oberfläche zu sitzen. Diese Schwierigkeit ist eine Folge des Um­ standes, daß jetzt die Borstendichte der Dichtung in einem Be­ reich oberhalb der horizontalen Mittenlinie 28 der Dichtung grö­ ßer als in einem entsprechenden Bereich unterhalb dieser Mitten­ linie ist. Eine höhere Borstendichte führt zu einer größeren Borstensteifigkeit, so daß auf die relevanten Teile der Dich­ tung, wenn sie an der abzudichtenden Oberfläche anliegen, eine ungleichförmige bzw. asymmetrische Kraft oder Unbalancekraft ausgeübt wird. Im Falle der in Fig. 3 dargestellten Dichtung wird die Dichtung nach oben und nach links verschoben, oder eine Newtonsche Reaktion drückt die Rohrleitung nach unten und nach rechts.
Die Lösung dieses zweiten Problems ist schematisch in Fig. 4 dargestellt und besteht darin, daß die freiliegende Länge der Borsten beschnitten oder getrimmt wird, um rund um das Ausmaß des Halters ein ungleichförmiges Borstenprofil hervorzubringen. Im Prinzip wird Material an den Enden der Dichtung (Bereiche C) und in einem gewissen Maße im Halbkreisabschnitt weggeschnit­ ten, wobei sich das Schnittausmaß in Richtung auf einen nahe bei der Mittenlinie 28 gelegenen Punkt, wie gezeigt, auf null redu­ ziert. Ferner wird am oberen Ende 22 der Dichtung mehr von den Borsten abgeschnitten als am unteren Ende 24.
Das genaue Ausmaß des Trimmens oder Beschneidens wird empi­ risch bestimmt, und zwar mit der Maßgabe, daß die beste Sitz­ balance oder Sitzgleichförmigkeit der Dichtung rund um die ihr zugeordnete Oberfläche (d. h. ein zentrischer Sitz) erzielt wird, und der Erfinder hat herausgefunden, daß sich bei dieser beson­ deren Anwendung ein optimaler Sitz einstellt, wenn das in Fig. 5 gezeigte Borstenprofil benutzt wird. Nach Fig. 5 ist die Länge der Borsten 20, d. h. die Radiallänge des halbkreisförmigen Ab­ schnitts und die tatsächliche Länge der geraden Abschnitte, am kleinsten im oberen Teil der Dichtung beginnend am Ende 22, wo die Borsten ohne Veränderung des Borstenwinkels überstehen, bis zu einem Punkt F entlang der Dichtung, der einen Winkel von etwa 40° mit der Mittenlinie 28 bildet, woraufhin dann die Länge der Borsten ständig bis auf einen Maximalwert bei der Mittenlinie selbst zunimmt, auf diesem Maximalwert bis zu einem Punkt G bleibt, der etwa einen Winkel von 65° mit der Mittenlinie bil­ det, und dann wieder kontinuierlich auf einen Zwischenwert beim Beginn des geraden Abschnitts C am unteren Ende der Dichtung ab­ nimmt, und schließlich auf diesem Zwischenwert bis zum Ende 24 der Dichtung bleibt.
Das Verhältnis der maximalen Borstenlänge zur minimalen Borstenlänge beträgt etwa 2 : 1, wohingegen das Verhältnis des Zwischenwertes zum minimalen Wert etwa 1,2 : 1 beträgt.
Zum Vergleich mit Fig. 3, bei der die Borstenlänge nicht profiliert wurde, ist dieses ursprüngliche normale Borstenprofil als Kurve 25 in Fig. 4 und 5 eingezeichnet.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung haben die Borsten an den äußersten Enden der Dichtung einen von der Recht­ winkligkeit abweichenden Winkel innerhalb eines Bereiches von beispielsweise ≦ 10° in bezug auf die Lotrechte, um einen über das Profilende des Dichtungshalters geringfügig hinausgehenden Überstand hervorzubringen. Eine solche Konfiguration ist in Fig. 6 dargestellt, aus der hervorgeht, daß die Borsten bei den End­ abschnitten der Abschnitte C von 90° in einer solchen Weise ab­ weichen, daß die Borsten am äußersten Ende des Halters (nicht gezeigt) überstehen. Diese überstehenden Teile der äußersten Borsten werden dann längs einer Linie abgeschnitten, die gering­ fügig über das Endprofil des Halters hinausgeht, beispielsweise längs einer eingezeichneten Linie 29, um ein verbessertes Dich­ tungsverhalten an demjenigen Teil der Oberfläche (beispielsweise einer Gasturbinen-Rohrleitung) zu erzielen, die an den Enden 22, 24 der Dichtung anliegt. Anstelle eines Überhangs an beiden En­ den der Dichtung, ist es auch möglich, einen Überhang oder Über­ stand nur an einem Ende auszubilden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt. Fig. 7 befaßt sich mit dem Problem der Borstenlücke am unteren Ende 24 der Dichtung, wobei am oberen Ende 22 der Borstenüberstand beibehalten wird, der sich dadurch ergibt, daß beginnend an der Mittenlinie 28 in Aufwärtsrichtung und immer weiter im Uhrzeigersinn eine Borstenorientierung von 45° beibe­ halten wird. Benötigt wird dann nur noch ein Trimmen oder Be­ schneiden der überstehenden Borsten längs einer Linie 29, die in ähnlicher Weise wie bei der Konfiguration nach Fig. 6 über das Profilende 22 hinausragt.
Das sich ändernde Profil der freiliegenden Länge der Bor­ sten ist in Fig. 7 nicht dargestellt, wird allerdings in der gleichen Weise, wie bei den früheren Ausführungsformen empirisch ermittelt. Der Umstand, daß sich bei der Ausführungsform nach Fig. 7 der Winkel von 45° rundherum bis zum Ende des oberen Teils der Dichtung fortsetzt, bedeutet, daß das weggeschnittene Profil unterschiedlich von demjenigen ist, wie es beispielsweise in Fig. 4 oder Fig. 5 dargestellt ist.
Es sei bemerkt, daß in einer Klemmvorrichtung, wie sie in Fig. 1 veranschaulicht ist, die beiden inneren Dichtungen 72 miteinander identisch sind, wenn man von der unterschiedlichen Borstenorientierung absieht, und gleiches gilt für die beiden äußeren Dichtungen 71. Aufgrund dessen kann jedes Dichtungspaar anfangs aus einem Stück hergestellt und dann unterteilt werden. Eine solche Anordnung ist in Fig. 8 gezeigt, wo ein Halter 40 in ein Gebilde geformt ist, das man als "Rennbahn" mit zwei halb­ kreisförmigen Abschnitten 41 und zwei geraden Abschnitten 42 be­ zeichnen kann. Die Borsten 43 werden dann am Halter 40 unter Be­ zugnahme auf die bereits beschriebenen Winkel angebracht und dann auf unterschiedliche Länge beschnitten, wie es ebenfalls bereits beschrieben worden ist.
Sowohl die Winkelorientierungskonfiguration als auch die Borstenlängenprofilierung werden in Form von zwei Spiegelbild­ hälften vorgenommen, die an einer vertikalen Mittenlinie 44 re­ flektiert sind (die nicht profilierte Borstenlänge 25 ist in der gleichen Weise reflektiert dargestellt, und zwar aus Gründen des Vergleichs mit der profilierten Konfiguration). Der nächste Schritt besteht dann darin, den Halter 40 längs der Linie 44 in zwei Hälften zu unterteilen, um ein Paar identischer Dichtungen zu erhalten, die dann entweder als äußere oder innere Dichtungen verwendet werden können, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
Wie es bereits anfangs in Verbindung mit der in Fig. 1 ge­ zeigten Gasturbinen-Klemmanordnung beschrieben wurde, ist in die Klemmvorrichtung ein Hitzeschild aus Metall einbezogen, um die Klemme gegen Berührung mit heißen Gasen zu schützen, die zwi­ schen den inneren Dichtungen als Leck auftreten können. Das Ver­ fahren zum Herstellen der Dichtungen ist bestens zur Verwirkli­ chung auch dieser Maßnahme geeignet, weil die Nuten, welche die Metallstreifen 77 (siehe Fig. 1) aufnehmen längs der gesamten Länge des Halters 40 auf dessen einer Seite ausgebildet werden können, so daß, wenn der Halter 40 geteilt wird, die Nuten in den beiden Hälften zum Aufnehmen des Streifens einander gegen­ überliegen. Als Alternative zur Verwendung eines Streifens mit den Nuten kann eine Seite des Halters 40 mit einem Metallappen ausgerüstet werden, der eine solche freiliegende Breite hat, die gleich einer Hälfte der Breite des in Fig. 1 dargestellten Streifens 77 ist. Wenn in einem solchen Fall der Halter 40 längs der Mittenlinie geteilt wird, dann trifft dies auch auf den Lap­ pen zu. Wenn dann die Dichtungen (die beiden Hälften der in Fig. 8 gezeigten Anordnung) in der Klemmanordnung nach Fig. 1 mon­ tiert werden, grenzen die Lappen der beiden Dichtungen aneinan­ der an, um ein Schild mit der effektiven vollen Breite herzu­ stellen. Eine solche Anordnung ist im Querschnitt in Fig. 9 dar­ gestellt, in welcher ein an jedem Borstenhalter 40 angebrachter Lappen 50 zu sehen ist und in welcher die Bürsten 43 ebenfalls dargestellt sind.
Zusammenfassend hat somit eine Bürstendichtung den herkömm­ lichen Borstenwinkel von 45° nur während eines Teils der Dich­ tungslänge. Nach der Erfindung wird der Winkel über wenigstens einen Teil des Restes der Länge vorzugsweise so verändert, daß er an den Enden der Dichtung mit 90° endet. Die Dichtung kann die Form eines Halbkreises mit geradlinigen Fortsätzen haben, wobei der Borstenwinkel in den geraden Fortsetzungen vorzugswei­ se 90° beträgt. Es sind nach der Erfindung auch Maßnahmen ge­ troffen, um die Länge des freiliegenden Abschnitts der Borsten in einer solchen Weise zu ändern, daß in Bereichen, wo die Bor­ stendichte hoch ist, die tatsächlich freiliegende Länge vermin­ dert wird. Bei einem Verfahren zum Herstellen der Dichtung wird der Borstenhalter in Form einer vollständigen Schleife mit zwei geraden Abschnitten und zwei halbkreisförmigen Abschnitten aus­ gebildet, und die Borsten werden an dem Halter in Übereinstim­ mung mit den erforderlichen Änderungen im Winkel und der frei­ liegenden Länge in einer solchen Weise befestigt, daß zu beiden Seiten einer Linie, die die Mittenpunkte der geraden Abschnitte miteinander verbindet, zwei zueinander spiegelbildliche Dichtun­ gen entstehen, woraufhin dann der Halter in zwei Bauteile längs dieser Linie geteilt wird.

Claims (15)

1. Bürstendichtung enthaltend eine Mehrzahl Borstenelemente, die an einem Halter befestigt sind, welche Bürstendichtung der­ art ausgebildet ist, daß sich der Winkel der Orientierung der Borstenelemente in bezug auf den Halter über wenigstens einen Teil einer Längsausdehnung des Halters ändert.
2. Bürstendichtung nach Anspruch 1, bei welcher wenigstens ein Abschnitt des Halters in der Form eines Halbkreises ausgebildet ist, und ein Orientierungswinkel der Borstenelemente zu einer Tangente an jeweiligen Punkten entlang des Halbkreises, an denen die jeweiligen Borstenelemente aus dem Halter austreten, sich zwischen einem ersten Wert bei einem Mittenbereich des Halbkrei­ ses und einem zweiten bzw. dritten Wert bei den jeweiligen End­ bereichen des Halbkreises ändert.
3. Bürstendichtung nach Anspruch 2, bei welcher der erste Wert im wesentlichen 45° beträgt und sowohl der zweite als auch der dritte Wert im wesentlichen 90° betragen.
4. Bürstendichtung nach Anspruch 3, bei welcher der Halter einen halbkreisförmigen Abschnitt und Endabschnitte aufweist, die im wesentlichen geradlinige Fortsatze des Halbkreises dar­ stellen.
5. Bürstendichtung nach Anspruch 4, bei welcher der Bürsten­ elementwinkel in den Endabschnitten im wesentlichen 90° beträgt.
6. Bürstendichtung nach Anspruch 2, 4 oder 5, bei welcher der Orientierungswinkel der Borstenelemente an den äußersten Enden des Halters derart ist, daß er in dessen Längsausdehnung Anlaß zu einem Überstand der Borstenelemente gegenüber einem Endprofil des Halters gibt.
7. Bürstendichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Borsten­ elemente an den äußersten Enden innerhalb eines Winkels von 10° gegenüber einer Senkrechten zu dem Halter orientiert sind.
8. Bürstendichtung nach irgendeinem der vorangegangenen An­ sprüche, bei welcher eine freiliegende Länge der Borsten senk­ recht zum Halter bei jeweiligen Punkten des Halters, an denen die Borsten austreten, sich über wenigstens einen Teil der Län­ genausdehnung des Halters ändert.
9. Bürstendichtung nach Anspruch 8, bei welcher die Änderung der freiliegenden Länge derart ist, daß sie zu einer gewünschten Sitzflächenverteilung oder Anlageverteilung der Dichtung gegen­ über einer abzudichtenden zugeordneten Oberfläche führt.
10. Bürstendichtung nach Anspruch 9, bei welcher die Änderung der freiliegenden Länge derart ist, daß sie zu einer Zentrierung der Dichtung gegenüber der Oberfläche führt.
11. Bürstendichtung nach Anspruch 9, sofern abhängig von An­ spruch 2 oder Anspruch 4, bei welcher in einem Bereich der Dich­ tung, in welchem eine Dichte der Borstenelemente am freien Ende dieser Elemente größer ist, die freiliegende Länge kleiner ist.
12. Bürstendichtung nach irgendeinem der Ansprüche 8 bis 11, sofern abhängig von irgendeinem der Ansprüche 4 bis 7, bei wel­ cher, bei Betrachtung der Dichtung von deren einem Ende zum an­ deren, die freiliegende Länge in einem Bereich des Halters am kleinsten ist, der sich von einem ersten Ende des Halters, bei welchem die Borstenelemente überstehen würden, wenn es keine Än­ derung des Borstenelementwinkels längs des Halters gäbe, zu einem Punkt längs des Halters erstreckt, der einen Winkel von etwa 40° mit einer Mittenlinie bildet, die den halbkreisförmigen Abschnitt des Halters zweiteilt, dann auf einen Maximalwert etwa bei der Mittenlinie zunimmt, diesen Maximalwert bis zu einem Punkt längs des Halters aufrechterhält, der einen Winkel von et­ wa 65° mit der Mittenlinie bildet, dann auf einen Zwischenwert beim Beginn des geradlinigen Endabschnitts abnimmt, bei dem eine Lücke in den Borstenelementen wäre, wenn es keine Änderung des Borstenelementwinkels längs des Halters gäbe, und schließlich bei diesem Zwischenwert längs des geradlinigen Endabschnitts bis zum zweiten Ende des Halters bleibt.
13. Verfahren zum Herstellen einer Bürstendichtung nach irgend­ einem der Ansprüche 8 bis 12 enthaltend die Schritte:
  • (a) Ausbilden eines Halters als ein zusammenhängendes Stück mit zwei geradlinigen Abschnitten und zwei halbkreis­ formigen Abschnitten, wobei einander entsprechende er­ ste Enden der geradlinigen Abschnitte mit jeweils einem der halbkreisförmigen Abschnitte verbunden sind und einander entsprechende zweite Enden der geradlinigen Abschnitte mit dem anderen der halbkreisförmigen Ab­ schnitte verbunden sind;
  • (b) Anbringen der Borstenelemente an dem Halter in Über­ einstimmung mit der veränderlichen Winkelorientierung derart, daß die Winkelorientierung von Elementen auf einer Seite einer Linie, die die Mittelpunkte der ge­ radlinigen Abschnitte miteinander verbindet, ein Spie­ gelbild der Winkelorientierung der Elemente auf der an­ deren Seite dieser Linie ist;
  • (c) Beschneiden der freiliegenden Länge der Elemente in Übereinstimmung mit der Veränderung der freiliegenden Länge derart, daß die Veränderung in der Länge der Ele­ mente auf einer Seite einer Linie, die die Mittenpunkte der geradlinigen Abschnitte miteinander verbindet, ein Spiegelbild der Veränderung in der Länge der Elemente auf der anderen Seite dieser Linie ist;
  • (d) Trennen des Halters in zwei Bauteile längs dieser Li­ nie, wobei ein Bürstendichtungspaar entsteht.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem vor dem Schritt (d) ein langgestrecktes Hitzeschildelement aus Metall am Halter längs der einen Seite des Halters befestigt wird, wobei dieses Hitze­ schildelement längs dieser Linie während des Schritts (d) in zwei Elemente geteilt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem vor dem Schritt (d) in dem Halter in dessen Längsausdehnung auf der einen Seite des Halters eine Nut vorgesehen wird und im Anschluß an den Schritt (d) ein Hitzeschildelement aus Metall in der Nut von jedem der beiden sich ergebenden Dichtungen befestigt wird.
DE19806090A 1997-02-18 1998-02-14 Bürstendichtung und Verfahren zum Herstellen einer Bürstendichtung Ceased DE19806090A1 (de)

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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6435011B1 (en) * 1999-02-18 2002-08-20 General Electric Company Method and apparatus for determining if brush seals are defective
US6428009B2 (en) * 2000-04-03 2002-08-06 John F. Justak Robust hydrodynamic brush seal
US7578509B2 (en) 2001-02-23 2009-08-25 Cmg Tech, Llc Seal assembly and rotary machine containing such seal
US6644667B2 (en) 2001-02-23 2003-11-11 Cmg Tech, Llc Seal assembly and rotary machine containing such seal
US20100007093A1 (en) * 2001-02-23 2010-01-14 Grondahl Clayton M Seal Assembly and Rotary Machine Containing Such Seal
US7896352B2 (en) * 2003-05-01 2011-03-01 Justak John F Seal with stacked sealing elements
US8919781B2 (en) 2003-05-01 2014-12-30 Advanced Technologies Group, Inc. Self-adjusting non-contact seal
US20040217549A1 (en) * 2003-05-01 2004-11-04 Justak John F. Hydrodynamic brush seal
US8002285B2 (en) * 2003-05-01 2011-08-23 Justak John F Non-contact seal for a gas turbine engine
US7410173B2 (en) * 2003-05-01 2008-08-12 Justak John F Hydrodynamic brush seal
US8641045B2 (en) * 2003-05-01 2014-02-04 Advanced Technologies Group, Inc. Seal with stacked sealing elements
US8172232B2 (en) * 2003-05-01 2012-05-08 Advanced Technologies Group, Inc. Non-contact seal for a gas turbine engine
US8505923B2 (en) * 2009-08-31 2013-08-13 Sealeze, A Unit of Jason, Inc. Brush seal with stress and deflection accommodating membrane
US8596973B2 (en) * 2009-12-07 2013-12-03 Cmg Tech, Llc Leaf seal assembly including polymer member and rotary machine containing such seal assembly
US8366115B2 (en) 2011-06-30 2013-02-05 United Technologies Corporation Repairable double sided brush seal
US10119476B2 (en) 2011-09-16 2018-11-06 United Technologies Corporation Thrust bearing system with inverted non-contacting dynamic seals for gas turbine engine
US20130256992A1 (en) * 2012-03-27 2013-10-03 General Electric Company Brush seal system with elliptical clearance
US9587505B2 (en) 2013-12-05 2017-03-07 General Electric Company L brush seal for turbomachinery application
US9322287B2 (en) 2014-06-03 2016-04-26 General Electric Company Brush seal for turbine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0500486A1 (de) * 1991-02-21 1992-08-26 United Technologies Corporation Segmentierte Bürstendichtung und Verfahren zur Herstellung
WO1992014951A1 (en) * 1991-02-19 1992-09-03 Cross Manufacturing Company (1938) Limited Brush seal assembly
US5498139A (en) * 1994-11-09 1996-03-12 United Technologies Corporation Brush seal
EP0743424A1 (de) * 1995-05-18 1996-11-20 European Gas Turbines Limited Anschlussleitung zwischen den zylindrischen Brennkammern und dem ringförmigen Einlass einer Gasturbine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2021209A (en) * 1978-05-17 1979-11-28 Rolls Royce Brush Seals
US4202554A (en) * 1978-05-17 1980-05-13 Rolls-Royce Limited Brush seals
GB2021210B (en) * 1978-05-17 1982-06-23 Rolls Royce Brush seals
GB8504331D0 (en) * 1985-02-20 1985-03-20 Rolls Royce Brush seals
GB2212228B (en) * 1987-11-13 1991-08-07 Rolls Royce Plc Enhanced performance brush seals
DE3828363A1 (de) * 1988-08-20 1990-02-22 Mtu Muenchen Gmbh Dichtungseinrichtung
GB8907695D0 (en) * 1989-04-05 1989-05-17 Cross Mfg Co Seals
US5176389A (en) * 1991-02-21 1993-01-05 United Technologies Segmented brush seal
US5201530A (en) * 1991-10-18 1993-04-13 United Technologies Corporation Multi-layered brush seal

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992014951A1 (en) * 1991-02-19 1992-09-03 Cross Manufacturing Company (1938) Limited Brush seal assembly
EP0500486A1 (de) * 1991-02-21 1992-08-26 United Technologies Corporation Segmentierte Bürstendichtung und Verfahren zur Herstellung
US5498139A (en) * 1994-11-09 1996-03-12 United Technologies Corporation Brush seal
EP0743424A1 (de) * 1995-05-18 1996-11-20 European Gas Turbines Limited Anschlussleitung zwischen den zylindrischen Brennkammern und dem ringförmigen Einlass einer Gasturbine

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