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Die Erfindung bezieht sich allgemein
auf eine Fluiddichtungsanordnung zur Abdichtung von Hochdruckbereichen
gegenüber
Niederdruckbereichen, und insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf Verbesserungen bei Bürstendichtungen.
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Bürstendichtungen
wurden entwickelt zur Abdichtung von Hochdruckbereichen gegenüber Niederdruckbereichen,
beispielsweise und insbesondere bei Gasturbinentriebwerks-Anwendungen,
wo eine Dichtung erforderlich ist zwischen den relativ zueinander
beweglichen Teilen, im typischen Fall zwischen den Rotorwellen und
einem stationären
Gehäuse.
Die Dichtung verhindert oder vermindert den Leckstrom längs der
Welle. Derartige Bürstendichtungen
ergeben gegenüber
herkömmlichen
Labyrinthdichtungen eine verbesserte Dichtungswirkung und sie können besser
radialen Bewegungen der Welle angepasst werden.
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Bürstendichtungen
bestehen aus einer Lage von Borsten, die in Sandwichform zwischen
einer ringförmigen
vorderen Platte und einer Stützplatte angeordnet
sind, die am Gehäuse
montiert sind und sich radial vom stationären Gehäuse, die Welle umgebend, erstrecken.
Die Stützplatte
erstreckt sich im typischen Fall radial weiter auf die Welle nach
innen als die vordere Platte, wobei die Borsten sich noch weiter
erstrecken und die Borstenspitzen im typischen Fall auf der Oberfläche der
Welle laufen. Obgleich die Borsten ein hohes Maß an Dichtungswirkung ergeben,
hat es sich gezeigt, dass der Zwischenraum zwischen der Stützplatte
und der Welle eine bedeutende Wirkung auf das Dichtungsverhalten
hat, wobei kleinere Zwischenräume
den Leckstrom vermindern. Da jedoch im Unterschied zu den Borsten
die Stützplatte
massiv ausgebildet und fixiert ist, wird ein minimaler Zwischenraum
zwischen der Stützplatte
und der Welle gefordert, damit eine Anpassung an die Radialbewegung
der Welle möglich wird.
Eine derartige Radialbewegung wird durch das thermische Wachstum,
durch ein zentrifugales Wachstum, durch exzentrische Lagerung der
Welle, durch Wellenvibration und Übergangsbewegungen infolge
von Lasten verursacht, die auf die Welle wirken.
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Ein Vorschlag, der sich mit diesem
Problem befasst und eine verbesserte Dichtung schafft, ist in der
US-A-5 351 971 beschrieben. Bei diesem Vorschlag wird eine radial
bewegliche Stützplatte
vorgesehen, die sich radial bewegen kann, wenn sie von der Welle
berührt
wird, damit eine Anpassung an die voraussichtliche Radialbewegung
der Welle erfolgen kann. Da die Stützplatte sich nunmehr radial
bewegen kann, ist ein kleinerer Zwischenraum zwischen der Stützplatte
und der Welle nötig,
d.h. ein kleinerer Zwischenraum im Vergleich mit einer Dichtung,
die einen festen Stützring
aufweist, und das Dichtungsverhalten kann so verbessert werden.
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Ein Problem bei diesem Vorschlag
besteht jedoch darin, dass die Welle die Stützplatte berühren muss,
damit die Stützplatte
in Bewegung versetzt wird. Eine solche Berührung erzeugt eine Reibung zwischen
der Stützplatte
und der Welle. Selbst wenn hier kein Abrieb stattfindet, so sind
doch Überzüge mit niedrigem
Reibungskoeffizienten erforderlich, wodurch Hitze erzeugt wird und
eine Abnutzung der Stützplatte
und/oder der Welle erfolgt. Eine derartige Abnutzung erhöht den Zwischenraum
zwischen der Stützplatte
und der Welle, und hierdurch wird wiederum das Dichtungsverhalten
verschlechtert. Außerdem
wird durch die Abnutzung die Festigkeit der Welle vermindert, und
dies kann zu Spannungskonzentrationen führen, die es erforderlich machen,
die Welle vorzeitig auszutauschen, oder in extremen Fällen könnte dies
zu einem Bruch der Welle führen.
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Es ist daher erwünscht, eine verbesserte Dichtungsanordnung
zu schaffen, die die obigen Probleme der Berührung zwischen Stützplatte
und Welle berücksichtigt
und gleichzeitig einen minimalen Zwischenraum dazwischen zulässt, um
ein verbessertes Dichtungsverhalten zu schaffen und/oder um allgemein
Verbesserungen herbeizuführen.
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Gemäß der Erfindung betrifft diese
eine Bürstendichtung,
bestehend aus einer Vielzahl von Borsten, die zusammen in einer
Borstenschicht gepackt und auf einer ersten Komponente montierbar und
in der Lage sind, sich im Betrieb von dieser Komponente nach einer
Gegenfläche
einer zweiten Komponente zu erstrecken, wobei eine bewegliche Platte im
Wesentlichen parallel zu den Borsten und benachbart zur Borstenschicht
angeordnet und relativ zur Borstenschicht in einer Richtung zur
Borstenschicht beweglich ist und wobei ein Rand der beweglichen Platte
benachbart zu der Gegenfläche
der zweiten Komponente auf diese hin gerichtet angeordnet werden
kann, wobei die Bürstendichtung
dadurch gekennzeichnet ist, dass der Rand der beweglichen Platte
so profiliert ist, dass im Betrieb auf der Platte der Gegenfläche der
zweiten Komponente ruhende Luft gefördert wird.
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Vorzugsweise weist der Rand der beweglichen
Platte benachbart zur zweiten Komponente einen vergrößerten Fußteil auf,
der sich vom übrigen Teil
der beweglichen Platte derart erstreckt, dass eine vergrößerte Oberfläche im Wesentlichen
parallel zur Gegenfläche
der zweiten Komponente definiert wird.
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Außerdem können die Plattenbegrenzungswände eine
Ausnehmung im Rand der beweglichen Platte benachbart zur zweiten
Komponente definieren, wobei die Ausnehmung, die in der beweglichen Platte
definiert ist, eine offene Seite aufweist, die auf die Gegenfläche der
zweiten Komponente hin gerichtet ist. Ein Kanal innerhalb der beweglichen
Platte kann die Ausnehmung mit einer Druckluftquelle verbinden und
im Betrieb Druckluft der Ausnehmung zuführen. Die Tiefe der Ausnehmung
kann sich über
die Länge
des Randes der beweglichen Platte benachbart zur zweiten Komponente ändern.
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Vorzugsweise ist die Gegenfläche der
zweiten Komponente in dem Bereich, in dem sie auf die bewegliche
Platte weist, genügend
geglättet,
um Luft, die auf der beweglichen Platte ruht, zu fördern.
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Es kann sich eine Trägerplatte
von der ersten Komponente nach der zweiten Komponente erstrecken,
und wenigstens ein Teil der Trägerplatte
kann an der beweglichen Platte anstoßen und die bewegliche Platte
in einer Lage benachbart zu den Borsten abstützen.
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Vorzugsweise ist ein erster Abschnitt
der Trägerplatte
von der beweglichen Platte distanziert, wobei ein zweiter Abschnitt
der Trägerplatte
sich nach der beweglichen Platte hin erstreckt und an dieser anstößt, so dass
eine Kammer zwischen der Trägerplatte
und der beweglichen Platte ausgebildet wird. Ein Kanal kann die
Kammer mit einer Druckluftquelle verbinden.
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Die bewegliche Platte ist vorzugsweise
segmentiert.
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Wenigstens ein Teil der beweglichen
Platte benachbart zu der Borstenschicht kann von der Borstenschicht
distanziert sein. Dadurch kann eine Kammer zwischen der beweglichen
Platte und der Borstenschicht gebildet werden. Vorzugsweise wird
im Betrieb Druckluft einem Bereich zwischen der beweglichen Platte
und der Borstenschicht zugeführt.
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Vorzugsweise ist die erste Komponente
ein stationäres
Gehäuse
und die zweite Komponente eine drehbare Welle, wobei die bewegliche
Platte ringförmig
ausgebildet ist.
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Im Betrieb kann die bewegliche Platte
entweder stromauf oder stromab der Borstenschicht angeordnet sein.
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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 ist
ein schematischer Schnitt einer Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine schematische Schnittansicht in der Dichtungsrichtung, die durch
den Pfeil A bei der Dichtungsanordnung gemäß 1 gezeigt ist;
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3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel der
Dichtungsanordnung gemäß der Erfindung
in einer Schnittansicht, die jener gemäß 1 entspricht;
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4 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Dichtungsanordnung gemäß der Erfindung
in einem schematischen Schnitt ähnlich
jenem, wie er in 1 dargestellt
ist;
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5 ist
ein Schnitt längs
der Linie X-X gemäß 3, wobei die Schnittebene
in einer Ebene senkrecht zur Drehachse liegt und durch einen Teil des
radial inneren Abschnitts der Stützplatte
geführt ist.
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1 zeigt
eine Dichtung 9 gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Abdichtung eines Spaltes D zwischen einer Welle 2 und
einem Gehäuse 4.
Die Welle 2 dreht sich, wie durch den Pfeil B gekennzeichnet,
um eine Achse 1 innerhalb eines stationären Gehäuses 4. Die Dichtung 9 trennt
einen ersten stromaufwärtigen
Bereich 6, der unter einem Druck P1 steht, von einem zweiten
stromabwärtigen
Bereich 8, der auf einem niedrigeren Druck P2 steht, und
die Dichtung verhindert oder vermindert eine Leckströmung des
Fluids längs
der Welle 2 in Dichtungsrichtung A von dem Bereich 6 mit
höherem Druck
nach einem Bereich 8 mit niedrigerem Druck. Es ist klar,
dass die Ausdrücke „stromauf" und „stromab" in dieser Beschreibung
in Bezug auf die Richtung A des Leckstromes und in Bezug auf die
Dichtungsrichtung benutzt werden, die durch den Pfeil A angedeutet
ist.
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Die Dichtung 9 ist eine
Bürstendichtung
und besteht aus einer Vielzahl von metallischen Borsten 10,
die von einem Dichtungskörper 21 vorstehen,
der an dem stationären
Gehäuse 4 befestigt
ist. Die radial äußeren Enden
der Borsten sind am Dichtungskörper 21 angeschweißt, während die
distalen radialen inneren Enden so angeordnet sind, dass sie gerade auf
der äußeren Oberfläche 3 der
Welle 2 entlangschleifen. Stattdessen könnten die distalen Enden der
Borsten 10 in unmittelbarer Nähe der äußeren Oberfläche 3 der
Welle liegen. Die Borsten 10 dichten demgemäß den stromaufwärtigen Bereich 6 gegenüber dem
stromabwärtigen
Bereich 8 längs
der Welle 2 ab. Wie in 2 dargestellt,
verlaufen die Borsten 10 um die Welle 2 herum
und um die Innenbohrung des stationären Gehäuses 4, und wie bekannt,
sind die Borsten 10 in Umfangsrichtung in Richtung B der
Drehung der Welle 2 angestellt. Im typischen Fall sind
die Borsten 10 unter einem Winkel von 45° gegenüber der
Radialrichtung angestellt.
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Stromauf und benachbart zu den Borsten 10 befindet
sich eine ringförmige
Frontplatte 12, die am Dichtungskörper 21 und am Gehäuse 4 befestigt
ist. Die Frontplatte 12 erstreckt sich radial vom Dichtungskörper 21 und
vom Gehäuse 4 nach
einem Punkt, der radial ein Stück
auf der radialen Länge
der Borsten 10 versetzt ist.
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Radial vom Dichtungskörper 21 ist
axial stromab der Borsten 10 eine ringförmige Trägerplatte 16 angeordnet.
Eine Lippe 16a erstreckt sich axial vom radial inneren
distalen Ende der Trägerplatte 16 nach
den Borsten 10. Eine ringförmige Stützplatte 14, die parallel
zu den Borsten 10 verläuft,
ist zwischen den Borsten 10 und der Lippe 16a eingeschoben,
wobei eine stromaufwärtige
Fläche
der Stützplatte 14 benachbart
zu den Borsten 10 liegt. Die Stützplatte 14 ist in
Radialrichtung relativ zu der Lippe 16a, zu den Borsten 10 und
zu dem Dichtungskörper 21 beweglich,
während
sie axial festliegt und durch die Lippe 16a und die Trägerplatte 16 abgestützt ist.
Die Lippe 16a hat außerdem
ein gekrümmtes
Profil, um die Reibung zwischen der Lippe 16a und der Stützplatte 14 zu
verringern und um dadurch die Radialbewegung der Stützplatte 14 zu
ermöglichen
und zu unterstützen.
Um die Reibung zu vermindern, ist außerdem eine Kammer oder ein
Hohlraum 18 vorgesehen, der durch die Lippe 16a,
die Trägerplatte 16 und den
Dichtungskörper 21 definiert
ist. Vorzugsweise ist ein Kanal 20, der mit einer nicht
dargestellten Druckluftquelle verbunden ist, im Dichtungskörper 21 angeordnet,
und es wird Druckluft dem Hohlraum 18 zugeführt, und
es wird ein Kammerdruck darin erzeugt. Der Kammerdruck ist etwa
gleich dem stromaufwärtigen
Druck P1, so dass eine kleine Gesamtkraft in Richtung stromauf auf
der Stützplatte
ruht, um die Reibung zwischen der Lippe 16a und dem Stützring 14 zu
verringern. Der exakte Wert des Kammerdruckes wird experimentell
bestimmt, und der Kammerdruck wird fein abgestimmt, d.h. derart
erhöht oder
abgesenkt, dass die erforderliche Radialbewegung des Stützringes 14 zustandekommt.
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Es ist jedoch klar, dass eine Lippe 16a nicht vorhanden
sein muss und dass der Stützring 14 einfach
zwischen die stromaufwärtige
Oberfläche
der Trägerplatte 16 und
die Borsten 10 eingefügt
werden könnte.
Dies würde
jedoch die Reibung zwischen der Stützplatte 14 und der
Trägerplatte 16 erhöhen, was bis
zu einem gewissen Grad die Radialbewegung des Stützringes 14 begrenzen
könnte.
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Um eine Radialbewegung der Stützplatte 14 zu
ermöglichen,
ist ein Zwischenraum 28 zwischen dem äußeren Umfangsrand der Stützplatte 14 und dem
Dichtungskörper 21 vorgesehen.
Die Dimensionen dieses Zwischenraums 28 sind derart, dass
die Stützplatte 14 sich
genügend
weit radial gemäß einer Radialbewegung
der Welle 2 bewegen kann, so dass der innere Umfang 22 der
Stützplatte 14 die äußere Oberfläche 3 der
Welle nicht berührt.
Eine Radialbewegung der Welle 2 ist im Betrieb infolge
einer Durchbiegung beim Lauf und wegen einer thermischen Durchbiegung
der Welle 2 zu erwarten, und die Welle 2 kann
sich bei Beschleunigungen oder bei einer Vibration radial bewegen,
so dass die Welle 2 oder die Dichtung 9 eine Lagerung
exzentrisch zur Drehachse 1 bewirkt.
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Um die Drehbewegung der Stützplatte 14 zu verhindern
und dabei eine Radialbewegung der Stützplatte 14 zu ermöglichen,
sind Antidrehvorsprünge
vorgesehen, die in radiale Schlitze eingreifen, welche zwischen
der Stützplatte
und dem Dichtungskörper
oder der Trägerplatte
angeordnet sind. Der Übersicht
wegen sind diese Teile nicht dargestellt. Es ist außerdem klar,
dass andere Mittel benutzt werden können, um eine Drehung der Stützplatte 14 zu
verhindern.
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Der Durchmesser der radial inneren
Bohrung der Stützplatte 14 ist
etwas größer als
der Durchmesser der äußeren Oberfläche 3 der
Welle 2, so dass nur ein sehr kleiner Zwischenraum c zwischen
dem radial inneren Umfangsrand 22 der Stützplatte 14 und
der äußeren Oberfläche 3 der
Welle besteht. In üblicher
Weise muss der Zwischenraum zwischen der Stützplatte nur genügend groß sein,
um die Radialbewegung der Welle 2 aufnehmen zu können, ohne dass
die Stützplatte
den Stützring 14 berührt. Da
der Stützring 14 radial
beweglich ist, braucht der Zwischenraum c nunmehr nur genügend groß zu sein, um
das zentrifugale Wachstum und das thermische Wachstum der Welle
aufzunehmen, und er kann demgemäß sehr viel
kleiner sein. Im typischen Fall beträgt bei einer Gasturbinen-Bürstendichtungsanordnung der
Zwischenraum zwischen einem festen Stützring und der Welle 2 1
bis 2 mm, und dieser könnte
bei Betriebstemperatur um 0,2 mm vermindert werden, während mit
einem beweglichen Stützring 14 der
Zwischenraum unter 1 mm bis dicht auf den äußeren Wellendurchmesser bei
Betriebsbedingungen vermindert werden kann. Durch Verminderung des
Zwischenraumes c wird der Leckstrom durch die Dichtung 9 vermindert,
und die Dichtung 9 ergibt eine Verbesserung durch beträchtliche
Verminderung des Leckstroms gegenüber herkömmlichen Dichtungen mit festem
Stützring
mit Bürstendichtungen
und einem Zwischenraum von 1 bis 2 mm.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 befindet sich am radial
inneren Ende 22 des Stützringes 14 ein
in Umfangsrichtung verlaufender Flansch 24, der sich in
Achsrichtung allgemein parallel zur äußeren Oberfläche 3 der
Welle erstreckt. Der Flansch 24 definiert einen vergrößerten Fuß des Stützringes und
bildet eine vergrößerte radial
innere Umfangsoberfläche 26 der
Stützplatte 14 mit
vergrößerter Fläche. Diese
innere Umfangsoberfläche 26 liegt
von der äußeren Oberfläche 3 der
Welle in einem sehr kleinen Abstand c entfernt.
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Im Betrieb wird ein Leckstrom und
eine Strömung
von dem Hochdruckbereich 6 nach dem Niederdruckbereich 8 längs der
Welle 2 innerhalb des Zwischenraumes c zwischen der inneren
Umfangsoberfläche 26 der
Stützplatte 14 und
der äußeren Oberfläche 3 der
Welle gebildet. Der vergrößerte Oberflächenbereich
der inneren Umfangsoberfläche 26 der
Stützplatte
und der kleine Zwischenraum c bewirken die Erzeugung eines Luftkissens
zwischen der inneren Umfangsoberfläche 26 und der äußeren Oberfläche 3 der
Welle. Die Stützplatte 14 schwimmt radial
auf diesem Luftkissen; dies ist ein aerodynamisches Phänomen, das
als „Luftreiten" bekannt ist, wobei
die innere Oberfläche 26 nicht
nur von der äußeren Oberfläche 3 der
Welle abgehoben ist, sondern auch radial nach innen nach der äußeren Oberfläche 3 der
Welle gezogen wird, um einen minimalen Gleichgewichts-Zwischenraum
c dazwischen zu erhalten. Das „Luftreiten" hält den kleinen
Zwischenraum c auch während
einer Radialbewegung der Welle 2 aufrecht. Eine Berührung zwischen
der Stützplatte 14 und
der Welle 2 wird dadurch vermieden oder vermindert, und
es ist nicht erforderlich, die Stützplatte 14 radial
zu bewegen, wie es der Fall ist bei herkömmlichen Bürstendichtungen mit beweglicher
Stützplatte.
Die Abnutzung der Stützplatte 14 und
der Welle 2 wird ebenfalls vermindert oder vermieden. Infolgedessen
verschlechtert sich das Dichtungsverhalten nicht so schnell wie
bei herkömmlichen
Bürstendichtungen,
bei denen die Abnutzung den Zwischenraum c zwischen der Stützplatte 14 und der
Welle 2 vergrößert. Eine
Beschädigung
der Welle 2 durch eine solche Abnutzung, die in extremen
Fällen
bei herkömmlichen
Dichtungen zu einem Bruch der Welle 2 führen kann, wird ebenfalls vermindert oder
vermieden.
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Ein alternatives Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist in 3 dargestellt.
Die Dichtung 9a ist im Allgemeinen die gleiche wie die
Dichtung 9 gemäß 1, und gleiche Bezugszeichen wurden
daher benutzt, um gleiche Teile zu bezeichnen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
jedoch ist kein Flansch 24 an der Stützplatte 14a vorgesehen.
Stattdessen ist eine Ausnehmung 30 innerhalb des radial inneren
Umfangs 22a der Stützplatte 14a ausgebildet durch
stromaufwärtige
und stromabwärtige
Begrenzungswände 31, 32.
Die Ausnehmung 30 umschreibt als Ringnut den inneren Umfang 22a der
Stützplatte 14a,
wobei die offene Seite der Ausnehmung 30 radial nach innen
auf die äußere Oberfläche 3 der
Welle 2 weist. Im Betrieb fängt die Ausnehmung 30 einen Teil
der Luftleckströmung
zwischen der Welle 2 und der Stützplatte 14a auf.
Dies erzeugt ein Luftkissen zwischen dem Inneren der Stützplatte 14a und
der äußeren Oberfläche 3 der
Welle, wobei die Stützplatte 14a benachbart
zur äußeren Oberfläche 3 der
Welle auf Luft reitet. In gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach 1 wird durch das „Luftreiten" der Stützplatte 14a der
Zwischenraum c zwischen der Stützplatte 14a und
der äußeren Oberfläche 3 der
Welle aufrecht erhalten. Um das „Luftreiten" der Stützplatte 14a zu
verbessern, kann ein Kanal 21 innerhalb der Stützplatte 14a vorgesehen
werden, um Druckluft aus der von der Trägerplatte 16 definierten
Kammer 18 der Ausnehmung 30 zuzuführen. Stattdessen
kann der Kanal direkt die Ausnehmung 30 mit dem stromaufwärtigen Bereich 6,
jedoch über
die Borsten 10 verbinden.
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Die Ausnehmung 30, die im
radial inneren Umfang 22a der Stützplatte 14a vorgesehen
ist, kann in Umfangsrichtung in mehrere Taschen unterteilt sein,
statt eine einzige Umfangsnut 30 zu bilden. Um das Luftreiten
weiter zu verbessern, kann die radiale Tiefe d der Ausnehmung 30 oder
es können
die Taschen sich in Umfangsrichtung ändern, wie dies in 5 dargestellt ist. Über die
Umfangslänge
des Sektors des Umfangs der Platte 14a oder über die Umfangslänge der
einzelnen Taschen kann die radiale Tiefe d der Ausnehmung 30 graduell
in Drehrichtung B der Welle 2 auf ein Maximum ansteigen.
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Es ist klar, dass bei anderen Ausführungsbeispielen
der innere Umfang 22a der Platte 14 unterschiedlich
geformt werden kann, um das Luftreiten der Platte zu verbessern.
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Im Betrieb werden die Borsten 10 gegen
die Stützplatten 14 durch
die Druckdifferenz gedrückt, die
zwischen dem stromaufwärtigen
Bereich 6 und dem stromabwärtigen Bereich 8 besteht,
und die Stützplatte 14 bildet
eine axiale Abstützung
für die Borsten 10.
Die Belastung zwischen den Borsten 10 und der Stützplatte 14 kann
jedoch die Radialbewegung der Stützplatte 14 behindern
und begrenzen. Um dieses Problem zu lösen, kann ein radial äußerer Abschnitt 15 der
Frontseite der Stützplatte 14c,
der auf die Borsten 10 weist, mit einer Ausnehmung versehen
und so axial von den Borsten distanziert sein, wie dies in 4 dargestellt ist. Es wird
dann ein Hohlraum 19 zwischen der Frontseite der Stützplatte 14c und
den Borsten 10 gebildet, wobei die Borsten 10 nur
einen kleinen Teil der Stützplatte 14c berühren und
von diesem Teil abgestützt
werden. Es kann auch ein Kanal 17 vorgesehen werden, der
in der Stützplatte 14c ausgebildet
ist. Der Kanal 17 verbindet die Hohlräume 18, 19 auf
beiden Seiten der Stützplatte 14c und
liefert Druckluft an den Hohlraum 19 der Stützplatte.
Der Druck in beiden Hohlräumen 18, 19 wird
dann gleich und ist im Wesentlichen gleich dem stromaufwärtigen Druck
P1. Dies bewirkt, dass das Druckdifferential über den Borsten 10 verringert
wird, wodurch die Belastung zwischen den Borsten 10 und
der Stützplatte 14c vermindert
wird. Eine Ausnehmung in der Stützplatte
und die Zufuhr eines Druckmittels in den Hohlraum 19 ist
in der EP-A-0 778 431 beschrieben, aber in Bezug auf eine feste
Stützplatte.
Wie in jenem Patent beschrieben, ergibt sich ein weiterer Vorteil,
der auch bei der Dichtung 9c gemäß 4 vorhanden ist, darin, dass eine Radialbewegung
und Flexibilität
der Borsten 10 verbessert wird, so dass die Abnutzung der
Borsten 10 verringert wird.
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Bei all diesen Ausführungsbeispielen
sind die innere Umfangsoberfläche
des Stützringes
und die äußere Oberfläche 3 der
Welle 2 vorzugsweise so glatt als möglich ausgebildet, um ein Luftreiten
auf der Stützplatte
zu verbessern.
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Es ist ersichtlich, dass bei all
diesen Ausführungsbeispielen
die Stützplatte 14 in
eine Anzahl von einzelnen aneinanderstoßenden Segmenten aufgeteilt
werden kann, die zusammen eine vollständige ringförmige Stützplattenanordnung bilden.
Die einzelnen Segmente wären
in der Lage, sich radial unabhängig
voneinander zu bewegen, aber sie würden umfangsmäßig verbunden
sein, um zu verhindern, dass der Aufbau bei einem minimalen Durchmesser zusammenbricht,
beispielsweise beim Durchmesser der Welle 2. Ein Luftreiten
der einzelnen Segmente bewirkt ein Aufrechterhalten eines Zwischenraumes zwischen
dem radial inneren Rand der Segmente und der äußeren Oberfläche 3 der
Welle, wobei das Luftreiten bis zu einem gewissen Grad verhindert, dass
sich die Segmente zu weit radial nach außen bewegen. Durch Segmentierung
der Stützplatte 14 wird
ein unbeabsichtigter Aufbau von Reifenbeanspruchungen infolge thermischer
Effekte vermieden, die sonst ein Ausbiegen oder eine sonstige Beschädigung der
Stützplatte
bewirken könnten.
Außerdem bewegen
sich die einzelnen Segmente radial leichter nach außen als
dies eine vollständige
Stützplatte
tun könnte.
Eine segmentierte Stützplatte
ist daher zweckmäßiger.
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Obgleich bei allen beschriebenen
Ausführungsbeispielen
eine Luftreit-Stützplatte 14 beschrieben
ist, so ist es doch klar, dass die Anordnung umgekehrt werden könnte und
die Stützplatte 14 eine Luftreit-Frontplatte
sein könnte.
Dies hätte
den Vorteil, dass die Borsten 10 von der radial beweglichen Platte
fortgedrückt
werden, und so könnten
sie sich leichter frei radial bewegen.