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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Streifenbürstendichtungsanordnung,
um eine Abdichtung zwischen einer Drehwelle eines Kompressors, einer
Gasturbine, einer Kühlvorrichtung,
einer Pumpe oder dergleichen und einem relativ zu dieser drehenden
Element zu bewirken. Insbesondere betrifft diese Erfindung das technische
Gebiet von Streifenbürstendichtungen,
bei welchen ein dünne Streifen
bündelnder
Befestigungsabschnitt zur verbesserten Dichtungsfähigkeit
eines Dichtungsabschnitts sicher angebracht ist und eine dem Dichtungsabschnitt
verliehene elastische Flexibilität
effektiv den Verschleiß des
Dichtungsabschnitts verhindert.
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Der
Stand der Technik der vorliegenden Erfindung ist als in dem
US-Patent Nr. 6,343,792 aufgezeigte
Streifenbürstendichtung
100 zu
finden. In der Streifenbürstendichtung
100 aus
15 sind
eine Vielzahl von kreisbogenförmigen
dünnen
Bürstenstreifen
109,
die auch als "Blätter" bezeichnet werden,
dicht um den Umfang einer Welle
120 gepackt, um einen Fluss
zwischen einem Hochdruckbereich P1 und einem Niederdruckbereich
P2 zu hemmen.
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Eine
Vielzahl der Bürstenstreifen 109 sind
an Befestigungsabschnitten 104 der Bürstenstreifen 109 mittels
einer ringförmigen äußeren Begrenzungsfläche, die
als ein Lötabschnitt 105 definiert
ist, integral gebündelt.
Die Befestigungsabschnitte 104, die als Ganzes einen Ring
bilden, sind in einer Nut eines Gehäuses 110 eingebaut.
Eine Stützplatte 102 ist
an einer Seite der Bürstenstreifen 109 angeordnet,
die im Niederdruckbereich P2 liegt, während eine Halteplatte 103 an
der anderen Seite angeordnet ist, die in dem Hochdruckbereich P1
liegt. Die Stützplatte 102 und
die Halteplatte 103 bieten Unterstützung auf beiden Seiten der
Bürstenstreifen 109 und
die Stützplatte 102 bewirkt
eine Abdichtung gegen ein in dem Hochdruckbereich P1 befindliches
Fluid. Gleichzeitig wird eine Abdichtung gegen den Austritt des
Fluids zwischen der Stützplatte 102 und
der Drehwelle 120 durch eine Vielzahl der Bürstenstreifen 109 bewirkt, die
dicht gepackt sind, so dass sie einen Ringform bilden.
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Da
jedoch der Bürstenstreifen 109 relativ steif
ausgeführt
ist, sitzt die freie Endfläche
des Bürstenstreifens 109 an
der Außendurchmesserfläche der
Drehwelle 120 mit einem relativ großen Spalt dazwischen. Der Spalt
macht es schwierig, eine Abdichtung gegen das Fluid zu bewirken.
Auch bringt der große
Spalt zwischen dem Bürstenstreifen 109 und der
Drehwelle 120 eine weitere Schwierigkeit hinsichtlich der
Positionsausrichtung des Spalts mit sich, wodurch der Montagevorgang
des Bürstenstreifens 109 langwierig
wird. Zusätzlich
erfordert die Herstellung des Bürstenstreifens 109 nicht
nur das Abschneiden eines rechteckigen Streifens von einem dünnen Metallblech
mit 0,1 mm Dicke, sondern erfordert auch eine gleichförmige Biegung
aller Streifen zu einer identischen Kreisbogenform entlang der Richtung
der Anordnung. Dieser Biegeprozess, der eine hohe Präzision erfordert,
erhöhte
aller Wahrscheinlichkeit nach die Produktionskosten aufgrund der Schwierigkeiten
der Handhabung eines derartigen dünnen Blechmaterials.
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Ferner
gibt der Lötvorgang
des Befestigungsabschnitts 104 an der äußeren Begrenzungsfläche erhebliche
Wärme ab,
so dass es schwierig wird, eine exakte Position des Bürstenstreifens 109 zu
erzielen, um die ringförmige
Anordnung der Befestigungsabschnitte 104 beizubehalten.
Genauer ausgedrückt
unterscheidet sich bei den Bürstenstreifen 109,
die zu einer Ringform übereinander
gestapelt werden, bei welcher die Bürstenstreifen 109 mit gleichmäßiger Dicke
verwendet werden, ein Spalt zwischen Streifen im äußeren Umfangsbereich
von demjenigen im inneren Umfangsbereich. Dies macht den Einsatz
von Abstandshalteelementen im äußeren Umfangsbereich
erforderlich, um den Unterschied des Spalts auszugleichen. Der Einsatz
derartiger Abstandshalteelemente in den Spalten zwischen den einzelnen
Bürstenstreifen 109 steigert weiter
die Kompliziertheit des Montageprozesses.
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Ein
weiterer Stand der Technik der vorliegenden Erfindung ist als Streifenbürstendichtung 150 gemäß einem
weiteren Beispiel in demselben Patent zu finden. Die Streifenbürstendichtung 150 ist
in 16 gezeigt.
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Die
in 16 gezeigte Streifenbürstendichtung 150 hat
eine ähnliche
Anordnung wie die Streifenbürstendichtung 100 aus 15.
Die Unterschiede zwischen der Streifenbürstendichtung 150 aus 16 und
der Streifenbürstendichtung 100 aus 15 sind
nachstehend erläutert.
In der Streifenbürstendichtung 150 sind
Bürstenstreifen 180 zu
einer Ringform angeordnet, wobei sechs Vorsprünge 180A an der Oberfläche des äußeren Begrenzungsbereichs
der einzelnen Bürstenstreifen 180 angeordnet
sind, so dass die Vorsprünge 180A einen
bestimmten Spaltabstand zwischen benachbarten Bürstenstreifen 180 ergeben.
Der durch die Vorsprünge 180A vorgegebene
Spaltabstand macht jedoch das Verlöten an der äußeren Begrenzungsfläche bedingt
durch den zwischen aufeinander folgenden Bürstenstreifen 180 vorliegenden
Spalt schwieriger. Um dieses Problem abzumildern, müssen an
der äußeren Begrenzungsfläche der
Bürstenstreifen 180 angeordnete
Befestigungsabschnitte 190 in einen Nutabschnitt 160C eines
ringförmigen
Körperelements 160 eingesetzt
werden.
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Da
der Bürstenstreifen 180 eine
rechteckige Form hat, kann der Bürstenstreifen 180 nicht
ohne weiteres exakt in den Nutabschnitt 160C des ringförmigen Körperelements 160 eingesetzt
werden, dessen Seitenwände
durch einen Tragabschnitt 160A und einen Stützplattenabschnitt 160B gebildet
sind. Auch wenn der Bürstenstreifen 180 in
dem Nutabschnitt 160C montiert wird, besteht die Gefahr,
dass die beiden Ecken 180C, 180C am entfernten
Rand des Bürstenstreifens 180 die
Oberfläche
der Drehwelle 120 verkratzen. Um dieses Problem zu. vermeiden,
müssen
die Ecken abgerundet werden, was jedoch durch die Natur des dünnen Blechmaterials
erschwert wird.
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Zusätzlich tritt
ein Prozessfluid teilweise durch die Vorsprünge 180A zu der äußeren Begrenzungsseite
des Bürstenstreifens 180 aus,
welches weiterhin entlang dem Nutabschnitt 160 austritt
und die Dichtfähigkeit
insgesamt reduziert. Ferner besteht das ringförmige Körperelement 160 aus
einer Vielzahl von Kreisbogensegmenten, die in Umfangsrichtung unterteilt
sind, um die einzelnen Bürstenstreifen 180 dicht
aneinander in den Nutabschnitt 160C einzulegen. Der Montagevorgang
der einzelnen Segmente zu einer ringförmigen integrierten Struktur
wird unter dem Gesichtspunkt der Bereitstellung einer Abdichtung
gegen das Fluid aufgrund des Vorhandenseins der an den Bürstenstreifen 180 angeordneten
Vorsprünge 180A unvermeidbar
kompliziert. Dies wiederum macht den Einbau des ringförmigen Körperelements 160 in
den Nutabschnitt 160C eines Gehäuses 170 schwierig.
Folglich erhöhen
sich die gesamten Herstellungs- und Montagekosten der Streifenbürstendichtung 150.
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In
der Streifenbürstendichtung 100,
in welcher eine Vielzahl von dünnen
Bürstenstreifen 109 wie
vorstehend beschrieben integral angeordnet ist, so dass sie einen
Ringform bilden, erzeugt die thermische Verformung des Bürstenstreifens 109 während des
Lötvorgangs
am Befestigungsabschnitt 104, der an der äußeren Begrenzungsseite
angeordnet ist, eine ungleichmäßige Anordnung
der freien Endkanten einer Vielzahl der Bürstenstreifen 109, was
die Dichtfähigkeit
zwischen den Bürstenstreifen 109 und
der Drehwelle 120 beeinträchtigt. Der Lötvorgang
wird über
die äußere Begrenzungsfläche der Bürstenstreifen 109 angewandt.
Das Verlöten über die äußere Begrenzungsfläche verursacht
jedoch das Problem, dass die Lötfestigkeit
gegen die von der freien Endkante des Bürstenstreifens 109 ausgeübte Kraft
etwas abgeschwächt
wird. Auch im Fall einer Segmenteinheit, die aus einer Vielzahl
von miteinander verschweißten
Bürstenstreifen 109 besteht,
verursacht die Schwierigkeit, einen gleichmäßigen Kontakt an den Verbindungsflächen der
einzelnen Segmenteinheiten zu erzielen, eine Verschlechterung der Dichtfähigkeit
an den Verbindungsflächen
sowie eine Erhöhung
der Montagezeit. Wenn ferner die Bürstenstreifen 109 ohne
einen Spaltabstand dazwischen dicht aneinander gelegt werden, so
dass sie einen ringförmigen
Körper
bilden, verhalten sich die einzelnen Bürstenstreifen 109 kollektiv
als Festkörper
mit einer geringen Flexibilität,
und wenn sich die Drehwelle 120 relativ zu den mit ihr
in Berührung
stehenden Bürstenstreifen 109 dreht,
unterliegen die beiden Elemente der Reibung gegeneinander und sind
dem durch Reibung bedingten Verschleiß ausgesetzt.
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In
der Streifenbürstendichtung 150 als
einem weiteren Beispiel, bei welcher die Vorsprünge 180A an der Streifenfläche in dem
Befestigungsabschnitt 190 des Bürstenstreifens 180 angeordnet
sind, machen es die zwischen benachbarten Bürstenstreifen 180 erzeugten
Spalte schwierig, die äußere Begrenzungsfläche der
auf diese Weise angeordneten Bürstenstreifen 180 gleichmäßig zu verlöten. Um
dieses Problem abzumildern, wird ein ringförmiges Körperelement 160 zur
Fixierung der Bürstenstreifen 180 verwendet.
Die Fixierung der Befestigungsabschnitte 190 der Bürstenstreifen 180 ist
jedoch relativ schwierig. Auch muss das ringförmige Körperelement 160 als
eine Anordnung von Segmenteinheiten in Kreisbogenform aufgebaut
werden. Daher bleibt das Problem hinsichtlich des Zusammenbaus und
der Dichtfähigkeit
an den Verbindungsflächen
zwischen den aufeinander folgenden Segmenteinheiten.
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Die
vorliegende Erfindung wird eingeführt, um die vorstehend genannten
Probleme zu beseitigen. Ein hauptsächliches technisches Ziel,
das diese Erfindung zu erreichen versucht, ist die Verbesserung
der Verbindungsfestigkeit an dem Befestigungsabschnitt des Bürstenstreifens,
die Verbesserungen der elastischen Verformung des Bürstenstreifens durch
Einrichtung eines Spaltabstands zwischen den benachbarten Oberflächen der
angeordneten Bürstenstreifen,
und die Verbesserung der Dichtfähigkeit der
Dichtungsabschnitte. Ein weiteres Ziel ist es, die Herstellungskosten
einer Streifenbürstendichtung
zu reduzieren. Ein weiteres Ziel ist es zu verhindern, dass das
Verlöten
oder Verschweißen
am Befestigungsabschnitt einer Streifenbürstendichtung die ungleichmäßige Anordnung
der Bürstenstreifen
verursacht, und die Verformung der dünnen Bürstenstreifen durch das Verlöten oder
Verschweißen
zu vermeiden.
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Eine
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorstehend genannten
technischen Probleme zu lösen,
und eine technische Einrichtung in Bezug auf eine erste bevorzugte
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird wie folgt verwirklicht.
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Gemäß vorliegender
Erfindung wird eine Streifenbürstendichtungsvorrichtung
zum Bewirken einer Abdichtung zwischen zwei sich relativ zueinander
bewegenden Bauteilen geschaffen, welche Streifenbürstendichtungsvorrichtung
enthält:
- a) einen aus einem rechteckigen dünnen Streifen hergestellten
Dichtstreifen, welcher rechteckige dünne Streifen Vorsprünge aufweist,
welche Vorsprünge
an beiden Enden entlang der Breitenrichtung des dünnen Streifens
angeordnet sind;
- b) eine Streifenbürstendichtung,
die aus einer Vielzahl der Dichtstreifen gebildet ist, die in aufeinander
folgender Weise mittels der Vorsprünge der Dichtstreifen angeordnet
sind und entlang der Anordnungsrichtung verbunden sind;
- c) eine Stützplatte
zur Anordnung an einer von einem Prozessfluid entfernten Seite,
welches Fluid im Betrieb auf die Streifenbürstendichtung wirkt;
- d) einen in dem Dichtstreifen angeordneten Befestigungsabschnitt,
der einen Verbindungsabschnitt aufweist, wobei die Streifenbürstendichtung
mit benachbarten Dichtstreifen entlang den Vorsprüngen einstückig verschweißt ist;
und
- e) einen Dichtungsabschnitt der Streifenbürstendichtung, der radial einwärts relativ
zu dem Befestigungsabschnitt angeordnet ist, welcher Dichtungsabschnitt
einen Spalt zwischen den Streifen hat, der kleiner ist als ein an
dem Befestigungsabschnitt angeordneter Spalt zwischen den Streifen;
dadurch
gekennzeichnet, dass
die Vorsprünge einen ersten durchgehenden
Vorsprung und einen zweiten Vorsprung umfassen, welcher erste durchgehende
Vorsprung die volle Breite des Dichtstreifens überspannt, welcher zweite Vorsprung
relativ zu dem ersten durchgehenden Vorsprung zu der Seite des Dichtungsabschnitts
hin angeordnet ist, und wobei die Höhe des zweiten Vorsprungs kleiner
ist als die Höhe des
ersten durchgehenden Vorsprungs.
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In
der Streifenbürstendichtungsvorrichtung gemäß vorliegender
Erfindung bleibt dann, wenn die Dichtstreifen beispielsweise so
angeordnet werden, dass sie eine Ringform bilden, ein Spaltabstand
an der Seite des Außendurchmessers,
während
die Oberflächen
der Dichtstreifen, die an der Seite des Innendurchmessers angeordnet
sind, miteinander in Kontakt kommen. Die Verkettung der Vorsprünge der einzelnen
Dichtstreifen bildet jedoch ungeachtet des Spalts zwischen den Streifen
eine von den Kämmen der
Vorsprünge
auf der Seitenkante des Befestigungsabschnitts der Streifenbürstendichtung
gebildete Linie beziehungsweise gebildetes Band. Das Verlöten oder
Verschweißen
entlang der Linie beziehungsweise dem Band der Kämme der Vorsprünge führt zu einem
einfachen Zusammenbau der Dichtstreifen, um einen Verbindungsabschnitt
zu erzielen. Da die Streifenbürstendichtung
auch fest zusammengebaut werden kann, während der Dichtungsabschnitt
mit einem winzigen Abstand zwischen den Streifen angeordnet wird,
kann nicht nur die Dicke des Dichtstreifens gering ausgeführt werden,
sondern der Dichtstreifen kann auch mit einer elastischen Flexibilität versehen
werden. Auch wenn ferner die Dicke des Dichtstreifens während der
Benutzung dünn
ist, verursachte das Verschweißen an
der Seitenkante des Befestigungsabschnitts keine thermische Verformung
und eine ordnungsgemäße Anordnung
des Dichtungsabschnitts wird erreicht. Der Spalt zwischen den Streifen
des Dichtungsabschnitts lässt
ferner eine beträchtliche
elastische Verformung zu und verhindert Verschleiß durch
den Kontakt mit der Drehwelle.
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Da
der Verbindungsabschnitt durch Verschweißen der Vorsprünge von
der Seitenrichtung des Befestigungsabschnitts einer Streifenbürstendichtung
hergestellt wird, ist nicht nur der Schweißprozess des Verbindungsabschnitts
leicht ausführbar,
sondern auch Unregelmäßigkeiten
oder eine thermische Verformung der Anordnung der Dichtstreifen
während
des Verschweißens
werden wirksam verhindert. Dies ermöglicht die Verwendung von äußerst dünnen Dichtstreifen
und ihre elastische Verformung in Reaktion auf einen Kontakt des
Dichtungsabschnitts mit der Drehwelle verhindert effektiv den Verschleiß durch
Reibung. Zusätzlich
erlaubt es die Anordnung einer großen Anzahl von dünnen Dichtstreifen,
was eine verbesserte Dichtfähigkeit
in dem Dichtungsabschnitt ergibt. Auch wenn die Höhe der Vorsprünge in der
Richtung von dem äußeren Umfang
zu dem inneren Umfang vermindert wird, kann der Spalt zwischen den
Streifen an dem inneren Umfang des Dichtstreifens beliebig klein
gemacht werden. Daher wird eine optimale Gestaltung des Spalts zwischen
den Streifen möglich.
Auf diese Weise kann die gesamte elastische Flexibilität des Dichtungsabschnitts
verbessert werden und die Dichtfähigkeit
des Dichtungsabschnitts wird mittels einer optimalen Anordnung des
Spalts zwischen den Streifen wirksam verbessert.
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Ferner
wird die Dichtfähigkeit
wirksam verbessert, da ein Dichtungsabschnitt in einem Winkel hergestellt
werden kann, indem entweder der gesamte Dichtstreifen in einem Winkel
hergestellt wird oder indem der Dichtstreifen an einem Biegungspunkt
zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Dichtungsabschnitt gebogen
wird. Ungeachtet dessen, welche Anordnung für Dichtstreifen verwendet werden
kann, werden die beiden Enden der Vorsprünge verschweißt, um einen
Verbindungsabschnitt zu bilden. Daher wird nicht nur eine sichere
Befestigungskraft des Befestigungsabschnitts erreicht, sondern auch
eine beträchtliche
Dichtfähigkeit
geschaffen.
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1 ist
ein Halbquerschnitt einer Streifenbürstendichtung in Axialrichtung
als ein erstes Beispiel gemäß vorliegender
Erfindung.
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2 ist
eine Teildraufsicht der Streifenbürstendichtung aus 1 von
radial innen gesehen.
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3 ist
eine Halbdraufsicht der Streifenbürstendichtung aus 1 im
Zusammenhang mit vorliegender Erfindung.
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4 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Teiles der Streifenbürstendichtung
aus 3.
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5 ist
eine Seitenansicht eines Teils von aufeinander folgenden Vorsprüngen, die
eine Linie bilden, entlang welcher die Vorsprünge in dem Befestigungsabschnitt
der Streifenbürstendichtung
im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung zur Bildung eines Verbindungsabschnitts
verschweißt
sind.
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6 ist
eine Schrägansicht
eines unterteilten Segmentblocks der Streifenbürstendichtung aus 1.
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7 ist
eine Schrägansicht
eines Segmentblocks einer Streifenbürstendichtung als ein zweites Beispiel
gemäß vorliegender
Erfindung.
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8 ist
eine Schrägansicht
eines Segmentblocks einer Streifenbürstendichtung als ein drittes Beispiel
gemäß vorliegender
Erfindung.
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9 ist
eine Schrägansicht
eines Segmentblocks einer Streifenbürstendichtung als ein viertes Beispiel
gemäß vorliegender
Erfindung.
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10 ist
eine Seitenansicht eines Teiles eines Verbindungsabschnitts, in
welchem die Seitenflächen
von einzelnen Vorsprüngen
in dem Befestigungsabschnitt aufeinander folgend verschweißt sind
und wo ein Biegungspunkt zwischen dem Befestigungsabschnitt und
dem Dichtungsabschnitt vorliegt.
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11 ist
eine Schrägansicht
eines Segmentblocks einer Streifenbürstendichtung als ein fünftes Beispiel
gemäß vorliegender
Erfindung.
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12 ist
eine Schrägansicht
eines Segmentblocks einer Streifenbürstendichtung als ein sechstes
Beispiel gemäß vorliegender
Erfindung.
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13 ist
eine Schrägansicht
eines Segmentblocks einer Streifenbürstendichtung als ein siebtes
Beispiel gemäß vorliegender
Erfindung.
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14 ist
eine Schrägansicht
eines Segmentblocks einer Streifenbürstendichtung als ein achtes
Beispiel gemäß vorliegender
Erfindung.
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15 ist
eine Schrägansicht
einer Streifenbürstendichtung
nach dem Stand der Technik.
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16 ist
eine Schrägansicht
einer Streifenbürstendichtung
nach einem alternativen Stand der Technik.
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Nachfolgend
werden Einzelheiten der Figuren von bevorzugten Ausführungsformen
einer Streifenbürstendichtung
beschrieben, die gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Alle nachfolgend erläuterten
Figuren sind gemäß tatsächlichen
Konstruktionszeichnungen mit exakten Dimensionsbeziehungen konstruiert.
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1 zeigt
eine Streifenbürstendichtung
als ein erstes Beispiel im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung.
Das erste Beispiel wird nachstehend gemäß 1 bis 6 erläutert.
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1 zeigt
eine Streifenbürstendichtung 1, die
in einem Gehäuse 50 einer
Gasturbine montiert ist, um einen Hochdruckbereich P1 von einem
Niederdruckbereich P2 innerhalb einer zwischen dem Gehäuse 50 und
einer Welle 60 angeordneten Kammer zu trennen. 2 ist
ein Teil einer Draufsicht der Streifenbürstendichtung 1 in 1 von
radial innen gesehen.
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In 1 und 2 verläuft die
Welle 60 durch eine Bohrung in dem Gehäuse 50 mit einem dazwischenliegenden
Spalt, wobei das Gehäuse 50 durch
eine doppelt strichpunktierte Linie dargestellt ist. Die Welle 60 und
das Gehäuse 50 unterliegen
einer Relativbewegung. Wie 3 zeigt,
besteht die Streifenbürstendichtung 2 aus
einer Vielzahl von dünnen
Dichtstreifen 3 und einem Befestigungsabschnitt 4,
in welchem die Dichtstreifen 3 in einem Winkel zur Außendurchmesserfläche der
Welle 60 angeordnet sind, so dass sie eine Ringform bilden, und
der Befestigungsabschnitt 4 ist am äußeren Umfang der Ringform angeordnet.
Der Befestigungsabschnitt 4 kann auch direkt in einem ringförmigen Nutabschnitt 51 des
Gehäuses 50 eingebaut
sein. Der radial innere Bereich der Streifenbürstendichtung 2 bildet
einen Dichtungsabschnitt 6, in welchem eine Vielzahl von
Dichtstreifen 3 angeordnet ist. Zusätzlich ist eine freie Endfläche 15 des
Dichtungsabschnitts 6 an die äußere Durchmesserfläche der
Welle 60 entweder mit einem kleinen dazwischenliegenden
Spaltabstand in enger Nähe
oder in Kontakt miteinander angepasst. Der Dichtungsabschnitt 6 der Streifenbürstendichtung 2 bietet
so eine wirksame Abdichtung gegen ein Prozessfluid zwischen dem Gehäuse 50 und
der Welle 60.
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Die
Streifenbürstendichtung 2 in 5 erscheint
als gerade Linie, da es sich um eine vergrößerte Ansicht handelt. Ein
dünner
Dichtstreifen 3 ist an der rechten Seite von 6 dargestellt
und eine Vielzahl derartiger Dichtstreifen 3, die in einem
Winkel relativ zur Außendurchmesserfläche der
Welle 60 gehalten sind, sind dergestalt gestapelt, dass
die Streifen als Ganzes eine Kreisform bilden. Der Befestigungsabschnitt 4 des
Dichtstreifens 3 enthält
Vorsprungsabschnitte 5 (durchgehende Vorsprungsabschnitte 5A),
die gerade Rippen über
die gesamte Breite des Streifens 3 bilden, wobei die Rippe
durch teilweises Biegen des Streifens, so dass eine kreisförmige oder
halbkreisförmige
Kontur gebildet wird, hergestellt wird. Obgleich die Vorsprungsabschnitte 5 in 6 zwei
Linien haben, kann an Stelle dessen eine einzelne Linie oder eine
dreifache Linie verwendet werden. Die Anzahl der Linien kann auf
der Grundlage von Betrachtungen hinsichtlich der Festigkeit des
verschweißten
Abschnitts bestimmt werden, in welchem die Vorsprungsabschnitte 5 an
der Seite der Vorsprünge
entlang der Anordnungslinie einstückig verschweißt sind,
um eine Vielzahl von Befestigungsabschnitten 4 zu vereinen.
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Die
Höhe der
Vorsprungsabschnitte 5 wird so gewählt, dass radial innere Oberflächen der
Dichtungsabschnitte 6 der einzelnen Dichtbürsten 3 in Kontakt
oder in enge Nähe
relativ zueinander kommen. Die Höhe
der Vorsprungsabschnitte 5 kann in Abhängigkeit von den radialen Abmessungen
der Streifenbürstendichtung 2 beispielsweise
10–6 mm betragen.
Die Abmessungen des Abstands zwischen den Oberflächen der Dichtungsabschnitte 6 in
den auf diese Weise angeordneten Dichtstreifen 3 beeinflusst
die Dichtfähigkeit
gegen ein Prozessfluid. Auch der Spalt zwischen den benachbarten
Oberflächen der
Dichtstreifen 3 wird in der Weise angeordnet, dass die
Dichtstreifen 3 Flexibilität zeigen, wenn die Dichtungsabschnitte 6 mit
der Drehwelle 60 in Kontakt kommen. Je kleiner der Spalt
zwischen den Streifen ist, desto größer ist die gezeigte Dichtleistung.
Gleichzeitig wird jedoch die Flexibilität der Dichtstreifen 3 verschlechtert.
Andererseits führt
die Vergrößerung des
Spalts zwischen den Streifen zu einer Verminderung der Dichtfähigkeit
sowie zu einer Verbesserung der elastischen Flexibilität. Die vorliegende
Erfindung soll eine optimale Einrichtung zum starren Fixieren des
Spaltabstands zwischen den einzelnen Dichtstreifen 3 gemäß experimentellen
Beobachtungen bieten.
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Die
Streifenbürstendichtung 2 kann
in einem Nutabschnitt 51 eines Gehäuses 50 eingebaut
werden, um eine Abdichtung gegen das Fluid zu bewirken, ohne eine
in 1 gezeigte Stützplatte 16 zu verwenden.
Um die Dichtfähigkeit
der Streifenbürstendichtung 1 zu
verbessern, ist es jedoch bevorzugt, ringförmige Stützplatten 16 sowohl
auf der Seite, auf welcher das Fluid einwirkt, als auch auf der
entgegengesetzten Seite anzuordnen. Die Stützplatte 16 ordnet
einen Befestigungsnutabschnitt 16A1 an einer Stützfläche 16B eines äußeren Umfangsabschnitts 16A an,
in welchem der Befestigungsabschnitt 4 in dem Befestigungsnutabschnitt 16A1 in
Eingriff steht. Auch ein radial innerer Abschnitt 16C der
Stützplatte 16 ist
an die Drehwelle 60 mit einem Spaltabstand dazwischen angepasst.
Die Innendurchmesserfläche des
radial inneren Abschnitts 16C ist größer ausgeführt als die Außendurchmesserfläche der
Drehwelle 60, so dass Auslenkungen der Drehwelle 60 in
radialer Richtung ausgeglichen werden. Die Stützfläche 16B der Stützplatte 16 gibt
der Streifenbürstendichtung 2 Unterstützung gegen
den Fluiddruck und verhindert ferner, dass das Fluid zwischen den
angeordneten Oberflächen
der einzelnen Dichtstreifen 3 der Streifenbürstendichtung 2 austritt.
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Ein
Halteplattenabschnitt 10 sieht einen Befestigungsnutabschnitt 10A vor,
der in Bezug auf die Streifenbürstendichtung 2 symmetrisch
mit der Stützplatte 16 angeordnet
ist, wobei der Befestigungsnutabschnitt 10A ähnlich dem
Befestigungsnutabschnitt 16A1 der Stützplatte 16 ist. Dieser
Befestigungsnutabschnitt 10A steht in Eingriff mit dem
Befestigungsabschnitt 4, um den Befestigungsabschnitt 4 zu
halten. Ein an der äußeren Umfangsseite
der Stützplatte 16 angeordneter
Vorsprung und ein weiterer an der äußeren Umfangsseite des Halteplattenabschnitts 10 vorgesehener
Vorsprung sind einander gegenüberliegend
in Kontakt vorgesehen, um eine Kontaktfläche zu bilden, an welcher der äußere Umfangsabschnitt
der Kontaktfläche
verschweißt
wird. Der verschweißte
Abschnitt ist als Verbindungsabschnitt 20A definiert und
der gesamte radial äußere Abschnitt
ist als ein Montageabschnitt 20 definiert, der an dem Gehäuse 50 montiert
ist. Als alternative Einrichtung zum Erzielen des Montageabschnitts 20 kann
ein O-Ring um die Kontaktfläche
zwischen der Stützplatte 16 und
dem Halteplattenabschnitt 10 ohne Verschweißung am äußeren Umfangsabschnitt zwischen
der Stützplatte 16 und
dem Halteplattenabschnitt 10 angeordnet werden. Der Montageabschnitt 20,
der aus der Stützplatte 16 und
dem Halteplattenabschnitt 10 besteht, die miteinander in
Kontakt stehen, wird in den Nutabschnitt 51 des Gehäuses 50 eingebaut.
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3 ist
eine Draufsicht der rechten Hälfte der
Streifenbürstendichtung 2 aus 1. 4 ist eine
vergrößerte Ansicht
eines Teiles von 3. Zusätzlich ist 5 eine
Draufsicht, die einen Teil des Befestigungsabschnitts in der Streifenbürstendichtung 2 aus 3 zeigt.
Wie 3 zeigt, ist eine Vielzahl von dünnen Dichtstreifen 3 mit
rechteckiger Form, die relativ zu der Drehrichtung N der Welle 60 in
einem Winkel angeordnet sind, entlang der Durchmesserfläche der
Drehwelle 60 dicht aufgestapelt, so dass sie einen ringförmigen Körper bilden.
Die Seitenfläche
des Befestigungsabschnitts 4 der Streifenbürstendichtung 2,
wie in 4 und 5 gezeigt, ist entlang der Linie
verschweißt,
die die Kämme
der Vorsprünge 5 verbindet,
und zwei Linien von Verbindungsbrücken 7 werden gebildet
(es sei angemerkt, dass die Verbindungsbrücke 7 in 4 nach
rechts verläuft
und in 5 nach links).
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Die
auf den angeordneten Oberflächen
in 1 bis 6 angeordneten Vorsprünge 5 überspannen
die volle Breite des Befestigungsabschnitts 4 in gerader
Weise. Die auf diese Weise angeordneten Vorsprünge 5 werden als ein
Beispiel von Vorsprüngen 5 als
durchgehende Vorsprünge 5A bezeichnet.
Wenn die Vorsprünge 5 zumindest
an den beiden Enden des Befestigungsabschnitts 4 angeordnet
sind, wird das Verschweißen
der Vorsprünge an
den Seitenrändern
des Befestigungsabschnitts 4 ermöglicht, ohne dass Vorsprünge zwischen
den Rändern
vorliegen. Ferner können
die Vorsprünge 5 nicht
nur durch Biegen, sondern auch durch alternative Abscheidungsverfahren
einschließlich
chemischer Prozesse, wie zum Beispiel Ätzung oder Abscheidung, hergestellt
werden.
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Was
die Höhe
der durchgehenden Vorsprünge 5A in 6 betrifft,
ist ein erster durchgehender Vorsprung 5A1, bei dem es
sich um den äußersten handelt,
größer ausgeführt als
ein zweiter durchgehender Vorsprung 5A2, der radial innerhalb
angeordnet ist, so dass die Anordnung der einzelnen Dichtstreifen 3 zu
einer Ringform zu einem festgelegten Spaltabstand zwischen aufeinander
folgenden Dichtstreifen 3 an dem freien Endabschnitt 15 führt. Das heißt, dass
eine bevorzugte Situation des festgelegten Spaltabstands dergestalt
ist, dass aufeinander folgende Dichtstreifen 3 an ihren
freien Randabschnitten 15 leicht aneinander anliegen oder einen
winzigen Spaltabstand dazwischen einhalten. Da der festgelegte Spaltabstand
durch Auswählen der
Höhe der
Vorsprünge 5 gemäß dem inneren
und dem äußeren Durchmesser
der Streifenbürstendichtung 2 eingestellt
werden kann, kann die Anordnung der Dichtbürsten 3 mit einem
dazwischenliegenden Spalt ohne weiteres durchgeführt werden.
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6 zeigt
eine Schrägansicht
einer ringförmig
angeordneten Streifenbürstendichtung 2 vor
der Vollendung der Montage, die wie 3 nach der
Vollendung erscheint. Die linke Zeichnung in 6 zeigt, wie
die Streifenbürstendichtung 2 angeordnet
ist, während
die rechte Zeichnung ein einzelnes Stück eines Dichtstreifens 3 zeigt.
Einzelne Dichtstreifen 3, wie in der rechten Zeichnung
dargestellt, werden nacheinander an dem in der linken Zeichnung
gezeigten Segmentblock der Streifenbürstendichtung 2 platziert.
Der Befestigungsabschnitt 4 enthält zwei Linien von durchgehenden
Vorsprüngen 5A,
die aus dem ersten durchgehenden Vorsprung 5A1 und dem zweiten
durchgehenden Vorsprung 5A2 bestehen, von welchen jeder
durch Biegen hergestellt ist, um eine vorspringende Rippe auf der
angeordneten Oberfläche
zu bilden. Die durchgehenden Vorsprünge 5A haben einen
Querschnitt eines Kreisbogens oder Halbkreises.
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Die
Breite des Befestigungsabschnitts 4 ist größer eingestellt
als die des Dichtungsabschnitts 6, so dass der gesamte
Dichtstreifen 3 "T"-förmig ist. Die
Höhenabmessung
des ersten durchgehenden Vorsprungs 5A1 in dem Befestigungsabschnitt 4 ist mit "H" bezeichnet. Ferner ist die Höhenabmessung des
zweiten durchgehenden Vorsprungs 5A2 kleiner ausgeführt als "H" des ersten durchgehenden Vorsprungs 5A1.
Ein Spaltabstand zwischen den aufeinander folgend angeordneten Oberflächen in
dem Befestigungsabschnitt 4 hat eine Abmessung "H" und ein Spalt zwischen den Oberflächen an
dem freien Rand 15 des Dichtstreifens 3 ist so
angeordnet, dass die Oberflächen
miteinander leicht in Kontakt oder in enge Nähe zueinander kommen. Diese
Wahl der Abmessungen hinsichtlich des Spalts zwischen den angeordneten
Oberflächen
der Dichtstreifen 3 ermöglicht
die elastische Verformung des Dichtstreifens 3.
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Der
Neigungswinkel des Dichtstreifens 3 wird auf der Grundlage
der Drehzahl der Welle 60, der Größe der Auslenkungen der Welle 60 und
der Vibrationen der Welle 60 bestimmt. Der für die Streifenbürstendichtung 2 in 3 gewählte Winkel
wird als ein Beispiel angenommen. Der Winkel des Dichtstreifens 3 liegt
im Bereich von 30 bis 45° relativ
zur Radialrichtung. Auch hat der Dichtstreifen 3 eine rechteckige
Form.
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Die
Längsabmessungen
des rechteckigen Dichtstreifens 3 sind dergestalt, dass
der Befestigungsabschnitt 4 im Bereich von 5 bis 10 mm
liegt und der Dichtungsabschnitt 13 im Bereich von 30 bis 50
mm liegt. Ferner liegt die Breite des rechteckigen Bereichs von
3 bis 10 mm. Die Dicke des Dichtstreifens 3 im Einsatz
liegt im Bereich von 0,05 bis 0,5 mm, bevorzugt von 0,08 bis 0,3
mm. Diese Abmessungen werden in Abhängigkeit von der Größe der Streifenbürstendichtung 1 bestimmt,
und eine größere Bürstendichtung 1 erfordert
entsprechend einen größeren Dichtstreifen 3.
Auch wird mit höherem
Fluiddruck notwendigerweise die Breite größer. Der Dichtstreifen 3 ist
aus Stahlblech, rostfreiem Blech, einer Legierung auf Nickelbasis,
einem Keramikblech oder dergleichen hergestellt.
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Die
Streifenbürstendichtung 2 in 7 ist
ein zweites Beispiel der vorliegenden Erfindung. Die in 7 gezeigte
Streifenbürstendichtung 2 unterscheidet
sich gegenüber
der Streifenbürstendichtung 2 aus 6 insofern,
als der Querschnitt eines durchgehenden Vorsprungs 5A der
Streifenbürstendichtung 2 eine
dreieckige Form hat. Der Querschnitt des durchgehenden Vorsprungs 5A kann
trapezförmig
gemacht werden. Dann wird die Seitenfläche des Befestigungsabschnitts 4 entlang
dem durchgehenden Vorsprung 5A verschweißt, was
einen Verbindungsabschnitt 7 bildet.
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Die
Streifenbürstendichtung 2 in 8 ist
ein drittes Beispiel der vorliegenden Erfindung. Die in 8 gezeigte
Streifenbürstendichtung 2 hat
eine ähnliche
Anordnung wie die Streifenbürstendichtung 2 in 6.
Die Streifenbürstendichtung 2 aus 8 unterscheidet
sich von der Streifenbürstendichtung 2 aus 6 insofern,
als ein erster durchgehender Vorsprung 5A1 der Streifenbürstendichtung 2 in 8 einen
Querschnitt in Form eines Bogens oder Halbkreises hat. Ferner sind
zweite Vorsprünge 5A3,
deren Querschnitt trapezförmig
oder kreisförmig
ist, an zwei seitlichen Enden des Befestigungsabschnitts 4 angeordnet.
Dann wird die Seitenfläche
des Befestigungsabschnitts 4 entlang dem ersten durchgehenden
Vorsprung 5A1 und dem zweiten Vorsprung 5A3 verschweißt, was
einen Verbindungsabschnitt 7 bildet.
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Die
Streifenbürstendichtung 2 in 9 ist
ein viertes Beispiel der vorliegenden Erfindung. Die in 9 gezeigte
Streifenbürstendichtung 2 hat
eine ähnliche
Anordnung wie die Streifenbürstendichtung 2 aus 6.
Die Streifenbürstendichtung 2 aus 9 unterscheidet
sich dadurch von der Streifenbürstendichtung 2 aus 6,
dass ein Befestigungsabschnitt 4 der Streifenbürstendichtung 2 in 9 mehr
oder weniger die gleiche Breite wie der Dichtungsabschnitt 6 hat.
Die Streifenbürstendichtung 2 aus 9 ist
vorteilhaft, wenn die Länge
und Breite des Dichtstreifens 3 relativ groß ist. Genauer
ausgedrückt
ist der Vorteil im Fall einer großen Breite beträchtlich.
Dann wird die Seitenfläche
des Befestigungsabschnitts 4 entlang dem ersten durchgehenden
Vorsprung 5A1 und dem zweiten Vorsprung 5A3 verschweißt, was
einen Verbindungsabschnitt 7 bildet.
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10 zeigt
einen Teil in der Nähe
des Befestigungsabschnitts 4 einer Streifenbürstendichtung 2,
in welcher ein Verbindungsabschnitt 7 durch Verschweißen der
beiden Seitenflächen
von Vorsprüngen 5 gebildet
ist, die an den aufgereiht angeordneten Dichtstreifen 3 angeordnet
sind (nur der Verbindungsabschnitt 7 ist nach links verlängert).
Der Dichtstreifen 3 der Streifenbürstendichtung 2 wird
durch Pressformung an der Grenze des Befestigungsabschnitts 4 und
des Dichtungsabschnitts 6 gebogen, um einen festgelegten
Winkel für
den Dichtstreifen 3 des Dichtungsabschnitts 6 zu
bilden. Der Biegewinkel des Dichtstreifens 3 des Dichtungsabschnitts 6 liegt
im Bereich von 28 bis 45° in
Bezug auf die Radialrichtung. Was den Querschnitt des durchgehenden Vorsprungs 5A betrifft,
ist die Spitze halbkreisförmig und
seine innere Form ist eine relativ verlängerte Nut.
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Die
einzelnen Dichtstreifen 3 des Befestigungsabschnitts 4 sind
entlang radialer Richtungen angeordnet. In den Vorsprüngen 5A der
auf diese Weise angeordneten einzelnen Befestigungsabschnitte 4 kommt
eine vorspringende äußere Fläche eines
der wechselseitig einander gegenüberliegenden
Vorsprünge 5A in
Eingriff mit einer konkaven inneren Oberfläche, die innerhalb der Nut
des anderen dazu passenden Vorsprungs 5A gebildet ist.
Der Eingriff an den einzelnen Vorsprüngen 5A erzeugt nicht nur
vier Linien von Schweißabschnitten
an beiden Seitenflächen,
sondern bringt auch einen Befestigungsabschnitt 4 als einen
festen, einstückigen
Körper
durch Bildung eines verschweißten
Verbindungsabschnitts 7. Bei der Streifenbürstendichtung 2 aus
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10 kann
ein Spaltabstand zwischen den angeordneten Oberflächen auf
der Seite des Dichtungsabschnitts 6 beliebig gestaltet
werden, indem die Höhenabmessung
des zweiten durchgehenden Vorsprungs 5A2 kleiner gemacht
wird als diejenige des ersten durchgehenden Vorsprungs 5A1 (siehe auch 11).
Andere Anordnungen sind weitgehend gleich wie im ersten Beispiel.
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11 ist
ein fünftes
Beispiel. 12 zeigt ein sechstes Beispiel. 13 ist
ein siebtes Beispiel. 14 schließlich ist ein achtes Beispiel.
In den in 11 bis 14 gezeigten
Streifenbürstendichtungen
bildet der Dichtungsabschnitt 6 relativ zu dem Befestigungsabschnitt 4 einen
Winkel, indem er an einem Biegepunkt zwischen dem Dichtungsabschnitt 6 und
dem Befestigungsabschnitt 4 gebogen ist. Abgesehen davon
hat die Streifenbürstendichtung 2 aus 11 eine ähnliche
Anordnung wie diejenige aus 6. Entsprechend
hat die Streifenbürstendichtung 2 aus 12 eine ähnliche
Anordnung wie diejenige aus 7, ist 13 ähnlich 8 und
ist auch 14 ähnlich 9. Die vorstehend
genannte Entsprechung jeweils zwischen 11 bis 14 und 6 bis 9 gibt
nämlich
an, dass die Form der Vorsprünge 5 für die entsprechenden
Figurenpaare mehr oder weniger gleich ist. Dann wird die Seitenfläche des
Befestigungsabschnitts 4 entlang dem ersten durchgehenden
Vorsprung 5A1, dem zweiten durchgehenden Vorsprung 5A2 oder
dem zweiten Vorsprung 5A3 verschweißt, was einen Verbindungsabschnitt 7 bildet.
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Die
mit der Streifenbürstendichtung 2 wie
in 10 bis 14 gezeigt
ausgerüstete
Streifenbürstendichtungsvorrichtung 1 hat
eine ähnliche
Anordnung wie die aus 1. Daher ist sie in den Figuren
nicht dargestellt. Eine Art des Einbaus der Streifenbürstendichtung 2 aus 10 bis 14 ist ebenfalls
mehr oder weniger gleich wie bei der Streifenbürstendichtung 2 des
ersten Beispiels. In der Streifenbürstendichtungsvorrichtung 1 ist
wie auch in 1 eine ringförmige Stützplatte 16, die einen
kleinen Abstand zu der Streifenbürstendichtung 2 bildet, an
der gegenüberliegenden
Seite in Bezug auf die Oberfläche
der Streifenbürstendichtung 2 angeordnet,
auf die der Fluiddruck wirkt. Diese Stützplatte 16 besteht
aus einem äußeren Umfangsabschnitt 16A und
einer Stützfläche 16B;
der äußeren Umfangsabschnitt 16A ist
mit dem Befestigungsabschnitt 4 der Streifenbürstendichtung 2 verbunden
und die Stützfläche 16B bietet
Unterstützung
für die
Streifenbürstendichtung 2,
wenn der Fluiddruck auf die Streifenbürstendichtung 2 wirkt.
Daher verhindert die Stützfläche 16B die
Verformung der Streifenbürstendichtung 2 gegen
den Fluiddruck und hält
einen Spaltabstand zwischen den aufgereiht angeordneten Streifenflächen aufrecht.
Die Stützfläche 16B bietet
ferner eine abdichtende Unterstützung
gegen das Fluid. Die Stützfläche 16B ist
aus einer Stahlplatte, rostfreien Platte, Kupferplatte, Aluminiumplatte
oder dergleichen hergestellt.
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Gegenüber der
Stützfläche der
Stützplatte 16,
die der Streifenbürstendichtung 2 Unterstützung gibt,
ist an der zu dem Fluid weisenden Vorderseite eine Halteplatte 10 angeordnet.
Die Halteplatte 10 hat eine Ringform, deren radiale Abmessung
kürzer ist
als die der Stützplatte 16.
Die Halteplatte 10 wirkt mit der Stützplatte 16 zusammen,
um die Streifenbürstendichtung 2 von
ihren beiden Seiten zu halten. Die Halteplatte 10 ist ebenfalls
aus einem ähnlichen Material
wie dem für
die Stützplatte 16 verwendeten hergestellt.
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Der
Verbindungsabschnitt 7, der den Befestigungsabschnitt 4 einer
Streifenbürstendichtung
verbindet, ist durch Löten,
Elektronenstrahl- oder ein alternatives Schweißverfahren einstückig gebildet.
Die radiale Länge
der Halteplatte 10 ist ausreichend, wenn sie lang genug
ist, einen Befestigungsabschnitt 4 zu bedecken und zu halten
und einen Montageabschnitt 20 zu bilden. Er kann jedoch
so ausgeführt werden,
dass er eine ähnliche
radiale Länge
wie die Stützplatte 16 hat.
In dem Fall, dass die Halteplatte 10 eine ähnliche
radiale Länge
wie die Stützplatte 16 hat,
sollte vorzugsweise ein Spaltabstand zwischen der Streifenbürstendichtung 2 und
der Halteplatte 10 angeordnet sein, so dass sich die Dichtstreifen 3 frei bewegen
können.
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Obgleich
Materialien für
die Stützplatte 16 und
die Halteplatte 10 wie vorstehend beschrieben gewählt werden
können,
sollte die Auswahl eines Materials vorzugsweise in Übereinstimmung
mit dem Wärmeausdehnungsverhältnis des
Gehäuses 50 erfolgen.
Beispielsweise können
auch eine Legierung auf Nickelbasis und ein anderes Nichteisenmetall verwendet
werden. Ferner wirken sich die Art und die Temperatur des verwendeten
Prozessfluids und andere Bedingungen in Abhängigkeit vom Anwendungsgebiet
auf den Auswahlprozess der Materialien aus.
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In 1 ist
die freie Randfläche 15 an
die Welle 60 mit einem dazwischenliegenden Spaltabstand
von annähernd
0,02 mm in der durch eine durchgezogene Linie über den vollen Umfang gezeigten
Ebene angepasst. Die punktierte Linie stellt einen Auslenkungsbereich
der Welle 60 dar. Die Streifenbürstendichtung 2 bewirkt
eine Abdichtung an dem Dichtungsabschnitt 6 gegen das Fluid.
Diese Streifenbürstendichtungsvorrichtung 1 ordnet
die Dichtstreifen 3 dergestalt an, dass die Richtung der Breite
der Streifen mit der Richtung der Einwirkung des Fluids zusammenfällt. Dies
bietet einen beträchtlichen
Widerstand gegen den Fluiddruck und von Auslenkungen der Drehwelle 60 verursachte
Kräfte werden
durch die elastische Verformung der dünnen flexiblen Streifen aufgenommen.
Daher zeigt die Streifenbürstendichtung 2 nicht
nur eine beträchtliche
Dichtfähigkeit,
sondern verhindert auch reibungsbedingten Verschleift mittels der
flexiblen Anpassung an Auslenkungen der Drehwelle 60.
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Zusätzlich kann
ein Spaltabstand zwischen den angeordneten Oberflächen an
der Seite des freien Randes 15 schmaler eingestellt werden
und die Dichtstreifen 3 sind aus dünnem Blech hergestellt. Ein
auf die Dichtstreifen 3 wirkendes Fluid induziert eine
elastische Verformung der Dichtstreifen, so dass eine Niederdruckseite
P2 verschlossen wird, was eine Abdichtung gegen das Fluid sicherstellt.
Auch verhindert die Verbindung mittels der durchgehenden Vorsprünge 5A wirksam, dass
Fluid durch den Befestigungsabschnitt 4 radial nach außen austritt.
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Nachfolgend
wird eine alternative Ausführungsform
in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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In
einer Streifenbürstendichtungsvorrichtung 1 gemäß einer
zweiten Ausführungsform
in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist ein Vorsprung 5 als
ein durchgehender Vorsprung 5A entlang der gesamten Breite
des Befestigungsabschnitts 4 angeordnet.
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In
der Streifenbürstendichtungsvorrichtung 1 in
Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform ist die Herstellung
eines halbsphärischen
Vorsprungs auf dem Dichtstreifen 3 schwierig, da der Streifen 3 sehr
dünn ist.
Auch verursacht ein Verbindungsvorgang während der Montage eine weitere
Schwierigkeit. Das Biegen eines Dichtstreifens 3 zur Erzeugung
eines durchgehenden Vorsprungs 5A kann jedoch trotz einer
dünnen
Dicke des Dichtstreifens 3 leicht durchgeführt werden.
Zusätzlich
bieten derartige durchgehende Vorsprünge 5A einen stabilen
Kontakt entlang der Breite, wenn einzelne Dichtstreifen 3 aufgereiht
angeordnet werden. Auch verhindert der Verstärkungseffekt durch das Biegen
an dem Vorsprung 5 eine thermische Verformung aufgrund
der Schweißwärme und
hält einen
Spalt zwischen den Streifen für
den Dichtungsabschnitt 6 konstant. Ferner kann das Austreten
von Fluid durch den Spalt zwischen den Streifen in radialer Richtung
nach außerhalb
der Streifenbürstendichtung 2 durch
die Verbindung an dem durchgehenden Vorsprung 5A verhindert
werden.
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Da
die in dem Befestigungsabschnitt 4 angeordneten durchgehenden
Vorsprünge 5A aufeinander
folgend angeordnet werden können,
wird wirksam verhindert, dass ein auf der Seite des Dichtungsabschnitts 6 befindliches
Fluid in Richtung des äußeren Umfangs
des Befestigungsabschnitts 4 austritt. Auf diese Weise
kann eine ringförmige
Streifenbürstendichtung 2 ohne
weiteres zusammengebaut werden und die Montagekosten können reduziert
werden, indem eine blockweise Herstellung eingeführt wird, bei welcher die gesamte
Ringform der Streifenbürstendichtung 2 in
vier oder acht gleichmäßig unterteilte
Blöcke
geteilt wird und die einzeln hergestellten und vormontierten Blöcke verbunden
und zusammengesetzt werden, um die endgültige Ringform herzustellen.
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In
einer Streifenbürstendichtungsvorrichtung 1 gemäß einer
dritten Ausführungsform
in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung befestigt ein Verbindungsabschnitt 7 einer
Streifenbürstendichtung 2 aufeinander
folgende Streifenoberflächen an
dem inneren Umfang eines Dichtungsabschnitts 6 in der Weise,
dass sie leicht aneinander anliegen oder in enge Nähe relativ
zueinander kommen.
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In
der Streifenbürstendichtungsvorrichtung 1 in
Zusammenhang mit der dritten Ausführungsform kommen dann, wenn
Dichtstreifen 3 um eine Drehwelle 60 angeordnet
werden, um eine Ringform zu bilden, aufeinander folgende Streifenoberflächen, die am
inneren Umfang des Dichtungsabschnitts 6 angeordnet sind,
leicht miteinander in Berührung
oder in enge Nähe
relativ zueinander. Wenn die Vorsprünge 5 so gestaltet
sind und verschweißt
sind, dass sie einen Verbindungsabschnitt 7 bilden, so
dass ein spezifischer Spalt zwischen den Streifen erzielt wird, kann
der Spalt zwischen den Streifen ohne weiteres auf eine kleinere
Größe eingestellt
werden. Auch wird das Verschweißen
der Vorsprünge 5,
die auf der angeordneten Oberfläche
des Befestigungsabschnitts 4 angeordnet sind, am Seitenrand
des Befestigungsabschnitts 4 vorgesehen. Das Verschweißen verursacht
daher keine Verformung der aufgereiht angeordneten Streifenoberflächen und
bildet ein einfaches Mittel der Verbindung. Folglich kann der kleine Spalt
zwischen den Streifen der Dichtstreifen 3 in dem Dichtungsabschnitt 6 die
Dichtfähigkeit
verbessern. Ferner verbessert ein sich allmählich erweiternder Spalt von
den freien Enden 15 in Richtung des Montageabschnitts 4 die
Flexibilität
des Dichtungsabschnitts 6.
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In
einer Streifenbürstendichtungsvorrichtung 1 gemäß einer
vierten Ausführungsform
in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bestehen die Vorsprünge 5 aus
einem ersten durchgehenden Vorsprung 5A1, der die Breite
des Streifens überspannt,
und einem zweiten Vorsprung 5A3, der relativ zu dem ersten
durchgehenden Vorsprung 5A1 zu der Seite des Dichtungsabschnitts 6 hin
angeordnet ist und dessen Höhe
kleiner ist als die des ersten durchgehenden Vorsprungs 5A1.
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In
der Streifenbürstendichtungsvorrichtung 1 in
Zusammenhang mit der vierten Ausführungsform verhindert der an
der äußeren Umfangseite
der einzelnen Dichtstreifen 3 angeordnete erste durchgehende
Vorsprung 5A1 ein Kippen eines Befestigungsabschnitts 4 in
Richtung der Breite, indem er mit aufeinander folgenden gegenüberliegenden Oberflächen in
Kontakt kommt. Auch der zweite Vorsprung 5A3, dessen Höhe kleiner
ist als die des ersten durchgehenden Vorsprungs 5A1, der
auf der Seite des äußeren Umfangs
der Dichtstreifen 3 angeordnet ist und mit aufeinander
folgenden gegenüberliegenden
Oberflächen
verbunden ist, ist in der Lage, einen winzigen Spalt zwischen Streifen
für die
Dichtstreifen 3 des Dichtungsabschnitts 6 aufrechtzuerhalten.
Auf diese Weise kann der winzige Spalt zwischen den Streifen des
Dichtungsabschnitts 6 die Dichtfähigkeit verbessern. Ferner
ist der in Richtung von dem freien Ende 15 zu dem Befestigungsabschnitt 4 hin
allmählich
zunehmende Spalt zwischen den Streifen wirksam in der Lage, die
Fähigkeit
der elastischen Verformung zu bieten und Verschleiß durch
Reibung aufgrund des Kontakts mit der Drehwelle 60 zu verhindern.
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In
einer Streifenbürstendichtungsvorrichtung 1 gemäß einer
fünften
Ausführungsform
in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist die Breite eines
Befestigungsabschnitts 4 größer ausgeführt als diejenige eines Dichtungsabschnitts 6.
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In
der Streifenbürstendichtungsvorrichtung 1 in
Zusammenhang mit der fünften
Ausführungsform ist
der Einbau des Befestigungsabschnitts 4 an einem zugehörigen Bauteil
erleichtert, da die Breite des Befestigungsabschnitts 4 größer ist
als diejenige des Dichtungsabschnitts 6. Wenn ferner die
Seitenflächen
der Befestigungsabschnitte 4, während Breite größer ist
als die der Dichtungsabschnitte 6, zum Zweck der Befestigung
verschweißt
werden, wird wirksam verhindert, dass die Schweißwärme die ordnungsgemäße Anordnung
der Dichtstreifen 3 beeinflusst. Ferner kann auch dann,
wenn die Breite des Befestigungsabschnitts 4 zur einfacheren
Handhabung relativ groß gemacht
wird, die Breite des Dichtungsabschnitts 6 so gewählt werden,
dass der Dichtungsabschnitt 6 eine beträchtliche Flexibilität zeigt, da
die Breite des Dichtungsabschnitts 6 gemäß dem Fluiddruck
im Einsatz beliebig gewählt
werden kann. Des Weiteren wird die Montage durch die Anordnung vereinfacht,
dass die Breite des Befestigungsabschnitts 4 größer ausgeführt werden
kann als die des Dichtungsabschnitts 6, so dass die verwendeten Dichtstreifen 3 äußerst dünn gewählt werden
können,
um die Flexibilität
der Dichtstreifen 3 weiter zu verbessern.
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Indem
der Befestigungsabschnitt 4 breiter gemacht wird als der
Dichtungsabschnitt 6 des Dichtstreifens 3, wird
nicht nur der Einbau der Streifenbürstendichtung 2 erleichtert,
sondern es kann auch ein sicherer Einbau des Befestigungsabschnitts 4 erreicht
werden, auch wenn der Dichtungsabschnitt 6 eine schmale
Breite hat. Auch verursacht das Verschweißen an den aufeinander folgenden
Vorsprüngen 5 der
Befestigungsabschnitte 4 kaum eine ungleichmäßige Anordnung
der Dichtstreifen oder eine thermische Verformung. Folglich wird
die Dichtfähigkeit
des Dichtungsabschnitts 6 verbessert, die elastische Verformung
des Dichtungsabschnitts 6 wird gefördert und durch Kontakt mit
der Drehwelle 60 bedingter Verschleiß kann vermieden werden.
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Vorstehend
wurden bestimmte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben, wobei die Beschreibungen dieser Ausführungsformen jedoch nicht
den gesamten Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abdecken noch
die Erfindung auf die hierin aufgezeigten Aspekte einschränken, so
dass es offensichtlich ist, dass verschiedene Veränderungen oder
Modifikationen an diesen Ausführungsformen vorgenommen
werden können.
Der technische Schutzumfang der Erfindung ist durch die Patentansprüche angegeben.
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Wie
vorstehend beschrieben bietet die Bürstendichtungsvorrichtung gemäß vorliegender
Erfindung eine wirksame Abdichtung gegen ein Prozessfluid zwischen
relativ zueinander drehenden Elementen einer Maschine, wie etwa
eines Kompressors, einer Gasturbine, eines Kühlkreislaufs, einer Pumpe oder
dergleichen. Insbesondere ist die Bürstendichtungsvorrichtung als
Dichtungseinrichtung nützlich, die
den Verschleiß von
Kontaktoberflächen
mittels der Flexibilität
verhindert, die der Dichtungsabschnitt aufweist, wenn der Dichtungsabschnitt
einer Gleitbewegung relativ zu der Drehwelle ausgesetzt ist.