DE69107944T2

DE69107944T2 - Verfahren und Vorrichtung für die Statoranordnung einer rotierenden Maschine.

Info

Publication number: DE69107944T2
Application number: DE69107944T
Authority: DE
Inventors: Allen W Brown; Raymond A Wolf
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1991-09-19
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2011-09-20
Also published as: EP0478494A1; JPH04279734A; US5281089A; IE913106A1; IE67360B1; EP0478494B1; DE69107944D1; JP3213623B2

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Statorbaugruppe für eine Strömungsmaschine, die einen Strömungsweg für Arbeitsgase begrenzt, welcher sich durch die Maschine erstreckt. Mehr insbesondere, die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtvorrichtung in der Statorbaugruppe, die ein wabenartiges Material benachbart zu dem Strömungsweg hat, und auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Dichtvorrichtung. Die Erfindung ist zwar auf dem Gebiet der Axialströmungsmaschinen entwickelt worden, die einen Strömungsweg für Arbeitsgase haben, die Erfindung ist jedoch bei jeder Maschine anwendbar, die einen Strömungsweg für heiße Gase hat.

Stand der Technik

Eine Axialströmungsmaschine wie ein Gasturbinentriebwerk für ein Flugzeug ist ein Beispiel einer Maschine, die einen Strömungsweg fur heiße Gase hat, welcher durch ein Dichtungsgebilde begrenzt wird. Ein solches Triebwerk hat üblicherweise einen Verdichtungsabschnitt, einen Verbrennungsabschnitt und einen Turbinenabschnitt. Ein ringförmiger Strömungsweg für Arbeitsgase erstreckt sich axial durch die Abschnitte des Triebwerks. Eine Statorbaugruppe erstreckt sich axial durch das Triebwerk und umfangsmäßig um den Strömungsweg, um den Strömungsweg für Arbeitsgase zu begrenzen.
Eine Rotorbaugruppe erstreckt sich axial durch das Triebwerk. Die Rotorbaugruppe hat Kränze von Laufschaufeln in dem Turbinenabschnitt. Jede Laufschaufel erstreckt sich nach außen über den Arbeitsgasströmungsweg, um Arbeit aus den Arbeitsgasen zu empfangen und die Rotorbaugruppe iim ihre Achse anzutreiben. In dem Verdichtungsabschnitt hat die Rotorbaugruppe Verdichterlaufschaufeln, die sich radial nach außen über den Arbeitsgasströmungsweg erstrecken. Diese Laufschaufein werden benutzt, um die ankommenden Arbeitsgase zu verdichten.
Die Statorbaugruppe hat Kränze von Dichtvorrichtungen, die um die Rotorbaugruppe in dem Verdichtungsabschnitt und in dem Turbinenabschnitt angeordnet sind. Diese Dichtvorrichtungen könnten radial nach außen oder radial nach innen zu dem Arbeitsgasströmungsweg gerichtet sein. Die Dichtvorrichtungen blockieren die Leckage von Arbeitsgasen zwischen der Rotorbaugruppe und der Statorbaugruppe, z.B. vorbei an den Spitzen der Laufschaufeln, um den Wirkungsgrad des Triebwerks aufrechtzuerhalten.
Durch mehrere Faktoren wird der Entwurf einer Dichtvorrichtung für den Turbinenabschnitt beeinflußt.
Die Dichtvorrichtung muß die hohen Temperaturen des Turbinenabschnitts sowie eine zerstörerische Berührung mit den Spitzen der Turbinenlaufschaufeln zulassen. Zu dieser Berührung kann es kommen, wenn Trägheitsbelastungen aufgrund von Manövern des Flugzeuges auf die Rotorbaugruppe einwirken. Darüber hinaus sollte das Verfahren zum Herstellen der Dichtvorrichtung eine hohe Ausschußrate und Nacharbeitung für die Dichtvorrichtungen vermeiden.
Eine typische Dichtvorrichtung 40, die in dem Turbinenabschnitt benutzt wird, hat ein Substrat 42 und ein wabenartiges Metallgebilde 47, das eine innerste Oberfläche 55 benachbart zu dem Kranz von Laufschaufeln 28 hat. Das wabenartige Metallgebilde ist an dem relativ starren Substrat befestigt. Das Substrat besteht üblicherweise aus Blech oder einem geschmiedeten Ring, der um die Laufschaufeln angeordnet und in Segmente unterteilt ist, um thermische Expansion und Kontraktion der Statorbaugruppe zuzulassen. Das Substrat ist seinerseits an der benachbarten Konstruktion der Statorbaugruppe abgestützt, um das Substrat und das wabenartige Metallgebilde in bezug auf den Kranz von Laufschaufeln radial zu positionieren.
Ein Beispiel eines solchen Metallgebildes 47 ist in Fig. 3 gezeigt und als Stand der Technik bezeichnet und außerdem in der EP-A-0 134 186 beschrieben, auf der die zweiteilige Form des unabhängigen Anspruchs 1 und Anspruchs 14 basiert. Das Substrat 42 hat ein stromaufwärtiges Ende 49 und ein stromabwärtiges Ende 50, die das Substrat in die Lage versetzen, die benachbarte Statorkonstruktion des Triebwerks zu erfassen. Das Substrat hat eine Referenzachse As. Eine erste Oberfläche 44 erstreckt sich in bezug auf die Achse As axial und hat die Form eines kegelstumpfförmigen, bogenförmigen Segments. Eine zweite Oberfläche 46 erstreckt sich unter einem stumpfen Winkel Alpha zu der ersten Oberfläche in einer Richtung, die zu der Achse As im wesentlichen parallel ist. Die zweite Oberfläche hat die Form eines zylindrischen Segments.
Zwei separate Streifen wabenartigen Materials sind mit dem Substrat verbunden: ein Stück Wabe 47a ist mit der kegelstumpfförmigen Oberfläche verbunden; das andere Stück Wabe 47b ist mit der zylindrischen Oberfläche verbunden.
Sehr wenige Probleme ergaben sich bei dem Befestigen des zylindrisch geformten Teils der Wabe an der zylindrisch geformten Oberfläche des Substrats. Viele Probleme ergaben sich bei dem Befestigen des kegelstumpfförmigen Wabenstückes an der kegelstumpfförmigen Oberfläche der Dichtvorrichtung. Insbesondere kam es zur Delamination des Wabenmaterials von dem Substrat in dem Gebiet der Wabe, das die größte radiale Höhe von der Achse As hatte, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Diese Delamination trat bei dem fertigen Gegenstand auf, der zuerst geschweißt und dann verbunden wurde.
Die Fabrikation des Teils beinhaltete üblicherweise zwei Schritte. Der erste Schritt bestand darin, das Wabengebilde mit dem Substrat zu verschweißen, z.B. durch Widerstandsschweißung, obgleich auch eine WIG-Heftschweißung benutzt werden könnte. Das machte es erforderlich, das Wabengebilde gegen das Substrat zu drängen, um zu gewährleisten, daß ein guter Kontakt zwischen dem Wabengebilde und dem Substrat vorhanden war. Üblicherweise wurde eine spezielle Spannvorrichtung benutzt, um das Wabengebilde in bezug auf das Substrat in der axialen Richtung festzulegen. Nach dem Verbinden zeigte es sich, daß eine Delamination des Wabengebildes von dem Substrat oft an der kegelstumpfförmigen Oberfläche auftrat.
Demgemäß haben Wissenschaftler und Ingenieure, die unter der Leitung der Anmelderin arbeiten, danach getrachtet, das Problem der Delamination zu lösen und ein Verfahren zum Verbinden eines Wabengebildes mit der kegelstumpfförmigen Oberfläche zu entwickeln, welches das Ausmaß, in welchem eine Delamination während des Fertigungsprozeßes auftritt, reduziert und außerdem die Notwendigkeit einer speziellen Spannvorrichtung für das Wabengebilde reduziert.

Darstellung der Erfindung

Zum Lösen dieses Problems schafft die Erfindung eine Strömungsmaschine mit einer Dichtvorrichtung, ein Verfahren zum Herstellen der Dichtvorrichtung und eine Dichtvorrichtung für eine Strömungsmaschine, wie es in den Ansprüchen 1, 7 bzw. 14 definiert ist.
Die Erfindung basiert zum Teil auf der Erkenntnis, daß die radiale Kraft, die auf das Wabengebilde ausgeübt wird, um es in Kontakt mit der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Substrats zu drängen, übermäßig enge Toleranzen für eine akzeptable Fehlanpassung (d.h. weniger als ein Zehntel Millimeter (0,1 mm) oder vier Tausendstel Zoll (0,004 Zoll)) zwischen der Substratoberfläche und der gegenüberliegenden Oberfläche des kegelstumpfförmigen Wabengebildes verlangt. Wenn das Wabengebilde weiter als das eine Zehntel Millimeter oder weiter als die vier Tausendstel Zoll bei einem Substrat mit einem nominellen Radius von fünfhundertacht bis siebenhundertzweiundsechzig (508-762) Millimeter (zwanzig bis dreißig) (20-30) Zoll) beabstandet ist, muß ein unakzeptabler Wert der Kraft auf das Wabengebilde ausgeübt werden, um das Wabengebilde zu veranlassen, sich der kegeistumpfförmigen Oberfläche während des Schweißvorganges an zupassen. Das Ausüben dieses Wertes der radialen Kraft auf das Wabengebilde kann eine Deformation der Reihen von Wabenzellen in der Nähe des stromabwärtigen Endes des Wabengebildes verursachen, d.h. die Wabenzellen können sich nach außen aufweiten. Das verlangt das Ersetzen des Wabengebildes, damit im Ergebnis eine zufriedenstellende aerodynamische Leistung erzielt wird.
Wenn der Spalt zwischen dem Wabengebilde und dem Substrat ein Zehntel Millimeter (0,1 mm) oder vier Tausendstel Zoll (0,004 Zoll)) übersteigt, verursacht das Ausüben von zusätzlicher Kraft, um das Wabengebilde dem Substrat anzupassen, zwei andere verwandte Probleme. Erstens, es gibt eine Tendenz des Wabengebildes, sich auf der kegelstumpfförmigen Oberfläche nach unten zu verschieben, was zu Positionierproblemen führt. Das verlangt eine zusätzliche Spannvorrichtung. Die Verwendung der Spannvorrichtung erhöhte die Einrichtzeit, die erforderlich war, um den Schweißvorgang auszuführen. Zweitens, ein Teil des Wabengebildes ist auf Zug beansprucht. Dieser Zug resultiert aus der großen Verbiegung des radial hohen Teils des Wabengebildes, die benötigt wird, um den Kontakt des Wabengebildes mit dem Substrat hervorzurufen, wenn die Schweißung an dem Wabengebilde hergestellt wird. Demgemäß wird das radial hohe Ende des Wabengebildes auf Zug beansprucht, was dazu tendiert, das Wabengebilde von dem Substrat wegzuziehen. Der Zugspannung wirkt die Stärke der Schweißung entgegen, die das Wabengebilde in Position hält. Diese Schweißung würde bei Raumtemperatur und bei normalen Triebwerksbetriebstemperaturen halten.
Die Anmelder haben herausgefundenn, daß die auf Zug beanspruchte Schweißung bei der Verbindungstemperatur ein Problem war. Nach dem Einbringen des Substrats und des Wabengebildes in den Verbindungsofen und dem Erhitzen des Wabengebildes auf die für den Verbindungsprozeß erforderliche Temperatur erweichte die Schweißung, was gestattete, das Wabengebilde von dem Substrat wegzuziehen und das Verbindungsmaterial daran zu hindern, sich zwischen dem Wabenmaterial und dem Substrat auszubreiten. Das führte zu einer beträchtlich hohen Ausschußrate für die Dichtvorrichtungen, die durch dieses Verfahren hergestellt worden sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen einer Dichtvorrichtung für eine Strömungsmaschine, die ein Substrat hat, das zwei Oberflächen aufweist, welche dem Strömungsweg zugewandt sind und sich in der axialen Richtung unter einem stumpfen Winkel zueinander erstrecken, die Schritte: Formen eines integralen wabenartigen Metallgebildes, das eine Form hat, die den Konturen von beiden Oberflächen insgesamt angepaßt ist und eine Länge hat, welche die Enden des wabenartigen Metallgebildes auf beiden Seiten des stumpfen Winkels plaziert; Verschweißen des wabenartigen Metallgebildes mit den Oberflächen auf beiden Seiten des stumpfen Winkels, um das Metallgebilde während des Verbindungsschrittes in Position zu halten; und Verbinden des Metallgebildes mit der Oberfläche mit einer geeigneten Verbindungstechnik.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Dichtvorrichtung für eine Maschine ein Substrat mit einer Symmetrieachse und zwei der Achse zugewandten Oberflächen, die sich axial zueinander unter einem stumpfen Winkel erstrecken; und die Dichtvorrichtung hat eine Schicht aus einem integralen wabenartigen Metallgebilde, das sich über den Winkel erstreckt und mit der ersten Oberfläche des Substrats auf einer Seite des Gebietes des stumpfen Winkels verbunden ist und mit der zweiten Oberfläche des Substrats auf der anderen Seite des Gebietes des stumpfen Winkels verbunden ist.
Gemäß einer detaillierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die zweite Oberfläche zu der Achse der Dichtvorrichtung im wesentlichen parallel, und die benachbarte Seite des wabenartigen Metallgebildes ist zu der zweiten Oberfläche des Substrats im wesentlichen parallel und von der ersten und zweiten Oberfläche in dem Gebiet des stumpfen Winkels des Dichtungsteils von der ersten und zweiten Oberfläche beabstandet.
Ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung ist ein bogenförmiges Substrat, das eine kegelstumpfförmige Oberfläche und eine zylinderförmige Oberfläche hat. Die Oberflächen sind in bezug aufeinander unter einem stumpfen Winkel ausgerichtet. Die Oberflächen treffen sich in einem Gebiet stumpfen Winkels, das einen Kehlradius hat und sich zwischen den Oberflächen erstreckt. Ein weiteres Merkmal ist ein integrales (einstückiges) wabenartiges Metallgebilde, das als ein Stück an der zylinderförmigen Oberfläche und an der kegelstumpfförmigen Oberfläche des bogenförmigen Substrats befestigt ist. Das Metallgebilde ist ein integrales Gebilde, weil es axial durchgehend ist, d.h. die Stücke des Gebildes sind axial aneinander befestigt. In einer Ausführungsform ist ein Merkmal ein radialer Spalt Gr, der das wabenartige Dichtgebilde von dem Substrat auf Abstand hält. Noch ein weiteres Merkmal ist die Länge des wabenartigen Metallgebildes auf beiden Seiten des Gebietes stumpfen Winkels, das mit dem Substrat verbunden ist. In einer detaillierten Konstruktion finden sich Schweißmaterial und Verbindungsmaterial an vielen Stellen benachbart zu dem Gebiet stumpfen Winkels des Substrats sowohl auf der ersten als auch auf der zweiten Oberfläche.
Ein Hauptschritt des Verfahrens zum Herstellen der Dichtvorrichtung ist das Formen der Dichtvorrichtung durch Befestigen eines integralen wabenartigen Metallgebildes an dem Substrat an beiden Oberflächen des Substrats. Wiederum bezieht sich der Begriff "integral" auf ein wabenartiges Metallgebilde, das wie einstückig ausgebildet ist oder so in sich verbunden ist, daß es als ein Stück in dem uninstallierten Zustand frei steht. Ein solches Metallgebilde ist axial durchgehend. Das Verfahren beinhaltet die Schritte Verschweißen des wabenartigen Metallgebildes mit dem Substrat, um das Metallgebilde in seiner Lage an dem Substrat festzuhalten, und dann Verbinden des Metallgebildes mit dem Substrat. Ein weiteres Merkmal während des Schrittes des Verschweißens des wabenartigen Metallgebildes mit dem Substrat ist die zylindrisch geformte Oberfläche des Substrats, die dabei hilft, das wabenartige Metallmaterial auf dem Substrat zu tragen und zu positionieren. Nach dem Schweißvorgang ist ein weiteres Merkmal während des Verbindungsschrittes das Schweißen zwischen dem zylinderförmigen Teil des wabenartigen Metallgebildes und dem Substrat, welches den auf Zug beanspruchten Teil des kegelstumpfförmigen Abschnitts des wabenartigen Metallgebildes daran hindert, von dem Substrat weggezogen zu werden. Noch ein weiteres Merkmal beinhaltet bei einem detaillierten Verfahren den Schritt, einen Teil des wabenartigen Metallgebildes benachbart zu dem Gebiet stumpfen Winkels des Substrats zu beseitigen, um eine Berührung zwischen der Kehle des Gebietes stumpfen Winkels und dem wabenartigen Gebilde zu vermeiden.
Ein Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung ist die Einfachheit und Leichtigkeit der Herstellung einer Dichtvorrichtung und ihres Festigkeitsverbandes, der aus der Verwendung eines einzigen Stückes des wabenartigen Metallgebildes nach der vorliegenden Erfindung bei einem Substrat, das einen stumpfen Winkel hat, resultiert. Das wabenartige Metallgebilde (1) überspannt das Gebiet des stumpfen Winkels und (2) benutzt eine Oberfläche des Substrats, die zu der innersten Oberfläche des wabenartigen Metallgebildes im wesentlichen parallel ist, um den nichtparallelen Teil des Wabengebildes während und nach dem Schweißvorgang zu positionieren und zu halten. Ein weiterer Vorteil ist die Große der zugelassenen Toleranzen, die aus der Stärke der Schweißung zwischen dem mit parallelen Oberflächen versehenen wabenartigen Gebilde und dem Substrat resultiert und ein Ausmaß an Fehlanpassung zwischen dem nichtparallele Oberflächen aufweisenden Wabengebilde und dem Substrat ermöglicht Schließlich, ein Vorteil ist das gesamte Triebwerksgewicht, das aus dem Befestigen des Wabengebildes an einer kegelstumpfförmigen Oberfläche und einer zylindrisch geformten Oberfläche resultiert, im Gegensatz zu Konstruktionen, bei denen das Substrat so ausgebildet ist, daß die gesamte Oberfläche des Substrats zu der innersten Oberfläche des wabenartigen Gebildes parallel ist.
Die vorstehenden Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Lichte der folgenden ausführlichen Beschreibung des besten Weges zur Ausführung der Erfindung und der beigefügten Zeichnungen deutlicher werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Axialströmungsmaschine, bei der die Statorbaugruppe teilweise weggebrochen worden ist, um einen Teil eines Strömungsweges für Arbeitsgase zu zeigen, einer Rotorbaugruppe und eines Kranzes von Dichtvorrichtungen, welcher die Rotorbaugruppe umgibt.
Fig. 2 ist eine vergrößerte perspektivische Teilansicht eines Teils der Dichtvorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist.
Fig. 3 ist eine vergrößerte schematische Querschnittansicht eines Teils eines Feldes von Dichtvorrichtungen nach dem Stand der Technik.
Fig. 4 ist eine schematische Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Dichtvorrichtung, die die Beziehung der Dichtvorrichtung zu einer Schweißelektrode und einem Erdungselement während der Fabrikation der Dichtvorrichtung zeigt.
Fig. 4A ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 4.
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht der in Fig. 4 gezeigten Dichtvorrichtung nach Vollendung der spanabhebenden Bearbeitung der Oberfläche des wabenartigen Metallgebildes.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Axialgasturbinentriebwerks 10 der Turbofan-Bauart. Das Triebwerk hat eine Drehachse Ar. Ein Verdichtungsabschnitt 12, ein Verbrennungsabschnitt 14 und ein Turbinenabschnitt 16 sind umfangsmäßig um die Achse Ar angeordnet. Der Verdichtungsabschnitt enthält einen Verdichter 18 und einen Turbofan 22. Ein primärer Strömungsweg 24 für Arbeitsgase erstreckt sich umfangsmäßig um die Achse Ar und nach hinten durch die Abschnitte des Triebwerks. Ein sekundärer Strömungsweg 26 für Arbeitsgase erstreckt sich nach hinten durch das Triebwerk außerhalb des primären Strömungsweges.
Eine Rotorbaugruppe in dem Turbinenabschnitt des Triebwerks enthält eine Rotorscheibe und mehrere Laufschaufeln, welche durch die einzelne Laufschaufel 28 repräsentiert sind und sich radial nach außen über den Arbeitsgasströmungsweg 24 erstrecken. Die Rotorbaugruppe erstreckt sich zu dem Verdichtungsabschnitt 12, um den Verdichter 18 und den Fan 22 anzutreiben.
Jede Laufschaufel hat eine Spitze 32, die mehrere Messerkantenvorsprünge 34 hat. Die Messerkantenvorsprünge erstrecken sich von der Laufschaufel radial nach außen. Die Messerkantenvorsprünge blockieren die Strömung von Arbeitsgasen um die Spitze der Laufschaufel, wenn die Gase durch die Rotorbaugruppe hindurchgehen, um die Rotorbaugruppe um ihre Drehachse Ar anzutreiben.
Eine Statorbaugruppe 36 erstreckt sich axial durch das Triebwerk, um den Arbeitsgasströmungsweg 24 zu begrenzen. Die Statorbaugruppe hat Lager (nicht dargestellt), welche die Rotorbaugruppe drehbar um die Drehachse Ar lagern. Die Statorbaugruppe hat einen Kranz von Dichtvorrichtungen, der durch die Dichtvorrichtung 38 repräsentiert ist und sich umfangsmäßig um die Laufschaufeln in enger radialer Nähe zu den Messerkanten 34 der Laufschaufeln erstreckt.
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 hat der Kranz von Dichtvorrichtungen 38 mehrere Substrate, die durch das Substrat 42 repräsentiert sind. Jedes Substrat erstreckt sich in bezug auf eine Achse As in Umfangsrichtung. In der gezeigten Ausführungsform fällt die Achse As mit der Drehachse Ar zusammen.
Jedes Substrat 42 ist von dem benachbarten Substrat umfangsmäßig beabstandet, so daß zwischen ihnen ein Umfangsspalt Gc verbleibt. Jedes Substrat hat eine erste kegelstumpfförmige Oberfläche 44 und eine zweite, im wesentlichen zylindrisch geformte Oberfläche 46, welche dem Arbeitsgasströmungsweg zugewandt ist. Jede radiale Ebene, die die Achse As enthält und durch die Ebene R repräsentiert ist, erstreckt sich radial und axial, um die Oberfläche des Substrats bei der Linie S zu schneiden. Die radiale Ebene erstreckt sich außerdem durch die Drehachse Ar und die Achse As. Die Linie S ist an der zweiten Oberfläche (die zylindrisch geformt ist) zu den Achsen Ar, As im wesentlichen parallel. Die Linie S und die zylindrisch geformte Oberfläche werden als im wesentlichen parallel zu den Achsen Ar, As betrachtet, wenn sich der Winkel Beta der Linie S der Oberfläche in der radialen Ebene R unter einem Winkel von zehn (10) Grad oder weniger in bezug auf die Achse As erstreckt. Vorzugsweise wird der Winkel etwa fünf (5) Grad oder weniger betragen.
Die zweite Oberfläche 46 des Substrats 42 schneidet die erste Oberfläche 44 des Substrats in einem Gebiet stumpfen Winkels. Der Winkel Alpha zwischen der ersten kegelstumpfförmigen Oberfläche und der zweiten, im wesentlichen zylindrisch geformten Oberfläche ist ein stumpfer Winkel, d.h. er ist kleiner als 180 Grad, aber größer als 90 Grad. Üblicherweise wird der Winkel etwa 135 Grad bis etwa 160 Grad betragen.
Ein integrales, wabenartiges Metallgebilde 48 ist an der ersten und zweiten Oberfläche 44, 46 des Substrats befestigt. Der Begriff "wabenartiges Metallgebilde" beinhaltet jedes Gebilde, das aus metallischem Material hergestellt ist und eine Vielzahl von Rändern hat, welche die Oberflächen des Substrats berühren und das eine Vielzahl von Hohlräumen hat, um Arbeitsgase einzuschließen und die Passage der Arbeitsgase vorbei an der Arbeitsseite des Gebildes zu blockieren. Die Konstruktion kann aus den Streifen von metallischem Material geformt sein, die miteinander verbunden sind, um eine leichte Konstruktion od.dgl. zu bilden. In der gezeigten besonderen Ausführungsform ist das integrale wabenartige Metallgebilde ein Wabenmaterial des Typs, wie er üblicherweise in Gasturbinentriebwerken benutzt wird und der üblicherweise als Wabengebilde bezeichnet wird. Das Wabengebilde besteht aus Metallstreifen, die miteinander verbunden sind, um sechseckige Zellen 52 zu bilden. Jede Zelle hat eine axiale Länge L.
Das Wabengebilde hat eine äußerste Oberfläche 54, die dem Substrat angepaßt ist, und eine innerste Oberfläche 56, die der Achse As zugewandt ist. Die innerste Oberfläche 56 ist zu der zweiten Oberfläche 46 des Substrats im wesentlichen parallel, d.h. Linien in der radialen Ebene R auf den Oberflächen schneiden sich unter einem Winkel Beta, der kleiner als zehn (10) Grad und vorzugsweise kleiner als fünf (5) Grad ist. Es dürfte klar sein, daß die innerste Oberfläche eine abgestufte Kontur haben kann, die nach der Herstellung zu der Oberfläche des Wabengebildes spanabhebend bearbeitet wird. Aus aerodynamischen und baulichen Gründen erstrecken sich die Wabenzellen radial.
Das Wabengebilde 48 erstreckt sich über das Gebiet stumpfen Winkels des Substrats 42 und zwischen der ersten Oberfläche 44 und der zweiten Oberfläche 46. Die Befestigung der äußersten Oberfläche des integralen Wabengebildes an der zweiten Oberfläche hält das Wabengebilde in seiner Lage auf der zweiten Oberfläche fest und hilft beim Festhalten desselben auf der ersten Oberfläche benachbart zu dem Gebiet stumpfen Winkels des Wabengebildes.
Fig. 4 ist eine schematische repräsentative Darstellung der Dichtvorrichtung 38 nach Fig. 2 während der Herstellung der Dichtvorrichtung. Fig. 4 zeigt die Beziehung des Wabengebildes 48 zu dem Substrat 42 und die Beziehung der Dichtvorrichtung als Ganzes zu einer Schweißelektrode 62 und Erdungsmaterial 64. Im folgenden wird deutlich werden, daß die Wabenzellen mit der ersten Oberfläche 44 und mit der zweiten Oberfläche 46 sowohl verschweißt als auch verbunden werden, z.B. durch Hartlöten.
Das Verfahren zum Herstellen der Dichtvorrichtung beinhaltet das Herstellen des Substrats 42 mit den abgewinkelten Oberfläche 44, 46, wie es mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben worden ist. Das kann durch Schmieden oder spanabhebendes Bearbeiten eines Ringes erfolgen. Alternativ kann das Substrat aus Blechstreifen hergestellt werden, die aneinander befestigt werden. In jedem Fall hat das Substrat eine erste Oberfläche 44, die sich in bezug auf die Achse As axial erstreckt, und eine zweite Oberfläche 46 unter einem stumpfen Winkel zu der ersten Oberfläche, wie weiter oben beschrieben.
Das integrale, wabenartige Metallgebilde 48 wird so hergestellt, daß es eine innerste Fabrikationsoberfläche 56 hat, die zu der zweiten Oberfläche 46 im wesentlichen parallel ist. Die Oberflächen sind im wesentlichen parallel, wenn die radiale Ebene R Schnittlinien mit der innersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche so bildet, daß die Oberflächen unter einem Winkel Beta von zehn (10) Grad oder weniger und vorzugsweise in dem Bereich von weniger als fünf (5) Grad sind. Das integrale Wabengebilde hat eine äußerste Oberfläche 54, die der ersten Oberfläche 44 und der zweiten Oberfläche 46 des Substrats 42 insgesamt angepaßt ist. Das integrale Gebilde ist in einem Stück hergestellt oder wirkt als ein Stück, so daß das Befestigen des integralen Gebildes an einer Stelle notwendigerweise den übrigen Teil des Gebildes an axialer Bewegung an einer zweiten Stelle hindert.
Nachdem das integrale wabenartige Metallgebilde geformt worden ist, wird die Elektrode 62 an der innersten Oberfläche 56 angeordnet, und das Erdungsmaterial 64 wird an dem Substrat 42 angeordnet. Die Elektrode übt eine Kraft auf das integrale Wabengebilde 48 aus, welche das Wabengebilde gegen das Substrat drängt. Die äußerste Oberfläche des Wabengebildes paßt sich der ersten und zweiten Oberfläche an, wodurch das Gebilde in der axialen Richtung festgelegt wird. Die drängende Kraft wirkt nahezu normal (rechtwinkelig) zu der zweiten, im wesentlichen zylindrischen Oberfläche 46 und unter einem Winkel zu der kegelstumpfförmigen Oberfläche 44. Der Kegelwinkel der Oberfläche 44 veranlaßt das Substrat, eine radiale Kraftkomponente und eine axiale Kraftkomponente auf das Wabengebilde auszuüben. Das ergibt guten elektrischen Kontakt mit beiden Oberflächen, kann aber eine gewisse örtliche Verbiegung des Wabengebildes auf der konischen Oberfläche verursachen. Zum Beispiel, wenn das stromaufwärtige Ende 66 und das stromabwärtige Ende 68 des Wabengebildes 48 radial vorstehen, wenn auch nur geringfügig, wird das axiale Zentrum durch die radiale Kraftkomponente der Elektrode nach innen ausgelenkt. Das verursacht radialen Zug in dem Wabengebilde, weil das ausgelenkte Wabengebilde an dem Substrat befestigt ist.
Die resultierende Kraftkomponente von dem Substrat her wirkt auch in der axialen Richtung auf das Wabengebilde ein und verursacht eine lokale axiale Auslenkung des Wabengebildes. Diese Auslenkung ist in der Nähe des Gebietes stumpfen Winkels des Substrats bedeutsamer, und zwar wegen der größeren radialen Höhe des Wabengebildes an dieser Stelle. Die axiale Kraftkomponente drängt auch das Wabengebilde die kegelstumpfförmige Oberfläche hinab. Die Reibungskraft, die aus der Nominalkraft und dem Schiebereibungskoeffizient an den Punkten zwischen der zylindrisch geformten Oberfläche des Substrats und dem Wabengebilde resultiert, widersetzt sich dieser Bewegung, wodurch das Wabengebilde zwangsläufig festgehalten wird, obgleich das Wabengebilde auf den kegelstumpfförmigen Oberflächen etwas in Richtung zu der Oberfläche des Substrats ausgelenkt werden kann.
Nachdem das integrale Wabengebilde das Substrat berührt, wird ein elektrischer Strom durch das Wabengebilde und das Substrat hindurchgeleitet, um das Wabengebilde an mehreren Stellen mit dem Substrat durch Widerstandsschweißung zu verbinden.
Gemäß dar Darstellung in Fig. 4A, die eine vergrößerte Ansicht eines Teils von Fig. 4 ist, hat das Substrat 42 in dem Gebiet I stumpfen Winkels eine Kehle mit einem Radius Fr. Die Kehle 72 ergibt einen gleichmäßigen Übergang zwischen der ersten Oberfläche 44 und der zweiten Oberfläche 46. Dem zylindrisch geformten Wabengebilde ist es jedoch möglich, während der Montage sich in der Kehle nach oben zu verschieben. Dadurch gelangt das Wabengebilde auf Abstand von der Oberfläche des zylindrisch geformten Substrats oder verursacht eine größere Auslenkung des Wabengebildes in der radialen Richtung, wenn das Wabengebilde in Kontakt mit der zylindrischen Oberfläche gedrängt wird. Demgemäß wird das Wabengebilde in dem Gebiet, welches dem Gebiet I stumpfen Winkels radial benachbart ist, geringfügig weggeschnitten. Das fördert das Festlegen des Wabengebildes auf dem Substrat und verhindert, daß sich das Wabengebilde in der Kehle nach oben verschiebt.
Aufgrund des guten Kontakts zwischen der zylindrisch geformten Oberfläche und des Kontakts zwischen dem Wabengebilde der kegelstumpfförmigen Oberfläche bewirkt der elektrische Strom die Verschweißung an einer Vielzahl von Stellen auf der zweiten Oberfläche 46 einschließlich eines Gebietes, welches dem Gebiet stumpfen Winkels benachbart ist, und an einer Vielzahl von Stellen auf der ersten Oberfläche 44 einschließlich eines Gebietes, welches dem Gebiet stumpfen Winkels benachbart ist. Diese Schweißungen sind während des Verbindungsprozesses wichtig.
Eine Wolfram-Inertgas-Schweißung (WIG-Schweißung) könnte statt der Widerstandsschweißung mit einer großen ebenen Elektrode benutzt werden. Vorzugsweise wird der zylindrisch geformte stromabwärtige Teil des Wabengebildes zuerst heftgeschweißt, wodurch der zylindrisch geformte Teil des Wabengebildes an dem Substrat befestigt und das Wabengebilde in bezug auf das Substrat festgelegt wird. Die Kraft, die auf die zylindrisch geformte Oberfläche ausgeübt wird, ist sowohl zu der Oberfläche des Wabengebildes als auch zu der Oberfläche des Substrats normal, was gestattet, einen größeren Druck auszuüben, um jegliche Fehlanpassung auszugleichen, die auftreten könnte, ohne daß sich die ersten wenigen Reihen von Zellen aufweiten. Anschließend wird der kegelstumpfförmige Teil durch den WIG-Prozeß heftgeschweißt. Es ist dann möglich, ein größeres Ausmaß an Druck auf das Wabengebilde nach der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu dem rein kegelstumpfförmigen Wabengebilde nach dem Stand der Technik auszuüben. Das gestattet, mehr Fehlanpassung in dem kegelstumpfförmigen Teil des Wabengebildes zuzulassen, ohne daß die Probleme auftreten, die mit dem rein konischen Wabengebilde verbunden sind, z.B. daß die ersten wenigen Reihen von Wabenzellen zu Aufweitungs- und Verschiebeproblemen tendieren. Das wird durch die Anfangsheftschweißungen des zylindrischen Teils verhindert, welcher das integrale Wabengebilde in seiner Lage festhält und das Verschieben und Aufweiten der endständigen Zellen reduziert.
Anschließend wird die aus dem Substrat 42 und dem integralen Wabengebilde 48 bestehende Dichtvorrichtung 38 in einem Verbindungsofen angeordnet. Der Verbindungsofen ist mit einer nichtoxidierenden Umgebung, z.B. einem Vakuum oder einer Innertgasatmosphäre aus Argon, Wasserstoff oder einer Kombination von Argon und Wasserstoff, versehen. Verbindungsmaterial wie AMS (Aerospace Material Specification) 4777 wird in Pulver-, Pasten- -oder Bandform an der Grenzfläche zwischen der äußersten Oberfläche 54 des Wabengebildes 48 und der ersten und zweiten Oberfläche 44, 46 des Substrats angeordnet.
Die Dichtvorrichtung 38, bei der die Schweißungen das Wabengebilde in enger Nähe von oder an dem Substrat halten, wird auf eine Temperatur von etwa dreitausendfünfhundertzweiundvierzig Grad (3542º) Celsius (neunzehnhundertfünfzig Grad (1950º) Fahrenheit) erhitzt, um ein Schmelzen und Haften des Verbindungsmaterials an dem Substrat 42 und dem integralen Wabengebilde 48 zu bewirken. An diesem Punkt in dem Prozeß erfüllen die Schweißungen ihre kritische Funktion, das Wabengebilde in seiner Lage zu halten. Die Schweißungen verhindern Delamination des Wabengebildes, denn sie nehmen die Zugspannungen in dem Wabengebilde auf, welche aus Toleranzen und Auslenkung des Wabengebildes auf der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Substrats resultieren. Die Schweißungen auf der zylindrisch geformten Oberfläche sind stabil, erfahren weniger Zugspannung und helfen den Schweißungen auf der kegelstumpfförmigen Oberfläche bei dem Aufnehmen von Zugspannungen in dem Wabengebilde, die aus Toleranzen resultieren. Das ist wichtig, weil die erhöhten Temperaturen des Verbindungsprozesses die Festigkeit der Schweißungen von beiden Oberflächen verringern und diese Zugspannungen in Kombination mit thermischen Spannungen, die aus dem Verbindungsprozeß resultieren, die Festigkeit der Schweißungen auf den konischen Oberflächen übersteigen können.
Somit halten die Schweißungen in der Nähe des Gebietes I stumpfen Winkels auf der ersten Oberfläche 44 des Substrats 42 und auf der zweiten Oberfläche 46 des Substrats das integrale Metallgebilde 48 und das Substrat zusammen, ohne daß es während des Verbindungsschrittes zur Delamination des integralen Metallgebildes von dem Substrat kommt.
Nachdem der Verbindungsschritt abgeschlossen ist, wird die Baugruppe abgekühlt und ist zur Verwendung in dem Triebwerk oder zur weiteren Verarbeitung bereit. Die weitere Verarbeitung könnte beinhalten, einen Teil des Wabengebildes wie in Fig. 5 gezeigt zu entfernen, um eine Dichtung herzustellen, die eine radiale Stufe hat.
Bei diesem Verfahren zum Herstellen der Dichtvorrichtung 38 könnte ein Substrat 42 benutzt werden, das als ein vollständiger Ring ausgebildet ist. Ein integrales Wabengebilde wird dann ebenfalls als ein Ring ausgebildet und in den Ring des Substrats eingeführt. Nach dem Verbinden werden die Ringe der Dichtvorrichtung an umfangsmäßig beabstandeten Stellen axial durchgeschnitten, um mehrere sich in Umfangsrichtung erstreckende Dichtvorrichtungen herzustellen. Alternativ kann jedes Substrat als ein bogenförmiger Teil hergestellt werden und ein bogenförmiges Stück Wabengebilde kann mit dem Substrat verbunden werden.
Bei beiden Montagemethoden werden 1) eine zylinderförmige Oberfläche in Kombination mit einer kegelstumpfförmigen Oberfläche verwendet; und 2) ein Wabengebilde, das sich zwischen beiden Oberflächen erstreckt. Das vereinfacht die Dichtvorrichtung, die aus zwei Teilen statt aus drei hergestellt wird, und macht die Fabrikation einfacher. Eine größere bauliche Festigkeit resultiert aus der Verwendung eines einstückigen Wabengebildes 48, das mit einem Substrat 42 verbunden wird, wobei das Wabengebilde eine Seite 56 hat, die zu der Substratoberfläche im wesentlichen parallel ist, und Zellen, die zu der Substratoberfläche im wesentlichen rechtwinkelig sind. Das hat zur Folge, daß eine Normalkraft auf die zylinderförmige Substratoberfläche ausgeübt wird, die als eine Festhaltekraft wirkt und sowohl ein Aufweiten der Zellen als auch eine Verschiebebewegung des Wabengebildes vermeidet. Die Schweißungen auf der zylinderförmigen Oberfläche nehmen kleine oder vernachlässigbare Montagespannungen in dem Wabenmaterial im Vergleich zu der kegelstumpfförmigen Oberfläche auf. Infolgedessen sind die Schweißungen in dem Verbindungsofen dauerhafter. Das gestattet die Verwendung von größeren Toleranzen bei dem Herstellen des Wabengebildes, wodurch die Einfachheit und Leichtigkeit der Fabrikation weiter erhöht werden, wogegen der Verlust an Teilen aufgrund von Fabrikationsfehlern und Delamination reduziert wird.
Das Substrat 42 nach der vorliegenden Erfindung hat ein geringeres Gewicht, was von einem Vorteil bei dem Triebwerkswirkungsgrad begleitet ist, insbesondere im Vergleich zu Gebilden, bei denen nur zylindrische Oberflächen benutzt werden und bei denen danach getrachtet wird, die kegelstumpfförmigen Oberflächen zu vermeiden, um Fabrikationsprobleme zu reduzieren.
Die Erfindung ist zwar mit Bezug auf detaillierte Ausführungsformen derselben gezeigt und beschrieben worden, dem einschlägigen Fachmann dürfte jedoch klar sein, daß verschiedene Änderungen hinsichtlich Form und Detail möglich sind. Wabenartiges Material umfaßt, wie ohne weiteres klar sein dürfte, jedwedes Material, das aus Metallstreifen gebildet ist, die so ausgerichtet und miteinander verbunden sind, daß sie ein Gebilde geringen Gewichts darstellen, das Hohlräume hat, welche Gase einschließen und deren Durchgang blockieren. Das Wabengebilde könnte am Anfang so ausgebildet werden, daß die innerste Oberfläche des Wabengebildes abgestuft ist. In jedem Fall ist die innerste Oberfläche, die zu der zweiten zylinderförmigen Oberfläche des Substrats benachbart ist, zu dieser Oberfläche des Substrats im wesentlichen parallel. Eine solche Konfiguration könnte WIG-geschweißt werden oder es könnte eine Widerstandsschweißelektrode benutzt werden. Wenn eine Widerstandsschweißlektrode benutzt wird, erfolgt das Schweißen in zwei Durchgängen, indem vorzugsweise zuerst die innerste Oberfläche angeschweißt wird, die mit der zylinderförmigen zweiten Oberfläche des Substrats axial ausgerichtet ist, und indem dann die innerste Oberfläche, die mit der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Substrats ausgerichtet ist, mittels Widerstandsschweißung angeschweißt wird.
Die Verwendung von einer Elektrode zum Erfassen einer innersten Oberfläche, die eine Oberfläche auf demselben Triebwerksradius hat, ermöglicht einen eingängigen Widerstandsschweißvorgang, obgleich es erforderlich ist, dem Wabengebilde in einem späteren Schritt eine abgestufte Konfiguration zu geben.
Es dürfte klar sein, daß das Wabenmaterial mit dem Substrat in dem Gebiet stumpfen Winkels sowohl mit Schweiß- als auch mit Hartlötmaterial verbunden wird. Das ergibt eine besonders gute Verbindung an dieser kritischen Stelle.

Claims

1. Strömungsmaschine mit einem ringförmigen Strömungsweg (24) für Arbeitsgase, der sich axial durch einen Teil des Triebwerks (10) erstreckt, mit

einer Rotorbaugruppe, die eine Drehachse Ar hat, wobei sich die Rotorbaugruppe axial durch das Triebwerk (10) erstreckt und mehrere Laufschaufeln (28) aufweist, welche sich radial nach außen über den Arbeitsgasströmungsweg (24) erstrecken;

einer Statorbaugruppe (36), die sich axial durch das Triebwerk (10) erstreckt, um den Strömungsweg (24) für Arbeitsgase zu begrenzen und die Rotorbaugruppe drehbar zu lagern, wobei die Statorbaugruppe (36) einen Kranz von Dichtvorrichtungen (38) aufweist, die sich in Umfangsrichtung um die Rotorbaugruppe in enger radialer Nähe zu der Rotorbaugruppe erstrecken, wobei der Kranz von Dichtvorrichtungen (38) mehrere Dichtungssubstrate (42) aufweist, von denen jedes Substrat (42) von dem benachbarten Substrat (42) in Umfangsrichtung beabstandet ist und wobei wenigstens eines der Substrate (42) hat

eine eiste kegelstumpfförmige Oberfläche (44), die dem Arbeitsgasströmungsweg (24) zugewandt ist, der sich in einer radialen Ebene R, welche die Drehachse Ar enthält, in bezug auf die Achse Ar in der axialen Richtung erstreckt, und

eine zweite, im wesentlichen zylinderförmige Oberfläche (46) die dem Arbeitsgasströmungsweg zugewandt ist und sich in der radialen Ebene R in der axialen Richtung im wesentlichen parallel zu der Drehachse Ar erstreckt und die erste Oberfläche (44) in einem Gebiet (I) stumpfen Winkels schneidet, wobei das Substrat (42) einen Winkel α zwischen der ersten kegelstumpfförmigen Oberfläche (44) und der zweiten, im wesentlichen zylinderförmigen Oberfläche (46) hat, bei dem es sich um einen stumpfen Winkel handelt,

einer wabenartigen Metallgebildeeinrichtung (48), die eine innerste Oberfläche (56) hat, welche dem Arbeitsgasströmungsweg (24) zugewandt ist und zu der zweiten Oberfläche (46) des Substrats im wesentlichen parallel ist, und eine äußerste Oberfläche (54), die an der ersten Oberfläche (44) und an der zweiten Oberfläche (46) des Substrats (42) befestigt ist, wobei sich die wabenartige Metallgebildeeinrichtung (48) über das Gebiet (I) stumpfen Winkels des Substrats (42) zwischen der ersten Oberfläche (44) und der zweiten Oberfläche (46) erstreckt,

dadurch gekennzeichnet, daß die wabenartige Metallgebildeeinrichtung (48) ein integrales, axial ununterbrochenes Gebilde (48) ist, welches sowohl an der ersten als auch an der zweiten Oberfläche (44, 46) befestigt ist, wobei die Befestigung der äußersten Oberfläche (54) des integralen wabenartigen Metallgebildes (48) an der zweiten Oberfläche (46) hilft, das integrale wabenartige Gebilde (48) an der ersten und zweiten Oberfläche (44, 46) auf beiden Seiten des Gebietes (I) stumpfen Winkels festzuhalten.

2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das integrale wabenartige Metallgebilde (48) mit der ersten Oberfläche (44) an einer ersten Stelle sowohl verschweißt als auch hartverlötet ist und mit der zweiten Oberfläche (46) an einer zweiten Stelle sowohl verschweißt als auch hartverlötet ist, wobei die Stellen dem Gebiet (I) stumpfen Winkels des Substrats (42) benachbart sind, und daß sich das axial ununterbrochene, integrale wabenartige Metallgebilde (48) zwischen der ersten und der zweiten Stelle über das Gebiet (I) stumpfen Winkels erstreckt.

3. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste Oberfläche( 54) des integralen wabenartigen Metallgebildes (48) von dem Gebiet (I) stumpfen Winkels des Substrats (42) radial beabstandet ist.

4. Stromungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wabenartige Metallgebilde ein Wabenmetallgebilde (48) ist, das eine Vielzahl von Zellen hat, wobei sich jede Zelle über eine axiale Länge L erstreckt, und daß die äußerste Oberfläche (54) des Wabenmetallgebildes (48) wenigstens auf der Länge L mit der ersten Oberfläche (44) und wenigstens auf der Länge L mit der zweiten Oberfläche (46) des Substrats (42) verbunden ist.

5. Strömungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innerste Oberfläche (56) eine abgestufte Oberfläche hat und daß beide Teile der Stufe zu der zweiten Oberfläche (46) des Substrats (42) im wesentlichen parallel sind.

6. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite Oberfläche (46) des Substrats (42) unter einem Winkel Beta zu der innersten Oberfläche (56) dem wabenartigen Metallgebildes (48) erstreckt, der kleiner als 10 Grad (10º) und vorzugsweise kleiner als fünf Grad (5º) ist.

7. Verfabren zum Herstellen einer Dichtvorrichtung (38) für eine Strömungsmaschine (10), die ein Substrat (42) hat, welches um eine Achse As angeordnet ist, wobei das Substrat (42) eine Bezugsebene R hat, die sich radial von der Achse As aus erstreckt und die Achse enthält, eine erste Oberfläche (44), die sich in bezug auf die Achse As axial erstreckt, und eine zweite Oberfläche (46) unter einem stumpfen Winkel (α) gegen die ersten Oberfläche (44) in der Bezugsebene R, wobei das Substrat (42) weiter eine Schnittstelle hat, wo sich die Oberflächen (44, 46) schneiden, und ein Gebiet (I) stumpfen Winkels an der Schnittstelle der ersten Oberfläche (44) und der zweiten Oberfläche (46), beinhaltend:

Herstellen eines integralen wabenartigen Metallgebildes (48), das axial ununterbrochen ist und das eine innerste Oberfläche (56) hat, die zu der zweiten Oberfläche (46) des Substrats (42) im wesentlichen parallel ist, und eine äußerste Oberfläche (54), die der ersten Oberfläche (44) und der zweiten Oberfläche (46) des Substrats (42) insgesamt angepaßt ist;

Drängen des integralen wabenartigen Metallgebildes (48) gegen das Substrat (42), um dadurch das integrale Metallgebilde (48) auf dem Substrat (42) so festzulegen, daß die äußerste Oberfläche (54) des Metallgebildes (48) die erste Oberfläche (44) und die zweite Oberfläche (46) des Substrats (42) berührt und sich über das Gebiet (I) stumpfen Winkels des Substrats (42) erstreckt;

Hindurchleiten eines elektrischen Stroms durch das integrale Netallgebilde (48) und das Substrat (42), um dadurch das integrale Metallgebilde (48) mit dem Substrat (42) an einer Vielzahl von Stellen auf der ersten Oberfläche (44), welche ein Gebiet benachbart zu dem Gebiet zu dem Gebiet (I) stumpfen Winkels umfassen, und an einer Vielzahl von Stellen auf der zweiten Oberfläche (46), welche ein Gebiet benachbart zu dem Gebiet (I) stumpfen Winkels umfassen, zu verschweißen;

Verbinden des integralen Metallgebildes (48) mit dem Substrat (42) mittels eines Verbindungsmediums welches an der Grenzfläche zwischen dem integralen Metallgebilde (48) und dem Substrat (42) angeordnet ist, durch 8

Erhitzen der Dichtvorrichtung (38) auf eine erhöhte Temperatur, so daß das Verbindungsmedium an dem Substrat (42) und dem integralen Metallgebilde (48) haftet;

Abkühlen der Dichtvorrichtung (38),

wobei die Schweißungen in dem Gebiet (I) stumpfen Winkels an der ersten Oberfläche (44) und an der zweiten Oberfläche (46) das integrale Metallgebilde (48) und das Substrat (42) ohne Delamination des integralen Metallgebildes (48) von dem Substrat (42) während des Verbindungsschrittes festhalten und wobei die Schweißungen an der zweiten Oberfläche (46) in den Gebiet (I) stumpfen winkels die Schweißungen an der ersten Oberfläche (44) bei dem Festhalten des integralen Metallgebildes (48) unterstützen.

8. Verfahren zum Herstellen einer Dichtvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Verbindungsmedium ein Hartlötmaterial ist.

9. Verfahren zum Herstellen einer Dichtvorrichtung nach Anspruch 7, wobei während des Schrittes des Drängens des integralen Metallgebildes (48) gegen das Substrat (42) eine Elektrode (62) gegen das integrale Metallgebilde (48) gepreßt wird, welche die äußerste Oberfläche (54) des integralen Metallgebildes (48) gegen die erste Oberfläche (44) und gegen die zweite Oberfläche (46) drängt und wobei der Schritt des Hindurchleitens des elektrischen Stroms beinhaltet, daß elektrischer Strom von der Elektrode (62) aus durch das integrale Metallgebilde (48) zu dem Substrat (42) fließt.

10. Verfahren zum Herstellen einer Dichtvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die zweite Oberfläche (46) des Substrats (42) zu der Achse As im wesentlichen parallel ist.

11. Verfahren zum Herstellen einer Dichtvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Herstellens des integralen Metallgebildes (48) den Schritt beinhaltet, einen Teil der äußersten Oberfläche (54) in dem Gebiet (I) stumpfen Winkels zu entfernen, so daß das Gebiet (I) stumpfen Winkels des Substrats (42) während des Schrittes des Festlegens des integralen Metallgebildes (48) auf dem Substrat (42) Abstand von dem integralen Metallgebilde (48) hat und so eine Berührung zwischen dem integralen Metallgebilde (48) und dem Gebiet (I) stumpfen Winkels des Substrats (42) verhindert wird.

12. Verfahren zum Herstellen einer Dichtvorrichtung nach Anspruch (7), wobei das Substrat (42) als ein Ring ausgebildet wird, das integrale wabenartige Metallgebilde (48) als ein Ring ausgebildet wird und das Verfahren nach dem Schritt des Abkühlens einen Schritt beinhaltet, in welchem die Ringe an umfangsmäßig beabstandeten Stellen axial durchgeschnitten werden, um dadurch die Dichtvorrichtung in Form von mehreren sich in Umfangsrichtung erstreckenden Dichtvorrichtungen (38) herzustellen.

13. Verfahren zum Herstellen einer Dichtvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die innerste Oberfläche (56) denselben Radius von der Achse As aus nach dem Schritt des Verbindens hat und wobei das Verfahren den Schritt beinhaltet, einen Teil des integralen Metallgebildes (48) durch spanabhebende Bearbeitung zu entfernen, wodurch eine innerste Oberfläche (56) hergestellt wird, die ein erstes Gebiet und ein zu dem ersten Gebiet axial benachbartes Gebiet hat, wobei das erste Gebiet einen anderen Durchmesser in bezug auf die Achse As als das zu dem ersten Gebiet axial benachbarte Gebiet der Dichtvorrichtung (38) hat.

14. Dichtvorrichtung für eine Strömungsmaschine (10) mit einem Strömungsweg (24) für Arbeitsgase, der sich axial durch einen Teil der Maschine (10) erstreckt, wobei die Dichtvorrichtung (38) eine Achse As hat und aufweist:

ein Substrat (42), das sich umfangsmäßig um die Achse As erstreckt, mit

einer ersten Oberfläche (44), welche in bezug auf die Achse As radial gerichtet ist und sich in der axialen Richtung unter einem Winkel in einer radialen Ebene in bezug auf die Achse As erstreckt,

einer zweiten Oberfläche (46), die in bezug auf die Achse As radial gerichtet ist und sich in der axialen Richtung unter einem Winkel in einer radialen Ebene in bezug auf die erste Oberfläche (44) erstreckt und die erste Oberfläche (44) in einem Gebiet (I) stumpfen Winkels schneidet, wobei das Substrat (42) einen stumpfen Winkel (α) zwischen der ersten Oberfläche (44) und der zweiten Oberfläche (46) hat;

eine wabenartige Metallgebildeeinrichtung (48), die eine innerste Oberfläche (56) im wesentlichen parallel zu der zweiten Oberfläche (46) hat und der Achse As zugewandt ist, und eine äußerste Oberfläche (54), die an der ersten Oberfläche (44) des Substrats (42) und der zweiten Oberfläche (46) des Substrats (42) befestigt ist, wobei sich die wabenartige Metallgebildeeinrichtung (48) über das Gebiet (I) stumpfen Winkels der Dichtvorrichtung (38) zwischen der ersten Oberfläche (44) und der zweiten Oberfläche (46) erstreckt,

dadurch gekennzeichnet, daß die wabenartige Metallgebildeeinrichtung (48) ein integrales, axial ununterbrochenes Gebilde (48) ist, das sowohl an der ersten als auch an der zweiten Oberfläche (44, 46) befestigt ist, wobei die Befestigung der äußersten Oberfläche (54) des integralen wabenartigen Metallgebildes (48) an der zweiten Oberfläche (46) das wabenartige Gebilde (48) in seiner Lage auf beiden Seiten des Gebietes (I) stumpfen Winkels festhält.

15. Dichtvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das integrale wabenartige Metallgebilde (48) Wände hat, die sich in der radialen Richtung erstrecken, welche zu der zweiten Oberfläche (46) rechtwinkelig ist.

16. Dichtvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das integrale wabenartige Metallgebilde (48) ein Wabenmetallgebilde ist.

17. Dichtvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite Oberfläche (46) des Substrats (42) unter einem Winkel Beta gegen die innerste Oberfläche (56) des Wabenmetallgebildes (48) erstreckt, der kleiner als zehn Grad (10º) und vorzugsweise kleiner als fünf Grad (5º) ist.

18. Dichtvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das integrale wabenartige Metallgebilde (48) radialen Abstand von dem Gebiet (I) stumpfen Winkels des Substrats (42) hat.

19. Dichtvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtvorrichtung (38) ein vollständiger Ring ist.

20. Dichtvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtvorrichtung (38) ein bogenförmiges Segment ist.

21. Dichtvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das integrale wabenartige Metallgebilde (48) an dem Substrat (42) in dem Gebiet (I) stumpfen Winkels des Substrats (42) befestigt ist.