DE69910951T2

DE69910951T2 - Lamellendichtvorrichtung

Info

Publication number: DE69910951T2
Application number: DE69910951T
Authority: DE
Inventors: Marc Marchi; Jean-Pierre Louis Mareix; Patrice Jean Marc Rosset
Original assignee: SNECMA Moteurs SA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2019-11-19
Also published as: EP1002972A1; JP2000161008A; FR2786222B1; EP1002972B1; CA2289813A1; US6464232B1; FR2786222A1; DE69910951D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtvorrichtung mit einer Lamelle, die die Abdichtung zwischen zwei Fluid-Zirkulationszonen gewährleisten soll. Sie ist insbesondere für Leitapparate von Turbomaschinen anwendbar, um die Abdichtung zwischen einem aerodynamischen Strömungsgang, durch den heiße Gase hindurchlaufen, und dem Gehäuse eines Leitapparats zur Kühlluftzufuhr zu gewährleisten.
Lamellendichtvorrichtungen werden häufig benutzt, um die Abdichtung zwischen zwei aneinandergrenzenden Strukturelementen in einer Turbomaschine herzustellen, in der zu beiden Seiten der Strukturelemente eine erhebliche Druckdifferenz herrscht.
Wenn die Strukturelemente eine ringförmige Gestalt haben, wie dies bei vielen Elementen von Turbomaschinen der Fall ist, werden mehrere Lamellendichtvorrichtungen mit gebogener Form benutzt und so angeordnet, daß sie miteinander Kontakt haben, so daß sie eine praktisch kontinuierliche ringförmige Dichtvorrichtung bilden, die zwischen den Strukturelementen angeordnet ist.
Die bekannten Lamellendichtvorrichtungen haben eine dünne und flexible Lamelle, die mit einem Loch ausgestattet sind, in welchem ein Zapfen gleitet, der an einem der benachbarten Strukturelemente befestigt ist.
Um die Lamelle in Dichtposition zu halten, kann die Dichtvorrichtung außerdem, wie z. B. in dem Patent FR 2 649 463 beschrieben, eine Feder aufweisen mit einem ersten Teil, der an einem der Strukturelemente montiert ist, und einem zweiten Teil, der an dem Zapfen montiert ist, der die Dichtvorrichtung trägt. Bei dieser Vorrichtung tritt das Problem auf, daß sie Leckverluste in dem Bereich des Loches aufweist, in dem der Zapfen gleitet, der die Dichtvorrichtung trägt.
Das Dokument US-A-5 797 723 zeigt eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Diese Vorrichtung sieht ebenfalls Haltezapfen vor, die durchgehende Löcher in einer Wand einer abzudichtenden Struktur erfordern.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, dieses Problem zu lösen und eine wirksame Lamellendichtvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die nicht dauerhaft an den Strukturelementen montiert ist und ein einfaches Haltesystem ohne Zapfen aufweist, leicht demontierbar ist, sich leicht herstellen läßt und die Stabilität der Dichtvorrichtung in der funktionellen Dichtposition gewährleistet.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Lamellendichtvorrichtung, die die Abdichtung zwischen einem ersten und einem zweiten Strukturelement gegenüber Fluiden ermöglichen soll, wie sie durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 definiert ist.
Das Halten der Dichtlamelle in radialer Position erfolgt vorteilhafterweise durch Haltemittel mit Laschen, die so gebogen sind, daß sie untereinander greifen.
Wenn die Dichtvorrichtung wenigstens zwei miteinander verbundene und angrenzende Dichtlamellen aufweist, weist sie darüber hinaus ein Stoß-Abdeckblech auf, das zwischen den Dichtlamellen und die Haltebügel so montiert ist, daß es die Stoßbereiche zwischen zwei aneinander angrenzenden Dichtlamellen abdeckt.
1 zeigt eine Schnittansicht eines Teils einer Turbomaschine, die ein Beispiel für die Umgebung veranschaulicht, in der die Lamellendichtvorrichtung gemäß der Erfindung eingesetzt werden kann.
Die Turbomaschine besitzt eine Brennkammer 10 und eine Hochdruckturbine 11, die aus einer oder mehreren Stufen besteht. Jede Stufe der Turbine weist eine Reihe von Turbinenleitschaufeln 12 auf sowie eine Reihe von Turbinenlaufschaufeln 13, die in bekannter Weise im Wechsel angeordnet sind. Die Hochdruckturbine wird von einer Struktur getragen, die auf der radial inneren Seite ein äußeres Gehäuse 14 der Brennkammer, einen äußeren Turbinenring 15 und ein Turbinengehäuse 16 umfaßt, die durch Schrauben miteinander verbunden sind. Auf der radial inneren Seite der Turbine ist ein inneres Gehäuse 17 der Brennkammer mit einem inneren Ring 18 der Turbine verbunden. Um die ringförmige Brennkammer zirkuliert in dem ringförmigen Raum zwischen dem Gehäuse und dem Mantel der Brennkammer Hochdruck-Kühlluft. Die Kühlluft strömt auf der stromabwärtigen Seite durch Öffnungen 19, 20, um die Leitschaufeln der Turbine zu kühlen. Um die gewünschte Kühlluftströmung in den Elementen der Turbomaschine zu erzielen, ist es notwendig, daß jedes Entweichen von Luft zwischen den Strukturelementen der Turbomaschine vermieden wird, die zwischen der Brennkammer 10 und der Stufe der Leitschaufeln 12 liegen. Zu diesem Zweck ist in dem Zwischenraum, der die zwischen der Brennkammer 10 und der Stufe der Leitschaufeln 12 liegenden Strukturelemente der Turbomaschine voneinander trennt, eine Dichtvorrichtung gemäß der Erfindung angeordnet. Die Dichtvorrichtung besitzt eine Lamelle 31 mit einem inneren Ende, das mit der Vorderwand eines äußeren Gehäuses 33 der Leitschaufeln 12 in Kontakt kommt, und einem äußeren Ende, das mit der Rückwand 34 der Brennkammer in Kontakt kommt. Die Lamelle wird durch Haltemittel gemäß der Erfindung, die weiter unten in Verbindung mit 2 bis 5 beschrieben werden, in der Dichtposition gehalten.
2 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels für die Lamellendichtvorrichtung gemäß der Erfindung.
Die Dichtvorrichtung umfaßt eine flexible Lamelle 31 zur Abdichtung zwischen zwei Strukturelementen 40, 41 sowie einen Haltebügel 42, der die flexible Lamelle axial und radial in der Dichtposition halten soll. Die flexible Lamelle ist in einem Zwischenraum, der das erste und das zweite Strukturelement 40, 41 voneinander trennt, und in einer Dichtposition angeordnet. Sie besitzt einen ersten und einen zweiten Kontaktbereich 35 bzw. 36, die sich jeweils an dem ersten bzw. dem zweiten Strukturelement 40, 41 abstützen. Der Haltebügel 42 weist einen ersten Endbereich 43 auf, der sich gegen die Dichtlamelle 31 abstützt, und einen spangenförmig gebogenen zweiten Endbereich 44, der in eine in dem zweiten Strukturelement angebrachte Nut 46 eingreift. Der zweite Endbereich 44 des Bügels 42 hält die Dichtlamelle 31 durch Klemmwirkung in der funktionellen Dichtposition. Der erste Endbereich 43 des Bügels 42 ist vorzugsweise in einer der Lamelle entgegengesetzten Richtung gekrümmt, um die Stützkraft zu erhöhen, die auf die Dichtlamelle ausgeübt wird. Der Haltebügel 42 kann vorteilhafterweise unter Vorspannung montiert sein, um eine Federwirkung zu erreichen.
Der Haltebügel 42 hält die Dichtlamelle 31 z. B. durch einen Satz von untereinander geschobenen Laschen in radialer Position.
In 2 weist die Dichtlamelle 31 in ihrem unteren Endbereich ausgestanzte und bügelförmig gebogene Laschen 37 auf, die unter Querlaschen 45 des Haltebügels 41 greifen.
3 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels einer Lamellendichtvorrichtung für eine Anwendung bei ringförmigen Strukturelementen.
Wenn die Strukturelemente ringförmig sind, werden mehrere Lamellen-Dichtvorrichtungen mit gebogener Form verwendet. Die Lamellen sind nebeneinander liegend und in Kontakt miteinander so angeordnet, daß sie eine praktisch kontinuierliche ringförmige Dichtvorrichtung zwischen den Strukturelementen bilden.
Um zu verhindern, daß zwischen zwei benachbarten Lamellen Leckverluste auftreten, weist die Dichtvorrichtung gemäß der Erfindung außerdem ein flexibles Stoß-Abdeckblech 50 auf, das zwischen den Dichtlamellen und einem Haltebügel so montiert ist, daß es den Stoßbereich zwischen den beiden benachbarten Dichtlamellen abdeckt. Die beiden benachbarten Dichtlamellen und das Stoß-Abdeckblech werden von dem Hartbbügel in ihrer axialen Position gehalten.
Der Haltebügel 42, das Stoß-Abdeckblech 50 und die Dichtlamellen 31 halten sich, z. B. durch eine Gruppe von einander untergreifenden Laschen, gegenseitig in radialer Position.
In 3, 4 und 5 besitzen die benachbarten Dichtlamellen bügelförmig gekrümmte Laschen, die unter die Querlaschen des Haltebügels greifen; das Stoß-Abdeckblech 50 besitzt zwei zu Doppelbügeln gebogene Querlaschen 51, die unter die Laschen der beiden angrenzenden Dichtlamellen greifen.
Durch das Eingreifen des Haltebügels 42 in eine in dem zweiten Strukturelement 41 angebrachte Nut 46 wird die Einheit in der funktionellen Dichtposition gehalten.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie Teile benutzt, die ausschließlich aus leicht herzustellenden, tiefgezogenen Blechen bestehen. Die so hergestellte Dichtvorrichtung ist leicht, kompakt und kostengünstig.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann insbesondere der in den Zeichnungsfiguren dargestellte Haltebügel, der schräg zu der Dichtlamelle angeordnet ist, auch parallel zu der Dichtlamelle angeordnet sein. Außerdem kann der Haltebügel vorgespannt sein oder nicht. Das System für das Halten in der radialen Position kann auch anders realisiert werden als mit Hilfe von Laschen, die untereinander greifen. Die Verwendung von Laschen ist nur ein besonders einfaches Realisierungsbeispiel, das keine zusätzlichen Teile benötigt.

Claims

Lamellen-Dichtvorrichtung zur Abdichtung zwischen einem ersten und einem zweiten Strukturelement gegenüber Fluiden, aufweisend: – wenigstens eine flexible Dichtlamelle (31), die in einer Abdichtposition in einem Raum angeordnet ist, der das erste (40) von dem zweiten (41) Strukturelement trennt, und die einen ersten (35) und einen zweiten (36) Kontaktbereich aufweist, die je auf das erste bzw. zweite Strukturelement (40, 41) drücken, – einen Haltebügel (42), der ein erstes Ende (43) aufweist, das gegen die Dichtlamelle (31) drückt, sowie ein zweites Ende (44), das spangenförmig gebogen ist und die Positionierung des Bügels (42) bezüglich des zweiten Strukturelements (41) gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite spangenförmig gebogene Ende (44) in eine Nut (46) eingreift, die in dem zweiten Strukturelement (41) vorgesehen ist, um die Axialpositionierung der Dichtlamelle (31) zu gewährleisten und die Dichtlamelle ständig in der Dichtposition zu halten, indem die Lamelle zwischen dem Bügel und dem ersten und zweiten Strukturelement zangenförmig gehalten wird.
Lamellen-Dichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlamelle (31) an ihrem unteren Ende gebogene Laschen (37) aufweist, die unter Querlaschen (45) des Bügels (42) geschoben sind, um die Radialpositionierung der Dichtlamelle zu gewährleisten.
Lamellen-Dichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltebügel (42) unter Vorspannung montiert ist.
Lamellen-Dichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens zwei miteinander verbundene und angrenzende Dichtlamellen aufweist, und daß sie darüber hinaus ein Stoss-Abdeckblech (50) aufweist, das zwischen die Dichtlamellen und die Haltebügel derart montiert ist, daß es die Stossbereiche zwischen zwei aneinander angrenzenden Dichtlamellen abdeckt.
Lamellen-Dichtvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß aneinander angrenzende Dichtlamellen bügelförmig gebogene Laschen (37) aufweisen, die unter Querlaschen (45) des Haltebügels eingeschoben sind, und dadurch, daß das Stoss-Abdeckblech (50) zwei Querlaschen (51) aufweist, die in der Form eines Doppelbügels gebogen sind und unter die Laschen (37) der von einander angrenzenden Dichtlamellen geschoben sind, um die Radialpositionierung der Dichtlamellen und des Stoss-Abdeckblechs zu gewährleisten.