EP3583300A1 - Dichtungskomponente, insbesondere zur abdichtung eines dampfraumes gegenüber der umgebung oder zweier dampfräume mit unterschiedlichen drücken sowie verwendung einer solchen - Google Patents

Dichtungskomponente, insbesondere zur abdichtung eines dampfraumes gegenüber der umgebung oder zweier dampfräume mit unterschiedlichen drücken sowie verwendung einer solchen

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EP3583300A1
EP3583300A1 EP18714164.3A EP18714164A EP3583300A1 EP 3583300 A1 EP3583300 A1 EP 3583300A1 EP 18714164 A EP18714164 A EP 18714164A EP 3583300 A1 EP3583300 A1 EP 3583300A1
Authority
EP
European Patent Office
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sealing component
support structure
sealing
base body
shaped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18714164.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Bell
Anett Bergmann
Christoph Bieniakonski
Marius Busschulte
Stephan Ernst
Bora Kocdemir
Markus Legenbauer
Adam Maguire
Michael Oehmichen
Daniel Ostwald
Ulrich Stanka
Andreas Ulma
Niclas van der Lest
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of EP3583300A1 publication Critical patent/EP3583300A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • Sealing component in particular for sealing a steam room to the environment or two steam rooms with different pressures and use of such
  • the invention relates to a sealing component, in particular for sealing a vapor space from the environment or two steam rooms with different pressures and the use of such.
  • FIG. 1 shows an example of a partial section through a valve with a valve housing 1, which is closed by a cover 2, wherein in a formed between the housing 1 and the lid 2 annular space such a metal ring 3 is inserted to seal the inner space of the valve housing 1 relative to the environment to achieve.
  • a sealing component in particular for sealing a vapor space with respect to the environment or two steam chambers with different pressures, comprising at least one ring-shaped or ring-segment-shaped, in cross-section at least substantially U-shaped main body, the two frontal walls and a the two front-side walls connecting jacket wall has up, wherein a support structure is provided within the body, which connects the two end walls together.
  • the at least one main body virtually forms the outer shell of the sealing component, which encloses the support structure at both axial edges and at the outer diameter and serves to delineate the pressure differences.
  • This is designed to be open inwardly, thus corresponds in particular to a ring (segment) -shaped hollow body which has no wall defining the inner circumferential surface. It can be an in
  • annular body or a plurality of ring-segment-shaped bodies which then preferably form a ring to form a seal assembly.
  • the supporting properties of the sealing element takes over the support structure arranged according to the invention in the at least one base body.
  • the main body can therefore be characterized by significantly lower wall thicknesses than the applicant known U-rings without support structure and the frontal walls of the body can be significantly more flexible and creep large deformations and / or locally varying creep in the area of the investment follow.
  • the support structure can also be widened in operation due to the operating pressure and thus cause an additional sealing effect.
  • the support structure arranged according to the invention within the at least one ring-shaped or ring-shaped base body may, for example, be honeycombed or lattice-shaped. Alternatively or additionally, the support structure may comprise a plurality of in particular parallel cylindrical support elements and / or tubular support elements.
  • the support structure has a plurality of elements, which are characterized by a cylindrical outer contour and are formed either as a solid or hollow body. If the support structure has cylindrical and / or tubular support elements, it is provided in particular that the one axial end of each cylindrical or tubular support element has the one end wall and the other axial end of the cylindrical or tubular support element with the other end wall of the Basic body is preferably integrally connected. In a particularly preferred embodiment, at least part of the tubular and / or cylindrical support elements extends, in particular all tubular and / or cylindrical support elements extend at least substantially in the axial direction of the ring-shaped or ring-segment-shaped main body.
  • all cylindrical or tubular support elements have the same diameter and / or the same length and / or - in the case of tubular Stützele- elements - the same wall thickness.
  • the support structure In the sealing element according to the invention, rigidity and, in particular, prestressing of the known U-rings are taken over by the support structure arranged in the interior of the main body.
  • the support structure can be biased during assembly, which causes an additional sealing effect.
  • the compression of the support structure represents a novel way of biasing.
  • Such a can via a Compression of the sealing element according to the invention, in particular by applying axial forces can be achieved from the outside on the two end walls of the body.
  • the compressibility of the support structure can be controlled, for example, via the angle or the wall thickness of elements in the support structure, for example, walls or walls defining the honeycomb or grid or the tubular and / or cylindrical support elements.
  • the sealing component according to the invention is preferably used in such a way that a higher pressure prevails in the interior of the base body, ie where the support structure is arranged, than on the outside of the base body. In operation, in particular a "puffing" of the body is caused and the sealing effect still favored.
  • the sealing element according to the invention is printed.
  • a generative or additive production method for example selective laser melting (SLM)
  • SLM selective laser melting
  • sealing component according to the invention is printed, that is manufactured by a generative production method, it is quickly available, in particular for a revision case. No conventional U-rings need to be procured or stored.
  • Another advantage is that the sealing component according to the invention can be specifically adapted to the respective chamber dimensions, so that an oversize is not required and an associated Adjustment processing is eliminated.
  • a further advantage of generative production is that pressure compensation bores can be flexibly implemented in the base body and / or in the support structure during the printing process. This can reduce the processing time, especially when using Nimonic materials.
  • the sealing component according to the invention can be used as a complete ring with a closed annular body and arranged therein support structure, or in the form of a
  • a plurality of sixteendowden ring segments each comprising a ring-segment-shaped base body having arranged therein support structure are printed.
  • a preparation of a non-closed ring but a plurality of ring segments may on the one hand be useful if the desired or required dimensioning of the (entire) ring exceeds the available pressure or processing space for the generative manufacturing. Regardless of the production by a generative process, segmentation may also be expedient for assembly reasons.
  • a particularly preferred embodiment of the sealing component according to the invention is characterized in that the support structure is formed integrally with the two end walls. This can be achieved, in particular, by using a generative production method, for example selective laser melting, for producing the sealing component according to the invention.
  • the support structure can furthermore be rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation of the at least one ring-shaped or ring-shaped base body.
  • a further embodiment is characterized in that the support structure is designed such that its rigidity varies in the axial direction.
  • the rigidity can at least in sections of a frontal Wall seen from towards the other frontal wall increase.
  • the support structure can also be designed such that its rigidity varies in the circumferential direction of the main body and / or that its rigidity varies in the radial direction.
  • the rigidity may increase or decrease at least in sections in the circumferential direction and / or radial direction.
  • a significant advantage of the sealing component according to the invention lies in the fact that its freedom of movement can be adapted flexibly in particular to the deformation behavior of the abutment by means of a stiffness of the support structure which varies in one or more directions.
  • a stiffness of the support structure which varies in one or more directions.
  • the sealing component according to the invention it is possible with the sealing component according to the invention to make it more flexible in the affected areas. deformable designed.
  • the flexible design of the sealing component according to the invention reduces the risk of leaks even with a long operating time, which is of great advantage, above all in view of ever longer inspection intervals.
  • a particularly locally limited better deformability can be achieved with a locally limited lower rigidity of the support structure.
  • At least one end wall of the body is flat, preferably both end walls are flat.
  • a support structure is arranged in the base body of the sealing component according to the invention, it can further be provided that the wall thickness of at least one end wall of the base body varies in the radial direction and / or in the circumferential direction of the base body.
  • a particularly reliable sealing effect can be achieved. kung of the sealing component according to the invention can be achieved, since the end-face (s) wall (s) can follow at nominal operation and pressure of a larger bank displacement.
  • nickel-based steel alloys especially nickel-based high-temperature steel alloys or high-alloy steels with chromium and nickel have proven successful.
  • Nimonic As an example of a nickel-based high-temperature superalloys, those known by the trade name Nimonic are mentioned, and as an example of a high alloy steel containing chromium and nickel Xi 2 CrNii 8 _ 8 . In general, depending on the operating temperature, other materials are conceivable.
  • the wall thicknesses of the end walls and / or the jacket wall are preferably in the range of 0.1 to 7 mm, particularly preferably in the range 0.1 mm to 5 mm. Other values are not excluded.
  • wall thickness or wall thicknesses of the support structure for example of cylindrical tubular support elements of these and / or walls of a honeycomb or lattice-shaped
  • Support structure this can move in particular in the range of 0.1 to 3 mm.
  • a sealing component according to the invention in a steam turbine, it has, as regards the dimensioning of the base body proved to be expedient if its outer diameter up to about 1800 mm and / or its axial extent, ie its width up to about 50 mm and / or its height, which coincides with the length of the frontal walls in cross section, with the shell wall and the radial orientation of the frontal walls being formed, until it is about 100 mm.
  • These dimensions are to be understood as examples and other values are therefore not excluded.
  • Another embodiment of the sealing component according to the invention is characterized in that at least one through-hole is provided in at least one of the two end-side walls and / or in the jacket wall.
  • the through-bore (s) is / are then used in particular as a pressure equalization hole (s).
  • the jacket wall is characterized by a wave-shaped cross section.
  • a wavy surface structure of the jacket wall offers a greater freedom of deformation than a smooth (more rigid) surface, especially when prestressing the sealing component according to the invention. Regardless of the case of the bias and the sealing effect in the axial direction in operation is increased by the fact that a greater flexibility of the jacket wall is ready because the frontal walls move more and thus better can also follow larger deformations of the investment.
  • a sealing lip extending in the circumferential direction and in particular over the entire circumference of the base body is provided on the outside.
  • Another object of the present invention is the use of at least one sealing component according to the invention for sealing a vapor space in which a vapor pressure prevails over another vapor space in which prevails a vapor pressure of various other vapor pressure, or a space with ambient pressure.
  • valves, steam turbines, boilers and pressure vessels are named as places of use, in which with a sealing component according to the invention two steam chambers are sealed off from one another or a steam space from the environment can be. Other locations are not excluded.
  • the use according to the invention is preferably such that the outside surfaces of the base body are exposed to the smaller and the inside surfaces of the base body to the greater pressure of the two spaces. If used in this way, the body becomes "bloated" by the internal greater pressure and a particularly good sealing effect can be obtained.
  • Figure 1 is a partial section through a sealed by means of a conventional U-ring valve
  • FIG. 2 shows a perspective view of a first embodiment of a sealing component according to the invention with a support structure with tubular support elements;
  • FIG 3 is an enlarged partial perspective view of the sealing component according to the invention of Figure 2, wherein the front end-side wall is shown transparent;
  • FIG. 4 shows a further enlarged perspective partial view of the sealing component according to the invention from FIG. 2,
  • Figure 5 shows a cross section through the inventive
  • FIG. 6 shows a cross section through a second embodiment of a sealing component according to the invention, which has a grid-shaped supporting structure; and 7 shows a cross section through a third embodiment of a sealing component according to the invention, which has a honeycomb-shaped support structure.
  • Figure 1 shows a metal ring 3 with U-shaped cross-section, which is used in the applicant known manner, for example for sealing the interior of a closed by a cover 2 valve housing 1 to the environment for use. It is characterized by a wall thickness of about 5 mm.
  • the forged U-ring 3 has a comparatively long delivery time and must be procured via qualified suppliers. It was provided with oversize and adapted by subsequent mechanical processing in its outer dimensions to the intermediate space defined between the valve housing 1 and cover 2 for receiving it. This can also local leakage in the range of not uniformly occurring over the circumference of the metal ring 3 creep deformations of the investment banks 4, 5 are connected to cover 2 and housing 1.
  • the sealing component 6 comprises an annular main body 7 which is substantially U-shaped in cross-section and which comprises two end-side walls 8 and a jacket wall 9 connecting the two end-side walls 8.
  • Cross-sectional shape of the base body 7 can be taken in particular of Figure 5, which has a cross section through the
  • the outer diameter of the annular base body 7 is in the illustrated embodiment about 250 mm and the Inner diameter about 190 mm.
  • the axial extent of the body, so its width amounts to about 20 mm and the radial extent in cross section, ie the height to about 30 mm.
  • the two end walls 8 are flat and have a constant wall thickness of about 1 mm.
  • the jacket wall 9 in the illustrated exemplary embodiment has a wave-shaped cross section.
  • the wall thickness of the corrugated jacket wall 9 also amounts to about 1 mm. Of course, other values are not excluded.
  • a support structure 10 is provided within the base body 7 formed by the two end walls 8 and the jacket wall 9, a support structure 10 is provided according to the invention.
  • the support structure 10 is formed by a plurality of arranged in the base body 7, in the axial direction and parallel to each other extending tubular support members 11.
  • the axial direction is to be understood as meaning a direction coinciding with the axis of rotation 12 of the annular base body 7.
  • the wall thickness of the tubular support members 11 amounts in the present case to about 0.7 mm.
  • one axial end of each support element 11 is connected to one end wall 8 and the other axial end is connected to the other end wall 8 of the main body 7.
  • the connections of support elements 11 and end walls 8 are integral. This means that the main body 7 and the support structure 10 provided therein form a one-piece component.
  • the support structure can be adjusted individually based on the wall thickness and / or the angle of inclination.
  • the angle of inclination is defined by the orientation of the support elements 11 and the frontal walls 8.
  • the support elements can also run obliquely through the base body 7, so be oriented not orthogonal to the two end walls 8.
  • the rigidity can also be influenced.
  • base body 7 and support structure 10 are due to the fact that the thief component 7 according to the invention by selective laser melting of the
  • Powder bed was produced.
  • the base body 7 and the support structure 10 were built together in layers.
  • the powder bed included a metal powder of a high-alloy steel with chromium and nickel, specifically Xi 2 CrNii 8 _ 8 or also of another suitable material. Accordingly, both the main body 7, so the frontal walls 8 and the wavy casing wall 9 and all the support structure 10 forming tubular support members 11 made of this alloy.
  • sealing lip 13 On both end walls 8 a circumferential, over the entire circumference of the base body 7 extending sealing lip 13 is also provided on the outside, which was also formed in the context of selective laser melting from the powder bed for the preparation of the sealing component 7.
  • the sealing lips 13 are shown only in the figure 4, wherein only that sealing lip 13 can be seen, which extends to the forward-facing wall 8 in FIG.
  • an identical sealing lip 13 is provided at the other, in Figure 4 rearwardly facing end wall 8 of the base body 7, an identical sealing lip 13 is provided.
  • the two sealing lips 13 extend, as can be seen in FIG. 4, near the inner circumference of the end walls 8, ie they have a diameter which only slightly exceeds their inner diameter.
  • the sealing component 6 according to the invention has a arranged in the base body 7 support structure 10, which assumes the load-bearing properties of the sealing element 6, the front-side walls 8 and the jacket wall 9 can have a significantly lower wall thickness than the U-ring 3 from FIG. 1. If instead of the U-ring 3, the sealing component 6 according to the invention is shown in FIG used in a valve to seal the interior of the housing 1 with respect to the environment with less pressure, the frontal walls 8 of the body 7 can therefore much more flexible and large creep deformations in the area of the investment banks 4, 5 to cover 2 and housing 1 follow.
  • the comparatively thin-walled main body 7 Since the comparatively thin-walled main body 7 is exposed to a greater pressure on the inside than on the outside, it “swells up", as a result of which a particularly reliable sealing effect is achieved.
  • the wave-shaped design of the jacket wall 9 thereby promotes deformation due to the inside higher pressure, since the waveform offers greater freedom of deformation than a smooth, stiffer wall.
  • the sealing component according to the invention was made by printing, specifically selective laser melting of the powder bed, it is - especially in case of revision - quickly available and does not need to be kept long. Furthermore, a required target geometry can be obtained directly. A subsequent mechanical processing, as required for a forged part with oversize eliminated. As a result of the production by a generative process also greatest possible flexibility, as far as the specific design of both the support structure 10 and the base body 7 is concerned.
  • FIGS. 6 and 7 show two further embodiments of a sealing component 6 according to the invention, wherein-as in FIG. 5 for the first exemplary embodiment-a cross section through the sealing component 6 in the region of one half is shown.
  • the two further embodiments differ from those of FIGS. 1 to 5 alone by a differently configured support structure 10.
  • the same components are provided with the same reference numerals.
  • a grid-shaped support structure 10 is provided in the base body 7.
  • the support structure 10 is rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation 12 of the base body 7.
  • the grid walls 14 of the support structure 10 are oriented parallel or orthogonal to the end walls 8.
  • Other orientations that are not parallel or orthogonal to the frontal walls 8 and / or grid walls 14 extending to each other are also possible.
  • a honeycomb-shaped support structure 10 which is also rotationally symmetrical in the circumferential direction with respect to the axis 12, is provided in the base body 7.
  • the honeycomb walls 15 of this support structure 10 another orientation than that shown is possible.
  • the sealing component is not integrally formed but comprises a plurality of segments, each having a ring segment-shaped base body having arranged therein support structure and in particular to a closed ring composed a sealing arrangement for the gap form between valve housing 1 and cover 2.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtungskomponente (6), insbesondere zur Abdichtung eines Dampfraumes gegenüber der Umgebung oder zweier Dampfräume mit unterschiedlichen Drücken, umfassend zumindest einen ring- oder ringsegmentförmigen, im Querschnitt zumindest im Wesentlichen U-förmigen Grundkörper (7), der zwei stirnseitige Wandungen (8) und eine die beiden stirnseitigen Wandungen (8) verbindende Mantelwandung (9) aufweist, wobei innerhalb des Grundkörpers (7) eine Stützstruktur (10) vorgesehen ist, welche die beiden stirnseitigen Wandungen (8) miteinander verbindet. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung einer solchen Dichtungskomponente (6).

Description

Dichtungskomponente, insbesondere zur Abdichtung eines Dampf- raumes gegenüber der Umgebung oder zweier Dampfräume mit unterschiedlichen Drücken sowie Verwendung einer solchen
Die Erfindung betrifft eine Dichtungskomponente, insbesondere zur Abdichtung eines Dampfraumes gegenüber der Umgebung oder zweier Dampfräume mit unterschiedlichen Drücken sowie die Verwendung einer solchen.
Der Anmelderin ist bekannt, dass zur Abdichtung von Dampfräumen mit unterschiedlichen Drücken oder auch zur Abdichtung eines Dampfraumes gegenüber der Umgebung Metallringe mit U- förmigem, nach innen hin offenen Querschnitt zum Einsatz kom- men. Die Figur 1 zeigt exemplarisch einen Teilschnitt durch ein Ventil mit einem Ventilgehäuse 1, das von einem Deckel 2 verschlossen ist, wobei in einem zwischen dem Gehäuse 1 und dem Deckel 2 gebildeten ringförmigen Zwischenraum ein solcher Metallring 3 eingesetzt ist, um eine Abdichtung des Innen- raums des Ventilgehäuses 1 gegenüber der Umgebung zu erzielen .
Mit derartigen U-Ringen sind vergleichsweise hohen Fertigungskosten und lange Beschaffungszeiten verbunden, die mit- unter die Länge der Revisionszeiten überschreiten. Dies insbesondere, da für die U-Ringe ausschließlich Schmiedeteile verwendet werden. Die langen Beschaffungszeiten führen dazu, dass die U-Ringe unabhängig von der Befundung vorzeitig geordert und vorgehalten werden müssen. Es ist ferner eine Quali- fizierung der Lieferanten erforderlich. Die U-Ringe müssen darüber hinaus in der Regel mit Aufmaß bereitgestellt und im Rahmen einer Revision individuell angepasst werden, was mit nicht unerheblichem Aufwand verbunden ist. Vor allem für Ringe mit großem Durchmesser werden dabei besondere Bearbei- tungsmaschinen benötigt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die U-Ringe Kriechverformungen der Anlageufer, an denen sie mit ihren Stirnseiten anliegen, und die mitunter un- gleichmäßig sind, nicht immer folgen können, was zu lokalen Leckagen, insbesondere bei transientem Betrieb, führen kann.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Dichtungskomponente bereitzustellen, welche diese Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Dichtungskomponente, , insbesondere zur Abdichtung eines Dampfraumes gegenüber der Umgebung oder zweier Dampfräume mit unterschiedlichen Drücken, umfassend zumindest einen ring- oder ringsegmentförmi - gen, im Querschnitt zumindest im Wesentlichen U- förmigen Grundkörper, der zwei stirnseitige Wandungen und eine die beiden stirnseitigen Wandungen verbindende Mantelwandung auf- weist, wobei innerhalb des Grundkörpers eine Stützstruktur vorgesehen ist, welche die beiden stirnseitigen Wandungen miteinander verbindet.
Der wenigstens eine Grundkörper bildet quasi den äußeren Man- tel der Dichtungskomponente, welcher die Stützstruktur an beiden axialen Rändern und am äußeren Durchmesser umschließt und der Abgrenzung der Druckunterschiede dient. Dieser ist nach innen offen ausgebildet, entspricht also insbesondere einem Ring (segment) -förmigen Hohlkörper, der keine die innere Mantelfläche definierende Wandung aufweist. Es kann ein in
Umfangsrichtung geschlossener, also ringförmigen Grundkörper vorgesehen sein oder eine Mehrzahl von Ringsegment-förmigen Grundkörpern, die dann bevorzugt zu einem Ring zusammengesetzt eine Dichtungsanordnung bilden.
Die tragenden Eigenschaften des Dichtungselementes übernimmt die in dem wenigstens einen Grundkörper erfindungsgemäß angeordnete Stützstruktur. Der Grundkörper kann sich daher durch deutlich geringere Wandungsstärken auszeichnen als die der Anmelderin bekannten U-Ringe ohne Stützstruktur und die stirnseitigen Wandungen des Grundkörpers können deutlich flexibler auch großen Kriechverformungen und/oder lokal variierenden Kriechverformungen im Bereich der Anlageufer folgen. Die Stützstruktur kann ferner im Betrieb aufgrund des Betriebsdruckes aufgeweitet werden und so einen zusätzlichen Dichteffekt bedingen. Die erfindungsgemäß innerhalb des wenigstens einen ring- oder ringsegmentförmigen Grundkörpers angeordnete Stützstruktur kann beispielsweise waben- oder gitterförmig ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Stützstruktur eine Vielzahl von insbesondere parallelen zylinderförmigen Stütz- elementen und/oder rohrförmigen Stützelementen umfassen. Dann weist die Stützstruktur eine Mehrzahl von Elementen auf, die sich durch eine zylinderförmige Außenkontur auszeichnen und entweder als Voll- oder Hohlkörper ausgebildet sind. Weist die Stützstruktur zylinderförmige und/oder rohrförmige Stütz - elemente auf, ist insbesondere vorgesehen, dass das eine axiale Ende jedes zylinder- oder rohrförmigen Stützelementes mit der einen stirnseitigen Wandung und das andere axiale Ende des zylinder- oder rohrförmigen Stützelementes mit der anderen stirnseitigen Wandung des Grundkörpers bevorzugt integral verbunden ist. In besonders bevorzugter Ausgestaltung erstreckt sich zumindest ein Teil der rohrförmigen und/oder zylinderförmigen Stützelemente, erstrecken sich insbesondere alle rohrförmigen und/oder zylinderförmigen Stützelemente zumindest im Wesentlichen in axialer Richtung des ring- oder ringsegmentförmigen Grundkörpers.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass sämtliche zylinder- oder rohrförmigen Stützelemente den gleichen Durchmesser und/oder die gleiche Länge und/oder - im Falle rohrförmiger Stützele- mente - die gleiche Wandstärke aufweisen.
Bei dem erfindungsgemäßen Dichtungselement werden Steifigkeit und insbesondere Vorspannung der bekannten U-Ringe von der im Inneren des Grundkörpers angeordneten Stützstruktur übernom- men. Die Stützstruktur kann beim Zusammenbau vorgespannt werden, wodurch ein zusätzlicher Dichteffekt bedingt wird. Die Kompression der Stützstruktur stellt dabei eine neuartige Möglichkeit der Vorspannung dar. Eine solche kann über ein Stauchen des erfindungsgemäßen Dichtungselementes, insbesondere durch Aufbringung axialer Kräfte von außen auf die beiden stirnseitigen Wandungen des Grundkörpers erreicht werden. Die Kompressionsfähigkeit der Stützstruktur kann beispiels- weise über den Winkel beziehungsweise die Wandungsstärke von Elementen in der Stützstruktur, beispielsweise von die Waben oder Gitter definierenden Wandungen beziehungsweise den rohrund/oder zylinderförmigen Stützelementen gesteuert werden. Je nach Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Dichtungskomponen- ten kann auch eine Stützstruktur vorgesehen werden, die sich durch eine Steifigkeit auszeichnet, die eine für den Einsatzbereich zu große Vorspannung begrenzt.
Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Dichtungskomponente der- art verwendet, dass im Inneren des Grundkörpers, also dort wo die Stützstruktur angeordnet ist, ein höherer Druck vorherrscht als außenseitig des Grundkörpers. Im Betrieb wird dann insbesondere ein "Aufblähen" des Grundkörpers verursacht und die Dichtungswirkung noch begünstigt.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung wird das erfindungsgemäße Dichtungselement gedruckt. Darunter ist zu verstehen, dass ein generatives bzw. additives Herstellungsverfahren, beispielsweises selektives Laserschmelzen (englisch: Selecti- ve Laser Melting - SLM) für die Herstellung der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente zum Einsatz kommt. Als ganz besonders geeignet hat es sich erwiesen, wenn die erfindungsgemäße Dichtungskomponente durch selektives Laserschmelzen aus dem Pulverbett gefertigt wird.
Wird die erfindungsgemäße Dichtungskomponente gedruckt, also durch ein generatives Herstellungsverfahren gefertigt, ist sie insbesondere für einen Revisionsfall schnell verfügbar. Es müssen keine konventionellen U-Ringe beschafft beziehungs- weise gelagert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die erfindungsgemäße Dichtungskomponente gezielt an die jeweiligen Kammermaße angepasst werden kann, so dass ein Übermaß nicht erforderlich ist und eine damit einhergehende Anpassungsbearbeitung entfällt. Ein weiterer Vorteil der generativen Herstellung besteht darin, dass Druckausgleichsbohrungen flexibel in den Grundkörper und/oder in die Stütz - struktur beim Druckprozess implementiert werden können. Dies kann besonders bei Verwendung von Nimonic-Werkstoffen die Bearbeitungszeit reduzieren.
Die erfindungsgemäße Dichtungskomponente kann als vollständiger Ring mit einem geschlossen ringförmigen Grundkörper und darin angeordneter Stützstruktur, oder in Form von einer
Mehrzahl von zusammenzusetzenden Ringsegmenten, die jeweils einen ringsegmentförmigen Grundkörper mit darin angeordneter Stützstruktur umfassen, gedruckt werden. Eine Herstellung eines nicht geschlossenen Ringes sondern einer Vielzahl von Ringsegmenten kann einerseits zweckmäßig sein, wenn die gewünschte, beziehungsweise erforderliche Dimensionierung des (gesamten) Ringes den zur Verfügung stehenden Druck- beziehungsweise Bearbeitungsraum für das generative Herstellen überschreitet. Unabhängig von der Herstellung durch ein gene- ratives Verfahren kann eine Segmentierung auch aus Montagegründen zweckmäßig sein.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente zeichnet sich dadurch aus, dass die Stützstruktur integral mit den beiden stirnseitigen Wandungen ausgebildet ist. Dies kann insbesondere erreicht werden, indem ein generatives Herstellungsverfahren, beispielsweise selektives Laserschmelzen, zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente zum Einsatz kommt.
Die Stützstruktur kann weiterhin rotationssymmetrisch in Bezug auf die Rotationsachse des wenigstens einen ring- oder ringsegmentförmigen Grundkörpers sein. Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Stützstruktur derart ausgebildet ist, dass ihre Steifigkeit in axialer Richtung variiert. Insbesondere kann die Steifigkeit zumindest abschnittsweise von einer stirnseitigen Wandung aus gesehen in Richtung der anderen stirnseitigen Wandung zunehmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Stütz - struktur auch derart ausgebildet sein, dass ihre Steifigkeit in Umfangsrichtung des Grundkörpers variiert und/oder dass ihre Steifigkeit in radialer Richtung variiert. Beispielsweise kann die Steifigkeit zumindest abschnittsweise in Umfangs- richtung und/oder radialer Richtung zu- oder abnehmen.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtungskom- ponente liegt darin, dass deren Bewegungsfreiheit über eine in eine oder mehrere Richtungen variierende Steifigkeit der Stützstruktur flexibel insbesondere an das Verformungsverhalten der Anlageufer angepasst werden kann. In Bereichen, in denen große Verformungen der Anlageufer zu erwarten sind, be- ziehungsweise erfahrungsgemäß stattfinden, und ein konventioneller U-Ring dem damit verbundenen lokalen Versatz nicht folgen kann, ist es bei der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente möglich, diese gezielt in den betroffenen Bereichen flexibler, verformbarer auszulegen. Durch die flexible Ge- staltung der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente wird das Risiko von Leckagen auch bei langer Betriebszeit reduziert, was vor allem in Anbetracht immer längerer Revisionsintervalle von großem Vorteil ist. Eine insbesondere lokal begrenzte bessere Verformbarkeit kann mit einer lokal begrenzten gerin- geren Steifigkeit der Stützstruktur erzielt werden.
In Weiterbildung kann ferner vorgesehen sein, dass wenigstens eine stirnseitige Wandung des Grundkörpers eben ausgebildet ist, bevorzugt beide stirnseitigen Wandungen eben ausgebildet sind.
Alternativ oder zusätzlich dazu, dass in den Grundkörper der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente eine Stützstruktur angeordnet ist, kann ferner vorgesehen sein, dass die Wandstär- ke wenigstens einer stirnseitigen Wandung des Grundkörpers in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung des Grundkörpers variiert. Über eine variable Wandungsstärke kann alternativ oder zusätzlich eine besonders zuverlässige Dichtwir- kung der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente erzielt werden, da die stirnseitige (n) Wandung (en) bei Nennbetrieb und Druck einer größeren Uferverschiebung folgen können. Als Materialien für den Grundkörper und - sofern vorhanden - die Stützstruktur haben sich nickelbasierte Stahllegierungen, insbesondere nickelbasierte Hochtemperaturstahllegierungen oder hochlegierte Stähle mit Chrom und Nickel bewährt. Als Beispiel für eine Nickel-basierte Hochtemperatur- Superlegierungen seien diejenigen genannt, die unter dem Markennamen Nimonic bekannt sind und als Beispiel für einen hochlegierten Stahl mit Chrom und Nickel Xi2CrNii8_8. Generell sind insbesondere je nach Einsatztemperatur auch andere Werkstoffe denkbar.
Was die Wandstärken von den stirnseitigen Wandungen und/oder der Mantelwandung angeht, liegen diese bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 7 mm, besonders bevorzugt im Bereich 0,1 mm bis 5 mm. Andere Werte sind jedoch nicht ausgeschlossen.
Was die Wandstärke bzw. Wandstärken der Stützstruktur angeht, beispielsweise von zylinderrohrförmigen Stützelementen dieser und/oder von Wandungen einer waben- oder gitterförmigen
Stützstruktur, kann sich diese insbesondere im Bereich von 0,1 bis 3 mm bewegen.
Insbesondere für den Fall, dass eine erfindungsgemäße Dichtungskomponente in einer Dampf -Turbine zum Einsatz kommt, hat es sich, was die Dimensionierung des Grundkörpers angeht als zweckmäßig erwiesen, wenn dessen Außendurchmesser bis zu etwa 1800 mm und/oder dessen axiale Ausdehnung, also dessen Breite bis zu etwa 50 mm und/oder dessen Höhe, die - bei eben ausgebildeten Mantelwandung und radialer Orientierung der stirnseitigen Wandungen - mit der Länge der stirnseitigen Wandun- gen im Querschnitt zusammenfällt, bis etwa 100 mm beträgt. Diese Dimensionierungen sind beispielhaft zu verstehen und andere Werte somit nicht ausgeschlossen. Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtungs- komponente zeichnet sich dadurch aus, dass in wenigstens einer der beiden stirnseitigen Wandungen und/oder in der Mantelwandung zumindest eine Durchgangsbohrung vorgesehen ist. Die Durchgangsbohrung (en) dient/dienen dann insbesondere als Druckausgleichsbohrung (en) .
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die Mantelwandung durch einen wel- lenförmigen Querschnitt auszeichnet. Eine wellige Oberflächenstruktur der Mantelwandung bietet insbesondere bei einer Vorspannung der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente eine größere Deformationsfreiheit als eine glatte (steifere) Oberfläche. Unabhängig von dem Fall der Vorspannung wird auch der Dichteffekt in axialer Richtung in Betrieb dadurch erhöht, dass eine größere Flexibilität der Mantelwandung bereitsteht, da sich die stirnseitigen Wandungen mehr bewegen und somit besser auch größeren Verformungen der Anlageufer folgen können .
In Weiterbildung kann ferner vorgesehen sein, dass an wenigstens einer, bevorzugt an beiden stirnseitigen Wandungen außenseitig eine sich in Umfangsrichtung und insbesondere über den gesamten Umfang des Grundkörpers erstreckende Dichtlippe vorgesehen ist. Durch eine beziehungsweise zwei stirnseitige Dichtlippen kann die Dichtungswirkung der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente noch weiter begünstigt werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung wenigstens einer erfindungsgemäßen Dichtungskomponente zur Abdichtung eines Dampfraumes, in dem ein Dampfdruck vorherrscht, gegenüber einem weiteren Dampfräum, in dem ein von dem Dampfdruck verschiedener weiterer Dampfdruck vorherrscht, oder gegenüber einem Raum mit Umgebungsdruck. Rein beispielhaft seien Ventile, Dampfturbinen, Kessel und Druckbehälter als Einsatzorte genannt, in denen mit einer erfindungsgemäßen Dichtungskomponente zwei Dampfräume gegeneinander bzw. ein Dampfräum gegenüber der Umgebung abgedichtet werden können. Andere Einsatzorte sind jedoch nicht ausgeschlossen .
Die erfindungsgemäße Verwendung ist bevorzugt derart, dass die außenseitigen Flächen des Grundkörpers dem kleineren und die innenseitigen Flächen des Grundkörpers dem größeren Druck der beiden Räume ausgesetzt sind. Erfolgt die Verwendung auf diese Weise, wird der Grundkörper, durch den innenliegend größeren Druck "aufgebläht" und es kann eine besonderes gute Dichtwirkung erhalten werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung dreier Ausführungs- formen der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin sind
Figur 1 ein Teilschnitt durch ein mittels eines konventionellen U-Ringes abgedichteten Ventils;
Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Aus- führungsform einer erfindungsgemäßen Dichtungskomponente mit einer Stützstruktur mit rohrförmigen Stützelementen;
Figur 3 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente aus Figur 2, wobei die vordere stirnseitige Wandung transparent dargestellt ist;
Figur 4 eine weitere vergrößerte perspektivische Teilansicht der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente aus Figur 2,
Figur 5 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße
Dichtungskomponente aus Figur 2 in schematischer Darstellung;
Figur 6 einen Querschnitt durch eine zweite Ausfüh- rungsform einer erfindungsgemäßen Dichtungskomponente, die eine gitterförmige Stützstruktur aufweist; und Figur 7 einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtungskomponente, die eine wabenförmige Stützstruktur aufweist. Die eingangs bereits erwähnte Figur 1 zeigt einen Metallring 3 mit U- förmigem Querschnitt, der in der Anmelderin bekannter Weise z.B. zum Abdichten des Innenraums eines von einem Deckel 2 verschlossenen Ventilgehäuses 1 gegenüber der Umgebung zum Einsatz kommt. Er zeichnet sich durch eine Wandstärke von etwa 5 mm aus.
Der geschmiedete U-Ring 3 hat eine vergleichsweise lange Lieferzeit und muss über qualifizierte Lieferanten beschafft werden. Er wurde mit Übermaß bereitgestellt und durch nach- trägliche mechanische Bearbeitung in seinen Außenmaßen an den zwischen dem Ventilgehäuse 1 und Deckel 2 definierten Zwischenraum für dessen Aufnahme angepasst. Mit diesem können ferner lokale Leckagen im Bereich von nicht gleichmäßig über den Umfang des Metallrings 3 auftretenden Kriechverformungen der Anlageufer 4, 5 an Deckel 2 und Gehäuse 1 verbunden sein.
Mit der erfindungsgemäßen Dichtungskomponente 6 werden diese Nachteile zuverlässig vermieden. Eine erste Ausführungsform einer solchen ist perspektivisch in Figur 2 dargestellt. Die Figuren 3 und 4 zeigen vergrößerte perspektivische Teilansichten dieser Dichtungskomponente 6 und in der Figur 5 ist ein Querschnitt durch diese schematisch dargestellt. Die Dichtungskomponente 6 umfasst einen ringförmigen und im Querschnitt im Wesentlichen U- förmigen Grundkörper 7, der zwei stirnseitige Wandungen 8 und eine die beiden stirnseitigen Wandungen 8 verbindende Mantelwandung 9 umfasst. Die
Querschnittsform des Grundkörpers 7 kann insbesondere der Figur 5 entnommen werden, die einen Querschnitt durch den
Grundkörper 7 im Bereich einer Hälfte der Dichtungskomponente 6 zeigt.
Der Außendurchmesser des ringförmigen Grundkörpers 7 beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 250 mm und der Innendurchmesser etwa 190 mm. Die axiale Ausdehnung des Grundkörpers, also dessen Breite beläuft sich auf etwa 20 mm und die radiale Ausdehnung im Querschnitt, also die Höhe auf etwa 30 mm. Die beiden stirnseitigen Wandungen 8 sind eben ausgebildet und haben eine gleichbleibende Wandstärke von etwa 1 mm. Wie insbesondere der Figur 5 entnommen werden kann, ist die Mantelwandung 9 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt wellenförmig ausgebildet. Die Wandstärke der gewellten Mantelwandung 9 beläuft sich ebenfalls auf etwa 1 mm. Andere Werte sind natürlich nicht ausgeschlossen.
Innerhalb des von den beiden stirnseitigen Wandungen 8 und der Mantelwandung 9 gebildeten Grundkörpers 7 ist erfindungsgemäß eine Stützstruktur 10 vorgesehen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Stützstruktur 10 durch eine Vielzahl von in dem Grundkörper 7 angeordneten, sich in axialer Richtung und parallel zueinander erstreckenden rohrförmigen Stützelementen 11 gebildet. Unter axialer Richtung ist dabei eine mit der Rotationsachse 12 des ringförmigen Grundkörpers 7 zusammenfallende Richtung zu verstehen. Die Wandstärke der rohrförmigen Stützelemente 11 beläuft sich vorliegend auf etwa 0,7 mm. Wie in den Figuren erkennbar, ist das eine axiale Ende jedes Stützelementes 11 mit der einen stirnseitigen Wandung 8 und das jeweils andere axiale Ende mit der anderen stirnseitigen Wandung 8 des Grundkörpers 7 verbunden. Dabei sind die Verbindungen von Stützelementen 11 und stirnseitigen Wandungen 8 integral. Das bedeutet, der Grundkörper 7 und die darin vorgesehene Stützstruktur 10 bilden eine einteilige Komponente.
Die Stützstruktur kann individuell anhand der Wandstärke und/oder des Neigungswinkels angepasst werden. Der Neigungs- winkel ist durch die Orientierung der Stützelemente 11 und die stirnseitigen Wandungen 8 definiert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Stützelemente 11, wie in den Figuren erkennbar, orthogonal zu den beiden parallelen stirn- seitigen Wandungen 8 orientiert. Alternativ hierzu können die Stützelemente auch schräg durch den Grundkörper 7 verlaufen, also nicht orthogonal zu den beiden stirnseitigen Wandungen 8 orientiert sein. Über eine Variation des Winkels der Stütz- elemente 11 kann ebenfalls die Steifigkeit beeinflusst werden .
Die integrale Ausbildung von Grundkörper 7 und Stützstruktur 10 ist darauf zurückzuführen, dass die erfindungsgemäße Diehtungskomponente 7 durch selektives Laserschmelzen aus dem
Pulverbett hergestellt wurde. Dabei wurden der Grundkörper 7 und die Stützstruktur 10 gemeinsam in Schichten aufgebaut. Das Pulverbett umfasste dabei ein Metallpulver aus einem hochlegierten Stahl mit Chrom und Nickel, konkret Xi2CrNii8_8 oder auch aus einem anderen geeigneten Werkstoff. Entsprechend bestehen sowohl der Grundkörper 7, also die stirnseitigen Wandungen 8 und die wellige Mantelwandung 9 als auch sämtliche die Stützstruktur 10 bildende rohrförmige Stützelemente 11 aus dieser Legierung.
An beiden stirnseitigen Wandungen 8 ist ferner außenseitig eine umlaufende, sich über den gesamten Umfang des Grundkörpers 7 erstreckende Dichtlippe 13 vorgesehen, die ebenfalls im Rahmen des selektiven Laserschmelzens aus dem Pulverbett zur Herstellung der Dichtungskomponente 7 gebildet wurde. Die Dichtlippen 13 sind nur in der Figur 4 dargestellt, wobei nur diejenige Dichtlippe 13 zu erkennen ist, die sich auf der in der Figur 4 nach vorne weisenden stirnseitigen Wandung 8 erstreckt. An der anderen, in Figur 4 nach hinten weisenden stirnseitigen Wandung 8 des Grundkörpers 7 ist eine identische Dichtlippe 13 vorgesehen. Die beiden Dichtlippen 13 erstrecken sich, wie in der Figur 4 erkennbar, nahe des Innen- umfangs der stirnseitigen Wandungen 8, weisen also einen Durchmesser auf, der dessen Innendurchmesser nur geringfügig überschreitet.
Da die Dichtungskomponente 6 erfindungsgemäß eine in dem Grundkörper 7 angeordnete Stützstruktur 10 aufweist, welche die tragenden Eigenschaften des Dichtungselementes 6 übernimmt, können die stirnseitigen Wandungen 8 und die Mantel - wandung 9 eine deutlich geringere Wandungsstärke aufweisen als der U-Ring 3 aus Figur 1. Wird anstelle des U-Rings 3 die erfindungsgemäße Dichtungskomponente 6 wie in Figur 1 dargestellt in einem Ventil eingesetzt, um den Innenraum des Gehäuses 1 gegenüber der Umgebung mit geringerem Druck abzudichten, können die stirnseitigen Wandungen 8 des Grundkörpers 7 daher viel flexibler auch großen Kriechverformungen im Bereich der Anlageufer 4, 5 an Deckel 2 und Gehäuse 1 folgen. Da im Betrieb der vergleichsweise dünnwandige Grundkörper 7 innenseitig einem größeren Druck ausgesetzt ist als außenseitig, "bläht" er sich auf, wodurch eine besonders zuverlässige Dichtungswirkung erzielt wird. Die wellenförmige Ausgestal- tung der Mantelwandung 9 begünstigt dabei eine Verformung aufgrund des innen höheren Druckes, da die Wellenform eine größere Deformationsfreiheit als eine glatte, steifere Wandung bietet. Da die erfindungsgemäße Dichtungskomponente durch Drucken, konkret selektives Laserschmelzen aus dem Pulverbett gefertigt wurde, ist sie - insbesondere im Revisionsfall - schnell verfügbar und muss nicht lange vorgehalten werden. Es kann ferner direkt eine erforderliche Zielgeometrie erhalten wer- den. Eine nachträgliche mechanische Bearbeitung, wie sie bei einem geschmiedeten Teil mit Übermaß erforderlich ist, entfällt. Infolge der Herstellung durch ein generatives Verfahren besteht ferner größtmögliche Flexibilität, was die konkrete Ausgestaltung sowohl der Stützstruktur 10 als auch des Grundkörpers 7 angeht.
In den Figuren 6 und 7 sind zwei weitere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Dichtungskomponente 6 dargestellt, wobei - wie in der Figur 5 für das erste Ausführungsbeispiel - ein Querschnitt durch die Dichtungskomponente 6 im Bereich einer Hälfte gezeigt ist. Die beiden weiteren Ausführungsformen unterscheiden sich von derjenigen aus den Figuren 1 bis 5 alleine durch eine anders ausgestaltete Stützstruktur 10. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Konkret ist bei der in Figur 6 dargestellten zweiten Ausfüh- rungsform eine gitterförmige Stützstruktur 10 in dem Grundkörper 7 vorgesehen. In Umfangsrichtung ist die Stützstruktur 10 rotationssymmetrisch in Bezug auf die Rotationsachse 12 des Grundkörpers 7. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Gitterwandungen 14 der Stützstruktur 10 parallel bzw. orthogonal zu den stirnseitigen Wandungen 8 orientiert. Andere Orientierungen, die nicht parallel oder orthogonal zu den stirnseitigen Wandungen 8 und/oder zueinander verlaufende Gitterwandungen 14 umfassen, sind ebenfalls möglich. Bei der dritten Ausführungsform gemäß Figur 7 ist eine waben- förmige, in Umfangsrichtung ebenfalls in Bezug auf die Achse 12 rotationssymmetrische Stützstruktur 10 in dem Grundkörper 7 vorgesehen. Auch hinsichtlich der Wabenwandungen 15 dieser Stützstruktur 10 gilt, dass eine andere als die dargestellte Orientierung möglich ist.
Was die Vorteile der zweiten und dritten Ausführungsform angeht, gilt das gleiche, was vorstehend für die erste, in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Ausführungsform dargelegt wurde.
In Abweichung von den hier beschriebenen drei Ausführungsbeispielen, die sich durch Stützstrukturen 10 auszeichnen, deren lokale Steifigkeit sich weder in axialer noch in radialer noch in Umfangsrichtung ändert, kann gezielt eine in eine oder mehrere dieser Richtungen veränderliche Steifigkeit, also eine veränderliche Flexibilität vorgesehen werden. Beispielsweise kann, wenn mit einer besonders starken Kriechverformung der Anlageufer 4, 5 in deren radial weiter außen liegenden Bereichen zu rechnen ist, die Steifigkeit der Stütz- struktur 10 dort gezielt geringer und somit die Bewegungsfreiheit der stirnseitigen Wandungen 8 dort gezielt höher ausgelegt werden. Dies kann beispielsweise durch eine geringere Wandstärke der rohrförmigen Stützelemente 11 bzw. Git- terwandungen 14 bzw. Wabenwandungen 15 im radial weiter außen liegenden Bereich der jeweiligen Stützstruktur 10 erreicht werden. Auch ist es möglich, dass aiterativ zu den vorstehend beschriebenen drei Ausführungsbeispielen die Dichtungskomponente nicht einteilig ausgebildet ist sondern eine Vielzahl von Segmenten umfasst, die jeweils einen Ringsegment-förmigen Grundkörper mit darin angeordneter Stützstruktur aufweisen und insbesondere zu einem geschlossenen Ring zusammengesetzt eine Dichtungsanordnung für den Zwischenraum zwischen Ventil - gehäuse 1 und Deckel 2 bilden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Dichtungskomponente (6), insbesondere zur Abdichtung eines Dampfraumes gegenüber der Umgebung oder zweier Dampfräume mit unterschiedlichen Drücken, umfassend zumindest einen ring- oder ringsegmentförmigen, im Querschnitt zumindest im Wesentlichen U- förmigen Grundkörper (7) , der zwei stirnseitige Wandüngen (8) und eine die beiden stirnseitigen Wandungen (8) verbindende Mantelwandung (9) aufweist, wobei innerhalb des Grundkörpers (7) eine Stützstruktur (10) vorgesehen ist, welche die beiden stirnseitigen Wandungen (8) miteinander verbindet .
2. Dichtungskomponente (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (10) integral mit den beiden stirnseitigen Wandungen (8) ausgebildet ist.
3. Dichtungskomponente (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (10) waben- , oder git- terförmig ausgebildet ist.
4. Dichtungskomponente (6) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (10) eine Vielzahl von insbesondere parallelen zylinderförmigen Stützelementen und/oder rohrförmigen Stützelementen (11) um- fasst, und insbesondere das eine axiale Ende jedes zylinder- oder rohrförmigen Stützelementes (11) mit der einen stirnsei- tigen Wandung (8) und das andere axiale Ende jedes zylinder- oder rohrförmigen Stützelementes (11) mit der anderen stirnseitigen Wandung (8) bevorzugt integral verbunden ist.
5. Dichtungskomponente (6) nach einem der vorhergehenden An- Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (10) rotationssymmetrisch in Bezug auf die Rotationsachse (12) des Grundkörpers (12) ist.
6. Dichtungskomponente (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstruktur (10) derart ausgebildet ist, dass ihre Steifigkeit in axialer Richtung variiert, und/oder dass die Stützstruktur (10) der- art ausgebildet ist, dass ihre Steifigkeit in radialer Richtung variiert und/oder dass die Stützstruktur (10) derart ausgebildet ist, dass ihre Steifigkeit in Umfangsrichtung variiert .
7. Dichtungskomponente (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine stirnseitige Wandung (8) eben ausgebildet ist, bevorzugt beide stirnseitigen Wandungen (8) eben ausgebildet sind.
8. Dichtungskomponente (6), insbesondere für eine Strömungsmaschine, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend einen ring- oder ringsegmentförmigen, im Querschnitt zumindest im Wesentlichen U- förmigen Grundkörper (7) , der zwei stirnseitige Wandungen (8) und eine die beiden stirnsei- tigen Wandungen (8) verbindende Mantelwandung (9) aufweist, wobei die Wandstärke wenigstens einer stirnseitigen Wandung (8) in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung variiert .
9. Dichtungskomponente (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (7) und insbesondere die Stützstruktur (10) durch ein generatives Fertigungsverfahren, insbesondere durch selektives Laserschmelzen, bevorzugt aus dem Pulverbett, hergestellt wurden.
10. Dichtungskomponente (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (7) und insbesondere die Stützstruktur (10) aus einer nickelbasierten Stahllegierung, insbesondere einer nickel -basierten Hochtemperatur-Stahllegierung, oder aus einem mit Chrom und Nickel hochlegierten Stahl bestehen.
11. Dichtungskomponente (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke wenigstens einer, bevorzugt beider stirnseitigen Wandungen (8) und/oder der Mantelwandung (9) im Bereich von 0,1 bis 7 mm, bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 5 mm liegt.
12. Dichtungskomponente (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer der beiden stirnseitigen Wandungen (8) und/oder in der Mantelwan- dung (9) wenigstens eine Durchgangsbohrung vorgesehen ist.
13. Dichtungskomponente (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mantelwandung (9) durch einen wellenförmigen Querschnitt auszeichnet.
14. Dichtungskomponente (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einer, bevorzugt an beiden stirnseitigen Wandungen (8) außenseitig eine sich in Umfangsrichtung und insbesondere über den gesam- ten Umfang des Grundkörpers (7) erstreckende Dichtlippe (13) vorgesehen ist.
15. Verwendung wenigstens einer Dichtungskomponente (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Abdichtung eines
Dampfraumes, in dem ein Dampfdruck vorherrscht, gegenüber einem weiteren Dampfraum, in dem ein von dem Dampfdruck verschiedener weiterer Dampfdruck vorherrscht, oder gegenüber einem Raum mit Umgebungsdruck, bevorzugt derart, dass die außenseitigen Flächen des Grundkörper (7) dem kleineren und die innenseitigen Flächen des Grundkörpers (7) dem größeren Druck ausgesetzt sind.
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