WO2014161520A2 - Generativ hergestellte dichtungsanordnung - Google Patents

Generativ hergestellte dichtungsanordnung Download PDF

Info

Publication number
WO2014161520A2
WO2014161520A2 PCT/DE2014/000075 DE2014000075W WO2014161520A2 WO 2014161520 A2 WO2014161520 A2 WO 2014161520A2 DE 2014000075 W DE2014000075 W DE 2014000075W WO 2014161520 A2 WO2014161520 A2 WO 2014161520A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sealing
seal carrier
spring element
spring
sealing arrangement
Prior art date
Application number
PCT/DE2014/000075
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2014161520A3 (de
Inventor
Peter Geiger
Andreas Jakimov
Original Assignee
MTU Aero Engines 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 MTU Aero Engines AG filed Critical MTU Aero Engines AG
Publication of WO2014161520A2 publication Critical patent/WO2014161520A2/de
Publication of WO2014161520A3 publication Critical patent/WO2014161520A3/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3436—Pressing means
    • F16J15/3452—Pressing means the pressing force resulting from the action of a spring

Definitions

  • the present invention relates to a sealing arrangement of a rotary joint, in particular for a turbomachine, such as a stationary gas turbine or an aircraft engine, and to a method for producing a corresponding sealing arrangement.
  • turbomachines such as stationary gas turbines or aircraft engines
  • rotors rotate relative to fixed stators. Accordingly, there are many areas of turbomachine in which rotating components must be sealed against static components, such as in the bearing of the rotors, the bearing chambers must be sealed against leaking oil.
  • a sealing body 3 with its sealing face 13 is pressed against the sealing face 12 of a stationary component 2. This is effected by the spring force of a coil spring 5, which is arranged between an axially movable feed ring 11 and a stop element 6, wherein the stop element 6 rotatably and in the axial direction is fixedly connected to the shaft 1.
  • a seal carrier 4 is arranged, which annularly surrounds the annular seal body 3. Between the likewise annular stop element 6 and the annular seal carrier 4 are distributed over the
  • the spring elements 5 are arranged on respective guide rods, which also serve to guide the Zustellrings 11, 11 corresponding openings are provided for carrying out the guide rods in a flange-like approach of the Zustellrings.
  • the invention proposes to produce the seal assembly at least partially by a generative manufacturing process in which the component is built up in layers of powder materials.
  • a generative manufacturing process in which the component is built up in layers of powder materials.
  • SLM selective laser melting
  • selective laser sintering selective electron beam melting
  • selective electron beam sintering selective electron beam sintering or cold gas spraying
  • selective buildup welding selective laser melting
  • a distinction can be made between processes in which powder in a powder bed is selectively added to a structure and processes in which the powder is applied selectively only in those areas which contribute to the formation of the desired structure. All such methods can be used in the present invention.
  • the generative production of at least part of a sealing arrangement can reduce the number of components, so that errors in the assembly of the individual components are avoided. be avoided and the entire seal assembly can be formed with smaller dimensions.
  • a seal carrier which holds the sealing body.
  • at least one spring element is arranged, which on the one hand abuts against a stop and on the other hand against the sealing body and / or the at least one seal carrier to press the sealing body or the seal carrier with the sealing body having the first sealing surface against the second sealing surface.
  • the invention proposes to connect the seal carrier and / or the sealing body with one end of the spring element and / or the stopper of another end of the spring element cohesively, so that at least partially generative production, the spring element at least with one of the components, So for example, the seal carrier or the stopper is integrally formed.
  • the seal carrier or the stopper is integrally formed.
  • seal assembly Preferably, however, several components of the seal assembly can be integrally manufactured in a generative manufacturing process, so that the number of components can be further reduced.
  • a guide body can be provided for the at least one spring element or each spring element, along which the spring element can be expanded and contracted.
  • a guide body for example in the form of a guide rod or pin can be materially connected to an end member and / or with the seal carrier and thus produced together with this component generatively.
  • the guide body may extend through an opening of the stop element, wherein by the connection of the spring element with the seal carrier and the connection of the guide body with the seal carrier and the connection of the spring element with the stop element, an assembly of a seal carrier, a spring element and the associated guide body with end element and a stop element can be formed, which can be produced generatively in total.
  • Such an assembly can, for example, via the stop element rotatably connected to a shaft, with only the seal body still has to be arranged on the seal carrier to complete the rotating shaft with the part of the seal assembly.
  • the sealing body can in this case with respect to min- least one degree of freedom of movement are positively held by the seal carrier.
  • the spring element may be formed by a leaf spring, a coil spring, a coil spring, a cellular structure, an auxetic structure and / or an elastic element.
  • the various components of a generativ manufactured assembly such as seal carrier, guide body, spring element or stop element can be made of different materials to meet the different requirements.
  • Fig. 1 is a sectional view of a first embodiment of a
  • FIG. 2 shows the sealing arrangement from FIG. 1 in an operating state with the spring tensioned
  • Fig. 3 is a sectional view of a second embodiment of a
  • Fig. 4 is a sectional view of a known seal assembly according to the prior art.
  • FIG. 1 shows a sealing arrangement which, in its basic structure, is comparable to a sealing arrangement of the prior art, as shown for example in FIG. 4.
  • a rotating with a shaft 1 sealing body 3 seals with its sealing surface 13 against a stationary sealing surface 12 of a fixed component 2 from.
  • the sealing body 3 is held by a seal carrier 4 on the shaft, which is like the sealing body 3 is arranged annularly around the shaft, wherein in the illustrations of Figs. 1 to 4, only a part of a sectional view is shown and thus the other cut surfaces of the annular Body are omitted below the dashed mirror plane.
  • the sealing body 3 can be held only formschlüssü sig on the shaft 1 in the illustrated embodiment of FIG. 1, wherein a radial and axial movement in a direction away from the stationary component 2 is prevented by the seal carrier, while in a direction to the fixed component 2 may be given a certain mobility of the seal body 3.
  • each of the guide rods 7, which are arranged along the circumference of the annular seal carrier 4, is guided through an associated opening of a likewise annular stop element 6, which is connected in the form of a flange for rotation with the shaft 1.
  • an end member 9 is provided, which can not be guided through the opening of the stopper 6, so that the end member 9 forms a limitation of the movement of the guide rod 7 through the opening of the stop member 6. Accordingly, the seal carrier 4 in the axial direction, that is, in the direction of the longitudinal axis of the shaft 1, on the one hand until it stops against the stop element 6 and in the other direction to stop the end member 9 on the stop element 6 move.
  • the sealing arrangement In the sealing arrangement according to the invention, at least parts of the sealing arrangement are produced by a generative method, so that the number of components can be reduced and the installation effort is thus reduced. At the same time many sources of incorrect assembly of the components can be excluded.
  • the seal carrier 4 with the guide elements or guide rods 7 and the respective end elements 9 and the spring elements 5 and the stop 6 can be generated by a generative method.
  • Such generative methods are, for example, selective laser beam welding or selective electron beam welding in a powder bed or targeted, three-dimensional buildup welding with targeted supply of the Powder to the appropriate weld.
  • common to these generative method is that the components are built up in layers, with very complex shapes and different material compositions can be realized.
  • the guide rods 7, the spring elements 5, the stop element 6 and the end elements 9 different materials are selected for the various components and it can be the individual components with the different materials in a simple manner cohesively connected become.
  • the spring element 5 can be cohesively arranged with one end on the seal carrier 4 and with the other end on the stop element 6. Accordingly, attachment points or mounting surfaces between the spring elements 5 on the one hand and the seal carrier 4 and / or the stop element.
  • FIG. 3 An alternative embodiment of a seal arrangement according to the invention is shown in FIG.
  • the sealing arrangement of FIG. 3 in turn comprises a seal carrier 4, which in the present case is formed integrally with the stop element 6, which can be arranged rotationally fixed on the shaft (not shown).
  • the stop element 6 is given and the axial mobility of the seal body 3 is realized in that an axially displaceable Zustellring 11 is provided as a separate part of the seal carrier, similar to the seal assembly of FIG 1 is arranged on the stop element 6 via a spring element 5, which in the illustrated embodiment may be formed as an elastic element or as a cellular elastic structure, and bears against the seal body 3.
  • a spring element 5 which in the illustrated embodiment may be formed as an elastic element or as a cellular elastic structure
  • the seal carrier 4 with the stop element 6, the spring element 5 and the Zustellring 11 integrally formed and thus be made generative.
  • the stop element 6 For mounting on a rotating shaft then only the stop element 6 must be rotatably connected to the shaft and the seal body 3 are inserted into the space between the shaft and seal carrier 4.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Sealing (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung einer Drehverbindung, insbesondere für eine Strömungsmaschine, welche mindestens eine erste und eine zweite Dichtfläche aufweist, die dichtend gegeneinander anliegen und sich relativ zueinander drehen können, wobei die erste Dichtfläche (13) an einem Dichtkörper (3) angeordnet ist, der von mindestens einem Dichtungsträger (4) gehalten wird, und wobei mindestens ein Federelement (5) vorgesehen ist, welches einerseits gegen einen Anschlag (6) und andererseits gegen den Dichtkörper (3) und/oder den Dichtungsträger (4) anliegt, um den Dichtkörper mit der ersten Dichtfläche gegen die zweite Dichtfläche zu drücken, wobei der Dichtungsträger und/oder der Dichtkörper mit einem Ende des Federelements und/oder der Anschlag mit einem anderen Ende des Federelements stoffschlüssig verbunden sind sowie ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Dichtungsanordnung.

Description

GENERATIV HERGESTELLTE DICHTUNGSANORDNUNG
HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung einer Drehverbindung, insbesondere für eine Strömungsmaschine, wie eine stationäre Gasturbine oder ein Flugtriebwerk, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Dichtungsanordnung.
STAND DER TECHNIK
Bei Strömungsmaschinen, wie stationären Gasturbinen oder Flugzeugtriebwerken drehen sich Rotoren gegenüber feststehenden Statoren. Entsprechend gibt es viele Bereiche der Strömungsmaschine, in denen rotierende Bauteile gegenüber statischen Bauteilen abgedichtet werden müssen, wie beispielsweise im Bereich der Lager der Rotoren die Lagerkammern gegen auslaufendes Öl abgedichtet werden müssen.
Zu diesem Zweck ist es aus dem Stand der Technik bekannt, sogenannte Carbon Face Seals (Kohlenstoffflächendichtungen) vorzusehen, bei denen ein Dichtkörper (als Carbon bezeichnet) mit seiner Dichtfläche gegen eine Gegendichtfläche abdichtet, wobei der Dichtkörper (Carbon) drehend angeordnet ist. Um axial Bewegungen bzw. thermische Dehnungen ausgleichen zu können, muss der Dichtkörper ebenfalls in axialer Richtung, also in eine Längsrichtung der Drehwelle bewegbar sein, um einen sicheren, festen und ständigen Kontakt zur stationären Gegendichtfläche zu halten. Entsprechend ist es bekannt eine entsprechende Dichtungsanordnung vorzusehen, die es ermöglicht den Dichtkörper in axialer Richtung gegen die Dichtfläche des stationären Bauteils vorzuspannen. Eine derartige bekannte Dichtungsanordnung ist in Fig. 4 in einer Teilschnittansicht gezeigt, die lediglich eine Hälfte eines Längsschnitts darstellt.
Gemäß der bekannten Dichtungsanordnung, die in ähnlicher Weise auch in der EP 0 1 12 269 A2 beschrieben ist, wird ein Dichtungskörper 3 mit seiner Dichtfläche 13 gegen die Dichtfläche 12 eines stationären Bauteils 2 gedrückt. Dies wird durch die Federkraft einer Schraubenfeder 5 bewirkt, die zwischen einem axial beweglichen Zustellring 11 und einem Anschlagelement 6 angeordnet ist, wobei das Anschlagelement 6 drehfest und in axialer Richtung ortsfest mit der Welle 1 verbunden ist. Zusätzlich ist zur radialen Stabilisierung ein Dichtungsträger 4 angeordnet, der ringförmig den ringförmigen Dichtungskörper 3 umgibt. Zwischen dem ebenfalls ringförmigen Anschlagelement 6 und dem ringförmigen Dichtungsträger 4 sind verteilt über den
|Bestätigungskopie| Umfang von Dichtungsträger 4 und Anschlagelement 6 die Federelemente 5 an entsprechenden Führungsstäben angeordnet, die auch zur Führung des Zustellrings 11 dienen, wobei in einem flanschartigen Ansatz des Zustellrings 11 entsprechende Öffnungen zur Durchführung des Führungsstäbe vorgesehen sind. Bei einer axialen Verschiebung der Welle 1 bezüglich des ortsfesten Bauteils 2 bleibt die Dichtwirkung aufrechterhalten, da der Dichtkörper 3 über die Federn 5 in Richtung des stationären Bauteils vorgespannt ist.
Durch die Vielzahl der verschiedenen Bauteile ist jedoch der Montageaufwand für eine entsprechende Dichtungsanordnung sehr hoch und es besteht das Risiko, dass entsprechende Bauteile verloren gehen oder falsch montiert werden. Außerdem ergibt sich durch die Vielzahl der einzelnen Komponenten, die zu einer geeigneten Handhabung eine Mindestgröße aufweisen müssen ein hoher Platzbedarf.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
AUFGABE DER ERFINDUNG
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Dichtungsanordnung bereitzustellen, die die oben beschriebenen Probleme beseitigt bzw. vermindert und die insbesondere eine schnelle, einfache und sichere Montage einer Dichtungsanordnung in einer Strömungsmaschine ermöglicht.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Dichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Dichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung schlägt vor die Dichtungsanordnung zumindest teilweise durch ein generatives Fertigungsverfahren herzustellen, bei welchem das Bauteil schichtweise aus Pulvermaterialien aufgebaut wird. Beispiele hierfür sind das selektive Laserschmelzen(selective laser melting SLM), das selektive Lasersintern, das selektive Elektronenstrahlschmelzen, das selektive Elekt- ronenstrahlsintern oder das Kaltgasspritzen sowie das selektive Auftragsschweißen. Insgesamt kann bei den generativen Fertigungsverfahren zwischen Verfahren unterschieden werden, in dem selektiv Pulver in einem Pulverbett zu einer Struktur gefügt wird und Verfahren, bei denen das Pulver gezielt nur in den Bereichen aufgebracht wird, die zur Ausbildung der gewünschten Struktur beitragen. Sämtliche derartige Verfahren können bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Durch das generative Herstellen zumindest eines Teils einer Dichtungsanordnung kann die Anzahl der Bauteile reduziert werden, sodass Fehler beim Zusammenbau der Einzelbauteile ver- mieden werden und die gesamte Dichtungsanordnung kann mit kleineren Dimensionen ausgebildet werden.
Bei einer Dichtungsanordnung, bei dem ein Dichtkörper mit einer ersten Dichtfläche gegenüber einer zweiten Dichtfläche abdichtet und die erste Dichtfläche und die zweite Dichtfläche relativ zueinander bewegbar sind, ist ein Dichtungsträger vorgesehen, der den Dichtkörper hält. Zudem ist mindestens ein Federelement angeordnet, welches einerseits gegen einen Anschlag und andererseits gegen den Dichtkörper und/oder den mindestens einen Dichtungsträger anliegt, um den Dichtkörper oder den Dichtungsträger mit dem Dichtkörper, der die erste Dichtfläche aufweist, gegen die zweite Dichtfläche zu drücken. Bei einem derartigen Aufbau wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Dichtungsträger und/oder den Dichtkörper mit einem Ende des Federelements und/oder den Anschlag von einem anderen Ende des Federelements stoffschlüssig zu verbinden, sodass bei der zumindest teilweisen generativen Herstellung das Federelement zumindest mit einem der Bauteile, also beispielsweise dem Dichtungsträger oder dem Anschlag einstückig gebildet wird. Auf diese Weise können zumindest aus zwei unabhängigen Baukomponenten, nämlich einerseits dem Dichtungsträger und dem Federelement oder andererseits dem Anschlag und dem Federelement ein einziges Bauteil gemacht werden.
Vorzugsweise lassen sich jedoch mehrere Komponenten der Dichtungsanordnung einstückig in einem generativen Herstellungsverfahren herstellen, sodass die Anzahl der Bauteile weiter reduziert werden kann.
So kann für das mindestens eine Federelement bzw. jedes Federelement ein Führungskörper vorgesehen sein, entlang dem das Federelement expandiert und kontrahiert werden kann. Ein derartiger Führungskörper beispielsweise in Form eines Führungsstabs oder Stifts kann mit einem Endelement und/oder mit dem Dichtungsträger stoffschlüssig verbunden sein und somit entsprechend mit diesem Bauteil zusammen generativ hergestellt werden.
Der Führungskörper kann sich durch eine Öffnung des Anschlagelements erstrecken, wobei durch die Verbindung des Federelements mit dem Dichtungsträger sowie die Verbindung des Führungskörpers mit dem Dichtungsträger und die Verbindung des Federelements mit dem Anschlagelement eine Baugruppe aus einem Dichtungsträger, einem Federelement und dem dazugehörigen Führungskörper mit Endelement sowie einem Anschlagelement gebildet werden kann, die insgesamt generativ hergestellt werden kann. Eine derartige Baugruppe kann beispielsweise über das Anschlagelement drehtest mit einer Welle verbunden werden, wobei lediglich noch der Dichtungskörper am Dichtungsträger angeordnet werden muss, um den mit der Welle drehenden Teil der Dichtungsanordnung fertig zu stellen. Der Dichtungskörper kann hierbei bezüglich min- destens eines Bewegungsfreiheitsgrades formschlüssig von dem Dichtungsträger gehalten werden.
Das Federelement kann durch eine Blattfeder, eine Spiralfeder, eine Schraubenfeder, eine zelluläre Struktur, eine auxetische Struktur und/oder ein elastisches Element gebildet werden.
Die verschiedenen Komponenten einer generativ hergestellten Baugruppe, wie Dichtungsträger, Führungskörper, Federelement oder Anschlagelement können aus unterschiedlichen Materialien gefertigt werden, um den unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in rein schematischer Weise in
Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten Ausfuhrungsform einer
erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung;
Fig. 2 die Dichtungsanordnung aus Fig. 1 in einem Betriebszustand mit gespannter Feder;
Fig. 3 eine Schnittansicht einer zweiten Ausfuhrungsform einer
erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung; und in
Fig. 4 eine Schnittansicht einer bekannten Dichtungsanordnung nach dem Stand der Technik.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Weitere Vorteile, Kennzeichen und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden bei der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele deutlich, wobei die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist.
Die Fig. 1 zeigt eine Dichtungsanordnung, die in ihrem prinzipiellen Aufbau vergleichbar zu einer Dichtungsanordnung aus dem Stand der Technik ist, wie sie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist. Ein mit einer Welle 1 rotierender Dichtkörper 3 dichtet mit seiner Dichtfläche 13 gegenüber einer ortsfesten Dichtfläche 12 eines feststehenden Bauteils 2 ab. Der Dichtkörper 3 wird von einem Dichtungsträger 4 auf der Welle gehalten, der ebenso wie der Dichtungskörper 3 ringförmig um die Welle angeordnet ist, wobei in den Darstellungen der Fig. 1 bis 4 lediglich ein Teil einer Schnittansicht gezeigt ist und somit die weiteren Schnittflächen der ringförmigen Körper unterhalb der gestrichelten Spiegelebene weggelassen sind.
Der Dichtkörper 3 kann bei dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel der Fig. 1 lediglich formschlüs- sig auf der Welle 1 gehalten sein, wobei eine radiale sowie eine axiale Bewegung in eine Richtung weg von dem feststehenden Bauteil 2 durch den Dichtungsträger verhindert wird, während in eine Richtung zu dem feststehenden Bauteil 2 eine gewisse Beweglichkeit des Dichtungskörpers 3 gegeben sein kann.
An dem ringförmigen Dichtungsträger 4 sind verteilt über den Umfang mehrere Führungskörper 7 in Form von Führungsstäben angeordnet, die eine Führung für um die Führungskörper 7 angeordnete Schraubenfedern 5 bereitstellen.
Jeder der Führungsstäbe 7, die entlang des Umfangs des ringförmigen Dichtungsträgers 4 angeordnet sind, ist durch eine zugehörige Öffnung eines ebenfalls ringförmigen Anschlagelements 6 geführt, welches in Form eines Flansches drehfest mit der Welle 1 verbunden ist. Am Ende jedes Führungsstabs 7 ist ein Endelement 9 vorgesehen, welches nicht durch die Öffnung des Anschlags 6 geführt werden kann, sodass das Endelement 9 eine Begrenzung der Bewegung des Führungsstabs 7 durch die Öffnung des Anschlagselements 6 bildet. Entsprechend kann sich der Dichtungsträger 4 in axialer Richtung, das heißt in Richtung der Längsachse der Welle 1, einerseits bis zum Anschlag an das Anschlagelement 6 und in der anderen Richtung bis zum Anschlag des Endelements 9 am Anschlagelement 6 bewegen.
Die um die Führungsstäbe 7 angeordneten Schraubenfedern 5 spannen den Dichtungsträger 4 in Richtung auf das feststehende Bauteil 2 vor, sodass die Dichtfläche 13 des Dichtungskörpers 3 an der Dichtfläche 12 des feststehenden Bauteils anliegt.
Wird der Rotor und damit die Welle 1 in Richtung auf das feststehende Bauteil 2 bewegt, wie dies der Pfeil in Fig. 2 andeutet, wird die Schraubenfeder 5 zusammengedrückt und durch die Federkraft, mit der die Schraube 5 den Dichtungsträger 4 in Richtung des feststehenden Bauteils 2 drückt, wird der Dichtungskörper 3 mit seiner Dichtfläche 13 gegen die Dichtfläche 12 des feststehenden Bauteils gepresst. Somit lassen sich axiale Toleranzen oder axiale Bewegungen ausgleichen und die Dichtwirkung kann aufrechterhalten werden.
Bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung werden zumindest Teile der Dichtungsanordnung durch ein generatives Verfahren hergestellt, sodass die Anzahl der Komponenten reduziert werden kann und der Montageaufwand somit verringert wird. Gleichzeitig können viele Quellen für eine Fehlmontage der Bauteile ausgeschlossen werden. Bei dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel kann beispielsweise der Dichtungsträger 4 mit dem oder den Führungselementen bzw. Führungsstäben 7 und den jeweiligen Endelementen 9 sowie die Federelemente 5 und der Anschlag 6 durch ein generatives Verfahren erzeugt werden. Derartige generative Verfahren sind beispielsweise selektives Laserstrahlschweißen oder selektives Elektronenstrahlschweißen in einem Pulverbett oder das gezielte, dreidimensionale Auftragsschweißen mit gezielter Zuführung des Pulvers an die entsprechende Schweißstelle. Gemeinsam ist diesen generativen Verfahren, dass die Bauteile schichtweise aufgebaut werden, wobei sehr komplexe Formen und unterschiedliche Materialzusammensetzungen verwirklicht werden können. So kann beispielsweise bei einem generativen Aufbau des Dichtungsträgers 4, der Führungsstäbe 7, der Federelemente 5, des Anschlagselements 6 und der Endelemente 9 für die verschiedenen Komponenten unterschiedliche Materialien gewählt werden und es können die einzelnen Komponenten mit den unterschiedlichen Materialien in einfacher Weise stoffschlüssig miteinander verbunden werden. So kann beispielsweise das Federelement 5 einerseits mit einem Ende an dem Dichtungsträger 4 stoffschlüssig angeordnet sein und mit dem anderen Ende an dem Anschlagelement 6. Entsprechend ergeben sich Befestigungspunkte bzw. Befestigungsflächen zwischen den Federelementen 5 einerseits und dem Dichtungsträger 4 und/oder dem Anschlagelement 6.
Eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Dichtungsanordnung der Fig. 3 umfasst wiederum einen Dichtungsträger 4, der im vorliegenden Fall einstückig mit dem Anschlagelement 6 ausgebildet ist, welches drehfest an der Welle (nicht gezeigt) angeordnet werden kann. Somit ist keine axiale Beweglichkeit des Dichtungsträgers 4 bzgl. des Anschlagelements 6 gegeben und die axiale Beweglichkeit des Dichtungskörpers 3 wird dadurch verwirklicht, dass ein axial verschiebbarer Zustellring 11 als separates Teil des Dichtungsträgers vorgesehen ist, ähnlich der Dichtungsanordnung der Fig. 4. Der Zustellring 1 1 ist über ein Federelement 5, welches in der gezeigten Ausführungsform als ein elastisches Element oder als eine zelluläre elastische Struktur ausgebildet sein kann, an dem Anschlagelement 6 angeordnet und liegt an dem Dichtungskörper 3 an. Durch Verformung des Federelements 5 kann somit der Dichtungskörper 3 in axialer Richtung bewegt werden und es kann ein axialer Ausgleich bezüglich der Dichtfläche eines feststehenden Bauteils (hier nicht gezeigt) erfolgen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fig. 3 kann der Dichtungsträger 4 mit dem Anschlagelement 6, dem Federelement 5 und dem Zustellring 11 einstückig ausgebildet und somit generativ hergestellt sein. Zur Montage auf einer drehenden Welle muss dann lediglich das Anschlagelement 6 mit der Welle drehfest verbunden werden und der Dichtungskörper 3 in den Zwischenraum zwischen Welle und Dichtungsträger 4 eingeschoben werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand der Ausfuhrungsbeispiele detailliert beschrieben worden ist, ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern dass vielmehr Abwandlungen in der Weise möglich sind, dass einzelne Merkmale weggelassen oder andersartige Kombinationen von Merkmalen verwirklicht werden können, solange der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht verlassen wird. Die Offenbarung der vorliegenden Erfindung schließt sämtliche Kombinationen der vorgestellten Einzelmerkmale mit ein.

Claims

Patentansprüche
1. Dichtungsanordnung einer Drehverbindung, insbesondere für eine Strömungsmaschine, welche mindestens eine erste und eine zweite Dichtfläche (12,13) aufweist, die dichtend gegeneinander anliegen und sich relativ zueinander drehen können, wobei die erste Dichtfläche (13) an einem Dichtkörper (3) angeordnet ist, der von mindestens einem Dichtungsträger (4) gehalten wird, und wobei mindestens ein Federelement (5) vorgesehen ist, welches einerseits gegen einen Anschlag (6) und andererseits gegen den Dichtkörper (3) und/oder den Dichtungsträger (4) anliegt, um den Dichtkörper mit der ersten Dichtfläche gegen die zweite Dichtfläche zu drücken,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Dichtungsträger und/oder der Dichtkörper mit einem Ende des Federelements und/oder der Anschlag mit einem anderen Ende des Federelements stoffschlüssig verbunden sind.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement einen Führungskörper (7) aufweist, entlang dem die Feder expandiert und kontrahiert werden kann.
3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Führungskörper (7) mit einem Endelement und/oder mit dem Dichtungsträger stoffschlüssig verbunden ist.
4. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Dichtungskörper (3) formschlüssig von dem Dichtungsträger (4) gehalten wird.
5. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei oder mehrere, vorzugsweise alle stoffschlüssig miteinander verbundenen Komponenten der Dichtungsanordnung generativ hergestellt worden sind.
6. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (5) eine Blattfeder, eine Spiralfeder, eine Schraubenfeder, eine zelluläre Struktur, eine auxetische Struktur und/oder ein elastisches Element aufweist.
7. Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Dichtungsträger (4) einen separaten, beweglichen Zustellring (11) umfasst oder durch diesen gebildet ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Dichtungsanordnung einer Drehverbindung, insbesondere einer Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtungsanordnung zumindest teilweise durch ein generatives Verfahren hergestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dichtungsanordnung einen Dichtkörper (3) mit mindestens einer ersten Dichtfläche (13), mindestens einen Dichtungsträger (4), mindestens ein Federelement (5) und mindestens einen Anschlag (6) umfasst, wobei das Federelement einerseits gegen den Anschlag und andererseits gegen den Dichtkörper und/oder den Dichtungsträger anliegt, um den Dichtkörper mit der ersten Dichtfläche gegen eine zweite Dichtfläche zu drücken, und wobei der Dichtungsträger und/oder der Dichtkörper zusammen mit dem Federelement und/oder der Anschlag zusammen mit dem Federelement generativ hergestellt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement einen Führungskörper (7) aufweist, entlang dem die Feder expandiert und kontrahiert werden kann, wobei der Führungskörper zusammen mit einem Endelement (9) und/oder zusammen mit einem Dichtungsträger (4) generativ hergestellt wird.
PCT/DE2014/000075 2013-04-03 2014-02-26 Generativ hergestellte dichtungsanordnung WO2014161520A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013205880.2A DE102013205880B4 (de) 2013-04-03 2013-04-03 Dichtungsanordnung
DE102013205880.2 2013-04-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2014161520A2 true WO2014161520A2 (de) 2014-10-09
WO2014161520A3 WO2014161520A3 (de) 2014-12-04

Family

ID=50771358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2014/000075 WO2014161520A2 (de) 2013-04-03 2014-02-26 Generativ hergestellte dichtungsanordnung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013205880B4 (de)
WO (1) WO2014161520A2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016161488A3 (en) * 2015-04-09 2016-11-17 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Scroll type apparatus, method for manufacturing such a scroll type apparatus and seal for such a scroll type apparatus
BE1023333B1 (nl) * 2015-04-09 2017-02-07 Atlas Copco Airpower, N.V. Apparaat van het spiraaltype en werkwijze voor de productie van zulk apparaat en afdichting voor zulk apparaat
US9951872B2 (en) 2015-06-19 2018-04-24 Caterpillar Inc. Mechanical face seal
DE102022205077A1 (de) 2022-05-20 2023-11-23 Kuka Deutschland Gmbh Abdichtung eines Radialspalts zwischen zwei Glieder eines Roboterarms

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0112269A2 (de) 1982-12-20 1984-06-27 United Technologies Corporation Axiale Gleitringdichtung mit einer Reservedichtung für Gasturbinentriebwerke

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2205195C2 (de) * 1971-03-11 1984-03-15 VEB Geräte- und Pumpenbau Merbelsrod, DDR 6121 Merbelsrod Gleitringdichtung
US5639097A (en) * 1994-12-09 1997-06-17 Eg&G Sealol, Inc. Gas seal "O" ring holder
DE29601428U1 (de) * 1996-01-27 1996-03-14 Depac Gmbh Gleitringdichtung
US5863047A (en) * 1997-01-24 1999-01-26 Utex Industries, Inc. Mechanical seal assembly
GB9815846D0 (en) * 1998-07-22 1998-09-16 Terrell Christopher Seal for rotating shaft
US6357753B1 (en) * 1999-03-16 2002-03-19 Nippon Pillar Packing Co., Ltd. Cartridge-type mechanical seal
JP4465668B2 (ja) * 1999-07-05 2010-05-19 エム・テクニック株式会社 メカニカルシール及びこれを用いた攪拌装置並びに攪拌方法
JP3401229B2 (ja) * 2000-03-15 2003-04-28 株式会社タンケンシールセーコウ メカニカルシール
DE20107960U1 (de) * 2001-05-11 2001-07-05 Burgmann Dichtungswerke Gmbh Dichtungselement für eine Gleitringdichtungsanordnung
GB0206345D0 (en) * 2002-03-18 2002-05-01 Aes Eng Ltd A metal bellows mechanical seal
DE102010054113B4 (de) * 2010-12-10 2016-03-03 MTU Aero Engines AG Dichtung und Strömungsmaschine
US20130243618A1 (en) * 2011-06-30 2013-09-19 Carrier Corporation Locking Shaft Seal Support and Methods

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0112269A2 (de) 1982-12-20 1984-06-27 United Technologies Corporation Axiale Gleitringdichtung mit einer Reservedichtung für Gasturbinentriebwerke

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016161488A3 (en) * 2015-04-09 2016-11-17 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Scroll type apparatus, method for manufacturing such a scroll type apparatus and seal for such a scroll type apparatus
BE1023333B1 (nl) * 2015-04-09 2017-02-07 Atlas Copco Airpower, N.V. Apparaat van het spiraaltype en werkwijze voor de productie van zulk apparaat en afdichting voor zulk apparaat
US9951872B2 (en) 2015-06-19 2018-04-24 Caterpillar Inc. Mechanical face seal
DE102022205077A1 (de) 2022-05-20 2023-11-23 Kuka Deutschland Gmbh Abdichtung eines Radialspalts zwischen zwei Glieder eines Roboterarms

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013205880A1 (de) 2014-10-30
WO2014161520A3 (de) 2014-12-04
DE102013205880B4 (de) 2019-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2940324B1 (de) Lagerkäfig und lagereinrichtung mit einem derartigen lagerkäfig sowie verfahren zum ausbilden, reparieren und/oder austauschen eines solchen lagerkäfigs
EP1989021B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur fertigbearbeitung von gebauten nocken- und exzenterwellen
DE3828363A1 (de) Dichtungseinrichtung
EP3330490B1 (de) Turbomaschinen-dichtungsanordnung
DE102015201782A1 (de) Leitschaufelring für eine Strömungsmaschine
DE102013205880B4 (de) Dichtungsanordnung
DE102015116904A1 (de) Reihe von Drehzahlminderern
EP2960555B1 (de) Bürstendichtungssystem zum abdichten eines spalts zwischen relativ zueinander bewegbaren bauteilen einer strömungsmaschine
EP2088287A1 (de) Anordnung zur Axialsicherung von Laufschaufeln in einem Rotor einer Gasturbine
EP2210005A1 (de) Axiallager, insbesondere für einen turbolader
EP2851518A1 (de) Bauteilsystem einer Turbomaschine
EP2212522B1 (de) Aktive spaltregeleinrichtung für rotorgehäuse
DE102017212575A1 (de) Verfahren zur Erhöhung der Leistung einer Gasturbine
EP1921356A1 (de) Gleitringdichtung, Gleitringdichtungsanordnung und deren Verwendung
EP3628030B1 (de) Verfahren zum instandhalten einer strömungsmaschine
DE102014002028A1 (de) Vorrichtung zur Herstellung eines mit Zähnen besetzten Sägeblattes
EP3524782B1 (de) Lagerkammergehäuse für eine strömungsmaschine
EP4036377B1 (de) Dichtungskomponente, insbesondere zur abdichtung eines dampfraumes gegenüber der umgebung oder zweier dampfräume mit unterschiedlichen drücken sowie verwendung einer solchen
WO2008077374A1 (de) Verfahren zur herstellung einer blisk oder eines blings und damit hergestelltes bauteil
DE102008047269A1 (de) Wälzlageranordnung
DE102021113833A1 (de) Anordnung zur Zentrierung zweier aneinander angrenzender Teile
EP3115554A1 (de) Laufschaufelanordnung mit elastischen stützelementen für eine thermische strömungsmaschine
DE102016204787A1 (de) Käfigsystem sowie Verfahren zur Herstellung eines Käfigsegments
DE112022000202T5 (de) Verfahren zum Herstellen eines Dichtungsrings, Verfahren zum Zusammenbauen einer Turbine, und Turbine
DE102022124401A1 (de) Modul für eine strömungsmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14725595

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14725595

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2