DE1450449B2 - Metallbalg zum anpressen einer zum dichten dienenden gleit scheibe gegen eine gegendichtflaeche - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Metallbalg regenerators, bei dem der erfindungsgemäße Metall-

zum Anpressen einer zum Dichten dienenden Gleit- balg verwendet wird;

scheibe gegen eine Gegendichtfläche, insbesondere Fig. 2 zeigt vergrößert einen Schnitt durch die

für Gasturbinenregeneratoren. Anordnung nach F i g. 1 entlang der Linie 2-2;

Es ist eine Gleitringdichtung zum Abdichten einer 5 F i g. 3 zeigt vergrößert einen Schnitt durch die

Welle bekannt, bei der der konzentrisch zur Welle Anordnung nach F i g. 1 entlang der Linie 3-3;

angeordnete Gleitring axial beweglich ist und durch Fig. 4 zeigt vergrößert einen Schnitt durch die

einen Faltenbalg gegen eine stationäre Dichtfläche Anordnung nach F i g. 1 entlang der Linie 4-4.

andrückbar ist. Der Faltenbalg ist mit einem sich mit In den Zeichnungen liegt eine Dichtung 11 an

der Welle drehenden Teil verbunden und bildet einen io einem Segmentabschnitt eines drehbaren Regenera-

Hohlraum, dem ein Druckmedium zugeführt werden torkernes 12 an, der eine Drehachse 13 sowie Enden

kann, um den Gleitring gegen die stationäre Dicht- aufweist, die von flachen Dichtungen erfaßt werden

fläche zu drücken. können und Luftkanäle 14 aufweisen, die sich axial

Es ist ferner eine Metallmembranscheibe bekannt, die durch den Kern zwischen den flachen Enden hinunter anderem für Kraftfahrzeugthermostaten u. dgl. 15 durch erstrecken. Die mit Umfangsabstand angeordverwendet wird und bei der gleichartige Scheiben neten Segmente eines solchen Kernes sind innerhalb zwecks Bildung eines Balges miteinander verlötet sind. von Gehäuseabschnitten 15 angeordnet, die von dem Die Scheiben weisen einen geneigten Außen-und einen Turbinenkompressor zur Brennkammer führen. Die geneigten Innenflansch auf, die durch in Richtung der dazwischenliegenden Segmente sind innerhalb von Scheibenachse wirkenden Druck in zur Scheiben- 20 (nicht gezeigten) Kanälen angeordnet, die von der ebene parallele Ebenen flach drückbar sind. Bei der letzten Turbinenstufe zum Turbinenauslaß führen.
Herstellung des Metallbalgs werden die Scheiben Die allgemeine Form der Dichtung 11 ist am besten unter abwechselndem Aufeinanderpassen zweier aus F i g. 1 ersichtlich, in welcher die Dichtung einen innerer und zweier äußerer Flansche gestapelt und bogenförmigen Außenabschnitt 17, der konzentrisch der Stapel dann bis zur Flachanlage der geneigten 25 zur Achse 13 liegt, sowie allgemein radiale, mittlere Flansche unter Druck gesetzt und anschließend Abschnitte 18 und 19 und einen inneren Abschnitt 21 erhitzt, bis die Scheiben an den Flanschen miteinan- aufweist, welcher die Abschnitte 18 und 19 miteinander verlötet sind. Bei dieser bekannten Anordnung der verbindet und so geformt ist, daß er einen werden die Blechscheiben vor dem Zusammensetzen Zwischenraum für die in strichpunktierten Linien mit einem Lötauftrag versehen. 30 gezeigte Kernnabe 22 vorsieht. Die Abschnitte 17,

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen 18, 19 und 21 sind vorzugsweise durch Verkleidun-

Metallbalg zum Anpressen einer zum Dichten die- gen ineinandergefügt, um eine glatte Gestalt der

nenden Gleitscheibe gegen eine Gegendichtfläche zu ganzen Dichtung zu erreichen.

schaffen, bei dem eine sichere und wirtschaftliche Die Dichtung 11 umfaßt eine Endplatte 23, einen

Verbindung der zu verbindenden Blechscheiben 35 Metallbalg 24, eine weitere Endplatte 25 und eine

erzielt wird. Gleitscheibe 26. Alle diese Teile, nämlich die Ab-

Bei einem Metallbalg der eingangs genannten Art schnitte 17, 18, 19 und 21 haben die gleiche Gestalt,

wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Balg in obwohl die Endplatte 25 und die Gleitscheibe 26

an sich bekannter Weise aus einzelnen, mit Einsen- nach außen reibende Ansätze auf den Abschnitten 18

kungen versehene Blechscheiben besteht, wobei die 40 und 19 aufweisen.

einander benachbarten im Bereich ebener, aufeinan- Die Endplatte 23 kann an dem Gehäuseabschnitt derliegender Flächenabschnitte miteinander verlötbar 15 der Gasturbine befestigt werden. Die Endplatte sind, und daß weiterhin die Blechscheiben im Bereich besteht aus einem Metallblech, das eine ausreichende ihrer aufeinanderliegenden Flächenabschnitte ein- Stärke hat, um die erforderliche Starrheit für den ander gegenüberliegende, zwischen sich einen Hohl- 45 Balg 24 vorzusehen. An der Vorderseite der Endraum bildende Sicken aufweisen, in die das platte 23 sind Stifte 27 befestigt, welche den Gehäuse-Lot in Streifenform vor dem Verlöten einge- abschnitt 15 berühren, wobei in dem Gehäuselegt ist. abschnitt 15 mit Öffnungen versehen Abschnitte für

Bei dem erfindungsgemäßen Metallbalg werden im die Aufnahme der Stifte 27 vorgesehen sind, um die Gegensatz zur bekannten Metallmembranscheibe die 5° Endplatte 23 daran zu befestigen. Die Endplatte 23 Blechscheiben nicht mit einem Lötauftrag versehen. ist außerdem mit einer Druckluftverbindung 28 ver-Vielmehr werden Lötstreifen in die entstehenden sehen, welche sich durch einen mit Öffnungen verHohlräume gelegt, was die Herstellung des Metall- sehenen Abschnitt in dem Gehäuseabschnitt 15 hinbalgs erheblich vereinfacht. Außerdem wird bei dem durch erstreckt. Die Verbindung 28 führt Druckluft erfindungsgemäßen Metallbalg eine sichere Verbin- 55 in das Innere des Balges 24.

dung dadurch erzielt, daß die Lotmenge gut abge- Der Balg 24 hat eine Anzahl dünner Metallschei-

stimmt werden kann und daß beim Erhitzen ein ben 29 und 31. Die Scheiben sind mit Einsenkungen

Überfließen des Lotes zwischen den Flächen erfolgt. versehen, so daß sie eine gewisse Biegsamkeit in

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung Richtung der Achse 13 zulassen. Die Einsenkungen

ist dadurch gekennzeichnet, daß zur dichten Befesti- 60 in den Scheiben 29 und 31 sind entgegengesetzt,

gung der Balgenden an den den Balg abschließenden wobei die Scheiben abwechselnd aufeinandergesta-

Endplatten die Endblechscheiben mit vor dem Ver- pelt werden, wie es in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist.

löten Lot in Streifenform aufnehmenden Sicken ver- Die Blechscheiben liegen abwechselnd mit inneren

sehen sind. und äußeren Abschnitten aufeinander. Jede Scheibe

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll an 65 29 oder 31 weist eine mittlere, innere, flache Zone 32,

Hand von Zeichnungen näher erläutert werden. zwei mittlere flache Zonen 33 und zwei äußere flache

F i g. 1 zeigt die Seitenansicht einer Dichtung für Zonen 34, die parallel zueinander liegen, jedoch voneinen drehbaren Regeneratorkern eines Gasturbinen- einander einen Abstand haben, wobei die Stufen 35

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zur äußeren Zone bei den Scheiben 29 und 31 ent- Kernoberfläche 44 zusammenwirkt und die genügend

gegengesetzt verlaufen. glatt ist, um ein Mindestmaß an Reibung zu bieten

In der inneren Zone 32 und den äußeren Zonen 34 und ein Abnutzen oder Verschrammen des Kernes

jeder Scheibe 29 und 31 sind langgestreckte Sicken während des Betriebes zu verhindern. Das Material,

36 halbkreisförmigen Querschnitts gebildet. In jeder 5 aus welchem die Gleitscheibe 26 hergestellt ist, soll

Außenzone 34 der Scheiben 29 und 31 ist eine ein- auch hohen Temperaturen widerstehen können,

zige Sicke 36 gebildet, die um den gesamten Umfang Gegebenenfalls kann eine dünne Schicht (nicht

der Scheibe herumführt. Die Innenzonen 32 haben gezeigt) aus hartem Material mit geringer Reibung,

eine unterschiedliche Anzahl von Sicken 36 je nach wie z. B. polykristallines Glas welches hohen Tem-

der Gesamtbreite des Balgs 24. Die Dichtung 11 ist io peraturen widersteht, auf der Oberfläche 43 der

an dem Übergang der Dichtungsabschnitte 18 und 19 Gleitscheibe 26 aufgebracht sein, während die Gleit-

zum Abschnitt 17 verhältnismäßig breit, wie aus der scheibe im übrigen aus Metall hergestellt ist.

Fig. 3 ersichtlich, während die übrigen Abschnitte Die Mittel zum Halten der Gleitscheibe 26 an der

der Dichtung 11 verhältnismäßig schmal sind, wie Endplatte 25 umfassen zwei Ansätze 45 und 46 auf

aus der Fig. 2 hervorgeht. Dieser Unterschied in der 15 der Gleitscheibe26, welche sich überlappen und die-

Breite wird durch Veränderung der Breite der Zone selbe Form haben wie die Ansätze 41 und 42 der

32 hervorgerufen. Wo die Zone 32 verhältnismäßig Endplatte 25. Von den Ansätzen 45 und 46 werden

breit ist, erstrecken sich drei zueinander parallele Stifte 47 und 48 aufgenommen, wobei der Stift 47

Sicken 36 in den Scheiben 29 und 31. Dort wo der innerhalb eines Schlitzes 49 in dem Ansatz 41 liegt,

Balg relativ schmal ist, ist nur eine einzige Sicke 36 20 während der Stift 48 innerhalb der kreisförmigen

in der Zone 32 gebildet. Öffnung 51 in dem Ansatz 42 angeordnet ist. Diese

Die Sicken in benachbarten Scheiben 29 und 31 Haltemittel verhindern eine unerwünschte Relativliegen einander gegenüber und bilden Hohlräume, verschiebung zwischen der Gleitscheibe 26 und der in die Lötstreifen 37 eingelegt sind. Bei den Zonen Endplatte 25, jedoch sind die einander zugewendeten 32 oder 34 benachbarter Scheiben 29 oder 31 ist die 25 Oberflächen der Endplatte und der Gleitscheibe in Querschnittsform der Streifen 37 annähernd kreis- loser Berührung miteinander. Das Vorhandensein förmig oder elliptisch; für die Sicken 36 in den Zonen des langgestreckten Schlitzes 49 ermöglicht eine Aus-34, die der Grundplatte 23 oder dem unteren Schuh dehnung und Zusammenziehung der Gleitscheibe 26 25 gegenüberliegen ist die Querschnittsform des Strei- mit Bezug auf die Endplatte 25 allgemein in der fens 37 halbkreisförmig. Es sei darauf hingewiesen, 30 Richtung der längeren Abmessung der Dichtung 11, daß der Balgabschnitt im Bereich der Endplatte 25 d. h. in der allgemeinen Ausdehnungsrichtung des eine Endblechscheibe 29 ist, während derjenige im äußeren Abschnittes 17.

Bereich der Endplatte 23 eine Endblechscheibe 31 Beim Zusammenbau der Endplatte 23, des Balges ist, so daß die Zonen 34 der Scheiben entsprechend 24 und der anderen Endplatte 25 werden diese Teile aneinander liegen. In der dargestellten Ausführungs- 35 gemeinsam mit den Lötstreifen 37 zusammengebaut, form sind insgesamt sechs Blechscheiben 29 und 31 und die zusammengebaute Anordnung wird dann in gezeigt. Um eine Verbindung zwischen den einzelnen einen Lötofen eingebracht. Das Ausfließen des Löt-Kammern, die zwischen den Scheiben gebildet sind, metalls auf die benachbarten Oberflächen der Balgvorzusehen, sind in den Zonen 32 der Scheiben mit abschnittszonen 32 und 34 verbindet die Balgen-Öffnungen versehene Abschnitte 38 vorgesehen. Diese 40 abschnitte miteinander und befestigen auch die mit Öffnungen versehenen Abschnitte fluchten mit Endplatte 23 und die Endplatte 25 an ihren benachder Druckluftverbindung 28. barten Blechscheiben. Die Gleitscheibe 26 kann

Die Endplatte 25 hat im wesentlichen die gleiche dann durch Einsetzen der Stifte 47 und 48 in den

Form wie die Endplatte 23 und der Balg 24 in den Schlitz 49 und die Öffnung 51 mit der Endplatte 25

Abschnitten 17, 18, 19 und 21. Die Stärke der ande- 45 zusammengebaut werden, wobei die Endplatte 23

ren Endplatte 25 ist beträchtlich geringer als die der durch die Stifte 27 an dem Gehäuseabschnitt 16

Endplatte 23, um eine Biegsamkeit in Richtung der befestigt wird.

Achse 13 zuzulassen. Die Oberfläche 39 der End- Im Betrieb wird Druckluft an die Verbindung 28

platte 25 ist der benachbarten Blechscheibe 29 züge- herangeführt, wodurch die durch die Endplatte 23,

wendet und wirkt mit dessen Zonen 34 zusammen. 50 den Balg 24 und die Endplatte 25 gebildete Kammer

An der Endplatte 25 sind zwei Ansätze 41 und 42 unter Druck gesetzt wird, so daß die Gleitscheibe 26

angeformt, welche sich von den Abschnitten 18 und gegen den umlaufenden Kern gedrückt wird. Die

19 der Dichtung in Richtung der von der durch die Ausdehnbarkeit des Balges 24 ermöglicht beträchtli-

Dichtung eingeschlossenen Fläche forterstrecken. ehe Veränderungen in dem Abstand zwischen dem

Die Ansätze 41 und 42 erstrecken sich im wesentli- 55 Kern 12 und dem Gehäuseabschnitt 16, und die

chen über die gesamte Länge der Dichtungsabschnit- Elastizität der Endplatte 25 sowie der Gleitscheibe 26

te 18 und 19 und gehen mit einer Verkleidung in den nehmen Veränderungen in dem Abstand zwischen

übrigen Teil der Endplatte 25 über. dem Kern und dem Gehäusekörper auf, die beispiels-

Die Gleitscheibe 26 kann auch einen metallischen weise infolge von Verformungen durch Temperatur-Körper einschließen, und dieser Körper hat dieselbe 60 wechsel während des Betriebes auftreten können. Die Außenlinie wie die Endplatte 25, ist jedoch etwas Festigkeit der Dichtung 11 in Richtung radial nach stärker, obwohl sie noch eine genügende Biegsamkeit außen von der durch die Dichtung eingeschlossenen in Richtung der Achse 13 aufweist, um abdichtend zu Segmentfläche ist relativ hoch und verhindert somit wirken, d. h. die Veränderungen in dem Abstand unerwünschte Verformungen der Dichtung oder der zwischen den einander zugewendeten Oberflächen 65 Gleitscheibe 26 infolge des nach außen gerichteten des Kernes und Gehäuseabschnittes 16 während der Druckes der durch diesen Bereich hindurchströmen-Drehung des Kernes aufzunehmen. Außerdem hat den Druckluft,
die Gleitscheibe 26 eine Oberfläche 43, die mit der Ist es erwünscht die Gleitscheibe 26 auszutauschen,

dann ist es nur erforderlich, diese von der Endplatte 25 zu entfernen, indem die Stifte 47 und 48 aus dem Schlitz 49 und der Öffnung 51 entfernt werden. Die verbleibenden Teile der Dichtung 11 können zusammengebaut bleiben, während die neue Gleitscheibe 26 an der Endplatte 25 angebracht wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Metallbalg zum Anpressen einer zum Dichten dienenden Gleitscheibe gegen eine Gegendichtfläche, insbesondere für Gasturbinenregeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (24) in an sich bekannter Weise· aus einzelnen, mit Einsenkungen versehenen Blechscheiben (29, 31) besteht, wobei die einander benachbarten im Bereich ebener, aufeinanderliegender Flächenabschnitte (32) miteinander verlötet sind, und daß weiterhin die Blechscheiben (29, 31) im Bereich ihrer aufeinanderliegenden Flächenabschnitte einander gegenüberliegende, zwischen sich einen Hohlraum bildende Sicken (36) aufweisen, in die das Lot (37) in Streifenform vor dem Verlöten eingelegt ist.

2. Metallbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur dichten Befestigung der Balgenden an den den Balg (27) abschließenden Endplatten (23, 25) die Endblechscheiben (29, 31) mit vor dem Verlöten Lot (37) in Streifenform aufnehmenden Sicken (36) versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen