DE2337909A1

DE2337909A1 - LABYRINTH SEAL AND METHOD OF MANUFACTURING IT

Info

Publication number: DE2337909A1
Application number: DE19732337909
Authority: DE
Inventors: Donald Frederick Gross
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-07-28
Filing date: 1973-07-26
Publication date: 1974-02-07
Also published as: CA989438A; FR2195316A5; JPS49132443A; BE802870A; IT991430B

Description

Labyrinthdichtung und Verfahren zu ihrer HerstellungLabyrinth seal and process for its manufacture

Die Erfindung bezieht sich auf eine Labyrinthdichtung zur Verwendung bei sich relativ zueinander drehenden Teilen und insbesondere auf auswechselbare Zähne für die Dichtung.The invention relates to a labyrinth seal for use in the case of parts rotating relative to one another and in particular on replaceable teeth for the seal.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer.derartigen Labyrinthdichtung.The invention also relates to a method of production such a labyrinth seal.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin', eine verbesserte, wirksame Labyrinthdichtung mit auswechselbaren Dichtungszähnen zu schaffen, die durch auswechselbare Halterungsmittel auf einer wiederverwendbaren drehbaren Welle in ihrer Lage gehalten sind.The object on which the invention is based is' to provide an improved, effective labyrinth seal with replaceable To create sealing teeth that are in place by interchangeable mounting means on a reusable rotatable shaft are held.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein effizientes Verfahren zur Herstellung derartiger Labyrinthdichtungen, das eine wiederholte Verwendung der zugehörigen Wellenstruktur gestattet, und ein effizientes Verfahren zu schaffen, um beschädigte oder abgenutzte Dichtungszähne zu entfernen und diese durch neue zu ersetzen. Another object is to provide an efficient method of manufacturing such labyrinth seals that has a repeated Use of the associated shaft structure allows, and to create an efficient method of repairing damaged or worn Remove sealing teeth and replace them with new ones.

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Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch eine Labyrinthdichtung gelöst, die durch ein Zahnsegment mit einem Basisabschnitt, der für ein Zusammenwirken mit einem ersten der relativ zueinander drehbaren Teile angeordnet ist, wobei das Zahnsegment in die Nähe eines zweiten der relativ zueinander drehbaren Teile ragt, und eine Halterungsablagerung gekennzeichnet ist, die auf dem Basisabschnitt angeordnet ist.According to the invention, the object is achieved by a labyrinth seal solved by a toothed segment with a base portion which is for cooperation with a first of the relative to each other rotatable parts is arranged, wherein the tooth segment protrudes in the vicinity of a second of the relatively rotatable parts, and a bracket deposit is indicated on the Base portion is arranged.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention will now be based on further features and advantages the following description and the drawing of an exemplary embodiment explained in more detail.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht von einer bekannten Labyrinthdichtung und stellt die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung auf diese dar.Fig. 1 is a cross-sectional view of a known labyrinth seal and illustrates the applicability of the present invention to them.

Fig. 2 ist. eine Querschnittsansicht von einer erfindungsgemässen Labyrinthdichtung, die mit einer drehbaren Welle und einer herumführenden Ummantelung zusammenwirkt.Fig. 2 is. a cross-sectional view of an inventive labyrinth seal with a rotatable shaft and a surrounding sheath cooperates.

Fig. 3 ist eine Ansicht der Dichtung gemäss Fig. 2 nach einem Schnitt entlang der Linie 3~3·Fig. 3 is a view of the seal according to FIG. 2 after a Section along the line 3 ~ 3

In Fig. 1 ist eine bekannte Labyrinthdichtung gezeigt, wobei eine Welle 10 ein Kompressorrotor oder ein ähnliches drehbares Element, eine drehbare Kompressortrommel eines Gasturbinentriebwerkes oder ein anderes Strömungsmaschinenelement ist. Die Welle 10 trägt zahlreiche Kompressorblätter 11, die zusammen mit Statorblättern zur Komprimierung einer Strömungsmittelströmung dienen. Bei einem Ausführungsbeispiel einer derartigen Konfiguration arbeitet eine Ummantelung 14 mit den Statorblättern 12 zusammen und umgibt die Welle 10, um mit dieser .eine Dichtung auszubilden. Selbstverständlich könnte eine ähnliche Einrichtung auch zwei koaxiale, relativ zueinander rotierende Wellen oder irgend eine andere Kombination beinhalten, die eine Strömungsmitteldichtung erfordert. Um die Dichtung zu vervollständigen, umgeben zahlreiche benachbarte Dichtungszähne 13 die Welle 10 und ragen in radialer RichtungIn Fig. 1 a known labyrinth seal is shown, wherein a shaft 10 is a compressor rotor or a similar rotatable element, is a rotatable compressor drum of a gas turbine engine or other fluid machine element. The shaft 10 carries numerous compressor blades 11 which, together with stator blades, serve to compress a fluid flow. At a Embodiment of such a configuration, a casing 14 cooperates with the stator blades 12 and surrounds them Shaft 10 in order to form a seal with it. Of course a similar device could also have two coaxial shafts rotating relative to one another, or some other combination which requires a fluid seal. To complete the seal, numerous adjacent ones surround it Sealing teeth 13 the shaft 10 and protrude in the radial direction

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bis in die Nähe der Ummantelung 14. Es sind auch Abwandlungen von Labyrinthdichtungen bekannt, in denen gegenüberliegende Zahnsätze sich gegeneinander durchsetzen oder bei denen die Zähne von einem fest angebrachten Teil gehalten werden, das eine ummantelte Drehwelle umgibt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die bekannten Dichtungszähne als eine Einheit mit der Welle 10 ausgebildet, und wenn sie abgenutzt sind, können sie nur durch Auswechselung der zugehörigen Welle ausgewechselt werden. Dies ist ein teurer Montagevorgang. up to the vicinity of the sheath 14. There are also modifications of Labyrinth seals known in which opposing sets of teeth prevail against each other or in which the teeth of one be held firmly attached part that surrounds a jacketed rotating shaft. As shown in Fig. 1, the sealing teeth are known formed as one unit with the shaft 10, and if they are worn out, they can only be replaced by replacing the associated Shaft to be replaced. This is an expensive assembly process.

Die vorliegende Erfindung sorgt sowohl für ein Verfahren als auch für eine Vorrichtung, um das Erfordernis einer Wellenauswechselung mit einem Dichtungszahnaustausch zu vermeiden. Die vorliegende Erfindung kann sowohl bei derzeitigen Wellen-Zahnkombinationen (mittels entsprechender Angleichung an deren Struktur) als auch anstelle derzeitiger Kombinationen als ursprüngliche Einrichtung angewendet werden.The present invention provides both a method and an apparatus to overcome the need for shaft replacement to avoid with a sealing tooth replacement. The present invention can be used with current shaft-tooth combinations (by means of a corresponding adjustment to their structure) as well as instead of current combinations as the original institution be applied.

In den Fig. 2 und ^j3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Labyrinthdichtung gemäss der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Gasturbinentriebwerk dargestellt. Selbstverständlich sind aber die technischen Lehren der vorliegenden Erfindung auf jede Situation anwendbar, in der eine Labyrinthdichtung mit wesentlicher mechanischer Festigkeit Bedingungen ausgesetzt ist, die eine Abnutzung oder Beschädigung der Dichtung fördern, und in der das Erfordernis einer Auswechselung bestimmter Zahn- * elemente besteht. Mit Ausnahme der bezeichneten Elemente ist die in den Fig. 2 und 3 gezeigte Struktur die gleiche wie in Fig. 1 und gleiche Elemente haben gleiche Bezugszahlen erhalten.In FIGS. 2 and ^j 3, an embodiment of a labyrinth seal is shown according to the present invention in conjunction with a gas turbine engine. It will be understood, however, that the teachings of the present invention are applicable to any situation in which a labyrinth seal with substantial mechanical strength is exposed to conditions that promote wear or damage to the seal and in which there is a need to replace certain tooth elements. With the exception of the designated elements, the structure shown in Figures 2 and 3 is the same as in Figure 1 and like elements have been given like reference numerals.

Wie vorstehend ist eine drehbare Welle 10, die zahlreiche Kompressorblätter 11 trägt, in der Weise dargestellt, dass sie mit einer umgebenden Ummantelung 14 zusammenwirkt, die von zahlreichen Kompressor-Statorblättern 12-getragen wird, die auf einem feststehenden Triebwerksgehäuse montiert sind. Die Ummantelung 14 kann aus Honigwabenmaterial oder irgend einem anderen MaterialAs above, there is a rotatable shaft 10 that supports numerous compressor blades 11 carries, is shown to cooperate with a surrounding jacket 14 used by numerous Compressor stator blades 12-carried on a stationary engine housing are mounted. The sheath 14 can be made of honeycomb material or any other material

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gebildet sein, das geeignete Charakteristiken für die in Rede stehende Applikation zeigen. Gewöhnlich sind derartige Ummantelungen in Gasturbinentriebwerken aus einem Material gebildet, das der Abnutzung durch passende Elemente unterliegt, um eine zufriedenstellende Dichtung sicherzustellen.be formed that show suitable characteristics for the application in question. Such sheaths are common formed in gas turbine engines from a material that is subject to wear by mating elements to provide a ensure a satisfactory seal.

Die Welle 10 ist mit zahlreichen Rillen oder Vertiefungen 15 versehen, die die Trommelstruktur im wesentlichen umgeben und im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Jede Vertiefung 15 weist eine vorbestimmte Breite 16 und ein Halteteil auf, das in diesem Ausführungsbeispiel von einer überhängenden Schulter 17 gebildet wird, die eine seiner Wände bildet. Die in Fig. 2 gezeigte überhängende Schulter 17 weist im Querschnitt eine im allgemeinen C-förmige Konfiguration auf; es reicht jedoch jede überhängende oder ausgeschnittene Schulter aus, bei der ein oberer Abschnitt der Schulter über einem Teil der zugehörigen Aussparung liegt.The shaft 10 is provided with numerous grooves or depressions 15, which essentially surround the drum structure and are essentially parallel to one another. Each well 15 has a predetermined width 16 and a holding part, which in this exemplary embodiment is formed by an overhanging shoulder 17 which forms one of its walls. The overhanging shoulder 17 shown in Figure 2 has a generally cross-sectional shape C-shaped configuration on; however, any overhanging or cut-out shoulder with an upper Section of the shoulder lies over part of the associated recess.

In jeder Aussparung 15 ist eine Reihe von Labyrinthdichtungszähnen angeordnet, die sahireiche anstossende Zahnsegmente 18 bildet, Die Zahnsegmente weisen verdickte Basisabschnitte 20 auf, die ebenfalls einen im allgemeinen C-förmigeη Querschnitt aufweisen und in den Vertiefungen angeordnet sind, Die Zahnsegmente erstrecken sich von dort relativ zur Welle radial nach aussen und bis in die Nähe der Ummantelung 1*1. Die Basisabschnitte der Zahnsegmente haben vorbestimmte Breiten, die kleiner als die Breiten 16 der Rillen 15 sind. Erfindungsgemäss sind die Zahnsegmente in den Vertiefungen 15 angeordnet, wobei die Basisabschnitte teilweise unter diesen Schultern liegen, um die Zahnsegmente gegen die hohen Zentrifugalkräfte zu befestigen, die bei der schnellen Rotation der Welle 10 auftreten. Die Querschnittsform des Basisabschnittes 20 der Zahnsegmente 18 stimmt vorzugsweise mit derjenigen der zugehörigen Schultern 17 überein; es ist jedoch jede vergrösserte Basiskonfiguration akzeptabel, die sich dazu eignet, dass sie teilweise unter den Schultern liegt.In each recess 15 is a series of labyrinth seal teeth arranged, the saw-rich abutting tooth segments 18 forms, the tooth segments have thickened base portions 20, which also have a generally C-shapedη cross section and are arranged in the recesses. The toothed segments extend from there radially outward relative to the shaft and up to the vicinity of the jacket 1 * 1. The base sections of the Gear segments have predetermined widths that are smaller than the widths 16 of the grooves 15 are. According to the invention, the tooth segments are arranged in the depressions 15, the base sections partially lie under these shoulders in order to secure the toothed segments against the high centrifugal forces that occur during the fast Rotation of the shaft 10 occur. The cross-sectional shape of the base section 20 of the tooth segments 18 preferably matches that the associated shoulders 17 match; however, any enlarged basic configuration that is suitable for that it is partly under the shoulders.

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Nachdem die Zahnsegmente 18 in der Vertiefung 15 angeordnet und in einen Eingriff mit der Schulter 17 gebracht worden sind, entstehen zusammengesetzte Dichtungszähne, die jeweils teilweise aus dem Material der Welle 10 und teilweise aus Zahnsegmenten 18 gebildet sind. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier gegebenen Lehren Abwandlungen von dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgenommen werden können. Beispielsweise kann die Ausbildung der Halteteile von den überhängenden Schultern 17 abgewandelt werden und kann radiale Rippen beinhalten, die von der Welle nach aussen ragen, auf der Zahnsegmente mit eingesetzten Basisabschnitten angebracht sind. Jede Kombination dieser Art führt zu auswechselbaren zusammengesetzten Dichtungszähnen und ist zufriedenstellend. Bei einer weiteren Abwandlung können die Vertiefungen 15 vollständig weggelassen und die Zahnsegmente direkt auf der unverformten Oberfläche der Welle 10 angeordnet sein und mit geeigneten Halteteilen zusammenwirken.-Auf jeden Fall soll mit dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in keiner Weise angedeutet sein, dass diese das einzige brauchbare Ausführungsbeispiel darstellt.After the tooth segments 18 have been arranged in the recess 15 and brought into engagement with the shoulder 17, composite sealing teeth are produced, each made partly from the material of the shaft 10 and partly from tooth segments 18 are formed. It should be pointed out at this point that, within the framework of the teachings given here, modifications of the present Embodiment can be made. For example, the formation of the holding parts of the overhanging Shoulders 17 can be modified and may include radial ribs protruding outward from the shaft on the gear segments with inserted base sections are attached. Any combination of this type results in replaceable composite sealing teeth and is satisfactory. With a further modification the recesses 15 can be completely omitted and the tooth segments arranged directly on the undeformed surface of the shaft 10 and interact with suitable holding parts in any case, the present exemplary embodiment is not intended to indicate in any way that this is the only useful exemplary embodiment represents.

Um die zahlreichen Zahnsegmente 18 in einer richtigen Position innerhalb der Vertiefung 15 während des Betriebes der Drehwelle festzuhalten, ist über einem Abschnitt der Basisteile 20 der Zahnsegmente ein Halterungskörper aus abgelagertem Metall 22 angeordnet, das die verbleibende Breite der Vertiefungen im wesentlichen ausfüllt, die von den Basisteilen 20 der Zahnsegmente noch nicht ausgefüllt ist. Die Ablagerung 22 kann durch thermisches Sprühen oder Löten oder durch andere Mittel gebildet sein. Während der Wellenrotation wirken den Querkomponenten der zentrifugalen Rotationskräfte Scherkräfte zwischen der Halterungsablagerung 22 und dem Boden der Vertiefungen 15 und desgleichen Druckkräfte zwischen der Ablagerung 22 und der zugehörigen gegenüberliegenden Schulter entgegen, die die gegenüberliegende Seite von jeder Aussparung bildet. Somit dient die Ablagerung 22 in Verbindungjmit der überhängenden Schulter 17 dazu, die Zahnsegmente 18 in den zugehörigen Vertiefungen 15 trotz der erheblichen Kräfte festzu-To keep the numerous tooth segments 18 in a correct position within the recess 15 during operation of the rotating shaft to hold, a support body made of deposited metal 22 is arranged over a portion of the base parts 20 of the toothed segments, which essentially fills the remaining width of the depressions that of the base parts 20 of the tooth segments is not filled out. The deposit 22 can be formed by thermal spraying or soldering, or by other means. While As the shaft rotates, the transverse components of the centrifugal rotational forces act as shear forces between the mount deposit 22 and the bottom of the depressions 15 and likewise compressive forces between the deposit 22 and the associated opposite one Shoulder that forms the opposite side of each recess. Thus, the deposit 22 serves in conjunction therewith the overhanging shoulder 17 to secure the toothed segments 18 in the associated recesses 15 despite the considerable forces

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halten, die bei dem Betrieb des Triebwerkes auftreten.that occur during the operation of the engine.

Die erfindungsgemässe Labyrinthdichtung ist für eine Verwendung als Originalausrüstung bei speziell ausgelegten Wellen, wie beispielsweise die in den Fig. 2 und 3 gezeigte, oder in Verbindung mit der bekannten Struktur gemäss Fig. 1 verwendbar. Für den letzten Fall ist in Fig. 1 eine gestrichelte Darstellung 13' einer Aussparung (ähnlich den Aussparungen 15. in Fig. 2) gezeigt, die in die Wellenstruktur 10 eingeschnitten sein kann, in_dem das den Zahn 13 ausbildende Material durch maschinelle Bearbeitung weggenommen wird. Anschliessend können zahlreiche Dichtungsζahnsegmente 18 angeordnet und darin gehaltert werden, wie es vorstehend in Verbindung mit den Figuren 2 und 3 beschrieben wurde. Dieses Verfahren kann angewendet werden, um den gesamten oder einen Teil eines einzelnen abgenutzten Zahnes oder irgend einer Anzahl von Zähnen 13 der bekannten Dichtung gemäss Fig. 1 zu ersetzen. ■The labyrinth seal according to the invention is for one use as original equipment on specially designed shafts such as that shown in Figures 2 and 3, or in conjunction can be used with the known structure according to FIG. For the last one In the case of FIG. 1, a dashed illustration 13 'of a recess (similar to the recesses 15 in FIG. 2) is shown which can be cut into the wave structure 10, in_dem the Material forming tooth 13 is removed by machining. Numerous sealing tooth segments can then be used 18 and supported therein, as described above in connection with FIGS. 2 and 3. This method can be applied to all or part of a single worn tooth or any number of To replace teeth 13 of the known seal according to FIG. ■

Es wird nun das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung einer vorstehend beschriebenen Labyrinthdichtung beschrieben. Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens kann in Verbindung mit den Figuren 2 und 3 beschrieben werden. Es beinhaltet als bevorzugte Schritte, dass zahlreiche im wesentlichen parallele Vertiefungen gebildet werden, die die Welle 10 im wesentlichen umgeben, wobei die Vertiefungen mit 15 bezeichnet sind, in der Vertiefung zahlreiche anstossende und radial verlaufende Zahnsegmente l8 angeordnet werden, deren Basisabschnitte 20 sich in den Aussparungen befinden, und eine Halterungsablagerung aus Metall über den Basisabschnitten innerhalb der Vertiefungen durch Löten, thermisches Sprühen oder ein ähnliches Verfahren angeordnet wird. Zusätzliche Schritte können beinhalten, dass eine überhängende Schulter entlang dem einen Rand der Vertiefung 15 ausgebildet wird und die Basisabschnitte 20 der Zahnsegmente 18 in einer solchen Stellung angeordnet werden, dass sie teilweise unter der überhängenden Schulter 17 liegen. Die Reihen der Labyrinthdichtung zähne werden anschliessend in eine Kooperation mit einer umgebenden Ummantelung lh gebracht. Auf diese Weise kann die betriebs-The method according to the invention for producing a labyrinth seal described above will now be described. An exemplary embodiment of the method according to the invention can be described in connection with FIGS. 2 and 3. It includes as preferred steps that numerous substantially parallel depressions are formed which essentially surround the shaft 10, the depressions being denoted by 15, numerous abutting and radially extending tooth segments 18 are arranged in the depression, the base sections 20 of which are located in the Recesses are located and a metal retainer deposit is placed over the base portions within the recesses by soldering, thermal spraying, or the like. Additional steps may include forming an overhanging shoulder along one edge of the recess 15 and arranging the base portions 20 of the tooth segments 18 in a position such that they partially underlie the overhanging shoulder 17. The rows of the labyrinth seal teeth are then brought into cooperation with a surrounding casing lh . In this way, the operational

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sichere und effektive Labyrinthdichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet und neben den speziell konstruierten Dichtungsstrukturen gemäss der vorliegenden Erfindung auch auf bekannte Dichtungsstrukturen angewendet werden.safe and effective labyrinth seal according to the present Invention formed and in addition to the specially designed sealing structures according to the present invention also known Sealing structures are applied.

Alternativen zu diesem Verfahren, die auf die verschiedenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Labyrinthdichtung anwendbar sind, die vorstehend beschrieben wurden, können die Schritte beinhalten, dass ein Halteteil auf der zugehörigen Welle (analog den Schultern 17) ausgebildet werden, ein Zahnsegment in Kooperation mit einem Halteteil angeordnet wird und auf dem Basisabschnitt des Zahnsegmentes eine Halterungsablagerung abgeschieden wird.Alternatives to this method based on the various exemplary embodiments of the inventive labyrinth seal which have been described above can be used, the steps include that a holding part be formed on the associated shaft (analogous to the shoulders 17), a toothed segment in cooperation is arranged with a holding member and deposited a bracket deposit on the base portion of the sector gear will.

Wie bereits ausgeführt wurde, kann der mögliche Eingriff der Ummantelung I^ mit Zahnsegmenten 18 über ausgedehnten Betriebsperioden die Tendenz haben, diese Zahnsegmente zu beschädigen oder abzunutzen. Die Aufrechterhaltung eines gewünschten Wirkungsgrades eines Triebwerkes macht es dann erforderlich, dass Dichtunger., die auf Grund einer derartigen Abnutzung und Beschädigung unwirksam geworden sind, ausgewechselt oder ausgebessert i-jerden. Die vorliegende Erfindung schafft ein vereinfachtes Verfahren, un einzelne Zahnsegmente auf Wunsch zu ersetzen. Dieses Verfahren _ibeinhaltet die Schritte, dass die Halterungsablagerung aus Metall von den Basisabschnitten des abgenutzten Zahnsegmentes beseitigt wird, das abgenutzte Segment aus der Vertiefung 15 herausgenommen, ein neues Zahnsegment 18 in der Vertiefung angeordnet und wieder eine Halterungsablagerung aus Metall über der Basis des neuen Segmentes in der Vertiefung angeordnet wird. Auch wenn gegenwärtig erwogen wird, dass ausreichend ursprüngliches Halterungsmetall durch maschinelle Bearbeitung von der Zahnbasis entfernt wird, um die Herausnahme des Zahnes zu gestatten, so wird deutlich, dass irgend eine lokalisierte Beseitigung von Metall ausreicht. As has already been stated, the possible engagement of the casing I ^ with tooth segments 18 over extended periods of operation can have the tendency to damage or wear out these tooth segments. The maintenance of a desired efficiency of an engine then makes it necessary that seals, which have become ineffective due to such wear and damage, replaced or repaired. The present invention provides a simplified method of replacing individual tooth segments if desired. This method _i includes the steps of removing the metal retainer deposit from the base portions of the worn gear segment, removing the worn segment from recess 15, placing a new gear segment 18 in the recess, and again placing a metal retainer deposit over the base of the new segment is placed in the recess. While it is presently contemplated that sufficient original retainer metal be machined away from the tooth base to permit removal of the tooth, it will be appreciated that some localized removal of metal will be sufficient.

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Wenn eine Labyrinthdichtung gemäss dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zwischen der Welle 10 und der Ummantelung Ik angeordnet ist, kann der Betrieb der Einrichtung wie folgt darges-tellt werden: Die Rotorwelle 10 und die zugehörigen Rotorblätter 11 werden durch bekannte Mittel in eine schnelle Rotation versetzt. Die Statorblätter 12 bleiben fest an dem Gehäuse und die Ummantelung Ik wird von den Statorblättern getragen. Wenn die Drehgeschwindigkeit der Welle 10 zunimmt, nehmen auch die Zentrifugalkräfte zu, die auf die einzelnen Zahnsegmente einwirken, wobei die dadurch entstehenden Radial- und Querkomponenten der Kraft durch die überhängende Schulter 17 zusammen mit der Metallablagerung 22 aufgenommen werden, die in den Vertiefungen 15 und auf dem Basisabschnitt 20 der Zahnsegmente angeordnet ist. Thermische und mechanische Beanspruchungen können die radial äusseren Ränder der Zahnsegmente 18 in einen Eingriff mit der Ummantelung 1*1 bringen und zu einer gegenseitigen Abnutzung dazwischen führen. Dieser Vorgang hat abgenutzte oder beschädigte Zahnsegmente zur Folge,- die ersetzt werden müssen, um eine wirksame Dichtung zwischen der Welle 10 und der Ummantelung Ik aufrecht zu erhalten. Genau dies ist der Zweck, für den die vorliegende Erfindung besonders geeignet ist.If a labyrinth seal according to the described embodiment of the present invention is arranged between the shaft 10 and the casing Ik , the operation of the device can be illustrated as follows: The rotor shaft 10 and the associated rotor blades 11 are set into rapid rotation by known means . The stator blades 12 remain firmly on the housing and the casing Ik is carried by the stator blades. As the speed of rotation of the shaft 10 increases, the centrifugal forces acting on the individual tooth segments also increase, the resulting radial and transverse components of the force being absorbed by the overhanging shoulder 17 together with the metal deposit 22 that is contained in the recesses 15 and is arranged on the base portion 20 of the tooth segments. Thermal and mechanical stresses can bring the radially outer edges of the toothed segments 18 into engagement with the casing 1 * 1 and lead to mutual wear therebetween. This process results in worn or damaged toothed segments, which must be replaced in order to maintain an effective seal between the shaft 10 and the casing Ik . This is precisely the purpose for which the present invention is particularly suited.

Selbstverständlich öind innerhalb der hier gegebenen Lehren zahlreiche Abwandlungen möglich. Beispielsweise kann es bei Anwendungsfällen, in denen nur verminderte Zentrifugalkräfte auftreten, praktikabel sein, die Dichtungen nicht mit den überhängenden Schultern 17 zu versehen, sondern einfach die Zahnsegmente in Vertiefungen 15 anzuordnen und über ihren Basisabschnitten Halterungsmetall abzuscheiden. Sollte andererseits die überhängende Schulter beibehalten werden, so ist klar, dass sie in der Form modifiziert werden kann, so lange ihr Grundcharakter bestehen bleibt. Zusätzlich kann die Querschnittskonfiguration der Basisabschnitte 20 der Zahnsegmente 18 auf jede gewünschte effektive Form abgewandelt werden, um mit der zugehörigen überhängenden Schulter zusammenzuarbeiten. Weiterhin können, wie bereits erwähnt wurde,Of course, there are many within the teachings given here Modifications possible. For example, in applications in which only reduced centrifugal forces occur, be practical not to provide the seals with the overhanging shoulders 17, but simply the tooth segments in recesses 15 to be arranged and to deposit mounting metal over their base sections. On the other hand, should be the overhanging shoulder are retained, it is clear that their shape can be modified as long as their basic character remains. In addition, the cross-sectional configuration of the base portions 20 of the gear segments 18 can be modified to any desired effective shape to cooperate with the associated overhanging shoulder. Furthermore, as already mentioned,

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andere Halteteile als die Schultern 17 mit oder ohne Vertiefungen 15 in Verbindung mit den Zahnsegmenten verwendet werden, die eingesetzte oder auf andere Weise kooperierende Basisabschnitte aufweisen. other holding parts than the shoulders 17 with or without depressions 15 can be used in connection with the tooth segments which have inserted or otherwise cooperating base sections.

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Claims

Expectations

1. Labyrinth seal for two parts rotatable relative to one another, characterized by a toothed segment (18) having a base section (20) which is arranged for cooperation with a first of the parts which are rotatable relative to one another is, wherein the tooth segment 0.8) protrudes in the vicinity of a second of the relatively rotatable parts, and a support deposit (22) arranged on the base section (20)

2. labyrinth seal according to claim 1, characterized in that on the first part (10) a Holding member (17) is arranged and the base portion (20) cooperates with the holding member (17).

3. Labyrinth seal according to claim 2, characterized in that numerous tooth segments (18) are provided which work together in abutment and essentially surround the first part (10).

4. labyrinth seal according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the the first rotating part is a rotatable shaft (10) and the second rotating part is a casing (14) surrounding the shaft, which is arranged coaxially and at a distance from the shaft (10), the shaft (10) is essentially surrounded by a recess (15) is, the tooth segments (18) with the base sections (20) are arranged in the recess (15), the segments of of the shaft (10) protrude outwards and in the vicinity of the casing (14), and a support deposit (22) on the base sections (20) is arranged in the recess (15).

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5. labyrinth seal according to claim * J, thereby g e • indicates that the recess (15) has an overhanging shoulder (17) and the base sections (20) are arranged in the recess (15) lying at least partially under the shoulder (17).

6. labyrinth seal according to claim 5, characterized in that the recess (15) has a predetermined first width (16), the base portions (20) have a predetermined second width which is smaller than the first width (16) and the retainer deposit (22) having the second width of the base portions (20) is the first width (l6) essentially fills out.

7. labyrinth seal according to claim 6, characterized in that numerous recesses (15) are provided, a number of toothed segments (18) is arranged in each of the recesses (15) and a Halt erungs from storage. (22) is arranged above the base sections (20) of the tooth segments (18) in each of the recesses (15).

8. labyrinth seal according to claim 7, characterized g e k. indicates that the recesses (15) in run essentially parallel to one another and the toothed segments (18) adjoin one another in the circumferential direction.

9. A method for producing a labyrinth seal between parts rotating relative to one another, characterized in that that a tooth segment (18) with a base portion (20) with a first of the relative to each other rotating parts (10) are arranged cooperatively and a support deposit (22) on the base section (20) for fastening the toothed segment (18) is arranged on the first part (10).

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10. The method according to claim 9, characterized in that a holding member (17) on the further first part (10) is formed and the base portion (20) of the tooth segment in a cooperating with the holding member (17) Position is brought.

11. The method according to claim 9 and / or 10, characterized that a labyrinth seal between a rotatable shaft (10) and a surrounding shaft Sheath (1 * 0 is formed, which is coaxial to and spaced extends from the shaft by forming a recess (15) which essentially surrounds the shaft (10) .in the recess (15) numerous radially extending tooth segments (18) with base sections (20) are arranged and a support deposit (22) is arranged over the base sections (20) in the recess (15).

12. The method according to claim 11, characterized that the recess (15) in the shaft (10) by forming an overhanging shoulder (17) along the an edge of the recess (15) is formed and the toothed segments (18) are arranged in the recess (15) by the base sections (20) of the segments (18) in an at least partially under the overhanging shoulder (17) Position can be arranged.

13. A method for replacing a worn tooth segment in a labyrinth seal, in which a mounting deposit is arranged on the base section of the tooth segment, characterized in that the mounting deposit (22) is removed from the base section (20) of the worn tooth segment, the worn segment (18 ) is removed, a new gear segment (18) is placed with a base portion (20) and a retainer deposit

(22) made of metal over the base section (20) of the new segment (18) is arranged.

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