Dichtelement, Dichteinrichtung und Strömungsmaschine

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. In Strömungsmaschinen wie Gasturbinen und Flugtriebwerken werden turbinenseitig Radialspalte zwischen rotorseitigen Laufschaufelreihen und die Laufschaufelreihen umgebenden Gehäusebereichen regelmäßig mittels einer Dichteinrichtung abgedichtet bzw. verringert. Die Dichteinrichtung setzt sich aus einer Vielzahl von Dichtelementen bzw. Ringsegmenten zusammen, die jeweils zumindest einen Einlauf- bzw. Anstreifbelag aufweisen, der an einer mit dem Gehäusebereich im Wirkeingriff stehenden Tragstruktur befestigt ist. Bekannte Tragstrukturen haben zumindest ein formstabiles Halteelement, das im montierten Zustand der Strömungsmaschine zwischen zwei axial miteinander verschraubten Abschnitten des Gehäusebereiches angeordnet ist. Zum Sichern der Dichteinrichtung bzw. dessen Dichtelements während der Montage oder während des Transportes der noch nicht fertiggestellten Strömungsmaschine, also bei nicht verschraubten Gehäuseabschnitten, können die Tragstrukturen jeweils eine Sicherung aufweisen, die auch als Montage- oder als Lagesicherung bezeichnet werden kann. Die Patentschrift EP-2357322 offenbart zum Beispiel eine Dichtungsanordnung, wobei die Tragstruktur in ihrer Soll-Position gesichert wird. Bei einer bekannten Tragstruktur sind in Montagerichtung betrachtet eine Sicherung und zumindest ein Halteelement hintereinander angeordnet, wobei die Sicherung einen Rastabschnitt mit einer um einen Montagewinkel in Montagerichtung angestellten Montagefläche und einer um einen Sicherungswinkel in Gegenrichtung angestellter Sicherungsfläche hat. Zur elastischen Ausbildung des Rastabschnittes ist dieser über einen Federabschnitt an der Rückseite angebunden. Der Sicherungswinkel ist derart gewählt, dass eine hohe Haltekraft erreicht wird. Der Montagewinkel ist entsprechend dem Sicherungswinkel eingestellt, so dass zur Montage der Tragstruktur eine entsprechend große Montagekraft aufgebracht werden muss, die zu einer plastischen Verformung bzw. Deformation der Sicherung führen kann.

[0002] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dichtelement einer Strömungsmaschine zu schaffen, das die vorgenannten Nachteile beseitigt und insbesondere eine leichte Montage und eine zuverlässige Lagesicherung während der Montage ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Dichteinrichtung zu schaffen, die in einer Strömungsmaschine einfach zu montieren und demontieren ist, sowie eine Strömungsmaschine zu schaffen, deren zumindest eine Dichteinrichtung während der Montage oder des Transportes sicher an einem Gehäuseabschnitt gehalten ist.

[0003] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Strömungsmaschine mit einem Dichtelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Ein erfindungsgemäßes Dichtelement einer Strömungsmaschine zum Einstellen eines Radialspaltes zwischen einer Laufschaufelreihe und einem Gehäusebereich hat eine Tragstruktur mit einer Vorderseite, an der ein Einlaufbelage befestigt ist, und eine Rückseite, an der zumindest ein formstabiles Halteelement zum Halten der Tragstruktur in einer Soll-Position an dem Gehäusebereich angeordnet ist. Zudem hat die Tragstruktur eine Sicherung zum Sichern der Tragstruktur in ihrer Soll-Position während der Montage oder des Transportes. Das zumindest eine Halteelement und die Sicherung sind in Montagerichtung hintereinander angeordnet, wobei die Sicherung einen Rastabschnitt mit einer um einen Montagewinkel in Montagerichtung angestellter Montagefläche und einer um einen Sicherungswinkel in Gegenrichtung angestellter Sicherungsfläche aufweist. Der Rastabschnitt ist ferner über einen Federabschnitt elastisch an der Rückseite gelagert. Erfindungsgemäß ist der Montagewinkel kleiner als der Sicherungswinkel.
Dadurch, dass der Montagewinkel kleiner als der Sicherungswinkel ist kann zum einen eine einfache Montage und zum anderen eine hohe Sicherungswirkung und somit eine zuverlässige Lagesicherung während der Montage erzielt werden. Der Montagewinkel und der Sicherungswinkel sind unabhängig voneinander und hierdurch an ihre jeweilige Funktion - geringe Montagekraft bzw. hohe Haltekraft - optimal anpassbar. Eine Beschädigung der Tragstruktur aufgrund eines zu großen Montagewinkels ist ausgeschlossen.

[0004] Die Montage des Dichtelements an dem Gehäusebereich lässt sich besonders leicht gestalten, wenn das zumindest eine Halteelement einen sich in Montagerichtung erstreckenden Halteabschnitt zum Bilden eines Schiebeeingriffs mit einer korrespondierenden Aufnahme der Strömungsmaschine hat. Hierdurch kann die Tragstruktur durch eine lineare Bewegung in ihre Soll-Position überführt werden. Der Federabschnitt ermöglicht dabei eine automatische Auslenkung des Rastabschnittes in eine zweite Richtung und somit eine automatische Verrastung.

[0005] Zur Halterung des Dichtelements an mehreren Punkten kann ein weiteres Halteelement vorgesehen sein, wobei der Rastabschnitt vorzugsweise dann zwischen den Halteelementen angeordnet ist, wobei das weitere Halteelement einen Schiebeeingriff in Montagerichtung mit einer korrespondierenden Aufnahme der Strömungsmaschine bilden kann. Durch den Schiebereingriff des zweiten Halteelements in Montagerichtung werden beide Halteelemente gleichzeitig durch eine lineare Bewegung in Wirkeingriff mit der jeweiligen Gehäuseaufnahme gebracht.

[0006] Bevorzugterweise ist der Federabschnitt ein Profil mit zwei übereinander angeordneten Schenkeln, dessen bezogen auf eine Maschinenlängsachse der Strömungsmaschine, äußerer bzw. radial äußerer Schenkel in den Rastabschnitt übergeht und dessen innerer bzw. radial innerer Schenkel in einen an der Rückseite angebundenen Befestigungsabschnitt übergeht. Ein derartiger Federabschnitt ermöglicht eine große Auslenkung bzw. Elastizität des Rastabschnittes und ist einfach herzustellen. Beispielhafte Profile mit zwei Schenkeln sind U-Profile, V-Profile und W-Profile.

[0007] Zur Vergrößerung der Federwirkung kann der innere Schenkel um einen Anstellwinkel in Montagerichtung angestellt sein. Die Anstellung bewirkt eine Veränderung des Montagewinkels beim Montieren und des Sicherungswinkels bei einer Belastung in Demontagerichtung. Durch diese Anstellung kann die Montagekraft weiter reduziert werden.

[0008] Der äußere Schenkel erstreckt sich vorzugsweise in Montagerichtung und ist somit in Montagerichtung nicht angestellt. Hierdurch sind die beiden Schenkel ähnlich einem asymmetrischen U-Profil zueinander angestellt, was sich positiv auf die Reduzierung der Montagekraft bzw. Steigerung der Haltekraft auswirkt.

[0009] Bevorzugterweise ist der Montagewinkel um wenigstens 10° kleiner, vorzugsweise um 20° bis 30°, kleiner als ein Mindestsicherungswinkel. Der Mindestsicherungswinkel ist der kleinstmögliche Sicherungswinkel und wesentlich vom Reibkoeffizienten zwischen dem Gehäuseabschnitt und der Sicherungsfläche abhängig. Durch einen derart reduzierten Montagewinkel erfolgt eine Montage mit einer besonders geringen Montagekraft.

[0010] Eine Demontage des Dichtelements lässt sich vereinfachen, wenn in Montagrichtung der Federabschnitt vor dem Rastabschnitt angeordnet ist und der Rastabschnitt in Montagrichtung in einen hinteren freien Endabschnitt übergeht. Der freie Endabschnitt ist in Demontagerichtung vorne angeordnet und somit bei einer Demontage frei zugänglich. Hierdurch kann beispielsweise mit einem Werkzeug eine radial von außen nach innen gerichtete Stauchkraft in den Federabschnitt eingeleitet werden und eine radiale Überdeckung der sicherungselementenseitigen Sicherungsfläche mit der gehäuseseitigen Haltefläche reduziert werden.

[0011] Eine erfindungsgemäße Dichteinrichtung einer Strömungsmaschine hat eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Dichtelementen. Eine derartige Dichteinrichtung lässt sich beschädigungsfrei montieren und ist während der Montage zuverlässig in ihrer Soll-Position gesichert.

[0012] Eine erfindungsgemäße Strömungsmaschine hat zumindest eine erfindungsgemäße Dichteinrichtung. Die Strömungsmaschine zeichnet sich durch einen optimalen Radialspalt im Bereich der Dichteinrichtung aus, da diese ohne Beschädigungen und zudem in ihrer Soll-Position montiert wird.

[0013] Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

[0014] Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

einen Axialschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichteelements, das an einem Gehäusebereich einer Strömungsmaschine angeordnet ist, und

Figur 2

einen Axialschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichteelements, das an einem Gehäusebereich einer Strömungsmaschine angeordnet ist.

[0015] In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtelements 1 im Schnitt entlang einer Maschinenlängsachse einer Strömungsmaschine gezeigt. Die Maschinenlängsachse erstreckt sich in Axialrichtung. Richtungsangaben wie axial oder radial beziehen sich auf die Maschinenlängsachse. Richtungsangaben wie stromaufwärts und stromabwärts oder Ortsangaben wie vorne und hinten, beziehen sich auf die Strömungsrichtung eines die Strömungsmaschine durchströmenden Heißgases. Wenn sich Richtungsangaben und/oder Ortsangaben auf eine Montagerichtung oder Demontagerichtung beziehen, wird dies ausdrücklich erwähnt.

[0016] Die Strömungsmaschine ist beispielsweise eine Gasturbine und insbesondere ein Flugtriebwerk. Das Dichtelement 1 ist ein Ringsegment einer Dichteinrichtung, das hier in einem turbinenseitigen Gehäusebereich 2 der Strömungsmaschine angeordnet ist. Grundsätzlich kann das Dichtelement 1 auch verdichterseitig angeordnet sein. Das Dichtelement 1 bzw. die aus zumindest einem Dichtelement bestehende Dichteinrichtung dient zum Einstellen und insbesondere Reduzieren eines Radialspaltes zwischen dem Gehäusebereich 2 und einer von dem Gehäusebereich 2 umgriffenen Laufschaufelreihe 4. Die Laufschaufelreihe 4 ist in einem Ringraum 6 um die Maschinenlängsachse rotierend angeordnet. Der Ringraum 6 wird vom Heißgas im Wesentlichen in Richtung der Maschinenlängsachse und hier axial von links nach rechts durchströmt.

[0017] Der Gehäusebereich 2 setzt sich hier aus zwei Gehäuseabschnitten 8, 10 mit Ringflanschen zusammen, die wie durch die strichpunktierte Linie 12 angedeutet im Bereich Ihrer Ringflansche miteinander verschraubt sind. Die Gehäuseabschnitte 8, 10 selbst können sich in eine untere Hälfte und in eine obere Hälfte unterteilen, die in einer Horizontalebene gefügt sind bzw. werden.

[0018] Der vordere Gehäuseabschnitt 8 hat eine Aufnahme 14 zum Zusammenwirken mit einem hinteren formstabilen Halteelement 16 des Dichtelements 1. Die Aufnahme 14 ist hierzu als ein sich in Strömungsrichtung erstreckender Axialvorsprung mit einer radialen Anlagefläche 17 ausgebildet.

[0019] Der hintere Gehäuseabschnitt 10 hat eine sich von dem Ringflansch stromabwärts erstreckende axiale Umfangswandung 18 und eine sich von der Umfangswandung 18 stromabwärts des Ringflansches radial nach innen erstreckende Ringwandung 20. Die Umfangswandung 18 hat eine derartige Länge bzw. axiale Erstreckung, dass im montierten Zustand des Dichtelementes 1 bzw. der Dichteinrichtung zwischen dem hinteren Halteelement 16 und der Ringwandung 20 ein Axialspalt gebildet ist. Die Ringwandung 20 hat hier eine derartige radiale Erstreckung bzw. Höhe, dass sie sich leicht radial nach innen über die Aufnahme 14 hinaus erstreckt.

[0020] Das Dichtelement 1 hat einen Einlauf- bzw. Anstreifbelag 21, der gegenüberliegend von in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten umfangsseitigen Dichtstegen 22, 24 der Laufschaufelreihe 4 angeordnet ist. Zum Haltern des Einlaufbelags 21 hat das Dichtelement 1 eine Tragstruktur 26. Die Tragstruktur 26 und der Einlaufbelag 21 sind metallisch. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel werden der Einlaufbelag 21und die Tragstruktur 26 getrennt voneinander hergestellt und nachträglich gefügt. Der Einlaufbelag 21 kann jedoch auch integral mit der Tragstruktur 26 gefertigt werden. Dies kann beispielweise mittels eines generativen Fertigungsverfahrens wie Lasersintern bzw. eines Laserschmelzverfahrens erfolgen und ermöglicht die Herstellung des Dichtelements 1 als einen geschlossener Ring und somit als eine einstückige Dichteinrichtung.

[0021] Die Tragstruktur 26 hat einen axialen Grundabschnitt 28 und einen in Radialrichtung angestellten Wandungabschnitt 30, der stromaufwärts des Grundabschnittes 28 angeordnet ist. Der Grundabschnitt 28 hat eine heißgasseitige bzw. ringraumseitige Vorderseite 32, an dem der Einlaufbelag 21 angeordnet ist, und eine entgegengesetzte kühlluftseitige bzw. dem Gehäusebereich 2 zugewandte Rückseite 34. Die Rückseite 34 ist mit dem hinteren Halteelement 16 versehen, das mit der gehäuseseitigen Aufnahme 14 zusammenwirkt.

[0022] Das hintere Halteelement 16 ist hier S-förmig ausgebildet mit einem an der Rückseite 34 angebundenen axialen Fußabschnitt 36, einem sich von dem Fußabschnitt 36 radial nach außen erstreckenden Steg 38 und einem sich von dem Steg 38 stromaufwärts erstreckenden axialen Kopf- bzw. Halteabschnitt 40. Der Halteabschnitt 40 hat insbesondere eine sich stromaufwärts erstreckende in Richtung des Ringraums 6 weisende Kontaktfläche 42 zum Zusammenwirken mit der Anlagefläche 17 der Aufnahme 14.

[0023] Zudem hat die Tragstruktur 26 bei diesem Ausführungsbeispiel ein vorderes formstabiles Haltelement 44, das sich stromaufwärts des Wandungsabschnitts 30 axial erstreckt und mit einer korrespondierenden statorseitigen Aufnahme 46 zusammenwirkt. Das vordere Halteelement 44 hat eine sich in Axialrichtung erstreckende vorderseitige radiale Kontaktfläche 48, die mit einer sich in Axialrichtung erstreckenden Anlagefläche 49 der Aufnahme 46 zusammenwirkt. Die statorseitige Aufnahme 46 ist beispielsweise ein hinterer Plattformbereich einer stromaufwärtigen Leitschaufelreihe.

[0024] Zum Sichern des Dichtelements 1 in seiner Soll-Position während der Montage oder während des Transports, bei dem die Gehäuseabschnitte 8, 10 voneinander getrennt sind, hat die Tragstruktur 26 eine Sicherung 50. Dies bedeutet, dass sich das Dichtelement 1 bzw. die Dichteinrichtung mit ihren Halteelementen 16, 44 im Schiebeeingriff mit den Aufnahmen 14, 46 befindet, die Schiebeingriffe durch eine ausreichend kräftige Demontagebewegung in Gegenrichtung 47 jedoch gelöst werden können. Eine Selbstlösung des Dichtelements 1 von dem vorderen Gehäuseabschnitt 8 wird jedoch aufgrund der Sicherung 50 verhindert. Konkret heißt das bei diesem Ausführungsbeispiel, dass das Dichtelement 1 bzw. die Dichteinrichtung an dem vorderen Gehäuseabschnitt 8 in seiner bzw. ihrer Soll-Position auch dann gesichert ist, wenn der hintere Gehäuseabschnitt 10 noch nicht mit dem vorderen Gehäuseabschnitt 8 verschraubt ist.

[0025] Die Sicherung 50 erstreckt sich von der Rückseite 34 zwischen den Halteelementen 16, 44 und wirkt mit einer gehäuseseitigen Haltefläche 52 zusammen. Die Haltefläche 52 ist eine Schrägfläche, die entgegengesetzt zur Aufnahme des hinteren Halteelements 16 an dem vorderen Gehäuseabschnitt 8 angeordnet ist und sich zwischen einer radial inneren Umfangsfläche 54 und einer stromaufwärtigen radial äußeren Umfangsfläche 56 des vorderen Gehäuseabschnitts 8 erstreckt. Sie erstreckt sich somit schräg in Montagerichtung 57.

[0026] Die Sicherung 50 hat einen Rastabschnitt 58, der über einen Federabschnitt 60 und einen Befestigungsabschnitt 62 an der Rückseite 34 angebunden ist.

[0027] Der Rastabschnitt 58 hat eine in Montagerichtung um einen Montagewinkel α angestellte Montagefläche 64 und eine in Gegenrichtung um einen Sicherungswinkel β angestellte Sicherungsfläche 66. Zur Montage des Dichtelements 1 mit einer kleinen Montagekraft und gleichzeitig zur zuverlässigen Sicherung ist der Montagewinkel α kleiner als der Sicherungswinkel β bzw. der Sicherungswinkel β ist größer als der Montagewinkel α. Die Sicherungsfläche 66 befindet sich im montierten Zustand in Anlage mit der gehäuseseitigen Haltefläche 52. Zur großflächigen Anlage ist die Haltefläche 52 daher bevorzugterweise um einen nicht skizzierten Winkel in Montagerichtung angestellt, der gleich dem Sicherungswinkel β in Gegenrichtung, also in Montagrichtung 57, ist. Die Montagerichtung 57 ist eine axiale stromaufwärtige Bewegung. Die Gegenrichtung 47 bzw. Demontagerichtung ist somit eine axiale stromabwärtige Bewegung.

[0028] Der Federabschnitt 60 ist ein im Längsschnitt in etwa asymmetrisches U-förmiges Profil mit einem radial inneren Schenkel 68, einem radial äußeren Schenkel 70 und einem die Schenkel 68, 70 miteinander verbindenden Bogenabschnitt 72. Der innere Schenkel 68 geht mit seinem vorderen Ende in den Befestigungsabschnitt 62 über, der großflächig an der Rückseite 34 angebunden ist. Der innere Schenkel 68 ist um einen Anstellwinkel γ in Montagerichtung angestellt und geht mit seinem hinteren Ende in den Bogenabschnitt 72 über. Der äußere Schenkel 70 erstreckt sich in Montagerichtung und verbindet den Bogenabschnitt 72 mit dem zum Bogenabschnitt 72 stromaufwärts gelegenen Rastabschnitt 58.

[0029] Zur Montage des Dichtelements 1 sind die Gehäuseabschnitte 8, 10 getrennt voneinander. Das Dichtelement 1 wird in Montagerichtung, also gegen die Strömungsrichtung, von hinten nach vorne durch eine axiale Schiebebewegung in Schiebeeingriff mit dem vorderen Gehäuseabschnitt 8 gebracht. Dabei wird das vordere Halteelement 44 mit seiner Kontaktfläche 48 entlang dem hinteren Plattformbereich 46 der stromaufwärtigen Leitschaufelreihe und das hintere Haltelement 16 wird mit seiner Kontaktfläche 42 entlang dem Axialvorsprung 14 geschoben. Beim Einschieben läuft die Sicherung 50 mit ihrer Montagefläche 64 auf den Axialvorsprung 14 auf. Aufgrund der Federwirkung des Federabschnitts 60 wird die Sicherung 50 aus ihrer ursprünglichen Form elastisch gestaucht und/oder leicht um den Übergangsbereich 74 zwischen dem inneren Schenkel 68 und dem Befestigungsabschnitt 62 elastisch verdreht und der Rastabschnitt 58 entlang der inneren Umfangsfläche 54 des vorderen Gehäuseabschnitt 8 bewegt, bis sie nach dem Passieren der inneren Umfangsfläche 58 ihre ursprüngliche Form wieder annimmt und sich mit ihrer Montagefläche 64 in Anlage mit der Haltefläche 52 befindet.

[0030] Im montierten Zustand befinden sich die Halteelemente 16, 44 im Schiebeeingriff mit den Aufnahmen 14, 46 und die Sicherung 50 liegt mit ihrer Sicherungsfläche 66 flächig an der Haltefläche 52 an. Das Dichtelement 1 ist somit in der Soll-Position gegen Herausfallen gesichert. Aufgrund des kleinen Montagewinkel α ist zur Montage nur eine kleine axiale Montagekraft notwendig. Aufgrund des großen Sicherungswinkels β wird jedoch eine große axiale Haltekraft erzielt, so dass zum einen eine zuverlässige Selbstsicherung erzielt wird. Die Anstellung des inneren Schenkels 68 verstärkt dabei die jeweilige Wirkung. D.h., der Montagewinkel α wird durch die Anstellung des inneren Schenkels 68 beim Einschieben weiter verkleinert. Der vordere Gehäuseabschnitt 8 kann nun beispielsweise transportiert werden, ohne das die Gefahr besteht, dass das Dichtelement 1 seine Soll-Position an dem vorderen Gehäuseabschnitt 8 verlässt. Der hintere Gehäuseabschnitt 8 muss somit nicht unmittelbar nach der Montage des Dichtelements 1 bzw. der Dichteinrichtung mit dem vorderen Gehäuseabschnitt 8 verschraubt werden, um eine Lageänderung des Dichtelements 1 zu verhindern.

[0031] Bevorzugterweise ist der Montagewinkel α um wenigstens 10°, stärker bevorzugt um 20° bis 30°, kleiner als ein Mindestsicherungswinkel. Der Mindestsicherungswinkel ist der kleinstmögliche Sicherungswinkel β und wesentlich vom Reibkoeffizienten zwischen der Haltefläche 52 und der Sicherungsfläche 66 abhängig.

[0032] Zur Demontage des Dichtelementes 1 bzw. der Dichteinrichtung ist dieses bzw. diese in Gegenrichtung 47 von dem vorderen Gehäuseabschnitt 8 zu trennen, wobei nach Überwinden der Haltekraft die Sicherung 50 elastisch gestaucht bzw. um den Übergangsbereich 74 leicht verdreht wird und erst nach dem Passieren des Axialvorsprungs 14 seine ursprüngliche Form wieder annimmt.

[0033] In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtelements 1 im Schnitt entlang einer Maschinenlängsachse einer Strömungsmaschine gezeigt.

[0034] Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist der Federabschnitt 60 der Sicherung 50 um seine gemäß der Ansicht in Figur 2 Hochachse um 180° gedreht angeordnet und stromaufwärts des Rastabschnitts 58 positioniert. Der Federabschnitt 60 ist quasi umgedreht angeordnet. Hierdurch ist der Bogenabschnitt 72 stromaufwärts des radial inneren Schenkels 68 und stromaufwärts des radial äußeren Schenkels 70 angeordnet ist. Die Orientierung des Rastabschnitts 58 hat sich nicht geändert, so dass aufgrund der Neuorientierung des Federabschnitts 60 der radial äußere Schenkel 70 nun in die Montagefläche 64 übergeht und nicht in die Sicherungsfläche 66 des Rastabschnitts 58. Mit anderen Worten, der Federabschnitt 60 ist in Montagerichtung vor dem Rastabschnitt 58 angeordnet bzw. in Demontagerichtung ist der Federabschnitt 60 hinter dem Rastabschnitt 58 angeordnet. Aufgrund der geänderten Ausrichtung des Federabschnitts 60 hat sich eine Position des Anstellwinkels γ des inneren Schenkels 68 ebenfalls geändert.

[0035] Im weiteren Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 geht der Rastabschnitt 58 stromabwärts in eine sich in Axialrichtung erstreckenden hinteren freien Endabschnitt 76 über, der im montierten Zustand des Dichtelements 1 radial von der gegenüberliegenden radial inneren Umfangsfläche 54 des vorderen Gehäuseabschnitts 8 beabstandet ist. In Demontagerichtung ist der freie Endabschnitt 76 vor dem Rastabschnitt 58 angeordnet und somit frei zugänglich. Durch die radiale Beabstandung wird ein Aufnahmeraum 78 für beispielsweise ein Demontagewerkzeug geschaffen, mittels dem beim Zusammenwirken mit dem freien Endabschnitt 76 in die Sicherung 50 eine radial von außen nach innen gerichtete Stauchkraft eingeleitet wird. Dies ist beispielsweise dann besonders vorteilhaft, wenn die Sicherung 50 in Umfangsrichtung zwischen zwei Halteelementen 16 angeordnet ist, da dann die "Entriegelung" durch das Einleiten der radialen Stauchkraft vereinfacht wird. Selbstverständlich sind hierzu andere Mechanismen als der freie Endabschnitt 76 in Kombination mit dem Aufnahmeraum 78 vorstellbar.

[0036] Zur Demontage des Dichtelements 1 wird in den Aufnahmeraum 78 ein Werkzeug, wie zum Beispiel ein Schraubendreher, eingeführt. Das Werkzeug wird in Anlage mit dem freien Endabschnitt 76 gebracht und radial von außen nach innen bewegt, wodurch in die Sicherung 50 die Stauchkraft eingeleitet wird, die derart ist, dass der Federabschnitt 60 gestaucht wird und somit die Überdeckung der Sicherungsfläche 66 mit der Haltefläche 52 des Gehäuseabschnitts 8 reduziert wird, so dass das Dichtelement 1 in axialer Richtung vereinfacht entnommen werden kann.

[0037] Offenbart ist ein Dichtelement zur Positionierung in einer Strömungsmaschine, wobei zur Selbstsicherung des Dichtelementes in einer Montageposition deren Tragstruktur eine Sicherung aufweist, die einen federnden Rastabschnitt hat, dessen Montagefläche in einem kleineren Winkel in Montagerichtung angestellt ist als eine Sicherungsfläche in Gegenrichtung, eine Dichteinrichtung, sowie eine Strömungsmaschine.

Bezugszeichenliste

[0038] 

1

Dichteelement

2

Gehäusebereich

4

Laufschaufelreihe

6

Ringraum

8

vorderer Gehäuseabschnitt

10

hinterer Gehäuseabschnitt

12

Linie

14

Aufnahme / Axialvorsprung

16

hinteres Halteelement

17

Anlagefläche

18

Umfangswandung

20

Ringwandung

21

Einlaufbelag / Anstreifbelag

22

Dichtsteg

24

Dichtsteg

26

Tragstruktur

28

Grundabschnitt

30

Wandungsabschnitt

32

Vorderseite

34

Rückseite

36

Fußabschnitt

38

Steg

40

Halteabschnitt

42

Kontaktfläche

44

vorderes Halteelement

46

Aufnahme / hinterer Plattformbereich

47

Gegenrichtung

48

Kontaktfläche

49

Anlagefläche

50

Sicherung

52

Haltefläche

54

innere Umfangsfläche

56

äußere Umfangsfläche

57

Montagerichtung

58

Rastabschnitt

60

Federabschnitt

62

Befestigungsabschnitt

64

Montagefläche

66

Sicherungsfläche

68

innerer Schenkel

70

äußerer Schenkel

72

Bogenabschnitt

74

Übergangsbereich

76

Endabschnitt

78

Aufnahmeraum

α

Montagewinkel

β

Sicherungswinkel

γ

Anstellwinkel

Ansprüche

1. Strömungsmaschine mit einem Dichtelement (1) zum Einstellen eines Radialspaltes zwischen einer Laufschaufelreihe (4) und einem Gehäusebereich (2), mit einer Tragstruktur (26), an deren Vorderseite (32) ein Einlaufbelag (21) und an deren Rückseite (34) zumindest ein formstabiles Halteelement (16) zum Halten der Tragstruktur (26) in einer Soll-Position, wobei hierzu das zumindest eine formstabile Halteelement (16) im montierten Zustand der Strömungsmaschine zwischen zwei miteinander verschraubten Abschnitten (8, 10) des Gehäusebereichs (2) angeordnet ist, und eine Sicherung (50) zum Sichern der Tragstruktur (26) in ihrer Soll-Position während der Montage oder des Transports der noch nicht fertiggestellten Strömungsmaschine, also bei nicht verschraubten Gehäuseabschnitten (8, 10), angeordnet sind, wobei das zumindest eine Halteelement (16) und die Sicherung (50) in Montagerichtung (57) hintereinander angeordnet sind und die Sicherung (50) einen Rastabschnitt (58) mit einer um einen Montagewinkel (α) in Montagerichtung (57) angestellter Montagefläche (64) und einer um einen Sicherungswinkel (β) in Gegenrichtung angestellter Sicherungsfläche (66) aufweist, und wobei der Rastabschnitt (58) über einen Federabschnitt (60) elastisch gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagewinkel (α) kleiner als der Sicherungswinkel (β) ist.

2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine Halteelement (16) einen sich in Montagerichtung erstreckenden Halteabschnitt (40) zum Bilden eines Schiebeeingriffs mit einer korrespondieren Aufnahme (14) der Strömungsmaschine hat.

3. Strömungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rastabschnitt (58) zwischen zwei Haltelementen (16, 44) angeordnet ist und mittels des zweiten Halteelements (44) ein Schiebeeingriff in Montagerichtung (57) mit einer korrespondierenden Aufnahme (46) der Strömungsmaschine bildbar ist.

4. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Federabschnitt (60) ein Profil mit zwei übereinander angeordneten Schenkeln (68, 70) ist, wobei der äußere Schenkel (70) in den Rastabschnitt (58) übergeht und der innere Schenkel (68) in einen an der Rückseite (34) angebundenen Befestigungsabschnitt (62) übergeht.

5. Strömungsmaschine nach Anspruch 4, wobei der innere Schenkel (68) um einen Anstellwinkel (γ) in Montagerichtung (57) angestellt ist.

6. Strömungsmaschine nach Anspruch 4 oder 5, wobei sich der äußere Schenkel (70) in Montagerichtung (57) erstreckt.

7. Strömungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Montagewinkel (α) um wenigstens 10°, vorzugsweise um 20° bis 30°, kleiner als ein Mindestsicherungswinkel ist.

8. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei in Montagrichtung der Federabschnitt (60) vor dem Rastabschnitt (58) angeordnet ist und der Rastabschnitt (58) in Montagrichtung in einen hinteren freien Endabschnitt (76) übergeht.

Claims

1. A turbomachine with a sealing element (1) for setting a radial gap between a row of rotor blades (4) and a housing region (2), with a supporting structure (26), on whose front side (32) an insertion lining (21) and on whose back side (34) at least one dimensionally stable holding element (16) for holding the supporting structure (26) in a nominal position are positioned, wherein, to this end, the at least one dimensionally stable holding element (16), in the mounted state of the flow machine, is positioned between two portions (8,10), which are screwed to each other, of the housing region (2), and a securing device (50) for securing the supporting structure (26) in its nominal position during mounting or transport of unfinished flow machine, i.e. when the housing portions (8, 10) are not screwed to each other, wherein the at least one holding element (16) and the securing device (50) are successively positioned in the mounting direction (57) and the securing device (50) has an engaging portion (58) with a mounting surface (64) which is set at a mounting angle (α) in the mounting direction (57) and a securing surface (66), which is set at a securing angle (β) in the opposite direction, and wherein the engaging portion (58) is resiliently supported by a spring portion (60), characterized in that the mounting angle (α) is smaller than the securing angle (β).

2. The turbomachine of claim 1, wherein the at least one holding element (16) has a holding portion (40) extending in the mounting direction, for forming a sliding engagement with a corresponding receptacle (14) of the flow machine.

3. The turbomachine of claim 1 or 2, wherein the engaging portion (58) is positioned between two holding elements (16, 44), and by means of the second holding element (44) a sliding engagement may be provided in the mounting direction (57) with a corresponding receptacle (46) of the flow machine.

4. The turbomachine of claim 1, 2 or 3, wherein the spring portion (60) is a profile with two overlapping legs (68, 70), wherein the outer leg (70) is joined to the engagement portion (58) and the inner leg (68) is joined to an attachment portion (62), which is connected to the back side (34).

5. The turbomachine of claim 4, wherein the inner leg (68) is set at a setting angle of attack (γ) in the mounting direction (57).

6. The turbomachine of claim 4 or 5, wherein the outer leg (70) extends in the mounting direction (57).

7. The turbomachine of any of the preceding claims, wherein the mounting angle (α) is at least 10°, preferably between 20° and 30°, smaller than the minimum securing angle.

8. The turbomachine of any of claims 4 to 7, wherein, in the mounting direction, the spring portion (60) is positioned in front of the engagement portion (58) and the engagement portion (58) is joined, in the mounting direction, to a rear free end portion (76).

Revendications

1. Turbomachine comportant un élément d'étanchéité (1) pour régler un intervalle radial entre une série de pales (4) et une zone de boîtier (2), avec une structure portante (26), sur sa face avant (32), une garniture d'entrée (21) et, sur sa face arrière (34), au moins une élément de retenue de forme stable (16) pour retenir la structure portante (26) en position de consigne, dans laquelle, à cet effet, le au moins un élément de retenue de forme stable (16) est agencé, à l'état monté de la turbomachine, entre deux sections (8, 10) vissées l'une à l'autre de la zone de boîtier (2), et une sécurité (50) pour fixer la structure portante (26) dans sa position de consigne est agencée au cours du montage ou du transport de la turbomachine non encore finie, c'est-à-dire alors que les sections de boîtier (8, 10) ne sont pas vissées, dans laquelle le au moins un élément de retenue (16) et la sécurité (50) sont agencés l'un derrière l'autre dans la direction de montage (57) et la sécurité (50) présente une section d'encliquetage (58) avec une surface de montage (64) réglée selon un angle de montage (α) dans la direction de montage (57) et une surface de sécurité (66) réglée selon un angle de sécurité (β) dans la direction contraire, et dans laquelle la section d'encliquetage (58) est montée de manière élastique sur une section à ressort (60), caractérisée en ce que l'angle de montage (α) est plus petit que l'angle de sécurité (β).

2. Turbomachine selon la revendication 1, dans laquelle le au moins un élément de retenue (16) a une section de retenue (40) s'étendant dans la direction de montage pour former une prise coulissante avec un logement correspondant (14) de la turbomachine.

3. Turbomachine selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la section d'encliquetage (58) est agencée entre deux éléments de retenue (16, 44) et l'on peut former au moyen du second élément de retenue (44) une prise coulissante dans la direction de montage (57) avec un logement correspondant (46) de la turbomachine.

4. Turbomachine selon la revendication 1, 2 ou 3, dans laquelle la section à ressort (60) est un profilé avec deux branches (68, 70) agencées l'une au-dessus de l'autre, dans laquelle la branche externe (70) se fond dans la section d'encliquetage (58) et la branche interne (68) se fond dans une section de fixation (62) liée à la face arrière (34).

5. Turbomachine selon la revendication 4, dans laquelle la branche interne (68) est réglée selon un angle de réglage (γ) dans la direction de montage (57).

6. Turbomachine selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle la branche externe (70) s'étend dans la direction de montage (57).

7. Turbomachine selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l'angle de montage (α) est inférieur d'au moins 10°, de préférence de 20° à 30°, à un angle de sécurité minimal.

8. Turbomachine selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans laquelle la section à ressort (60) est agencée devant la section d'encliquetage (58) dans la direction de montage et la section d'encliquetage (58) se fond dans une section d'extrémité arrière libre (76) dans la direction de montage.

Zeichnung