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DE102008026941B4 - Device for connecting a honeycomb seal with a seal carrier - Google Patents

Device for connecting a honeycomb seal with a seal carrier Download PDF

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DE102008026941B4 DE200810026941 DE102008026941A DE102008026941B4 DE 102008026941 B4 DE102008026941 B4 DE 102008026941B4 DE 200810026941 DE200810026941 DE 200810026941 DE 102008026941 A DE102008026941 A DE 102008026941A DE 102008026941 B4 DE102008026941 B4 DE 102008026941B4
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden einer Wabendichtung (10) mit einem Dichtungstrager (12), mit einer Aufnahmeeinrichtung (13) zur Aufnahme des Dichtungsträgers oder eines den Dichtungstrager bildenden Bauteils, und mit einem einen Hubstempel (15) umfassenden Hubzylinder (14), der die auf dem Dichtungsträger (12) zu befestigende Wabendichtung (10) in einem einzigen Hub auf dem Dichtungsträger (12) befestigt, wobei hierzu über den Hubstempel (15), der eine an die Wabendichtung angepasste Kontur aufweist, die Wabendichtung (10) und der Dichtungstrager (12) mit einer Heftkraft zusammendruckbar sind.The invention relates to a device for connecting a honeycomb seal (10) to a seal carrier (12), to a receiving device (13) for receiving the seal carrier or a component forming the seal carrier, and to a lifting cylinder (14) comprising a lifting ram (15), the honeycomb seal (10) to be fastened on the seal carrier (12) is fastened to the seal carrier (12) in a single stroke, for this purpose the honeycomb seal (10) and. via the lifting stamp (15), which has a contour adapted to the honeycomb seal the seal carrier (12) can be pressed together with a stapling force.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden einer Wabendichtung mit einem Dichtungsträger. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden einer Wabendichtung mit einem Dichtungsträger.The invention relates to a device for connecting a honeycomb seal with a seal carrier. Furthermore, the invention relates to a method for connecting a honeycomb seal with a seal carrier.

Bei Gasturbinen ist es üblich, Radialspalte zwischen einem Rotor und einem Stator der Gasturbine, so z. B. einen Radialspalt zwischen den radial innenliegenden Enden statorseitiger Leitschaufeln und der Nabe eines Rotors, unter Verwendung statorseitiger Wabendichtungen abzudichten. Die Wabendichtungen müssen dabei mit einem Dichtungsträger verbunden werden, wobei es sich beim Dichtungsträger um eine separate Baugruppe handeln kann. Alternativ kann der Dichtungsträger auch unmittelbar von einem Gasturbinenbauteil bereitgestellt werden.In gas turbines, it is common radial gaps between a rotor and a stator of the gas turbine, such. Example, a radial gap between the radially inner ends of stator-side vanes and the hub of a rotor to seal using statorseitiger honeycomb seals. The honeycomb seals must be connected to a seal carrier, wherein it may be a separate module in the seal carrier. Alternatively, the seal carrier may also be provided directly by a gas turbine component.

Aus der Druckschrift JP 2004-174580 A ist bekannt, dass Wabendichtungen mittels eines auf die Wabendichtung aufgebrachten Hartlötfüllmaterials auf dem Dichtungsträger zu befestigen. Hierbei wird die Wabendichtung mit dem aufgebrachten Hartlötfüllmaterial auf dem Dichtungsträger durch Punktschweißen fixiert und im Anschluss durch Einbringung in einen Heißofen vollflächig miteinander verbunden.From the publication JP 2004-174580 A It is known to attach honeycomb seals to the seal carrier by means of a brazing filler material applied to the honeycomb seal. Here, the honeycomb seal is fixed with the applied Hartlötfüllmaterial on the seal carrier by spot welding and subsequently connected to each other over the entire surface by introduction into a hot oven.

Darüber hinaus zeigt und beschreibt die Druckschrift DE 29 01 134 A1 und die Druckschrift WO 1995/021319 A1 , dass eine Wabendichtung durch Hartlöten auf einen Dichtungsträger aufgebracht und im Anschluss verformt wird.In addition, the document shows and describes DE 29 01 134 A1 and the publication WO 1995/021319 A1 in that a honeycomb seal is applied by brazing to a seal carrier and subsequently deformed.

Aus der Praxis ist es üblich, Wabendichtungen mit einem Dichtungsträger über sogenannte Stromheftungen zu verbinden, wobei bei einer Stromheftung durch die Wabendichtung und den Dichtungsträger ein Heftstrom geleitet wird und die Wabendichtung und der Dichtungsträger zusammengedrückt werden. Bislang sind zum Verbinden der Wabendichtung mit dem Dichtungsträger mehrere versetzte Hübe erforderlich. Hierbei besteht die Gefahr, dass die Wabendichtung beschädigt wird, und dass sich Einbrände an der Kontaktfläche zwischen der Oberfläche der Wabendichtung und einem zum Ausüben der Hübe verwendeten Hubstempel ausbilden. Dies ist von Nachteil. Es besteht daher ein Bedarf an einer Vorrichtung zum Verbinden einer Wabendichtung mit einem Dichtungsträger, bei welcher weder die Gefahr einer Beschädigung der Wabendichtung noch die Gefahr von Einbränden an der Oberfläche der Wabendichtung besteht.From practice, it is customary to connect honeycomb seals with a seal carrier via so-called power stitching, wherein at a current stitching through the honeycomb seal and the seal carrier, a stitching stream is passed and the honeycomb seal and the seal carrier are compressed. So far, several offset strokes are required to connect the honeycomb seal with the seal carrier. There is a risk here that the honeycomb seal will be damaged, and that burn-in forms on the contact surface between the surface of the honeycomb seal and a lifting punch used for exerting the strokes. This is a disadvantage. There is therefore a need for a device for connecting a honeycomb seal with a seal carrier, in which there is neither the risk of damage to the honeycomb seal nor the risk of burn-in on the surface of the honeycomb seal.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde eine neuartige Vorrichtung zum Verbinden einer Wabendichtung mit einem Dichtungsträger zu schaffen. Dieses Problem wird durch eine Vorrichtung zum Verbinden einer Wabendichtung mit einem Dichtungsträger gemäß Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des Dichtungsträgers oder eines den Dichtungsträger bildenden Bauteils und einen Hubzylinder mit einem Hubstempel, der die auf dem Dichtungsträger zu befestigende Wabendichtung in einem einzigen Hub auf dem Dichtungsträger befestigt, wobei hierzu über den Hubstempel, der eine an die Wabendichtung angepasste Kontur aufweist, die Wabendichtung und der Dichtungsträger mit einer Heftkraft zusammendrückbar sind.On this basis, the present invention based on the problem to provide a novel device for connecting a honeycomb seal with a seal carrier. This problem is solved by a device for connecting a honeycomb seal with a seal carrier according to claim 1. The device according to the invention comprises a receiving device for receiving the seal carrier or a component forming the seal carrier and a lifting cylinder with a lifting ram, which fixes the honeycomb seal to be fastened on the seal carrier in a single stroke on the seal carrier, wherein for this purpose via the lifting ram, one to the Has honeycomb matched contour, the honeycomb seal and the seal carrier are compressible with a stitching force.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Wabendichtung am Dichtungsträger mit einem einzigen Hub befestigt. Der Hubstempel weist hierzu eine an die Wabendichtung angepasste Kontur auf. Es besteht dann keine Gefahr mehr, dass die Wabendichtung im Bereich ihrer Oberflache deformiert oder durch Einbrande beschädigt wird. Hierdurch ist es moglich, Wabendichtungen, die in Hohe und Breite ein Fertigmaß aufweisen, mit dem Dichtungsträger zu verbinden, ohne dass anschließend eine Schleifbearbeitung erforderlich ist. Hierdurch kann beim Verbinden einer Wabendichtung mit einem Dichtungstrager eine Zeitersparnis sowie Qualitatsverbesserung realisiert werden. Weiterhin wird die Reproduzierbarkeit der Verbindung zwischen Wabendichtung und Dichtungsträger erhöht.With the device according to the invention, the honeycomb seal is attached to the seal carrier with a single stroke. For this purpose, the lifting ram has a contour adapted to the honeycomb seal. There is then no danger that the honeycomb seal is deformed in the region of its surface or damaged by burn-in. This makes it possible to connect honeycomb seals, which have a finished size in height and width, with the seal carrier, without subsequent grinding machining is required. As a result, a time saving and quality improvement can be realized when connecting a honeycomb seal with a seal carrier. Furthermore, the reproducibility of the connection between honeycomb seal and seal carrier is increased.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verbinden einer Wabendichtung mit einem Dichtungstrager ist in Anspruch 8 definiert.The inventive method for connecting a honeycomb seal with a seal carrier is defined in claim 8.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteranspruchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:

1 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemaßen Vorrichtung zum Verbinden einer Wabendichtung mit einem Dichtungsträger. 1 a schematic representation of an inventive device for connecting a honeycomb seal with a seal carrier.

Die Erfindung betrifft das Verbinden einer Wabendichtung mit einem Dichtungstrager, und zwar entweder mit einem separaten Dichtungstrager oder unmittelbar mit einem Bauteil wie z. B. einer Leitschaufel, wobei dann das Bauteil den Dichtungsträger bereitstellt.The invention relates to the joining of a honeycomb seal with a seal carrier, either with a separate seal carrier or directly with a component such. B. a vane, in which case the component provides the seal carrier.

1 zeigt schematisiert eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verbinden einer Wabendichtung 10 mit einem von einem Leitschaufelsegment 11 bereitgestellten Dichtungstrager 12. Die Vorrichtung umfasst eine Aufnahmeeinrichtung 13, um im gezeigten Ausfuhrungsbeispiel das Leitschaufelsegment 11, welches den Dichtungsträger 12 bildet, aufzunehmen. Die Vorrichtung verfügt weiterhin über einen Hubzylinder 14 mit einem Hubstempel 15, um die Wabendichtung 10 in einem einzigen Hub am Dichtungstrager 12 zu befestigen. Hierzu ist über den Hubstempel 15, der eine an die Wabendichtung 10 angepasste Kontur aufweist, eine Heftkraft FH aufbringbar, mit welcher die Wabendichtung 10 und der Dichtungsträger 12 zusammendrückbar sind. 1 schematically shows an inventive device for connecting a honeycomb seal 10 with one of a vane segment 11 provided seal carrier 12 , The device comprises a receiving device 13 to the guide vane segment in the illustrated embodiment 11 which the seal carrier 12 forms to take up. The device also has a lifting cylinder 14 with a lifting punch 15 to the honeycomb seal 10 in a single stroke on the seal carrier 12 to fix. This is about the Hubstempel 15 , one to the honeycomb seal 10 has adapted contour, a stitching force F H can be applied, with which the honeycomb seal 10 and the seal carrier 12 are compressible.

Über den Hubstempel 15 ist nicht nur die Heftkraft FH aufbringbar, vielmehr ist uber den Hubstempel 15 auch ein Heftstrom IH durch die Wabendichtung 10 und den Dichtungsträger 12 leitbar, um dieselben miteinander zu verbinden. Hierzu ist der Hubstempel 15 als Elektrode ausgebildet, wobei demselben uber elektrische Leitungen 16 der Heftstrom IH zugeführt werden kann. Die Aufnahmeeinrichtung 13 ist gemaß 1 an Massepotential 17 angeschlossen. Die Heftkraft FH wird erst dann über den Hubstempel 15 aufgebracht, wenn über den Heftstrom IH Wabendichtung 10 und den Dichtungstrager 12 ausreichend erhitzt worden sind.About the Hubstempel 15 not only the stitching force F H is applicable, but is about the lifting ram 15 also a stitch stream I H through the honeycomb seal 10 and the seal carrier 12 conductive to connect them together. For this is the Hubstempel 15 formed as an electrode, the same via electrical lines 16 the stitching stream I H can be supplied. The recording device 13 is appropriate 1 at ground potential 17 connected. The stitching force F H is only then on the Hubstempel 15 applied when over the stitch stream I H honeycomb seal 10 and the seal carrier 12 have been heated sufficiently.

Der Hubstempel 15 kann als Kupferelektrode oder Silberelektrode oder Wolframelektrode ausgebildet bzw. mit diesem Werkstoff beschichtet sein. Der Hubstempel 15 ist vorzugsweise auswechselbar, um die Vorrichtung an unterschiedliche Konturen von Wabendichtungen 10 anzupassen. Ebenso kann die Aufnahmeeinrichtung 13 aus Silber oder Kupfer oder Wolfram ausgebildet bzw. mit diesem Werkstoff beschichtet sein.The lifting punch 15 can be formed as a copper electrode or silver electrode or tungsten electrode or coated with this material. The lifting punch 15 is preferably interchangeable to the device to different contours of honeycomb seals 10 adapt. Likewise, the receiving device 13 made of silver or copper or tungsten or be coated with this material.

Der Aufnahmeeinrichtung 13 sind Positionier- und/oder Anschlagmittel 18 zugeordnet, um die Wabendichtung 10 am Dichtungstrager 12 auszurichten. Der Hubstempel 15 ist am Hubzylinder 14 gelenkig gelagert, nämlich gemaß 1 über ein Doppelgelenk bzw. Kreuzgelenk 19. Das Doppelgelenk bzw. Kreuzgelenk 19 erlaubt einen zweidimensionalen Winkelausgleich in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen zwischen dem Hubstempel 15 und der Wabendichtung 10.The recording device 13 are positioning and / or lifting means 18 assigned to the honeycomb seal 10 on the seal carrier 12 align. The lifting punch 15 is on the lifting cylinder 14 hinged, namely moderate 1 via a double joint or universal joint 19 , The double joint or universal joint 19 allows two-dimensional angular compensation in two mutually perpendicular directions between the lifting ram 15 and the honeycomb seal 10 ,

Die in 1 gezeigte Vorrichtung dient beim Verbinden einer Wabendichtung mit einem Dichtungsträger dem Fixieren der Wabendichtung 10 am Dichtungsträger 12, wobei das eigentliche dauerhafte Verbinden von Dichtungsträger 12 und Wabendichtung 10 durch Loten erfolgt.In the 1 shown device is used when connecting a honeycomb seal with a seal carrier fixing the honeycomb seal 10 on the seal carrier 12 , wherein the actual permanent bonding of seal carrier 12 and honeycomb seal 10 done by soldering.

Der Hubzylinder 14, an welchem der Hubstempel 15 gelagert ist, ist gemaß 1 in einer Führung 20 geführt, um über denselben in einer definierten Richtung die Heftkraft FH zum Zusammendrücken von Wabendichtung 10 und Dichtungsträger 12 aufzubringen.The lifting cylinder 14 at which the lifting punch 15 is stored, is appropriate 1 in a guided tour 20 guided to the same in a defined direction, the stitching force F H for compressing honeycomb seal 10 and seal carrier 12 applied.

Claims (11)

Vorrichtung zum Verbinden einer Wabendichtung mit einem Dichtungsträger, mit einer Aufnahmeeinrichtung (13) zur Aufnahme des Dichtungsträgers oder eines den Dichtungsträger bildenden Bauteils, und mit einem einen Hubstempel (15) umfassenden Hubzylinder (14), der die auf dem Dichtungsträger zu befestigende Wabendichtung in einem einzigen Hub auf dem Dichtungstrager befestigt, wobei hierzu über den Hubstempel (15), der eine an die Wabendichtung angepasste Kontur aufweist, die Wabendichtung und der Dichtungsträger mit einer Heftkraft zusammendruckbar sind.Device for connecting a honeycomb seal with a seal carrier, with a receiving device ( 13 ) for receiving the seal carrier or a component forming the seal carrier, and having a lifting punch ( 15 ) lifting cylinder ( 14 ) which fixes the honeycomb seal to be fastened on the seal carrier in a single stroke on the seal carrier, in which case via the lifting ram ( 15 ), which has a contour adapted to the honeycomb seal, the honeycomb seal and the seal carrier are zusammendruckbar with a stitching force. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den Hubstempel (15) ein Heftstrom durch die Wabendichtung und den Dichtungsträger leitbar ist.Device according to claim 1, characterized in that via the lifting ram ( 15 ) A stitch stream through the honeycomb seal and the seal carrier is leitbar. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubstempel (15) als Elektrode ausgebildet ist.Apparatus according to claim 2, characterized in that the lifting ram ( 15 ) is formed as an electrode. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (13) zur Aufnahme des Dichtungsträgers oder eines den Dichtungsträger bildenden Bauteils an Massepotential angeschlossen ist.Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the receiving device ( 13 ) is connected to ground for receiving the seal carrier or a component forming the seal carrier. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeeinrichtung (13) Positionier- und/oder Anschlagmittel (18) zugeordnet sind, um die Wabendichtung auf dem Dichtungstrager auszurichten.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the receiving device ( 13 ) Positioning and / or lifting means ( 18 ) are associated to align the honeycomb seal on the seal carrier. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubstempel (15) am Hubzylinder (14) gelenkig gelagert ist, um eine Winkelausgleich zwischen Hubstempel (15) und Wabendichtung zu ermoglichen.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the lifting ram ( 15 ) on the lifting cylinder ( 14 ) is articulated to an angular compensation between the lifting ram ( 15 ) and honeycomb seal. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubstempel (15) am Hubzylinder (14) uber ein Kreuzgelenk (19) gelagert ist, um in zwei senkrechten Richtungen einen Winkelausgleich zwischen Hubstempel (15) und Wabendichtung zu ermoglichen.Apparatus according to claim 6, characterized in that the lifting ram ( 15 ) on the lifting cylinder ( 14 ) via a universal joint ( 19 ) is mounted in two perpendicular directions an angle compensation between the lifting ram ( 15 ) and honeycomb seal. Verfahren zum Verbinden einer Wabendichtung mit einem Dichtungstrager, wobei die Wabendichtung am Dichtungsträger oder einem den Dichtungsträger bildenden Bauteil unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 angeheftet wird.A method of bonding a honeycomb seal to a seal carrier, wherein the honeycomb seal is adhered to the seal carrier or a structural member forming the seal carrier using a device according to any one of claims 1 to 7. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anheften der Wabendichtung am Dichtungsträger oder dem den Dichtungsträger bildenden Bauteil zuerst die Wabendichtung und der Dichtungstrager ein Heftstrom durch dieselben geleitet wird, und dass anschließend dieselben mit einer Heftkraft zusammengedrückt werden.A method according to claim 8, characterized in that when attaching the honeycomb seal on the seal carrier or the seal carrier forming member first the honeycomb seal and the Sealer a stitching stream is passed through the same, and then that they are compressed with a stitching force. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend an das Anheften die Wabendichtung mit dem Dichtungstrager oder dem den Dichtungsträger bildenden Bauteil verlötet wird.A method according to claim 8 or 9, characterized in that subsequent to the pinning the honeycomb seal with the seal carrier or the seal carrier forming member is soldered. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wabendichtung, die in Höhe und Breite ein Fertigmaß aufweist, mit dem Dichtungstrager verbunden wird.Method according to one of claims 8 to 10, characterized in that a honeycomb seal having a finished dimension in height and width, is connected to the seal carrier.
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