DE3720069A1

DE3720069A1 - DEVICE FOR LOCKING COMPONENTS IN A HOUSING

Info

Publication number: DE3720069A1
Application number: DE19873720069
Authority: DE
Inventors: Douglas William Daniels
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1986-06-18
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1987-12-23
Also published as: GB2191825B; GB2191825A; FR2600381B1; JPS62298627A; GB8614785D0; FR2600381A1

Abstract

A major problem with brush seals is how to prevent them rotating relative to each other or relative to the housing in which they are positioned when in use. This invention overcomes this problem by providing a capsule 10 into which one or more brush seals 12 are positioned side by side and retained therein by the action of a spring 20 which urges them into contact with a portion 14 of the capsule. The spring may be preloaded to a desired minimum force and is retained in the capsule by deforming the end of said capsule into contact with said spring. A portion of the capsule is deformed into one or more recesses formed in the housing 28 in which it is situated in order to prevent any relative rotation thereof. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Arretieren von Bauteilen in einem Gehäuse.The invention relates to a device for locking of components in a housing.

Eine Anwendungsmöglichkeit der Erfindung besteht ins besondere darin, eine oder mehrere ringförmige Bürsten dichtungen in einem Gehäuse gegen eine Relativdrehung mit Bezug zueinander oder mit Bezug auf das Gehäuse zu arretieren.One possible application of the invention is special in that one or more annular brushes seals in a housing against relative rotation with respect to each other or with respect to the housing lock.

Bürstendichtungen, wie sie beispielsweise in der GB-PS 14 50 553 beschrieben sind, sind zur Abdichtung zwischen relativ zueinander umlaufenden Bauteilen bekannt. Sie weisen eine Vielzahl von Borsten auf, die zwischen zwei seitlichen Stützplatten sandwichartig eingebettet sind. Die seitlichen Stützplatten sind etwa ringförmig und in herkömmlicher Weise in einem der beiden Bauteile, zwischen denen die Abdichtung herzustellen ist, eingebaut bzw. untergebracht. Die Borsten sind so ausgebildet und angeordnet, daß sie um eine vorgegebene Distanz über die seitlichen Stützplatten hinausragen, so daß sie mit ihren Enden mit dem jeweils anderen Bauteil im Sinne einer Bildung der gewünschten Dichtung zusammenwirken. Brush seals, such as those used in the GB-PS 14 50 553 are described are for sealing between components rotating relative to each other. They have a large number of bristles between two side support plates sandwiched are. The side support plates are approximately ring-shaped and in a conventional way in one of the two components, between which the seal is to be built or housed. The bristles are designed and arranged that they are a predetermined distance over the protrude lateral support plates so that they with their Ends with the other component in the sense of one Form the desired seal.

Ein Hauptproblem bei Bürstendichtungen besteht jedoch in der Verhinderung einer Relativdrehung der Bürstendichtungen im Betrieb mit Bezug auf dasjenige Bauteil, an bzw. in welchem die Bürstendichtungen angeordnet sind.A major problem with brush seals is, however the prevention of relative rotation of the brush seals in operation with respect to that component, on or in which the brush seals are arranged.

Eine mögliche Maßnahme hierzu besteht darin, die Bürsten dichtung an einer ihrer Seitenplatten mit einem Zapfen bzw. einem Flächenvorsprung zu versehen, der in eine entsprechende Bohrung bzw. Aussparung des Gehäuses bzw. des sie aufnehmenden Bauteils eingreift, so daß dann durch den formschlüssigen Ein griff von Vorsprung und Aussparung eine Relativdrehung der Bürstendichtung mit Bezug auf das sie beherbergende Bauteil bzw. Gehäuse unterbunden wird. Diese Möglichkeit funktioniert zwar zuverlässig, erfordert aber natürlich entsprechende konstruktive Modifikationen sowohl an der Dichtung als auch am Gehäuse, was selbstverständlich die Fertigung dieser Bauteile verteuert und daher nicht unbedingt wünschenswert ist. Außerdem kann dann der Fall eintreten, daß eine unab sichtlich falsch in das Gehäuse eingelegte Bürstendichtung, bei welcher die falsche, nicht mit dem Vorsprung versehene Seitenplatte der entsprechenden Gehäuseaussparung gegen überliegt, nicht gegen Relativdrehung mit Bezug auf das Gehäuse gesichert ist.One possible measure for this is the brushes seal on one of their side plates with a pin or to provide a surface projection that fits into a corresponding one Bore or recess of the housing or the receiving it Component engages so that then through the form-fitting one gripped a relative rotation of the projection and recess Brush seal with reference to the component that houses it or housing is prevented. This option works reliable, but of course it requires corresponding constructive modifications to both the seal and on the housing, which is of course the manufacture of this Components are expensive and therefore not necessarily desirable is. In addition, the case may arise that an independent brush seal obviously inserted incorrectly into the housing, where the wrong one, not provided with the projection Side plate of the corresponding housing recess against is not against relative rotation with respect to the Housing is secured.

Eine zweite Möglichkeit besteht in der Verwendung eines Ringes, der mit ausreichender Klemmkraft gegen eine Seiten fläche der Bürstendichtung gespannt wird, um eine Drehung der Bürstendichtung im Gehäuse zu verhindern, und der dann in dieser vorgespannten Position mittels Schrauben oder Nieten am Gehäuse befestigt wird. Dieser Möglichkeit haftet allerdings das Problem an, daß ein späterer Wiederausbau der Dichtung ein Lösen bzw. Entfernen der Schrauben bzw. Nieten notwendig macht. Außerdem tritt die Schwierigkeit auf, daß, wenn eine verschlissene Dichtung durch eine neue Dichtung ersetzt wird, die nicht exakt die gleiche Dicke wie die ursprüngliche Dichtung hat, beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen, neue Schrauben- bzw. Nietlöcher im Gehäuse oder im Ring hergestellt werden, um eine Wieder befestigung des Ringes mit der gleichen Vorspannkraft zu erreichen. Alle diese Maßnahmen sind aber zeitraubend und teuer.A second option is to use a Ring with sufficient clamping force against one side surface of the brush seal is tightened by one turn to prevent the brush seal in the housing, and then in this preloaded position using screws or Rivets is attached to the housing. This possibility is liable however, the problem is that a later reconstruction the seal loosening or removing the screws or Rivets necessary. The difficulty also arises on that when a worn seal is replaced by a new one Seal is replaced that is not exactly the same thickness as the original seal did, for example due to of manufacturing tolerances, new screw or rivet holes be made in the case or in the ring to make a re attach the ring with the same preload to reach. However, all of these measures are time consuming and expensive.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit der Arretierung eines Bauteils in einem Gehäuse zu finden, bei welcher die oben erläuterten Nachteile nicht gegeben sind.The invention is therefore based on the object Possibility of locking a component in a housing to find, in which the disadvantages explained above are not given are.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Einrichtung gelöst.This object is achieved according to the invention by the Claim 1 marked device solved.

Demgemäß weist die erfindungsgemäße Einrichtung zur Arretierung von Bauteilen in einem Gehäuse eine Kapsel mit einer Anlageschulter, an welcher das Bauteil bzw. eine Bau teilgruppe anliegt, einem verformbaren Flansch und einem bzw. der Bauteilgruppe und dem verformbaren Flansch an geordnet ist und der verformbare Flansch derart auf das Klemmorgan verformt ist, daß das Klemmorgan zusammengedrückt und das Bauteil bzw. die Bauteilgruppe zwischen dem Klemm organ und der Anlageschulter mit einer durch die Zusammen drückung des Klemmorgans erzeugten Klemmkraft eingespannt wird.Accordingly, the device according to the invention Locking components in a housing with a capsule a system shoulder on which the component or a building subgroup, a deformable flange and a or the component group and the deformable flange is ordered and the deformable flange so on that Is deformed clamping member that the clamping member is compressed and the component or component group between the clamp organ and the investment shoulder with one by working together Pressing the clamping member generated clamping force clamped becomes.

Um die Kapsel selbst gegen eine relative Drehung mit Bezug auf ein Gehäuse zu sichern, in welches sie ein gesetzt ist, kann die Kapsel einen weiteren verformbaren Flansch aufweisen, der unter plastischer Verformung in eine oder mehrere, im Gehäuse gebildete Aussparungen ein gedrückt wird.Around using the capsule itself against relative rotation Secure with respect to a housing in which they are is set, the capsule can be another deformable Have flange that under plastic deformation in one or more recesses formed in the housing is pressed.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigt: The invention is based on execution examples with reference to the accompanying drawings described in more detail, in which shows:

Fig. 1 im Axialhalbschnitt eine Einrichtung nach der Erfindung zur Arretierung von zwei Bürstendichtungen, Fig. 1 in the axial half-section a device according to the invention for locking of two brush seals,

Fig. 2 die in ein Gehäuse eingebaute An ordnung nach Fig. 1, Fig. 2, the built in a housing an arrangement, according to Fig. 1,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Ein richtung nach der Erfindung, und Fig. 3 shows another embodiment of a device according to the invention, and

Fig. 4 eine weitere Variante der erfindungs gemäßen Einrichtung. Fig. 4 shows a further variant of the device according to the Invention.

Gemäß Fig. 1 ist eine Kapsel 10 vorgesehen, die aus Blechmaterial hergestellt und um die Dichtungen 12 herum gebördelt oder aus Rohrmaterial hergestellt ist und die einen etwa radial einwärts weisenden Teil 14 und 2 verform bare Endteile 16 und 18 aufweist. Die Bürstendichtungen 12 sind in der Kapsel 10 derart angeordnet, daß sie an dem radial einwärts weisenden Teil 14, der eine Anlageschulter bildet, anliegen. Neben der kurzen Seitenplatte 18 der äußeren Bürstendichtung 12 ist ein Druckring 17 angeordnet, an welchem eine Feder 20 angreift. Die Feder 20 ist als Ring aus elastischem Werkstoff mit etwa U-förmigem Quer schnitt ausgebildet. Die Basis 22 dieses U-Querschnitts der Feder 20 sitzt gleitend verschiebbar an der Innenseite der Kapsel 10, während die Seitenschenkel 24 und 26 des U-Profils radial einwärts ragen und dabei jeweils unter einem Winkel R mit Bezug auf eine Radialebene Z divergierend verlaufen.Referring to FIG. 1 a capsule 10 is provided which is made of sheet material and crimped around the gaskets 12 around or made of pipe material and an approximately radially inward-facing part 14 has warp 2 and bare end portions 16 and 18. The brush seals 12 are arranged in the capsule 10 in such a way that they bear against the radially inwardly pointing part 14 , which forms an abutment shoulder. In addition to the short side plate 18 of the outer brush seal 12 , a pressure ring 17 is arranged, on which a spring 20 engages. The spring 20 is formed as a ring made of elastic material with an approximately U-shaped cross section. The base 22 of this U-cross section of the spring 20 is slidably slidably on the inside of the capsule 10 , while the side legs 24 and 26 of the U-profile protrude radially inwards and each diverging at an angle R with respect to a radial plane Z.

Die Bürstendichtungen 12 werden in ihrer Lage arretiert, indem der Endteil 16 der Kapsel 10 derart einwärts gebogen wird, daß er gegen den einen Seitenschenkel 26 der Feder 20 drückt und diese in die in Fig. 2 dargestellte zusammen gedrückte Form verformt. The brush seals 12 are locked in their position by the end part 16 of the capsule 10 being bent inwards in such a way that it presses against one side leg 26 of the spring 20 and deforms it into the compressed form shown in FIG. 2.

Die Haltekraft, welche die Feder 20 auf die Bürsten dichtungen 12 ausübt, hängt von dem Winkel ab, unter welchem die Seitenschenkel 24 und 26 der Feder eingestellt sind. Eine Möglichkeit zur Sicherstellung einer stets gleichen Haltekraft der Feder 20 besteht darin, während der Verformung des Endteils 16 eine (nicht dargestellte) segmentierte Scheibe in das U-Querschnittsprofil der Feder 20 einzusetzen. Diese Maßnahme stellt sicher, daß die Feder 20 nicht über mäßig zusammengedrückt wird. Der für eine gegebene Halte kraft erforderliche Winkel hängt von der Form der Feder 20 und deren Materialeigenschaften ab.The holding force which the spring 20 exerts on the brush seals 12 depends on the angle at which the side legs 24 and 26 of the spring are set. One possibility for ensuring always the same holding force of the spring 20 is, while (not shown) to use the deformation of the end part 16 is a segmented disk into the U-cross-sectional profile of the spring 20th This measure ensures that the spring 20 is not compressed moderately. The angle required for a given holding force depends on the shape of the spring 20 and its material properties.

Wie Fig. 2 zeigt, wird die Kapsel 10 in eine Gehäuse 28 eingesetzt und in diesem durch Verformung des anderen freien Endteils 18 der Kapsel fixiert, wobei dieser Endteil 18 in Aussparungen 30 im Gehäuse 28 eingedrückt wird, um eine Drehung der Kapsel 10 mit Bezug auf das Gehäuse 28 zu unter binden.As Fig. 2 shows, the capsule is inserted into a housing 28 10 and fixed 18 of the capsule therein by deformation of the other free end portion, said end portion is pressed 18 in recesses 30 in the housing 28 to prevent rotation of the capsule 10 with respect to bind to the housing 28 under.

Der Innendurchmesser di der Bürstendichtungen 12 ist so bemessen, daß die Borstenenden 32 mit einem als Gegenelement wirkenden Bauteil, beispielsweise einer Welle 34, im Sinne der Herstellung einer Abdichtung zusammenwirken.The inside diameter di of the brush seals 12 is dimensioned such that the bristle ends 32 interact with a component acting as a counter element, for example a shaft 34 , in the sense of producing a seal.

Fig. 3 zeigt eine alternative Ausführungsmöglichkeit der Anordnung. Demgemäß kann die nach den Fig. 1 und 2 vor gesehene Kombination einer im Querschnitt U-förmigen Feder 20 mit einem Druckring 17 durch einen im wesentlichen nicht ver formbaren Druckring 36 in Kombination mit einer einfachen gewellten Feder 38 ersetzt werden, wobei der Druckring 36 die Position der Feder 20 und der gewellte Federring 38 die Position des Druckringes 17 einnimmt. Der Einbau der Dichtungen 12 in die Kapsel 10 und die Arretierung darin durch Umbördeln des Kapselendes 16 bleibt im wesentlichen gleich und wird daher nicht nochmals beschrieben. Fig. 3 shows an alternative embodiment of the arrangement. Accordingly, it can be with a pressure ring 17 is replaced according to FIGS. 1 and 2 before seen combination of a cross-sectionally U-shaped spring 20 through a substantially non-ver moldable thrust ring 36 in combination with a simple corrugated spring 38, the pressure ring 36, the Position of the spring 20 and the corrugated spring ring 38 assumes the position of the pressure ring 17 . The installation of the seals 12 in the capsule 10 and the locking therein by flanging the capsule end 16 remains essentially the same and is therefore not described again.

Fig. 4 zeigt nochmals eine andere Ausführungsform der Erfindung. Hier ist die im Querschnitt U-förmige Feder 20 nach den Fig. 1 und 2 durch einen Federring 40 mit etwa L-förmigem Querschnitt ersetzt. Der eine Profilschenkel des Federringes 42 verläuft etwa in axialer Richtung und der andere Profilschenkel 44 verläuft etwa radial einwärts. Dieser andere Profilschenkel 40 ist wiederum mit Bezug auf die Radialebene Z abgewinkelt, wenn er nicht unter Druck spannung steht, ähnlich wie die Seitenschenkel des U-Federrings 20 in der Darstellung nach Fig. 1. Die Größe dieses Winkels hängt von den Materialeigenschaften und der geforderten Federkraft ab. Der Federring 40 wird, wie oben beschrieben, durch Verformung des Endteils 16 der Kapsel 10 über dem einen Profilschenkel 42 zusammengedrückt und gegen die Seitenplatte der einen Bürstendichtung 12 gespannt. Fig. 4 showing still another embodiment of the invention. Here, the cross-sectionally U-shaped spring 20 according to FIGS. 1 and 2 is replaced by a spring ring 40 with an approximately L-shaped cross section. One profile leg of the spring ring 42 extends approximately in the axial direction and the other profile leg 44 extends approximately radially inward. This other profile leg 40 is in turn angled with respect to the radial plane Z when it is not under pressure, similar to the side legs of the U-spring ring 20 in the illustration according to FIG. 1. The size of this angle depends on the material properties and the required Spring force. The spring ring 40 is, as described above, compressed by deforming the end part 16 of the capsule 10 over the one profile leg 42 and tensioned against the side plate of the one brush seal 12 .

Es ist klar, daß die Feder 20 auch andere Formen haben kann und lediglich in der Lage sein muß, die erforderliche Haltekraft auf die Bürstendichtungen 12 auszuüben.It is clear that the spring 20 can also have other shapes and only needs to be able to exert the required holding force on the brush seals 12 .

Claims

1. Device for locking a component in a housing, with a capsule ( 10 ) with an abutment shoulder ( 14 ) on which the component rests, and a deformable flange ( 16 ), characterized in that between the deformable flange ( 16 ) and the component ( 12 ) an elastically deformable clamping element ( 20 ) is arranged and the ver deformable flange ( 16 ) has a predetermined distance from the component ( 12 ) in the finished assembly state.

2. Device according to claim 1, characterized in that the clamping element ( 20 ) is compressed by the deformation of the deformable flange ( 16 ) in its final assembly position by a predetermined amount.

3. Device according to claim 1, characterized in that the deformable flange ( 16 ) in its final assembly position has approximately the same orientation as the stop shoulder ( 14 ).

4. Device according to claim 1, characterized in that the capsule ( 10 ) has a second deformable flange ( 18 ) which can be pressed into one or more recesses ( 30 ) in the housing when inserted into the housing ( 28 ).

5. Device according to claim 1, characterized in that the clamping element ( 20 ) has a spring ring with an approximately axially parallel profile leg ( 22 ) and at least one approximately radially inwardly extending profile leg ( 24 , 26 ) which in the relaxed state an angle ( R ) forms with the radial plane ( Z ).

6. Device according to claim 1, characterized in that the clamping element is a corrugated spring ring ( 38 ).

7. Device according to claim 1, characterized in that a pressure ring ( 17 ) between the component ( 12 ) and the clamping element ( 20 ) is arranged.