DE102019218883A1

DE102019218883A1 - Wellendichtring, Maschine mit einem solchen Wellendichtring sowie Verfahren zum Betreiben einer Maschine

Info

Publication number: DE102019218883A1
Application number: DE102019218883.4A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Noe; Sebastian Stupariu-Cohan
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2019-12-04
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2021-06-10
Also published as: WO2021110353A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wellendichtring 1 umfassend einen Außenumfang 2, einen Innenumfang 3, an dem zumindest eine Dichtfläche 4a-d ausgebildet ist, und zwei axial einander gegenüberliegende Stirnseiten 5a,b, wobei an der ersten Stirnseite 5a im unteren Bereich eine sich in Umfangsrichtung RUerstreckende, nach oben offene, axial auswärts von der ersten Stirnseite 5a vorstehende Leckageölauffangrinne 6 vorgesehen ist, die zum Ablassen von in der Leckageölauffangrinne 6 aufgefangenem Leckageöl mit zumindest einer an der zweiten Stirnseite 5a im unteren Bereich angeordneten Leckageölauslassöffnung 11 fluidisch verbunden ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Maschine 36 mit einem solchen Wellendichtring 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Maschine 36.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellendichtring umfassend einen Außenumfang, einen Innenumfang, an dem zumindest eine Dichtfläche ausgebildet ist, und zwei axial einander gegenüberliegende Stirnseiten. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Maschine mit einem solchen Wellendichtring. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Maschine.
Maschinen weisen häufig mechanische Komponenten auf, die unter anderem zur Reduzierung von Reibung und Verschleiß sowie zur Vibrationsdämpfung mittels Schmierstoffen, insbesondere Schmierölen, geschmiert werden. Es ist bereits seit langem bekannt, ölgeschmierte mechanische Komponenten gegen eine Umgebung abzudichten, um Leckagen oder anders ausgedrückt Ölverlust zu vermeiden.
Bei Strömungsmaschinen, wie etwa Gas- oder Dampfturbinen, die eine Welle und einen Stator umfassen, an dem die Welle über ein ölgeschmiertes Lager drehbar gelagert ist, ist es bekannt, zur Abdichtung von Welle und Stator einen Wellendichtring vorzusehen. Ein solcher Wellendichtring umfasst einen Außenumfang, einen Innenumfang, an dem zumindest eine Dichtfläche ausgebildet ist, und zwei axial einander gegenüberliegende Stirnseiten, und ist in der Regel ortsfest am Stator montiert, wobei sich die Welle durch die zentrale Ringöffnung hindurch erstreckt.
Die Abdichtung mittels bekannter Wellendichtringe erfolgt beispielsweise nach dem Prinzip einer Labyrinthdichtung, die beträchtlichen axialen Raum einnimmt, einer kürzeren Labyrinthdichtung mit passiven Vakuumelementen, einer relativ teuren (Druck-) Luftstromöldichtung oder einer Bürstendichtung mit begrenzter Wirksamkeit aufgrund von Bürstenabnutzung. Auch Kombinationen dieser Dichtprinzipien sind bekannt.
Bei den vorbekannten Wellendichtringen lässt sich ein Spalt zwischen der Welle und dem Stator der Maschine im Dichtungsbereich beziehungsweise eine Variation dieses Spaltes während des Betriebs der Maschine und somit ein Ölverlust nicht vollständig verhindern. Die entstehenden unkontrollierten Leckageströme können eine Gefahr für den Betrieb der Maschine darstellen. Insbesondere im Falle von Gasturbinen handelt es sich bei der Umgebung, gegen die das ölgeschmierte Lager der Gasturbine abzudichten ist, häufig um eine Hochtemperaturumgebung. In einer solchen Hochtemperaturumgebung führt die auf Leckageöl einwirkende Wärme, insbesondere Strahlungswärme, zu einer unerwünschten Verkokung des Leckageöls, also zu einer Entstehung von Ölkohle. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass unkontrolliert in eine solche Hochtemperaturumgebung ausströmendes Leckageöl zu einem Ölbrand führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen alternativen Wellendichtring bereitzustellen, der die Probleme zumindest teilweise behebt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Wellendichtring der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass an der ersten Stirnseite im unteren Bereich eine sich in Umfangsrichtung erstreckende, nach oben offene, axial auswärts von der ersten Stirnseite vorstehende Leckageölauffangrinne vorgesehen ist, die zum Ablassen von in der Leckageölauffangrinne aufgefangenem Leckageöl mit zumindest einer an der zweiten Stirnseite im unteren Bereich angeordneten Leckageölauslassöffnung fluidisch verbunden ist.
Der Erfindung liegt also die Überlegung zugrunde, einen bei einer sich relativ zu einem Stator drehenden Welle ohnehin unvermeidbaren Leckagestrom vom Ölraum zur Umgebung zu akzeptieren und eine Vorkehrung zu treffen, um das Leckageöl des zwischen den beiden Stirnseiten des Wellendichtrings hindurchtretenden Leckagestroms in den Ölraum zurückzuführen. Erfindungsgemäß ist hierzu an der ersten Stirnseite des Wellendichtrings auf der Seite der Umgebung eine Leckageölauffangrinne vorgesehen, die mit zumindest einer an der zweiten Stirnseite auf der Seite des Ölraums angeordneten Leckageölauslassöffnung fluidtechnisch verbunden ist. Auf diese Weise kann das an der ersten Stirnseite austretende Leckageöl in der Leckageölauffangrinne kontrolliert aufgefangen und anschließend über die zumindest eine Leckageölauslassöffnung an der zweiten Stirnseite des Wellendichtrings zurück in den Ölraum abgelassen werden. Das Leckageöl wird daher vollständig und kontrolliert zu seinem Ausgangspunkt, d.h. zur zweiten Stirnseite rückgeführt. Der erfindungsgemäße Wellendichtring nimmt in seinem an einer Maschine montierten Zustand nur einen relativ geringen axialen Bauraum ein. Darüber hinaus ist der erfindungsgemäße Wellendichtring relativ kostengünstig herzustellen, stellt eine Dichtung mit relativ geringem Wartungs- und/oder Reparaturaufwand dar und beugt Notabschaltungen und/oder Ölbränden vor. Außerdem können bereits existierende Maschinen mit dem erfindungsgemäßen Wellendichtring nachgerüstet werden.
Die in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Begriffe „Leckageöl“, „Kühlöl“ und „Schmieröl“ dienen lediglich der Unterscheidung unterschiedlicher Funktionen eines Öls, d.h. das Öl kann auch aus derselben Quelle stammen, beispielsweise aus demselben Ölsumpf. Der Begriff „Umgebung“ bezeichnet denjenigen Raum, der im montierten Zustand des Wellendichtrings durch den Wellendichtring von einem Ölraum getrennt wird, also von demjenigen Raum, in dem mit Öl zu schmierende und/oder zu kühlende Komponenten angeordnet sind.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Boden der Leckageölauffangrinne mit einem in Richtung der Leckageölauslassöffnung geneigten Gefälle versehen. Auf diese Weise kann Leckageöl aus der Leckageölauffangrinne unter Nutzung der Schwerkraft in Richtung der zumindest einen Leckageölauslassöffnung strömen.
Am freien Ende der Leckageölauffangrinne kann ein sich radial einwärts erstreckender Überlaufrand vorgesehen sein. Hierdurch wird verhindert, dass in der Leckageölauffangrinne aufgefangenes Leckageöl, insbesondere im Falle eines Ölrückstaus, unkontrolliert axial auswärts in die Umgebung austreten kann.
Ein Dichtband kann radial einwärts vom freien Ende des Überlaufrands vorstehen und sich in Umfangsrichtung erstrecken. Das in Radialrichtung weisende freie Ende des Dichtbands definiert dann eine weitere Dichtfläche. Diese dient beim Einsatz des Wellendichtrings zur Abdichtung von einer Welle und einem Stator dazu, einen Spalt zwischen der Welle und dem Stator zu minimieren beziehungsweise abzudichten.
Bevorzugt erstreckt sich unmittelbar unterhalb der Leckageölauffangrinne ein Kühlkanal, der von einem Kühlfluid, insbesondere Kühlöl oder Kühlluft, insbesondere von einer Kanaleinlassöffnung zu einer Kanalauslassöffnung durchströmbar ist, um in der Leckageölauffangrinne befindliches Leckageöl zu kühlen. Falls in dem an einer Maschine montierten Zustand des Wellendichtrings an der ersten Stirnseite eine Hochtemperaturumgebung angrenzt, die wärmer als ein an die zweite Stirnseite angrenzender Bereich ist, wird durch das Kühlen des Leckageöls verhindert, dass die an der ersten Stirnseite auf das Leckageöl einwirkende Wärme zur Verkokung des Leckageöls führt. Im Falle einer Verkokung kann das Leckageöl nicht mehr kontrolliert zur zweiten Stirnseite rückgeführt werden. Der Kühlkanal kann zumindest teilweise durch ein an der ersten Stirnseite insbesondere mittels einer Schraubverbindung befestigtes Kühlkanalbauteil gebildet sein. Beispielsweise kann der Kühlkanal durch eine die erste Stirnseite bildende Stirnwand des Wellendichtrings und eine Wandung des Kühlkanalbauteils begrenzt sein.
Der Kühlkanal kann mit einer Kühlöleinlassöffnung und mit einer Kühlölauslassöffnung fluidisch verbunden sein, wobei die Kühlöleinlassöffnung und die Kühlölauslassöffnung an der zweiten Stirnseite vorgesehen sind. Beispielsweise kann eine Durchgangsbohrung zwischen den beiden Stirnseiten des Wellendichtrings vorgesehen sein, die an ihrem einen axialen Ende die Kühlöleinlassöffnung und an ihrem gegenüberliegenden axialen Ende die Kanaleinlassöffnung definiert. Es kann auch eine Durchgangsbohrung zwischen den beiden Stirnseiten des Wellendichtrings vorgesehen sein, die an ihrem einen axialen Ende die Kühlölauslassöffnung und an ihrem gegenüberliegenden axialen Ende die Kanalauslassöffnung definiert. Alternativ kann die Kühlöleinlassöffnung und/oder die Kühlölauslassöffnung über eine Rohrverbindung mit dem Kühlkanal fluidtechnisch verbunden sein. Insbesondere entspricht die Kühlölauslassöffnung der zumindest einen Leckageölauslassöffnung, d.h. die zumindest eine Leckageölauslassöffnung übernimmt die Funktion der Kühlölauslassöffnung. Die Kühlöleinlassöffnung und/oder die Kühlölauslassöffnung kann/können im unteren Bereich des Wellendichtrings angeordnet sein. Falls neben der zumindest einen Leckageölauslassöffnung eine separate Kühlölauslassöffnung vorgesehen ist, können die Kühlöleinlassöffnung, die Kühlölauslassöffnung und die zumindest eine Leckageölauslassöffnung in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sein. Dann befindet sich die zumindest eine Leckageölauslassöffnung bevorzugt zwischen der Kühlöleinlassöffnung und der Kühlölauslassöffnung.
Vorteilhaft ist an der zweiten Stirnseite oberhalb der Kühlöleinlassöffnung eine sich in Umfangsrichtung erstreckende, axial auswärts von der zweiten Stirnseite vorstehende Führungsschiene vorgesehen, die ausgebildet ist, um Kühlöl in die Kühlöleinlassöffnung einzuleiten.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Innenumfangswand im unteren Bereich des Wellendichtrings mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen, insbesondere radialen Durchgangsbohrungen versehen, und ist unterhalb der Durchgangsbohrungen ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Leckageölsammelraum vorgesehen, der von der Innenumfangswand, einer Außenumfangswand und zwei die Stirnseiten bildenden Stirnwänden des Wellendichtrings begrenzt wird und mit der zumindest einen Leckageölauslassöffnung fluidisch verbunden ist. Somit lässt sich im montierten Zustand des Wellendichtrings ein Teil eines in einen Bereich zwischen dem Wellendichtring und einer Welle eindringenden Leckageölstroms durch die Durchgangsbohrungen abzweigen und über den Leckageölsammelraum und die zumindest eine Leckageölauslassöffnung in einen an der zweiten Stirnseite des Wellendichtrings angrenzenden Ölraum zurückführen. Die Leckageölauffangrinne kann mit dem Leckageölsammelraum fluidisch verbunden sein. Eine solche Verbindung kann über eine in der die erste Stirnseite bildende Stirnwand vorgesehene Durchgangsöffnung erfolgen. Bei der Durchgangsöffnung kann es sich um eine einzige Durchgangsöffnung handeln, die sich in Umfangsrichtung erstreckt. Alternativ kann die Durchgangsöffnung durch zumindest eine, insbesondere mehrere Durchgangsbohrungen gebildet sein. Die Durchgangsbohrungen können in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sein.
Es ist auch möglich, dass die Durchgangsöffnung teilweise verschließbar ist. Falls die Durchgangsöffnung durch mehrere Durchgangsbohrungen gebildet ist, können zumindest manche der Durchgangsbohrungen zumindest teilweise, bevorzugt vollständig verschließbar sein.
Ebenfalls ist es möglich, dass zumindest manche der Durchgangsbohrungen, mit denen die Innenumfangswand versehen ist, und/oder zumindest manche der Leckageölauslassöffnungen zumindest teilweise verschließbar sind.
Zweckmäßigerweise sind die zuvor erwähnten Öffnungen und Bohrungen mittels eines Verschlussmittels, wie etwa eines Stopfens verschließbar.
Die Summe der Bohrungsquerschnitte aller Durchgangsbohrungen, mit denen die Innenumfangswand versehen ist, kann sich vom Öffnungsquerschnitt der Durchgangsöffnung unterscheiden, insbesondere kleiner oder größer als der Öffnungsquerschnitt der Durchgangsöffnung sein. Falls die Durchgangsöffnung durch mehrere Durchgangsbohrungen gebildet wird, wird ihr Öffnungsquerschnitt durch die Summe der Bohrungsquerschnitte aller die Durchgangsöffnung bildenden Durchgangsbohrungen definiert.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Leckageölsammelraum in einen ersten Teilraum und einen zweiten Teilraum unterteilt. Hierbei ist die Leckageölauffangrinne mit dem ersten Teilraum über die Durchgangsöffnung fluidisch verbunden und münden die Durchgangsbohrungen, mit denen die Innenumfangswand versehen ist, radial auswärts in den zweiten Teilraum. Den beiden Teilräumen sind unterschiedliche von mehreren vorgesehenen Leckageölauslassöffnungen zugeordnet und die Teilräume sind mit den zugeordneten Leckageölauslassöffnungen fluidisch verbunden. Den beiden Teilräumen kann eine unterschiedliche Anzahl von Leckageölauslassöffnungen zugeordnet sein. Beispielsweise können dem ersten Teilraum weniger Leckageölauslassöffnungen zugeordnet sein als dem zweiten Teilraum oder können dem ersten Teilraum mehr Leckageölauslassöffnungen zugeordnet sein als dem zweiten Teilraum.
Es kann eine Trennwand vorgesehen sein, mittels der der Leckageölsammelraum zwischen der Innenumfangswand und der Außenumfangswand in die beiden Teilräume unterteilt wird. Die beiden Teilräume können gleich groß sein. Die Trennwand kann sich in Radialrichtung mittig zwischen der Innenumfangswand und der Außenumfangswand befinden und sich in Umfangsrichtung erstrecken.
Zweckmäßigerweise befindet sich der zweite Teilraum in Radialrichtung weiter innen als der erste Teilraum. Dementsprechend können sich die dem zweiten Teilraum zugeordneten Leckageölauslassöffnungen in Radialrichtung weiter innen als die dem ersten Teilraum zugeordneten Leckageölauslassöffnungen befinden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass Dichtbänder radial einwärts von der Innenumfangswand vorstehen und sich zumindest im Wesentlichen parallel zueinander in Umfangsrichtung erstrecken, wobei die zumindest eine Dichtfläche durch die in Radialrichtung weisenden freien Enden der Dichtbänder definiert wird, und zwischen jeweils zwei benachbarten Dichtbändern eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Ringnut gebildet ist, an deren Boden sich jeweils zumindest eine der Durchgangsbohrungen befindet. Die Dichtbänder können gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der zweite Teilraum in mehrere Ringnuträume unterteilt, wobei die Ringnuträume mit unterschiedlichen Ringnuten über die entsprechenden Durchgangsbohrungen, mit denen die Innenumfangswand versehen ist, fluidisch verbunden sind. Den Ringnuträumen sind unterschiedliche der Leckageölauslassöffnungen zugeordnet und die Ringnuträume sind mit den ihnen zugeordneten Leckageölauslassöffnungen fluidisch verbunden. Die Ringnuträume sind insbesondere jeweils mit genau einer Ringnut fluidisch verbunden. Den Ringnuträumen kann eine unterschiedliche Anzahl von Leckageölauslassöffnungen zugeordnet sein.
Vorzugsweise ist/sind die zumindest eine Leckageölauslassöffnung und/oder die Kühlölauslassöffnung und/oder die Kühlöleinlassöffnung jeweils durch eine Kappe mit einer in Richtung der jeweiligen Leckageölauslassöffnung oder Kühlöleinlassöffnung oder Kühlölauslassöffnung weisenden ersten Kappenöffnung und einer in einer in Bezug auf die Ausrichtung der ersten Kappenöffnung um 90° versetzten Richtung weisenden zweiten Kappenöffnung derart verdeckt, dass aus der Leckageöl- oder Kühlölauslassöffnung strömendes Öl durch die erste Kappenöffnung in die Kappe gelangen und diese um 90° abgelenkt durch die zweite Kappenöffnung verlassen kann, oder in die Kühlöleinlassöffnung einzuleitendes Öl durch die zweite Kappenöffnung in die Kappe gelangen und diese um 90° abgelenkt durch die erste Kappenöffnung in Richtung der Kühlöleinlassöffnung verlassen kann. Grundsätzlich kann die Ablenkung auch um einen beliebigen anderen Winkel erfolgen. Bei den ersten und zweiten Kappenöffnungen einer Kappe kann es sich um zwei separate Öffnungen handeln. Alternativ ist es möglich, dass die beiden Kappenöffnungen miteinander zu einer großen Öffnung verbunden sind.
Zweckmäßigerweise weisen die zweiten Kappenöffnungen der der zumindest einen Leckageölauslassöffnung und/oder der Kühlölauslassöffnung zugeordneten Kappen in dieselbe Richtung, insbesondere in eine Umfangsrichtung, und weist die zweite Kappenöffnung der der Kühlöleinlassöffnung zugeordneten Kappe in die entgegengesetzte Richtung, insbesondere die entgegengesetzte Umfangsrichtung. Falls eine Führungsschiene vorgesehen ist, kann die zweite Kappenöffnung der der Kühlöleinlassöffnung zugeordneten Kappe in Richtung der Führungsschiene weisen. Auf diese Weise lässt sich ein Teil eines in Umfangsrichtung gerichteten Schmierölstroms über die der Kühlöleinlassöffnung zugeordnete Kappe in die Kühlöleinlassöffnung lenken. Der verbleibende Teil des Schmierölstroms, also der Schmierölstrom mit Ausnahme des als Kühlölstrom abgezweigten Teils, kann dann auf die der zweiten Kappenöffnung gegenüberliegenden Rückseite der der zumindest einen Leckageölauslassöffnung und/oder der Kühlölauslassöffnung zugeordneten Kappe treffen und die Kappe umströmen. Durch die Umströmung kann sich im Inneren der jeweiligen Kappe ein Unterdruck einstellen, der dazu führt, dass Öl durch die entsprechende Kühlölauslassöffnung und/oder Leckageölauslassöffnung angesaugt wird.
Vorteilhafterweise sind die Kappen jeweils auf der ihrer zweiten Kappenöffnung gegenüberliegenden Rückseite abgerundet. Somit wird ein auf die abgerundete Seite treffender Schmierölstrom strömungstechnisch vorteilhaft an der Kappe vorbeigeleitet.
Zweckmäßigerweise sind die der zumindest einen Leckageölauslassöffnung und/oder der Kühlölauslassöffnung zugeordneten Kappen derart ausgebildet, dass die Höhe des sich bei deren Umströmung in ihrem Inneren einstellenden Unterdrucks identisch ist. Vorteilhafterweise sind die der zumindest einen Leckageölauslassöffnung und/oder der Kühlölauslassöffnung zugeordneten Kappen identisch, weisen also einheitliche Abmessungen auf, so dass die Höhe des sich bei der Umströmung der Kappen in deren Inneren einstellenden Unterdrucks identisch ist.
Die zuvor erwähnte zumindest teilweise Verschließbarkeit der Durchgangsöffnung und/oder der Durchgangsbohrungen, mit denen die Innenumfangswand versehen ist, und/oder der Leckageölauslassöffnungen und/oder der zuvor erwähnte Unterschied zwischen dem Öffnungsquerschnitt der Durchgangsöffnung und der Summe der Bohrungsquerschnitte aller Durchgangsbohrungen, mit denen die Innenumfangswand versehen ist, und/oder die zuvor erwähnte Zuordnung einer unterschiedlichen Anzahl von Leckageölauslassöffnungen zu den Teilräumen beziehungsweise Ringnuträumen ist/sind besonders vorteilhaft, wenn den Leckageölauslassöffnungen jeweils eine Kappe zugeordnet ist. Denn auf diese Weise lässt sich der auf die jeweiligen Leckageölteilströme wirkende und diese fördernde Unterdruck einstellen.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Maschine, insbesondere Strömungsmaschine, wie etwa Gas- oder Dampfturbine, umfassend eine Welle und einen Stator, an dem die Welle über ein ölgeschmiertes Lager drehbar gelagert ist, wobei zur Abdichtung von Welle und Stator zumindest ein zuvor beschriebener erfindungsgemäßer Wellendichtring vorgesehen ist. Die Welle kann Bestandteil eines Rotors der Maschine sein und/oder ein Rotor kann mit der Welle verbunden sein. Unter dem Begriff „Stator“ kann insbesondere eine beliebige ortsfeste Komponente, an der die Welle drehbar gelagert ist, verstanden werden.
Zudem schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Maschine vor, insbesondere Strömungsmaschine, wie etwa Gas- oder Dampfturbine, umfassend eine Welle und einen Stator, an dem die Welle über ein ölgeschmiertes Lager drehbar gelagert ist, wobei zur Abdichtung von Welle und Stator zumindest ein Wellendichtring vorgesehen ist, der einen Außenumfang, einen Innenumfang, an dem zumindest eine Dichtfläche ausgebildet ist, und zwei axial einander gegenüberliegende Stirnseiten aufweist. Bei dem zumindest einen Wellendichtring kann es sich um einen zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Wellendichtring handeln. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zwischen den beiden Stirnseiten des Wellendichtrings durchtretendes Leckageöl an der ersten Stirnseite aufgefangen und zu der zweiten Stirnseite rückgeführt.
Gemäß einer Ausgestaltung wird Leckageöl teilweise über die zumindest eine Dichtfläche des Wellendichtrings abgeführt und zu der zweiten Stirnseite des Wellendichtrings rückgeführt.
Bevorzugt wird das an der ersten Stirnseite des Wellendichtrings aufgefangene Leckageöl an der ersten Stirnseite insbesondere mittels eines Kühlfluidstroms, wie etwa eines Kühlöl-oder Kühlluftstroms, gekühlt.
Bezüglich weiterer Vorteile wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung des erfindungsgemäßen Wellendichtrings verwiesen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Wellendichtrings unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist

1 eine schematische Ansicht eines Wellendichtrings gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der zweiten Stirnseite aus betrachtet;
2 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie II-II in 1;
3 eine schematische Ansicht des Wellendichtrings gemäß der ersten Ausführungsform von der ersten Stirnseite aus betrachtet;
4 eine schematische Ansicht des Wellendichtrings gemäß der ersten Ausführungsform von der ersten Stirnseite aus betrachtet und mit teilweise entfernter Wandung des Kühlkanalbauteils;
5 eine schematische Schnittansicht des in einer Maschine verbauten Wellendichtrings der 1 bis 4; und
6 eine schematische Schnittansicht eines in einer Maschine verbauten Wellendichtrings gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die 1 bis 4 zeigen einen Wellendichtring 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Wellendichtring 1 umfasst einen Außenumfang 2, einen Innenumfang 3, an dem vorliegend vier Dichtflächen 4a-d ausgebildet sind, und zwei axial einander gegenüberliegende Stirnseiten 5a,b. An der ersten Stirnseite 5a ist im unteren Bereich eine sich in Umfangsrichtung R_U erstreckende, nach oben offene, axial auswärts von der ersten Stirnseite 5a vorstehende Leckageölauffangrinne 6 vorgesehen, die an ihrem freien Ende 7 mit einem sich radial einwärts erstreckenden Überlaufrand 8 versehen ist. Vom freien Ende 9 des Überlaufrands 8 steht ein sich in Umfangsrichtung R_U erstreckendes Dichtband 10a radial einwärts vor. Das in Radialrichtung weisende freie Ende des Dichtbands 10a definiert eine weitere Dichtfläche 4e. An der zweiten Stirnseite 5b sind im unteren Bereich fünf Leckageölauslassöffnungen 11 angeordnet, die mit der Leckageölauffangrinne 6 fluidisch verbunden sind, wobei der Boden 12 der Leckageölauffangrinne 6 ein in Richtung der Leckageölauslassöffnungen 11 geneigtes Gefälle aufweist.
Der Wellendichtring 1 umfasst zwei die Stirnseiten 5a,b bildende Stirnwände 13a,b sowie eine Innenumfangswand 14 und eine Außenumfangswand 15. Die Innenumfangswand 14 ist im unteren Bereich des Wellendichtrings 1 mit einer Vielzahl von radialen Durchgangsbohrungen 16 versehen. Unterhalb der Durchgangsbohrungen 16 ist ein sich in Umfangsrichtung R_U erstreckender Leckageölsammelraum 17 angeordnet, der von der Innenumfangswand 14, der Außenumfangswand 15 und den beiden Stirnwänden 13a,b begrenzt wird und sowohl mit der Leckageölauffangrinne 6 als auch mit den Leckageölauslassöffnungen 11 fluidisch verbunden ist. Genauer gesagt ist die Leckageölauffangrinne 6 vorliegend mit dem Leckageölsammelraum 17 über eine sich in Umfangsrichtung R_U erstreckende längliche Durchgangsöffnung 18 in der ersten Stirnwand 13a fluidisch verbunden. Außerdem ist die zweite Stirnwand 13b mit fünf axialen Durchgangsbohrungen 19 versehen, die an ihren axial äußeren Enden die Leckageölauslassöffnungen 11 definieren.
Darüber hinaus umfasst der Wellendichtring 1 vier Dichtbänder 10b-e, die radial einwärts von der Innenumfangswand 14 vorstehen und sich parallel zueinander und gleichmäßig voneinander beabstandet in Umfangsrichtung R_U erstrecken. Die in Radialrichtung weisenden freien Enden der Dichtbänder 10b-e definieren die vier Dichtflächen 4a-d. Zwischen jeweils zwei benachbarten Dichtbändern 10b-e ist eine sich in Umfangsrichtung R_U erstreckende Ringnut 20 gebildet, an deren Boden 21 sich zumindest eine der Durchgangsbohrungen 16 befindet. Hierbei erstrecken sich die Durchgangsbohrungen 16 ausgehend von den Oberseiten der Böden 21 der Ringnuten 20 radial auswärts und münden in den Leckageölsammelraum 17.
Unmittelbar unterhalb der Leckageölauffangrinne 6 erstreckt sich ein Kühlkanal 22 mit einer Kanaleinlassöffnung 23 und einer Kanalauslassöffnung 24. Zur Bildung des Kühlkanals 22 ist ein Kühlkanalbauteil 25 mittels einer Schraubverbindung 26 an der ersten Stirnseite 5a des Wellendichtrings 1 befestigt. Vorliegend wird der Kühlkanal 22 durch die erste Stirnwand 13a und das Kühlkanalbauteil 25 begrenzt. An der zweiten Stirnseite 5b des Wellendichtrings 1 sind im unteren Bereich eine Kühlöleinlassöffnung 27 und eine Kühlölauslassöffnung 28 vorgesehen, wobei die Kanaleinlassöffnung 23 mit der Kühlöleinlassöffnung 27 fluidisch verbunden ist und die Kanalauslassöffnung 24 mit der Kühlölauslassöffnung 28 fluidisch verbunden ist. Konkret befindet sich in der zweiten Stirnwand 13b eine weitere axiale Durchgangsbohrung 19, die an ihrem axial äußeren Ende die Kühlöleinlassöffnung 27 definiert, und noch eine weitere axiale Durchgangsbohrung 19, die an ihrem axial äußeren Ende die Kühlölauslassöffnung 28 definiert. Zwei weitere axiale Durchgangsbohrungen 19 befinden sich in der ersten Stirnwand 13a, nämlich eine erste axiale Durchgangsbohrung 19, die an ihrem axial äußeren Ende die Kanaleinlassöffnung 23 definiert, und eine zweite axiale Durchgangsbohrung 19, die an ihrem axial äußeren Ende die Kanalauslassöffnung 24 definiert. Vorliegend ist die axiale Durchgangsbohrung 19 der Kanaleinlassöffnung 23 mit der axialen Durchgangsbohrung 19 der Kühlöleinlassöffnung 27 über eine Kühlöleinlassrohrverbindung 29 fluidisch verbunden. Die axiale Durchgangsbohrung 19 der Kanalauslassöffnung 24 ist mit der axialen Durchgangsbohrung 19 der Kühlölauslassöffnung 28 über eine Kühlölauslassrohrverbindung 30 fluidisch verbunden.
In einer alternativen Ausgestaltung kann eine Durchgangsbohrung zwischen den beiden Stirnseiten 5a,b des Wellendichtrings 1 vorgesehen sein, die an ihrem einen axialen Ende die Kühlöleinlassöffnung 27 und an ihrem gegenüberliegenden axialen Ende die Kanaleinlassöffnung 23 definiert, und/oder kann eine Durchgangsbohrung zwischen den beiden Stirnseiten 5a,b des Wellendichtrings 1 vorgesehen sein, die an ihrem einen axialen Ende die Kühlölauslassöffnung 28 und an ihren gegenüberliegenden axialen Ende die Kanalauslassöffnung 24 definiert.
Vorliegend sind die Kühlöleinlassöffnung 27, die Kühlölauslassöffnung 28 und die fünf Leckageölauslassöffnungen 11 in Umfangsrichtung R_U hintereinander angeordnet, wobei sich die Leckageölauslassöffnungen 11 zwischen der Kühlöleinlassöffnung 27 und der Kühlölauslassöffnung 28 befinden. Darüber hinaus ist an der zweiten Stirnseite 5b des Wellendichtrings 1 oberhalb der Kühlöleinlassöffnung 27 eine sich in Umfangsrichtung R_U erstreckende, axial auswärts von der zweiten Stirnseite 5b vorstehende Führungsschiene 31 zum Einleiten von Kühlöl in die Kühlöleinlassöffnung 27 vorgesehen.
Die Leckageölauslassöffnungen 11, die Kühlöleinlassöffnung 27 und die Kühlölauslassöffnung 28 sind jeweils durch eine Kappe 32 mit einer ersten Kappenöffnung 33 und einer zweiten Kappenöffnung 34 verdeckt. Die ersten Kappenöffnungen 33 weisen jeweils in Richtung der jeweiligen Leckageölauslassöffnung 11 oder Kühlöleinlassöffnung 27 oder Kühlölauslassöffnung 28. Die zweiten Kappenöffnungen 34 weisen jeweils in eine in Bezug auf die Ausrichtung der zugehörigen ersten Kappenöffnung 33 um 90° versetzten Richtung. Genauer gesagt weist die zweite Kappenöffnung 34 der der Kühlöleinlassöffnung 27 zugeordneten Kappe 32 in Richtung der Führungsschiene 31 und weisen die zweiten Kappenöffnungen 34 der den Leckageölauslassöffnungen 11 und der Kühlölauslassöffnung 28 zugeordneten Kappen 32 in die entgegengesetzte Richtung. Vorliegend sind die ersten und zweiten Kappenöffnungen 33, 34 einer Kappe 32 miteinander verbunden. Die Kappen 32 sind jeweils auf der ihrer zweiten Kappenöffnung 34 gegenüberliegenden Rückseite 35 abgerundet.
5 zeigt eine schematische Schnittansicht des in einer Maschine, vorliegend einer Gasturbine 36, verbauten zuvor beschriebenen Wellendichtrings 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Gasturbine 36 umfasst eine Welle 37 und einen Stator 38, an dem die Welle 37 über ein ölgeschmiertes Lager 39 drehbar gelagert ist. Der Wellendichtring 1 ist zwischen der Welle 37 und dem Stator 38 angeordnet und am Stator 38 ortsfest montiert, und dichtet die Welle 37 gegen den Stator 38 ab. Auf diese Weise wird ein an die zweite Stirnseite 5b des Wellendichtrings 1 angrenzender Lagerbereich 40, in dem sich das Lager 39 befindet, gegen eine an die erste Stirnseite 5a des Wellendichtrings 1 angrenzende Hochtemperaturumgebung 41 abgedichtet, die insbesondere aufgrund von Strahlungswärme wärmer als der Lagerbereich 40 ist.
Im Folgenden wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben der zuvor beschriebenen Gasturbine 36 beschrieben. Während des Betriebs der Gasturbine 36 dringt Schmieröl aus dem Lager 39 an der zweiten Stirnseite 5b des Wellendichtrings 1 als Leckageöl in einen Bereich zwischen dem Wellendichtring 1 und der Welle 37 ein.
Ein erster Teilstrom LT₁ des Leckageöls tritt ausgehend von der zweiten Stirnseite 5b vollständig bis zur ersten Stirnseite 5a hindurch, tropft und/oder fließt auf die Leckageölauffangrinne 6, wird also an der ersten Stirnseite 5a aufgefangen, und wird dann insbesondere unter Nutzung der Schwerkraft zu der zweiten Stirnseite 5b rückgeführt. Genauer gesagt fließt das Leckageöl LT₁ zum tiefsten Punkt der Leckageölauffangrinne 6 und von dort aus durch die Durchgangsöffnung 18 in den Leckageölsammelraum 17. Das Leckageöl LT₁ fließt dann vom Leckageölsammelraum 17 durch die fünf axialen Durchgangsbohrungen 19 in der zweiten Stirnwand 13b, die den fünf Leckageölauslassöffnungen 11 zugeordnet sind, und gelangt dann durch die ersten Kappenöffnungen 33 in die den Leckageölauslassöffnungen 11 zugeordneten Kappen 32. Nach Durchströmen der Kappen 32 verlässt das Leckageöl LT₁ die Kappen 32 um 90° abgelenkt durch die zweiten Kappenöffnungen 34 in den Lagerbereich 40.
Um zu verhindern, dass an der ersten Stirnseite 5a auf das aufgefangene Leckageöl LT₁ einwirkende Wärme, insbesondere Strahlungswärme, zu einer Verkokung des Leckageöls LT₁ führt, wird das Leckageöl LT₁ an der ersten Stirnseite 5a mittels eines Kühlölstroms K gekühlt. Genauer gesagt wird veranlasst durch die Drehung der Welle 37 ein Schmierölstrom S in Rotordrehrichtung R_D und in einer Umfangsrichtung R_U des Wellendichtrings 1 bewirkt. Ein Teil des Schmierölstroms S wird mittels der Führungsschiene 31 und unter Nutzung der Schwerkraft als Kühlölstrom K durch die zweite Kappenöffnung 34 der der Kühlöleinlassöffnung 27 zugeordneten Kappe 32 in selbige eingeleitet und verlässt die Kappe 32 nach deren Durchströmung um 90° abgelenkt durch die erste Kappenöffnung 33 in Richtung der Kühlöleinlassöffnung 27. Der Kühlölstrom K strömt dann über die Kühlöleinlassöffnung 27 in die der Kühlöleinlassöffnung 27 zugeordnete axiale Durchgangsbohrung 19 und gelangt dann über die Kühlöleinlassrohrverbindung 29 und die der Kanaleinlassöffnung 23 zugeordnete axiale Durchgangsbohrung 19 in den Kühlkanal 22. Nach Durchströmen des Kühlkanals 22 in Drehrichtung R_D der Welle 37 und in Umfangsrichtung R_U tritt der Kühlölstrom K über die Kanalauslassöffnung 24 in die der Kanalauslassöffnung 24 zugeordnete axiale Durchgangsbohrung 19 ein und fließt von dort aus weiter durch die Kühlölauslassrohrverbindung 30 und die der Kühlölauslassöffnung 28 zugeordnete axiale Durchgangsbohrung 19 in Richtung der Kühlölauslassöffnung 28. Der aus der Kühlölauslassöffnung 28 strömende Kühlstrom K gelangt dann durch die erste Kappenöffnung 33 der der Kühlölauslassöffnung 28 zugeordneten Kappe 32 in diese hinein und verlässt die Kappe 32 nach deren Durchströmung um 90° abgelenkt durch die zweite Kappenöffnung 34 in den Lagerbereich 40.
Die den Leckageölauslassöffnungen 11 und der Kühlölauslassöffnung 28 zugeordneten Kappen 32 werden von dem verbleibenden Teil des Schmierölstroms S, also dem Teil des Schmierölstroms S, der nicht als Kühlölstrom K abgezweigt wird, derart von ihrer Rückseite 35 ausgehend umströmt, dass sich im Inneren der Kappen 32 ein Unterdruck aufbaut. Dieser Unterdruck führt dazu, dass das Leckageöl LT₁ durch die Leckageölauslassöffnungen 11 und das Kühlöl K durch die Kühlölauslassöffnung 28 hindurch angesaugt wird.
Ein zweiter Teilstrom LT₂ des in den Bereich zwischen dem Wellendichtring 1 und der Welle 37 eindringenden Leckageöls tritt nicht bis zur ersten Stirnseite 5a hindurch, sondern sammelt sich in den zwischen den Dichtbändern 10b-e gebildeten Ringnuten 20 und wird von dort über die radialen Durchgangsbohrungen 16 in der Innenumfangswand 14 abgeführt und zu der zweiten Stirnseite 5b des Wellendichtrings 1 rückgeführt. Genauer gesagt fließt das Leckageöl LT₂ über die radialen Durchgangsbohrungen 16 zunächst in den Leckageölsammelraum 17 und wird von dort aus über den gleichen Weg wie bereits der erste Teilstrom LT₁ in den Lagerbereich 40 zurückgeführt.
6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines in einer Maschine, vorliegend einer Gasturbine 36, verbauten Wellendichtrings 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Wellendichtring 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Wellendichtring 1 gemäß der ersten Ausführungsform lediglich dadurch, dass bei dem Wellendichtring 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der Leckageölsammelraum 17 mittels einer Trennwand 42 in einen ersten Teilraum 17a und einen zweiten Teilraum 17b unterteilt ist. Vorliegend sind die beiden Teilräume 17a, 17b gleich groß. Genauer gesagt befindet sich die Trennwand 42 in Radialrichtung mittig zwischen der Innenumfangswand 14 und der Außenumfangswand 15 und erstreckt sich in Umfangsrichtung R_U. Somit befindet sich der zweite Teilraum 17b in Radialrichtung weiter innen als der erste Teilraum 17a. Die Leckageölauffangrinne 6 ist über die Durchgangsöffnung 18 mit dem ersten Teilraum 17a, nicht jedoch mit dem zweiten Teilraum 17b fluidisch verbunden. Die Durchgangsbohrungen 16, mit denen die Innenumfangswand 14 versehen ist, münden radial auswärts in den zweiten Teilraum 17b.
Wie bereits in der ersten Ausführungsform sind auch in der zweiten Ausführungsform insgesamt fünf Leckageölauslassöffnungen 11 vorgesehen. Von diesen sind zwei dem ersten Teilraum 17a und die verbleibenden drei dem zweiten Teilraum 17b zugeordnet. Die Teilräume 17a, 17b sind mit den zugeordneten Leckageölauslassöffnungen 11 fluidisch verbunden. In 6 sind die beiden Leckageölauslassöffnungen 11 des ersten Teilraums 17a, jedoch lediglich eine der drei Leckageölauslassöffnungen des zweiten Teilraums 17b, die sich in Radialrichtung weiter innen als die dem ersten Teilraum 17a zugeordneten Leckageölauslassöffnungen 11 befinden, zu sehen. Die den fünf Leckageölauslassöffnungen 11 zugeordneten Kappen 32 sind vorliegend alle identisch, weisen also einheitliche Abmessungen auf.
Während des Betriebs der den Wellendichtring 1 gemäß der zweiten Ausführungsform umfassenden Gasturbine 36 fließt das an der ersten Stirnseite 5a aufgefangene Leckageöl LT₁ zum tiefsten Punkt der Leckageölauffangrinne 6 und von dort aus durch die Durchgangsöffnung 18 in den ersten Teilraum 17a des Leckageölsammelraums 17. Das Leckageöl LT₁ fließt dann vom ersten Teilraum 17a durch die zwei axialen Durchgangsbohrungen 19 in der zweiten Stirnwand 13b, die den zwei Leckageölauslassöffnungen 11 zugeordnet sind, die dem ersten Teilraum 17a zugeordnet sind, und gelangt dann nach Durchströmen der entsprechenden Kappen 32 in den Lagerbereich 40. Das Leckageöl LT₂ fließt über die radialen Durchgangsbohrungen 16 zunächst in den zweiten Teilraum 17b des Leckageölsammelraums 17 und von diesem durch die drei axialen Durchgangsbohrungen 19 in der zweiten Stirnwand 13b, die den drei Leckageölauslassöffnungen 11 zugeordnet sind, die dem zweiten Teilraum 17b zugeordnet sind, und wird schließlich nach Durchströmen der entsprechenden Kappen 32 in den Lagerbereich 40 zurückgeführt.
Da die den fünf Leckageölauslassöffnungen 11 zugeordneten Kappen 32 identisch sind, ist bei gleichen Umströmungsbedingungen der Kappen 32 durch den Teil des Schmierölstroms S, der nicht als Kühlölstrom K abgezweigt wird, auch die Höhe des sich bei deren Umströmung in ihrem Inneren einstellenden Unterdrucks identisch. Da dem zweiten Teilraum 17b gleichzeitig mehr Kühlölauslassöffnungen 11 als dem ersten Teilraum 17a zugeordnet sind, wirkt auf den Leckageölteilstrom LT₂ ein größerer Unterdruck beziehungsweise Sog als auf den Leckageölteilstrom LT₁.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Wellendichtring (1) umfassend einen Außenumfang (2), einen Innenumfang (3), an dem zumindest eine Dichtfläche (4a-d) ausgebildet ist, und zwei axial einander gegenüberliegende Stirnseiten (5a,b), dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten Stirnseite (5a) im unteren Bereich eine sich in Umfangsrichtung (R_U) erstreckende, nach oben offene, axial auswärts von der ersten Stirnseite (5a) vorstehende Leckageölauffangrinne (6) vorgesehen ist, die zum Ablassen von in der Leckageölauffangrinne (6) aufgefangenem Leckageöl mit zumindest einer an der zweiten Stirnseite (5b) im unteren Bereich angeordneten Leckageölauslassöffnung (11) fluidisch verbunden ist.
Wellendichtring (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (12) der Leckageölauffangrinne (6) mit einem in Richtung der Leckageölauslassöffnung (11) geneigten Gefälle versehen ist.
Wellendichtring (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich unmittelbar unterhalb der Leckageölauffangrinne (6) ein Kühlkanal (22) erstreckt, der von einem Kühlfluid, insbesondere Kühlöl oder Kühlluft, durchströmbar ist, um in der Leckageölauffangrinne (6) befindliches Leckageöl zu kühlen.
Wellendichtring (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (22) mit einer Kühlöleinlassöffnung (27) und mit einer Kühlölauslassöffnung (28) fluidisch verbunden ist, wobei die Kühlöleinlassöffnung (27) und die Kühlölauslassöffnung (28) an der zweiten Stirnseite (5b) vorgesehen sind, und die Kühlölauslassöffnung (28) insbesondere der zumindest einen Leckageölauslassöffnung (11) entspricht.
Wellendichtring (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Stirnseite (5b) oberhalb der Kühlöleinlassöffnung (27) eine sich in Umfangsrichtung (R_U) erstreckende, axial auswärts von der zweiten Stirnseite (5b) vorstehende Führungsschiene (31) vorgesehen ist, die ausgebildet ist, um Kühlöl in die Kühlöleinlassöffnung (27) einzuleiten.
Wellendichtring (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenumfangswand (14) im unteren Bereich des Wellendichtrings (1) mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen (16) versehen ist, und dass unterhalb der Durchgangsbohrungen (16) ein sich in Umfangsrichtung (R_U) erstreckender Leckageölsammelraum (17) vorgesehen ist, der von der Innenumfangswand (14), einer Außenumfangswand (15) und zwei die Stirnseiten (5a,b) bildenden Stirnwänden (13a,b) des Wellendichtrings (1) begrenzt wird und mit der zumindest einen Leckageölauslassöffnung (11) fluidisch verbunden ist.
Wellendichtring (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckageölauffangrinne (6) mit dem Leckageölsammelraum (17) fluidisch verbunden ist, insbesondere über eine in der die erste Stirnseite (5a) bildende Stirnwand (13a) vorgesehene Durchgangsöffnung (18) .
Wellendichtring (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Leckageölsammelraum (17) in einen ersten Teilraum (17a) und einen zweiten Teilraum (17b) unterteilt ist, wobei die Leckageölauffangrinne (6) mit dem ersten Teilraum (17a) über die Durchgangsöffnung (18) fluidisch verbunden ist und die Durchgangsbohrungen (16), mit denen die Innenumfangswand (14) versehen ist, radial auswärts in den zweiten Teilraum (17b) münden, und den beiden Teilräumen (17a, 17b) unterschiedliche von mehreren vorgesehenen Leckageölauslassöffnungen (11) zugeordnet sind und die Teilräume (17a, 17b) mit den zugeordneten Leckageölauslassöffnungen (11) fluidisch verbunden sind.
Wellendichtring (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden Teilräumen (17a, 17b) eine unterschiedliche Anzahl von Leckageölauslassöffnungen (11) zugeordnet ist.
Wellendichtring (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtbänder (10b-e) radial einwärts von der Innenumfangswand (14) vorstehen und sich zumindest im Wesentlichen parallel zueinander in Umfangsrichtung (R_U) erstrecken, wobei die zumindest eine Dichtfläche (4a-e) durch die in Radialrichtung weisenden freien Enden der Dichtbänder (10b-e) definiert wird, und zwischen jeweils zwei benachbarten Dichtbändern (10b-e) eine sich in Umfangsrichtung (R_U) erstreckende Ringnut (20) gebildet ist, an deren Boden (21) sich jeweils zumindest eine der Durchgangsbohrungen (16) befindet.
Wellendichtring (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Leckageölauslassöffnung (11) und/oder die Kühlölauslassöffnung (28) und/oder die Kühlöleinlassöffnung (27) jeweils durch eine Kappe (32) mit einer in Richtung der jeweiligen Leckageölauslassöffnung (11) oder Kühlöleinlassöffnung (27) oder Kühlölauslassöffnung (28) weisenden ersten Kappenöffnung (33) und einer in einer in Bezug auf die Ausrichtung der ersten Kappenöffnung (33) um 90° versetzten Richtung weisenden zweiten Kappenöffnung (34) derart verdeckt ist/sind, dass aus der Leckageöl- (11) oder Kühlölauslassöffnung (28) strömendes Öl durch die erste Kappenöffnung (33) in die Kappe (32) gelangen und diese um 90° abgelenkt durch die zweite Kappenöffnung (34) verlassen kann, oder in die Kühlöleinlassöffnung (27) einzuleitendes Öl durch die zweite Kappenöffnung (34) in die Kappe (32) gelangen und diese um 90° abgelenkt durch die erste Kappenöffnung (33) in Richtung der Kühlöleinlassöffnung (27) verlassen kann.
Wellendichtring (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kappenöffnungen (34) der der zumindest einen Leckageölauslassöffnung (11) und/oder der Kühlölauslassöffnung (28) zugeordneten Kappen (32) in dieselbe Richtung weisen und die zweite Kappenöffnung (34) der der Kühlöleinlassöffnung (27) zugeordneten Kappe (32) in die entgegengesetzte Richtung weist, und/oder dass die Kappen (32) jeweils auf der ihrer zweiten Kappenöffnung (34) gegenüberliegenden Rückseite (35) abgerundet sind.
Maschine (36), insbesondere Strömungsmaschine, wie etwa Gas- oder Dampfturbine, umfassend eine Welle (37) und einen Stator (38), an dem die Welle (37) über ein ölgeschmiertes Lager (39) drehbar gelagert ist, wobei zur Abdichtung von Welle (37) und Stator (38) zumindest ein Wellendichtring (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche vorgesehen ist.
Verfahren zum Betreiben einer Maschine (36), insbesondere Strömungsmaschine, wie etwa Gas- oder Dampfturbine, umfassend eine Welle (37) und einen Stator (38), an dem die Welle (37) über ein ölgeschmiertes Lager (39) drehbar gelagert ist, wobei zur Abdichtung von Welle (37) und Stator (38) zumindest ein Wellendichtring (1) vorgesehen ist, der einen Außenumfang (2), einen Innenumfang (3), an dem zumindest eine Dichtfläche (4a-d) ausgebildet ist, und zwei axial einander gegenüberliegende Stirnseiten (5a,b) aufweist, insbesondere nach Anspruch 13, bei dem zwischen den beiden Stirnseiten (5a,b) des Wellendichtrings (1) durchtretendes Leckageöl an der ersten Stirnseite (5a) aufgefangen und zu der zweiten Stirnseite (5b) rückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Leckageöl teilweise über die zumindest eine Dichtfläche (4a-d) des Wellendichtrings (1) abgeführt und zu der zweiten Stirnseite (5b) des Wellendichtrings (1) rückgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das an der ersten Stirnseite (5a) des Wellendichtrings (1) aufgefangene Leckageöl an der ersten Stirnseite (5a) insbesondere mittels eines Kühlfluidstroms, wie etwa eines Kühlöl- oder Kühlluftstroms, gekühlt wird.