DE3335570A1

DE3335570A1 - Wabendichtungsstruktur, verfahren zu ihrer herstellung und metallstreifen fuer ihre herstellung

Info

Publication number: DE3335570A1
Application number: DE19833335570
Authority: DE
Inventors: James R. South Laguna Calif. Campbell
Original assignee: CAMBERN Ltd
Current assignee: CAMBERN Ltd
Priority date: 1983-01-13
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1984-07-19
Also published as: AU555025B2; CA1236499A; IT1172983B; FR2539479A1; FR2539479B1; GB2134190A; NL8303969A; GB2134190B; AU1593283A; US4618152A; IT8419074A0; JPS59129138A; SE457110B; SE8400093D0; BE898646A; GB8326056D0; SE8400093L

Description

Wabendichtungsstruktur, Verfahren zu ihrer Herstellung und Metallstreifen für ihre Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wabenstreifen einer Wabenstruktur, eine Dichtung, die mit dem Wabenstrukturstreifen hergestellt ist und ein Verfahren zur Herstellung der Dichtung. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine flach ausgebildete Platte, die mit dem Wabenstreifen hergestellt ist. Die Dichtungen sind hauptsächlich für die Verwendung in Strahltriebwerken und Dampfturbinen vorgesehen, können jedoch auch auf anderen Gebieten angewendet werden.

!5 Es ist den Fachleuten gut bekannt, daß Strahltriebwerke, die in verschiedenen Typen von Flugzeugen verwendet werden, und verschiedene Typen von Gas- und Dampfturbinen Dichtungen enthalten, welche insgesamt zylindrisch sind und Flächen aufweisen, an denen die Enden der Verdichter- oder Turbinenschaufeln angreifen, um das überströmen des Druckgases oder der Druckgase zwischen den Enden der Schaufeln und der jeweiligen Dichtungsfläche zu beschränken.

In der Vergangenheit wurden viele Versuche durchgeführt, das Problem von Turbinendichtungen zu lösen. Die generell annehmbaren Maßnahmen waren jedoch im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit, den Beschaffungsaufwand und die kritische Frage des Treibstoffverbrauchs von Flugzeug-Strahl-

triebwerken nicht voll zufriedenstellend.

In dem Verdichtungs- und Turbinenabschnitt von Strahltriebwerken und anderen Maschinen dreht sich ein Rotor aus einer Zentralwelle mit einer oder mehr Reihen radial verlaufenden Schaufeln in einem stationären Gehäuse oder Mantel. Während der Rotor hohen Betriebstemperaturen ausgesetzt ist, muß ein beträchtlicher Anfangsspalt zwischen

den Spitzen der Schaufeln und dem Gehäuse oder Mantel vorgesehen werde"«*; ¹^u m unterschied! iche Wärmedehnungen des Rotors und des Gehäuses oder Mantels auszugleichen, was dazu führen kann, daß die Luft oder anderes Gas in beträchtlichen Mengen hinter die Spitzen der Rotorschaufeln gepumpt wird, so daß die Leistung des Strahltriebwerkes beträchtlich verringert wird.

Nach dem Beginn der Energiekriese wurden neuerliche Anstrengungen unternommen, um den Treibstoffverbrauch von Flugzeug-Strahltriebwerken zu verringern. Daher führt jede Erhöhung der Leistung der Strahltriebwerke zu einer entsprechenden Verringerung des verbrauchten Treibstoffes.

Dichtungen, die aus Wabenstrukturmaterialien hergestellt werden, sind in den US-PS'en 2 963 307 und 3 056 853 beschrieben.

In der US-PS 3 068 565 sind gewellte Streifen mit ineinandersitzenden vorspringenden und einspringenden Knotenabschnitten zur Herstellung einer Wabenstrukturschicht beschrieben.

Wabendichtungen, die nach dem gegenwärtigen Stand der Technik konstruiert sind, haben jedoch zahlreiche Nachteile. Die Zellengröße muß für· Anwendungsbereiche in Strahltriebwerken extrem klein sein und derartige Wabenstrukturmaterialien sind aufwendig. Ein anderer größerer Nachteil konventioneller Wabenstrukturmaterialien liegt darin, daß harte Stellen an den flachen Knotenpunktsverbindungen vorhanden sind, wo die doppelte Folienschicht mehr oder weniger Lötmetall in sich einschließt, das für höhere Reparaturen sehr hart und abrasiv ist. Daher wirken diese Knotenverbindungen wie Tausende von kleinsten Metallsägezähnen, die Ende zu Ende auf die Drehrichtung des Rotors ausgerichtet sind und von welchen winzige Riefen in die Schaufel spitzen geschnitten werden, wenn das Flugzeug in eine Turbulenz gerät, hart landet

oder rauhe Manöver durchführt und der gesamte Rotor gegenüber dem Maschinetigehause elastisch ausgelenkt wird und mit den Schaufelspitzen auf die Dichtungsflächen auftrifft. Diese winzigen Riefen können zu einer ernsthaften Beschädigung der Schaufel spitzen führen, da sie als Ausgangspunkt für Risse wirken.

Eine andere Eigenart von konventionellen Wabendichtungen besteht darin, daß sie als flache Tafeln hergestellt werden müssen, die anschließend zurechtgeschnitten werden und zu einer ringförmigen Dichtung verbunden werden, der von einem entsprechend festen, einen Bestandteil des Mantels oder Gehäuses des Strahltriebwerkes bildenden Ring abgestützt wird.

Die Ausbildung von aufeinanderfolgenden, verbundenen Stücken aus einer Wabentafel zur Herstellung einer Dichtung mit dem erforderlichen Durchmesser ist eine extreme ermüdende und zeitaufwendige Aufgabe. Außerdem entsteht bei dem Biegen der Wabenstrukturtafeln in eine gekrümmte Form entsprechend des erforderlichen Dichtungsdurchmessers ein antiklastischer Effekt dadurch, daß eine sattelartige Krümmung oder Gegenkrümmung sich entlang der anderen senkrechten Hauptachse des Materials ausbilden will, wenn der Versuch unternommen wird, eine einfache Krümmung entlang der Hauptachse des Materials auszubilden. Die antiklastische Erscheinung ist in den US-PS'en 2 668 327, 3 227 600 und 3 616 141 angesprochen, von denen die beiden zuletzt genannten sich auf den Versuch beziehen, eine formbare Wabenstruktur als flache Tafel herzustellen, die deformiert werden kann, wohingegen die antiklastische Erscheinung vermieden ist.

Die sieh ergebenden Strukturen sind jedoch nicht wirklich für Anwendungsformen als Dichtung geeignet, die hier hauptsächlich betrachtet werden.

Vorrichtungen, die ähnlich zu derjenigen sind, die in der

US-PS 2 963 307 beschrieben ist, sind in den US-PS'en 3 046 648 und⁵ 3 "H)(T 928 beschrieben.

Beide dieser Patentschriften beziehen sich jedoch auf die kritisierte Herstellung einer flachen Tafel, die zunächst hergestellt wird und dann auf einem Haltering angebracht wird. Wegen der antiklastischen Erscheinung unterliegt die nach den beiden zuletzt genannten Patentschriftenhergestellte Dichtung der gleichen Kritik wie die zuvor diskutierten bekannten Dichtungen.

Die gegenwärtige Praxis zur Herstellung von Turbinendichtungen durch Zusammensetzen von nachträglich gekrümmten Stücken aus einer flachen Wabenstrukturtafel erfor-

15· dert das aufwendige Bearbeiten des sich ergebenden zylindrischen Dichtungsteils nach dem Zusammensetzen, dem Punktschweißen der Dichtung auf den Ring und dem sich anschließenden Verlöten, um die Antiklastizität und andere Unregelmäßigkeiten zu beseitigen, die in der zusa.mmengebauten Dichtung vorhanden sein können. Diese Bearbeitung ist ein aufwendiger und langwieriger Vorgang, welcher zusammen mit dem vorangehenden Zusammensetzen der flachen Tafelteile der Dichtung zu deren hohen Herstellaufwand führt.

Andere alternative Konstruktionen aus dem Stand der Technik umfassen das einheitliche gitterartige Material nach der US-PS 3 042 365.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, größere Zellen enthaltendes Wabenstrukturmaterial mit einem abriebsweichen, wärmefesten Material zu füllen, wie in den US-PS'en 3 053 694, 3 068 016 und 3 126 149 beschrieben. Wenngleich durch derartige Konstruktionen die axiale Gasströmung hinter die Rotorschaufeln verringert ist, sind die anderen Nachteile von Wabendichtungen nicht beseitigt und Schwierigkeiten können darin erwartet werden,

das Füllmaterial in der Wabenmaterix zu halten.

Ein anderer bekannter Versuch bestand in der Herstellung einer Dichtung aus verfilzten Metallfasern, die zu einer Matte gesintert wurden. Ähnlich wie die oben betrachteten Wabendichtungskonstruktionen enthalten Faserdichtungen Fasern mit kleinem Durchmesser, die sehr oxidationsanfällig sind und für Anwendungen geeignet sind, bei denen die Temperatur etwa 650⁰C nicht übersteigt, selbst wenn am meisten oxidationsfeste Materialien verwendet werden. Beim Verschweißen oder Verlöten des Sintermaterials mit dem Stützteil füllt außerdem das Lötmaterial oder Schweißmetall typisch die Zwischenräume zwischen den Fasern aufgrund der Kapillarität aus. Hierdurch werden die Nachgiebigkeit und die abriebsweichen Eigenschaften, die in diesem speziellen Anwendungsgebiet die gewünschten Haupteigenschaften sind, beträchtlich verschlechtert.

Typische ralativ junge Versuche, die Turbinendichtungen innewohnenden Probleme zu beherrschen, sind in der US-PS 3 916 054 beschrieben, in welcher eine Dichtung aus einer Mehrzahl von nachgiebigen gewellten Teilen angegeben ist, die lediglich an ihren Innenkanten an einem Tragring festgelegt sind.

Eine spätere Form einer abnutzbaren Dichtung ist in der US-PS 4 063 742 gezeigt, wohingegen eine Breitkanal dichtung in der US-PS 4 162 077 angegeben ist.

Letzlich ist es das Ziel der Erfindung, einen Dichtungsring für Strahltriebwerke und Turbinen und ähnliche Vorrichtungen zu schaffen, der zahlreiche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik aufweist und mit dem viele Nachteile bekannter Strukturen beseitigt sind, die für das gleiche Anwendungsgebiet bestimmt sind.

Einer der der Erfindung innewohnenden Vorteile ist die Schaffung eines^D^chtungsringes der vorstehend angegebenen Art, mit welchem die antiklastischen Probleme vollständig beseitigt sind, die bei der bekannten Verwendung von Wabenstrukturplatten für die Herstellung von Triebwerksdichtungen vorhanden sind.

Ferner wird durch die Erfindung eine in der genannten Art ausgebildete Dichtung geschaffen, durch welche in den meisten Fällen das Erfordernis beseitigt ist, die Dichtungsfläche der Dichtung zu bearbeiten, nachdem diese auf ihren Befestigungsring montiert ist.

Zur Herstellung der Dichtungskonstruktion gemäß der Er- !5 findung ist eine Kernstreifenkonstruktion zur Herstellung einer vielzelligen Dichtung vorgesehen, wobei die Streifenkonstruktion gekennzeichnet ist durch die Schaffung von Gelenkmitteln, welche es erlauben, daß der Streifen in zwei Ebenen verformbar ist, so daß er leicht das erforderliche Krümmungsmaß annehmen kann, welches durch den Innendurchmesser der herzustellenden Dichtung bestimmt ist.

In einer Ausführungsform der Gelenkigkeit ist ein Kernstreifen mit gewelltem Verlauf vorgesehen, welcher entgegengesetzt ausgerichtete Knotenflächen aufweist, von denen die Scheitel abschnitte bzw. die Fußabschnitte des Streifens ausgebildet werden. Die Gelenkmittel sind auf diesen Knotenflächen vorgesehen und werden von lang-

gestreckten Sicken gebildet, welche von den Knotenflächen nach oben ausgewölbt sind und welche eine radiale Verformung in zwei Sinnen aufnehmen können, nämlich die Hauptverformung, die beim Aufwickeln des Streifens um die Rotorachse zur Ausbildung der Gestalt :der Dichtung auf-.

^:

tritt, was noch eingehender erläutert wird, und die Nebenverformung, welche auftritt, während einander benachbarte Knotenflächen des Streifens derajrt verdreht wer-

den_a daß sie gegeneinandergesetzt sind.

Mit anderen Worten können die Gelenkmittel die radiale Hauptverformung in der Richtung aufnehmen, in welcher der Streifen gewickelt wird, um den gewünschten Gesamtradius des Dichtungsringes zu erhalten, und können auch über die Knotenflachen hin in einer Richtung verformt werden, die normal zu dem ersten Verdrehradius verläuft.

Ein anderer Vorteil der hier angesprochenen Gelenkkonstruktion ist die Benutzung der zueinander passenden Sicken als Einstellmittel für die gegeneinanderzusetzenden Bögen des gewellten Bandes oder Streifens, während die einander benachbarten Windungen des Streifens fort-

!5 schreitend aufeinandergesetzt werden, um die entsprechenden vorspringenden und einspringenden Knotenflächen des Streifens in ihre gegenseitige Betriebsstellung zu bringen.

Um die maximale Flexibilität bei der Benutzung des erfindungsgemäßen Streifens zur Herstellung der zylindrischen Triebswerksdichtung zu erreichen, kann die Gelenksicke der einspringenden Knotenfläche des Streifens eine größere Weite als die der vorspringenden Knotenfläche auf-

²^ weisen, damit während des Zusammenbauens der aufeinanderfolgenden Windungen des Streifens in ihre Betriebslage ein gewünschtes Maß gegenseitiger Versetzung zugelassen ist,

Wenngleich hier vorläufig die oben angegebenen Gelenkmittel in den entsprechenden Knotenflächen des Streifens beschrieben wurden, soll dies nicht als Einschränkung auf die Sickenausführungsform gelten, denn alternative Ausführungsformen, wie warzenartige Vertiefungen und zahl-

reiche andere ineinandergreifende und miteinander zusammenwirkende Aussparungen und Vorsprünge können ebenfalls angewendet werden.

Weiter wird gemäß der Erfindung eine Turbinendichtung geschaffen, die^n einer kontinuierlichen Länge des zuvor beschriebenen Kernstreifens hergestellt ist, indem der Kernstreifen seitlich entlang einer Schraubenlinie auf einen vorbestimmten Innendurchmesser aufgewickelt wird, welcher dem Außendurchmesser des Turbinenschaufelrades entspricht, für welches die Dichtung verwendet werden soll. Die Triebwerksdichtung gemäß der Erfindung ist daher nicht aus einer flachen Tafel aus Wabenstrukturmaterial geformt, sondern wird als Endprodukt aus einer kontinuierlichen Länge des Kernstreifens oder Bandes gemäß der Erfindung unter Ausbildung der vielzelligen Dichtung erzeugt.

Wenngleich hier auf die Verwendung einer kontinuierlichen Länge des Kernstreifens oder Bandes Bezug genommen wird, ist es für die Fachleute ersichtlich, daß ein solcher Kernstreifen oder ein solches Band auch aus einer Vielzahl von kürzeren Streifenlängen ausgebildet werden kann, die entweder vor der gegenseitigen Befestigung der aufeinanderfolgenden Windungen des Streifens miteinander oder mit dem nur teilweise hergestellten Ring verschweißt werden, jenachdem, wie es durch die Erfordernisse des Anwendungszweckes verlangt wird.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine einheitliche Triebwerks-Wabendichtung, die aus einer kontinuierlichen Länge des Kernstreifens hergestellt ist und bei welcher die einander abwechselnden vorspringenden

und einspringenden Knotenflächen der aufeinander folgenden Windungen des Kernstreifens miteinander verschweißt sind oder auf andere Weise aneinander festgelegt sind, wobei die Gelenkmittel der entsprechenden vorspringenden und einspringenden Knotenflächen ineinandergreifen, um

die Festlegung der entsprechenden Knotenflächen während der Herstellung der Triebwerksdichtung zu erleichtern.

ι Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herste!!uhg"der vorstehend angegebenen Triebwerksdichtung, bei we!chem ein !anggestreckter gewellter Streifen mit einander abwechselnden Scheitelbögen und Fußbögen vorbereitet wird, anschließend der Streifen seitlich zu einer schrauben!inienförmigen Gestalt aufgewickelt wird, wobei die Fußbögen und Scheitelbögen gegeneinandergesetzt werden, während der Streifen fortschreitend in die schrauben!inienförmige Form gewickelt wird.

Die Festlegung kann durch solche Mittel wie dem Verschweißen oder Verlöten der Fußbögen und Scheitel bögen oder Knotenflächen in deren gegenseitigen Betriebslage erfolgen.

Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß während des Wikkeins der aufeinanderfolgenden Streifenwindungen in die zylindrische Form mit einer Abmessung, die von dem entsprechenden Durchmesser der Turbinenschaufelanordnung bestimmt ist, mit welchem die Dichtung verwendet werden soll, die Lokalisiermittel, die von den Gelenkstellen des Streifens gebildet werden, zum Einstellen der gegenseitigen Betriebslage der entsprechenden Knotenflächen vor der gegenseitigen Befestigung der Knotenflächen in ihrer gegenseitigen Betriebslage dienen. Weiter ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung der Triebwerksdichtung unter Verwendung der Schweißtechnik gerichtet, durch welche viele nachteilige Effekte der

bekannten Punktschweißtechniken mit Handstoßelektroden beseitigt werden.

Es ist den Fachleuten bekannt, daß bei einem derartigen Punktschweißen zwei aufeinandergesetzte flache Flächen mit der Schweißelektrode in Kontakt gebracht werden, so daß das Strecken und Verdünnen des Metalls erreicht werden und dadurch die Abmessungen der Schweißstelle be-

grenzt werden.

Bei Verwendung der Schweißtechnik gemäß der Erfindung wird die Schweißelektrodenspitze auf die Gelenksicke gedrückt und die Menge des Materials der Schweistelle wird größer, weil es von den geneigten Seitenwänden der aufeinandergesetzten Sicken zugeführt wird.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Triebwerksdichtung, die eine gewundene Knotenzone aufweist, um den Abrieb durch die Schaufel spitzen zu begünstigen und die Wirkungen von harten Stellen zu reduzieren, die sich aus den konventionellen Knotenwiderlagern ergeben, die nicht gewunden verlaufen und auf die Bewegungsrichtung der Schaufel spitzen ausgerichtet sind.

Wenngleich die schraubenlinienförmig gewickelt verlaufende Gestaltung der Dichtung die Vorteile eines besseren Verschleißmusters, einer besseren Abmessungsgenauigkeit und das vollständige Fehlen von Verbindungsstellen und der damit einhergehenden harten Stellen bietet, ergeben sich aus dem Anfang und dem Ende des Schraubwickels kleine Stufen (0,8 mm bei 1,6 mm Zellenkern). Diese Stufen können durch eine übliche Spleißung beseitigt werden. Die schraubenlinienförmig gewickelte Dichtung kann an den Zellenwänden angrenzend an die Knotenflächen zerschnitten werden, was zu einem Trennen der Dichtung um annähernd 30 Grad führt. Der Anfang und das Ende werden in Obereinstimmung mit dem Winkel von 30° gebracht. Nach

dem Trennen wird die Dichtung in konventioneller Weise gespleißt und die Stufen werden durch das Verspleißen der Bänder bis zur Ausbildung der getreuen Ringform beseitigt.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung ersichtlich. In der Zeichnung zeigt:

ι Fig. 1 eine Stirnansicht der Turbinendichtung, die gemäß der Erfindung hergestellt ist,

Fig. 2 eine Ansicht der Außenfläche der Triebwerksdichtung entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht der Innenfläche, die die Dichtungsfläche der Triebwerksdichtung darstellt, entlang der Linie 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 die Seitenansicht eines Teils des Kernstreifens oder Bandes gemäß der Erfindung in vergößertem Maßstab,

Fig. 5 einen Schnitt, aus welchem das Gegeneinandersetzen einander benachbarter Windungen des Kernstreifens im vergrößerten Maßstab ersichtlich ist, wenn das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung der Triebwerksdichtung gemäß der Erfindung verwendet wird,

Fig. 6 das entsprechende Zusammenpassen der Gelenkteile der vorspringenden und der einspringenden Knotenflächen,
25

Fig. 7 die Ausbildung einer Schweißstelle durch die Schweißtechnik gemäß der Erfindung,

Fig. 8 eine Erläuterung des Abstreifeffekts bei der Rotation der Schaufeln um die Drehachse quer über die schraubenlinienförmig ausgerichteten aufeinanderfolgenden Windungen des Kernstreifens oder des Bandes,

Fig. 9 eine Erläuterung einer Ausführungsform des

Verfahrens gemäß der Erfindung zum Zusammenstellen der Triebwerksdichtung,

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Fig. 10 eine Erläuterung der Art, in welcher der Kern-

streifen gemäß der Erfindung fähig ist, Verdreh-" ungsverformungen während des Aufeinandersetzens der aufeinander folgenden Windungen des Streifens bis in ihre Betriebsstellung aufzunehmen,

Fig. 11 einen flachen Kern, der aus dem Kernstreifen hergestellt ist und

10. Fig. 12 das Einsetzen eines Zweitstreifens zwischen die Hauptstreifen der Wabenstruktur, von welcher die Dichtung aufgebaut ist.

Wie aus der Zeichnung, und besonders aus den Fig. 1 bis 5, ersichtlich ist, enthält eine Triebwerksdichtung 10, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist, den Hauptstreifen 12, der aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist.

Der Hauptstreifen aus den Fig. 4 und 5 besteht gemäß der Erfindung aus einem langgestreckten gewellten Körper 14, welcher einander abwechselnde Scheitelabschnitte 16 und Fußabschnitte 18 aufweist, die auch entsprechend als vorspringende und einspringende Knoten oder als vorspringende und einspringende Bögen bezeichnet werden können. 25

Hauptstreifen zur Ausbildung einer Wabenstruktur sind gewöhnlich derart hergestellt, daß Zellen mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt aus dem Aufeinandersetzen von aufeinander folgenden Knotenflächen des Strei-

fens erhalten werden. Leider hat die Verwendung flacher Tafeln, die aus solchen Hauptstreifen zur Ausbildung von Triebwerksdichtungen hergestellt werden, den Nachteil, daß die sechseckige Zellenform wegen der antiklastischen Querkrümmung der Dichtungskonstruktion aufgrund des dem

Streifen, aus welchem sie hergestellt ist, innewohnenden Widerstandes gegen Verdrehverformungen in zwei Ebenen, wie früher erwähnt, von Haus aus ungeeignet für die

Ausbildung der Dichtungskonstruktion ist.

Wesentliche Probleme ergeben sich, wenn konventionelle flache Tafeln mit Wabenstruktur und sechseckigen Zellen in irgendeiner Richtung gebogen werden, weil sich die antiklastische Krümmung in 90° zu der gewünschten Krümmungsrichtung entwickelt. Zur Ausbildung von Wabendichtungen wird die flache Zellenstruktur, die gewöhnlich Zellen einer Größe von 1,6 mm aufweist, gegen die Oberfläche eines Dichtungstragringes gepreßt, der einen Durchmesser im Bereich von etwa 76 bis 1524 mm oder mehr hat, und die daraus folgende antiklastische Krümmung muß ausgedrückt oder auf andere Weise beseitigt werden. Wenn sie ausgedrückt ist, muß die Wabenstruktur durch Heftschweißen mit dem Dichtungstragring verbunden werden«

Dieser Vorgang wiederholt sich und führt in der Praxis nie zu einem optimalen Paßsitz zwischen der Wabenstruktür und dem Ring zur Erzielung einer maximalen Festlegung durch Hartverlöten des Ringes und der Struktur.

Während des Ausdrückens der konventionellen Wabentafel werden einige der Knotenschweißstellen wegen der auf sie einwirkenden hohen Spannungen durch die Beseitigung der antiklastischen Krümmung fehlerhaft. Viele dieser fehlerhaften Knotenschweißstellen müssen ausgebessert werden oder die Zellenflächen der Dichtungen genügen nicht den Vorschriften der Strahltriebwerkshersteller, nachdem das Dichtungsmaterial mit dem Dichtungstragring hartverlötet ist. Dies ist ein zeitaufwendiger und mühseliger Vorgang.

Ferner wird in konventioneller Weise die Dichtungstafel in aufeinander folgenden Segmenten auf den Ring aufgebracht, was Präzisionsverbindungen erfordert, wo die Dichtungssegmente auf die begleitende antiklastische Krümmung treffen.

Ferner werden während des Heftschwei3ens konventionell hergestellter Dichtungen Pünktschweißstellen mit Hilfe konventioneller HandstoSelektroden zum manuellen Durchdringen der Hartlötfolie verwendet und dies ist ein anderer mühseliger und zeitaufwendiger Vorgang und führt zu dem Problem, daß die Heftschweißstellen häufig Hartlötstellen sind, die während des Hartlötens schmelzen und die Wabenstruktur lösen, so daß sie zur Rückkehr in ihre antiklastische Form neigt und sich daher von dem Ring ablöst. Als Lösung für dieses Problem wurde im allgemeinen anstelle einer Folie Hartlotpulver in Form von Trockenpulver, dessen gleichmäßige Aufbringung extrem schwierig ist, oder in einem harzartigen Bindemittel verwendet, welches in dem Hartlötofen vor dem Einleiten des aktuellen Hartlötzyklus entgast werden muß.

Schließlich ist, obwohl die Grundfolie, aus welchem die Wabenstruktur hergestellt wird, mit einer Schlitzweite von plus oder minus 0,025 mm oder selbst plus oder minus 0,013 mm bei besonderem Auftrag gekauft werden kann, die Installation des konventionellen Wabenmaterials auf den Ring so unbeherrschbar und ungleichmäßig, daß die Innenfläche der Dichtung bearbeitet werden muß, bevor sie für

den Triebwerkshersteil ler annehmbar ist. 25

Der Wabenstreifen 12 gemäß der Erfindung wird aus Hastalloy, Inco 600, 347 rostfreiem Stahl oder aus irgendeinem widerstandsschweißbaren Material in Stärken von 0,05 bis 0,13 mm hergestellt. Er kann jedoch auch aus vielen an-

deren Materialien hergestellt werden, wenn der Schweißvorgang nicht verwendet wird und wenn die hohen Temperaturen, wie sie in einer Strahltriebwerksturbine auftreten, nicht vorhanden sind.

Der Wabenstreifen 12 weist Gelenkmittel 20 und 22 auf, die zentral auf den vorspringenden Knotenflächen 16 bzw. den einspringenden Knotenflächen 18 ausgebildet sind.

Die Gelenkmittel 20 und 22 werden von langgestreckten Sicken 24 bzw.^v" 2B^ausgebildet, die sich, wie am besten aus Fig. 6 und 7 ersichtlich, von der einen Kante des Wabenstreifens 12 bis zu dessen anderen Kante erstrecken. 5

Zusätzlich zu der Funktion als Gelenkmittel für den Wabenstreifen 12 dienen die Sicken 24 und 26 auch als Lokalisiermittel für die jeweils benachbarten Teile des Wabenstreifens 12, wenn die aufeinander folgenden Windüngen des Wabenstreifens 12 in der aus den Fig. 1 bis 3, 5 und 6 bis 9 ersichtlichen Weise gegeneinandergesetzt sind.

Um das Ineinandergreifen der Sicken 24 und 26 dann, wenn die aufeinander folgenden Windungen des Wabenstreifens gegeneinandergewickelt.sind, zuzulassen, hat die einspringende Sicke 26 vorzugsweise eine etwas größere Innenabmessung als die Außenabmessung der vorspringenden Sicke 24, so daß die vorspringende Sicke 24 leicht in der einspringenden Sicke 26 aufgenommen werden kann.

Die Sicken, welche von dem Streifen 12 jeweils in der gleichen Richtung abstehen, haben im Ausführungsbeispiel einen halbkreisförmigen Querschnitt. Beispielsweise kann der Außenradius der vorspringenden Sicke 0,25 mm und der Innenradius der einspringenden Sicke 0,3 mm betragen.

Wenngleich der Wabenstreifen 12 durch viele Methoden hergestellt werden kann, wird es bevorzugt, den Streifen auf Prägewalzen zu formen, die den Fachleuten bekannt sind. Hierbei kann der Streifen in der gewünschten kontinuierlichen Länge durch das Prägewalzenpaar geführt werden, so daß ein Streifen mit einer Länge^ die für die Herstellung einer vollständigen Triebwerksdichtung erforderlich ist, zu einem Wickel aus dem Wabenstreifen 12 bereitgestellt werden kann. Durch Vorsehen einer kontinuierlichen Länge des Wabenstreifens 12 kann die Steuerung der Spannung,

welcher der Wabenstreifen während der Herstellung der Dichtung 10 ausgesetzt ist; so aufrechterhalten werden, da3 eine optimale Qualität gesichert ist.

Es ist jedoch vorstellbar, daß Triebwerksdichtungen mit sehr stark vergrößertem Innendurchmesser in der nahen Zukunft angegeben werden, wenn die Größe der Strahltriebwerke zunimmt, und es ist vorstellbar, daß es erforderlich sein kann, eine Länge des Wabenstreifens während der Herstellung einer Triebwerksdichtung mit der anderen Länge zu verbinden. Es ist auch vorstellbar, daß eine Länge des Streifens verwendet wird, um einen Teil der Dichtung herzustellen, und daß dann eine zusätzliche Streifenlänge an die Dichtung selbst angefügt wird, wo der vorangehende Wabenstreifen sein Ende hat.

Beide Maßnahmen führen im wesentlichen zu identischen Strukturen der Triebwerksdichtung gemäß der Erfindung, so daß auch solche Dichtungen unter die Erfindung fallen, die wegen der Ausbildung einer großen Triebwerksdichtung 10 unter Verwendung einer Mehrzahl von Wabenstreifenlängen hergestellt sind.

Wie vorher angegeben, ist der Wabenstreifen hauptsächlieh zur Herstellung von Triebwerksdichtungen, wie die Triebwerksdichtung 10, vorgesehen. Jedoch kann der Wabenstreifen 12 auch zur Herstellung einer flachen Wabenplatte 100 verwendet werden, wie sie fragmentarisch in

Fig. 11 gezeigt ist.
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Ein anderer wichtiger Gesichtspunkt des Abmessungsunterschiedes zwischen der vorspringenden Sicke 24 und der einspringenden Sicke 26 liegt darin, daß bei dem Aufeinandersetzen aufeinanderfolgender Windungen des Kernstreifens 12 die vorspringende Sicke 24 dazu beiträgt, die darüber liegende Windung durch den Eingriff in die zugeordnete einspringende Sicke 26 vor dem Verschweißen

der entsprechenden vorspringenden und einspringenden Knotenflächen^T16* ilnd 18 in die gegenseitige Betriebslage einzustellen.

Während der Herstellung der Triebwerksdichtung 10 wird, wie am besten aus Fig. 9 ersichtlich, eine Befestigungsvorrichtung 40 verwendet, welche einen zentralen Richtdorn 42 mit einem Außendurchmesser aufweist, der direkt dem Innendurchmesser der auf ihm herzustellenden Dichtung 10 entspricht. An dem Fu3 des Richtdornes 42 ist ein Stützring 44 festgelegt, der einen stufenförmig abgesetzten Abschnitt 46 zur Aufnahme der ersten Windung 48 des auf den Ring 44 gelegten Wabenstreifens 12 aufweist.

Wenn das Material des Wabenstreifens 12 im Widerstandsschweißverfahren verschweißt wird, kann eine Stoßelektrode 50, die konventionell gestaltet ist und über eine Leitung 52 an einen konventionellen Schweißstromkreis angeschlossen ist, zur Ausbildung der aufeinander folgenden Verschweißungen der übereinanderliegenden und in ihre gegenseitige Betriebslage gebrachten vorspringenden und einspringenden Sicken 24 und 26 verwendet werden. Die Sicken 24 und 26 des Wabenstreifens 12 sind in Fig. 6 so dargestellt, daß sie vollständig ineinandergreifen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß vorzugsweise ein durch den Abmessungsunterschied zwischen den vorspringenden und den einspringenden Sicken 24 bzw. 26 erzeugtes Spiel vorhanden ist, welches für die gegenseitige Drehverformung der aufeinanderfolgenden Windüngen des Streifens 12 während des Montage- und Schweißverfahrens sorgt. Diese Verformung sowohl in dem Hauptverdrehsinn als auch in dem Nebenverdrehsinn ist aus Fig. 10 ersichtlich, welche das Biegen des Wabenstreifens 12 um die Hauptachse der Triebwerksdichtung 10 angibt. In

Fig. 10 ist auch die Ebene der Verdrehbewegung der Knotenflächen quer zu der Achse der Hauptdrehverformung dargestel1t.

Während der kontinuierliche Streifen 12 auf den Richtdorn 42 gemäß'FiV·' 9 aufgewickelt wird, findet die gleichzeitige Radial verformung und Drehverformung des Wabenstreifens statt: Die Sicken 24 und 26 erlauben das schraubenlinienförmige Aufwickeln des Wabenstreifens 12, wobei die Verformung der entsprechenden Knotenflächen des Streifens 12 zur Schaffung des Innendurchmessers 60, wie in den Fig. 1 und 9 gezeigt, entgegengesetzt zu dem größeren Außendurchmesser 62 stattfindet.

Gleichzeitig mit der Funktion der Gelenkglieder zur Aufnahme der Abmessungsdiskrepanz zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser des aus dem kontinuierlichen Wabenstreifen 12 hergestellten Dichtungsringes erlaubt der bevorzugte Abmessungsunterschied zwischen den Sicken 24 und 26 das Verdrehen der entsprechenden vorspringenden und einspringenden Knotenflächen zur Aufnahme der Verformung in der Ebene der einander abwechselnden Knotenflächen.

Durch die Fähigkeit des Wabenstreifens 12 zu einer solchen Verformung ist die antiklastische Erscheinung, die charakteristisch für das versuchte Krümmen von flachen Tafeln mit Wabenstruktur, die aus konventionellen haibhexagonalen Wabenstreifen hergestellt sind, vollständig beseitigt und die Dichtungsfläche, die an dem Innendurchmesser 60 der erhaltenen Triebwerksdichtung 10 geschaffen ist, ist nach Abmessung und Funktion gleichförmig und daher ist das Erfodernis für eine anschließende Bearbei-

tung der Dichtungsfläche zur Beseitigung der Antiklastizität vermieden.

Außerdem kann die äußere Befestigungsfläche, die am gleichförmigen Außendurchmesser 62 der Triebwerksdichtung 10

geschaffen ist, eng der Innenfläche des Befestigungsringes entsprechen, von welchem die Maschinendichtung 10 in der Betriebslage gegenüber den Turbinenschaufeln des

Strahltriebwerkes lokalisiert wird.

Wenngleich eine Befestigungsvorrichtung 40 gezeigt ist, die für das aufeinanderfolgende Handstoßschweißen der Sicken 24 und 26 gestaltet ist, kann eine automatisierte Vorrichtung, die zum fortschreitenden Verschweißen der Sicken fähig ist, zur Herstellung der Maschinendichtung 10 verwendet werden, wenn Maschinendichtungen mit einem speziellen Durchmesser in einer großen Menge hergestellt werden. Das manuelle Herste!!verfahren aus Fig. 9 ist jedoch geeignet,' wenn kleine Mengen von Maschinendichtungen hergestellt werden.

Konventionelle Tafeln mit Wabenstruktur aus Zellen mit sechseckigem Querschnitt werden durch konventionelles Widerstandsschweißen hergestellt, bei welchem zwei Materiallagen dadurch aneinander befestigt werden, daß mit einer Elektrode ein Strom durch sie hindurchgeleitet wird, welche die Lagen gemeinsam gegen eine Gegenelektrode oder einen Dorn drückt. Die sich ergebenden Schweißstellen sind zufriedenstellend, weil die Gegenelektrode eine zusätzliche Wärmesenke zur Verhinderung der Oxidation der wärmebehandelten Zone schafft. Jedoch sind die konventionellen Vielelektroden-Widerstandsschweiß· techniken, die bei der Herstellung von konventionellen Triebwerksdichtungstafeln verwendet werden, bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Triebwerksdichtung 10 nicht anwendbar, weil es wegen der Vielzahl von erforderlichen Elektroden unmöglich ist, Elektroden zu benutzen, die durch die Zellen der Struktur geführt werden, und weil die Zellenwände an den Elektroden befestigt würden, wenn die Zellen der radialen Verformung in dem ersten und dem zweiten oben diskutierten Sinne unterworfen

werden.
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Daher wurde ein Verfahren zum Verschweißen der jeweils zusammenpassenden Sicken 24 und 26 der vorspringenden

und der einspringenden Knotenflächen 16 und 18 in deren gegenseitigen Betriebslage*derart geschaffen, daß die Nachteile des konventionellen Handstoß-Punktschweißens beseitigt sind und eine Schweißstelle erhalten wird, welche beträchtlich fester als diejenige ist, die durch das konventionelle Stoßpunktschweißen erhalten wird.

Beim konventionellen Stoßpunktschweißen zur Herstellung von Wabentafeln mit sechseckigen Zellen werden die eben ausgebildeten Knotenflächen gegeneinandergesetzt und die Stoßelektrode wird mit der freiliegenden Fläche einer der Knotenflächen zur Herstellung eines Schweißpunktes in Eingriff gebracht. Da jedoch die Knotenflächen eben sind, sinkt die Elektrodenspitze der Stoßelektrode wegen der Schweißwärme ein und verdünnt das Material, wodurch der.. Widerstand zunimmt, was seinerseits zur Erhöhung der Temperatur führt, so daß ein Selbstkühlungseffekt oder Wärmesenkeneffekt nicht vorliegt.

Daher ist bei den konventionellen Handstoßschweißtechniken eine extrem sorgfältige Steuerung des Schweißimpulses wesentlich. Auch ist das verdünnte Material schwächer als das angrenzende Material der Knotenflächen und es werden aus gewissen Gründen Brennstellen an der Rückseite des Schweißpunktes erzeugt, die häufig die Ursache für Risse sind. Dies ist ein natürliches Ergebnis der Schwächung des Materials während der Herstellung des Schweißpunktes und des Fehlens der Selbstkühlungs- oder Wärmesenkenerscheinung, die vorliegt, wenn eine Gegenelektrode verwendet wird.

Zur Beseitigung der unerwünschten Erscheinungen beim konventionellen Stoßpunktschweißen wird erfindungsgemäß eine Schweißtechnik verwendet, die in den Fig. 5 und 9 illustriert ist und bei der die Schweißelektrode 50 auf die einspringende Sicke 26 gesetzt wird, die auf die in sie eingreifende zugeordnete vorspringende Sicke 24 aus-

gerichtet ist. Die entsprechenden Sicken sind während des WalzenprägeveFfahrens kaltgeformt und bilden ein nach oben vorspringendes Paar zusammenpassender Flächen mit im wesentlichen der gleichen Dicke wie im restlichen Teil des Wabenstreifens 12. Die Elektrode 70 wird gegen den Scheitel der einspringenden Sicke mit einer Kraft von beispielsweise 5 N gedrückt und der Schweißimpuls wird zugeführt, wodurch die Elektrode 70 in die Sicke einsinkt. Wenn die Elektrode 70 in die Sicke 26 einsinkt, sinkt sie entsprechend auch in die darunterliegende Sikke 24 ein und drückt einen Teil des Materials der entsprechenden Sickenwände in die Schweißstelle. Hierdurch und weil die Sicken beim Vorbewegen der Elektrode 70 weiter

werden, wird der gewünschte Effekt einer Schweißung erreicht, die selbstkühlend ist, d.i. beim Einsinken der Elektrodenspitze mehr Strom erfordert. Daher ergibt sich in der Schweißzone aufgrund der Anwendung des Schweißverfahrens gemäß der Erfindung eine Schweißung, welche anstelle von Brennstellen und Rissen, die sich aus der Anwendung der konventionellen Schweißtechniken ergeben, beträchtlich fester als eine konventionelle Stoßschweißstelle ist und vergleichbar ist mit einer die höchste Qualität aufweisenden Schweißung mit Hilfe von Gegenelektroden.
25

Die sich aus der Anwendung der Schweißtechnik ergebende Schweißstelle 80 ist in den Fig. 7 und 8 illustriert. Dem Verfahren zur Herstellung der Triebwerksdichtung gemäß der Erfindung ist inhärent, daß die Verschweißung

der entsprechenden Knotenflächen stattfindet, nachdem der Wabenstreifen 12 unter Erzielung der für das Hartverlöten der Dichtung mit ihrem Tragring erforderlichen genauen Außendurchmessers und Innendurchmessers der Triebwerksdichtung 10 aufgewickelt ist. Wenn daher die Triebwerksdichtung 10 in den Gegenring oder Mantel eingebaut wird, ist sie nicht einer mechanischen Verformung unterworfen, welche auftritt, wenn aufeinanderfolgende

ι Längen konventioneller flacher Triebwerksdichtungsstrukturren bis in den*Eingriff niit· dem Gehäuse oder Mantel des Triebwerks zur Ausbildung einer Triebwerksdichtung verformt werden.
5

Daher sind Schweißfehler beseitigt und das Erfodernis von sich anschließender Reparatur der Struktur aufgrund der Verwendung der konventionellen flachen Tafeln ist beseitigt. Außerdem ist der Sitz der Triebwerksdichtung .10, die mit dem Verfahren gemäß der Erfindung und unter Verwendung des Wabenstreifens gemäß der Erfindung hergestellt ist, extrem genau, und zwar sowohl an dem Außendurchmesser, wo der Umfang der Dichtung 10 an dem Ring anliegt, und an dem Innendurchmesser, wo die Turbinen- ·

!5 schaufeln an der Dichtungsfläche angreifen.

Wenn ein geringerer Verformbarkeitsgrad des Wabenstreifens 12 erforderlich ist, können anstelle der langgestreckten Sicken 24 und 25 andere Formen verwendet werden, wie kreisförmige warzenartige Vertiefungen oder dgl. Es wurde jedoch gefunden, daß durch kreisförmige Vertiefungen, die zu einer ausgezeichneten Schweißstelle entsprechend der Lehre der Erfindung führen, die Flexibilität des Wabenstreifens während des Biegens des Wabenstreifens in den beiden oben angegebenen Ebenen etwas begrenzt wird, wenngleich die Funktionen der vorher diskutierten Sicken, von welchen die Gelenkmittel des Wabenstreifens gebildet werden, für das Schweißen und das Lokalisieren übernommen

werden.
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Der Herstellung der Triebwerksdichtung 10 in Übereinstimmung mit der Erfindung ist eigen, däß die Dichtungsflächen, die an dem Innendurchmesser des Ringes vorgesehen sind, sämtlich in gleichförmiger Anordnung vorliegen, nachdem sie bei der Herstellung von den Gelenkmitteln und den ineinandergreifenden Knotenpunktsflächen des Wabenstreifens 12 angepaßt worden sind. Daher sind die Ungleichmäßigkeiten der Triebwerksdichtungsstruktur aufgrund

der Verwendung von konventionellen flachen Wabentafeln mit Sechseckzelfeh 'Beseitigt. Hinsichtlich der Flexibilität des Wabenstreifens gemäß der Erfindung wurden im Vergleich mit konventionellen Wabenstreifen mit halbhexagonalen Zellen verschiedene Berechnungen durchgeführt und es wurde festgestellt, da3 der Wabenstreifen gemäß der Erfindung fünffach besser als der konventionelle Wabenstreifen in die Triebwerksdichtungsform verformbar ist.

Diese Annäherung an die Biegegleichförmigkeit führt zu der Gleichförmigkeit des Innendurchmessers der Triebwerksdichtung, im Gegensatz zu den konventionellen Dichtungen, bei denen Biegezonen vorhanden sind, in denen die Zellen teilweise eingefallen sind und die durchsetzt sind mit Zonen ohne Krümmung.

Darüberhianus wird durch die Einförmigkeit der Zellengestalt der Triebwerksdichtung 10 die Leichtigkeit, mit welcher die Dichtung in konventioneller Hartlöttechnik an dem Tragring oder Mantel festgelegt ist, wesentlich begünstigt.

Während des Aufbauens der Dichtung 10 kann es zu einer trapezförmigen Verzerrung des Wabenstreifens 12 kommen, die direkt proportional zu der Höhe des Wabenstreifens, und umgekehrt proportional zu dem Dichtungsdurchmesser ist. Gewöhnlich kann die trapezförmige Verzerrung, die gekennzeichnet ist durch die Höhendifferenz zwischen der Innenkante der Dichtung und der Außenkante der Dichtung, vernachlässigt werden. Bei einem Durchmesser der Dichtung von 1220 mm beispielsweise führen 32 Windungen des Wabenstreifens 12 insgesamt zu einer trapezförmigen Verzerrung von 0,21 mm, woraus sich ein Winkel von 2,386° ergibt.

Wenn jedoch der sich ergebende Winkel unannehmbar ist, kann der Wabenstreifen 12 zu einer leicht trapezförmigen Form in derjenigen Richtung geformt werden, die entge-

gengesetzt zu der trapezförmigen Verzerrung aufgrund des Aufwickeins des*V&benstreifens auf einen Dorn während des Verschweißens des Wab.enstreifens 12 zu der endgültigen Dichtung 10 ist.
5

Eine andere Maßnahme zur Beseitigung der trapezförmigen Verzerrung bei Dichtungen mit kleinerem Durchmesser ist das Heftschweißen eines Hilfsstreifens an den einen Rand des Grundwabenstreifens vor dem Formen der Bögen oder Wellungen des Wabenstreifens 12. Der Hilfsstreifen kann eine Breite von weniger als 1/5 oder 1/6 der Breite des Grundstreifens haben.

Wenn die Bögen oder Wellungen geformt werden, während !5 der Hilfsstreifen an dem Außenumfang der Dichtung vorhanden ist, wird von dem Hilfsstreifen eine Verzerrung vermittelt, welche die Umkehrung der trapezförmigen Verzerrung ist, die während des Aufwickeins des Streifens zu der Dichtungsgestalt auftritt, und verhindert daher die Ausbildung des Winkels an dem Ende der Dichtung.

Es ist auch möglich, eine ebene Wabentafel 100 aus aufeinanderfolgend ausgerichteten Wabenstreifen 12 herzustellen, wie am besten aus Fig. 11 ersichtlich. 25

Ein anderer wichtiger Gesichtspunkt der gleichmäßigen Gestaltung der Triebwerksdichtung 10, die gemäß der Erfindung hergestellt wird, und der Verwendung der Schweißtechnik gemäß der Erfindung ist die Schaffung einer Schwei-

ßung, die sorgfältig derart gesteuert werden kann, daß das Ausmaß, in welchem das Hartlötmaterial zwischen die einander gegenüberstehenden Flächen der miteinander verbundenen vorspringenden und einspringenden Knotenflächen eindringt, genau bestimmbar' ist. Diese Eindringen ist bis auf ein gewisses Maß vorteilhaft, weil dadurch die Bindung zwischen dem Befestigungsring oder Mantel und dem Rand der Dichtung wesentlich begünstigt wird. Wenn jedoch

die Eindringtiefe bis in den Kontaktbereich mit den Schaufeln fortschreitVt.^wird dies schädlich, weil das Hart-1ötmaterial extrem abrasiv ist und die Zerstörung und den Verschleiß der Schaufel spitzen verursachen kann. 5

Es wird nochmals darauf hingewiesen, daß - obwohl die Sicken auf den Knotenflächen und die Knotenflächen selbst als gegeneinandergesetzt und ineinander eingreifend dargestellt sind - die räumliche Beziehung zwischen den einander gegenüberstehenden Flächen der Sicken der Knotenflächen durch eine entsprechende Ausbildung der Abmessungen der ineinandergreifenden Sicken eingestellt werden kann.

Wie früher angegeben ist die Zellengröße der hergestellten Dichtung 10 häufig extrem klein. Um noch kleinere Zellen ohne Änderungen der Abmessung des Wabenstreifens 12 zu erreichen, kann ein Zweitstreifen 110 vorgesehen sein, wie aus Fig. 12 ersichtlich, um den Zellenquerschnitt um die Hälfte zu verkleinern. Wenn der Zweitstreifen zwischen die Hauptstreifen während des Schweißvorganges eingeführt wird, wird die Zellengröße um die Hälfte verkleinert. Die Schweißung wird dann durch den obersten Hauptwabenstreifen 12, den Zweitstreifen 110 und den unteren Hauptstreifen hindurch ausgeführt, der sich bereits an seinem Platz befindet.

Der Hilfsstreifen kann aus sehr dünnem Material von beispielsweise 0,0254 mm hergestellt sein. Die kleineren Abmessungen des Hilfsstreifens erlauben ihm, zurückzuspringen, wenn die Dichtung Übergangsbeanspruchungen unterworfen wird, wie solchen, die von harten Landungen eines konventionellen Flugzeuges oder dgl. her rühren.

'

Durch die Erfindung sind ein Wabenstreifen, der insbesondere für die Herstellung einer einheitlichen Drehdichtungskonstruktion geeignet ist, und eine alternative Ausführungsform geschaffen, bei welcher dem Hauptwaben-

streifen ein Zweitstreifen zugeordnet ist, um die sich ergebende Zellengtoße unid^vdie Hälfte zu verkleinern.

Außerdem sind durch die Erfindung eine Drehdichtungskonstruktion, wie beschrieben und beansprucht, und das Verfahren zur Herstellung derselben geschaffen.

Der Zweitstreifen weist geformte Gelenkmittel oder Sicken 112 für das Zusammenwirken mit denjenigen der Hauptwabenstreifen auf und diese Sicken sind etwas weiter auseinander angeordnet als diejenigen der Hauptstreifen, so daß beim Wickeln des Zweitstreifens in die schrauben-1inienförmige Gestalt der Außenrand des Zweitstreifens wenigstens annähernd gerade verläuft und der Innenrand (am kleineren Durchmesser) leicht wellig ist. Dieser sehr dünne und wellige Zweitstreifen steht den Turbinenschaufelspitzen gegenüber und schafft eine gewisse Elastizität bei der Deformation und der Abrasion, wodurch sich eine leicht reduzierte Leckfläche ergibt, nachdem er von den Schaufel spitzen getroffen worden ist.

Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, hat der Wabenstreifen 12 einen gewellten Verlauf mit abwechselnd nach oben vorspringenden und nach unten einspringenden trapezförmigen Wellungen, so daß durch das seitliche schraubenlinienförmige Aufwickeln des Wabenstreifens 12, bei welchem die nach unten einspringenden Wellungen der obersten Schraubenlinienwindungen auf die nach oben vorspringenden Wellungen der nächstunteren Schrauben-

1 inienwindung.jgesetzt werden, die aus Fig. 5 ersichtliche Wabenstruktur mit im wesentlichen sechseckigem Zellenquerschnitt entstehen. Die Sicken 24 und 26 sind beide in der Richtung nach oben ausgewölbt.

Claims

ViERSNG & JENTSCHURA zugelassen beim Europäischen Patentamt European PatöntAftbrneys — Mandataires en Brevets Europeens DipWng. Hans-Martin Viering · Dipl.-Ing. Rolf Jentschura · Steinsdorf straße 6 · D-8000 München Anwaltsakte 4397 Cambern, Ltd. Irvine, Kai ifornien/U.S.A. Wabendichtungsstruktur, Verfahren zu ihrer Herstellung und Metallstreifen für ihre Herstellung Ansprüche

1. Dichtung zur Ausbildung einer im wesentlichen zylindrischen Dichtfläche, gekennzeichnet durch die Kombination eines schraubenlinienförmig aufgewickelten gewundenen Streifens, dessen aufeinanderfolgenden Windungen gegeneinandergesetzt sind, und Befestigungsmitteln zwischen den aneinandergesetzten Windungen zum Halten des Streifens in einem vorbestimmten Schraubenlinienverlauf.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gewundene Streifen eine gewellte Form hat und einander abwechselnde Fuß- und Scheitel-Knotenabschnitte aufweist, wobei die Knotenabschnitte des Streifens von den Befestigungsmitteln gegeneinandergesetzt gehalten werden, so daß eine Mehrzahl von öffnungen zwischen den aufeinanderfolgenden Windungen des schraubenlinienförmig aufgewickelten Streifens gebildet werden.

I/P -²-

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3. Streifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den^cKeiteiptjnkt-Knotenabschnitten des gewellten Streifens vorstehende Auswölbungen ausgebildet sind und in den Fuß-Knotenabschnitten des Streifens einspringende Eindellungen zur Aufnahme der vorstehenden Auswölbungen ausgebildet sind, während die Fuß- und die Scheitelabschnitte des Streifens vor ihrer Befestigung gegeneinandergesetzt sind.

4. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgeformter Zweitstreifen zwischen die aufeinanderfolgenden Windungen des schraubenlinienförmig aufgewickelten gewundenen Streifens eingesetzt ist und die Streifen von den Befestigungsmitteln in einem vorbestimmten Schraubenlinienverlauf gehalten werden.

5. Dichtung zur Ausbildung einer Mehrzahl von Dichtflächen in zylindrischer Anordnung, gekennzeichnet durch die Kombination eines langgestreckten Metallstreifens, der unter Ausbildung von einander abwechselnden Fuß- und Scheitel bögen gewellt ist, die für ihr gegenseitiges Zusammenwirken ausgebildete Loka-Visiermittel aufweisen, wobei der Streifen schraubenlinienförmig derart aufgewickelt verläuft, daß die Fuß- und Scheitel abschnitte aneinandergesetzt sind und die Lokalisiermittel miteinander in Verbindung stehen, und Verschweißungen zwischen den Fuß- und Scheitel bögen zum Halten des Streifens in dessen Schraubenlinienverlauf und zur Ausbildung von Offnungen zwischen den Dichtflächen des Streifens.

6. Dichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lokalisiermittel vorstehende Auswölbungen auf den Scheitelbögen und einspringende Eindellungen auf den Fußbögen sind.

7. Dichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim ÄnVtnandersetzen der Fuß- und Scheitelbögen eine Relativverdrehung des Streifens in zwei Sinnen stattfindet.

8. Dichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zweitstreifen aus Metall zwischen die Fuß- und die Scheitel bögen des Streifens eingesetzt ist und von den Verschweißungen der Zweitstreifen und die Fußbögen und die Scheitel bögen festgelegt werden.

9. Verfahren zum Herstellen einer Dichtung mit einer Mehrzahl von zylindrisch angeordneten Dichtflächen, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrisch ausgebildete Wickelfläche vorbereitet wird, daß ein langgestreckter Metallstreifen mit unter Ausbildung von einander abwechselnden Fußbögen und Scheitel bögen gewelltem Verlauf vorbereitet wird, daß der Streifen schraubenlinienförmig auf den Umfang der zylindrischen Wickelfläche derart aufgewickelt wird, daß die Fußbögen und die Scheitelbögen aneinandergesetzt werden, und daß die Fußbögen und die Scheitelbögen aneinander befestigt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Fußbögen und den Scheitel bögen miteinander zusammenwirkende Lokalisiermittel ausgebildet

werden, von denen die Fußbögen und die Scheiteiso

bögen vor deren gegenseitigen Befestigung in ihre gegenseitige Betriebslage positioniert werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lokalisiermittel aus vorstehenden Auswölbungen auf den Scheitelbögen und einspringenden Eindellungen in den Fußbögen ausgebildet werden und die Auswölbungen vor dem gegenseitigen Befe-

stigen der Fußbögen und der Scheitel bögen in die Eindel1ungeh^vgesetzt"Werden.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung außer Angriff an der Wickelfläche gebracht wird.

13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsschritt durch Widerstandsschwei ßen durchgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein langgestreckter Zweitstreifen aus Metall zwischen die einander abwechselnden Scheitelbögen und Fußbögen des ersten Streifens eingesetzt wird und mit dem ersten Streifen gleichzeitig schraubenlinienförmig aufgewickelt wird und gleichzeitig zwischen den Fußbögen und den Scheitelbögen befestigt wird.

15. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung, die eine Mehrzahl von Dichtflächen aufweist, die zylindrisch angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein langgestreckter gewellter Streifen mit einander abwechselnden Fußbögen und Scheitel bögen vorbereitet wird, daß der Streifen schraubenlinienförmig derart aufgewickelt wird, daß die Fußbögen und Scheitelbögen des Streifens gegeneinandergesetzt werden, und daß die Fußbögen und Scheitelbögen aneinander festgelegt werden, während der Streifen fortschreitend zu der Schraubenlinienform aufgewickelt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußbögen und Scheitel bögen miteinander zusammenwirkende Gelenk- und Lokalisiermittel aufweisen und daß die Lokalisiermittel verwendet werden, die Scheitelbögen und die Fußbögen während des

Aufwickeins des Streifens vor deren Befestigung passend anefnänderzusetzen.

17« Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, da3 ein vorgeformter Zweitstreifen vorbereitet wird und der Zweitstreifen zwischen die Windungen des ersten Streifens während des Gegeneinandersetzens der Fußbögen und Scheitelbögen des ersten Streifens eingesetzt wird und daß der Zweitstreifen zwischen den Fußbögen und Scheitel bögen befestigt wird, während der erste Streifen und der Zweitstreifen fortschreitend zu der Schraubenlinienform aufgewickelt werden.

18. Langgestreckter gewellter Streifen zur Herstellung einer Wabenkernstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen einander abwechselnde Scheitelbögen und Fußbögen aufweist, daß die Bögen Gelenkmittel zur Erleichterung des Aufwickeins des Streifens zu einer Schraubenlinienform und des Aneinandersetzens der Bögen während des Zusammenfügens von Teilen des Streifens zu einer Wabenstruktur aufweisen.

19. Streifen nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkmittel von Auswölbungen auf den einander gegenübergestellten Flächen der Fuß- und der Scheitelbögen gebildet werden.

20. Schweißverfahren zum Verbinden zweier benachbarter Knotenabschnitte eines gewellten Streifens, dadurch gekennzeichnet, daß vorspringende und einspringende Auswölbungen an aneinandergreifenden Knotenabschnitten ausgebildet werden, daß mit Hilfe einer Schweißelektrode ein Schweißpotential an die unabgestützten Auswölbungen von deren einen Seite her übergeben wird und daß das Material der Auswölbungen in den

Schweißbereich gedrückt wird.

21. Wabenkernstruktur, gekennzeichnet durch die Kombination eines ersten Hauptstreifens mit Fuß- und Scheitelbögen, eines zweiten Hauptstreifens, dessen Scheitelbögen den Fußbögen des ersten Hauptstreifens gegenübergestellt sind, eines vorgeformten Hilfsstreifens, der zwischen die Fußbögen und Scheitelbögen der Hauptstreifen eingesetzt ist, und Mitteln, durch welche die Hauptstreifen in ihrer gegenseitigen Betriebsstellung aneinander befestigt werden.