Die Erfindung betrifft eine Bürstendichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gasturbinen bestehen aus mehreren Baugruppen, so z.B. aus mindestens einem Verdichter, mindestens einer Brennkammer sowie mindestens einer Turbine. Der oder jede Verdichter sowie die oder jede Turbine verfügen über einen Rotor, der gegenüber einem feststehenden Stator rotiert. Bei dem Stator handelt es sich insbesondere um ein feststehendes Gehäuse, dem feststehende Leitschaufeln zugeordnet sind. Dem Rotor sind Laufschaufeln zugeord- net, die sich zusammen mit dem Rotor gegenüber den feststehenden Leitschaufeln sowie dem feststehenden Gehäuse drehen.

Zur Optimierung des Wirkungsgrads von Gasturbinen ist es erforderlich, Leckageströmungen zu minimieren. Dies gilt einerseits für Leckageströmungen zwischen relativ zueinander rotierenden Bauteilen und anderseits für Leckageströmungen zwischen feststehenden Bauteilen. Dichtungsanordnungen zur Abdichtung eines Spalts zwischen relativ zueinander rotierenden Bauteilen bezeichnet man auch als dynamische Dichtungsanordnungen. Dichtungsanordnungen zur Abdichtung eines Spalts zwischen feststehenden Bauteilen bezeichnet man auch als statische Dichtungsanordnungen.

Zur Abdichtung sogenannter Ringspalte zwischen relativ zueinander rotierenden Baugruppen, nämlich zwischen einem Rotor und einem Stator, haben sich Bürstendichtungen bewährt.

Aus der EP 1 203 178 Bl ist eine Dichtungsanordnung bekannt, bei welcher in einem von einem Gehäuse definierten Aufhahmeraum eine Bürstendichtung positioniert ist. Die Bürstendichtung umfasst ein Borstenpaket aus mehreren Borsten, die mit Hilfe eines Fixierelements an einem Borstenträger fixiert sind, wobei die Borsten des Borstenpakets mit Enden aus dem vom Gehäuse definierten Aufhahmeraum herausragen und am Rotor anliegen. Das Gehäuse, welches den Aufhahmeraum für die Borstendichtung bildet, umfasst ein Stützelement und ein Deckelement. Nach der EP 1 203 178 Bl sind die Borsten des Borstenpa- kets der Bürstendichtung als Kunststofffasern ausgebildet, so z. B. als Aramidfasern bzw. Kevlarfasern.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine neuarti- ge Bürstendichtung zu schaffen. Dieses Problem wird durch eine Bürstendichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Erfmdungsgemäß umfasst das Borstenpaket mehrere Lagen aus Borsten, die aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt sind.

Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals eine Bürstendichtung vorgeschlagen, deren Borstenpaket aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellte Borsten umfasst. So umfasst das Borstenpaket der erfindungsgemäßen Bürstendichtung mehrere Lagen aus Borsten, die aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt sind. Hiermit können Bürsten- dichtungen geschaffen werden, die einerseits eine gute Dichtwirkung aufweisen und andererseits durch eine hohe mechanische Widerstandsfähigkeit sowie eine hohe Temperaturbeständigkeit gekennzeichnet sind.

Vorzugsweise umfasst das Borstenpaket der erfindungsgemäßen Bürstendichtung eine In- nenlage, deren Borsten als Kohlefasern ausgebildet sind, sowie eine Außenlage, deren

Borsten als Aramidfasem oder als Drahtfaser aus Haynes 25-Draht ausgebildet sind. Eine solche Bürstendichtung mit einem Borstenpaket in Hybridbauweise zeichnet sich durch eine besonders vorteilhafte Temperaturbeständigkeit sowie mechanische Widerstandsfähigkeit und damit Lebensdauer sowie durch eine besonders vorteilhafte Dichtwirkung aus.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Bürstendichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2 eine erfindungsgemäße Bürstendichtung nach einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung; Fig. 3 eine erfindungsgemäße Bürstendichtung nach einem dritten Ausführungsbei- spiel der Erfindung; und Fig. 4 eine erfindungsgemäße Bürstendichtung nach einem vierten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bürstendichtung 10 nach einem ersten Ausführungsbeispiel der hier vorliegenden Erfindung, wobei die Bürs- tendichtung 10 der Fig. 1 ein Borstenpaket 11 aus mehreren Borsten 12 umfasst und wobei die Borsten 12 des Borstenpakets 11 an einem drahtartigen Borstenträger 13 mithilfe eines im Querschnitt C-förmigen Fixierelement 14 fixiert sind.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung umfasst das Borstenpaket 11 der erfmdungsge- mäßen Bürstendichtung 10 mehrere Lagen aus Borsten, nämlich im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Lagen 15 und 16 aus Borsten 17 und 18, die derart überdeckend um den Borstenträger 13 gewickelt und an demselben fixiert sind, dass die Borsten 17 der Lage 15 eine Innenlage und die Borsten 18 der Lage 16 eine Außenlage bilden. Die Außenlage kann auch als Decklage bezeichnet werden. Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung unter- scheiden sich die Borsten 17, 18 der Lagen 15, 16 hinsichtlich ihrer Werkstoffzusammensetzung. So sind die Borsten 17 der Innenlage 15 des Borstenpakets 11 als Kohlefasern ausgebildet. Die Borsten 18 der Außenlage 16 hingegen sind als Aramidfasern oder als Drahtfasern aus Haynes 25-Draht ausgebildet.

Die in Fig. 1 dargestellte Bürstendichtung 10 ist vorzugsweise, wie aus der EP 1 203 178

Bl bekannt, zur Ausbildung einer Dichtungsanordnung in einem Gehäuse positioniert, welches ein Deckelement und ein Stützelement umfasst, wobei freie Enden 19, 20 der Borsten 17, 18 aus dem Gehäuse herausragen und vorzugsweise an einem Rotor anliegen. Diesbezüglich sei auf die EP 1 203 178 Bl verwiesen. In Fig. 1 würde sich demnach auf der rech- ten Seite der dort gezeigten Bürstendichtung 10 ein Stützelement und auf der linken Seite ein Deckelement eines Gehäuses anschließen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind die Borsten 17, 18 der Innenlage 15 und Außenlage 16 derart ausgebildet, dass die freien Enden 19 bzw. 20 derselben einen gleichen Innendurchmesser definieren. In Fig. 1 würden demnach sowohl die freien Enden 19 der Borsten 17 der Innenlage 15 als auch die freien Enden 20 der Borsten 18 der Außenlage 16 an einem Rotor anliegen.

Demgegenüber zeigt Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bürstendichtung 10, bei welcher die freien Enden 19 der Borsten 17 der Innenlage 15 einen größeren Innendurchmesser definieren als die freien Enden 20 der Borsten 18 der Außenlage 16. In Fig. 2 stehen demnach die Borsten 18 der Außenlage 16 am Innendurchmesser gegenüber den Borsten 17 der Innenlage 15 vor.

Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 gezeigt ist, dass die freien Enden 20 der Borsten 18 der Außenlage 16 einen größeren Innendurchmesser definieren als die freien Enden 19 der Borsten 17 der Innenlage 15, wobei dann in dem Ausfuhrungsbeispiel der Fig. 3 die Borsten 15 der Innenlage 17 am Innendurchmesser gegenüber den Borsten 18 der Außenlage 16 überstehen.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1, 2 und 3 sind die freien Enden 20 der Borsten 18 der Außenlage 16 jeweils derart ausgebildet, dass dieselben stützelementseitig und deck- elementseitig gleich lang sind, also stützelementseitig und deckelementseitig gleiche Innendurchmesser definieren. Im Unterschied hierzu ist es, wie Fig. 4 entnommen werden kann, auch möglich, dass die Borsten 18 der Außenlage 16 im Bereich ihrer freien Enden 20 stützelementseitig und deckelementseitig unterschiedliche Innendurchmesser definieren, wobei in Fig. 4 der stützelementseitige Innendurchmesser der Enden 20 kleiner ist als der deckelementseitige Durchmesser derselben. Es ist jedoch auch möglich, dass die Borsten 18 der Außenlage 16 mit ihren freien Enden stützelementseitig einen größeren Innendurchmesser definieren als deckelementseitig. Allen gezeigten Ausfuhrungsbeispielen der Fig. 1 bis 4 ist gemeinsam, dass die Borsten 17 der Innenlage 15 des Borsteήpakets 11 als Kohlefasern und die Borsten 18 der Außenlage 16 bzw. Decklage des Borstenpakets 11 als Aramidfasern oder Drahtfasern aus Haynes 25- Draht ausgebildet sind. Es liegt demnach im Sinne der Erfindung ein Borstenpaket in zumindest Hybridbauweise bereitzustellen, wobei bei die Borsten einer Innenlage aus einem anderen Werkstoff gebildet sind als die Borsten der Außenlage.

Die erfindungsgemäße Bürstendichtung zeichnet sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit und hohe mechanische Widerstandsfähigkeit aus. Ferner neigt dieselbe nur zu einer geringen Wärmeentwicklung beim Anstreifen an einen Rotor. Es kann eine gute Dichtwirkung bei langer Lebensdauer realisiert werden.