圆形刷式密封件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种圆形刷式密封件，其通常用于对涡轮喷气发动机（或涡轮机）的 两个加压隔室之间进行密封。
【背景技术】
[0002] 涡轮喷气发动机具有管状隔室，管状隔室中存在有不同的压力。单个转子轴穿过 这些隔室。因此，当轴在所述隔室之间穿过时，在定子（隔室的结构）和转子（轴）之间提 供密封是重要的。由于这种类型的环境（高温，转子和定子之间的强径向不均匀膨胀）的 极端条件，适合的技术使用了例如WO2010/063269中的刷式密封件。刷式密封件对于这种 应用而言具有足够的密封级别，如果由适合的材料构造而成的话能够承受高温，并且对径 向不均匀膨胀而言具有良好的适应性。
[0003] 在WO2010/063269中，刷式密封件在截面中由中心卡扣环和C形罩体构成，围绕 中心卡扣环连续地缠绕有硬毛网，C形罩体在其内径上开口；该罩体用于保持和保护所述 硬毛网。在FR2692019中提出的另一实施例中，中心卡扣环由被盖围绕的弹簧式密封件替 代，该盖在FR2151186中进行了描述，由于盖的弹性，其提供了C形罩体与接触表面之间的 紧密接触。特别地，如果刷式密封件介于隔室的两个不同部件之间的话这是特别引人关注 的：于是刷式密封件相对于涡轮喷气发动机外部的环境提供隔室的两个部件之间的密封。 在该实施例中，C形罩体通常在其内径上延伸有两个平行的条带，旨在尽可能靠近转子保持 硬毛网的结构，以便防止硬毛网在接触所述转子时受到干扰。
[0004] 出现在WO2010/063269或FR2692019中的设计具有共同的缺点：将C形罩体封 闭必须通过对壳体进行冲压或流动离心铸造来实现，这些工艺在本性上会产生大的尺寸公 差。这些大的公差对于构造涡轮喷气发动机而言带来了各种限制。
[0005] 在EP-A-1203178中，发明人使用了如下构造作用基础：具有中心卡扣环和C形罩 体的刷式密封件被安装在两部分的壳体中，压接优选地提供了所述壳体的两个部分之间的 联接。如果该压接的壳体具有的优点是具有紧密的几何公差，但另一方面具有的缺点是增 大了该刷式密封件模块的尺寸，这使得更加难以被容纳到其环境中。此外，该壳体的高度取 决于C形罩体的初始高度；因此大公差的问题在高度上没有得到解决。
[0006] 最后，在所述这些构造中，没有看到明显地能够使刷式密封件被可旋转地保持的 元件。这种作用通过轴向压缩系统性地提供。在操作中例如由于不均匀膨胀导致的所述压 缩的缺失因而将意味着所述旋转保持的缺失。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种具有紧密外部公差以及减小的整体尺寸的刷式密封件构造。概 括来说，所述刷式密封件构造为如下的刷式密封件：围绕硬毛网的C形罩体结构从该刷式 密封件被移除，并且硬毛网被直接插入到外部壳体中，壳体原则上通过压接封闭。尽管C形 罩体缺失，由于该密封件的构造其也能够对将被设置在隔室的夹置所述密封件的两个不同 部件之间的外部进行密封。使密封件能够被可旋转地保持在其座体中的系统也能够被结 合。
[0008] 圆形壳体首先具有称作"罩体"的第一部分。在截面中，该罩体包括柱体部分和径 向回行部分，径向回行部分根据壳体围绕刷子还是刷子围绕壳体而指向内部或外部；该截 面于是形成大写字母"L"的形状。
[0009] 所述径向回行部分的内表面用作用于复合结构的支承表面，复合结构包括中心芯 部，刷式密封件的硬毛网围绕中心芯部卷绕。每股硬毛的两个端部的定向与所述径向回行 部分的端部相同（朝向内部或外部）。最后，该结构包括两个直径：由硬毛的端部形成的直 径，在下文中称作"硬毛直径"，以及另一在围绕芯部的缠绕区域的直径，在下文中称作"平 滑直径"。
[0010] 称作"楔块"的壳体的第二部分然后被插入到下罩体中并且在所述罩体的柱体部 分上居中。该楔块的内表面抵靠所述复合结构。该楔块在罩体中的轴向位置通过在两个部 件的每个中的两个相对平面表面之间的通常为金属对金属的轴向接触来限定。事实上，由 此具有了关于罩体的高度的精确公差。该接触的位置同样进行计算以便对复合结构产生轻 微压缩，这能够产生硬毛网的良好的机械保持，特别是由于在本发明的一些最佳实施例中 作为芯部的一部分的弹簧的弹性。由于所述金属对金属的接触以及弹簧的反作用力能够从 一个部件到另一部件重复，因此能够使得该压缩可靠。这种适当地使用的弹性反作用力使 得压接随着时间的推移仍然可靠。
[0011] 上楔块可以包括其位于壳体外部的表面上的轴向突出部分。壳体通过压接被封 闭。柱体部分的顶部在突出部分上折叠，这提供了对压接的密封。由缺失的C形结构产生 的泄漏路径由此围绕硬毛网被封闭。同时，整体尺寸通过限制该C形结构得到优化。
[0012] 本发明的一个重要方面在于优化了所述复合结构的两个支承表面的几何形状。在 罩体上以及在楔块上，在所述径向回行部分上轴向地挖出凹入的桶状部而不是选择直线支 承表面。在横截面中，桶状部呈弧形。每个弧形的中心优选地位于与芯部的平均直径相等的 直径上。一旦硬毛网被缠绕在芯部上，每个弧形的半径大于或等于硬毛网的最大半径。这 些桶状部的出现使复合结构能够通过除了其平滑直径之外的其它手段进行自居中，对壳体 的不太精确的公差具有调节作用。硬毛网上的剪应力同样被减小。由于硬毛网与支承表面 之间的接触区域不仅仅是偶然性的而是延伸出更大的宽度，因此硬毛网的旋转保持也得到 改善。
[0013] 在由此改进的组件中，现在可以在复合结构的平滑直径与面对下罩体的直径之间 留有一些间隙，但并不减小复合结构在罩体中的居中性。通过压接，这使得复合结构与罩体 之间的径向接触能够通过对密封件进行挤压而得到防止。当芯部是弹性的和柔性的时，这 样的接触会导致显著地增大芯部的刚性，从而导致事实上的压接破损风险。
[0014] -旦被组装，密封件即具有两个外部平面表面。这使得如有必要的话密封件的例 如盲孔的防旋转装置能够被插入到其座体中，盲孔使得具有比所述孔的深度大的长度的销 能够被容置。一旦该销被组装，其将突出并且随时可被插入到密封座体的孔中，以便在最后 提供可旋转保持。
[0015] 在优选实施例中，楔块和罩体各自具有唇缘，唇缘具有指向硬毛的端部的相同方 向的径向圆形突起。这些突起围绕硬毛网并且使硬毛网能够非常靠近其端部被保持（在与 转子的接触区域）并且由此在密封件处于工作期间时能够防止该硬毛网受干扰。而且，由 于之前提到的金属对金属的接触，硬毛网的厚度得到控制，这使得由此形成的刷子的密封 性能能够得优化。
[0016] 这些突起可以在与硬毛的接触区域的末端处被倒圆，以便在硬毛抵靠所述该突起 被轴向弯折时限制剪切和将硬毛切断的风险。
[0017]壳体的平滑直径（与刷子相反）可以被机加工以便允许嵌入在座体中并由此优化 密封件与所述座体之间的密封。
[0018] 最后，在一些情况下，芯部可以被选择成足够柔性以便避免太显著的刚性，太显著 的刚性会导致妨碍压接或导致压毁硬毛。这样的柔性芯部可以仅由具有C形截面的开口圆 形盖构成，而不是具有螺旋弹簧的这种盖。
【附图说明】
[0019] 通过阅读本发明的仅以示例性例子的方式提供的实施例的描述并且参照附图，本 发明的其它优点和特征将变得明显，其中：
[0020] 图1示出了根据本发明的这种密封件的横截面视图，这里在其内径上具有刷子；
[0021] 图2示出了刷式密封的透视图；
[0022] 以及图3示出了刷式密封件的三维横截面视图。
【具体实施方式】
[0023] 所示出的刷式密封件为围绕中心轴线23的圆形。首先，该刷式密封件包括下罩体 1 (根据这里为附图所选择的示图）。该刷式密封件还包括由硬毛层3和芯部24构成的复 合结构。芯部在这里具有中空截面并且由螺旋金属弹簧5和金属盖4构成，螺旋金属弹簧 5围绕该密封件缠绕成环状，金属盖4具有C形的开口截面并且围绕并保护弹簧5。这种密 封件是已知的并且具体地以商标HELICOFLEX@进行销售。本发明在其优选实施例中结 合有芯部；但芯部的其它实施例也是可以的，例如仅包括盖4,这提供了更大的柔性。硬毛 层3具有围绕芯部24缠绕的环绕部分20以及径向指向内部并且起密封作用的平行的股束 21和22。缠绕体20的最大直径被称作"平滑直径"并