Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung temperaturbe¬ ständiger Kunststoffschichten auf Spaltdichtungsflächen.

Der Wirkungsgrad von Turbinentriebwerken ist direkt von der Spalt¬ größe zwischen Gehäuse und Rotor abhängig. Eine minimale Spaltgröße wird beispielsweise durch einen AnstreifVorgang der Schaufelspitzen an den Spaltdichtungsflächen erreicht. Beim Anstreifen der Schaufels- pitzen an den Spaltdichtungsflächen müssen Schaufelbeschädigungen vermieden werden. Kunststoffschichten auf Spaltdichtungsflächen sol¬ len die Spaltbreiten in einem Triebwerk abreibbar und damit einstell¬ bar machen, ohne daß die Schaufelspitzen wesentlich abgerieben wer¬ den. Dazu wird der Kunststoff in eine zähviskose Masse umgesetzt und auf die beanspruchten Gehäuseringe gespachtelt. In einer weiteren Technik werden auch vorgefertigte Kunststoffeinlaufbeläge auf die Gehäuseringe geklebt. Kleber und Spachtelmasse müssen anschließend aushärten. Desweiteren können Kunststoffeinlaufbeläge angegossen werden.

Ein Nachteil dieser Verfahren ist ein hoher Fertigungsaufwand, bei dem nach der Reinigung eine Grundierung aufzutragen ist, auf die nach einem Wärmebehandlungsschritt die Kunststoffmasse aufgeklebt, aufge¬ spachtelt oder angegossen und anschließend ausgehärtet wird. Ab¬ schließend folgt eine spanabhebende Bearbeitung. Dabei sich¬ tbarwerdende Defekte im Belag müssen ausgespachtelt und ausgehärtet, sowie nachbearbeitet werden.

Bei gespachtelten, geklebten und angegossenen Kunststoffmassen liegt die gegenwärtige maximale Einsatztemperatur bei 180 ^β C.

Die Präparation der einzelnen Komponenten für das Spachteln oder Kleben erfordert einen zusätzlichen Fertigungsaufwand, wobei die Komponenten nachteilig eine begrenzte Lagerzeit aufweisen. Ge¬ spachtelte, geklebte oder angegossenen Kunststoffmassen können in ihrem Beschichtungsaufbau nicht variiert werden und sind zumeist durchgängig dicht, was sich auf das Abriebverhalten beim Anstreifvor- ang ungünstig auswirken kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren anzuge¬ ben, mit dem in einem Bearbeitungsschritt ein gradueller Übergang in der Kunststoffbeschichtung für Spaltdichtungsflächen von dicht auf oberflächennah porös hergestellt werden kann und die Nachteile der bisherigen Verfahren überwunden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß eine Plasma- oder Acetylen- Sauerstofflamme von einem Plasma- oder Flammspritzbrenner erzeugt wird, die unter einem Kühlgasstrom von 40 bis 150 SLpM eine Kunst¬ stoffmasse erschmilzt und auf eine Spaltdichtungsfläche spritzt.

Ein Vorteil dieses Verfahrens ist, daß Beläge mit unterschiedlicher Porosität und unterschiedlicher Härte erzeugt werden können, und die

Beschichtungseigenschaften noch während des Herstellungsvorgangs variiert werden können, so daß in einem Arbeitsgang und in einer Schicht der Porositätsgrad von 0 auf 85 Vol.% geändert werden kann.

Darüber hinaus ist das nach dem Spritzen entstandene Kunststoffgefüge äußerst homogen. Schließlich ist dieses Verfahren schneller und damit kostengünstiger als das Klebe-, Spachtel oder Angußverfahren.

Vorzugsweise wird zur Herstellung dichter bis poröser Spritzschichten die Stärke des Kühlgasstromes während der Spritzzeit variiert. Das hat den Vorteil, daß keine zusätzlichen Hilfsmittel erforderlich werden und keine blasenbildenden oder aufschäumenden Mittel dem Kunststoff zugesetzt werden müssen.

In einer bevorzugten Durchführung der Erfindung wird die Kunststoff¬ masse in Pulverform zugegeben. Diese Form der Zugabe ist besonders vorteilhaft beim Flammspritzen, da die Pulverpartikel gleichmäßig durch die Flamme in Partikeltropfchen umgesetzt werden können.

In einer weiteren bevorzugten Durchführung der Erfiundung wird die Kunststoffmasse als Kunststoffdraht zugegeben. Kunststoffdraht eignet sich vorteilhaft für ein Flammspritzverfahren, da die Kunststoff¬ tröpfchen erst in hochplastischem oder flüssigen Zustand von der Drahtspitze abreißen und auf die zu beschichtende Fläche spritzen.

Als bevorzugte Kunststoffmasse werden Polyphenylensulfide eingesetzt, die vorteilhaft Einsatztemperaturen bis 260 ^β C zulassen, da eine Er¬ weichung dieser Kunststoffmasse erst bei 275 ^β C einsetzt.

Es können auch vorzugsweise bis zu 60 Vol.% an Füllstoffen der Kunst¬ stoffmasse zugesetzt werden. Diese Füllstoffe verbessern das An- streifverhalten.

Vorzugsweise werden als Füllstoffe Kalziumflorid, Zinkoxid, Ma¬ gnesiumoxid oder Mischungen derselben zugegeben. Diese werden be- sonders dann vorteilhaft eingesetzt, wenn in der Einlaufphase des Triebwerks die Schaufelspitzen an den Spaltdichtungsflächen einge¬ schliffen werden sollen

Die Figuren und Beispiele zeigen bevorzugte Ausbildungen der Erfin- düng.

Fig. 1 zeigt einen Schliff einer flammgespritzten, temperaturbe¬ ständigen Kunststoffschicht auf einer Spaltdichtungsfläche,

Fig. 2 zeigt einen Schliff einer plasmagespritzten temperaturbe¬ ständigen Kunststoffschicht auf einer Spaltdichtungsfläche

Beispiel 1

Auf einen Ring des Gehäuses eines Triebwerks wurde im Bereich des Verdichters auf den Grundwerkstoff 1 des Rings eine Heißgasflamme von einem Flammspritzbrenner mittels 2 bis 8 SLpM (Standard-Liter pro Minute) Sauerstoff und 2 bis 8 SLpM Acethylen (C2H2) gerichtet. Unter einem Kühlluftstrom von 40 SLpM mit zusätzlich 1 bis 5 SLpM Stick¬ stoff wurde eine Kunststoffmasse mit einer Rate von 7 bis 40 g/min erschmolzen und auf die Ringinnenseite als Spaltdichtungsfläche aus einem Abstand von 50 bis 200 mm gespritzt.

Die Fig. 1 zeigt den Schliff dieser flammgespritzten, temperaturbe¬ ständigen Kunststoffschicht auf einer Spaltdichtungsfläche. Die dich¬ te Spritzschicht 2 wurde durch Erhöhung-des Kühlgasstromes während der Spritzzeit auf 150 SLpM in eine oberflächennahe, poröse Kunst-

stoffspritzuschicht 3 überführt. Diese bevorzugte Schichtstruktur aus Polyphenylensulfiden hat den Vorteil, daß beim Anstreifen an der Schicht auf der Spaltdichtungsfläche zunächst von den Schaufelspitzen die weniger resistente poröse Schicht abzutragen ist und dadurch die Schaufelspitzen vorteilhaft geschont wird.

Beispiel 2

In einem weiteren Beispiel wird der poröse Bereich mit einem Schii - kerverfahren mit keramischem Füllstoff verdichtet, so daß ein ab- rassiver Anstreifbelag entsteht, der die Aufgabe hat, die Leitschau¬ felspitzen in der Einlaufphase auf gleiches Maß herunterzuschleifen, so daß eine minimale Spaltbreite entsteht.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wird dem Kunststoffpulver vor dem Spritzverfahren 25 Vol.% CaF2-Pulver als Füllstoff zugemischt, das danach mit dem Kunststoff aufgespritzt wird. Beim Aufspritzvorgang wird die Stärke des KühlGasstromes so eingestellt, daß eine dichte Kunststoffschicht mit eingelagerten CaF2-Partikeln entsteht.

Beispiel 4

Bei diesem Beispiel wird die Schicht mittels Plasmaspritzen herge¬ stellt. Dazu wird ein Kühlgasstrom von 90 bis 140 SLpM aus Argon eingesetzt und mit einem Sekundärgasstrom aus Wasserstoff von 5 bis 10 SLpM gefahren. Als Treibgas werden 5 bis 10 SLpM Argon hinzugege¬ ben und die Kunststoffschicht auf einer Spaltdichtungsfläche in einem Abstand von 60 bis 160 mm vom Plasmabrenner erzeugt.

Die Fig. 2 zeigt einen Schliff dieser plasmagespritzten, temperatur-

beständigen Kunststoffschicht aus Polyphenylensulfiden auf einer Spaltdichtungsfläche. Die dichte Spritzschicht 2 wurde durch Erhöhung des Kühlgasstromes von 100 SLpM Argon auf 140 SLpM Argon in eine poröse Zwischenschicht 4 überführt. Durch Verminderung des Kühlgas¬ stromes auf 90 SLpM Argon gegen Ende des Verfahrens wurde eine dichte und äußerst glatte Deckschicht 5 gebildet.