Labyrinthdichtung

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Labyrinthdichtung als Stolperbundlabyrinth ausgeführt

Die Labyrinthdichtung (auch Spaltdichtung) ist eine berührungsfreie Wellendichtung. Die Dichtwirkung beruht auf strömungstechnischen Effekten durch die Verlängerung des abzudichtenden Spaltes. Dadurch wird der Strömungswiderstand erhöht. Ein vollständiges Abdichten ist nicht möglich. Die Wegverlängerung wird in der Regel durch ein Ineinandergreifen (Fachausdruck "Verkämmung") von Formelementen auf der Welle und dem feststehenden Gehäuseteil erreicht.[1]

Verwendung[Bearbeiten]

Labyrinthdichtung an einer Dampfturbine

Der Einsatz dieses Dichtungstyps ist auf extreme Betriebsbedingungen wie hohe Drehzahlen, Drücke und Temperaturen beschränkt, da sonst – z. B. nur bei hohen Drücken und Temperaturen – auch wesentlich günstigere Dichtungstypen, z. B. Graphitdichtungen (sogenannte Graphit-Packungen) für den Heißdampf-Bereich, verwendet werden können. Labyrinthdichtungen sind technisch sehr aufwendig zu fertigen und zu montieren sowie entsprechend teuer. Sie sind weit verbreitet als Wellendichtung im Gasturbinenbau, z. B. in Strahltriebwerken und zur Erhöhung des Wirkungsgrades von Dampfturbinen in Kraftwerken häufig besonders aufwendig gestaltet.

Eine spezielle Anwendung von Labyrinthdichtungen sind sogenannte Motorspindeln, die je nach Bauform bis zu mehreren 100.000 min-1 (Umdrehungen pro Minute) erreichen. Bei diesen Spindelmotoren dient die Bauform der Labyrinthdichtung gleichzeitig als Fluidlager (Flüssiglager) bzw. hydrostatische Lagerung oder hydrodynamische Lagerung. Ein entscheidender Vorteil ist dabei die extrem geringe Reibung, die derart hohe Drehzahlen möglich macht.

Varianten[Bearbeiten]

Labyrinthdichtungen werden als Glattspaltlabyrinth oder als Stolperbundlabyrinth ausgeführt. Aufgrund des hohen Strömungswiderstandes in dem langen Spalt kann nur eine geringe, tolerierbare Fluidmenge (Leckmassenstrom) durch die Labyrinthdichtung austreten. Eine absolute Dichtheit ist mit dieser berührungsfreien Konstruktion nicht möglich. Für gefährliche und giftige Substanzen werden komplexere Labyrinthe nötig, der in der Strömungsrichtung im Labyrinth wirkende Druckverlust des zu verdichtenden Mediums wird zum Erreichen einer 100%igen Dichtigkeit mit einem Sperrmedium wie z. B. Stickstoff aufgehoben. Zusätzlich verhindert die Verwendung von Sperrmedien das Eindringen von Fremdstoffen.

Spezielle Variante der Labyrinthdichtungen sind Sperrluftdichtungen.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Wilhelm Gentsch: Dampfturbinen, BoD – Books on Demand, August 2011, ISBN 978-3-86444-114-1. S 291-ff.