Dichtung für Kolbenstangeng Turbinenwellen und dergleichen. Die D, Hindung betrifft eine Dichtung für Kolbenstangen, Turbinenwellen und Wellen anderer Kraftmaschinen, und zwar handelt es sich um eine Dichtung von,derjenigen Art, bei welcher mehrteilige Dichtungsringe durch ringförmige Druckorgane umfasst werden.
Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art ste hen die ringförmigen Druckorgane in der Re gel unter dem Einfluss einer Schlauchfeder aus schraubenförmig aufgewickeltem Stahl- dralit oder dergleichen, durch deren Span nung sie .die Dichtungsringe gegen @flie Kol benstange oder Welle andrücken und durch deren Elastizität die Ringe bei den Bewegun- gen der Stange oder Welle nachgeben kön nen. Diese Anordnung hat verschiedene Nach teile.
Vor allem graben sich die aus hartem, dünnem Stahldraht bestehenden Schlauch federn in die Nut oder Auflagefläche des Ringumfanges ein, wodurch Querrinnen ent stehen, die einer freien Bewegung der Feder hinderlich sind. Ferner wirkt die Hitze, der Schmierstoff und Staub .auf ."die Schlauch feder schädlich ein, so dass sie im Laufe der Zeit ihre Elastizität einbüsst und dann nicht mehr imstande ist, durch ihre Zusammenzie- hung die Abnutzungsverluste der Dichtungs ringe auszugleichen.
Insbesondere durch den oft wiederholten Einfluss der starken Erwär mung und Abkühlung, dem die lange Schlauchfeder in der Stopfbüchse ausgesetzt ist, tritt eine Erschlaffung .der ,Schlauchfeder ein, so .dassi sie nicht mehr ordnungsmässig arbeitet.
Gemäss der Erfindung werden diese Übel stände dadurch beseitigt bezw. herabgesetzt, dass die ringförmigen Druckorgane ,aus un elastischen Teilstücken und zwisthengeschal- teten Wellenfedern bestehen. Die wiederholte Abkühlung und Erhitzung wirken hier viel weniger schädlich wegen: der wesentlich ge ringeren Länge ,der Federn und wegen der Verwendung von Wellenfedern anstelle der Schlauchfeder.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Dichtung nach der Er findung dargestellt.
In Fig. 1 ist das Ausführungsbeisipiel in einem Längsschnitt durch die Dichtung, in Fig. 2 .in einem Querschnitt durch eines der Dichtungselemente, und in Fig. S in einer Seitenansicht dazu veranschaulicht.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ange nommen, dass die mehrteiligen Dichtungsringe aus Vollmetall bestehen. Jedes Dichtungs element ist aus zwei zusammenpassenden Rin gen rc. und<I>b</I> zusammengesetzt, die aus je drei Segmenten bestehen, von denen in Fig. ? die Segmente rar, a2 und a. des Ringes. a sichtbar sind.
Diese eigentlichen Dichtungsringe be itzen nach innen geneigte Aussenflächen n bezw. o und werden von einem gleichfalls aus drei Segmenten oder Teilen (cl, c2 und c') be- stehenden Umfassungsring c umschlossen, wel- c her eine entsprechend keilförmig gestaltete Innenfläche p besitzt.
An den Enden jedes der Teilringe c', c2 und c' sind kurze Wellen federn h angebracht. Aussen ist dieser Ring c mit einer Ringnut f versehen, in welche ein unelastisches, biegsames Organ, z. B. ein Draht g, eingelegt ist.
An einer der Wellenfedern li, ist am äu ssern Ende<I>1,</I> z. B. mittelst einer Schlinge iri, das eine Ende des Drahtes g angehängt, und zwar derart, da.ss der Draht g, wie aus Fig. 3 ersichtlich, über die Wölbungen der Wellen feder la hinweg1äuft. Auch das andere Ende des Drahtes g geht über ,die ganze Wellen feder Herüber und ist am Ende des Teilringes r@' an einem Stift i befestigt, der auch zur Be festigung der Wellenfeder an diesen Ringteil dient.
Die beiden Enden .des Drahtes g sind also so geführt, ,dass sie sich über,der Wellen feder lr, überlappen. Dadurch wird erreicht, dass diese Wellenfeder 1i, zusammengezogen -wird, wenn der Umfang der Dichtung erwei tert wird, zum Beispiel infolge von Seiten bewegungen oder Unebenheiten der Isolben- stange oder Welle oder infolge der Wirkung des gasförmigen oder flüssigen Mediums, ge gen das abgedichtet werden soll, und dass diese Wellenfeder lt sich umgekehrt wieder ausdehnt,
wenn der Umfang der Dichtung abnimmt. Da der Draht g aussen auf den Wölbun-en der Wellenfedern h aufliegt, wer den diese Wellenfedern nicht nur in der Kreisrichtung, sondern auch in radialer R.ieh- tung beansprucht, und zwar so, da.ss;,die hier bei eintretenden Formveränderungen der Fe der einander entgegenwirken;
bei einer Zu- sammenziehung der Wellenfeder la wächst der Auflagedruck des Drahtes g auf den Wöl- liungen der \Vellenfwder, wodurch hie der Zusa.mmendrückung der Feder entgegen-#vir- kende Spannkraft; gesteigert wird.
Jedes, der in den Fig. ? und 3 gezeigten Dichtungselemente, das aus den beiden ge teilten Packungsringen a, und b, dem geteilten heilrin-g c mit den zwischengelagerten Fe dern h und dem Umfangsdraht<I>g</I> gebildet wird, ist in eine Kammer d von rechtccl>igcrn Querschnitt eingesetzt (Fig. 1.).
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Draht y nur ;iii einer der drei Wellen federn, lz in der beschriebenen Weise befestigt, so d.ass an dieser Stelle die Wellenfeder in den unelastischen Draht eingeschaltet ist. Es kann aber auch diese Einschaltung elastischer Stücke an mehreren Stellen des unelastischen Drahtes g erfolgen, z.
B. ;in jeder der drei Federn 1i, in derselben #V eise, wie es in Fi.g. \_l oben dargestellt ist. Auch kann die Ein schaltung der federnden Stücke lt in den un elastischen Draht ri in anderer Weise erfol gen, wenn man auf die besondern Vorteile der beschriebenen Einschaltung von Z\'ellenfederil verzichten will.
Endlich kann vorteilhaft bei Anordnung mehrerer federnder Stücke das eine in ,der in Fig. 2 dargestellten Weise auf Druck beansprucht werden, während ein an deres oder die andern auf Zug beansprucht werden, wenn sich die Dichtung erweitert, indem zum Beispiel bei diesen andern Feder stücken die L\berlapprrng des Drahtes g weg fällt und die Feder unmittelbar einen Teil des Drahtes g oder Umfas:
sun.gsringes bildet. Es ist nicht uribedingt. nötig, dass in jedem Segment bezw. zwischen allen Segmenten des Ringes c Federn h liegen; vielmehr kann unter Umständen nur eine einzige Feder pro Dichtungselement genügen. Statt eines Drah tes kann je nach der Grösse und Konstruktion der Diclltun-- auch ein anderes ringförmiges Organ, z. B. ein Ring von grösserem Quer schnitt. aus Schmiedeisen, Gusseisen oder son stigem geeigneten Metall, Verwendung fin den.
Auch können. die Ringe c, c, und b statt tlrt@iteilig auch zweiteilig oder anders mehr- 1 1.- -ein.
Die Erfindung ist nicht auf die Anwen dung von Keildichtungen beschränkt, sondern kann auch Anwendung finden auf Dichtun gen mit zylinderförmigen Aussenflächen., so wie .auf Dichtungen, bei denen die geteilten Dichtungsringe mit den ringförmigen Druck organen in geteilten Kammern liegen, und bei vielen andern Arten von Metalldichtungen mit geteilten Ringen. Die Dichtung gemäss der Erfindung ist ferner anwendbar sowohl auf Packungen mit Graphitdichtungsringen für Dampfturbinen, als auch auf Packungen mit gusseisernen Dichtungsringen für Gross gasmotoren und Dampfmaschinen.
Seal for piston rods, turbine shafts and the like. The D, binding relates to a seal for piston rods, turbine shafts and shafts of other prime movers, to be precise a seal of the type in which multi-part sealing rings are encompassed by annular pressure members.
In the known devices of this type, the ring-shaped pressure elements are usually under the influence of a hose spring made of helically wound steel dralite or the like, through whose tension they .die sealing rings against @flie piston rod or shaft and their elasticity Rings can give way when the rod or shaft moves. This arrangement has various disadvantages.
Above all, the hose feathers made of hard, thin steel wire dig into the groove or contact surface of the ring circumference, which creates transverse grooves that prevent the spring from moving freely. The heat, the lubricant and dust also have a damaging effect on the hose spring, so that over time it loses its elasticity and is then no longer able to compensate for the wear and tear on the sealing rings through its contraction.
In particular, due to the often repeated influence of the strong heating and cooling to which the long hose spring in the stuffing box is exposed, the hose spring slackens so that it no longer works properly.
According to the invention, these evils are thereby eliminated BEZW. Reduced that the ring-shaped pressure organs, consist of inelastic parts and between-shifted wave springs. The repeated cooling and heating have a much less harmful effect here because of: the significantly shorter length, the springs and because of the use of wave springs instead of the coil spring.
In the drawing, an example embodiment of the seal according to the invention is shown.
In FIG. 1, the exemplary embodiment is illustrated in a longitudinal section through the seal, in FIG. 2 in a cross section through one of the sealing elements, and in FIG. 5 in a side view thereof.
In this embodiment it is assumed that the multi-part sealing rings are made of solid metal. Each sealing element consists of two matching rings rc. and <I> b </I>, each consisting of three segments, of which in Fig.? the segments rar, a2 and a. of the ring. a are visible.
These actual sealing rings be itzen inwardly inclined outer surfaces n respectively. o and are enclosed by an encircling ring c which likewise consists of three segments or parts (c1, c2 and c ') and which has a correspondingly wedge-shaped inner surface p.
At the ends of each of the partial rings c ', c2 and c' short wave springs h are attached. On the outside, this ring c is provided with an annular groove f, in which an inelastic, flexible member, e.g. B. a wire g is inserted.
On one of the wave springs left, <I> 1, </I> z. B. by means of a loop iri, which is attached to one end of the wire g, in such a way that the wire g, as shown in Fig. 3, runs over the curvature of the wave spring la. The other end of the wire g goes over, the whole waves spring over and is at the end of the partial ring r @ 'attached to a pin i, which is also used to fasten the wave spring to this ring part.
The two ends of the wire g are so guided that they overlap over the wave spring lr. This ensures that this wave spring 1i is contracted when the circumference of the seal is expanded, for example as a result of lateral movements or unevenness of the insulating rod or shaft or as a result of the action of the gaseous or liquid medium, against which it is sealed should be, and that this wave spring can be expanded again in reverse,
when the circumference of the seal decreases. Since the wire g rests on the outside of the bulges of the wave springs h, these wave springs are not only stressed in the circular direction, but also in the radial direction, in such a way that the changes in shape occur here the springs counteract one another;
With a contraction of the wave spring la, the contact pressure of the wire g increases on the bulges of the wave springs, whereby the tension force works against the compression of the spring; is increased.
Anyone in the fig? Sealing elements shown and 3, which is formed from the two ge divided packing rings a, and b, the divided Heilrin-g c with the interposed springs h and the circumferential wire <I> g </I>, is in a chamber d ofrechtccl > inserted in a cross-section (Fig. 1.).
In the embodiment shown, the wire y is only; iii one of the three wave springs, lz attached in the manner described, so that the wave spring is switched into the inelastic wire at this point. But it can also take place this inclusion of elastic pieces at several points of the inelastic wire g, z.
B.; in each of the three springs 1i, in the same #V eise as in Fig. \ _l is shown above. The resilient pieces can also be switched into the inelastic wire ri in a different way, if one wants to forego the special advantages of the described integration of the cell spring.
Finally, with the arrangement of several resilient pieces, one can advantageously be subjected to compression in the manner shown in FIG. 2, while one or the other are subject to tension when the seal expands, for example by pieces in these other springs the overlap of wire g falls away and the spring immediately covers a part of wire g or
sun.gsringes forms. It is not caused by uri. necessary that in each segment respectively. between all segments of the ring c springs h lie; rather, only a single spring per sealing element may suffice under certain circumstances. Instead of a wire, depending on the size and construction of the Diclltun-- also another ring-shaped organ, e.g. B. cut a ring of larger cross-section. made of wrought iron, cast iron or other suitable metal, can be used.
Also can. the rings c, c, and b instead of tlrt @ itepart also in two parts or otherwise more- 1 1.- -ein.
The invention is not limited to the application of wedge seals, but can also be applied to seals with cylindrical outer surfaces, as well as seals in which the split sealing rings with the annular pressure organs are in split chambers, and many others Types of metal gaskets with split rings. The seal according to the invention can also be used both on packings with graphite sealing rings for steam turbines and on packings with cast iron sealing rings for large gas engines and steam engines.