Abdiehtungsvorriehtung für umlaufende Wellen. Die Erfindung betrifft eine Abdichtungs vorrichtung für umlaufende Wellen und be steht darin, dass die feststehende Gleitfläche anstatt wie bisher aus einem zum Wellen mittel konzentrischen Kreisring zu bestehen, so ausgebildet ist, dass ihre Begrenzungslinien einen vom Wellenmittel veränderlichen Ab stand haben. Bei den bisherigen Abdichtungs vorrichtungen besteht die Schwierigkeit, dass eine gute Schmierung der Gleitflächen mit einer einwandfreien Abdichtung unvereinbar ist.
Werden nämlich die Gleitflächen so an- einandergepresst, dass sie gut abdichten,. so kann das nur auf seinen statischen Druck angewiesene Ö1 nicht in genügendem Mass zwischen sie hinein gelangen und umgekehrt ist eine zuverlässige Abdichtung nicht ge sichert, wenn das 01 leicht zwischen die Flächen dringen kann.
Mit der vorliegenden Erfindung kann diese Schwierigkeit dadurch behoben werden, dass die einzelnen Teile der umlaufenden Gleitfläche infolge der oben ge kennzeichneten Ausbildung der feststehenden Gleitfläche nicht ununterbrochen, sondern intermittierend auf dieser letzteren gleiten und zwischenhinein mit Ölbädern in Berüh- rung kommen, wodurch infolge der Adhäsion des Öls an der umlaufenden Gleitfläche ein kräftiges Mitreissen desselben aus den Bädern zwischen die Gleitflächen bewirkt und somit ausser einer zuverlässigen Schmierung gleich zeitig auch eine gute Abdichtung gewähr leistet wird. Die Anordnung kann so getroffen sein, dass der Übergang vom Gleitflächen zwischenraum zu den die Ölbäder aufneh menden Räumen ein allmählicher ist.
Auf der Zeichnung ist der Erfindungs gegenstand in einigen Ausführungsbeispielen zur Darstellung gebracht.
Fig. 1 ist ein teilweiser Schnitt durch die Vorrichtung, Fig. 2 ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1; die Fig. 3 und 4 sind Varianten der in Fig. 2 gezeigten Gleit flächenform, und die Fig. 5, 6 und 7 in grösserem Massstab gezeichnete Varianten eines in Fig. 1 gezeigten Details.
a ist eine umlaufende Welle und b die Wand eines nicht weiter gezeichneten Ge häuses, in dessen unter Druck stehendem Innenraum vermittelst der von rechts ange triebenen Welle eine ebenfalls nicht gezeich- nete Maschine anzutreiben ist. Die Abdichtung der Welle erfolgt in der Weise, dass eine elastisch und dichtend mit der Welle ver bundene Scheibe c: federnd an den fest und dichtend mit dem Gehäuse verbundenen Deckel d angedrückt wird, auf dein sie ver mittelst radialer Gleitflächen gleitet.
Die Schmierung der Gleitflächen erfolgt dabei durch das im Deckel vorgesehene Ölbad f', das durch den verschliessbaren Kanal g mit frischem Öl gespeist werden kann, sowie durch das im Innern des Gehäuses auch zu andern Zwecken vorgesehene Ölbad h. Die federnde Verbindung der Scheibe c mit der Welle a ist durch eine mit der Scheibe c verlötete wellrohrförmige Membran i herge stellt, die ihrerseits mit dem dichtend und fest auf der Welle sitzenden Ring k verlötet ist.
Zwischen den Scheiben c und k ist eine Schraubenfeder 1 angeordnet, von der die federnde Aneinanderpressung der beiden Gleit flächen bewerkstelligt ist. Während bei den bisherigen Abdichtungsvorrichtungen der die feststellende Gleitfläche tragende Wulst na des Deckels d konzentrisch zur Welle, das heisst so ausgebildet worden ist, dass die feste Gleit fläche voll zwei konzentrisch zur Welle ste henden Kreisen begrenzt wird, ist die All ordnung bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 gemäss der Erfindung so ge troffen,
dass die Begrenzungskreise ri und o der festen Gleitfläche mit einer Exzentrizität in bezug auf die Welle angeordnet sind, die gleich der halben Breite der ringförmigen Fläche ist. Wird in diese Fläche mit dein Wellenmittel als Zentrum der Kreis p ein getragen, der den Kreis ra an seinem tiefsten Punkt und den Kreis o an seinem höchsten Punkt berührt, so wird die feste (-x'leitfläche in die beiden durch ungleiche Schraffierung hervorgehobenen sichelförmigen Teilflächen q und r zerlegt.
Die exzentrische Anordnung der festen Gleitfläche hat die Wirkung, dass die auf der Teilfläche r gleitenden Teile der _ umlaufenden Gleitfläche bei jeder Um drehung der Welle auch mit dem Ölbad lt und die mit der Teilfläche q zusammenar beitenden Teile der umlaufenden Gleitfläche bei jeder Umdrehung auch mit dem Ölbad f in Berührung kommen.
Die ganze umlaufende (äleitfläclre kommt somit im Betrieb immer abwechslungsweise mit den beiden Ölbädern und mit der feststehenden Gleitfläche in Be rührung, wodurch das Schmieröl mit gr@öfei-er Kraft als durch seinen eigenen Druck allein zwischen die Gleitflächen hineingerissen wird. Ausser einer guten Schmierung wird auf diese Weise zugleich auch eine vorzügliche Ab dichtung der Welle erzielt.
Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbei spiel weicht voll demjenigen nach Fig. 2 nur darin ab, dass die Exzentrizität der festste henden Dichtungsfläche gröber als die halbe Breite derselben ist.
Zieht man, mit dem Wellenmittel als Zentrum, die beiden durch den obersten Punkt des Kreises o und durch den untersten Punkt des Kreises a gehenden Kreise, so entsteht zwischen denselben auf der feststellenden Gleitfläche eine Zone s, welche die Eigenschaft hat, da.ss die von ihr berührten Teile der umlaufenden Gleitfläche abwechslungsweise mit dem äussern Ölbad f und dem innern Ölbad h in Berührung kom men, während für die Flächen q und r die Verhältnisse gleich bleiben wie bei der Aus führung nach Fig. 2.
Natürlich kann die feststehende Gleit fläche auch anders als als Kreisring ausge bildet sein. Es kommt nur darauf an, dass ihre Begrenzungslinien veränderlichen Abstand vom Wellenmittel haben, oder mit andern Worten, dass sie die zur Wellenmitte kon zentrischen Kreise der umlaufenden Gleit fläche schneiden. Die kreisförmige Form ist deshalb voll Vorteil, weil sie sich maschinell am leichtesten herstellen läf>t. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die feststellende Dichtungsfläche zum Teil aus konzentriseh zur Welle angeordneten, zum Teil aus geradlinigen Flächen.
Durch Ein zeichnung des Kreises p ist leicht ersichtlich, dass hier ganz ähnliche Wirkung wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 auftritt.
Das Profil des Wulstes m wird am besten gemäss Fig. 5,<B>6</B> oder 7, das heisst so aus- geführt, dass sich die feste Gleitfläche bei auftretendem Verschleiss vergrössert. Bei der Ausbildung nach Fig. G gehen die Räume für die Ülbäder f und 1a anstatt plötzlich, wie in Fig. 5, allmählich in den Zwischenraum der Dichtungsflächen über, womit ein Mit reissen des Öls in -den Zwischenraum in be kannter Weise begünstigt wird.
Ist der all rnähliche Übergang gemäss Fig. 7 nur auf der Seite des innern Ölbades h vorgesehen, während das äussere Ölbad f plötzlich in den Gleitflächenzwischenraum übergeht, so wird das<B>01</B> nur vom innern Ölbad her auf die Gleitflächen mitgerissen, während es beim plötzlichen TJbergang mehr oder weniger ab gestreift wird. Diese Konstruktion ist dann von Vorteil, wenn es sich darum handelt, kleine Ölverluste durch die Dichtung mehr oder weniger aufzuheben.
Sealing device for rotating shafts. The invention relates to a sealing device for rotating shafts and be is that the fixed sliding surface instead of consist of a circular ring concentric to the shaft as before, is designed so that its boundary lines have a variable from the shaft center. In the previous sealing devices there is the difficulty that good lubrication of the sliding surfaces is incompatible with a proper seal.
If the sliding surfaces are pressed against one another in such a way that they seal well. the oil, which is only dependent on its static pressure, cannot get enough between them and, conversely, a reliable seal is not ensured if the oil can easily penetrate between the surfaces.
With the present invention, this difficulty can be overcome in that the individual parts of the circumferential sliding surface due to the above-identified design of the fixed sliding surface do not slide continuously but intermittently on the latter and come into contact with oil baths in between, which as a result of the adhesion of the oil on the circumferential sliding surface causes it to be carried away vigorously from the baths between the sliding surfaces, thus ensuring, in addition to reliable lubrication, a good seal at the same time. The arrangement can be made in such a way that the transition from the space between the sliding surfaces to the spaces receiving the oil baths is gradual.
In the drawing, the subject of the invention is shown in some exemplary embodiments.
Fig. 1 is a partial section through the device, Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1; 3 and 4 are variants of the sliding surface shape shown in FIG. 2, and FIGS. 5, 6 and 7 are variants of a detail shown in FIG. 1, drawn on a larger scale.
a is a rotating shaft and b is the wall of a housing (not shown), in the pressurized interior of which a machine, also not shown, is to be driven by means of the shaft driven from the right. The shaft is sealed in such a way that a disk c, which is elastically and sealingly connected to the shaft, is pressed resiliently onto the cover d, which is firmly and sealingly connected to the housing, on which it slides by means of radial sliding surfaces.
The sliding surfaces are lubricated by the oil bath f 'provided in the cover, which can be fed with fresh oil through the closable channel g, and by the oil bath h provided inside the housing for other purposes. The resilient connection of the disc c with the shaft a is Herge by a corrugated tubular membrane i soldered to the disc c, which in turn is soldered to the ring k seated tightly on the shaft.
Between the discs c and k, a coil spring 1 is arranged, of which the resilient pressing against one another of the two sliding surfaces is accomplished. While in the previous sealing devices the bead of the cover d carrying the locking sliding surface is concentric to the shaft, that is, has been designed so that the fixed sliding surface is fully limited to two concentric circles standing concentric to the shaft, the all order in the embodiment is after Fig. 1 and 2 according to the invention so ge met,
that the boundary circles ri and o of the fixed sliding surface are arranged with an eccentricity with respect to the shaft which is equal to half the width of the annular surface. If the circle p is entered in this surface with the center of the shaft as the center, which touches the circle ra at its lowest point and the circle o at its highest point, then the fixed (-x'leitfläche in the two crescent-shaped highlighted by unequal hatching Partial areas q and r broken down.
The eccentric arrangement of the fixed sliding surface has the effect that the parts of the rotating sliding surface sliding on the partial surface r with each revolution of the shaft also with the oil bath and the parts of the rotating sliding surface that work together with the partial surface q with each revolution come into contact with the oil bath f.
During operation, the entire circumferential (outer surface) always comes into contact alternately with the two oil baths and with the fixed sliding surface, whereby the lubricating oil is torn between the sliding surfaces with greater force than its own pressure alone. Except for good lubrication an excellent seal from the shaft is also achieved in this way.
The game Ausführungsbei shown in Fig. 3 differs completely from that of Fig. 2 only in that the eccentricity of the fixed existing sealing surface is coarser than half the width of the same.
If one draws the two circles going through the uppermost point of the circle o and through the lowest point of the circle a, with the center of the shaft as the center, a zone s arises between them on the fixed sliding surface, which has the property that the Parts of the circumferential sliding surface in contact with it alternately come into contact with the outer oil bath f and the inner oil bath h, while the ratios for the surfaces q and r remain the same as in the embodiment according to FIG. 2.
Of course, the fixed sliding surface can also be configured differently than as a circular ring. It is only important that their boundary lines have a variable distance from the shaft center, or in other words that they intersect the circles of the circumferential sliding surface that are concentric to the shaft center. The circular shape is fully advantageous because it is easiest to produce by machine. In the embodiment shown in Fig. 4, the locking sealing surface consists partly of concentric to the shaft, partly of straight surfaces.
By drawing the circle p it is easy to see that a very similar effect occurs here as in the exemplary embodiment according to FIG. 2.
The profile of the bead m is best designed according to FIG. 5, 6 or 7, that is to say in such a way that the fixed sliding surface increases when wear occurs. In the embodiment according to Fig. G, the spaces for the Ülbäder f and 1a instead of suddenly, as in Fig. 5, gradually merge into the space between the sealing surfaces, with the result that the oil is torn into the space in a known manner.
If the similar transition according to FIG. 7 is only provided on the side of the inner oil bath h, while the outer oil bath f suddenly merges into the space between the sliding surfaces, then the 01 is only entrained onto the sliding surfaces from the inner oil bath , while it is more or less stripped off in the sudden transition. This construction is advantageous when it comes to canceling out small oil losses through the seal to a greater or lesser extent.