CH121876A - Sealing device for rotating shafts. - Google Patents

Sealing device for rotating shafts.

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CH121876A
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CH
Switzerland
Prior art keywords
shaft
sliding surface
sealing device
rotating shafts
oil
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Application number
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German (de)
Inventor
Aktiengesellschaft Gebr Sulzer
Original Assignee
Sulzer Ag
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Publication date
Application filed by Sulzer Ag filed Critical Sulzer Ag
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3404Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Description

  

      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.

 

Claims (1)

PATBNTAANSPRÜCss Abdichtungsvorrichtung für umlaufende Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Gleitfläche anstatt wie bisher aus einem zum Wellenmittel konzentrischen Kreisring zu. bestehen, so ausgebildet ist, dass ihre Begrenzungslinien vom Wellenmittel veränderlichen Abstand haben. UNTERANSPRUCH: Abdichtungsvorrichtung nach Patentan- sprach, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang vom Gleitflächenzwischenraum zu Ölbäder umschliessenden Räumen ein allmäh licher ist. PATBNTAANSPRÜCss Sealing device for rotating shafts, characterized in that the fixed sliding surface instead of a circular ring concentric to the shaft center as before. exist, is designed so that their boundary lines have a variable distance from the shaft center. SUBSTANTIAL CLAIM: Sealing device according to the patent claim, characterized in that the transition from the space between the sliding surfaces to spaces surrounding oil baths is gradual.
CH121876D 1926-10-06 1926-10-06 Sealing device for rotating shafts. CH121876A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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