Dichtung für sich drehende Teile. Oft ist es nötig, verdichtete Gase in einem Raum abzudichten, aus dem eine Drehbewe gung herausgeführt werden soll, z. B. bei einem Entlastungskolben usw. In solchen Fällen werden Dichtungen mit weichen Dichtungsstoffen (wie Baumwoll- oder Asbestschnur, Leder- oder Gummimanschet ten) oder mit Metall- oder Kohlenringen oder auch Labyrinthdichtungen verwendet; wenn es sich aber um verhältnismässig hohe Um laufgeschwindigkeiten der abgedichteten, zy lindrischen Flächen und um hohe Drücke handelt, ist eine geeignete Ausbildung einer solchen Dichtung recht schwierig.
Dichtun gen mit weichen Dichtungsstoffen oder mit Metall- oder Kohlenringen erhitzen sich stark durch die beträchtliche Reibungswärme, die in den durch Druck und Geschwindigkeit stark belasteten Berührungsflächen entsteht. Die Labyrinthdichtungen leiden wiederum durch bedeutende Undichtheit, die einerseits dadurch bedingt ist, dass das Spiel der Laby- rinthschneiden nicht kleiner sein kann als das Betriebsspiel der Führungslager, und anderseits dadurch, dass eine Vergrösse rung der Anzahl der Labyrinthstufen die Baulänge der Dichtung vergrössert, aber die Grösse der Undichtheit nur mit ihrer Wurzel beeinflusst.
Die erwähnten Schwierigkeiten wachsen, wenn kurz gebaut werden soll.
Bei der erfindungsgemässen Dichtung für sich drehende Teile werden die erwähnten Schwierigkeiten gemildert oder ganz besei tigt, und zwar durch Fluten der Dichtungs fugen, welche durch das Spiel zwischen ste henden und umlaufenden Teilen der Dich tung entstehen, mit einer geeigneten Flüssig keit, z. B. ein viskoses Schmiermittel, Öl oder ein konsistentes Fett, bei gleichzeitiger Aus- nützung der Förderwirkung einer Schrauben nute (eines Gewindes) zweckmässiger Form, die an der sich drehenden Welle oder in der Buchse, im Zylinder usw. ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise kann die erfindungs gemässe Dichtung z. B. zur Abdichtung der Druckluftzuführungen in die Spindel einer Revolverdrehbank mit Druckluft-Einspann- vorrichtung verwendet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Dichtung nach der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt, in welcher Fig. 1 eine schematische Anordnung des Druckzylinders einer Druckluft-Einspann- vorriehtung einer Drehbank, Fig. 2 die Dichtung im Längsschnitt, Fig. 3 im Querschnitt, Fig. 4 im Längsschnitt durch die Stutzen der Druckluftzuführung und des Kühlwasser umlaufes, Fig. 5 einen Schnitt durch einen Um schalthahn,
Fig. 6 verschiedene Profile der Schrauben nute und Fig. 7 eine Ansicht der aufgerollten Buchse der Dichtung darstellt.
Die Spindel Y der Revolverdrehbank R in Fig. 1 ist mit einem selbstzentrierenden Einspannkopf H versehen, dessen Backen mittels einer hohlen Kolbenstange durch den Kolben eines Druckluftzylinders T beherrscht werden.
Die Bewegung des Kolbens in der einen oder in der andern Richtung wird durch Zulassen der Druckluft in die Zufüh rungsleitungen p, bezw. p2 erreicht, aus wel chen die Druckluft durch die mit Kanälen versehene Dichtung U und durch entspre chende Bohrungen der Welle und des Druck luftzylinders auf die eine oder die andere Seite des Kolbens geführt wird.
Auf der Welle a (Fig. 2) des Druckluft zylinders sind vier Schraubennuten (Ge winde) b, bis b4 vorgesehen, die eine solche Richtung haben, dass gedachte Muttern bei einem Drehen der Welle in der angedeuteten normalen Arbeitsdrehrichtung in der Rich tung der eingezeichneten Pfeile verschoben würden. Das Gewinde hat ein besonderes Profil und zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen den einzelnen Schraubennuten ziemlich breite zylindrische Flächen beste hen.
Im Körper U der Dichtung sind Schmier mittel-Vorratskammern d,, d2 vorgesehen, die mit abgedichteten Füll-Schraubenstopfen e,, e2 versehen sind. 'Weiter sind in den Kühl rippen<I>f</I> Zuführungskanäle f, bis<I>f 4,</I> Rück führkanäle g, bis g4 und Flutkanäle h, bis las ausgebildet.
Die Zuführungskanäle f,, f2 sind unmittelbar mit der Vorratskammer d,, die Kanäle f2, f., mit der Vorratskammer d2 ver bunden.
Die Rückführkanäle g,, g2 münden in den Raum k,, die Rü ckführkanäle g2, g4 in den Raum 1c.2, welche über Rückschlag ventile l,, <B>1-</B> mit den Vorratskammern d,, d2 in Verbindung stehen. Die Flutkanäle h,
bis h3 sind untereinander durch den mit einem Lüftungs- und Ausgleichsrohr j versehenen Verbindungskanal i (Fig. 3) verbunden. In das Gehäuse der Dichtung ist die Buchse na eingepresst, die mit einem geeigneten Lager metall ra versehen ist. In dieser Buchse sind Ringnuten o,, o2 vorgesehen, die mit den Drucklufta.nsehlüssen p,, p2 (Fig. 4) verbun den sind.
Aus ihnen tritt die Druckluft durch die Rohre r,, r2 in die Vorratskammern<I>d,,</I> d2 ein. Ausserdem ist die Buchse 7n, 7a mit einer Reihe von rechteckigen und sich in den verschiedenen Reihen abwechselnden Öff nungen s versehen (Fig. 4), die in die Ka näle f, bis f4, g, bis 94 und h, bis h3 mün den.
Die Vorratskammern d,, d2 sind unter einander durch die Kanäle t,, <B><I><U>4,</U></I></B> u,, u2 und durch den Umschalthahn v verbunden, und zwar entweder über das Kugelventil w, oder über das Kugelventil z'2 (Fig. 5) je nach der Lage des Umschalthahnes v. Die zwischen dem Gehäuse der Dichtung und dem Mantel x ausgebildeten Räume z enthalten Kühl wasser, das durch den Stutzen y,
eintritt und durch den Stutzen y2 austritt.
Wenn zum Einspannen des Gegenstan des die Druckluft durch p, zugeführt wird, ist p2 mit der freien Atmosphäre verbunden, und die Dichtung wirkt wie folgt: Die Druckluft dringt aus dem Kanal o, durch das Rohr r, in die Vorratskammer d, ein und drückt das Schmiermittel durch die Zu führungskanäle<I>f,, f 2</I> in die Schraubennuten b,, b2 auf der Druekzylinderwelle. Infolge der Drehung der Welle fördern die Schrau bennuten b,,
b2 das Schmiermittel unter gleichzeitigem Anwachsen des Druckes in der Richtung der Pfeile in die Kanäle g,, 92, aus welchen das Schmiermittel durch den Raum k, über das Kugelventil 1, in den Vor ratsraum d, zurückkehrt.
Da der Druck des Schmiermittels in den Kanälen g,, g2, die sich in der Nachbarschaft des die Druckluft leitenden Ringkanals o1 befinden, grösser ist als der Druck der Druckluft, kann diese nicht entweichen, und da die Dichtungsfugen, das heisst Berührungsflächen zwischen stehenden und umlaufenden Teilen durch Schmiermittel überdeckt bezw. abgeschlossen sind, ist. die Abdichtung vollkommen.
Die weitere Funk tion der Dichtung hängt davon ab, ob die Drehzahl der Welle und die Viskosität des Schmiermittels grösser oder kleiner sind als zur Bildung des Druckes nötig ist, der dem Druck der Druckluft zwischen den Flut kanälen fa,, fa, und den Zuführungskanälen f1, f2 Gleichgewicht halten soll.
Wenn die Drehzahl und die Viskosität des Schmiermit tels kleiner sind als es zur Bildung dieses Druckes nötig ist, fliesst das Schmiermittel aus den Zuführungskanälen f, f 2 gegen die Richtung der Förderwirkung der Schrauben nuten b,, b2 in die Flutkanäle h,, h2, aus wel chen es durch die Schraubennuten b3, b4 (einerseits unmittelbar aus dem Kanal h2, anderseits aus dem Kanal h,,
nachdem es durch den Verbindungskanal i und den Flut kanal hl durchgeflossen ist) in die Zufüh- rungs- und Rücklaufkanäle f 3, f 4, 93, g4 und in den Vorratsraum d2 befördert wird, wo es sich ansammelt.
Wenn die Drehzahl und die Viskosität des Schmiermittels höher sind als zur Bildung des nötigen Druckes erforder lich ist, schöpfen die Schraubennuten b, bis b., das Schmiermittel aus dem Lüftungs- und Ausgleichsrohr j und aus dem Verbindungs kanal i und fördern es in den Vorratsraum d2 und teilweise in den Vorratsraum d,.
Wenn die Druckluft zwecks Freilassens des Gegenstandes in Leitung p2 zugelassen wird, dringt sie in den Vorratsraum d2 ein. Dann entsteht einerseits die beschriebene dichtende Wirkung der Einrichtung an bei den Seiten des Kanals o2, anderseits wird das Schmiermittel durch den Kanal t2 über den sich in der Lage I befindenden Hahn v und durch den Kanal u, über das Kugelventil w, aus dem Vorratsraum d2 in den Vor ratsraum d, gedrückt.
Dieses Überführen aus dem Vorratsraum d2 in den Vorratsraum d, bei dem Lösen des bearbeiteten Gegenstan des ist nötig, weil die Zeit, während welcher der Gegenstand eingespannt ist und während welcher ein langsames Kühlen des Vorrats raumes d2 mit dem Schmiermittel stattfindet, immer bedeutend länger ist als die Zeit, während welcher die Backen der Einspann vorrichtung frei sind.
Wenn die beschriebene Überführung des Schmiermittels nicht statt finden würde, würde in dem Vorratsraum <I>d,</I> ein Mangel, im Vorratsraum d.2 ein Über- flüss an Schmiermittel eintreten, was die Wirkung der Dichtung ungünstig beeinflus sen würde.
Die beschriebene Dichtung dichtet auch bei kurz andauerndem Gange der Drehbank im umgekehrten Sinne, wie es z. B. beim Gewindeschneiden oder dergleichen vor kommt. Dann fördern die Schraubennuten b, bis b4 das Schmiermittel aus den Vorrats räumen d,, d2 in die Flutkanäle<I>h,</I> bis h3 und aus ihnen in den Verbindungskanal i und in das Ausgleichs- und Lüftungsrohr j, dessen Querschnitt so gewählt ist, dass das.
Schmiermittel während des Rückwärtsganges in ihm nicht zu hoch ansteigt oder sogar überfliesst. Das in dem Ausgleichsrohr an gesammelte Schmiermittel wird dann bei normaler Drehrichtung der Spindel wieder in die Vorratskammern d,, d2 übergeführt.
Die durch die Flüssigkeitsreibung in der Dichtung entstehende Wärme wird durch Kühlwasser abgeführt. Das nötige Wasser steht bei Revolverdrehbänken immer zur Ver fügung, denn es wird zum Kühlen des Schneidstahls und des bearbeiteten Gegen standes benützt.
Wenn die Dichtung nur bei niedrigen mittleren Drehzahlen arbeitet, oder wenn eine grössere Baulänge zur Verfügung steht, genügt natürliche Kühlung durch Luft, denn das gerippte Gehäuse Z der Dichtung besitzt eine grosse Kühlfläche, und die ab zuführende Wärme ist klein; dann fallen der Kühlmantel x und die Kühlwasserstutzen y,, y2 weg.
Bei bestimmten Arbeiten ist es riö tih, andere Einspannbacken in dem selbstzentrie renden Kopf der Spindel der Revolver drehbank R zu benützen, und es kann vor teilhaft sein, die Bewegung des Kolbens um zukehren.
Auch unter diesen Umständen bleibt die Wirkung der beschriebenen Ein richtung dieselbe, nur ist es nötig, den Hahn v aus der Lage I in die Lage II (Fig. 5) zu versetzen, damit beim Freilassen der Ein- spanubacken das Schmiermittel aus dem Vor ratsraum d, in den Vorratsraum d. über geführt wird.
In derselben Weise können auch Dich tungen von Wellen oder von zur Drehachse senkrechten Flächen bei andern Maschinen ausgebildet werden, z. B. bei Turboverdich tern, bei Zentrifugal- und Zahnradpumpen, bei Wasserturbinen und dergleichen, also überall dort, wo die Eigenschaften der be schriebenen Einrichtung vorteilhaft werden können, die in einer vollkommenen Abdich tung zweier sich relativ drehenden Glieder bei hohen Drücken des abgedichteten Mittels, bei grossen und veränderlichen Umfangs geschwindigkeiten und bei kurzer Baulänge, in kleinen Reibungsverlusten und in einem geringen Verbrauch des Schmiermittels be stehen.