Antriebsvorrichtung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung für ein in einem Gefäss angeordnetes rotierendes Arbeitsgerät mit einer durch eine Stopfbüchse abgedichteten Wellendurchführung. Antriebsvorrichtungen dieser Art werden insbesondere bei Rührwerken, Mischern und ähnlichen Geräten verwendet.
Bei solchen Antriebsvorrichtungen stellt sich die Aufgabe, die Wellendurchführung in das Gefäss so auszubilden, dass der ausserhalb desselben liegende Teil der Antriebsvorrichtung in einfacher Weise vom innerhalb des Gefässes liegenden Arbeitsgerät getrennt werden kann, sei es zur Nachbearbeitung oder zum Ersatz bestimmter Teile der Wellendurchführung, oder sei es zur Üb erholung der ganzen Antriebsvorrichtung. Gleichzeitig muss aber verlangt werden, dass bei einwandfreier Abdichtung der Wellendurchführung die durch die Dichtung, das heisst die Stopfbüchse, erzeugte Reibung möglichst klein sei. Bei einer bekannten, häufig verwendeten Konstruktion der Wellendurchführung wird das untere Ende der Antriebswelle in der Stopfbüchse selbst gelagert, indem entweder die Brille der Stopfbüchse oder in die Stopfbüchse eingelegte Ringe ein Gleitlager für diese Welle bilden.
Dieser Konstruktion haftet der grundsätzliche Mangel an, dass das Gleitlager bezüglich der Stopfbüchse nicht genau zentriert werden kann, so, dass die Packung derselben einseitig belastet und deshalb nach kurzer Betriebsdauer undicht wird. Überdies ist eine einwandfreie Schmierung dieses Gleitlagers mit grossen Schwierigkeiten verbunden, so dass die durch dasselbe absorbierte Reibungsleistung relativ gross ist. Besonders ungünstig ist diese Konstruktion jedoch dort, wo die Antriebswelle nicht durch die Stopfbüchse bis ins Gefässinnere geführt ist, sondern die Arbeitswelle aus dem Gefäss herausragt.
Muss nun diese letztere infolge Abnützung nachbehandelt, beispielsweise neu emailliert oder gar ersetzt werden, so ist es praktisch unmöglich, die in die Stopfbüchse ragende Wellenpartie bezüglich der im Innern der Welle liegenden Bohrung für die Kupplung mit der Antriebswelle befriedigend zu zentrieren. Im Betrieb wird dabei die Stopfbüchse-einseitig belastet, und gleichzeitig führt die Antriebswelle eine kreisende Bewegung aus, da sie hinsichtlich des Gleitlagers nicht mehr konzentrisch angeordnet ist.
Zwecks Reduktion der Lagerreibung wurde schon versucht, die Antriebswelle statt in der Stopfbüchse in einem zweiten Wälzlager zu führen, jedoch haftet dieser Ausführungsform der Nachteil an, dass die Antriebswelle mit der Arbeitswelle in umständlicher und unbefriedigender Weise gekuppelt ist, weshalb sich diese insbesondere bei schweren emaillierten Rührwerken nicht durchsetzen konnte.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, bei welcher die obenerwähnten Nachteile vermieden sind. Die erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Antriebswelle in zwei ausserhalb der Stopfbüchse angeordneten Wälzlagern gelagert ist und sich durch die Stopfbüchse in das Innere des Gefässes erstreckt, und dass von aussen betätigbare Verbindungsmittel zwischen Antriebs- und Arbeits - welle vorgesehen sind.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Antriebsvorrichtung für ein Rührwerk teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht dargestellt.
Das Rührwerk besitzt ein Gefäss 1, von welchem in der Zeichnung nur das obere Ende dargestellt ist.
Mit 2 ist ein Ständer bezeichnet, welcher auf dem Gefäss 1 abgestützt und mit diesem verschraubt ist, und der an seinem obern Ende das Reduktions getriebe 3 und den elektrischen Antriebsmotor 4 trägt. Aus dem Reduktionsgetriebe 3 erstreckt sich das Ende der Getriebewelle 5 nach unten in den Ständer 2, wobei dieses Wellenende durch eine Schalenkupplung 6 mit dem obern Ende des Antriebswellenteils 7 verbunden ist. Die Schalenkupplung 6 weist in deren Mittelteil eine ausgefräste Öffnung 8 auf, durch welche der Kopf einer in dem hohlen Antriebswellenteil 7 angeordneten und sich durch diese erstreckenden Verbindungsschraube 9 zugänglich ist.
Währenddem die einen Teil der Antriebswelle bildende Getriebewelle 5 im Reduktionsgetriebe 3 durch ein nicht dargestelltes Wälzlager geführt ist, enthält ein im Ständer 2 angeordneter und lösbar mit diesem verbundener Lagerflansch 10 ein generell mit 11 bezeichnetes Spannhülsenlager, das den Antriebswellenteil 7 führt.
In die für die Wellendurchführung bestimmte Öffnung 12 des Gefässes 1 ist eine Stopfbüchse 13 eingesetzt, wobei zwischen dem Flansch der Stopfbüchse und dem Gefäss eine Dichtung 14 angeordnet ist. Der Ring 15 der Stopfbüchse 13 wird mittels der Schraubenfeder 16, welche sich an Mutter 17 abstützt, gegen die Packung 19 der Stopfbüchse 13 gepresst, wobei der auf die Packung ausgeübte Druck mit Hilfe der Mutter 17 leicht eingestellt werden kann. Die Packung 19 umgibt eine auf die Antriebswelle 7 aufgeschobene Hülse 20, welche mit dieser Welle durch einen Keil 21 drehstarr verbunden ist.
Die Hülse 20 ist auf der Welle längsverschiebbar angeordnet und kann auf derselben mittels einer zwischen zwei Sprengringen 22 geführten Mutter 23 eingestellt werden. Auf dem durch die Stopfbüchse in das Gefässinnere ragenden Ende der Welle 7 ist die Arbeitswelle 24 zentriert, welche das nicht dargestellte Arbeitsgerät trägt. Die Arbeitswelle 24 ist durch einen Keil 25 drehstarr mit der Welle 7 verbunden und wird mit Hilfe der Verbindungsschraube 9 in axialer Richtung gesichert, indem diese das obere Ende der Welle 24 gegen eine am untern Ende der Hülse 20 angeordneten Dichtung 26 presst.
Bei der Montage der Antriebsvorrichtung wird nach der Verbindung der Welle 7 mit der Welle 5 mittels der Schalenkupplung 6 das Reduktionsgetriebe 3 mit dem Antriebsmotor 4 auf den Ständer 2 aufgesetzt, wobei die Welle 7 mit dem Hülsenlager 11 und dem Lagerdeckel 1 0a in den schon vorher in den Ständer 2 eingesetzten Lagerflansch 10 eingeschoben wird. Nach dem Einstellen des Hülsenlagers
11 wird die Mutter 23 zusammen mit der Hülse 20 auf das freie Ende der Welle 7 aufgeschoben und mittels den Sprengringen 22 bzw. dem Keil 21 gesichert, worauf dann die genannte Mutter auf dem
Gewindeansatz der Hülse 20 aufgeschraubt wird.
Darauf kann der Ständer auf das Gefäss 1 aufgesetzt werden, wobei das mit der Hülse versehene Ende der Welle 7 in die vorgängig in die Öffnung 12 des
Gefässes eingesetzte Stopfbüchse eingeschoben wird.
Die Befestigungslöcher im Stopfbüchsenflansch wei sen bezüglich dem Durchmesser der zur Befestigung der Stopfbüchse dienenden Gewindebolzen so viel Spiel auf, dass die Stopfbüchse bzw. die Packung 19 nach dem Belasten derselben mit Feder 16 über die Brille 15 in hinsichtlich der Hülse 20 zentrierter Lage befestigt werden kann. Die Verbindungsschraube 9 wird hierauf in die Arbeitswelle 24 eingeschraubt und diese mit Hilfe des relativ langen Gewindeansatzes dieser Schraube über das freie Ende der Welle 7 gezogen, bis die Stirnfläche derselben am Grund des Führungssitzes 24a der Welle 24 ansteht. Hierauf wird die Hülse 20 durch entsprechende Verdrehung der Mutter 23 gegen die auf der Stirnfläche der Welle 24 liegenden Dichtung 26 verspannt.
Dadurch wird erreicht, dass an der Stossstelle zwischen Hülse 20 und Welle 24 eine dichte Verbindung entsteht, so dass die Welle 7, welche üblicherweise nicht emailliert ist, durch das im Kessel 1 enthaltene Medium nicht angegriffen werden kann. Welle 24, Stopfbüchse 13 und Hülse 20 weisen hingegen einen Emailüberzug auf.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, erlaubt die lösbare Anordnung des Lagerflansches 10 am Ständer 2 bzw. die verschiebbare Befestigung des Lagers
11 auf der Welle 7 eine Verschiebung dieser beiden Teile gegen die Schalenkupplung 6, wodurch ermöglicht wird, die Stopfbüchse 13 neu zu stopfen bzw. die Packung 19 derselben zu ersetzen. Dabei ermöglicht diese Anordnung, den Abstand zwischen den beiden Wälzlagern relativ gross zu halten, das heisst, der Abstand zwischen diesen beiden Lagern kann mehr als halb so gross sein wie der Abstand zwischen dem untern Lager und dem untern Ende der Arbeitswelle 24. Die Schalenkupplung 6 überträgt nicht nur das Drehmoment der Getriebewelle 5 auf den Antriebswellenteil 7, sondern auch die vom Arbeitsgerät her wirkenden Kräfte.
Der äussere Durchmesser der Hülse 20 wird vorzugsweise nicht kleiner gewählt als der Durchmesser der Arbeitswelle 24, damit der Rührwerkantrieb ohne Demontage des Gehäusedekkels angehoben werden kann, z. B. um durch ein nicht dargestelltes Schauloch den Zustand der emaillierten Arbeitswelle und des Arbeitsgerätes prüfen zu können.
Die beschriebene Antriebsvorrichtung ermöglicht bei reibungsarmer Lagerung der Antriebswelle eine einwandfreie Dichtung, so dass der Aufwand für Wartung, Revision und Kontrolle entsprechend gering gehalten werden kann. Infolge der relativ einfachen Konstruktion lassen sich jedoch eventuell notwendige Demontagearbeiten sehr leicht ausführen, und die verschiedenen Teile lassen sich bei der Montage auch immer wieder einwandfrei zentrieren.
Drive device
The subject matter of the present invention is a drive device for a rotating working device arranged in a vessel with a shaft leadthrough sealed by a stuffing box. Drive devices of this type are used in particular in agitators, mixers and similar devices.
The task of such drive devices is to design the shaft leadthrough in the vessel in such a way that the part of the drive device located outside it can be separated in a simple manner from the working device located inside the vessel, be it for reworking or to replace certain parts of the shaft leadthrough, or be it for the recovery of the whole drive device. At the same time, however, it must be required that if the shaft duct is properly sealed, the friction generated by the seal, i.e. the stuffing box, is as small as possible. In a known, frequently used construction of the shaft bushing, the lower end of the drive shaft is mounted in the stuffing box itself, in that either the gland of the stuffing box or rings inserted into the stuffing box form a slide bearing for this shaft.
This construction has the fundamental defect that the plain bearing cannot be centered exactly with respect to the stuffing box, so that the packing of the same is loaded on one side and therefore leaks after a short period of operation. Moreover, proper lubrication of this plain bearing is associated with great difficulties, so that the frictional power absorbed by it is relatively large. However, this design is particularly unfavorable where the drive shaft is not passed through the stuffing box into the interior of the vessel, but the working shaft protrudes from the vessel.
If the latter has to be re-enamelled or even replaced as a result of wear and tear, it is practically impossible to center the shaft section protruding into the stuffing box in a satisfactory manner with respect to the bore located inside the shaft for the coupling with the drive shaft. During operation, the stuffing box is loaded on one side, and at the same time the drive shaft executes a circular movement, since it is no longer arranged concentrically with respect to the plain bearing.
In order to reduce the bearing friction, attempts have already been made to run the drive shaft in a second roller bearing instead of the stuffing box, but this embodiment has the disadvantage that the drive shaft is coupled to the working shaft in a cumbersome and unsatisfactory manner, which is why these are particularly enamelled with heavy loads Agitators could not prevail.
The present invention now aims to provide a drive device in which the above-mentioned disadvantages are avoided. The drive device according to the invention is characterized in that the drive shaft is mounted in two roller bearings arranged outside the stuffing box and extends through the stuffing box into the interior of the vessel, and that connecting means that can be operated from the outside are provided between the drive and working shaft.
In the drawing, an exemplary embodiment of the drive device according to the invention for an agitator is shown partly in section and partly in view.
The agitator has a vessel 1, of which only the upper end is shown in the drawing.
2 with a stand is referred to, which is supported on the vessel 1 and screwed to this, and which carries the reduction gear 3 and the electric drive motor 4 at its upper end. The end of the gear shaft 5 extends downward from the reduction gear 3 into the stator 2, this shaft end being connected to the upper end of the drive shaft part 7 by a shell coupling 6. The shell coupling 6 has in its central part a milled opening 8 through which the head of a connecting screw 9 arranged in the hollow drive shaft part 7 and extending through it is accessible.
While the gear shaft 5, which forms part of the drive shaft, is guided in the reduction gear 3 through a roller bearing (not shown), a bearing flange 10 arranged in the stator 2 and detachably connected to it contains a clamping sleeve bearing, generally designated 11, which guides the drive shaft part 7.
A stuffing box 13 is inserted into the opening 12 of the vessel 1 intended for the shaft feed-through, a seal 14 being arranged between the flange of the stuffing box and the vessel. The ring 15 of the stuffing box 13 is pressed against the packing 19 of the stuffing box 13 by means of the helical spring 16, which is supported on nut 17, whereby the pressure exerted on the packing can be easily adjusted with the help of the nut 17. The packing 19 surrounds a sleeve 20 which is pushed onto the drive shaft 7 and which is connected to this shaft in a rotationally rigid manner by a wedge 21.
The sleeve 20 is arranged on the shaft so as to be longitudinally displaceable and can be adjusted on the same by means of a nut 23 guided between two snap rings 22. On the end of the shaft 7 protruding through the stuffing box into the interior of the vessel, the working shaft 24 is centered, which carries the working device, not shown. The working shaft 24 is torsionally rigidly connected to the shaft 7 by a wedge 25 and is secured in the axial direction with the aid of the connecting screw 9 by pressing the upper end of the shaft 24 against a seal 26 arranged at the lower end of the sleeve 20.
When assembling the drive device, after connecting the shaft 7 to the shaft 5 by means of the clutch 6, the reduction gear 3 with the drive motor 4 is placed on the stator 2, the shaft 7 with the sleeve bearing 11 and the bearing cover 1 0a in the previously Bearing flange 10 inserted into the stand 2 is inserted. After adjusting the sleeve bearing
11, the nut 23 is pushed together with the sleeve 20 onto the free end of the shaft 7 and secured by means of the snap rings 22 and the wedge 21, whereupon said nut on the
Threaded approach of the sleeve 20 is screwed.
The stand can then be placed on the vessel 1, the end of the shaft 7 provided with the sleeve in the previously in the opening 12 of the
The stuffing box inserted into the vessel.
The fastening holes in the stuffing box flange wei sen with respect to the diameter of the threaded bolts used to fix the stuffing box have so much play that the stuffing box or packing 19 can be attached after loading the same with spring 16 via the glasses 15 in a position centered with respect to the sleeve 20 . The connecting screw 9 is then screwed into the working shaft 24 and the latter is pulled over the free end of the shaft 7 with the aid of the relatively long thread extension of this screw until the end face of the same rests against the base of the guide seat 24a of the shaft 24. The sleeve 20 is then braced against the seal 26 lying on the end face of the shaft 24 by corresponding rotation of the nut 23.
This ensures that a tight connection is created at the joint between the sleeve 20 and the shaft 24, so that the shaft 7, which is usually not enameled, cannot be attacked by the medium contained in the boiler 1. Shaft 24, stuffing box 13 and sleeve 20, however, have an enamel coating.
As can be seen from the drawing, the detachable arrangement of the bearing flange 10 on the stand 2 or the displaceable attachment of the bearing allows
11 on the shaft 7 a displacement of these two parts against the shell coupling 6, which makes it possible to re-stuff the stuffing box 13 or to replace the packing 19 of the same. This arrangement makes it possible to keep the distance between the two roller bearings relatively large, that is, the distance between these two bearings can be more than half as large as the distance between the lower bearing and the lower end of the working shaft 24 not only transmits the torque of the gear shaft 5 to the drive shaft part 7, but also the forces acting from the implement.
The outer diameter of the sleeve 20 is preferably chosen not to be smaller than the diameter of the working shaft 24 so that the agitator drive can be raised without dismantling the housing cover, e.g. B. in order to be able to check the condition of the enamelled working shaft and the implement through a viewing hole (not shown).
The drive device described enables a perfect seal with low-friction mounting of the drive shaft, so that the effort for maintenance, revision and control can be kept correspondingly low. As a result of the relatively simple construction, however, any dismantling work that may be necessary can be carried out very easily, and the various parts can also be properly centered again and again during assembly.