CH369329A - Durch Zentrifugalkraft gesteuerte Dichtung - Google Patents
Durch Zentrifugalkraft gesteuerte DichtungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/164—Sealings between relatively-moving surfaces the sealing action depending on movements; pressure difference, temperature or presence of leaking fluid
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/76—Sealings of ball or roller bearings
- F16C33/78—Sealings of ball or roller bearings with a diaphragm, disc, or ring, with or without resilient members
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Description
Durch Zentrifugalkraft gesteuerte Dichtung Bis anhin war es üblich, verschiedene Formen von Labyrinthdichtungen und kontaktlosen Dichtun gen für die Lager von schnellaufenden Maschinen zu verwenden, bei welchen Kontaktdichtungen wegen der bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten erzeugten Wärme nicht zur Anwendung gelangen können. Die Dichtungsfähigkeit der bisher benutzten Dichtungen war gut, wenn die Maschine, in welcher sie montiert waren, mit hoher Drehzahl lief; sie war aber un genügend, wenn die Maschine stillstand oder im Anlaufen begriffen war. Durch den bei hohen Dreh zahlen erzeugten Pumpeffekt wird in den Lager gehäusen ein gewisser Unterdruck erzeugt. Wenn die Drehzahl zurückgeht, nimmt auch der Pumpeffekt ab und Luft, welche für das Lager schädliche Feuchtig keit und Staubteilchen enthält, dringt ins Lager ein. Dies geschieht auch, und zwar in noch stärkerem Masse, wenn ein stillstehendes Lager sich von der Betriebstemperatur abkühlt. Eine verbesserte Form der obenerwähnten allgemeinen Form ist die durch Zentrifugalkraft gesteuerte Dichtung, welche beispiels weise eine leicht kuppenförmige, elastische Scheibe besitzen kann, deren äusserer Rand eine zur Rota tionsachse senkrechte Fläche berührt, wenn die Maschine stillsteht oder langsam läuft. Bei hoher Drehzahl wird die Scheibe infolge der Flichkraft flach, so dass sich ihr Rand von der genannten Fläche abhebt. Die Dichtungsfähigkeit einer solchen Scheibe hängt vom Berührungsdruck ab, welcher mit zuneh mender Abnützung abnimmt, wodurch auch die Dichtungsfähigkeit vermindert wird. Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaf fung einer durch Zentrifugalkraft gesteuerten Dichtung zwischen einem stillstehenden Teil. und einem relativ dazu drehenden Teil. Sie besitzt die meisten Vorzüge der bekannten, durch Zentrifugal- kraft gesteuerten Dichtungen, vermeidet aber deren oben erwähnten Nachteile. In der beiliegenden Zeichnung sind drei Aus- führungsformen des Erfindungsgegenstandes beispiels weise dargestellt; es zeigt: Fig. l eine Dichtung mit einem auf dem einen Ende einer Schleifscheibenwelle montierte Dichtungs teil, wobei der obere Teil der Figur die montierte Dichtung und der untere Teil die Dichtung während der Montage darstellt, Fig. 2 eine Dichtung mit einem auf einer Welle montierte Dichtungsteil, welcher gegen eine von der Welle durchdrungene Wand abdichtet, Fig. 3 teilweise eine Dichtung, welche mit einer Schmiereinrichtung kombiniert ist. Fig. 3a in vergrössertem Massstab einen Ausschnitt der in Fig. 3 gezeigten Dichtung. In Fig. 1 bezeichnet 1 das stillstehende Lager gehäuse einer Schleifscheibenwelle 2, welche in einem hochschulterigen Kugellager 3 dreht. Das Kugellager wird durch einen Deckel 4 ,festgehalten, dessen innerer Teil 5 eine ebene, vorzugsweise geschliffene oder polierte äussere Fläche 6 aufweist. Ein O-Ring 7 ist unter seiner eigenen Spannung auf eine konische Fläche 8 gebracht, welche eine der Wände einer im,, mit der Welle 2 sich d'rehend'en Dichtungsring 9 befindlichen Rille 10 bildet, die zur Rotationsachse dieses Ringes 9 zentrisch ist. Die Axialkomponente der von der konischen Wand auf den Ring 7 aus geübten Gegenkraft drückt diesen mit einem durch die Ringspannung und die Konizität der konischen Wand gegebenen Druck gegen die Fläche 6, die vorzugsweise senkrecht zur Rotationsachse des Ringes 9 steht. Um die Montage der Dichtung zu erleichtern, ist ein Ring 11 auf dem Lagerzapfen 12 der Welle zwischen dem Innenring des Kugellagers 3. und dem Dichtungsring 9 vorhanden. Wenn die Dichtung mon tiert wird, wird der O-Ring, wie in der unteren Hälfte der Fig. 1 gezeigt, auf den Ring 11 gebracht, dessen zylindrische Aussenfläche den gleichen Durchmesser aufweist wie die innere dem Lager 3 zugewandte Kante der konischen Fläche 8, worauf der Dichtungs- ring 9 in seine Arbeitsstellung verschoben wird. Da durch wird der O-Ring auf die konische Fläche 8 gepresst und liegt wie oben beschrieben, auf der Fläche 6 auf, wodurch die Abdichtung erzeugt wird. In dieser Stellung befindet sich der O-Ring, wenn die Welle stillsteht oder nur langsam rotiert. Sobald die Drehzahl einen gewissen Wert erreicht, hebt die auf den O-Ring wirkende Fliehkraft die durch die Ring spannung auf die konische Fläche 8 wirksame Kraft auf, der O-Ring dehnt sich aus und gelangt mit der äusseren konischen Fläche 13 der Rille 10 in Berüh rung. Daraufhin wird bei weiterer Erhöhung der Drehzahl der O-Ring durch die konische Fläche 13, von der Fläche 6 abgehoben, so dass jegliche Gleit- berührung aufhört und die Dichtung wie eine kontakt lose Dichtung arbeitet. Die Dichtung ist also bei Stillstand oder bei niedrigen Drehzahlen eine Kon taktdichtung und bei höheren Drehzahlen eine kon taktlose Dichtung und besitzt die Vorteile beider Typen, aber nicht deren Nachteile. Die koaxialen Kegelflächen 8 und 13 sind vorzugsweise parallel zueinander. In Fig. 2 bezeichnet 21 eine Welle und 22 eine von der Welle durchdrungene Wand. Ein Ring 23, vorzugsweise aus Metall, ist auf der Welle 21 durch einen zusammengedrückten O-Ring 24 befestigt. Der Ring 23 enthält eine Rille 25, welche gleiches Profil hat wie die Rille 10 in Fig. 1 und dieser entspricht. Ein O-Ring 27, welcher auf der inneren konischen Fläche 26 der Rille 25 aufliegt, wird am Abrutschen oder Abrollen durch eine in entgegengesetzter Rich tung geneigte kegelige oder kegelähnliche Fläche 28 gehindert. Diese Dichtung arbeitet gleich wie die jenige nach Fig. 1. Der Unterschied der Ausführungsform gemäss Fig. 3 gegenüber derjenigen nach Fig. 1 besteht im wesentlichen darin, dass die Ausführungsform gemäss Fig. 3 mit einer Schmiereinrichtung mit Mitteln 31 kombiniert ist, die das Einführen eines Schmierfettes in das Lager erlauben. Ein Führungsring 33 zwingt das Fett, in das Lager einzutreten, wobei überflüssiges oder verbrauchtes Fett aus dem Lager in einen ringförmigen Raum (Spalt) 32 gepresst wird. Dieses Fett, welches die Dichtungseinrichtung durch einen Spalt 35 verlässt, schiebt den O -Ring 34 beiseite. Um zu verhindern, dass Schmierfett, das sich in der Rille 38 angesammelt hat, die Bewegungsfreiheit des O-Ringes 31 beeinträchtigt, wodurch sein Abheben von der Kontaktfläche verhindert werden könnte, befindet sich eine Öffnung, vorzugsweise ein gebohrtes Loch 37, zwischen dem hinteren Teil der Rille und der freien Atmosphäre. Damit der O-Ring bei der Montage nicht von der Fläche 36 abrutscht, ist die Öffnung der Rille leicht verengt, so dass der O-Ring leicht zusammengedrückt werden muss, damit er in die Rille eingeführt werden kann; wie in Fig.3a gezeigt. Mit durch Zentrifugalkraft gesteuerten Dichtungen der beschriebenen Art ausgeführte Versuche haben ergeben, dass die konische Fläche 10 bis 20 zu der Wellenachse geneigt sein muss, und dass eine gewisse axiale Bewegung zwischen der konischen Fläche und der zur Wellenachse senkrecht stehenden Kontakt fläche sogar beim Lauf zulässig ist, da dies den Dichtungsdruck nicht wesentlich ändert und die Wirksamkeit der Dichtung nicht herabsetzt. Einen weiteren Vorteil der beschriebenen Dich tungen bildet die Tatsache, dass die Abdichtungs fläche (6 in Fig. 1) in die Nähe der Rotationsachse gelegt werden kann, so dass die Umfangsgeschwindig keit und das Moment der Reibungskräfte relativ klein sind. Damit die Dichtung bei Verwendung von Öl oder einem ähnlichen Schmiermittel zufriedenstel'lend arbeitet, sollte der Abstand zwischen den konischen Rillenwänden 15 bis 2011l9 grösser sein als der Quer schnittsdurchmesser des O-Ringes. In der Ausführungsform gemäss Fig. 2 kann der Metallring 23 durch einen Ring aus plastischem oder elastischem Material, wie z. B. Gummi, ersetzt wer den, in welchem Fall die Herstellung des Ringes billig und seine Montage einfach ohne weitere Befestigungs mittel möglich ist, sofern der Durchmesser des Ringes so gewählt wird, dass dieser durch seine eigene Span nung auf der Welle festgehalten wird.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Durch Zentrifugalkraft gesteuerte Dichtung zwi schen einem stillstehenden und einem relativ dazu drehenden Teil, dadurch gekennzeichnet, dass in diesem rotierenden Teil (9 bzw. 23) eine ringförmige Rille (10, 25, 38) gebildet ist, welche zu der Rota tionsachse dieses rotierenden Teils zentrisch ist und koaxiale konische Seitenwände aufweist, dass ein elastischer O-Ring (7, 27, 34) unter Spannung auf die innere konische Wand (8, 26, 36) aufgeschoben ist, wodurch der O-Ring in Berührung mit einer Oberfläche (6) des stillstehenden Teiles (4 bzw. 22) gedrückt wird, das Ganze derart, dass unter dem Einfluss der Fliehkraft der O-Ring bei einer gewissen Drehzahl sich ausweitet, die äussere konische Wand (13) berührt und dann von der genannten Oberfläche (6) abgehoben wird. UNTERANSPRÜCHE 1.Dichtung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, @dass die Weite der Öffnung der ring förmigen Rille etwas kleiner ist als der Querschnitts durchmesser des O-Ringes. 2. Dichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere Ende der konischen Innenwand der Rille an eine zylindrische oder eine sich in entgegengesetzter Richtung verjüngende min destens annähernd konische Fläche anschliesst. 3. Dichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rillenboden (31) eine oder mehrere Öffnungen (37) ins Freie aufweist. 4. Dichtung nach Unteransprüchen 1 und 3.5. Dichtung nach Unteransprüchen 2 und 3.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE174558 | 1958-02-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CH369329A true CH369329A (de) | 1963-05-15 |
Family
ID=20258760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CH6987459A CH369329A (de) | 1958-02-24 | 1959-02-21 | Durch Zentrifugalkraft gesteuerte Dichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH369329A (de) |
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-
1959
- 1959-02-21 CH CH6987459A patent/CH369329A/de unknown
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