Umlaufende Berührungsdichtung Die Erfindung bezieht sich auf reine umlaufende Berührungsdichtung zum Abdichten von relativ zu einander drehbaren Teilen, mit zusammenwirkenden Dichtiungsiringen, von idenen (der eine axial: beweglich, ist und durch eine Dichtungsmembran mit einem der Teile verbiundien .ist.
Denarüige Dichtungen werden beispielsweise als Welkndichtungen verwenidet, wobei ider eine Ring fest .mit deinem (der relativ zueinander beweglichten Teile., Beis :
pielsweiise der Welle, und (der andere, der im folgenden, ,als der @axi,al ib@ewegliche Dichtungsring bezeichnet werden, soll, mit idem anderen Teil, b.ei- spieisweise ;
dem Gehäuse, -so verbunden ist, dass @er eine begrenzte ;axiale Bewegung ausführen kann, um axiale Verschiebungen der Welle ausgleichen zu kör- nen.
Bei @diesen Dichtungen sind drei ;grundsätzliche Fordemunigen zu .stsellen und zwar 1.
zwischen ,dem @axnal beweglichen D.ichxungsring und dem einen ,der relativ zueinander drehbaren Teile, dias Iden Ring trägt, muss eine leckdichte Ver bindung geschaffen wenden, gleichgültig, ob es ;sich hierbieii um, das Gehäuise oder ,die Welle handelst;
2. der axial bewegliche Dichtungsring muss so ,anigeord'net werden, dass ,er sich ,selbst, soweit wie möglich ,auf ein iunrichtiges Laufen "dies damit zusam- menwirkenide.n Dichtunlgsrinigeis,einstellfit;
3. ,die Verbindlung muss so kräftig sein, ,dass sie deir Druckdifferenz zwischen den beiden Seiten der Dichtung widerstehen kann,
besonders wenn die Dichtung bei oder hohen Drücken eines Meidiums verwendet wenden soll, wie beispielsweise Drücken über 3,5 kg/cm'.
Wenn keine oder nur eine geringe Druckdifferenz vorhanden ist, wie :es häufig vorkommt, können die Fonderungen 1) und 2) Leicht erfüllt werden, unddie Forderung 3) ist unwichtig; wenn jedoch mittlere und höhere Drücke verwendet werden, muss die Ve:
rbin, @düng so kräftig gemacht werden, dass die Flexibilität oder Bcieigs,amkeit darunter leidet. Dabei tritt .auch eine erhöhte innere Reibung auf.
Im allgemeinem wer den Vorkehrungen getroffen, die höheren Drücke des Mediiums in gewissem Mass auszugleichen, sodass zu hohe Flächenpressungen zwischen den Ringren ver mieden werden. Die zum Ausgleich ider Drücke vor gesehenen Mitteil sind jedoch nur dann Wirksiam,
wenn die oben erwähnte Verbindung zwischen denn axial beweglichen Dichtungsring :und dem Gehäuse oder dem anderen Teilt, an dem ,der Ringbefestigt ist, genügend, flexibel oder ,biegsam und frei von Reibung ist. In dlese.r Hinsicht können ,
die bekannten Ausfüh- nunge;n nicht als zufriedenstellend :bezeichnet werden, und die Flächenpressungen zwischen den aufeinander gleitenden Flächen der Dichturig sind, deshalb bei mittlere oder höheren Drücken mehr oder weniger ausiser Kontrolle.
Die erfindiungsgemässe rumlaufende Berührcungs- dichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der axial bewegliche Dichtungsring von mindestens einer auf einem Umfang angeordneten, auf die Membran wir kenden Grupp;
adier einer von zwei oder mehreren, in axialer Richtung miteinander verbundenen, je auf einte Membran wirkenden Gruppen von nebeneinan der liegenden Blattfedern, die an die Dichtungsmem bDan anlieige.n, beeinflusst wird,
deren äussere Enden relativ zueinander starr .befestigt sind und id#emen in nere Endren;
sich .freit gegeneinander bewegen könnten, so dass die Federn als einseitig starr eingespannee Balken wirken, wobei, die Membran so bemessen ist, diass die Elastizität der Dichtung im wesentlichen d;u.rch .die Feidierirn gegeben ist.
Dadurch kann in zweckmässiger Weise erreicht wenden, dass zwischen dameinender relativ zueinan- der drehbaren Teile und dem axial beweglichen Dichtungsring eine . Verbindung geschafft wenden kann, die nahezu frei von;
mechanischer Reibung ist und deren Biegsamkeit in weitem Mass ie von der Druckdifferenz stein kann. Weiterhin kann eine Verbindung geschafft werden, die so aus- gelegt .ist,
dass mittels einer zuverlässigen mathemati schen Berechnung die elastischen Eigenschaften der Verbindung bestimmt werden können,
und idass da- mit eine genaue Kontrollee ider Flächenpness jung zwi schen id-en zusammenwirkenden, .aufeinander gleiten- den Ringen bei allen Betriebsbedingungen erhalten wird.
Weiterhin kann dadürch leine Dichtung geschaf fen werden, die nur cinegeringe ,axialle Länge auf weist und in weitem Masse von der Grösste des, abzu- dichtenden Druckes ides Meidiums unabhängig ist.
Die Dichtung kann dleishalb .so ausgelegt wenden, dass die Länge der We1lle verringert wenden kann.
Mit dem Ausdruck ,neibimeinanderiiegendl isst gemeint, dasis benachbarte Kanten der Federn sich:
berühren oder nahe,aneinanderlie,gen können. Infolge der die Membran unterstützenden Blattfedern kann eine äusserst blegsia@me Membran verwendet werden, da ihre Aufgabe nur ins der Abidichtung und weniger oder gar nicht darin Neigt,
zu 1den. elastischen Eigen- schaften: bleizutralgen, die ldie richtigen Flächenpres- sungen zwischen Iden D.ichltungsrinigen für iden vorge sehenen Druck dies Meidiums sicherstellen.
Die Dichturig kann mit einer einzigen Gruppe von Federn und einer,einzigen, damit zusiammmenwir- kenden Membran versehen sein,, wobei sdie inneren,
freien Enden der Federn in! radialer Richtung den axial beweglichen Dichtungsring ,stützen, an idem der Innenu,mlfang der dichtend befestigt ist,
und wobei -dBe äusseren Endender Federn sowie der Aussenumfang leer Membran starr und ldichtend, .an ,dem einten edler zueinander idrehbanen Teile oder einem daran befestigten Ring langebracht sind.
Jedoch kann idias ;Federsystemi auch :als ein Ver bundsystem ausgebildet stein, d. h. aus zwei oder mehreren Feidengruppen bestehen, idie je eine damit zusammenwirkende Membran aufweisen. Es kann eine ungemide Anzahl von Federgruppen vorgesehen werden, ,die<B>je</B> :
eine diamit zusammenwirkende Dlich- tunvgsme"mbnan aufweisen und die durch, daran dich- tend befestigte axial ,bewegliche Ringe miteinander verbunden sind, wobei :
die inneren, freien Endren der Federn, axial bewegliche Ringe, von deneneiner den axial beweglich-en Dichtungsring darstellt, in radialer Richitunig halten und die äusseren Endren der Federn an einem oller mehreren,
iaussenliegenden axial be weglichen Ringen starr befestigt sind, ausser der z. B. ,am Endre liegendien Federgruppe, idie den axial be- waglichen Dichtungsring in raidialer Richtung hält und an dein einen,
der relativ zueinander drehbaren Teile oder deinem daran befestigten Ring starr ange bracht ist.
Andererseits können zwei Federgr.appen mit je einer sdamit zusiammenwrkenden Membran durch
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einen <SEP> innenlliegenden, <SEP> .axiial <SEP> beweglichen <SEP> Ring <SEP> derart
<tb> verbunden <SEP> und <SEP> dichtend <SEP> daran <SEP> befestigt <SEP> sein, <SEP> dass <SEP> die
<tb> freien, <SEP> innerer, <SEP> Enden:
<SEP> der <SEP> Federnden <SEP> Ring <SEP> in <SEP> radia ler <SEP> Richtung <SEP> halben, <SEP> während <SEP> die <SEP> äusseren <SEP> Enden <SEP> der
<tb> Federn <SEP> der <SEP> einen <SEP> Gruppe <SEP> an <SEP> dem <SEP> axial <SEP> beweglichen
<tb> Dichtungsring <SEP> und <SEP> die <SEP> der <SEP> enderen <SEP> Federgruppe <SEP> an
<tb> denn <SEP> einen <SEP> der <SEP> zueinander
<tb> Teile <SEP> oder
<tb> einem <SEP> idarian <SEP> ibefestigten <SEP> Ring <SEP> befestigt <SEP> sind,.
<tb> Auch. <SEP> bei <SEP> einer <SEP> geraden <SEP> Anzahl <SEP> von <SEP> Fedengnup pen <SEP> und <SEP> Memibmanen <SEP> können <SEP> wenigstens <SEP> zwei <SEP> weitere
<tb> Federgruppen <SEP> und <SEP> Membranen <SEP> zwischen <SEP> den <SEP> ersten
<tb> beiden:
<SEP> Gruppen <SEP> sowie <SEP> wenigstens <SEP> ein <SEP> weiterer <SEP> aus senli:egender, <SEP> ,axial <SEP> beweis <SEP> i <SEP> eher <SEP> Ring <SEP> und <SEP> ein <SEP> weiterer
<tb> innenliegendier, <SEP> ,axial <SEP> beweglicher <SEP> Ring <SEP> vorgesehen
<tb> sein, <SEP> wobei <SEP> die <SEP> äussiemen <SEP> Enden <SEP> der <SEP> Feldern <SEP> 1der <SEP> da zwischengefügbern <SEP> Gruppen <SEP> an <SEP> ldem <SEP> äusisenen <SEP> Ring
<tb> oder <SEP> den <SEP> äuseeren <SEP> Ringen <SEP> befestigt <SEP> sind <SEP> und' <SEP> die
<tb> freien <SEP> inneren <SEP> Endender <SEP> Feldern <SEP> Ader <SEP> einzelnen <SEP> Grup pen <SEP> die
<tb> axial <SEP> beweglichen <SEP> Ringe <SEP> hal ten.
<tb> Ob <SEP> nun <SEP> die <SEP> äusseren <SEP> Enden <SEP> der <SEP> betreffenden
<tb> Gnu.ppe <SEP> von <SEP> Federn <SEP> an <SEP> einem <SEP> festliiegendenl <SEP>
Teil, <SEP> wie
<tb> dem <SEP> Gehäuse, <SEP> oder <SEP> an <SEP> einem <SEP> aussenlmeigenden, <SEP> axial
<tb> beweglichen <SEP> Ring <SEP> ange@bnacht <SEP> sind, <SEP> der <SEP> z. <SEP> B. <SEP> durch <SEP> in
<tb> einem <SEP> Mediium <SEP> winkende <SEP> Kräfte <SEP> im <SEP> Gleichgewicht
<tb> gehalten <SEP> wind, <SEP> müssen <SEP> diese <SEP> Enden <SEP> gegen <SEP> Biegung
<tb> ;starr <SEP> esnigeslpiann@t <SEP> stein. <SEP> Die <SEP> Fediern <SEP> sollten <SEP> nur <SEP> sehr
<tb> wenig <SEP> von, <SEP> einer <SEP> gerladen <SEP> Linie <SEP> abweichen, <SEP> wenn <SEP> die
<tb> Wedlle <SEP> in <SEP> axialer <SEP> Richturig <SEP> ihre <SEP> normale <SEP> Lage <SEP> ein nimmt, <SEP> so <SEP> da:
sis <SEP> ein <SEP> Durchschnappen <SEP> verhindert <SEP> wird,
<tb> obwohl <SEP> sie,etwas <SEP> vorgeformt <SEP> sein <SEP> können, <SEP> sodass <SEP> der
<tb> axial <SEP> beweglich-,; Ringeine gerinige Vorbelastung er hält. Ein Druck des erwähnten Mediums, der z. B. über idie Feldern iaufgebracht wird, kann :gegen die Gegenkraft, die lauf dien iaxial beweglichen Dichtungs ring einwirkt, dlie Flächenpressung erzeugen und um gekehrt. Es können Vorkehrungen getroffen werden, den axial beweglichen Dichtungsring und das eine dier relativ zueinander vemdrehbiaren Teeile, ,an :dehn der Ring lb@efestigt isst, gegen, :eine Drehbewegung festzu halten. Bell hest:immten Ausfühnungsfonnen kann der axiaall bewegliche Dichtungsring paus :einzelnen.
Ring beilen biestehen, rund zwar einem N:abenlteil und einem radialen Flanschteil sowie :einen weiteren Teil, der gegen ein Medium dichtend an dem Flansch ;ange bracht eilst und dile Dichtungsfläche des Ringes dar stellt"die konzentriisch zwischen Iden Innen- und, Aus senkanmen des freien Teilers ,dem Membran so arge ordnet ,ist, :dass der nadlale .Flansch eine kTeisringför mi;ge Fläche bildet, auf :die der Druck ides Mediums -einwirken und dem über idie Membran und die Feldern wirksianv werdenden Druck reegegenwirken kann. Die einzelnen Abschnitte der Federn können durch getrennte Teilre geibildat werden oder können in radli:
aler Richtung von einieingeschlosisenen äusseren Ring nach innen vorstehen, kegelstumpfartig ausge- </TAB> bildet und voneinander durch enge radiale Schlitze getrennt sein, wobei idie freien Enden :
so angeordnet sind, dass siie .an denn .axial beweglichen Ring oder einem anderen, innenliegenden Ring anliegen und diesen,in radialer Richtung hallten.
Um ,die Durchbiegung ,der Federur in der ge wünschten Richtung zu unterstützen,, können die äus- seren Einspannungen als tangentiale, lineare Ein spannungen ausgebildet sein, d. h. so, dass jede Ein spannung ,durch eine Seite eines Viellecks dargestellt wird, die durch den Ring, an idem :
die äusseren Enden der Federn befestigt sind, gebildet wenden. Anderer- seits können die Einspannungen idurch eine Anzahl von Zylindern, Nadeln, o.,dgl. gebildet werden, die in. ihrer Gesamtheft leinen mit .geradlinigen, Teilstücken versehenen Polygonzug darstellen.
Die Feldfern köninein mit geraden Innenkanten versehen sein, die durch tangentiales Abscheiden der kegelförmigen Federsegmente gebildet werden, und gegen gerade Kanten dies axial beweglichen Ringes stossien, Iden sie halten.
Wenn mehr als eine Feder gruppe vorgese teil ist, kann jede Blattfeder jeder Gruppe in der oben beschriebenen Weissle gehalten werden. Die Bllattfeidern können auch lamelliert sein.
Die Feldern könne@rn im Bereich kder äusseren Ein spannung, umdie sie gebogen werden, beispielsweisse dadurch steifer ausgebildet werden, idass zusätzliche Federblätter vorgesehen sind, ,die in der Nähte der Teiledler Federn liegen, die in die Einspanmnxng hin einfassen.
Die Federn können mit :ihren äusseren Endren mit dem entsprechenden Rand ,der Membran zusammen- geklleimmit sein, jedoch ist idieses nicht unbedingt er forderlich, lila ,der Memlbranrand für sich beispiels weise dlaldlurch befestigt werden kann, dass er zur Achse der Dichtung hin umgebördelt ist und durch eine um,
ebördehe Lippe gehalten wird.
Der Innenumfang ider Membran kann dadurch festgehalten und ldichtend angebracht werden, dass er mit einer umgebogenen Lippe versehen wird, die durch einten federnden Ring .in reiner kreisTin.gförmi- gen Nute des Ringes gehalten winde,
an idem die Mem bran dichtend befestigt ist. Es kann auch ein .getrennr- ter Ring einen vom Innenlu;mlfalngder Membran aus- aehenden axialen Flansch :an dehn .entsiprechlendien Ring festklemmen.
Inder benllilegenden Zelchnung sind mehrere Aus führung sformein der Erfindung :dargestellt, die im fol- geniden im einzelnen erläutert werden sollen.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt idurch eine Wellendich- tung; Fig. 2 zeigt leinen Schnitt nach der Linie II-11 der Fig. 1; Fig.3 ist ein Diagramm -eines einzelnen Bllattfe- derslegme:nts in Verbindung mit idem laxial bewegli chen Ring;
Feg. 4 zeigt in einer Draufsicht ,die Gestalt dies Blattfaders@e;gments,; Fi.g. 5 ist wie Fig. 2 ein Schnitt II-II ,der Fig. 1, in dem jedoch breitere Blattfeidersegmente dargestellt sind;
Fig. 6 zeigt leine eetwus ,albgeänderte Ausführungs form, ibzi ider ider Druck edles Meidiums, ,der auf .die Membran einwirkt, Iden axial beweglichen Ring von dem damit zusammenwirkenden Ring welgzubewegen versucht;
Fiig.7 ist ein Längsschnitt durch eine drehbare Rohrverbindung, die mit einer Dichtung versehen ist; Fig. 8 zeigt eine Endansicht nach der Linie VIII- VIII der Fig. 7;
Fig. 9 ist ein Teilschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsforim ,der Dichtung; Fig. <B>1</B>0 zeigt einen Teilschnkt durch, eine weitere abgeänderte Dichtung.
Nach den Fig. 1 und 2 fasst ,die ,urilaufende Wellte 1, die ,das eine der oben .erwähnten, relativ zueinan- der drehbaren Teile idarstellt, in ein feststehendes Gehäuse 2 (das das andere Teil bildet) ein, dessen Inneres 3 mit einem unter Druck stehenden Medium gefüllt sein kann.
An der Welle 1 ist eine ringförmige Hülste 4, die ,einen Flansch 5 besitzt, befestigt, wobei der Flansch 5 ,an seinem Umfang not ,der umlaufen- den Dichtfläche 6 versehen ist. Der damit zusiam- menwirkende Dichtring, 7 ist fest am Umfang eine nichtumlaufenden Ringes angebracht, der einen:
Flanischteil 8 rund eine Nabe 9 aufweist, durch iderlen Bohrung die Welle 1 mit einem reichlichen Spiel 10 hindurohfasst, wobei der Ring 7, 8, 9 den oben er wähnten axial beweglichen Dichtungsring ldarstellt. Die innere Kante eigner ebenen Membran 11 aus einem flexiblenRTI ID="0003.0243" WI="14" HE="4" LX="1174" LY="1470"> Material,
die auf der Druckseite von weiter unten näher erläuterten Feldern liegt, isst feist mit edler Nabe 9 verbunden, wobei idiie gegen ein Medlium idichte Verbindung lbeispielsweise mit Hilfe einer vorgeforrnitle:
n Kante 12k der Membran 11 erzielt wird!, die in eine h akibkreisförrnige Nute: (der Nable 9 einfasst und durch eine Ringfeder 1,3 gegen die, Flä che :der Nute gepresst wird.
Die Membran 11 reicht in radialer Richtung bis zur kreisförmigen; Wandung dies Gehäuses 2, an ider ihr .äusserer Rand fest ange bracht ist.
Das kann beispielsweise ldadurch erreicht werden, dass ein dickerer Randteil 14k der Membran 11 in eine kreisförmnige Ausnehmiu:
ng des Gehäuses 2 gepresst wird. In enger Berührung mit ,der äusseren Oberfläche lder Membran 11, die zu, ,der Seite mit dem geringen Druck zeigt, sind eine Anzahl, von raldiallen Bl:a@ttfed:
rn 15 angebracht, deren äussere Enden fest geigen die Endfläche 16 einer grösisenen Ausnehnnung im Gehläuse 2 .mit Hilfe idcs Zentnieran- satzes 17 am Gehäuseldeckei 18 gedrückt werden.
Die innenliegend-.n Eiiden, ider Federn 15 liegen frei in einem kreisförmigen Raum ,zwischen der Membran 11 lund eigner kleinen Schulter 1,9 des Ringers 8, 9.
Wie in Fig. 2 dargestellt, können ,die radialen Blattfe dern<B>15</B> dadurch hergestellt werden, dass aus einem Ring 21 ;aufs Federstahl enge radüale Schlitze 20 her- ausgeschn:tten oller gestanzt wenden.
Aufs der obigen Beschreibung isst zu erkennen, dass die Feldfern 15 -über ,die Membran 11, die die ge- gen ein Medium (dichte Verbindung zwischen, dem Gehäuse 3 und !dem exia!1 .beweglichen Ring 7, 8, 9 darstellt,
durch Aden im Rauaa 3 wirkenden Druck gleichmässig belastet sind(. Die Membran 11 muss so kräftig ausgebildet stein, dass sie unter Druck die Zwischenräumte 20 überbrücken kann, die ihrerseits so schmal wie möglich .ausgebildet.
sein sollten. Dann kann die Membran so :dünn :gemacht werden, dass ihre elastischen Eigenschaften die Einrichtung nicht b:e,einflussien. Diese Eigenschaften sind deshalb aus- sch:Hesslich :
durch die Gestalt !und @die Dicke der Federn 15 wie auch idurch die physikalischen Eigen- schaften ödes Federmaterials bestimmt.
Die einwirkenden Kräfte sind! :in Fig. 3 deutliches zu erkennen, wo ein Diagramm dargestellt ist, :das die denn Entwurf einer Dichtung :gemäss rder Erfindung zugrunde liegende Wirkung erkennen lässt.
Da an genommen werden <U>kann,</U> dass (die Membran 11 kei- nen Einfluss auf die Einrichtung :ausübt, ist sie in die- ser Figur weggelassen. Jede Feder 15 kann, als elasti scher Balken angesehen werden, der am äusseren Ende zwischen ;den Teilen 2 und 18 starr eingespannt ist und ;mit seinem;
freien E;nlcle,an der Schulter 19 der Hülse 9 anliegt. Wenn (die Felder durch Iden Druck p ,des Mediums gleichmässig belastet wird, wird sich eine elastische Verformung einstellen, wie sie in Fig. 3 übertrieben angedeutet ist.
Da die Länge 1 und die veränderliche Breite b der Feder (s. Fig. 4) gege bene Grössen sind, kann (de Dicke, !die erforderlich ist, !um :den Arbeitsldruck p aufzunehmen, :berechnet werden.
Weiterhin können die Auflagerkräfte Ft und F. errechnet werden, wobei F'1 von geringerer prak- tischer Bedeutung ist als F2, ;das die Kraft darstellt, die .gleichzeitig !auf !die beidien zusammenwirkenden Glattflächen :
einwirkt, wenn kielt- Ring 7 !den gleichen Durchmesser besitzt wie die Nabe 9. Bei mittleren und höheren Drückern p ist :eil wünschenswert, die Flächenpressung zu verringern.
Das kann dadurch, erreicht werden,dass an der Nabe 9 der Flanschten 8 angebracht und .am Umfang dieses Flansches der Dichtring biefestügt wird. Dann wirkt der Druck :
des Mediums, der kauf !die hechte Seite des, Flansehteils 8 einwirkt, der Kraft F2 entgegen, so rdass sich die Flä- chenpres!s:ung C als Differenz zwischen F2 und der Druckbelastung ,des Flansches 8 ergibt.
Dia die Kraft F2 bekannt ist, kann( die radiale Erstreckung r des Flansches so bestimmt werden, dass jede :gewünschte Flächenpressung C dadurch !erreicht wird, !dass die Kraft F2 mehr oder weniger -ausgeglichen wind.
Ein sehr vorteilhaftes Merkmal liegt darin, dass infolge :der starren Befestigung der äusseren Enden der Blattfeid@erin 15 und wegen der sich verjüngenden Gestalt in der Ansicht die Auflagerkraft F2 bedeutend geringer ist als F1. Deshalb (bracht nur ein
verhältnis- mässig geringer Teil der gesamten Druckbelastung der Fe:d!ern durch dien Gegendruck auf den Flansch 8 ausgeglichen zu wenden,
sodass (die radliale Erstrek- kung r des Flan!sch!esbeträchtlich kleiner stein kann als -die Länge 1 d!er Blattfedern 115.
Entsprechend der üblichen Praxis wird auf die sich relativ zueinander bewegenden Dichtungsteile 7 und -5 eine gewisse Vorlast -aufgebracht, so dass sie auch. dann in (enger Berührung stehen, wenn kein Druck im Raum 3 wirkslam ist.
Um die genau richtige Bllegsamkeit der Federn 15 sicherzustellen, sind die eingespannten Enden längs gerader Linien: eingespannt, wie es in den Fig. 3 und 4 :durch das Bezugszeichen 22 angedeutet ist. Wenn wie in Feg. 2 :
eine :grosse Anzahl von schmalen Federn verwendet wind, kann auch eine kreisförmige Linie 22 zugelassen wenden, Ida dia Einspannkante für jede Feidler nur sehr wenig von einer geraden Linie abweicht. Wird jedoch :
eine grosse Anzahl von radialen Schlitzen bei .höheren Drücken nicht für' wünschenswert gehalten und ldeshallb eine kleinere Anzahl von breiteren Feldern verwendet, wie es in Fig.5 dargestellt :
ist, sollte die Einspannkante 22 einem Polygonmug folgen, wobei (die nafalen Schlitze 20 in :den Eckpunkten beginnen. Die Gestalt der Schulter 19, an ider ldiie innerem Enden der Blattfedern anliegen" ist von geringerer Bedeutung.
In Fig. 2 hat die Schulter 19 ;ebenfalls kreisförmige Gestalt. In Fig. 5 ist sie für (die breiteren Federn :als! Polygonzug angedeutet.
Der .axial. beweigliche Dichtungsring 7, 8, 9 wird in seiner raidialen Lage relativ zur Welle 1 (durch. die Innenkanten !der Blattfeder 15 gehalten, die lose gegen die äussere zylindrische Fläche der, Nabe 9 stossen, wie "es in den Füg.
1, 2 und 5 zuerkennen ist.
Blei der beschriebenen Dichtung sind weiterhin Mittel vorgesehen, mit denen eine Drehung !des Rin- ges 7, 8, 9 unter dem Einfluss (der Reibung zwischen der Fläche 6 und dehn. Dichtungsring 7 verhindert wind. Beispielsweise ist :der Deckel 18 m-ib :
einer radialen Rippe 23 versehen, (die in eine radiale Nute 24 .am Umfang des Flansches 8 einfassit, wie Fig. 1, 2 und 5 zeigen.
Die Merkreale der in Fig. 1 dargestellten Dich, tung sind'in Fig. 6 in ihrer Anwendung .auf eine Zen- trifu,
galputnpe dargestellt. Wenn 25 einen Teil der Laufradabdeckung darstellt nimmt das unter Druck stehende Medium Raum 26 zwischen der Abdeckung 25 und! dein Pumpeagehäus !e 27 :
ein. Verglichen gib den Fi.g. 1 .uni 3 wirkt,der Druck nun in der entge gengesetzten Richtung auf !die Blattfeidern 15 und den Flansch 8 ein.
Aus diesem Grunde liegt hüer die Membran 1,1 auf den rechten Seite der Federn 15, und die die Enden der Federn stützende Schulter wird durch einen federnden Ring 28idangestellt, der in einer Nute mm äussieren Ende des Nabenteils 9 liegt.
Es ist zu erkennen, dass b ei dieser Anordnung der auf die Federn 15 einwirkende Druck den Dicht ring 7 von der damit zusammenwirkenden Dicht fläche 6 abzuheben versucht. Das wird dadurch ver hindert, dass die radiale Erstreckung des Flansches 8 so bestimmt wird, dass die Belastung der Federn mehr als ausgeglichen wird, so dass sich eine positive Flächenpressung in der gewünschten Grösse ergibt.
In an Fig. 7 und 8 ist eine Dichtung in ihrer An wendung auf :eine tdrehibam Rohrverbindung dar!ge- stellt, bei der Leckvenluste vermieden wenden sollen, wenn :ein Medium durch eine feststehende Rohrlei- tumg in eine umlaufende Maschine geleitet werden soll.
Das Rohr 29, das, ,einen Teil der umlaufenden Maschine darstellen kann, ist in! Lagern gelagert, von denen eines .mit ldem Biezugszeichen 30 bezeichnet ist. Die Lager liegen in einem feststehenden Gehäuse 31, an dem ein Deckel 32 befestigt ist.
Dieser enthält einen Teil 33I der feststehenden Rohrleitung. Bei die sem Beispiel ist (die, Dichtung mit einigen Änderungen versehen,
die eine leichte Herstellung und einen bes seren Zusammenbau ermöglichen sollen. Ein weiteres Merkmal dieser Auisführungsforsn liegt darin, die Flexibilität der Federn dadurch ,zu verbessern,
dass zwei Lagen 34 und 35 verwendet werden. Die Lage 35 liegt auf der Seite mit geringem Druck und unter- stützt die Hauptfelder 34 nur im Bereich kies grössten Biegemoments. Die äusseren Enden der Federn sind starr zwischen zwei kräftigen Ringen 36 und,
37 ein- gespannt, von denen der Ring 37 in :eine zylindrische Ausneh @mung des Ringes 3'6 gedrückt wird und an diesem dadurch befestigt ist, ;dass seine äussere Kante 38 über eine Abschrägung des Ringes 37 gebogen ist.
Die flexible Membran 39 ist mit einem äusseren Rand 40 von konischer Gestalt versehen, der in eine ent- -sprechende Nute im Ring 37 einfasst. Die dichte Ver bindung wird dadurch erreicht, dass die dünne Aus senwandung 41 der Nute gegen den Rand 40 gedrückt wird.
Die innere, zylindrische ,Kante 44 der Membran 39 ist starr an der Nabe 42 -eines Ringes 43 mit Hilfe eines Federringes oder einer Schlauchklemvme 45 be festigt.
Geradlinige Einspamnkanten 46 für (die äusse- ren Enden der Federn 34, 35 (Fig. 8), wenden durch dünnte, zylindrische Nadeln <B>57</B> erreicht,
wie sie bei Nadellagern Verwendung finden. Die Nadeln liegen in einer kreisförmIgen Nurle 48 des Ringes 36.
Diese Anordnung stellt eine sehr genaue Lagerung der Feldfern ohne schwierige Bearbeitung ,sicher. Der Ring 43 wind an einer Drehurig durch eine oder zwei ver längerte Blattfedern 49 )gehindert (Fig. 8),
derlei in- nere Enden .gegen Abiachungen 50 ,an der Aussen- Fläche der Nabe 42 stossen. Aus edler obigen Beschrei- bung ist zu entnehmen,
dass diese Dichtjung als ge- sondertes und unabhängiges Bauteil hergestellt wes- den kann:
, das wie in diesem Beispiel in geeigneter Weise in einer Ausnehrnung des Deckels 32 unterge bracht wiemden kann. Die Bohrung des Ringes 43 bil- det,bei dieser Anwendung einen Teil dies Strömungs- kanals.
Die Flexibilität der Einrichtung kann weiter da durch, vergrössert werden, 1dass die eine Gruppe von Bluttfediern durch leine Mehrzahl von sehr dünnen Federn, d. h.
durch (eine grössere Anzahl von einzel- nen Lagen ersetzt wind.
Weiterhin kann die beschriebene Dichtung in die ser Hinsicht dadurch verbessert werden, dass eine Anzahl von Federgruppen ,in .Reihe geschaltet wird, so dass eine Ausbildung erreicht wird,
die als Verbundeinrichtung bezeichnet wenden kann. Fig. 9 zeigt eine derartige Anordnung einer Verlbunddich tung mit drei Gruppen von Federn,
wobei natürlich auch eine grössere Anzahl von Feldergruppen ver wendet werden kann. Jede Gruppe von Federn 51, 52, 53 sowie :
die benachbarten) Membranen 54, 55, 56 sind an ihren äusseren Enden starr, eingespannt und an ihren inneren Endfern gnuüdlsätzkch genau so ausgebildet, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
Entspre- chend ist )die erste Gruppe von Federn 51 mit der Membran 54 an einem Ringbefestigt, (der zwischen dem Gehäuse 2 ,und )
dem Deckel 18RTI ID="0005.0257" WI="7" HE="4" LX="1474" LY="583"> liegt und der bei- spielsweise laus zwei Teilen 57, 58 besteht,
die durch Nieten 59 zusammengehalten wenden. Ein weicher Dichtungsring 60 verhindert jedes Durchlecken ent lang den Berührungsflächen des Gehäuses. 2 und des Ringes 57, 58.
Das innere Ende der Federn 5,1 und 52 und die Innenkanten der .Membranen 54 und 55 sind mit .einem axial beweglichen Ring 61 verbunden, während :
die äu sseren Endender ,zweiten, und dritten Gruppe von Federn <B>52,53</B> und der zugehörigen Mem branen 55, 56 starr in einen weiteren axial beweg lichen Ring einsgespannt sind, der beispielsweise aus drei Teilen 62, 63 und 64 bestehen kann. Diese An, ordn@u.ng von Federn und Membranen ,kann,
so oft es gewünscht wird, wiederholt werden. Im dargestellten Beispiel sind die Innenkanten der dritten Federgruppe 53 und der Membran 56 wie, in Fig. 1 mit dielt axial beweglichen Dichtungsring,
und zwar mit der Nabe 9 des Ringes 8 verbunden" der den Dichtring 7 trägt. Vorzugsweise erhält der äussere Ring eine radiale Führung. Zu )diesem Zweck ist der Rnngtei 62 mit einem schnallen Flansch 65 versehen,
der lose in dien zylindrischen Abschnitt 66 des Deckels 18 einfasst. Der Druck des Mediums wirkt in gleicher Weise, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, rauf jede Federgruppe ein. Es ist zu erkennen, dass die Kräfte F2 der,
ersten bei dien Federgruppen 51, 52 sich )gegenseitig au4ei- chen. Dasselbegilt für die Kräfte F1 (et weiten und dritten Federgruppe 52, 53.
Die endgültige Kraft F, der Federn 53 wird nach Wunsch mehr oder weniger durch den Druck )des Mediums, der .auf die Endfläche ,des Ringes 7, 8, 9 wirkt,
ausgeglichen. Somit kann die Flächenpressung zwischen den zusammenwirken- .den Teilen 7 und 5 in der gleichen Weise wie bei der einfachen Dichtung nach Fig.1 bestimmt werden, jedoch ist die axiale Flexibilität,
die durch die axiale Bewegung oder Aden axialen Weg je Druckeinheit der Flächenpressung dargestellt wird, n-mal grösser als die der einfachen Dichtung, wobei n die Anzahl der Federgruppen) angibt.
Fig. 1'0 zeigt ein Beispiel einer Verbunddichtung mit zwei Federgruppen 51, 52 und ,zwei Membranen 54, 55, die bei einem Verdichter oder einer Rotations pumpe, ähnlich wie bei Fig.6, zur Anwendung kommt.
Der Druck (des Mediums tritt daher in dem Raum 26 zwischen dem Laufrad 2<B>,</B>5 und dien Ge häuse 27 und ebenso im Raum 67 auf, der mit dem' Raum 26 in Verbindung steht. Die erste Federgruppe 51 und die Membran 54 sind, wiederum starr mit dem feststehenden Ring 57, 58 verbwunden,
während die äusseren Endender Federn 52 und der Membran 55 starr zwischen zwei Ringen 6$, 69 eingespant sind,
die in geeigneter Weise starr miteinander verbunden sind. Der Ring 69 ragt in radüialer Richtung nach in nen und trägt in ider. Nähe seiner Innenkante dem Dichtring 7.
Die beiden Membranen 54, 55 sind aus einem Stück mit einem; zylindrischen Teile 70 herge- stellt, so,dass ,die Innenkanten der Membranen kennen be;
sondenen Befestigung am Ring 71 bedürfen. Bei Betrachtung idex wirkenden Kräfte ist zu erkennten, dass die Kräfte F2 (s.. Fig. 3) der Federn 51, 52, die am der Schulter 72 und: dem federaden Ring 73 anfie- gen, einander ausgleichen.
Die Flächenpressung kann bei ldiesem Beispiel als Differenz zwischen der Kraft F, der Felder 52, ,die ,an, ider Aussenkante des Ringes 69 anliegt, und ider idagegenwirkenden, Druckbela- stung auf die Endfläche des Ringes 69 :
beistimmt wer den, Es ist selbstverständlich, dass bei diesen Ver- bunddichtungen jede Federgruppe aus gier Anzahl von dünnen Schichten bestehen kann, wodurch eine noch vergrösserte Fllexibü#irät erreicht werden kann. Weiterhin können,auch :
die in den Fig. 7 und 8 dar- gestellten konstruktiven Verbiesserungen .angewendet wenden.
Circumferential contact seal The invention relates to a pure circumferential contact seal for sealing parts that are rotatable relative to one another, with cooperating sealing rings, of iden (one of which is axially movable and is connected to one of the parts by a sealing membrane.
Denarius seals are used, for example, as wilting seals, whereby a ring is fixed with your (the parts moving relative to each other., For:
pielsweiise of the shaft, and (the other, which in the following, will be referred to as the @ axi, al ib @ movable sealing ring, with the other part, e.g.
The housing is connected in such a way that it can execute a limited axial movement in order to compensate for axial displacements of the shaft.
With these seals, three; basic requirements are to be provided, namely 1.
A leak-tight connection must be created between the axially movable sealing ring and the one of the parts that can rotate relative to one another, which carries the ring, regardless of whether it is the case or the shaft;
2. The axially movable sealing ring must be arranged in such a way that it adjusts itself, as far as possible, to improper running, which interacts with it.
3., the connection must be strong enough to withstand the pressure difference between the two sides of the seal,
especially if the gasket is to be used at or high pressures of a medium, such as pressures above 3.5 kg / cm '.
If there is little or no pressure difference, such as: it occurs frequently, requirements 1) and 2) can easily be met, and requirement 3) is unimportant; however, if medium and higher pressures are used, the Ve must:
rbin, @ fertil be made so vigorously that the flexibility or flexibility suffers. There is also increased internal friction.
In general, precautions are taken to compensate for the higher pressures of the medium to a certain extent, so that excessive surface pressures between the rings are avoided. However, the messages intended to compensate for the pressures are only effective
if the above-mentioned connection between the axially movable sealing ring: and the housing or the other part to which the ring is attached is sufficient, flexible or pliable and free from friction. In this respect,
the known designs are not considered to be satisfactory: and the surface pressures between the surfaces sliding on one another are more or less out of control at medium or high pressures.
The encircling contact seal according to the invention is characterized in that the axially movable sealing ring is comprised of at least one group arranged on a circumference and acting on the membrane;
adier one of two or more groups of leaf springs lying next to one another, which are connected to one another in the axial direction and each act on a membrane, and which are influenced by the sealing members,
the outer ends of which are rigidly .befestigt relative to each other and are identical to inner ends;
could move freely against each other, so that the springs act as bars rigidly clamped on one side, the membrane being dimensioned so that the elasticity of the seal is essentially given.
As a result, it can be achieved in an expedient manner that between the parts that can be rotated relative to one another and the axially movable sealing ring a. Connection made can turn that almost free of;
mechanical friction and its flexibility to a large extent can be determined by the pressure difference. Furthermore, a connection can be created which is designed in such a way.
that the elastic properties of the connection can be determined using a reliable mathematical calculation,
and in this way a precise control of the surface pness between the interacting rings sliding on one another is obtained under all operating conditions.
Furthermore, a seal can thereby be created which has only a small axial length and is largely independent of the greatest pressure to be sealed in the medium.
The seal can turn halfway, designed so that the length of the shaft can turn less.
By the expression, adjacent to each other, it is meant that adjacent edges of the feathers are:
touch or be close to one another. As a result of the leaf springs supporting the membrane, an extremely blegsia @ me membrane can be used, since its task only tends to be in the sealing and less or not at all in it,
to 1den. elastic properties: lead neutral, which ensure the correct surface pressures between the sealing rings for the intended pressure of this meidium.
The seal can be provided with a single group of springs and a single membrane interacting with them, with the inner,
free ends of the springs in! in the radial direction, support the axially movable sealing ring, on which the inner sleeve, which is sealingly attached,
and where -dBe the outer ends of the springs and the outer circumference of the empty membrane are rigid and oil-tight, on the one of the noble parts idrehbanen to one another or on a ring attached to it.
However, idias; Federsystemi can also: stone designed as a composite system, i.e. H. consist of two or more Feidengruppen, i each having a cooperating membrane. An unlimited number of spring groups can be provided, which <B> each </B>:
have a diamit-cooperating Dlich- tunvgsme "mbnan and which are connected to one another by axially movable rings attached to them in a sealing manner, whereby:
the inner, free ends of the springs, axially movable rings, one of which represents the axially movable sealing ring, hold in radial direction and the outer ends of the springs on one or more
Outer axially movable rings are rigidly attached, except for the z. B., at the end of the spring group, which holds the axially flexible sealing ring in the radial direction and to your one,
the relatively rotatable parts or your attached ring is rigidly attached.
On the other hand, two spring grips, each with a membrane that works together, can pass through
EMI0002.0237
a <SEP> inner, <SEP> .axiial <SEP> movable <SEP> ring <SEP> like this
<tb> connected <SEP> and <SEP> sealing <SEP> to be <SEP> attached <SEP>, <SEP> that <SEP> the
<tb> free, <SEP> inner, <SEP> ends:
<SEP> the <SEP> springy <SEP> ring <SEP> in the <SEP> radial <SEP> direction <SEP> half, <SEP> while <SEP> the <SEP> outer <SEP> ends <SEP> the
<tb> springs <SEP> the <SEP> a <SEP> group <SEP> on <SEP> the <SEP> axially <SEP> movable
<tb> sealing ring <SEP> and <SEP> the <SEP> of the <SEP> enderen <SEP> spring group <SEP>
<tb> because <SEP> one <SEP> the <SEP> to each other
<tb> parts <SEP> or
<tb> are <SEP> attached to a <SEP> idarian <SEP> i attached <SEP> ring <SEP>.
<tb> Also. <SEP> with <SEP> a <SEP> even <SEP> number <SEP> of <SEP> spring groups <SEP> and <SEP> memibmans <SEP> can <SEP> at least <SEP> two <SEP> more
<tb> Spring groups <SEP> and <SEP> membranes <SEP> between <SEP> the <SEP> first
<tb> both:
<SEP> groups <SEP> as well as <SEP> at least <SEP> one <SEP> further <SEP> from senli: egender, <SEP>, axial <SEP> proof <SEP> i <SEP> rather <SEP> ring < SEP> and <SEP> another <SEP>
<tb> inside, <SEP>, axially <SEP> movable <SEP> ring <SEP> provided
<tb>, <SEP> where <SEP> the <SEP> outer <SEP> ends <SEP> of the <SEP> fields <SEP> 1 of the <SEP> because <SEP> groups <SEP> at <SEP> ldem <SEP> outer <SEP> ring
<tb> or <SEP> attached to the <SEP> outer <SEP> rings <SEP> <SEP> are <SEP> and '<SEP> die
<tb> free <SEP> inner <SEP> end of <SEP> fields <SEP> core <SEP> individual <SEP> groups <SEP> the
<tb> axially <SEP> hold movable <SEP> rings <SEP>.
<tb> Whether <SEP> now <SEP> the <SEP> outer <SEP> ends <SEP> of the <SEP> concerned
<tb> Gnu.ppe <SEP> from <SEP> springs <SEP> to <SEP> a <SEP> fixed <SEP>
Part, <SEP> like
<tb> the <SEP> housing, <SEP> or <SEP> on <SEP> an <SEP> outer, <SEP> axial
<tb> moveable <SEP> ring <SEP> is @ bnacht <SEP>, <SEP> the <SEP> e.g. <SEP> B. <SEP> through <SEP> in
<tb> a <SEP> medium <SEP> waving <SEP> forces <SEP> in <SEP> equilibrium
<tb> held <SEP> wind, <SEP> must <SEP> these <SEP> ends <SEP> against <SEP> bend
<tb>; rigid <SEP> esnigeslpiann @ t <SEP> stone. <SEP> The <SEP> springs <SEP> should <SEP> only <SEP> very much
<tb> little <SEP> deviate from, <SEP> a <SEP> straight <SEP> line <SEP>, <SEP> if <SEP> the
<tb> Wedlle <SEP> in <SEP> axial <SEP> right <SEP> takes your <SEP> normal <SEP> position <SEP>, <SEP> so <SEP> there:
sis <SEP> a <SEP> snapping through <SEP> prevents <SEP>,
<tb> although <SEP> they can be <SEP> slightly preformed <SEP>, <SEP> so that <SEP> the
<tb> axial <SEP> movable- ,; He holds a slight preload. A print of the medium mentioned, the z. B. is applied over the fields, can: against the opposing force acting on the axially movable sealing ring, generate the surface pressure and vice versa. Precautions can be taken to keep the axially movable sealing ring and one of the parts that can be rotated relative to one another, against: a rotational movement, when the ring is tightened. Bell hest: the axiaall movable sealing ring can paus: individual.
The ring is in place, round with an upper part and a radial flange part as well as: another part which seals against a medium on the flange; it is attached and the sealing surface of the ring represents "which are concentric between the inner and outer surfaces of the free divider, which arranges the membrane so tightly, is that: the needle-like flange forms a kteisring-shaped surface on which the pressure of the medium can act and the pressure acting over the membrane and the fields can counteract individual sections of the springs can be formed by separate parts or can be in radli:
In the direction of an enclosed outer ring, they protrude inwards, form a truncated cone and are separated from one another by narrow radial slots, with the free ends:
are arranged in such a way that they rest against the axially movable ring or another inner ring and echo this in the radial direction.
In order to support the deflection of the spring in the desired direction, the external restraints can be designed as tangential, linear restraints, i.e. H. so that each tension is represented by one side of a polygon, which is represented by the ring, at idem:
the outer ends of the springs are attached, turn formed. On the other hand, the fixtures can i by a number of cylinders, needles, o., The like. are formed, which in their total issue represent lines with .straight, sections provided polygon.
The fields can be provided with straight inner edges, which are formed by tangential separation of the conical spring segments, and abut against straight edges of this axially movable ring, Iden they hold.
If more than one spring group is provided, each leaf spring of each group can be kept in the same manner as described above. The leaves can also be laminated.
The fields can be made stiffer in the area of the external tension around which they are bent, for example, by providing additional spring leaves, which are located in the seams of the parts of the springs that enclose the bracing.
The springs can be glued together with: their outer ends with the corresponding edge of the membrane, but this is not absolutely necessary, purple, the membrane edge can be attached by itself, for example, so that it is flanged towards the axis of the seal and by one around,
ebördehe Lippe is held.
The inner circumference of the membrane can be held in place and attached in an oil-tight manner by providing it with a bent lip which is held in a pure circular groove in the ring by a resilient ring,
to which the membrane is attached in a sealing manner. A .divided ring can also clamp an axial flange extending from the inner air into the membrane: on stretchy, corresponding ring.
Several embodiments of the invention are shown in the table below, which will be explained in detail below.
1 is a longitudinal section through a shaft seal; Fig. 2 shows a section along the line II-11 of Fig. 1; 3 is a diagram of a single leaf spring segment in connection with the axially movable ring;
Sweep Fig. 4 shows, in a plan view, the shape of this sheet thread; gments; Fi.g. 5, like FIG. 2, is a section II-II of FIG. 1, but in which broader leaf field segments are shown;
Fig. 6 shows leine eetwus, alb changed embodiment, ibzi ider ider pressure noble meidium, which acts on .die membrane tries to move the axially movable ring away from the ring cooperating therewith;
Fig. 7 is a longitudinal section through a rotatable pipe connection which is provided with a seal; Figure 8 is an end view taken along line VIII-VIII of Figure 7;
Fig. 9 is a partial section through a modified embodiment, the seal; FIG. 1 shows a section through a further modified seal.
According to FIGS. 1 and 2, the urilaufende corrugation 1, which represents one of the above-mentioned parts which can be rotated relative to one another, in a fixed housing 2 (which forms the other part), the interior 3 of which is also rotatable can be filled with a pressurized medium.
An annular sleeve 4, which has a flange 5, is attached to the shaft 1, the flange 5 being provided with the circumferential sealing surface 6 on its circumference. The sealing ring 7, which interacts with it, is firmly attached to the circumference of a non-rotating ring which:
Flanischteil 8 has around a hub 9, through an iderlen bore the shaft 1 with ample play 10 hindurohfasst, wherein the ring 7, 8, 9 the above he mentioned axially movable sealing ring l represents. The inner edge of its own flat membrane 11 made of a flexibleRTI ID = "0003.0243" WI = "14" HE = "4" LX = "1174" LY = "1470"> material,
which is on the pressure side of fields explained in more detail below, eats well connected with a noble hub 9, whereby the connection is tight against a medium, for example with the help of a preformed:
n edge 12k of the membrane 11 is achieved! which in a h akibkreisförrnige groove: (surrounds the nable 9 and is pressed by an annular spring 1,3 against the, surface: of the groove.
The membrane 11 extends in the radial direction up to the circular; Wall of this housing 2, on which its outer edge is firmly attached.
This can be achieved, for example, in that a thicker edge part 14k of the membrane 11 is placed in a circular recess:
ng of the housing 2 is pressed. In close contact with the outer surface of the membrane 11, which points to the side with the low pressure, are a number of raldiall Bl: a @ ttfed:
Rn 15 attached, the outer ends of which firmly fiddle the end surface 16 of a large iron extension in the housing 2 .with the help of the centering approach 17 on the housing cover 18 are pressed.
The inner eggs, ider springs 15 lie freely in a circular space between the membrane 11 and its own small shoulder 1, 9 of the wrestler 8, 9.
As shown in FIG. 2, the radial leaf springs 15 can be produced in that narrow radial slots 20 are punched out of a ring 21 on the spring steel and turned over.
It can be seen from the above description that the fields 15 -over, the membrane 11, which represents the ring 7, 8, 9 movable against a medium (tight connection between the housing 3 and the exia 1.
are evenly loaded by pressure acting in Rauaa 3 (. The membrane 11 must be so strong that it can bridge the gaps 20 under pressure, which in turn are as narrow as possible.
should be. Then the membrane can be made so: thin: that its elastic properties do not b: e, affect the device. These properties are therefore exclusively: Hesslich:
determined by the shape and thickness of the springs 15 as well as by the physical properties of the dull spring material.
The forces acting are! : in Fig. 3 clearly recognizable where a diagram is shown: which shows the effect underlying the design of a seal: according to the invention.
Since it can be assumed that the membrane 11 has no influence on the device, it is omitted in this figure. Each spring 15 can be viewed as an elastic beam that is rigidly clamped at the outer end between; the parts 2 and 18 and; with its;
free E; nlcle, on the shoulder 19 of the sleeve 9 rests. If (the fields are evenly loaded by the pressure p i of the medium, an elastic deformation will occur, as indicated in exaggerated form in FIG.
Since the length 1 and the variable width b of the spring (see Fig. 4) are given quantities, the thickness, which is required to absorb the working pressure p, can be calculated.
In addition, the support forces Ft and F. can be calculated, whereby F'1 is of less practical importance than F2,; which represents the force which .simultaneously! On! The two interacting smooth surfaces:
acts when the kiel ring 7! has the same diameter as the hub 9. With medium and higher pushers p it is very desirable to reduce the surface pressure.
This can be achieved by attaching the flange 8 to the hub 9 and attaching the sealing ring to the circumference of this flange. Then the pressure acts:
of the medium, which acts on the right side of the flange part 8, counteracts the force F2, so that the surface pressure C results as the difference between F2 and the pressure load on the flange 8.
Since the force F2 is known, the radial extension r of the flange can be determined in such a way that any desired surface pressure C is! Achieved by! That the force F2 is more or less balanced.
A very advantageous feature is that as a result of: the rigid fastening of the outer ends of the sheet feathers 15 and because of the tapering shape in the view, the bearing force F2 is significantly lower than F1. Therefore (only brought in
Relatively small part of the total pressure load on the feet: to turn the trees balanced by the counter pressure on the flange 8,
so that (the radial extension r of the flange can be considerably smaller than the length 1 of the leaf springs 115.
According to normal practice, a certain preload is applied to the sealing parts 7 and -5, which move relative to one another, so that they also. then stand in close contact when no pressure is effective in space 3.
In order to ensure that the springs 15 are exactly correct, the clamped ends are clamped along straight lines: clamped, as is indicated in FIGS. 3 and 4 by the reference number 22. If as in Feg. 2:
a: large number of narrow springs used wind, can also turn a circular line 22 permitted, Ida the clamping edge for each Feidler deviates very little from a straight line. However:
a large number of radial slits were not considered desirable at higher pressures, and a smaller number of wider fields were used, as shown in Fig. 5:
is, the clamping edge 22 should follow a polygon mug, with (the nafal slits 20 in: the corner points begin. The shape of the shoulder 19, on which the inner ends of the leaf springs rest ”is of lesser importance.
In Fig. 2 the shoulder 19 is also circular in shape. In Fig. 5 it is indicated for (the wider springs: as a polygon course.
The .axial. necessarily sealing ring 7, 8, 9 is held in its radial position relative to the shaft 1 (by. the inner edges! of the leaf spring 15, which abut loosely against the outer cylindrical surface of the hub 9, as "it in the Füg.
1, 2 and 5 is awarded.
With the seal described, means are also provided with which rotation! Of the ring 7, 8, 9 under the influence of the friction between the surface 6 and the stretchable sealing ring 7 is prevented. For example: the cover 18 m-ib :
a radial rib 23 is provided (which encloses a radial groove 24 on the periphery of the flange 8, as shown in FIGS. 1, 2 and 5.
The noticeable areas of the seal shown in FIG. 1 are shown in FIG. 6 in their application to a centrifuge.
galputnpe shown. If 25 is part of the impeller cover, the pressurized medium takes up space 26 between the cover 25 and! your pump housing! e 27:
one. Compared give the Fi.g. 1 June 3 acts, the pressure now in the opposite direction on the leaf feathers 15 and the flange 8.
For this reason, the membrane 1, 1 lies on the right side of the springs 15, and the shoulder supporting the ends of the springs is positioned by a resilient ring 28id which is located in a groove at the outer end of the hub part 9.
It can be seen that with this arrangement, the pressure acting on the springs 15 tries to lift the sealing ring 7 from the sealing surface 6 which interacts therewith. This is prevented by the fact that the radial extension of the flange 8 is determined in such a way that the load on the springs is more than compensated, so that a positive surface pressure of the desired size results.
In FIGS. 7 and 8, a seal is shown in its application to: a rotary pipe connection, in which leakage losses are to be avoided when: a medium is to be passed through a stationary pipe line into a rotating machine.
The tube 29, which can represent a part of the rotating machine, is in! Bearings stored, one of which is denoted .with the flexural symbol 30. The bearings are located in a stationary housing 31 to which a cover 32 is attached.
This contains a part 33I of the fixed pipeline. In this example (the seal has been modified with some
which should allow easy manufacture and a better assembly. Another feature of this design is to improve the flexibility of the springs by
that two layers 34 and 35 are used. The layer 35 lies on the side with low pressure and supports the main fields 34 only in the area of gravel with the greatest bending moment. The outer ends of the springs are rigid between two strong rings 36 and,
37 clamped, of which the ring 37 is pressed into: a cylindrical recess of the ring 3'6 and is fastened to it in that its outer edge 38 is bent over a bevel of the ring 37.
The flexible membrane 39 is provided with an outer edge 40 of conical shape which fits into a corresponding groove in the ring 37. The tight connection is achieved in that the thin outer wall 41 of the groove is pressed against the edge 40.
The inner, cylindrical, edge 44 of the membrane 39 is rigidly attached to the hub 42 -a ring 43 with the help of a spring washer or a hose clamp 45 be.
Rectilinear Einspamnkanten 46 for (the outer ends of the springs 34, 35 (Fig. 8), achieved by thin, cylindrical needles <B> 57 </B>,
as they are used in needle roller bearings. The needles lie in a circular groove 48 of ring 36.
This arrangement ensures very precise storage of the fields remotely without difficult processing. The ring 43 winds on a Drehurig by one or two ver elongated leaf springs 49) prevented (Fig. 8),
such inner ends abut against the expansions 50 on the outer surface of the hub 42. From the noble above description it can be seen that
that this seal can be manufactured as a separate and independent component:
which, as in this example, can be accommodated in a suitable manner in a recess of the cover 32. The bore of the ring 43 forms part of this flow channel in this application.
The flexibility of the device can be further increased by the fact that the one group of blood feathers is formed by a plurality of very thin feathers, i.e. H.
by (a larger number of individual layers replaces wind.
Furthermore, the seal described can be improved in this respect in that a number of groups of springs is connected in series, so that a design is achieved
which can be referred to as a composite facility. Fig. 9 shows such an arrangement of a Verlbunddich device with three groups of springs,
Of course, a larger number of field groups can also be used. Each group of springs 51, 52, 53 as well as:
the adjacent) diaphragms 54, 55, 56 are rigid at their outer ends, clamped in and designed exactly as shown in FIG. 1 at their inner end faces.
Correspondingly, the first group of springs 51 is fastened with the membrane 54 to a ring (which is between the housing 2, and)
the cover 18RTI ID = "0005.0257" WI = "7" HE = "4" LX = "1474" LY = "583"> and which consists, for example, of two parts 57, 58,
which are held together by rivets 59. A soft sealing ring 60 prevents any leakage ent long the contact surfaces of the housing. 2 and the ring 57, 58.
The inner end of the springs 5, 1 and 52 and the inner edges of the membranes 54 and 55 are connected to an axially movable ring 61, while:
the outer ends of the second and third groups of springs 52, 53 and the associated mem branes 55, 56 are rigidly clamped in a further axially movable ring which, for example, consists of three parts 62, 63 and 64 can exist. This to, ordn@u.ng of springs and membranes, can,
to be repeated as often as desired. In the example shown, the inner edges of the third spring group 53 and the membrane 56 are as, in Fig. 1 with the axially movable sealing ring,
namely connected to the hub 9 of the ring 8 which carries the sealing ring 7. The outer ring is preferably provided with a radial guide. For this purpose, the ring part 62 is provided with a buckled flange 65,
which loosely fits into the cylindrical section 66 of the cover 18. The pressure of the medium acts in the same way as shown in FIG. 3 on each group of springs. It can be seen that the forces F2 of
first in the spring groups 51, 52) mutually equalize. The same applies to the forces F1 (et wide and third spring group 52, 53.
The final force F, of the springs 53 is, as desired, more or less due to the pressure of the medium acting on the end face of the ring 7, 8, 9,
balanced. The surface pressure between the interacting parts 7 and 5 can thus be determined in the same way as with the simple seal according to FIG. 1, but the axial flexibility is
which is represented by the axial movement or the axial path per pressure unit of the surface pressure, n times greater than that of the simple seal, where n indicates the number of spring groups).
Fig. 1'0 shows an example of a composite seal with two groups of springs 51, 52 and, two diaphragms 54, 55, which is used in a compressor or a rotary pump, similar to FIG.
The pressure (of the medium therefore occurs in the space 26 between the impeller 2, 5 and the housing 27 and also in the space 67, which is connected to the space 26. The first group of springs 51 and the membrane 54 are, in turn, rigidly connected to the stationary ring 57, 58,
while the outer ends of the springs 52 and the membrane 55 are rigidly clamped between two rings 6 $, 69,
which are rigidly connected to one another in a suitable manner. The ring 69 protrudes in the radial direction in NEN and carries in ider. Close its inner edge to the sealing ring 7.
The two membranes 54, 55 are made in one piece with a; cylindrical parts 70 produced so that the inner edges of the membranes be known;
need a probe attachment to the ring 71. When considering the forces acting on the ax, it can be seen that the forces F2 (see FIG. 3) of the springs 51, 52, which start at the shoulder 72 and the spring-loaded ring 73, balance one another.
In this example, the surface pressure can be expressed as the difference between the force F of the fields 52, which is applied to the outer edge of the ring 69, and the opposing pressure load on the end face of the ring 69:
It goes without saying that with these composite seals, each spring group can consist of any number of thin layers, whereby an even greater degree of flexibility can be achieved. Furthermore, you can also:
the structural improvements shown in FIGS. 7 and 8 apply.