CH465974A - Dichtungsanordnung - Google Patents

Description

      Dichtungsanordnung       Die Erfindung bezieht sich auf     eine    Dichtungsan  ordnung für drehbewegliche Lagerungen bei Laufrädern  mit einer Anzahl Schaufeln, die zur Verstellung ihrer  Steigung drehbar auf einer zentralen Nabe angeordnet  sind.  



  Beim     Zusammenbau    und     im    Betrieb solcher aus  grossen und schweren Einzelteilen bestehenden Ma  schinen, die gegenüber einem anderen Teil der Ma  schine eine Drehbewegung     ausführen,        ist    es     notwendig,     eine zuverlässige     Flüssigkeitsdichtung    zwischen dem be  weglichen Teil und dem die Lagerung bildenden Teil  der Maschine zu erreichen. Dabei tritt das Problem auf,  dass es wegen der grossen Masse des gelagerten Teiles  gewöhnlich schwierig ist, das     Radialspiel    des drehenden  Teiles     kleiner    als die zulässige     Konzentrizitätstoleranz     zu halten.

   Das Problem wird zudem noch kompliziert  durch den     im    Betrieb auftretenden Abrieb     in    den Lage  rungen, wodurch     eine    weitere Senkung des drehenden  Teiles und damit eine weitere unangenehme Abweichung  in der konzentrischen Lage gegenüber der Dichtungs  anordnung auftritt.  



  Bei den früheren Lösungen wurde ein Dichtungs  träger starr an einem der Teile befestigt, gewöhnlich       an    dem gegenüber dem drehbaren Teil     nicht    bewegten  Teil. Infolge der Starrheit dieser Anordnung führte  eine Senkung der Turbinenschaufeln, herrührend von  ihrem Gewicht und     ihrer    freitragenden Befestigung, zu  einer radialen Exzentrizität mit     Werten    von     einigen     zehntel     Millimetern,

      wobei     eine    Vergrösserung der La  gerspiele während der Betriebszeit der Einzelteile durch  Abrieb die durch das     Radialspiel        bedingte    ebenfalls  unerwünschte Exzentrizität zusätzlich vergrösserte.  



  Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine  Dichtungsanordnung zu schaffen, die die geschilderten  Nachteile vermeidet, und die     Drehrichtungsanordnung     gemäss der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass  mindestens ein elastischer Dichtungsring auf     Dichtungs-          ringträgern    konzentrisch zur     Ausnehmung    der Nabe  liegt und     unabhängig    von der Abweichung des Schau  felzapfens von der konzentrischen Lage mit der Aus-         nehmung    der Nabe in dichtender Verbindung mit dem       Schaufelzapfen    steht.  



  Die vorliegende Erfindung ist beispielsweise in den  Zeichnungen dargestellt, und es zeigt:       Fig.    1 eine Ansicht eines Laufrades mit der     erfin-          dungsgemässen    Dichtungsanordnung,       Fig.    2 einen Schnitt längs der Linie 2-2     in        Fig.1     und       Fig.    3 einen Teilschnitt     in    einer Ebene, die durch  die Linie 3-3 der     Fig.    2 gegeben ist.  



  Gemäss     Fig.1    weist das Laufrad in der Ausführung  als     Kaplan-Laufrad    19 eine Laufradnabe 20 auf mit  einer     Anzahl    Schaufeln 21, von denen jede an einem  Lagerzapfen 22 befestigt und zur Verstellung der Stei  gung um die Achse des Lagerzapfens drehbar ist, wo  bei jeder Lagerzapfen in Lagern im     Innern    der Laufrad  nabe gehalten ist, z. B. gemäss einer Anordnung, wie  sie im     amerikanischen    Patent Nr. 3 175 803 vom  30. März 1965 beschrieben ist.  



       Fig.    1 zeigt auch die der Halterung der Dichtungs  anordnung dienenden Segmente 26, die entfernt wer  den können, um damit, falls erforderlich, Zugang zur  Dichtungsanordnung zu erhalten.  



  Gemäss     Fig.2    ist zwischen der Laufradnabe 20  und dem     Schaufelzapfen    22 eine     ringförmige    Dichtungs  anordnung 25 eingefügt, die in einer ringförmigen     Aus-          nehmung    35 der Nabe untergebracht ist und sich kon  zentrisch um das nicht sichtbare Stützlager in der Nabe  legt.  



  Es ist aus     Fig.    1 zu entnehmen, dass die Segmente  26, die die Dichtung haltern, eine Aussenfläche von in  Segmente geteilter Ringform bilden, die sich der     äusse-          ren    Wölbung der Laufradnabe 20 anpasst. Dagegen ist  die nach innen gekehrte Fläche 26' der Segmente 26  eben, wie dies auch alle anderen     achsparallelen    End  flächen der Dichtungsanordnung 25     sind.     



  Die Dichtungsanordnung 25     umfasst    einen Zwi  schenring 28, der dichtend an der Laufradnabe 20  befestigt ist, einen     Dichtungshaltering    45, der an dem  Schaufelzapfen 22 befestigt ist, und einen     ringförmigen         schwimmenden Dichtungsring 37, der an einer nach  innen gelegenen     Ringfläche    des Schaufelzapfens 22 ge  führt ist und mit dieser in dichtendem Kontakt steht  und der eine elastische Dichtung mit der radial inneren       Fläche    32 des Zwischenringes 28 herstellt.  



  Der schwimmende Ring 37 ist mit einem     Radialkeil     47 auf den     Dichtungshaltering    45     aufgekeilt,    so dass  er bei Verstellung der Steigung der Schaufeln 21 mit  dem     Schaufelzapfen    22 rotiert, aber frei ist, um sich  radial irgendeiner     Exzentrizität        anzupassen,    die durch  eine Senkung der Schaufelnabe oder durch Abrieb in  den nicht dargestellten     Schaufelstützlagern    auftritt.  



  Die Dichtung zwischen der     axial    äusseren     End-          fläche    38 des     schwimmenden        Ringes    37 und der nach  innen gelegenen Ringfläche des     Schaufelzapfens    22  wird durch einen elastischen Dichtungsring 23     bewirkt,     z. B. durch einen O-Ring, der in einer     Ringnut    24  auf der nach innen gelegenen     Fläche    des Schaufel  zapfens 22 liegt.

   Die Dichtung zwischen dem Zwischen  ring 28 und dem     schwimmenden    Ring 37 wird durch  einen elastischen     Dichtungsring    41 hergestellt, der in  eine Nut 40 am Umfang des schwimmenden Ringes  37 eingelegt ist. Die Anordnung eines zweiten elasti  schen Dichtungsringes 43 in einer Nute 42 hilft für -den  Fall, dass ein Dichtungsring ausfällt.  



  Der Zwischenring 28 ist gegen die     Ausnehmung     35 in der Laufradnabe mit einem elastischen Ring 30  gedichtet, der in einer an seinem Umfang sich er  streckenden Nute 31 liegt. Der Zwischenring 28 ist  an der Laufradnabe 20 mittels Kopfschrauben 29 ge  halten, die sich durch die Haltesegmente 26 hindurch  erstrecken. Diese Segmente sind in der     Ausnehmung     35 der Nabe mit einem äusseren     Ring    von Hutschrau  ben 27 gehalten. In     ähnlicher    Weise ist der den schwim  menden Dichtungsring halternde     Ring    45 an dem La  gerzapfen 22 durch Kopfschrauben 48 gehalten.  



  Die     Ausnehmung    35 in der Laufradnabe erstreckt  sich radial und ins Innere über die Dichtungsteile  hinaus, so dass sie die anliegenden Ringkammern 49,  50 bildet, die den Zwischenring 28 und den den schwim  menden Dichtungsring     halternden    Ring 45 aufnehmen  können und so einen sich axial erstreckenden     Mani-          pulierraum    für die ringförmigen Dichtungsteile schaf  fen, um die elastischen Dichtungsringe 23, 30, 41 und  43 für deren Entfernung oder Ersatz zugänglich zu  machen.

   Es ist klar, dass     ss    in dem Falle, wo eine  solche Arbeit ohne     Entfernung    der Laufschaufeln 21  durchgeführt wird, notwendig ist, entweder die betref  fenden Dichtungsringe über die Schaufeln 21 zu ziehen,  oder eine umfangsmässig     zusammenfügbare    Konstruk  tion des Dichtungsringes zu verwenden.  



  Zu den besonderen Vorteilen der vorliegenden Er  findung     gehört    die durch die Verwendung eines     schwirr-          menden    Dichtungsringes     gewährte    Kompensationsmög  lichkeit, um die im     Schaufelstützlager    auftretende Sen  kung, die eine Exzentrizität in der Grössenordnung von       5/lo    Millimeter ausmacht, und den Lagerabrieb zu  überwinden, der auch zu einer solchen Exzentrizität  führt. Die Erfindung erlaubt den Gebrauch von ela  stischen Dichtungsringen mit     mässigem    Querschnitt, was  wiederum ihren gegebenenfalls notwendig werdenden  Ersatz erleichtert.

   Dadurch, dass man den schwimmen  den Ring mit dem Schaufelzapfen dreht, ist der     Abrieb     an den elastischen Dichtungsringen hauptsächlich auf  die Umfangsdichtungsringe 41, 43- beschränkt, die im  Falle eines Ersatzes besser zugänglich sind als der Dich  tungsring 23.

      Angesichts der Eigenschaft des     schwimmenden     Dichtungsringes, sich einer Abweichung der Schaufel  achse anpassen zu     -können,    ist eine     Änderung        des-          Radialspaltes,    nach dem sich der elastische Dichtungs  ring, um dichten zu können, richten muss, auf ein Mini  murr reduziert, wobei sowohl eine übermässige     Zu-          sammendrückung    der elastischen Dichtung im Gebiet  des     minimalen        Radialspieles    als auch die Anwendung  von besonderen     Mitteln        zur    radialen Ausdehnung,

   der  elastischen Dichtung im Gebiet des     maximalen    Radial  spieles des Dichtungsspaltes vermieden wird.  



  Damit wird     die    Reibung und der Abrieb an den  dichtenden Oberflächen     verringert,    die Komplikation  mit der Anwendung von Mitteln zur radialen Aus  dehnung der elastischen Dichtung vermieden und die  notwendige     Kraft    zur     Überwindung    der Reibung der  Dichtung bei der Verstellung der Steigung der Lauf  schaufeln herabgesetzt, womit der Wirkungsgrad der       Verstellregelung    der     Steigung    erhöht wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Dichtungsanordnung für drehbewegliche Lagerun gen bei Laufrädern mit einer Anzahl Schaufeln, die zur Verstellung ihrer Steigung drehbar auf einer zentralen Nabe angeordnet sind und jede Schaufel mit ihrem Schaufelzapfen in einer Ausnehmung der Nabe gelagert ist, wobei die Dichtung annähernd koaxial zu dem be treffenden Schaufelzapfen liegt und in dichtender Ver bindung zwischen einer Partie des Schaufelzapfens und dem die Ausnehmung umgebenden Teil der Nabe einge fügt ist, dadurch gekennzeichnet,

   dass mindestens ein elastischer Dichtungsring auf Dichtungsringträgern kon- zentrisch zur Ausnehmung der Nabe liegt und unabhän gig von der Abweichung des Schaufelzapfens von der konzentrischen Lage mit der Ausnehmung der Nabe in dichtender Verbindung mit dem Schaufelzapfen steht. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Dichtungsanordnung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Dichtungsringträger in dichtender Verbindung mit einer nach innen gelegenen Fläche des Schaufelzapfens angeordnet sind, die in einer Ebene senkrecht zur Hauptachse des Schaufelzapfens liegt. 2.

   Dichtungsanordnung gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsringträger einen inneren Ring, der mit einer nach innen gelegenen Fläche des Schaufelzapfens in dichtender Verbindung steht, und einen äusseren Ring in konzentrischer Lage dazu umfassen, wobei mindestens ein elastischer Dichtungsring in dichtender Verbindung zwischen dem inneren und dem äusseren Ring einge fügt ist. 3.

   Dichtungsanordnung gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein ela stischer Dichtungsring in einer Nute auf der radial äus- seren Umfangsfläche des äusseren Ringes in dichtender Verbindung mit der Ausnehmung in der Nabe steht, wo bei dieser Aussenring axial einwärts in diese Ausneh- mung bezüglich des Schaufelzapfens bewegbar ist, um eine Zugänglichkeit zum inneren Ring zu erhalten. 4.

   Dichtungsanordnung gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Ring an seiner radial äusseren Umfangsfläche ein Paar von Nuten mit axialem Abstand an seiner radial äusseren Umfangsfläche aufweist, von denen jede Nute einen elastischen Dichtungsring enthält, der in dichtender Verbindung mit der radial inneren Umfangsfläche des äusseren Ringes liegt.

   5. Dichtungsanordnung gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die nach innen gelegene Fläche des Lagerzapfens eine Ringnut enthält, in der ein elastischer Dichtungsring in dichten der Verbindung mit der äusseren axialen Endfläche des inneren Ringes liegt. 6. Dichtungsanordnung gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ela stischen Dichtungsringe einen 0-ringförmigen Quer schnitt aufweisen. 7.

   Dichtungsanordnung gemäss Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Ring in verkeilter, jedoch radial beweglicher Ver bindung mit dem Schaufelzapfen steht und ein Haltering den inneren Ring in axial dichtender Verbindung mit dem auf dem Zapfen angeordneten Dichtungsring hält.