DE1093626B

DE1093626B - Device for sealing a rotating shaft against a fluid container

Info

Publication number: DE1093626B
Application number: DER24167A
Authority: DE
Inventors: Othmar Ruthner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-10-23
Filing date: 1958-10-09
Publication date: 1960-11-24

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abdichtung einer rotierenden Welle gegenüber einem insbesondere Säuren enthaltenden Flüssigkeitsbehälter, der sich in dieser Verwendung für Blechbänder-Verzinnungsanlagen besonders eignet. Bei diesen ist es mit der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich, die die Umlenkwalze tragende Welle ohne Bewegung des Behälters in eine für den einwandfreien Banddurchlauf richtige Lage zu bringen.The invention relates to a device for sealing a rotating shaft against a In particular, acid-containing liquid containers, which are used in this application for sheet metal strip tinning plants particularly suitable. With these it is possible with the device according to the invention, the shaft carrying the deflection roller without To bring movement of the container into a correct position for the smooth passage of the belt.

Bei den bekannten Einrichtungen zur Verzinnung von Blechbändern werden diese mehrmals durch mit Elektrolyt gefüllte Bottiche geführt, wobei das Band abwechselnd über außerhalb der Bottiche liegende Strom- und im Elektrolyt liegende Umlenkwalzen geführt ist. Hierbei besteht bei den bekannten Einrichtungen die Schwierigkeit in der Lagerung der Umlenkrollen. Da die Lager dem Einfluß des Elektrolyt ausgesetzt waren, mußten sie aus besonderen, korrosionsbeständigen Materialien hergestellt werden, was mit hohen Kosten verbunden war.In the known devices for tinning sheet metal strips, these are several times through with Electrolyte-filled tubs led, with the tape alternating over the outside of the tubs Current and deflecting rollers lying in the electrolyte is guided. This is the case with the known facilities the difficulty in storing the pulleys. Because the bearings are subject to the influence of the electrolyte exposed, they had to be made of special, corrosion-resistant materials, what was associated with high costs.

Weiter ist bei Gleit- oder Wälzlagerungen mit selbsttätiger Einstellung der Lagerfläche zur Lauffläche der Welle bekanntgeworden, die Lagerbuchse in eine membranartige Gehäusewand einzusetzen, welche Betriebsdurchbiegungen der Welle nachgibt. Bei dieser vorgeschlagenen Konstruktion war eine Abdichtung des Gehäuseinneren gegenüber den Lagerstellen nicht erforderlich, so daß keine \^rorkehrungen in dieser Richtung getroffen sind.Furthermore, it has become known in sliding or roller bearings with automatic adjustment of the bearing surface to the running surface of the shaft to insert the bearing bush into a membrane-like housing wall, which yields to operating deflections of the shaft. In this proposed construction, a sealing of the interior of the housing opposite the bearings was not necessary, so that no \ ^r orkehrungen have been taken in this direction.

Bei Wellendichtungen, die insbesondere zur Abdichtung von Wälzlagern dienen, werden Labyrinthdichtungen mit Schlauchringdichtungen kombiniert, die in die Kammern der Labyrinthdichtungen eingelegt werden.In shaft seals, which are used in particular to seal rolling bearings, labyrinth seals are used combined with hose ring seals, which are inserted into the chambers of the labyrinth seals will.

Es ist auch bekannt, bei Stopfbüchsen für Kolbenpumpen um die Kolbenstange einen schlauchförmigen Körper aus Gummi und zwischen diesem und der Kolbenstange einen Gummistreifen anzuordnen und durch Einleiten eines Druckmittels in den Schlauch die Abdichtung zu erzielen. Ähnliche Schlauchdichtungen sind auch bei Drosselklappen zum tropfdichten Abschließen der geschlossenen Klappe an Leitungen bekannt.It is also known in stuffing boxes for piston pumps around the piston rod a tubular body made of rubber and between this and the Piston rod to arrange a rubber strip and by introducing a pressure medium into the hose to achieve the seal. Similar hose seals are also used for drip-tight throttle valves Completion of the closed flap on lines known.

Bei Lagerungen, bei welchen die Lagerstellen gegenüber dem Gehäuseinneren dicht abgeschlossen sein sollen, ist es bekannt, Gleitringe aus Kohle zu verwenden, welche gegebenenfalls in Kombination mit auf der Welle aufsitzenden Ringen aus elastischem Material einen dichten Abschluß bilden.In the case of bearings in which the bearing points are tightly sealed off from the interior of the housing should be, it is known to use carbon slip rings, which optionally in combination form a tight seal with rings made of elastic material sitting on the shaft.

Bei solchen Gleitringdichtungen ist es bekannt, den einen Gleitring an der Welle und den anderen am Gehäuse zu befestigen. Darüber hinaus ist auch schon vorgeschlagen worden, bei Gleitringdichtungen den am Gehäuse befestigten Gleitring gegenüber dem an Einrichtung zur AbdichtungIn such mechanical seals, it is known that a slide ring on the shaft and the other on To attach housing. In addition, it has also been proposed to use the mechanical seals the sliding ring attached to the housing opposite that of the device for sealing

einer rotierenden Welle
gegenüber einem Flüssigkeitsbehältera rotating shaft
compared to a liquid container

Anmelder:
Othmar Ruthner, WienApplicant:
Othmar Ruthner, Vienna

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Rathmann, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40-42Representative: Dipl.-Ing. E. Rathmann, patent attorney,
Frankfurt / M., Neue Mainzer Str. 40-42

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 23. Oktober 1957Claimed priority:
Austria from October 23, 1957

Othmar Ruthner, Wien,
ist als Erfinder genannt wordenOthmar Ruthner, Vienna,
has been named as the inventor

der Welle festsitzenden Gleitring elastisch aufzuhängen. suspend the sliding ring tightly attached to the shaft elastically.

Schließlich ist auch eine Stopfbüchse mit Sperrflüssigkeit bekanntgeworden, welche zwischen einem elastischen und dem auf der Welle aufliegenden Dichtungsring eingeführt wird.Finally, there is also a stuffing box with sealing liquid became known, which between an elastic and resting on the shaft Sealing ring is inserted.

Allen angeführten dichten Wellenabschlüssen ist der Nachteil gemeinsam, daß sie einer Schrägstellung der Welle nicht Folge leisten können und daher bei robustem Betrieb einer starken Abnutzung unterworfen sind.All of the tight shaft terminations listed have the common disadvantage that they are inclined cannot follow the shaft and are therefore subject to heavy wear during robust operation are.

Um die beschriebenen Nachteile zu beseitigen und die eingangs gestellte Aufgabe zu erfüllen, wird eine Einrichtung zur Abdichtung einer rotierenden Welle gegenüber einem Flüssigkeitsbehälter, dessen Wand als Membran ausgebildet ist, vorgeschlagen, bei welcher erfindungsgemäß die Membran mit einem außerhalb des Behälters liegenden, zur Lagerung der Welle dienenden Gehäuse verbunden ist, dessen Raum von dem des Flüssigkeitsbehälters durch einen Satz zusammenwirkender, senkrecht zur Wellenachse stehender Gleitringe abgedichtet ist, wobei in an sich bekannter Weise der dem Behälterraum zugewendete innere Gleitring auf der Welle und der der Lagerung zugewendete äußere Gleitring im Gehäuse befestigt ist.In order to eliminate the disadvantages described and to achieve the task set out at the beginning, a Device for sealing a rotating shaft against a liquid container, the wall of which Is designed as a membrane, proposed, in which the membrane according to the invention with a is connected to the housing, which is located outside the container and serves to support the shaft Space from that of the liquid container by a set of cooperating, perpendicular to the shaft axis standing slip rings is sealed, the one facing the container space in a manner known per se inner sliding ring on the shaft and the outer sliding ring facing the bearing is fastened in the housing.

Weitere Merkmale der Erfindung werden an HandFurther features of the invention will become apparent

der Zeichnung erläutert, in welcher ein Ausführungs-the drawing explains in which an embodiment

009 649/240009 649/240

beispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung im lotrechten axialen Längsschnitt dargestellt ist.example of the device according to the invention is shown in vertical axial longitudinal section.

Der Einfachheit halber ist nur ein Teil der Bottichwand 1 dargestellt, in der eine Durchbrechung 2 für den Durchtritt der rotierenden Welle 3 vorgesehen ist, welche die nur abgebrochen dargestellte Umlenkwalze 4 trägt. Am Rand der Durchbrechung 2 ist eine aus Gummi bestehende Membran 5 befestigt, welche das Gehäuse 6 zur Lagerung des Wellenendes trägt. Durch den Einbau der Membran 5 ist die Walze 4 nach allen Richtungen beweglich, ohne daß der Bottich dabei seine Lage verändern muß. Die Verstellung erfolgt mittels eines Keileinsatzes 7, welcher das Gehäuse 6 mit der dasselbe tragenden Konktruktion 8 verbindet.For the sake of simplicity, only part of the tub wall 1 is shown, in which an opening 2 for the passage of the rotating shaft 3 is provided, which the deflection roller shown only broken off 4 carries. At the edge of the opening 2, a membrane 5 made of rubber is attached, which the housing 6 supports the shaft end. By installing the membrane 5, the roller 4 is Movable in all directions without the tub having to change its position. The adjustment takes place by means of a wedge insert 7, which the housing 6 with the same load-bearing construction 8 connects.

Die rotierende Welle ist in dem vom Gehäuse 6 getragenen Lager 9 gelagert, welches gegenüber dem Raum im Flüssigkeitsbottich mittels dreier, die rotierende Welle abdichtender Gleitringe 10, 11, 12 abgeschlossen ist. Da die Bottiche vorwiegend mit korrodierender Flüssigkeit gefüllt sind, werden die Gleitringe, welche gleichzeitig auch die Funktion von Dichtringen und Stützringen übernehmen, aus Kohle hergestellt. Dieser Werkstoff wurde aus dem Grunde gewählt, da beim Betrieb außer den Korrosionseinflüssen auch hohe Temperaturen, beispielsweise von 90° C, auftreten, für welche nur Kohle günstige Betriebsbedingungen gewährleistet. Von den Gleitringen 10, 11, 12 ist der mit 11 bezeichnete im Gehäuse 6 festgespannt und trägt den Gleitring 12, welcher axial verschieblich ist und hierzu Zentrierstifte 13 trägt, die in korrespondierenden Bohrungen 14 des RingesThe rotating shaft is mounted in the bearing 9 carried by the housing 6, which opposite the Space in the liquid tub closed by means of three sliding rings 10, 11, 12 sealing the rotating shaft is. Since the vats are mainly filled with corrosive liquid, the Sliding rings, which also take on the function of sealing rings and support rings, made of carbon manufactured. This material was chosen for the reason that in addition to the effects of corrosion during operation also high temperatures, for example of 90 ° C, occur, for which only coal favorable operating conditions guaranteed. Of the sliding rings 10, 11, 12, the one labeled 11 is in the housing 6 clamped and carries the sliding ring 12, which is axially displaceable and for this purpose carries centering pins 13, those in corresponding bores 14 of the ring

11 gelagert sind. Der Gleitring 10 sitzt dicht auf der Hülse 15, welche die Welle 3 umgibt und aus korrosionsfestem Werkstoff besteht, und ist durch die die Welle 3 tragenden Kugellager und Spannhülsen in seiner Axiallage festgeklemmt. Er macht die Drehung der Walze 1 mit und besitzt an seiner dem Gleitring11 are stored. The sliding ring 10 sits tightly on the sleeve 15 which surrounds the shaft 3 and is made of corrosion-resistant Material consists, and is through the shaft 3 supporting ball bearings and adapter sleeves in clamped in its axial position. He makes the rotation of the roller 1 with and has the sliding ring on his

12 zugewendeten Stirnseite eine Labyrinthdichtung 16. Der Gleitring 12 dient zum Ausgleich der Abnutzungen und Einbautoleranzen. Um nun ein entsprechendes Anpressen des Gleitringes 11 an die Gleitfläche des Ringes 10 zu bewirken, ist zwischen den Ringen 11, 12 ein aus Gummi bestehender Schlauchreifen 17 vorgesehen, welcher über den Schlauch 18, der vorzugsweise gleichfalls aus Gummi bestehen kann, an ein Preßluftnetz angeschlossen ist. Durch ein nicht dargestelltes Reduzierventil kann nun der Druck im Schlauchreifen 17 so eingestellt werden, daß der Gegendruck aus dem Behälter auf so den Ring 12 aufgehoben wird und die durch die Gleitfläche des Ringes 11 an den Gleitflächen des Ringes 10 entstehenden Reibkräfte sehr klein werden. Der geringe Anpreßdruck genügt, um eine einwandfreie Abdichtung zu sichern, welche ein Ausfließen der Flüssigkeit aus dem Behälter verhindert. Die kleinen Anpreßkräfte ergeben des weiteren einen fast vollkommen ungebremsten Lauf der Walze 4 bei einwandfreier Abdichtung. Der Schlauchreifen 17 ermöglicht die Erzielung günstiger Kräfteverhältnisse und dichtet den Spalt zwischen den Ringen 11, 12 vollkommen ab. Die während des Betriebes eventuell austretende Flüssigkeit wird im Raum 19 aufgefangen und kann durch eine entsprechende Rohrleitung 20 in den Haupttank zurückgeleitet werden, so daß Verluste hochwertiger Elektrolyten, wie z. B. Zinnelektrolyten, vermieden werden. Zur Kontrolle, ob ein Gleitring noch einwandfrei dichtet, wird ein durchsichtiger Schlauch 20, beispielsweise ein Kunststoffschlauch, mittels eines Flansches 21 an das Auffanggehäuse22 angeschlossen, so daß der Bedienungsmann sofort erkennen kann, ob Flüssigkeit durch eine der Dichtungen austritt.12 facing the end face a labyrinth seal 16. The sliding ring 12 is used to compensate for the wear and installation tolerances. To now a corresponding pressing of the sliding ring 11 to the To cause the sliding surface of the ring 10 is made of rubber between the rings 11, 12 Tubular tire 17 is provided, which over the tube 18, which is preferably also made of rubber can exist, is connected to a compressed air network. By a reducing valve, not shown, can now the pressure in the tubular tire 17 can be adjusted so that the counter pressure from the container on so the ring 12 is lifted and by the sliding surface of the ring 11 on the sliding surfaces of the ring 10 resulting frictional forces are very small. The low contact pressure is sufficient to ensure a perfect To secure a seal, which prevents the liquid from flowing out of the container. The small Pressure forces also result in an almost completely unbraked run of the roller 4 with perfect Seal. The tubular tire 17 enables favorable balance of power to be achieved and seals the gap between the rings 11, 12 completely. The during operation possibly Escaping liquid is caught in space 19 and can be passed through a suitable pipeline 20 are returned to the main tank, so that losses of high quality electrolytes, such as. B. Tin electrolytes, should be avoided. To check whether a sliding ring still seals properly, a transparent hose 20, for example a plastic hose, to the collecting housing 22 by means of a flange 21 connected so that the operator can immediately see whether liquid is through a the seals leaks.

Das Gehäuse 6 sowie das Auffanggehäuse 22 bestehen aus Gußeisen und sind gegen Korrosion an ihrer Innenseite mit einer Gummischicht versehen. Die Walze 4 ist aus Stahl gefertigt und ebenfalls mit einer Schutzschicht beispielsweise aus Gummi gegen Korrosion versehen.The housing 6 and the collecting housing 22 are made of cast iron and are resistant to corrosion their inside with a rubber layer. The roller 4 is made of steel and also with a protective layer made of rubber, for example, against corrosion.

Die Kohleringe sind gegen Masse isoliert, damit kein Stromschluß erfolgen kann.The carbon rings are insulated from ground so that no electrical connection can occur.

Die erfindungsgemäße Einrichtung erlaubt eine leichte Konstruktion des Bottiches, so daß dieser mühelos verstellt werden kann. Außerdem können die Lager zur Aufnahme der Welle 3 aus Spezialmaterial für hohe Belastungen angefertigt sein, ohne hierbei auf die Korrosionsbeständigkeit Bedacht nehmen zu müssen.The device according to the invention allows a light construction of the tub, so that this can be easily adjusted. In addition, the bearings for receiving the shaft 3 can be made of special material be made for high loads without paying attention to the corrosion resistance have to.

Die Konstruktion 8, welche das Wellenlager trägt, ist vom Bottich 1 unabhängig. Sie kann natürlich aber auch mit ihm in Verbindung stehen. Schließlich sei noch bemerkt, daß an Stelle von Gummi für die Membran 5 auch andere Materialien, wie Kunststoffe, Verwendung finden können.The structure 8 which supports the shaft bearing is independent of the tub 1. Of course you can but also to be in connection with him. Finally it should be noted that instead of rubber for the Membrane 5 other materials, such as plastics, can also be used.

Claims

Patent claims:

1. Device for sealing a rotating shaft against a liquid container, whose wall is designed as a membrane, characterized in that the membrane (5) with a housing (6), which is located outside the container and serves to support the shaft, is connected, its space from that of the liquid container by a set of cooperating, perpendicular to the shaft axis standing slip rings is sealed, with the dem in a known manner Inner sliding ring (10) facing the container space on the shaft (3) and the one facing the bearing outer sliding ring (11) is fixed in the housing (6).

2. Device according to claim 1, characterized in that three sliding rings (10, 11, 12) are provided, of which one (10) is tightly connected to the shaft (3) and the two others (11, 12) are carried by the housing (6).

3. Device according to claim 2, characterized in that one of the fixed sliding rings (11, 12) is clamped in the housing (6) and the other is axially displaceable with respect to the former is, with a variable in its thickness between these two slip rings (11,12) Ring (17) is provided.

4. Device according to claim 1, characterized in that the housing (6) with a same supporting rigid frame (8) is connected adjustable in height.

5. Device according to claim 3, characterized in that in one of the two fixed Sliding rings (11, 12) centering pins are provided which are inserted into corresponding bores of the protrude second slip ring.

6. Device according to claim 3, characterized in that between the two fixed Sliding rings (11, 12) a tubular tire (17) is provided in a manner known per se which is connected to a device for supplying the pressure medium.

7. Device according to claim 6, characterized in that in the supply line to the Tubular tire (17) a reducing valve is provided.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that to the the shaft (3) is connected to a collecting space (19) opposite the housing (6) sealing parts, in which any liquid that may have penetrated is collected.

9. Device according to claim 8, characterized in that the collecting space (19) with a

to the main tank returning line (20) is provided.

10. Device according to claim 8, characterized in that on the collecting space (19) a transparent hose (20) is connected.

Considered publications: German patent specifications No. 636 965, 842 309, 340;

Swiss Patent No. 163 082; German utility model No. 1 718 810.

1 sheet of drawings

' 009 649/240 11.60'009 649/240 11.60