DE1101882B - Dichtung fuer umlaufende Teile - Google Patents

Dichtung fuer umlaufende Teile

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Publication number
DE1101882B
DE1101882B DEU3361A DEU0003361A DE1101882B DE 1101882 B DE1101882 B DE 1101882B DE U3361 A DEU3361 A DE U3361A DE U0003361 A DEU0003361 A DE U0003361A DE 1101882 B DE1101882 B DE 1101882B
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DE
Germany
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ring
seal
springs
rotatable
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
DEU3361A
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English (en)
Inventor
James Stephens
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US METALLIC PACKING Co LT
Original Assignee
US METALLIC PACKING Co LT
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Publication date
Application filed by US METALLIC PACKING Co LT filed Critical US METALLIC PACKING Co LT
Publication of DE1101882B publication Critical patent/DE1101882B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3464Mounting of the seal
    • F16J15/3488Split-rings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Description

  • Dichtung für umlaufende Teile Zusatz zum Patent 1003 524 Die Erfindung bezieht sich auf eine im Patent 1003 524 beschriebene Dichtung zwischen zwei gegeneinander drehbaren Maschinenteilen, z. B. zwischen einem Gehäuse und einer Welle, wobei ein drehbarer und ein nicht drehbarer Gleitring vorgesehen sind, die miteinander in gleitender und dabei dichtender Berührung stehen, und wobei ferner einelastischer Packungsring zwischen einem der Gleitringe und einem der Maschinenteile sowie gegebenenfalls ein weiterer elastischer Packungsring zwischen dem anderen Gleitring und dem anderen Maschinenteil vorhanden ist und ferner mindestens eine Feder zum Zusammendrücken der Dichtflächen in drucklosem Zustand dient. Die Erfindung betrifft eine spezielle Ausführung der Dichtung nach dem Hauptpatent, bei welcher wenigstens einer der drei erstgenannten Ringe unter dem Einfluß verschiedener Flüssigkeitsdrücke auf beiden Dichtungsseiten derart verschieblich ist, daß die Abdichtung unabhängig von der Richtung des Druckgefälles durch den Flüssigkeitsdruck unterstützt wird.
  • Es ist das Ziel der Erfindung, daß der die Dichtungsflächen zusammenpressende Druck im wesentlichen durch den Flüssigkeitsdruck auf der einen bzw. anderen Dichtungsseite und nur zu einem geringen Teil durch die Federn ausgeübt wird. Gemäß der Erfindung sind die Feder oder die Federn sowie der axial verschiebbare Ring derart angeordnet und bemessen, daß die durch den Flüssigkeitsdruck ausgeübte und die Dichtungsflächen zusammenpressende Kraft größer als die Kraft der Feder bzw. Federn bei einem Druck von einer Atmosphäre auf der einen und von null Atmosphären auf der anderen Dichtungsseite. Die Federn werden also so schwach gewählt, daß sie von sich aus nicht in der Lage sind, eine einwandfreie Dichtung bei Drücken von einer bzw. null Atmosphären auf den beiden Dichtungsseiten zu gewährleisten. Dies ergibt den Vorteil, daß die Dichtungsflächen mit einer geraden noch für' die Abdichtung ausreichenden Kraft aneinander gehalten und Nachstellungen zum Ausgleich von Abnutzungen vermieden sind.
  • Es sind bereits Dichtungen bekannt, die allein unter Zuhilfenahme des hydraulischen Druckes arbeiten. Durch die vorliegende Erfindung sollen jedoch Reibungswiderstände innerhalb der Dichtung, die eine axiale Verschiebung wesentlicher Teile derselben verhindern könnte, überwunden werden. Dies wird durch die Verwendung der erwähnten Federn erreicht, deren Anordnung und Bemessung jedoch so gewählt ist, daß während des Betriebes keine störenden Abnutzungskräfte auftreten.
  • Die Erfindung ist nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Ausführungsform der Dichtung gemäß der Erfindung im Schnitt, wobei im oberen Teil der Schnitt in eine radiale Ebene und im unteren Teil in eine andere radiale Ebene gelegt ist, Fig. 2 eine der Fig. 1. entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführungsform, Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Schnittansicht einer Ausführungsform einer Stopfbüchsenpackung, Fig.4 eine weitere Ausführungsform einer Stopfbüchsenpackung, Fig. 5 eine Schnittansicht einer Dichtung, welche für einen Betrieb unter Bedingungen bestimmt ist, bei denen im Bereich des Klemmringes ein Außendruck herrscht, der größer als der Luftdruck ist, wobei in der dargestellten Ausführungsform die Dichtung zum Abdichten des unteren Endes einer Schiffsschraubenwelle bestimmt ist, Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 5, Fig.7 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer Stopfbüchsenpackung.
  • Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung erstreckt sich die Welle 1 durch den Deckel 2 eines Gehäuses 3. Der Deckel 2, der als ein feststehender Dichtring betrachtet werden kann, ist mittels eines Packungsringes 4 gegen das Gehäuse 3 abgedichtet. Ein Bundring 5 erstreckt sich axial vom Deckel 2 aus. Dieser Bundring umgibt eine Öffnung im Deckel 2, durch welche sich die Welle 1 erstreckt und deren Durchmesser größer ist als derjenige der Welle 1, so daß zwischen dem Deckel und der Welle ein Spiel verbleibt.
  • Der drehbare Gleitring 7 ist becherförmig ausgebildet und hat an seinem rechten Ende eine mittige öffnung 6. Ferner besitzt er eine innere Ringnut 8, die sich von ihrem linken Ende aus bis zum inneren Ende 9a und somit bis zur Öffnung 6 erstreckt. An seinem rechten Ende ist der Ring 7 mit einer ringförmigen Dichtungsfläche 9 ausgebildet, welche ifi Flächenberührung mit einer Dichtungsfläche 10 am Bundring 5 steht. Das rechte oder innere Ende des Ringraumes 8 steht mit dem Inneren des Gehäuses 3 durch die Öffnung 6 in Verbindung.
  • Der Stellring 11 ist links von dem drehbaren Gleitring 7 auf der Welle 1 befestigt.
  • Der drehbare Gleitring 7 ist in zwei Hälften ausgebildet, deren Stoßflächen sich in einer mehr oder weniger diametralen Ebene treffen und die durch auf entgegengesetzten Seiten angeordnete Schraubenbolzen 13 dichtend miteinander verbunden sind. Der Deckel 2 ist ebenfalls in zwei Hälften ausgebildet, deren Stoßflächen sich in einer mehr oder weniger diametralen Ebene treffen und durch auf entgegengesetzten Seiten der Welle 1 angeordnete Schraubenbolzen 12 in dichtender Verbindung miteinander gehalten werden.
  • Der Stellring 11 ist ebenfalls in zwei Hälften ausgebildet, die durch auf entgegengesetzten Seiten angeordnete Schraubenbolzen 14 miteinander verbunden sind, wobei sich ihre Stoßflächen jedoch in einem geringen Abstand voneinander befinden, damit der Stellring 11 fest auf die Welle 1 aufgeklemmt werden kann.
  • Durch die geteilte Ausbildung der Ringe 7 und 11 sowie des Deckels 2 kann die Dichtung auseinandergenommen werden, ohne daß dabei die Ringe Tiber das Ende der Welle 1 geschoben zu werden brauchen; jedoch umfaßt die Erfindung auch Dichtungen, bei denen die Ringe 7 und 11 sowie der Deckel 2 in einem Stück ausgebildet sind.
  • In dem Ringraum 8 ist ein elastischer Packungsring 15 axial verschiebbar und bildet eine Dichtung zwischen dem drehbaren Gleitring 7 und der Welle 1. Der Ring 15 besteht aus Gummi oder ähnlichem Material und hat einen rohrförmigen Querschnitt. Der elastische Packungsring 15 ist so gestaltet, daß er zwar eine Dichtung zwischen dein Ring 7 und der Welle 1 bilden kann, jedoch trotzdem in dem Ringraum 8 ohne übermäßigen Reibungswiderstand axial verschiebbar ist.
  • Auf entgegengesetzten Seiten des elastischen Dichtringes 15 sind Druckringe 17, 18 angeordnet, während Gruppen von in Umfangsrichtung in Abständen voneinander angeordneten Federn 19, 20 zwischen dem Druckring 17 und dem Stellring 11 bzw. zwischen dem Druckring 18 und dem inneren Ende 9a des Ringraumes 8 vorgesehen sind.
  • Der Druckring 17 ist in zwei Teilen ausgebildet, welche durch einen Federring 21 zusammengehalten werden. Die Federn 19 sind in axialen Aussparungen 22 im Stellring 11 geführt und zumindest zu einem großen Teil auch in diesem untergebracht.
  • Im Druckring 18 sind axiale Aussparungen 23 ausgebildet, welche die Federn 20 aufnehmen und führen. Obgleich der Druckring 18 als auch einem Stück bestehend dargestellt ist, ist er vorzugsweise in zwei Teilen ausgebildet, welche durch einen Federring zusammengehalten werden.
  • In der in Fig. 1 gezeigten Dichtung wirken die auf e=ntgegengesetzten Seiten der Dichtung herrschenden Drücke, d. h. der Druck im Gehäuse 3 und im Bereich des Stellringes 11, auf entgegengesetzte Seiten des elastischen Packungsringes 15. Somit drückt ein überdruck im Gehäuse 3 den elastischen Packungsring 15 nach links, wobei, wenn ein bestimmter Überdruck erreicht ist, die Federn 20 gänzlich entspannt sind und wirkungslos werden, so daß dann weder die Federn 19 noch die Federn 20 dazu beitragen, die Dichtungsfläche 9 in Berührung mit der Dichtungsfläche 10 zu halten, und die Abdichtung allein durch den Überdruck innerhalb der Dichtung aufrechterhalten wird.
  • Die Dichtung nach Fig. 1 ist vor allem für eine Verwendung unter Bedingungen bestimmt, bei denen der im Bereich des Stellringes 11 herrschende Außendruck dem Luftdruck entspricht, so daß ein zunehmender Überdruck innerhalb der Dichtung das Aufbringen einer zunehmenden Kraft auf den drehbaren Gleitring 7 zur Folge hat, um dessen Dichtungsfläche 9 in Berührung mit der Dichtungsfläche 10 zu halten. Da eine Erhöhung des Überdruckes innerhalb der Dichtung eine erhöhte Dichtfähigkeit an den Dichtungsflächen 9, 10 verlangen kann, kann gesagt werden, daß der zur Aufrechterhaltung der Dichtwirkung auf den Stellring 7 aufgebrachte Druck sich selbsttätig mehr oder weniger in Verhältnisgleichheit zu den an die Dichtung gestellten Anforderungen verändert. Da die Notwendigkeit einer erhöhten Dichtfähigkeit dahin ausgelegt werden kann, daß der zunehmende innere Überdruck eine Kraft erzeugt, welche bestrebt ist, die Dichtungsflächen 9, 10 voneinander zu entfernen, kann die in Fig. 1 gezeigte Dichtung in gewissem Maße als ausgeglichen oder selbstausgleichend betrachtet werden, da die aufgebrachte Kraft, die bestrebt ist, die Flächen 9, 10 in dichtender Berührung zu halten, sich mit zunehmender entgegengesetzt gerichteter Kraft erhöht. Das Vorhandensein dieser selbstausgleichenden Wirkung scheint durch praktische Erfahrungen bestätigt, die bei der Verwendung von Dichtungen einer im wesentlichen der Ausführungsform nach Fig.1 gleichenden Art unter Bedingungen gemacht wurden, bei welchen der Außendruck gleich dein Luftdruck war. Wenn der Außendruck dem Luftdruck entspricht und innerhalb der Dichtung ein Unterdruck herrscht, wird der elastische Packungsring 15 durch den Druckunterschied nach rechts bewegt, wodurch die Federn 20 zusammengedrückt werden und, wenn der Unterdruck einen bestimmten Wert erreicht, die Federn 19 sich voll ausdehnen können und somit unwirksam werden. Wenn also die Dichtung unter Unterdruck steht, wird die Druckverringerung im Ringraum 8 bei weitem durch den erhöhten Druck der Federn 20 ausgeglichen, welcher sich durch die Verschiebung des elastischen Packungsringes 15 nach rechts ergibt.
  • Fig. 2 zeigt eine Dichtung, welche der in Fig. 1 dargestellten mit der Ausnahme gleicht, daß die axiale Länge des drehbaren Packungsringes 7 geringer ist als in Fig. 1 und an Stelle eines Satzes von Federn 20 auf der rechten Seite des elastischen Packungsringes 15 ein abgesetzter Abstandsring 24 zwischen dem elastischen Packungsring 15 und dein inneren Ende 9a des Ringraumes 8 angeordnet ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Abstandsring24 an der Seite abgesetzt, welche der Stirnfläche des Ringraumes 8 zugekehrt ist, wobei sich der Absatz 25 außen am Ring 24 befindet, so daß der Rest der rechten Stirnfläche des Ringes 24 sich in einem Abstand von der Stirnfläche des Ringraumes befindet, wodurch der Druck vom Gehäuse 3 durch die Öffnung 6 am Ende des drehbaren Gleitringes 7 zu dem Raum zwischen dem Ring 24 und er Stirnflüche des Ringraumes 8 gelangen kann. Außerdem ist der Durchmesser des Ringes 24 größer als der Durchmesser der Welle 1, so daß der Druck vom Gehäuse 3 zu dem elastischen Packungsring 15 übertragen werden kann. Der Abstandsring24 ist in zwei Hälften ausgebildet, die durch einen Federring 26 zusammengehalten werden, wobei der Druck vom Gehäuse 3 zwischen den Enden der Hälften des Ringes 24 hindurch zu dem Raum zwischen dem äußeren Umfang des Ringes 24 und der Umfangsfläche des Ringraumes 8 übertragen werden kann.
  • Bei beiden in Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnungen erstrecken sich in axialer Richtung verlaufende Stifte 27 am Stellring in axiale Aussparungen 28 des drehbaren Gleitringes 7, wodurch eine zwangläufige Mitnehmerverbindung zwischen dem Stellring 11 und dem drehbaren Gleitring 7 gebildet wird.
  • Die Arbeitsweise der in Fig. 2 gezeigten Dichtung unter Über- und Unterdruck gleicht im wesentlichen derjenigen der in Fig. 1 dargestellten Dichtung. Unter Überdruck bewegt sich der Ring 15 nach links, wobei, wenn der Druckring 24 sich vom drehbaren Gleitring 7 abhebt, die Federn 19 in jedem Falle insofern wirkungslos werden, als sie keinen Druck auf den drehbaren Gleitring 7 ausüben, um dessen Dichtungsfläche 9 in Berührung mit der Dichtungsfläche 10 zu halten. Wenn im Inneren des Ringraumes 8 ein Unterdruck herrscht, unterstützt das Bestreben des elastischen Packungsringes 15, sich nach rechts zu bewegen, die Federn 19 beim Aufrechterhalten der Abdichtung und gleicht daher bei weitem die Druckverringerung am rechten Ende des Ringraumes aus. Bei dieser Anordnung bleiben die Federn 19 bei Unterdruck wirksam. während sie bei Überdruck im Ringraum 8 wirkungslos werden.
  • Fig. 3 zeigt eine Dichtung gemäß der Erfindung, welche für eine Verwendung mit einer umlaufenden Welle 32 und einer Stopfbuchse 33 an einem Aggregat, beispielsweise an einer mit 34 bezeichneten Rotationspumpe, geeignet ist. Bei dieser Anordnung ist auf die Welle 32 ein Stellring 11 aufgeklemmt, welcher eine Reihe axialer Taschen 35 für die Aufnahme von Federn 36 aufweist, welch letztere sich gegen einen drehbaren Gleitring 37 abstützen. Die Taschen 35 sind in gleichmäßigen Abständen über den Umfang des Ringes 11 verteilt angeordnet. Der Stellring 11 ist ferner mit einer Anzahl in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen verteilter Mitnehmerbolzen 38 versehen, die axial aus ihm herausragen und in Aussparungen 39 eingreifen, die in der Stirnfläche des drehbaren Gleitringes 37 in entsprechenden Abständen angeordnet sind, wodurch der Ring 37 zusammen mit der Welle 32 angetrieben wird. Der drehbare Gleitring 37 besitzt einen radial nach innen offenen Ringraum 40, in welchem ein elastischer Dichtring 41 angeordnet ist, der den drehbaren Dichtring 37 gegen die Welle 1 abdichtet. Der Dichtring 41 ist vorzugsweise aus Gummi oder einem ähnlichen Material hergestellt und besitzt einen rohrförmigen Querschnitt.
  • Der drehbare Gleitring 37 hat an seinem rechten Ende eine Dichtungsfläche 9, die gegen eine entsprechende Dichtungsfläche 10 am linken Ende eines nicht drehbaren Gleitringes 42 dichtend zur Anlage gebracht werden kann. Der Durchmesser des rechten Teils 43 des nicht drehbaren Gleitringes 42 ist so bemessen, daß der Teil 43 in die Stopfbüchse 33 paßt, wobei der Teil 43 mit einem radial nach außen offenen Ringraum 44 versehen ist, der einen elastischen Pakkungsring 45 aufnimmt, um den nicht drehbaren Gleitring 42 gegen die Wandung der Stopfbüchse abzudichten. Der elastische Packungsring 45 gleicht vorzugsweise dem Ring 41. Der nicht drehbare Gleitring 42 hat in seiner rechten Stirnfläche eine Anzahl von Taschen 46, welche den Taschen 35 gleichen und zur Aufnahme einer Anzahl von Federn 47 bestimmt sind, die sich gegen die Stirnfläche 48 des Aggregats 34 abstützen, in welchem die Stopfbüchse 33 ausgebildet ist.
  • In dem nicht drehbaren Gleitring 42 ist ein Schlitz 49 ausgebildet, welcher einen Stift 50 aufnimmt, der in der Wand 48 befestigt ist, wodurch eine Drehung des Ringes 42 verhindert wird.
  • Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Innendurchmesser des drehbaren und des nicht drehbaren Gleitringes 37 bzw. 42 etwas größer als der Außendurchmesser der Welle, so daß zwischen der Welle und den Ringen 37 und 42 ein Spiel verbleibt.
  • Der Stellring 11, der drehbare Gleitring 37 und der nicht drehbare Gleitring 42 können jeweils in einem Stück ausgebildet sein, vorzugsweise sind sie jedoch jeweils in zwei Hälften ausgebildet, die durch Schraubenbolzenpaare 51 bzw. 52, 53 miteinander verbunden sind, so daß die Dichtung auseinandergenommen werden kann, ohne daß dabei die Ringe über das Ende der Welle geschoben zu werden brauchen, in welchem Falle die gegeneinander anliegenden Stoßflächen der Hälften der Ringe 37 und 42 dichtend gegeneinander anliegen, während die einander zugekehrten Stoßflächen des Stellringes 11 in einem geringen Abstand voneinander verbleiben, wenn der Ring 11 auf die Welle 1 aufgeklemmt ist.
  • Die Arbeitsweise der in Fig. 3 gezeigten Dichtung entspricht im Prinzip derjenigen der in Fig. 1 und 2 dargestellten Dichtungen. Wenn der Außendruck dem Luftdruck entspricht und der Innendruck ein Überdruck ist, drückt der Innendruck den nicht drehbaren Gleitring 42 in axialer Richtung gegen den drehbaren Gleitring 37, um die Dichtungsflächen 9, 10 in dichtender Anlage gegeneinanderzuhalten. Wenn sich der Innendruck erhöht, bewegen sich die Dichtungsringe 37; 42 nach links, wobei sie die Federn 36 zusammendrücken und die Federn 47 entlasten, bis der Ring 37 gegen den Stellring 11 zur Anlage kommt. Da die durch den Innendruck auf die Gleitringe 37, 42 ausgeübte Kraft, welche bestrebt ist, die Dichtungsflächen 9, 10 in Berührung miteinander zu halten, dem Innendruck selbst im wesentlichen verhältnisgleich und damit auch im wesentlichen verhältnisgleich der erforderlichen Dichtkraft ist, können die Federn 36,47 so ausgelegt werden, daß sie nur einen leichten Druck auf die Ringe 37, 42 ausüben.
  • Wenn in der Stopfbüchse 33 ein Unterdruck herrscht, drückt der Außenluftdruck am linken Ende des drehbaren Gleitringes 37 die Ringe 37, 42 nach rechts, bis der Ring 42 gegen die Wandung 48 zur Anlage kommt. Die Dichtung nach Fig. 3 kann somit eine Abdichtung sowohl unter Über- als auch Unterdruck aufrechterhalten, obwohl nur schwache Federn eingebaut sind.
  • Obwohl in Fig. 3 zwei Sätze von Federn 36 und 47 gezeigt sind, können die Dichtungen auch mit nur einem Satz Federn, und zwar entweder 36 oder 47, und nur einem Satz Taschen 35 oder 46 ausgebildet sein.
  • Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung werden die Federn 47 praktisch unwirksam, wenn im Inneren der Stopfbüchse ein Unterdruck herrscht und wenn der nicht drehbare Dichtring 42 gegen die Wandung 48 zur Anlage kommt. Wenn die Federn 36 nur eine geringe Ausdehnungsfähigkeit haben, so daß die axiale Bewegung des Ringes 37 ausreicht, um ihre volle Ausdehnung zu gestatten, können die Federn 36 auch unter den zuletzt genannten Bedingungen unwirksam werden.
  • Wenn innerhalb der Stopfbüchse 33 ein Überdruck herrscht, werden die Federn 36 praktisch unwirksam, wenn der Ring 37 gegen den Klemmring 11 zur Anlage kommt und wenn die Federn 47 nur eine geringe Ausdehnungsfähigkeit haben, so daß sie völlig entspannt sind, wenn der Ring 37 gegen den Ring 11 zur Anlage kommt, können die Federn 47 ebenfalls unwirksam werden, wenn die Dichtung unter einem inneren Überdruck steht.
  • Wenn die Dichtung ohne die Federn 47 hergestellt wird, würden die Federn 36 nur unwirksam -,verden, wenn innerhalb der Dichtung ein ausreichender innerer Überdruck herrscht, während, wenn die Dichtung ohne die Federn 36 hergestellt wird, die Federn 47 nur bei ausreichendem Unterdruck innerhalb der Stopfbüchse 33 oder bei einem in ausreichendem Maße höheren Außendruck unwirksam würden.
  • Die einander zugekehrten Flächen des Stellringes 11 und des drehbaren Gleitringes 37 sollten nicht in dichtende Berührung miteinander kommen können, wenn sie gegeneinanderstoßen, sondern es sollte zwischen diesen Flächen stets Außenluftdruck herrschen. Wenn erwünscht, kann jedoch eine in gestrichelten Linien dargestellte und mit 54 bezeichnete kleine Nase oder ein axialer Vorsprung am inneren Umfang der rechten Stirnfläche des Stellringes 11 vorgesehen werden. In gleicher Weise sollte die rechte Stirnfläche des Ringes 42 nicht in dichtende Berührung mit dem inneren Ende der Stopfbüchse 33 kommen, wobei, wenn erwünscht, die rechte Stirnwand des Ringes 42 leicht konkav ausgebildet sein kann, um sicherzustellen, daß der zwischen dem Ring 42 und der Welle 32 herrschende Druck stets auch, zwischen dem Ende des Ringes 42 und dem inneren Ende der Stopfbüchse herrscht.
  • Die in Fig. 4 gezeigte Dichtung gleicht im wesentlichen der in Fig. 3 gezeigten, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Bei dieser Anordnung ragt der nicht drehbare Gleitring 42 weiter in die Stopfbüchse 33 hinein, und die Federn 47 stützen sich gegen das innere Ende der Stopfbüchse ab. Die Hälften des Ringes 42 sind durch zwei Paare von Schraubenbolzen 52 miteinander verbunden anstatt, wie in Fig. 3 gezeigt, nur durch ein Paar. Der, drehbare Gleitring 37 ist mit einem Kohleinnenring 55 versehen, dessen Stirnfläche 9 gegen die Dichtungsfläche 10 des Ringes 42 anliegt. Ein an der Wand 48 des Aggregats 34 befestigter Stift 56 greift in einen kurzen Schlitz 57 im nicht drehbaren Gleitring 42 ein, um ein Drehen des Ringes 42 zu verhindern.
  • Die in Fig.4 dargestellte Dichtung kann mit nur einem Satz von Federn 36 oder 47 und mit nur einem Satz Taschen 35 oder 46 ausgestattet sein. Die Ringe 11, 37 und 42 können jeweils anstatt in zwei Hälften auch in einem Stück ausgebildet sein.
  • Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform ist für das Abdichten des hinteren Endes einer Schiffsschraubenwelle gegen das Wellenaustrittsrohr eines Schiffes geeignet. Abgesehen von den Mitteln, mit denen die Dichtung auf der hinteren Buchse des Wellenaustrittsrohres montiert ist - wobei die Buchse als ein Lager für die eine Schraube 102 tragende Schraubenwelle 101 dient -, liegt der einzige größere Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und der in Fig. 2 dargestellten in dem Verhältnis zwischen der Berührungsfläche der Dichtungsflächen 9 und 10 und der wirksamen Querschnittsfläche des elastischen Packungsringes 15. Den Grund für den verhältnismäßig hohen Wert dieses Verhältnisses bildet die Tatsache, daß sich die Dichtung im Betrieb unter Wasser befindet und daher im Bereich des Stellringes einem Umgebungsdruck ausgesetzt ist, der den Außenluftdruck um einen der Wassersäule über der Dichtung entsprechenden Wert übersteigt. Der den elastischen Ring 15 nach rechts drückende Druck ist daher verhältnismäßig hoch, und das Druckgefälle über die Dichtungsflächen ist entsprechend niedriger, als dies der Fall sein würde, wenn die Dichtung unter einem dem Luftdruck entsprechenden Außendruck arbeiten würde. Auf Grund dieses geringeren Druckgefälles genügt eine geringere, die Stirnflächen gegeneinanderdrückendeKraft zum Aufrechterhalten einer Abdichtung, als dies bei einem dem Luftdruck entsprechenden Außendruck der Fall wäre. Wenn man das Verhältnis auf 1 : 1 oder annähernd auf 1 :1 halten würde, würde der Druck so verstärkt, daß sich eine entsprechend schnelle Abnutzung der Flächen 9 und 10 ergeben würde. Durch Erhöhen des Verhältnisses auf einen von dem Tiefenbereich, in dem die Dichtung arbeiten soll, abhängigen Wert läßt sich eine Dichtung schaffen, die einen Dichtdruck ergibt, der niemals weit über dem Druck liegt, der tatsächlich für die Abdichtung erforderlich ist, wodurch sich eine entsprechend langsame und geringe Abnutzung der Dichtflächen erreichen läßt. In der dargestellten Ausführungsform ist ein nicht drehbarer Gleitring 2 mit einem Befestigungsflansch versehen, der mittels einer Anzahl von Kopfschrauben oder Schraubenbolzen 103 angeschraubt ist, welche sich durch Bohrungen in einem äußeren radialen Flansch 104 der Wellenaustrittsbuchse 100 erstrecken und in das hintere Ende des Wellenaustrittsrohres 105 eingeschraubt sind. Zwischen dem Gleitring 2 und der Austrittsbuchse 100 ist eine Ringdichtung 110 vorgesehen. Das Wellenaustrittsrohr ist in üblicher Weise mittels einer Wellenaustrittsrohrmutter 106 am Rumpf eines Schiffes befestigt. Die Mutter 106 trägt ein Schutzrohr 107, welches den an die Schraube anschließenden Teil der Schraubenwelle gegen Seile u. dgl. schützt, die sich um die Welle wickeln könnten.
  • Fig. 6 zeigt, wie der Stellring 11 und der nicht drehbare Gleitring 2 geteilt und mittels versenkter Kopfschrauben 108 bzw. 109 festgeklemmt werden können. Der drehbare Gleitring 7 ist in gleicher Weise geteilt, so daß die ganze Dichtung um die Schraubenwelle zusammengebaut werden kann, wenn letztere bereits eingebaut und die Schraube auf ihr befestigt ist.
  • Für die hintere Schraubenwellenbuchse 100 ist Druckschmierung vorgesehen, wobei das Schmiermittel auf einem Druck gehalten wird, der den Außendruck im Bereich des Stellringes übersteigt. Bei einem Aussetzen des Öldruckes verhindert die Fähigkeit der Dichtung, unabhängig von der Richtung des Druckgefälles eine Abdichtung aufrechtzuerhalten, das Eindringen von Wasser in das Wellenaustrittsrohr. In vielen Fällen sind Schiffe jedoch so, konstruiert, daß sie ohne Druckschmierung arbeiten, wobei die Fähigkeit der Dichtung, in jeder Richtung die Abdichtung zu gewährleisten, eine Konstruktion ergibt, die sich bei vielen Arten von Schiffen anwenden läßt, unter anderem auch bei Unterseebooten, bei denen sich der Außendruck, gegen den das Wellenaustrittsrohr abgedichtet sein muß, innerhalb weiter Grenzen verändert.
  • Bei einer Anwendungsform von Dichtungen gemäß der Erfindung, bei der eine Dichtung für ein Wellenaustrittsrohr für einen Betrieb bei einer normalen Wassertiefe von 2,70- m mit einem inneren Schmiermitteldruck von 0,703 kg/cm2 ausgelegt worden war, wurde ein zufriedenstellendes Arbeiten der Dichtung erzielt, wenn die Berührungsfläche zwischen dem drehbaren und dem nicht drehbaren Gleitring annähernd das Dreifache der wirksamen Querschnittsfläche des axial verschiebbaren Ringes betrug. Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein, dieses Verhältnis zwischen den Flächen in Dichtungen beizubehalten, die für alle Arten von Schiffen ausgelegt sind, wobei der Schmiermitteldruck entsprechend angepaßt wird. In diesem Falle sollte der Schmiermitteldruck vorzugsweise so gewählt werden, daß er bei der geringsten Tiefe, in der die Dichtung arbeiten muß, einen Wert aufweist, der um einen geringen Betrag unterhalb des Wertes liegt, der erforderlich ist, um die Dichtungsflächen voneinander zu entfernen. Wenn die Dichtung, wie dies normalerweise der Fall sein wird, in größeren Tiefen arbeitet, hat der Schmiermitteldruck dann einen Wert, bei dem sich die geringste Abnutzung der Dichtflächen ergibt.
  • In der in Fig. 7 dargestellten Stopfbüchsenpackung werden ein Stellring 11, ein drehbarer Gleitring 7 und die zugeordneten drehbaren Teile in der in Fig. 2 dargestellten Form zusammen mit dem nicht drehbaren Gleitring 42 und den zugeordneten nicht drehbaren Teilen der in Fig. 4 dargestellten Art verwendet. Die Bezugsziffern von Fig.2 und 4 wurden für die entsprechenden Teile in Fig.7 verwendet. Bei dieser Ausführungsform kann der elastische Packungsring 15 unter innerem Überdruck gegenüber dem drehbaren Gleitring axial verschoben werden, welch letzterer selbst zusammen mit dem nicht drehbaren Gleitring verschiebbar ist.

Claims (10)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Dichtung zwischen zwei gegeneinander drehbaren Maschinenteilen, z. B. zwischen einem Gehäuse und einer Welle, mit einem drehbaren und einem nicht drehbaren Gleitring, die miteinander in gleitender und dabei dichtender Berührung stehen, mit einem elastischen Packungsring zwischen einem der Gleitringe und einem der Maschinenteile sowie gegebenenfalls mit einem weiteren elastischen Packungsring zwischen dem anderen Gleitring und dem anderen Maschinenteil, ferner mindestens einer Feder zum Zusammendrücken der Dichtflächen in drucklosem Zustand, gemäß Patent 1003 524, bei welcher wenigstens einer der drei erstgenannten Ringe unter dem Einfluß verschiedener Flüssigkeitsdrücke auf beiden Dichtungsseiten derart verschieblich ist, daß die Abdichtung unabhängig von der Richtung des Druckgefälles durch den Flüssigkeitsdruck unterstützt wird, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung und Bemessung der Feder oder der Federn (19, 20, 36, 47) und des genannten axial verschieblichen Ringes (15, 37, 42), daß die durch den Flüssigkeitsdruck ausgeübte und die Dichtungsflächen (9, 10) zusammenpressende Kraft größer als die Kraft der Feder bzw. Federn bei einem Druck von einer Atmosphäre auf der einen und von null Atmosphären auf der anderen Dichtungsseite ist.
  2. 2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Packungsring (15), welcher den drehbaren Gleitring (7) gegenüber der Welle (1) abdichtet, in einer Ringnut (8) des drehbaren Gleitringes (7) axial verschieblich ist (Fig. 1, 2 und 7).
  3. 3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder oder Federn (19) zwischen einem auf der Welle (1) befestigten Stellring (11) und dem elastischen Packungsring (15) vorgesehen sind (Fig. 1, 2 und 7).
  4. 4. Dichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch weitere Federn (20) zwischen dem elastischen Packungsring (15) und dem inneren Ende (9a) der Ringnut (8 in Fig. 1).
  5. 5. Dichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen abgestuften Abstandsring (24) zwischen dem elastischen Packungsring (15) und dem inneren Ende (9a) der Ringnut (8 in Fig. 2 und 7).
  6. 6. Dichtung nach Anspruch 1, bei welcher beide Gleitringe axial verschieblich und der nicht drehbare Gleitring gegenüber dem Gehäuse durch einen weiteren Packungsring abgedichtet ist, gekennzeichnet durch wenigstens einen Satz Federn (36 bzw. 47) zwischen einem auf der Welle (32) befestigten Stellring (11) und dem drehbaren Gleitring (37) oder zwischen dem nicht drehbaren Gleitring (42) und dem Gehäuse (34 in Fig.3 und 4).
  7. 7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Sätze von Federn (36 und 47) gleichzeitig vorgesehen sind (Fig. 3 und 4). B.
  8. Dichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht drehbare Gleitring (42) wenigstens teilweise in eine Stopfbüchse (33) des Gehäuses (34) hineinragt und am Außenumfang mit einer Nut (44) versehen ist zwecks Aufnahme des elastischen weiteren Packungsringes (45), welcher so angeordnet ist, daß er die zylindrische Innenfläche der Büchse (33) berührt (Fig.3, 4 und 7).
  9. 9. Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamen, den Drücken auf beiden Seiten der Dichtung ausgesetzten Flächen angenähert größengleich den Dichtungsflächen (9, 10) sind.
  10. 10. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ihre Verwendung für eine Schiffsschraubendurchführung.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1525503B1 (de) * 1965-07-13 1970-01-15 Atomic Energy Of Canada Ltd Gleitringdichtung fuer eine Hochdruckpumpe
EP1316747A3 (de) * 2001-11-30 2004-03-17 EAGLE INDUSTRY Co., Ltd. Gleitringdichtungsanordnung

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