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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Der Stellring 11 ist links von dem drehbaren Gleitring 7 auf der Welle
1 befestigt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.