DE1162464B

DE1162464B - Wellendurchfuehrung fuer explosions- und schlagwettergeschuetzte elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE1162464B
Application number: DEL40573A
Authority: DE
Inventors: Franz Ruttkowski
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-11-28
Filing date: 1961-11-28
Publication date: 1964-02-06

Description

Wellendurchführung für explosions- und schlagwettergeschützte elektrische Maschinen Elektrische Maschinen, die in explosions- und schlagwettergefährdeten Räumen arbeiten sollen, müssen bekanntlich derartig gekapselt sein, daß Explosionen zündfähiger Gase innerhalb der Maschine sich nicht nach außen fortpflanzen können. Da man die Maschinen nicht hermetisch abdichten kann, weil die Welle durch die Kapselung nach außen geführt werden muß, baut man in die Wellendurchführung Labyrinthdichtungen mit engen Spalten ein, in denen sich das Druckgefälle der austretenden Gase gegenüber der anstehenden Atmosphäre und damit die Temperatur so weit abbaut, daß nur noch sehr wenig und nicht mehr zündfähige Gase nach außen gelangen können. Diese Labyrinthdichtungen arbeiten aber nur dann zuverlässig, wenn man die Spaltbreiten in bestimmten Grenzen kleinhalten kann, die sie nicht überschreiten dürfen. Die Toleranzen der Labyrinthspalte sind aber abhängig von den Toleranzen der Lager, in denen die Welle läuft; sie können also nicht kleiner als die Lagertoleranzen sein. Bei der Fertigung kann man noch notfalls die Lagertoleranzen den erforderlichen Spalttoleranzen anpassen; bei kleinen Wellendurchmessern werden im allgemeinen die Lagertoleranzen sogar noch enger als die Spaltoleranzen sein, aber bei größeren Wellendurchmessern verschieben sich diese Verhältnisse immer mehr zuungunsten der Spalttoleranzen.
Zudem unterliegen die Wellenlager der Abnutzung, so daß mit zunehmendem Lagerverschleiß die maximalen Spaltweiten immer größer werden, bis sie über die zulässigen Toleranzen hinauswachsen. Ein sicherer Explosionsschutz ist in solchem Falle natürlich nicht mehr gewährleistet.
Auch sind druckfest gekapselte elektrische Maschinen bekanntgeworden, bei denen zwischen dem Lagerschild und der Welle ein mit der Welle umlaufender in Achsrichtung bewegbarer Ring L-förmigen Querschnitts angeordnet ist. Im Normalbetrieb befindet sich zwischen dem L-förmig abgebogenen Ringteil und der Seitenfläche des Lagerschildes ein Spalt, der durch einen Anschlag, gegen den der L-förmige Ring gedrückt wird, begrenzt ist. Bei einer Explosion im Innern der Maschine wird durch den Explosionsdruck der L-förmig ausgebildete Ring gegen die Seitenfläche des Lagerschildes gepreßt, so daß der Spalt geschlossen wird und somit keine Zündpartikeln nach außen treten können. Wenn kein Explosionsdruck mehr vorhanden ist, schiebt sich der L-förmige Ring gegen den Anschlag und bildet den für den atmosphärischen Ausgleich von Maschineninnern und Außenluft erforderlichen Luftspalt.
Erfindungsgemäß wird nunmehr vorgeschlagen, daß ein Gehäuseteil mit L-förmigem Querschnitt, dessen Schenkel in radialer und axialer Richtung zur Welle verlaufen, und ein auf der Welle befestigter Bund mit Uförmigem Querschruitt, dessen Schenkel ebenfalls. in radialer und axialer Richtung zur Welle verlaufen, derart einander übergreifen, daß zwischen dem axialen Schenkel des Gehäuseteils und dem axialen Schenkel des Bundes ein ringförmiger Raum mit rechteckigem oder L-förmigem Querschnitt frei bleibt, in dem ein ebenso geformter und auf dem axialen Schenkel des Gehäuseteils gleitend geführter Ring angeordnet ist, der in axialer Richtung gegen den radialen Schenkel des auf der Welle befestigten Bundes verschiebbar ist.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
F i g. 1 und 2 zeigen das eine Ausführungsbeispiel in zwei Betriebszuständen; F i g. 3 und 4 zeigen das andere Ausführungsbeispiel in zwei Betriebszuständen.
Die- in den Figuren entsprechenden Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
F i g. 1 zeigt eine Wellendurchführung mit rechteckigem Ring 4 im Normalbetrieb. Die Welle 1 wird durch das Gehäuseteil 2 mit L-förmigem Querschnitt nach außen geführt. Auf der Welle aufgeschrumpft oder verkeilt sitzt ein Bund 3, der ebenfalls einen L-förmigen Querschnitt hat. Die beiden axialen Schenkel des Gehäuseteils 2 und des Bundes 3 greifen derart übereinander, daß zwischen ihnen ein ringförmiger Ramm mit rechteckigem Querschnitt frei bleibt, in dem der Ring 4 angeordnet ist.
Der Ring 4 wird auf dem axialen Schenkel des Gehäuseteils 2 so geführt, daß er zwar leicht in axialer Richtung gegen den radialen Schenkel des Bundes 3 verschoben werden kann, aber der Spalt 6 zwischen dem Ring 4 und dem Gehäuseteil 2 so eng und so lang ist, daß er die für die Explosionssicherheit erforderlichen Toleranzen nicht überschreitet.
Die Spalte 5 und 8 müssen zwar noch eng gehalten werden, dürfen aber die für Explosionsschutz vorgeschriebenen Toleranzen überschreiten. Der Spalt 9 muß breit gegenüber dem Spalt 8 sein. Der Spalt 7 kann beliebig breit oder eng sein, aber nicht so eng, daß im Normalbetrieb eine Berührung zwischen dem umlaufenden Bund 3 und dem Ring 4 oder dem Gehäuseteil e stattfindet. Explodiert nun ein in der Maschine angesammeltes explosives Gasgemisch, so dringt die Druckwelle zunächst in den Spalt 9 ein und versucht durch die Spalte 8, 7 und 5 nach außen zu dringen. Da aber der Spalt 8 eng ist, wird der Druck auf dem Wege bis in den Spalt 7 so weit abgebaut, daß zwischen den Spalten 9 und 7 ein erhebliches Druckgefälle bestehenbleibt, so daß auch dann, wenn der Ring 4 in seinem Gleitsitz auf dem axialen Schenkel des Gehäuseteils 2 etwas schwergängig sein sollte, der Überdruck im Spalt 9 den Ring 4 sofort gegen den radialen Schenkel des Bundes 3 preßt und den Spalt 7 abschließt. F i g. 2 zeigt, wie der Ring 4 den Spalt 7 bei einer Explosion im Innern der Maschine schließt.
F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung im normalen Betriebszustand. Das Gehäuseteil 2 und der Bund 3 sind hier so weit auseinandergedrückt, daß ein durch die axialen und radialen Schenkel des Gehäuseteils 2 und des Bundes 3 gebildeter Zwischenraum mit L-förmigem Querschnitt entsteht, in dem ein ebenso geformter Ring 4 angeordnet ist. Die Dichtfläche des Ringes 4, die den Spalt 7 abdichten soll, ist dadurch so vergrößert worden, daß sie sich über die gesamte Ausdehnung des Spaltes 7 erstreckt. F i g. 4 zeigt die gleiche Ausführung der Wellendurchführung im geschlossenen Zustand des Ringes 4.
Auf eine derartig gedichtete Wellendurchführung hat der Lagerverschleiß keinen Einfluß, da es nicht nötig ist, zwischen den beweglichen und festen Teilen der Wellendurchführung eine bestimmte Spaltweite einzuhalten, die sich nur in sehr engen Toleranzen ändern darf. Der einzige Spalt, der auch bei dieser Wellendurchführung nach den einschlägigen Vorschriften ausgelegt werden muß, ist der Spalt 6; aber einmal so ausgelegt, verändert er sich während der ganzen Lebensdauer der Maschine nicht, da sich der Ring 4 im normalen Betrieb auf seinem Gleitsitz auf dem Gehäuseteil 2 nicht bewegt und mithin auch kein Verschleiß den Spalt 6 aufweiten kann.
Damit bleibt auch die Explosionssicherheit dieser Wellendurchführung über die gesamte Lebensdauer der Maschine konstant.

Claims

Patentansprüche: 1. Wellendurchführung für explosions- und schlagwettergeschützte elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseteil mit L-förmigem Querschnitt, dessen Schenkel in radialer und axialer Richtung zur Welle verlaufen, und ein auf der Welle befestigter Bund mit L-förmigem Querschnitt, dessen Schenkel ebenfalls in radialer und axialer Richtung zur Welle verlaufen, derart übereinandergreifen, daß zwischen dem axialen Schenkel des Gehäuseteils und dem axialen Schenkel des Bundes ein ringförmiger Raum mit rechteckigem Querschnitt frei bleibt, in dem ein ebenso geformter und auf dem axialen Schenkel des Gehäuseteils gleitend geführter Ring angeordnet ist, der in axialer Richtung gegen den radialen Schenkel des auf der Welle befestigten Bundes verschiebbar ist.
2. Wellendurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Raum zwischen dem Schenkel des Gehäuseteils und des auf der Welle befestigten Bundes L-förniigen Querschnitt hat und in ihm ein ebenso geformter und auf dem axialen Schenkel des Gehäuseteils gleitend geführter Ring angeordnet ist, der in axialer Richtung gegen den radialen Schenkel des auf der Welle befestigten Bundes verschiebbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 1685 651.