DE1183313B

DE1183313B - Halterung des Schleif- bzw. Lagerrings einer Schleifringdichtung oder eines Axialdrucklagers

Info

Publication number: DE1183313B
Application number: DEN17266A
Authority: DE
Inventors: John Maddox Gardner
Original assignee: D Napier and Son Ltd
Current assignee: Napier Turbochargers Ltd
Priority date: 1958-09-18
Filing date: 1959-09-18
Publication date: 1964-12-10
Also published as: US2995390A

Description

Halterung des Schleif- bzw. Luegs einer Schleifringdichtung oder eines Axialdrucklagers Die Erfindung betrifft eine Halterung des Schleif-bzw. Lagerrings einer Schleifringdichtung oder eines Axialdrucklagers, bestehend aus einem auf den Schleifring aufgeschrumpften Haltering, der mrtt einem scheibenförmigen Stützring verbunden ist, an dessen. Stirnfläche der Schleifring anliegt.
Bei den bekannten Halterungen dieser Bauart bestehen Haltering und Stützring aus einem Stück. Dies hat zur Folge, daß sich bei unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Schleifring und Stützring und Haltering infolge Temperaturänderungen nachteilige Formänderungen einstellen. Dies sei an einer gebräuchlichen Halterung,dieser Bauart erläutert, bei der der Schleifring aus Kohle, Stütz- und Haltering aus Metall bestehen.
Durch das Aufschrumpfen des mit dem Stützring fest verbundenen Halterings auf den Kohlering wird letzterer durch Biegekräfte, deren Ursache in unterschiedlicher radialer Dehnung von Stütz- und Haltering liegt, derart verzogen, so daß seine vordere Stirnfläche eine etwas konische Form annimmt. Aus diesem Grunde wird sie maschinell bearbeitet, um ihr eine ebene Gestalt zu verleihen. Trotzdem bleiben jedoch die die Verformung verursachenden Kräfte vorhanden. Wenn nun die Halterung mit einer hohen Betriebstemperatur arbeitet, führt die dabei auftretende unterschiedliche Wärmedehnung zu der Gefahr, daß der Kohlering von den Verformungskräften entlastet wird, so daß er dazu neigt, in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren, bei dem die vordere Stirnfläche erneut eine konische Form annimmt, jetzt jedoch im entgegengesetzten Sinne. Bei einer umlaufenden Abdichtung kann diese Konizität zu einem übermäßigen Verschleiß führen oder die einwandfreie Abdichtung gefährden. Diese Gefahr besteht überall dort, wo Materialien mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten verwendet werden.
Diese Nachteile zu beseitigen, ist Aufgabe der Erfindung, nach der der auf den Schleifring aufgeschrumpfte Haltering mit dem Stützring über ein Zwischenglied verbunden ist, das eine radiale Ausdehnung des Halteringes gegenüber dem Stützring zuläßt.
Bei dieser Anordnung kann sich der Stützring unabhängig vom Haltering dehnen, so daß der Schleifring praktisch nur infolge unterschiedlicher Wärmedehnung von Schleifring und Haltering und damit im wesentlichen nur in radialer Richtung beansprucht wird. Die Kräfte verteilen sich im wesentlichen gleichmäßig über die Dicke des Schleifrings. Biegekräfte infolge unterschiedlicher radialer Wärmedehnung von Stütz- und Haltering können nicht auftreten. Infolgedessen bleibt die vordere Säche des Schleifrings innerhalb des gesamten Betriebstemperaturbereichs im wesentlichen eben.
Die Verbindung zwischen .dem Stützring und dem Haltering besteht vorzugsweise aus einem am Umfang des Halterings 'n einem axialen Abstand von dem Stützring vorgesehenen 'radial gerichteten Ringflansch, der durch einen im Verhältnis zur Breite dünnen Reifen mit dem Stützring vorzugswedse gasdicht in Verbindung steht: Diese Anordnung fäßt nicht nur die kleinen radialen Relativbewegungen zu, die erforderlich sind, um eine unterschiedliche Wärmedehnung bzw. Zusammenziehung zwischen Stütz- und Haltering zu ermöglichen, sie bildet auch eine wirksame Gasabdichtung zwischen dem Stützring und dem Haltering. Dies ist bei bestimmten. Einrichtungen erwünscht, bei denen der Schleifring- einen Bestandteil einer Hochdruck-Gasabdichtung bildet. Jeder Ringflansch kann in axialer Richtung biegsam sein.
Zweckmäßigerweise ist der Reifen mit dem Stützring durch einen auf dessen Umfang vorgesehenen, dem Ringflansch des Halterings entsprechenden Ringflansch verbunden, der zum Festlegen der Lage des Reifens vorzugsweise axial gerichtete Lippen aufweist. Hierdurch wird in noch vollständigerer Weise eine nahezu spannungslose 'Aufnahme der durch unterschiedliche Wärmeausdehnung hervorgerufenen Formänderung erreicht. Dieses Ergebnis läßt sich noch dadurch verbessern, wenn jeder Ringflansch in axialer Richtung biegsam ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Halterung eines aus Kohle bestehenden Schleifrings einer Schleifringdichtung.
Gemäß der Zeichnung erstreckt sich -eine drehbare Welle 10 durch eine Öffnung 11 in einem feststehenden Gehäuse 12. Diese Welle trägt einen Bund oder Flansch 13 mit einer ringförmigen Abdichtungsfläche 14, an der ein ortsfester Schleifring 15 aus Kohle angreift. Der Kohlering 15 äst von einem Metallring 16 umgeben, der auf den Kohlering aufgeschrumpft ist und als Haltering dient: Dieser Haltering 16 trägt am Umfang einen dünnen, nach außen ragenden Ringflansch 17 mit einer Lippe 18. Ferner .ist ein Stützring 19 aus Metall vorgesehen, der eine ebene Stirnfläche 20 aufweist und an seinem Umfang ebenfalls einen dünnen Flansch 21. mit einer Lippe 22 trägt. Die den Kohlering 15 Lind den-Haltering 16 bildende Einheit ist mit dem Stützring 19 durch einen dünnen Metallstreifen 23 verbunden, der zwischen den Lippen 18 und 22 angeordnet und' mit den Flanschen 17 und 21 durch Schweißen oder Hartlöten verbunden ist, so daß er eine gasdichte Abdichtung zwischen dem Haltering 16 und dem Stützring19 bildet. Die axiale Flexibilität der dünnen Flansche 17 und 21 ermöglicht es, der von der Dichtungsfläche 14 angewandten Stirnfläche des Kohlerings 15, sich an der ebenen Stirnfläche 20 des Stützrings 19 abzustützen, während die radiale Flexibilität des Reifens 23 radiale Relativbewegungen zwischen dem Haltering 16 und dem Stützring 1ß zuläBt. D Stützring 19 wird von dem Gehäuse 12 aus durch ringförmige Rohrmembranen 24 und 25 unterstützt.

Claims

Patwta@he:.. 1. Halterung des Schleif- bzw. Lagerrings einer Schleifrngdichtung oder eines Axialdrucklagexs;: bestehend aus einem auf den Schleifring aufgeschrumpften Haltering, der mit einem scheibenförmigen Stützring verbunden ist, an deren Stirn-Fläche der Schleifring anliegt; d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t , daß der auf den Schleifring (15) aufgeschrumpfte Haltering (16) mit dem Stützring (19) über ein Zwischenglied (17, 23; 21) verbunden ist, das eine radiale Dehnung des Halterings gegenüber dem Stützring zuläßt.
2. Halterung nach Anspruch 1; dadurch gs kennzeichnet, daß der Haltering (16) an seinem Umfang in -einem axialen Abstand von t Stützring (19) einen radial gerichteten: Ringflansch (17) besitzt, der durch einen im Verhältnis z Breite dünnen Reifen (23) mit dem Stützring vorzugsweise gasdicht in Verbindung steht
3. Haltering nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet; daß der Reifen (23) mit dem Stützring (19) durch einen auf dessen Umfang vor-, gesehenen, dem Ringflansch (17) des Halterin: (16) entsprechenden Ringflansch (21) verbunden ist, der zum Festlegen der Lage des Reifens (23) vorzugsweise axial gerichtete Lippen (18) aufweist,
4. Halterung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ringflansch in axialer Richtung biegsam ist.