DE1525607A1 - Wellendichtung - Google Patents

Description

• Wellendichtung Die Erfindung' bezieht sich auf eine verbesserte Anordnung zum Abdichten einer Dreh... oder Gleitwelle gegen einen Gas-Überdruck bzwo ein Gasdruckdifferential jenseits der Dichtung. Die Erfindung ist besonders, jedoch nicht ausschliesslich anwendbar auf das Abdichten einer Welle gegenüber der Wand eines evakuierten Behälters, wie einen Vakuumofen, wobei sich durch die Wand die Welle erstreckt, von der gefordert -. x, dass aiej sich von 2xeit zu Zeit während der Verwendung cles Behälters dreht oder axial bewegt Alle bekannten Methoden zum Abdichten einer sich drehenden, oder axial bewegenden Welle, die sich durch eine Wand eines Gefässes oder eines Behälters erstreckt, um einen gewissen Grad eines Vakuums in dem Gefäss oder in dem Behälter auf- rechtzuerhalten, beruhen auf der gegenseitigen ßerthrung von dichtenden Oberflächen und/oder nachgiebigen Dichtungs- ringen, die relativ zueinander gedreht werden, in Überein-Stimmung mit der Drehung oder Axialbewegung der Welle. Dies ist jedoch der Anlass zu unsicherer Gebrauchsdauer unter den Vakuumbedingungen wegen der Abnützung der sich relativ bewegenden, berührenden Oberflächen auf welcherdie Dichtungswirkung beruht. Dies ist besonders dann der Fall, wenn während einiger Zeitspannen bei der Benutzung der Abdichtung hohe Wellendrehge$chwindigkeiten erforderlich sind. Hei manchen Verfahren, bei-denen maan einen Vakzumofen oder 'einen anderen evakuierten Behälter verwendet, der eine Drehwelle oder eine axial sich bewegende Welle besitzt, die sich durch eine Wand erstreckt, ist im Behälter eint hohes Vakuum nur für einen Abschnitt des Verfahrens erforderlich, das darin durchgeführt wird; während das restliche Ver fahvon ,#lnzt er einer wollen oder partiellen Atmo;,p.iäre in dem Deht'ilter durch.. geführt wird, d.h. bei einem. Gasdruck bis zu 760 = rg absolut. Ziel -der vorliegenden Erfindung äst es, eine zuverlässige langlebige Dishtungsanordnuiq für eine Drehwelle oder axial. sich bewegende Welle anzugehen, die sich durch eine Wand eines Behälters erstreckt, der periodisch den Bedingungen eines Hochvakuums ausgesetzt ist, wie eilt Vakuumofen, wohei die Drehung oder axiale Bewegung der Welle auf Perioden niederer Vakuumbedingungen im Behälter beschränkt sein kann. Nach dar vorliegenden Erfindung enthält eine Dichtungsanordnung zum Abdichten einer sich drehenden oder axial bewegenden Welle in einer Öffnung einen Vakuumbehälters eine Vakuumhauptdichtung, die so angeordnet ist; dass sie in kräftig abdichtendem Eingrif"mit einem zusammenwirkenden Sitz durch den Differentialgasdruck gehalten wird, wenn sich der Behälter- unter- Bedingungen eines hohen Vakuums befindet, sowie Mittel zum Abheben der Vakuumhauptdi cht ung 'von ihrem Sitz, wenn sich der Behälter unter- Bedingungen eines niedrigem Vaktaums oder von keinem Vakuum befindet, eine Drehung und/oder axiale Bewegung der Welle zu ermög., liehen und eine derart angeordnete Rückstau- oder Hi.i.fsdichturg in ständigem, dichtenden Eingriff mit der Welle, sodass die Welle gegenüber der Behälterwand gegen verringerten oder Null--Differentialgasdruck abgedichtet ist, der auch dann erhalfen bleibt, wenn die Hauptdichtung von ihrem Sitz abgeheben ist; während sie die Drehung und/oder axiale Bewegung der Welle ermöglicht" Wenn also eine Dreh- oder Axialbewegung der Welle während einer Periode bei voller oder partieller Atmosphäre (Druck) in dem Behälter erforderlich ist, wird dir Vskuumhauptdich-. tung von ihrem Sitz abgehoben, löst die Hauptabdichtuungsoberflächen von ihrer gegenseitigen Berührung während ihrer relativen Dreh- oder Axialbewegung; die Rückstau oder Hilfsdichtung dient dazu, die volle oder partielle Atmosphäre zu erhalten und ein Undichtwerden entlang der sich drehenden oder axial bewegenden Weile zu vermeiden.
• Die Erfindung kann in verschiedener Weise in der Praxis angewendet. werden, doch wird-im Folgenden eine typische Ausführungsform anhand eines-Beispiele unter Hinweis auf die beigefügte Zeichnung erläutert; die einen Querschnitt eines Wandteils eines Vakuumofens darstellt. In der Zeichnung ist die Dichtungsanordnung für eine Drehwelle gezeigt, die eich in den Behälter erstreckt: Bei der gezeigten Ausführungsform erstreckt sich eine senk-. rechte Drehwelle 10 durch eine Öffnung 11 in einer horizontalen Wand 12 des Ofenbehälters 13 eines Hochvakuumofens"

  Der Druck ist Bereich 14

  des Ofens ist Atmosphä-

  rendsnck, d.h. etwa 780 mm Hg absolut, vahhrend der Druck

  im Innern 15 dos: Ofens zwineben qtxa 0 und 760 mm Ig abse-

  lut. Schwankt.

  Dien Drehwelle 10 hat einen festen Bestandteil einen Flansch

  18 innerhalb den Ism®nraumes 15 der Otenbehälterwand-13 und:

  unterhalb der Wa.#id 12 und die obere radiale Oberfläche 19

  des flanschen 11 stellt eine der sich treffenden Oberflächen

  der Vakuumhaur:dichtung 20 dar. Die damit

  Dichtungsoberfläche wird durch die untere Fläche eines kreis:-

  fösmiger "utnt:hukäichtungeringes 22 vorgesehen, der in einer

  ririgArmigen Rille in der unteren Flache einer starren ring-

  Alligen Schulter 23 geholten wird, welche die Welle 10 um-

  gibt und ein Dichtungsgehäuse bildet. Die Schulter 23 ist

  in 'einer sie umgebenden Öffnung 24 in dem oberen Ende einer

  knaufm bzw: becherartigen Ausbuchtung 25 als Bestandteil

  der'-Siarid 12 des Ofanbghalter® 13 mit Hilfe eines flexiblen,

  Diaphragmas 27 befestigt, das eine gasdichte; nachgiebige

  Verbindung ergibt. Die Schulter 23 ist somit nicht drehbar,

  doch besitzt sie ein kleinen Bewegungsspiel in axialer Rich-

  tung regen der Flexibilität- des, Diaphragmas a7;

  Die innere Öffnung 29 der Schulter 23 ist gegenüber der re-

  lativ drehbaren zylindrischen Oberfläche der Welle 10 Ober-.

  halb das Flanschee 18 mit Hilfe eines nachgiebigen Rückstaubsw. ülledichtungsringee 30 abgeschlossen, der in einer ringsum laufenden Rille 31 in der Schulteröffnung 29 getra- gen wird und nachgiebig an der Welle 10 anliegt.
• wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Rockstau- bmw. Hilfedichtungsring 30 mit einen radial nach innen weisenden kanalförmigen Abschnitt versehen; der eine-scharfkantige, radial: nach innen hervorragende und nach oben geneigte untere Lippe 32 besitzt; die nachgiebig an die zylindrische Oberfläche der Welle 10 angreift, um die erforderliche gasdichte Abdichtung au ergeben; . An der oberen Fläche der Dchtungagehäuseschulter 23 ist eine Trägerstütze 33 befestigt, mit der drehbar ein Ende eines Schwenkhebels 34 verbunden ist, dessen Drehpunkt eine Trägerstütze 35 ist, die an der oberen Seite der Ausbuch-.tune 25 befestigt ist-. Das andere Ende des Schwenkhebela 34 ist mit einem Kolben 36 eines kleinen hydraulischen oder pneumatischen Hebern 37 oder einer anderen Hubvorrichtung mit Mitteln verbunden; mit deren Hefe de Gehäuseschulter 23 senkrecht über einen kurzen Wegangehoben werden kann, der ausreicht, um den Hauptdichtungsring 22 von dem Flansch 18 der Welle ;10 abzuheben, .

  Inn der Praxis werden, wenn sich der Ofenbehälter 13 unter

  den Bedingungen eines vollen Vakuums befindet und sich die

  Welle 10 nicht bewegt, die Dichtungsgehäuseachulter 23 und

  ihr Diaphragaa 37 dem vollen gasdruckdiffeiential; das un-

  gefähr 760 mm lg/2,54 cm2 sein kann; zwischen dem Süsseren

  Raum 14 und dem Innenraum 15 des Ofens 13 ausgesetzt, wo-

  bei die Druckdifferenz den Vakuumhauptverschlussring 22

  kräftig gegen die einwirkende Oberfläche 1.9 des Wellenflgnc

  sches 18 drückt und einen vakuumdichten Verschluss ermög-

  licht, der gegenüber jeder Höhe des Vakuums aufrechterhal-

  ten wird; das in dem Ofen 1.3 erforderlich ist.

  Wenn das Gag z"B. Luft oder ein inertes Gas in den Ofenbe-

  hälter 13 eingelassen wird, wird der Druck im Innern des

  Behältergefässes 13 ansteigen, während das Druckdifferen-

  tial, welcher alif die Dichtungsgehäuseschulter 29 einwirkt

  und auf das Diarzhragma 27 verringert' wird, bis ein erfor-

  derlicher Gasdrink in dem Ofen erreich@:s ist. Der lieber 37

  oder eine andere Hubvorrichtung kann dann in Tätigkeit ge.-

  setzt werden; um die Schulter 23 des Dichtungsgehäuses an-

  zuheben und den Vakuumdichtungsring 22 von dem Wellenflansch

  18 abzuhebc-en, sodass es möglich ist, die Weile 10 ohne Rei-

  bungsberührung zwischen dem Vakuumdichtungsring 22 und dem

  Flansch 18 zu drehen und/oder axial zu bewegen; wobei die

  Atmosph&re n dem Ofen durch die Rückstau- bzwo Nebendich-

  tung 30 erhalten Wird, die dem verringerten Gasdruckdif-

  ferential standhalten kann, während sie andererseits die

  relative Drehung und/oder-axiale ßleitbewegang des Schafts

  10 ermöglicht.

  Der umfang bis zu dm der Gasdruck innerhalb des Ofenge-

  faeses 13 erhöht: werden muss, bevor die Vakuunhauptdich-

  tung 20 geltet wird, wird lediglich .durch den sicheren Ar-

  beitsdruck der brehnebendichtung 30 bestimmt und durch die

  traft, welche zur Verfügung steht, um die Schulter 23 des

  Dichtungsgehäuses anzuheben. _ .

  Die beschriebene und sxläuterte_Anordnurig hat die Vorteile,

  dass an der dichtenden Oberfläche der Vakuumhauptdichtung

  20 keine Beschädigung durch gleitende Berührung mit einem

  anderen; sich bewegenden Teil erfolgen wird, da die Welle -

  10 nur. gedreht wird; `nenn der Dichtungsring 22 von dem Wal.

  lenflanecä 18 abgehoben ist" Sie hat ferner:den Vorteil,

  dass dis Stärke des Vakuums in dem Ofen in keiner Weine durch

  die Dichtungsanordnungen begrenzt ist. Eine mit hoher Ge-

  schwindigkeit sich drehende Wolle 10 kann gegen hohes Vakuum

  abgeddhtet xerden, aolange sie sich nicht dreht und der

  Vaknendiohiungering 82 kaum von. sein Sitz 19 weg bewegt

  erden, um die Drehung der Voll® bei irgend einem Druck

  innerhalb des sicheren Arbeitsbereiches der Hilfsdrehdiah- tung 30 zu ermöglichen. .

Claims (1)

1. PatentansRrüohe 111W 111in111iY W 1 1. 1.. Dichtungsanordnung zum Abdichten einer sich. drehenden und/oder axial bewegenden Welle, die sich durch eine Öff- nung in einer Wand eines Vakuumbehälters erstreckt, g e k e n n z e i c h n e t durch die Kombination einer Vakuum- hauptäichtung (2fl), die durch den Differentialgasdruck; der jenseits der Wand (12) des Behälters (13) existiert, wenn letzterer sich unter den Bedingungen eines hohen Vakuums befindet in fest abdichtendem Eingriff mit einem mit ihr zusammenarbeitenden Sitz (19) gehalten wird, durch Mittel (37,34) zum Anheben der Vakuvmhauptdi®htung (20) von 3:ha em Sitz (19) unter den Bedingungen eines niedrigen Vakuums oder von Atmosphärendruck in dem Behälter, um die Drehung und/ oder Axialbewegung der Welle (10) zu ermöglichen und durch eine Hilf®dichtung (30) in ständig abdichtenden Eingriff mit der Welle (10), sodass die Welle (10) mit der Behälter- wand (12:) gegen verringerten Gasdruck oder Atmosphärendruck abgeschlossen ist und dieser Druck aufrechterhalten wird, wenn die Hauptdichtung (20) von ihrem Sitz (1:9) abgehoben ist und die Drehung und/oder Axialbewegung der Welle (10) ermöglicht ist; 2e Dichtungeanordnung nach Anspruch 1, dadurch g e m 1c e n n z e i o h n e t ; dass die Vahuvmhauptdichtung (2ü) eine Schulter (23) enthält, volche die Welle (10) umgibt und einen Hauptdichtungd=ing (22) trägt; der ebenfalls die Welle (1t1) umgib und $u abdichtenden Eingriff in einen . ringförmigen Sitz (19) befähigt. ist; der auf einer Seiten- flache eines ringrumlaufenden Flansches (18) auf der Welle (10) gebildet ist, wobei die Schulter (23) mit Hilfe eines flexiblen Diaphragmae (27) beweglich gesttitst wird das auch rum Abdichten der Öffnung in der Behälterwand (12) dient. 3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n 3 e i c h n ® t , dass die Mittel zum Anheben der Yakuumhauptdichtumg (20) von' ihrem Sitz aus Mitteln (37, 34) zum Hegen der Welle (10) in axialer Richtung gegen- über der :3chtilter (23) bestehen, wobei die Bewegungsrich- tung des- Hauptdichtungsringe:; (2.0) von der Schulter weg gerichtet- i"st 4. Dichtungsanordnung °nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e - k e n n $ e i r. h n e t , dass die Hilfsdichtung einen Dich- tungsring (30) enthält, der in einer ringsum laufenden Rille (31) in der zentralen Öffnung der Schulter (23) befestigt ist und die Welle (10) in ständig gleitendem Eingriff um- gibt, um die Welle (10) gegenüber der Schulter (23) abzu- dichten.