DE180482C

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Publication number: DE180482C
Application number: DENDAT180482D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

— JV* 180482 KLASSE 47/. GRUPPE

ringförmigen Körper eingreift.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Mai 1905 ab.

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für rotierende Wellen, z. · B. von Dampf- und Gasturbinen, Kompressoren, Zentrifugalpumpen u. dgl., bei der ein mit der Welle fest verbundener Ring mit normal zur Wellenachse gerichteten Dichtungsflächen und mit radialem Spiel in einen ringförmigen Körper eingreift. Die Erfindung bezweckt die Entlastung der Dichtung gegen die Differenz der Drucke auf beiden Seiten

ίο des Lagers und erreicht diese dadurch, daß der in achsialer Richtung verschiebbare Ringkörper an beiden Enden zylindrische Lagerflächen von verschiedenem Durchmesser hat. Durch die infolgedessen verschiedene Größe der in dem umgebenden Raum liegenden Stirnflächen wird eine Druckdifferenz erzielt, die dem Überdruck entgegenwirkt, der sich an den normal zur Wellenachse gerichteten Dichlungsflächen des Ringkörpers ergibt.

Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen achsialen Schnitt durch eine nach der Erfindung ausgeführte Wellendichtung. Fig. 2 zeigt einen ähnlichen Schnitt durch eine etwas abweichende Ausführungsform.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sitzt auf der Welle W ein Ring M, der mit der Welle aus einem Stück bestehen oder darauf aufgekeilt sein kann, also mit der Welle rotiert. Dieser Ring M greift in eine Ausdrehung eines ringförmigen, zum Zwecke der Montage am besten zweiteilig ausgeführten Ringkörpers N ein und ist an .diesem mit zwei normal zur Wellenachse liegenden Flächen c¹ c² abgedichtet. Der Ringkörper N ist mit zwei zylindrischen Flächen b¹ b² in einer kugeligen Schale K derart gelagert, daß er eine achsiale Verschiebung nach beiden Richtungen ausführen kann. Die kugelige Schale paßt in. die entsprechende Fläche α des Lagers. Sie ermöglicht der Welle, sich richtig einzulagern. Zur Fixierung des Ringkörpers M und der Kugelschale können Schrauben s dienen.

Um nun bei der beschriebenen Einrichtung eine Entlastung der Dichtung gegen die Differenz der Drucke auf beiden Seiten des Lagers zu erzielen, ist folgende Anordnung getroffen.

In dem Raum A herrsche der Druck p¹, im Raum B der Druck p^%, und es sei p¹ größer als p². Ein Durchdringen des Dampfes, Gases, Wassers oder des sonstigen Druckmittels könnte ■ also geschehen von A aus durch die zylindrische Fläche b¹ in den Raum 'C, darin von dort durch b^% nach B oder von A durch die Fläche c¹ in den Raum D und von dort durch c² nach B.

Es ergibt sich daraus, daß auf der Fläche c¹ ein gewisser mittlerer Druck herrscht, der größer ist als der mittlere Druck an der Fläche c². Dadurch erhält der Ringkörper N einen Überdruck in der Richtung von B nach A. (Jeder Druck auf den rotierenden Ring M bleibt ohne Belang, weil dieser Ring auf der Welle befestigt, in seiner Lage also nur von der Lage der Welle abhängig ist.)

Ganz analog der vorher beschriebenen Weise wird sich auch im Raum C durch eine geringe Durchlässigkeit der Flächen b¹ und b² ein gewisser mittlerer Druck einstellen, der zwischen

den Drucken φ¹ und ft² liegt, also größer ist als p*. Nun ist, wie aus Fig. ι ersichtlich ist, die Fläche b¹ auf einen kleineren Durchmesser verlegt als die Fläche b² und infolgedessen sind die normal zur Achse verlaufenden Flächen des Ringkörpers JV auf der nach A hin gelegenen Seite in dem Raum C größer als die nach der Seite B hin gelegenen, normal zur Achse gerichteten Flächen des Ringkörpers JV. Der in

ίο dem Raum C auf den Ringkörper in der Richtung A nach B wirkende Überdruck ist also dem aus der Druckdifferenz an den Flächen c¹ und c² sich ergebenden Überdruck entgegengesetzt und (bei richtiger Wahl der Durchmesser der zylindrischen Flächen b¹ und δ²) diesem auch gleich, wie sich aus der folgenden Betrachtung ergibt.

Angenommen, es würde ein resultierender Überdruck auf den Ringkörper JV in der Richtung B-A existieren, so würde die Fläche c² diesen Überdruck aufnehmen, also mit Druck dichten, die Fläche c¹ dagegen ohne Druck, also undichter^ sein als die Fläche c². Dadurch wird der Druck im Raum D steigen. Durch die Löcher L ist nun dafür gesorgt, daß der Druck in den Räumen C und D stets gleich ist. Es steigt also auch der Druck im Raum C und damit der Überdruck auf den Ringkörper JV in der Richtung A -B, bis der oben angenommene Überdruck in der Richtung B-A aufgenommen und ausgeglichen ist.

In ähnlicher Weise kann auch gezeigt werden, daß ein resultierender Überdruck in entgegengesetzter Richtung sich selbsttätig ausgleicht.

Die Wahl der Durchmesser der Zylinderflächen b¹ und b² ist nur abhängig von der Wahl der Flächen c¹ und c², nicht aber vom Druck. Die Entlastung der Gleitflächen c¹ und c² läßt sich also für beliebige Drucke vollkommen erreichen und stellt sich bei veränderlichem Druck stets selbsttätig richtig ein.

Es ist selbstverständlich, daß die beschriebene Anordnung auch mehrfach auf der Welle angebracht sein kann. Beispielsweise lassen sich in einer gemeinschaftlichen Kugelschal.e K mehrere Ringkörper JV mit eingreifenden Ringen M anbringen. Auch kann man in einen einzigen Ringkörper JV, der von einer einzigen Kugelschale umgeben ist, mehrere auf der Welle befestigte Dichtungsringe M eingreifen lassen. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in Fig. 2 dargestellt. Durch die beschriebene Dichtung ist es ermöglicht, Metall auf Metall gehen zu lassen, ohne daß es besonderer Federn o. dgl. bedarf.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Wellendichtung, bei der ein mit der Welle fest verbundener Ring mit normal zur Wellenachse gerichteten Dichtungsflächen und mit radialem Spiel in einen ringförmigen Körper eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der in achsialer Richtung verschiebbare Ringkörper an beiden Enden zylindrische Lagerflächen von verschiedenem Durchmesser hat, zum Zwecke, durch die verschiedene Größe der in dem umgebenden Raum liegenden Stirnflächen eine Druckdifferenz zu erzielen, die dem Überdruck entgegenwirkt, der sich an den normal zur Wellenachse gerichteten Dichtungsflächen des Ringkörpers ergibt.

2. Ausführungsform der Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den achsial verschiebbaren Ringkörper umgebende Raum mit dem Spielraum des auf der Welle befestigten Dich- ■ tungsringes in Verbindung steht, zum Zwecke, eine Entlastung der Wellendichtung auch bei Druckänderungen selbsttätig herbeizuführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.