DE1915934A1

DE1915934A1 - Vorrichtung zum Abdichten von Wellen

Info

Publication number: DE1915934A1
Application number: DE19691915934
Authority: DE
Inventors: Guenther Lehn; Herbert Dipl-Ing Werner
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier System GmbH
Priority date: 1969-03-28
Filing date: 1969-03-28
Publication date: 1970-10-08
Also published as: GB1270762A; NL7003985A; FR2039940A5; US3622164A

Description

Friedrlchshafea Vorriebtuns χι» Abdichten voa Wellen

Di· Erfindung betrifft «in· Vorrichtung zum Abdichten von aus maschinengehäusea herausführenden Wellen, deren Drehsah lberelcb «ich voa Stillstand bis su sehr hohen Drehzahlen ere treckt, «ie ζ. B. bei Zentrifugen und dergl., bestehend aus einer Flüssigkeitsdichtung alt auf der Wellenoberflacke angeordnetem Fördergevlnde für die Flüssigkeit und aus vemigstene einem den Bereich der Flüssigkeitsdichtung nach aufien abschlieaeadea Badialdichtring.

Die Vorrichtusg hat den Zeeck, eine aus einem Gehäuse herausführende VeIIe absudichten und z«ar sowohl la Stillstand der Welle, la niedere« Drehzahlbereich, aber auch im höchsten Drehzahlbereich. Bekannt sind Vorrichtungen zum Abdichtem voa Wellen, die grusasätslieh in swsl Gruppen eingeteilt «ee kftaaen. Die ernte Gruppe der Wellendichtungern enthalt solche, die alt dem HaseBinemelernest in Berührung kommen. Als Beispiel seien die bekannten Filarlage, Radialdichtringe us«: genannt. DIs svelte Gruppe «cm WeIlesdichtungen sind sogenannte Labyrinthdichtumgen. line solch· Dichtuagsart kommt mit der dre-

Welle sieht in Berührung uad enthalt eis· Beihe voa », in deaea voa einer Kaaaer stur aaderem der Dreck des sodlektemdea Mediums vermindert wird, bis schlieslieb aa der Wslleaaastrlttsstelle am Gehäuse kein Überdruck vorne ist. fair ate Abdlcfctamg voa sas Has«hia«ageamasem hsTmsmffsassn Wsllsa, veaa ia Oehiass ein f lässiges aediua vorhaadea ist, siad s. b» sas dsa Getriebe- sad Wsrkafgsseiii I sanbas Vorrieh-

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tungen bekanntgeworden, die an der Wellenoberflache ein gegenläufige· Gewinde enthalten usd so jeweils den FIuB des Mediums vom der Wellenaustrittsst«ll· fernhalte·. '

Sine weitere bekannte Möglichkeit zum Abdichten von Wellen besteht in der Anordnung von Spritsscheiben auf einer Welle. Durch den gröteren Durchmesser an der Auftenkontur der Spritsscheibe weist auch die Fliehkraft eine größere Wirkung auf und somit wird das abzudichtende Medium, z. B. ein Schmiermittel, vor der Wellenaustrittsstelle radial abgeschleudert.

All diese genannten Vorrichtungen zum Abdichten von Wellen haben aber den grollen Nachteil gemeinsam, daß sie nur für einen entweder hohen oder niederen Drebzahlberelch gut geeignet sind, sobald sich aber der Drehzahlbereicii fiber das der jeweiligen Dichtung entsprechende Haft hinaus erstreckt, werden solche Dichtungen wirkungslos.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abdichten von aus Maschlnengehäusem herausführenden We 1« len zu schaffen, deren Drehzahlbereich sich vom Stillstand bis zu sehr hohen Drehzahlen erstreckt, wie s. B. bei Zentrifuge und dergl., bestehend aus einer Flüssigkeitsdichtung mit auf der Wellenoberfläche angeordnetem Fördergewinde fttr dl· sigkeit und aus wenigstens einem den Bereich der dichtung nach aufiem abeohli«senden Radialdicfcfrisg. Pabei soll die Vorrichtung nicht nur in einer bestimmtes Lag® der Weli«_s z. B. in horizontaler Lag·, wirksam sei·, sonders» sssch bei der beliebigen Lage der Well· völlig funktionsfähig sein. Erfindung geht dabei von der bekannte· Anordung eimer aus, dl· aus zwei gegenläufig·· Gewinden besteht, tobei <ni flassig· Medium als Sperrflüssigkeit dient uad gegeaei«*a«te·* gefordert wlrd.An der Bertutrwagsatelle der gege»läe£ig** Oswiade baut sich der maximale Druck Is dar 8p«rrfiafl»Ig&e&f ®a£« Dies· Dichtung 1st aber nor bei non·· Drekaahle« wtstemmm* Bsi niedriger Drehzahl oder vertikaler Bauweise beetefcf di«

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daft di· BpTTt lOaalgkalt is dea Bam aiedrlgea tliaftt. Im dieaea Xaeatall BU vemidM, wird dM Ζ1·1 erdadurca «rreleat, dal awlacaea Veil« uad Ge-•ia Bofclraua vorgtuhii ist, la dm «la· axial ver-•ealabbare Buch·· gelagert iat_t dl· elaea kegeltdralgea, alt dar Spits· au dea Badlaldlohtriag fttaree uad daaaaa Dlehtllpp· abaebeadeB Slagaaaata aufvalet, uad daft aa der aadaraa Stirnf lack· d«r Buche· awiackea dar Buch— uad de· el· la axialer ftlohtaag abattttaeadea Glied (a. B. Geaftuaevaad) der Sruckaittelapalt der ritteeigkeltadlobtuac Uegt. Ilk aueh di· Aaordauac «la«r Baiialdlehtuag aa held·· Aaatrittaatellea ·1β·τ aua «lam Gffcaaa· fObreadea lell· aaord-Oaaea» wird aach «iaer «eitevea Aaabilduac der Brdi· Vorrieataag aairch ajawatriaca· Auabllduag alt

OTl (VgOTUNLaBXg ■**■* veraCOAVBOaZ^ai OHCSMnI BUgVOFOTMX f PU"

Mil aaiaca— dea Buck—a dar Draekaitt«lapalt dar FluMigkeiti diaktoag liagt.

iaaaad alaa« AaaXftar«agabaiapi«l·· Mil di· Brfiaduag •rltatert.

Vig. 1 OTMl 3 dea Aufaaa «iaer Valleadieatuag la Schaltt.

Wl· «as daa rtganai aa araahaa let, wird di· Well· 1, di· daroa daa QiTi Mim ■ 4 aiadareagvfmart iat, aagedieatet. Daaai iat aaeeaoaaaa. daft «la· Abdlcataac ialaiaaa aaei Draekrataaaa ait veraealadea·· Draekea arfolgea aoll. Iat la dea beidea aJUaaea Qaa» eo «ιβ «ia· Sperrtlfiaaigk«lt ae-t wrdaa. let ia «law» to Um elae FlftMrtgkeit, ao Ium» diea· al· IpMTf Haulgk»lt MiraagiiWgaa «erdea. Die Welle 1 eathAlt Pleatiaagrtiayaica aa iarer Oaarf Uca· aval gegealAaf ige Ge-

derart» daft «twm ia Mitt« der Torriebtaag die gegealftaflgam On υ I a Maaanaa I tte amlaaaderstoften. Aa

S let «la BoTmI 3. Gagea iaa legt aiek dteat «la radialer Dieatriag 8 ait aiaer Dieatliape 9.

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009841/0761 .4.

der Gehäusewand 4a und 4b und der Well· 1 ist «in Hohlraum vorgesehen, in dem mit geringen Spiel axial verschiebbare Buchsen 5 gelagert sind. Die Buchsen 5 weisen einen Ringansatz 6 auf, der im Querschnitt keilförmig ausgebildet ist und mit der Spitze 7 zu den Radialdichtringen 8 «eist. Die Spitze 7 des Ringansatzes 6 liegt nahe beim Wellenbund 3 und kann durch ihre Form bei einer Axialverschiebung der Buchse 5 die Dicht lippe 9 der Radialdichtung 8 vom Bund 3 abheben. Ein Teil des Raumes zwischen den beiden auOen llegen-

W den Radialdichtringen 8 ist von einem flüssigen Medium aus

gefüllt. Am äußeren Umfang der Buchsen 5 sind Nuten 12 angeordnet, in denen je ein Rundschnurring 13 eingebettet ist, der die Buchse 5 zur Bohrung des Gehausee 4 hin abdichtet. In der Bohrung der Gehäusewand 4a bzw. 4b ist eine weiter® Nut angebracht, in der eine Nase 14 der Buchse 5 eingreift. Diese Nase 14 hat den Zweck, die Buchse 5 vor Verdrehung &u sichern. Dieselbe Funktion hat in Fig. 2 ein Stift 15. Die Drehsicherung durch Nase 14 bzw. Stift 15 ist jedoch sieht unbedingt erforderlich, wenn die Passungen von Buchse 5 und Bohrung des Gehäuses 4 entsprechend ausgebildet sind. Die b#iden Buchsen 5 stoOen mit ihren Stirnflächen in Jeaea Be-

. reich aneinander, an dem die beiden gegenläufigen Gewindoab» schnitte zusammentreffen. Die beiden Buchsen 5 haben an Berührungsetelle eine solche Formgebung, daß zwischen ein kleiner Druckmittelspalt 17 der Flüssigkeitsdichtung liegt. Bias kann z. B., wie in der Figur dargestellt, durch kegelförmige Abechrägung der Stirnflächen oder auch durch ringförmige Absätze erreicht werden. Selbstverständlich ist für die Abdichtung einer Welle nur eine Buchse 5 uad« gehöriger Radialdicht ring 8 erforderlich. Ss aufi dass gesorgt werden, daft die Anordnung ein in axial®? Äi©b.tnsg abstützendes Glied, s. B. die Gehäusewand, sich zwischen Buchs· 5 und der vorhin genanntes der Druckmittelspalt der Flttseigkeitsdlcntssiäg ssiebildee lease

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Durch diese Ausbildung ist ·β nun «Bglich, daft für den Stillstand bzw. den unteren Drehsahlbereich der Welle die Radlaldichtriage la bekannter Weise die Dichtung abernehsen. Sobald aber die Drehzahl ansteigt, so würde ab einer gewissen Umfangsgeschwindigkeit die auf dem Wellenbund 3 aufliegende Dichtlippe 9 infolge Reibung überbeansprucht und unbrauchbar werden, eventuell sogar verdampfen. Durch die Anord- , atrag der beiden axial verschiebbaren Buchsen wird jedoch dieser Zustand verhindert. Bei hohen Drehzahlen tritt die zweite Dichtmethode in Aktion, die darin besteht, daß auf der Wellenoberfläche ein gegenläufiges Gewinde angeordnet ist und dabei das zwischen den beides RadlaldlchtrlBgea eingelagerte Dichtmedium durch die hohe Drehzahl der Welle und die gegenläufiges; Gewindeabschnitte In die Ebene zur Mitte ämr Gewindeaasätze gefördert wird. Dort baut sich ein Druck auf, der ausreicht, üb die la Gehäuse bzw. auf der Welle 1 angeordneten Buchsen 5 axial mach außen zu verschieben. An der äußeren Seite der Buchsen 5 hebt der Riagansatz 6 alt seiner Spitze 7 die Dichtlippe 9 ab. Die Dichtwirkung der Radialdicbtringe 8 1st jetzt aufgehoben und es findet durch Aufweitung der Dichtlippen 9 keine Berührung zwischen de« Bund 3 der rotierenden welle 1 und den Radialdlchtriagen β sehr statt. Die Dichtwlrkuag wird durch die von den gegenläufigen Gewindeabschnitten aach innen geförderte Sperrflüssigkeit erreicht.

Sobald der Druck zwischen dea beiden Bucen 5 Infolge Drehzahlverminderung wieder absinkt, wirke« auf den Kegelaaatel des Rimgaasatses 6 die federnden Dicht lippen 9 ein uad drücken somit In axialer Richtung die Buchsen 5 gegeneinander. Durch die Dicht lippenfederlS wird die«· Wirkung noch tiater«- stutzt. Die Dichtlippe 9 liegt wieder auf de« Bund 3 der Welle an. Die Radialdichtung a ist für dea uaterea Drehsahlbereich, aber auch für de« Stillstand der Welle 1« abgeschl«

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Stellung. Durch die Dichtlippe 9 wird verhindert, daß !■ Stillstand oder bei niederen Drehzahlen die Sperrflüssigkeit herausgedrückt wird.

Ale weitere Ausbildung der Erfindung ist in Fig. 2 zwischen der Gehäusewand 4a oder 4b und einer Buchse 5 eine radiale Aussparung 10 vorgesehen, in der ein Federelesent 11 eingelagert ist. Durch diese Federanordnung wird der einen Buchse nach der Richtung der Federkraft eine nach innen oder außen gerichtete Vorspannung gegeben. Bei der Abdichtung zwischen einen Druckgefälle ist es insofern erforderlich, daß die Buchse auf der Seite des geringeren Druckes die Dichtlippe des Radialdichtringes früher abhebt als an der Seite des hohen Druckes.

18.3.1969
Gö/ro

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Claims

Patentansprüche :

1.) Vorrichtung sub Abdichten von aus Maschinengehäusen herausführenden Wellen, deren Drehzahlbereich sich vom Stillstand bis zu sehr hohen Drehzahlen erstreckt, wie z. B. bei Zentrifugen und dergl., bestehend aus einer Flüssigkeitsdichtung ait auf der Wellenoberflache angeordnete» F&rdsrgewinds für die Flüssigkeit und aus wenigstens eine« den Bereich der Flüssigkeitsdichtung nach auüen abschlies-

Radiaädichtring, dadurch gekennzeichnet, daß zwi-Welie (I) «and Gehäuse (4) ®ia Hohlraum vorgesehen ;, ia dea ®in® axial verschiebbar© Buchse (5) gelagert ist, dl® eiras k«gelfömig»n, »it dar Spits». (7) asu des Eadi&Mäehtring (8) f@tä?®üid@B ssntl ·$8®β&& Dielst lippe (9) 5i3fesl>©s>.cieE Eiäsgsja^ftts i€»} ®Mtw3i&t₀ wmu sisB si@ ύ&τ anderea

sü ία. S

der FlföasigSs©ät®Äl©iMtiang liegt.

ο 'vcci^isistMSg tiacfe Aasprsich 1, f*k®asaa5®iöhfö«t

alt zwei geg®j»sBiEisig asial

tmeli Ai^pi^'sa 1 und 2₉ dadurch g»fesos»»i«sh*et, Cl?) durch ssatsh Ini»sa anliegende öar StimflJkshea der Bucfcesa (5) gebildet

Msfe 1 bis 3₅ asw&us-eo gekeoaxeichnet _f

daft siaeäf^lieSa &w$,®&fafm <ä®m üahämm (&} amd eise« Teil der (5) ©iawe S¹AdIaIe Ausspanne ClO) ^sspgesebee ist,

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in der ein eingelagertes Federeleaent (11) eine Vorspannuag zwischen Buchse (5) und Gehäuse (4) bewirkt.

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (5) durch in Nuten (12) eingebettete Rundschnurringe (13) zua Gehäuse (4) abgedichtet sind.

Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (5) durch eine an der zylindrischen Mantelfläche angeordnete und in einer Aussparung in der Bob» rung des Gehäuses (4) fixierte Nase (14) bzw. Stift (15) gegen Verdrehung gesichert sind.

18.3.1969
Gö/ro

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