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Labyrinthdichtung Die Erfindung betrifft eine Labyrinthdichtung zum
Abdichten von aus Maschinengehäusen herausführenden Wellen für gasförmige Medien
hoher Temperatur.
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Es sind Dichtelemente bekannt, die zum Abdichten der flüssigen und
gasförmigen Medien verschiedenster Beschaffenheit geeignet sind. Man unterscheidet
grundsätzlich zwei Arten von Dichtelementen, einmal, bei denen das Dichtelement
die Wolle nicht berührt und ein andermal, bei der der drehende Teil unmittelbar
berührt wird und das abzudichtende Medium mechronisch zurückgehalten wird. Hierzu
gehören Dichtmanschetten und die sogenannten Wellendichtringe, die stets eine mechanische
Verbindung zwischen dem stehenden Teil, wie Gehäuse,. und dem drehenden Teil, wie
Welle, darstellen. Solche Dichtelemente bestehen aus elastischem Material und eignen
sich vorzugleich zum Abdichten flüssiger, aber auch gasförmiger Medien, jedoch nur
unter der Voraussetzung, daß die Drehzahl der Welle nicht allzu hoch liegt. Weiten
wird vorausgesetzt, daß die Betriebstemperaturen bei Maschinen, bei denen solche
Dichtelezehnte eingebaut sind, das übliche Maß nicht überschreiten.
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Eine natürliche Grenze der Verwendbarkeit von Wellendichtringen ist
durch die auftretende Temperatur an der Dichtlippe gesetzt. Dabei ist es einerlei,
ob die zu hohe-Temperatur durch das abzudichtende Medium verursacht wird, oder durch
Reibung iniolge hoher Uafangsgoschwindigkeit der Welle entsteht.
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Die andere Art von Dichtelementen ist bekannt, die wie eingangs erwähnt,
mit der Welle nicht in Berührung kommen. Sie bestehen aus Metall und sind geeignet,
gasförmige Medien hoher
Temperatur von aus Gehäusen horausführenden
Wellen abzudichten. Diese bestehen aus durch Stege unterteilte Ringkammern, wobei
der Druck von einer Kammer zur anderen allmählich abgebaut wird, bis schließlich
der Umgebungsdruck erreicht ist.
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Solche Dichtungen sind unter der Bezeichnung Labyrinthdichtung bekannt.
Nachteilig wirkt sich bei-solchen Dichtungen das teuere Herstellungsverfahren aus,
da diese kammartigen Vorsprünge durch Eindrehen von Ringnuten in gewissen Abständen
erzeugt werden müssen. Es ist daher leicht verständlich, daß solche Arbeitsgänge
zur Herstellung einer Labyrinthdichtung, abgesehen vom schwierigen Einspannen eines
ganzen Maschinengehäuses auf einer Drehmaschine auch ein zeitraubendes Herstellungsverfahren
bedeutet. Man ist deshalb dazu Abergegangen, Labyrinthdichtungen separat herzustellen,
um dann diese wie eine Art Buchse in Gehäuse einzupassen. Der wesentliche Nachteil,
daß die Stege der Lzbyrlnthdichtung aus dem vollen Material durch Ausdrehen erzeugt
werden müssen, konnte mit diesem Herstellungsverfahren nicht beseitigt werden. Besonders
deutlich tritt der Nachteil zutage, wenn eine sogenannte doppelte Labyrinthdichtung
hergestellt werden soll, d.
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h. wenn die kammartigen Vorsprünge sowohl aus der Richtung des Gehäuses
als auch aus der Richtung der Welle kommend ineinander greifen. Dann muß eine Buchse,
die für die Welle bestimmt ist, hergestellt werden und eine zweite, die in das Gehäuse
eingebaut wird, jedoch zweiteilig wie eine Art Lagerschale, um die Montage zu ermöglichen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erz in dung die AufgaSe
zugrunde, eine Labyrinthdichtung zu erstellen, die in äußerst rationeller Art und
Weise hergestellt werden kann. Es soll hierbei die Labyrinthdichtung ohne Verwendung
von Drehmaschinen herstellbar sein. Erfindungsgemäß wird
das Zieldadurch
erreicht, daß durch je ein Innenrohr und Außenrohr ein Ringraum gebildet wird, der
durch Einlage winkelförmige Ringe ausgefüllt ein Labyrinth bildet. Um für ein Labyrinth
gleichmäßige Druckka-ern zu erhalten, liegen nach einer weiteren Ausbildung der
Erfindung die winkelförmigen Ringe abwechselnd mit ihren in axialer Richtung weisenden
Schenkeln am Innenrohr bzw.. am Außenrohr an. Dadurch wird erreicht, daß die Labyrinthdichtung
auf einfache Weise herstellbar ist, wobei durch Elektronenstrahlschweißung eine
Befestigung der Einzelteile in einem Arbeitsgang erfolgt.
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Anhand eines Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert.
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Es zeigt die Figur im Schnitt die Labyrinthdichtung.
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Wie aus der Figur zu ersehen ist, wurde ein Drehteller 1 auf eine
Arbeitsplatte gebracht, um das Werkstück für die Verschweißung drehen zu können.
An der Oberseite des Drehtellers 1 ist eine Ringnut 2 eingedreht, wobei der äußere
Durchmesser der Ringnut 2 und der innere Durchmesser das Istmaß der Lxbyrinthdichtung
darstellt. In diese Ringnut 2 wird ein Präzisionsrohr 3, das innen dem Wellendurchmesser
entspricht, eingesetzt. Hernach wird das Rohr 4, das dem äußeren Durchmesser der
Dichtung entspricht, ebenfalls in die Ringnut 2 eingeschoben. Zwischen diesen beiden
Rohren-entsteht nun ein Ringraum, der mit winkelförmigem Ringen 5, deren Schenkel
einen rechten Winkel aneinander bilden* aufgefüllt wird. Die winkelförmigen Ringe
5 liegen mit ihren in axialer Richtung weisenden Schenkel einmal am Außenrohr 4
an, während der nächste Winkelring 5 am Innenrohr 3 zu liegen kommt. Durch dieses
Einschieben der Ringe 5 werden nun entsprechend den Schenkellängen Kammern 8 erzeugt,
die zur Druckreduktion als Labyrinth dienen. Die nicht an den Rohren 3 und 4 anliegenden
Schenkel der Winkeiringe 5, d. h. die in radialer Richtung weisenden Schenkel, liegen
lose aufeinander. Die Schenkel der Ringe 5
weisen einen rechten
Winkel auf. Nach Montage der Rohre 3, 4 und der zugehörigen Ringe 5 werden mittels
eines-Elektronenstrahls 7 die Einzelteile miteinander verschweißt. Durch den Elektronenstrahl
7 wird nicht nur eine Schweiß6telle zwischen dem Außenrohr 4 und dem Schenkel des
Winkeiringes 5 hergestellt, sondern auch zwischen Innenrohr 3 und dem Schenkel des
nächsten Winkelringes 5. Nach Verschweißung wird die La--byrinthdichtung vom Drehteller
1 abgenommen und in das Maschinengehäuse eingebaut. Bei Montage wird das Außenrohr
4 oder das Innenrohr 3 etwas axial verschoben, damit bei Ratation der Welle die
radialen Schenkel der Ringe 5 nicht schleifen.
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Weiters sind in der Figur am oberen Teil die winkeifbrmigen Ringe
stump;winklig ausgebildet. Dies ist eine weitere Variante der Ringe 5, um einen
längeren Ringspalt zu erzielen. Dabei ist es möglich, die aneinander zugewandte
Fläche der Schenkel wellenförmig auszubilden, um die Länge der Überlappung noch
zu erhöhen. Dadurch gewinnt man eine noch höhere Druckreduktion von einer Kammer
8 zur nächsten, wodurch die Bau länge der Dichtung vermindert wird. Die Länge der
Labyrinthdichtung kann wahlweise durch Abschneiden der Rohre 3 und 4 hergestellt
worden.
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Durch diese einfache Einrichtung ist es möglich, auf eine billige
Weise eine Labyrinthdichtung am laufenden Band herzustellen, ohne daß hierzu teuere
Drehmaschinen erforderlich sind. Wesentlich ist, daß zur Herstellung dieser Labyrinthdichtung
Werkstoffe verwendet werden können, die spanabhebend nur sehr schwer herstellbar
sind.