DE19618151A1 - Halterung für Wellenabdichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterung für Wellenabdichtungen.

Bei Wellen, die eine Gehäusewandung durchdringen, sind unterschiedliche Arten der Wellenabdichtungen bekannt. Diese müssen zuverlässig abdichten und für eventuelle Inspektionsfälle leicht zugänglich sein. Häufig verwendete Dichtungen sind Wellendichtringe und Gleitringdichtungen, von denen im Laufe der Zeit unterschiedlichste Bauarten entwickelt wurden, die für die verschiedensten Anwendungsfälle und abzudichtenden Medien Anwendung finden. Für einen Hersteller ergibt sich dabei das Problem, daß eine von ihm produzierte Maschine, die mit unterschiedlichen Medien in Berührung kommen kann, auch die Verwendung verschiedener Dichtungen ermöglichen muß. Zwar existiert eine Standarisierung der Außenabmessungen der verschiedenen Gleitringdichtungsbauarten und Wellendichtringe, jedoch muß ein Geräte- oder Maschinenhersteller im Bereich einer Wellendurchführung verschiedene Gehäusevarianten bereitstellen, um die Möglichkeit zur Verwendung von unterschiedlichen Dichtungsbauarten zu gewährleisten. Dies kann beispielsweise bei einem Pumpenhersteller, dessen Maschinen an die unterschiedlichsten Fördermedien anzupassen sind, zu einer aufwendigen Variantenvielfalt im Bereich der Wellenabdichtung führen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Wellendichtungen aufnehmenden Dichtungsraum so auszugestalten, daß eine Vielzahl von unterschiedlichen Bauarten darin angeordnet werden kann.

Die Lösung dieses Problems sieht vor, daß in einem Dichtungsraum ein Adapterring angeordnet ist und die Wellenabdichtung mit dem Adapterring dichtend verbunden ist. Aufgrund dieser Lösung kann der Dichtungsraum in seinen geometrischen Abmessungen so gestaltet werden, daß die für das jeweilige Gerät oder Maschine im Durchmesser größte Dichtung direkt an der Wandfläche des Dichtungsraumes angeordnet werden kann. Für Bauvarianten, bei denen Dichtungen mit kleineren Durchmessern Verwendung finden, wird in den Dichtungsraum der Adapterring eingesetzt bzw. angeordnet und dient als dichtende Anlage für die Wellenabdichtung. Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieses Adapterringes besteht darin, daß dessen Verwendung bei kunststoffausgekleideten Gehäusen in entscheidendem Maße die Betriebssicherheit verbessert.

Eine Wellenabdichtung, die beispielsweise im Gehäuse einer Kunststoffpumpe Verwendung findet, benötigt eine Abdichtung im Übergang zwischen Wellenabdichtung und Gehäusewandfläche. Ein dort angebrachter Dichtring würde sich, insbesondere bei Temperatureinflüssen, aufgrund der Kriecheigenschaften des Kunststoffes in diesen eindrücken. Undichtigkeiten wären die Folge. Würde dagegen die Wellenabdichtung mit Hilfe des Adapterringes in das Kunststoffgehäuse eingesetzt werden, dann ließe sich dieses Problem vermeiden. Der Adapterring würde dann aus einem gegenüber den Fördermedien beständigen Material bestehen, vorzugsweise aus Keramik.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Adapterring im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung weist der Adapterring einen einheitlichen Außendurchmesser und mehrere abgestuft angeordnete Innendurchmesserbereiche auf. Durch die zueinander abgestuft angeordneten Innendurchmesser des Adapterringes können Wellenabdichtungen unterschiedlicher Bauart mit unterschiedlichen Außendurchmessern und/oder unterschiedlicher Länge in einer Dichtungsraumgröße dichtend anliegen. Der Adapterring kann in einfacher Weise aus den verschiedensten Materialien erstellt werden. Je nach Verwendungszweck können für den Adapterring Keramiken, Stähle, Kunststoffe oder anderen Materialien Verwendung finden. Durch den L-förmigen Querschnitt oder die stufig angeordneten Innendurchmesserbereiche können in den so gebildeten Absätzen O-Ringdichtungen zur Anlage gelangen, mit denen Gleitringdichtungs­ bauteile in ihrer Position gehalten werden. Anstelle der O-Ringe können auch andere bekannte Dichtungselemente zur Halterung von Gleitringdichtungsbauteilen verwendet werden. Entsprechend den Abmessungen der abgestuften Innendurchmesserbereiche können Gleitringdichtungen oder auch Wellendichtringe mit entsprechend unterschiedlichen Außendurchmessern Verwendung finden. Somit ist in einfachster Weise eine Anpassung eines Gehäuses an darin anordbare unterschiedliche Wellen und zugehörige Wellenabdichtungen möglich.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß im größeren Innendurchmesserbereich des Adapterringes ein zweiter Adapterring angeordnet ist. Dieser zweiter Adapterring kann dann Verwendung finden, wenn ein im Querschnitt L-förmiger Adapterring mit seiner größeren der beiden unterschiedlichen Stirnflächen zur Wellenabdichtung hin montiert ist. Je nach dem Verwendung findenden Gehäusematerial kann in den Fällen, bei denen sich beide Adapterringe am Deckelteil abstützen, auch auf den kleineren Adapterring verzichtet werden. Ein Deckel oder ein Deckelteil würde eine Form aufweisen, die dem zweiten Adapterring entspricht. Der Adapterring oder in diesem Fall der erste Adapterring würde dann mit seiner schmäleren Stirnseite vom Deckel geführt werden.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Adapterring im Bereich einer Trennebene zwischen zwei Bauteilen des Dichtungsraumes in einem Aufnahmeraum gehalten. Dichtungsräume weisen gewöhnlich ein Deckelteil auf, durch das für Wartungs- und Revisionszwecke eine leichtere Zugänglichkeit gewährleistet ist. Somit kann, nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, ein den Dichtungsraum verschließender Deckelteil den Adapterring im Dichtungsraum selbst festlegen. Damit wird eine genau definierte Position gewährleistet, die für den Betrieb von Gleitringdichtungen von wesentlicher Bedeutung für die Funktionsfähigkeit ist. Der Aufnahmeraum für eine axiale Festlegung des Adapterringes kann durch eine einfache Ausdrehung im Dichtungsraum und/oder dem zugehörigen Deckelteil des Dichtungsraumes gebildet sein. Bei Verwendung von Gleitringdichtungen, deren Gleit- und Gegenring unter einer definierten Federspannung aufeinander gleiten, ist dies eine einfache Maßnahme zur Lagesicherung.

Nach weiterer Ausgestaltung weist der Adapterring, der Dichtungsring oder die Aufnahme für den Adapterring Dichtungselemente auf, mit deren Hilfe für jeden möglichen Betriebszustand eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet werden kann.

Dies kann von besonderer Bedeutung sein bei Gehäusematerialien, die bezüglich ihrer Festigkeit beschränkt sind. Beispielsweise bei Kunststoffgehäusen für Kreiselpumpen ist für eine großflächige Kräfteübertragung zu sorgen, da andernfalls die zulässige Flächenpressung überschritten wird und damit das Material fließen und somit Undichtigkeiten eintreten können. Mit Hilfe des zweiten Adapterringes erfolgt eine Vergrößerung der schmäleren stirnseitigen Anlagefläche auf der der Wellenabdichtung abgewandten Seite. Die Einhaltung der zulässigen Flächenpressung eines Werkstoffes kann damit erreicht und somit ein Kriechen eines Kunststoffes oder Gummis beeinflußt werden. Würde ein O-Ring an einer Kunststofffläche an liegen und zusätzlich noch Temperatureinflüssen vorliegen, dann besteht die Gefahr des Hineindrückens eines O-Ringes in den Kunststoff. Undichtigkeiten wären bei ungünstigsten Betriebsverhältnissen nicht auszuschließen. Die Fließbegrenzung eines Kunststoffes sollte sowohl in axialer als auch in radialer Richtung beachtet werden. Mit Hilfe der Adapterringe kann dieses Problem bei Kunststoffgehäusen oder entsprechend ausgekleideten Gehäusen, beispielsweise von Kunststoffpumpen, in einfacher Weise gelöst werden. Da solche Pumpen häufig bei der Förderung von aggressiven Medien Verwendung finden, können Adapterringe aus keramischen Material Verwendung finden. Diese wiesen eine hohe Beständigkeit gegenüber den meisten Medien auf und bieten eine druckbeständige Anlagefläche. Damit ließe sich das Fließverhalten eines Kunststoffes in einfacher Weise ausschalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen die

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Kreiselpumpengehäuse, die

Fig. 2-4 verschiedene Anordnungen des Adapterringes im Dichtungsraum des Kreiselpumpengehäuses.

In der Fig. 1 ist das Gehäuse 1 einer Kreiselpumpe gezeigt, wobei der Innenraum des Gehäuses 1 vollständig mit einer Kunststoffauskleidung 2 versehen ist. Ein von einer Welle 3 angetriebenes Laufrad 4 rotiert innerhalb des Gehäuses 1. Eine in einem Dichtungsraum 5 angeordnete Wellendichtung 6 verhindert einen Austritt des Fördermediums aus dem Gehäuse 1. Eine Zugänglichkeit zum Dichtungsraum 5 wird in diesem Beispiel durch ein Deckelteil 7 ermöglicht. Als Wellendichtung findet hier eine Gleitringdichtung 8 Verwendung. Es sind aber auch andere zulässige Wellenabdichtungen, beispielsweise Wellendichtringe einsetzbar. Der Deckelteil 7 kann auch integraler Bestandteil des Gehäuses 1 sein. Ein Zugang zur Dichtung wäre dann nur von der Innenseite des Gehäuses 1 her möglich.

Die Welle 3 weist eine Wellenhülse 21 auf, die von dem auf die Welle 3 aufgeschraubten Laufrad 4 gegen einen Absatz der Welle angepreßt ist. Die Wellenhülse 21 trägt einen rotierenden Gegenring 16, der dichtend mit einem federbelasteten Gleitring 17 zusammenwirkt. Der umrandete und mit x markierte Bereich der Fig. 1 ist in den Fig. 2-4 mit verschiedenen Ausführungsformen näher beschrieben.

In Fig. 2 ist in vergrößerter Darstellung die Anordnung eines Adapterringes 9 und dessen Zusammenwirken mit der Gleitringdichtung 8 gezeigt. In diesem Beispiel befindet er sich im Dichtungsraum 5 im Bereich einer Trennebene 10 zwischen einem Deckelteil 7 und einem den Dichtungsraum 5 bildenden Teil des Gehäuses 1. Der Adapterring 9 ist mit seinem Außendurchmesser 11 im Dichtungsraum 5 verdrehgesichert montiert. Die Verdrehsicherung kann durch bekannte Mittel an der Innenwandfläche des Gehäuses 1, einer Kunststoffauskleidung 2 und/oder am Deckelteil 7 erfolgen. Durch die Stufung des Adapterringes ist es möglich, im Durchmesser unterschiedliche große Wellendichtungen und Wellen in einem Dichtungsraum 5 Anwendung finden zu lassen. Der Adapterring 9 verfügt über zwei stufig angeordnete Innendurchmesserbereiche 12, 13, die durch eine Anlagefläche 14 verbunden sind. In dem so gebildeten Absatz liegt ein O-Ring 15, der einen stillstehenden Gegenring 16 einer Gleitringdichtung dichtend und verdrehsichernd hält. Der zugehörige federbelastete Gleitring 17 stützt sich an der Wellenhülse 21 ab und rotiert mit der Wellendrehzahl.

In der Fig. 3 ist eine andere Art der Anordnung einer Gleitringdichtung gezeigt. Der als Verdrehsicherung wirkende O-Ring 15 liegt hier am Deckelteil 7 und am kleineren Innendurchmesserbereich 13 des Adapterringes 9 an. Gehäuse 1 und Deckelteil 7 weisen die gleichen Abmessungen wie in Fig. 2 auf. Die Welle 3 und die Wellenhülse 21 sind jedoch im Durchmesser kleiner ausgebildet, so daß auch eine im Durchmesser kleinere Gleitringdichtung Anwendung findet. Somit kann mit weniger Bauteilen eine größere Vielfalt erreicht werden.

Das Beispiel der Fig. 4 zeigt eine umgekehrte Anordnung der Gleitringdichtung von Fig. 1. In Fig. 1 ist der federbelastete Gleitring 17 stillstehend montiert und stützt sich mit seinem Federelement 19 am Deckelteil 7 ab. In Fig. 4 stützt sich der federbelastete Gleitring 17 an der Wellenhülse 21 ab. Das Gehäuse 1 ist in diesem Beispiel ohne Deckelteil ausgebildet. Die Gleitringdichtung kann hier beispielsweise im Druckdeckel eines Kreiselpumpengehäuses festgelegt sein. Im Gegensatz zu den Darstellungen der Fig. 2 und 3 ist der Adapterring 9 umgekehrt montiert. Seine schmale Stirnseite 18 zeigt zum Gehäuse 1. Um die Flächenpressung am Kunststoffüberzug 2 nicht zu überschreiten, erfolgt eine Kräfteübertragung durch einen zweiten Adapterring 20. Der O-Ring 15 liegt hier am Adapterring 9 und 20 dichtend und lagesichernd an. Anstelle des hier gezeigten O-Ringes 15 können auch alle anderen bekannten Dichtungsringe bzw. Halteringe von Gleitringdichtungen Verwendung finden. Für Demontagezwecke kann das Gehäuse 1 entsprechende Öffnungen zum Herausdrücken der Gleitringdichtung 8 und/oder des Adapterringes 9 aufweisen.

Der Adapterring kann im Bedarfsfall als Gleitringträger oder auch als Gegenring­ träger einer Gleitringdichtung dienen. Dies ist abhängig davon, wie eine Gleitring­ dichtung montiert ist. Sie kann also mit stillstehendem oder rotierendem Federteil Verwendung finden. Der Adapterring ermöglicht je nach Anordnung die Verwendung einer Vielzahl von verschiedenen Dichtungsbauarten bei gleichbleibendem Aufbau des Dichtungsraumes. Damit ist eine erhebliche Reduzierung von Gehäusevarianten möglich. Der Adapterring 9 ermöglicht es auch, kürzere Gleitringdichtungsbauarten Anwendung finden zu lassen. Das wäre beispielsweise sinnvoll, wenn in einem einheitlichen Gehäuse Laufräder mit unterschiedlicher Nabenlänge Verwendung finden.

Claims (9)

1. Halterung für Wellenabdichtungen (6), wobei die Wellenabdichtung (6) im Gehäuse (1) einer strömungsführenden Maschine angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem die Wellenabdichtung (6, 8) aufnehmenden Dichtungsraum (5) ein Adapterring (9) angeordnet ist und die Wellenabdichtung (6, 8, 17) am Adapterring (9) dichtend anliegt.

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterring (9) im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist.

3. Halterung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterring (9) einen einheitlichen Außendurchmesser (11) und mehrere abgestuft angeordnete Innendurchmesserbereiche (12, 13) aufweist.

4. Halterung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im größeren Innendurchmesserbereich (12) des Adapterringes ein zweiter Adapterring (20) angeordnet ist.

5. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterring (9) im Bereich einer Trennebene (10) zwischen zwei Bauteilen (1, 7) des Dichtungsraumes (5) in einem Aufnahmeraum (21) gehalten ist.

6. Halterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Dichtungsraum (5) verschließender Deckelteil (7) den Adapterring (9) im Dichtungsraum (5) festlegt.

7. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterring (9), der Dichtungsraum (5), und/oder die Aufnahme (21) für den Adapterring Dichtelemente (22) aufweisen.

8. Halterung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedlichen Innendurchmesserbereiche (12, 13) des Adapterringes (9) verschiedene Wellenabdichtungen aufnehmen.

9. Halterung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterring (9) mit Wellendichtringen oder Bauteilen von Gleitringdichtungen (16) verbunden ist.