DE19619342C2 - Einrichtung zum Abdichten eines drehbaren Rohres gegen ein Gehäuse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abdichten eines drehbaren Rohres gegen ein Gehäuse.

Eine solche Einrichtung in Form einer "Gleitringdichtung" ist aus der EP 0 431 419 B1 bekannt. Die europäische Patentschrift enthält auch Hinweise zum Stand der Technik sowie zu den Anwendungen einer gattungsgemäßen Einrichtung, auf die Bezug genommen wird.

Ein wesentlicher Anwendungsbereich ist die staubdichte Verbindung eines Drehrohrofens, zum Beispiel zum Calcinieren von Aluminiumoxid, mit einem stationären Gehäuse, zum Bei­ spiel einer Zuführ- oder Entnahme-Vorrichtung für den Materialstrom.

Die aus der EP 0 431 419 B1 bekannte Anordnung basiert auf dem Gedanken, am stehenden Gehäuse einen Gegenring zu einem Dichtring am Drehrohr zur Verfügung zu stellen, wobei der Gegenring kontinuierlich gegen den Dichtring gedrückt wird. Soweit dazu eine "Schrägführung" vorgesehen ist (Fig. 1), hat diese den Nachteil, daß der Gegenring bei einer Ver­ längerung des Drehrohres lateral verschoben wird, so daß es zu Undichtigkeiten kommen kann. Die in Fig. 2 dargestellte alternative Ausführungsform sieht vor, Dichtring und Gleitring fest miteinander zu verklammern. Hierbei läßt sich eine wesentliche Forderung an derartige Einrichtungen nicht realisieren, nämlich eine konstante und kontinuierliche Flächenpressung zwischen den zu verbindenden Bauteilen.

In der DE 43 31 556 A1 wird eine Gleitringdichtung beschrieben, bei der die rohrseitige Dichtfläche über eine Dose mit zentraler Öffnung am Rohr bereitgestellt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Einrichtung zum Abdichten eines drehbaren Rohres gegen ein Gehäuse technisch zu optimieren, und zwar insbesondere in Hinblick auf eine einfache konstruktive Gestaltung, geringstmöglichen Verschleiß, hohe Effizienz, leichte Herstellbarkeit und hohe Funktionssicherheit, letzteres auch unter Berücksichtigung radialer Toleranzen bei der Rohrlagerung und -führung.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Einrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.

Die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale zum Stand der Technik sind also:

• 1. der Gegenflansch ist am Gehäuse zumindest in Axialrichtung des Rohres verschiebbar angelenkt und liegt beweglich am Flansch an, er kann ebenso kardanisch am Gehäuse angelenkt sein,
• 2. das Gehäuse ist mindestens in Axialrichtung des Rohres beweglich gelagert und mit einer den Gegenflansch gegen den Flansch drückenden Kraftkomponente beaufschlagbar,
• 3. die Dichtung kann auch ein radiales Spiel bei der Rohr­ führung kompensieren.

Aus dem zweiten Merkmal folgt, daß das Gehäuse zwar "stehend" in dem Sinne ist, daß es nicht - wie das Rohr - rotiert. Das Gehäuse ist aber nicht "starr", da es zumindest mit dem Teil, der den Gegenflansch abstützt, in Richtung auf den Flansch beweglich gelagert ist, um so eine ständige Kraftkomponente auf den Flansch und damit eine sicher dichtende Anlage von Flansch und Gegenflansch zu ermöglichen.

Dabei wird jedoch - entgegen der EP 0 431 419 B1 - auf jede Schräg- oder Rollenführung für den Gegenflansch verzichtet. Vielmehr ist dieser - in Axialrichtung des Rohres verschieb­ bar - am Gehäuse beziehungsweise dem entsprechenden Gehäuse­ abschnitt gelagert und im übrigen normalerweise parallel zum Flansch ausgerichtet.

Wie ausgeführt kann das gesamte Gehäuse fahrbar gelagert sein. Es genügt aber, wenn der Teil des Gehäuses bewegbar ist, der den Gegenflansch trägt. Die genannte Kraftkompo­ nente kann beispielsweise mittels eines Seilzuges aufge­ bracht werden, wobei das feste Ende am Gehäuse ist und das Gewicht (hinter einer Umlenkrolle) in Richtung auf den Flansch/Gegenflansch vorgelagert.

Die Befestigung des Gegenflansches am Gehäuse kann auf ver­ schiedene Art und Weise erfolgen, beispielsweise über mehrere, winkelmäßig beabstandet zueinander angeordnete und in Axialrichtung des Rohres verformbare Stützen (beispiels­ weise 6, jeweils um 60° zueinander versetzte Stützen). Die in der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläuterten Stützen haben eine Federwirkung zum Schutz des Kompensators. Drehmomente werden aufgenommen.

Die Stützen können teleskopartig gestaltet sein.

Eine besonders einfache Ausführungsform sieht vor, daß die Stützen aus je einem, am Gegenflansch und am Gehäuse koaxial zueinander ausgerichteten Bolzen bestehen, die zwischen sich einen elastisch verformbaren Druckkörper aufnehmen und mit geringem Spiel von einer gemeinsamen, in Axialrichtung der Bolzen verschiebbaren Hülse umfaßt sind.

Auf diese Weise wird mittels des zwischengeschalteten Druck­ körpers eine axiale Beweglichkeit erreicht; im übrigen besteht die Stütze lediglich aus zwei Bolzen und einer diese übergreifenden Hülse. Durch das radiale Spiel wird es gleichzeitig ermöglicht, radiale Toleranzen auszugleichen, wenn beispielsweise das Drehrohr (über seine Länge betrach­ tet) "durchhängt", wodurch die Kontaktfläche des Flansches zum Gegenflansch nicht mehr exakt senkrecht zur (idealen) Axialrichtung des Drehrohres ist.

Der Druckkörper kann eine Druckfeder sein.

Während es prinzipiell möglich ist, den (ringförmigen) Flansch vollflächig in Kontakt mit dem (ebenfalls ring­ förmigen) Gegenflansch zu bringen, sieht eine optimierte Weiterbildung der Erfindung vor, zwischen Flansch und Gegen­ flansch mindestens eine Ringdichtung anzuordnen, die am Flansch oder Gegenflansch befestigt ist.

Auf diese Weise können Flansch und Gegenflansch im Abstand zueinander angeordnet sein. Die Aufgaben gemäß im Vorder­ grund stehende "Abdichtung" zwischen Drehrohr und Gehäuse wird dann letztendlich nur über die Ringdichtung im unmittelbaren Kontaktbereich sichergestellt.

Dabei kann die Ringdichtung zum Beispiel aus einem abrieb­ festen beziehungsweise aus einem Material mit geringem Reib­ koeffizienten bestehen, beispielsweise Polytetrafluorethylen.

Die eingangs genannte flexible Abdichtung zwischen Gegen­ flansch und gegenüberliegendem Gehäuseabschnitt kann ent­ sprechend dem Stand der Technik ausgebildet werden, wo sie als Kompensator bezeichnet wird und beispielsweise aus einem dichten textilen Gewebe besteht. Da diese Abdichtung (der Kompensator) zwischen zwei Bauteilen aufgespannt wird (Gegenflansch/Gehäuse), ergeben sich hinsichtlich der Befestigung keine Probleme. Es muß lediglich eine gewisse Flexibilität deshalb sichergestellt werden, weil - wie aus­ geführt - der Gegenflansch axial oder kardanisch gegenüber dem Gehäuse beweglich gelagert ist und die Abdichtung diese Bewegung mitmachen muß.

Wie dargestellt, ist die erfindungsgemäße Einrichtung beson­ ders einfach, aber effizient aufgebaut. Die nachfolgende Figurenbeschreibung enthält weitere Erfindungsmerkmale, die einzeln oder in beliebigen Kombinationen ausführbar sind.

Dabei zeigen - jeweils in stark schematisierter Darstellung -

Fig. 1: einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Einrichtung mit angeschlossenem Gehäuse und Dreh­ rohr,

Fig. 2: die Einzelheit "Z" nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.

Fig. 1 zeigt ein Drehrohr 10, welches auf nicht näher dar­ gestellten Laufringen 12 drehbar geführt wird.

An seinem in der Figur rechten Ende steht von der Umfangs­ fläche 10u des Drehrohrs 10 ein (Ring)Flansch 14 ab, der entsprechend mit dem Drehrohr 10 (in Pfeilrichtung P) rotiert.

Auf der zum Drehrohrende 10e hin gerichteten Stirnfläche ist eine Ringdichtung 16 in den Flansch 14 eingelassen, die mit ihrem freien Ende gegen einen Gegenflansch 17 anliegt, der über insgesamt sechs Stützen 18, wie sie in Fig. 2 näher dargestellt sind, an einem Gehäuse 20 angelenkt ist.

Die Stützen bestehen aus jeweils zwei Bolzen 18b1, 18b2, die am Gegenflansch 17 beziehungsweise der korrespondierenden Gehäusewand 20w so angeordnet und mittels Muttern 18 m be­ festigt sind, daß sie im konfektionierten Zustand koaxial zueinander verlaufen und einen Abstand zueinander haben, der von einer Druckfeder 18d ausgefüllt wird, wobei eine Hülse 18h sowohl die Druckfeder 18d als auch die freien Enden der Bolzen 18b1, 18b2 übergreift, und zwar mit Spiel, wie Fig. 2 zeigt. Hierdurch ergibt sich eine radiale Beweglichkeit.

Das Gehäuse 20 ist auf Rädern 22 geführt und wird von einer in Axialrichtung (A) des Drehrohres 10 verlaufenden Kraftkomponente K (hier ein Druckkolben) in Richtung auf das Drehrohr 10 beaufschlagt, so daß der Gegenflansch 17 gegen die Ringdichtung 16 beziehungsweise den Flansch 14 gedrückt wird.

Zusammen mit der zwischen dem Gegenflansch 17 und der Gehäusewand 20w verlaufenden flexiblen (ringförmigen) Ab­ dichtung 24 (Kompensator) bildet die Ringdichtung 16 damit die gasdichte Verbindung zwischen dem Drehrohr 10 und dem stehenden Gehäuse 20.

Lediglich im Bereich der Ringdichtung 16 kommt es zur Relativbewegung zwischen den Bauteilen des Drehrohres beziehungsweise des Gehäuses. Dadurch wird der Verschleiß auf ein Minimum reduziert. Gleichzeitig wird durch den einfachen Aufbau die Sicherheit der Einrichtung erhöht. Auch ein "Durchbauchen" des Drehrohres 10 läßt sich über die Stützen 18 kompensieren, da mittels der Hülsen 18h eine gewisse radiale Bewegbarkeit der Bolzen 18b1, 18b2 zueinander möglich ist. Anstelle der Bolzenanordnung stehen dem Fachmann aber auch eine Vielzahl anderer Einrichtungen zur Verfügung, die ähnliche Funktionen erfüllen, beispielsweise Teleskopschienen oder dergleichen.

Claims (10)

1. Einrichtung zum Abdichten eines drehbaren Rohres (10) gegen ein Gehäuse (20) mit folgenden Merkmalen:

• 1. 1.1 Das Rohr (10) weist einen umlaufenden Flansch (14) auf,
• 2. 1.2 in Richtung auf das Gehäuse (20) verläuft vor dem Flansch (14) ein Gegenflansch (17),
• 3. 1.3 der Gegenflansch (17) ist am Gehäuse (20) mindestens in Axialrichtung des Rohres (10) bewegbar angelenkt,
• 4. 1.4 zwischen Gegenflansch (17) und gegenüberliegendem Gehäuseabschnitt (20w) ist eine umlaufende, flexible Abdichtung (24) angeordnet,
• 5. 1.5 Flansch (14) und Gegenflansch (17) liegen beweglich gegeneinander an, dadurch gekennzeichnet, daß
• 6. 1.6 das Gehäuse (20) in Axialrichtung des Rohres (10) beweglich gelagert (Räder 22) und mit einer, den Gegenflansch (17) gegen den Flansch (14) drückenden Kraftkomponente (K) beaufschlagbar ist und
• 7. 1.7 der Gegenflansch (17) über Stützen (18) mit dem Gehäuse (20) verbunden ist, die eine in Bezug auf das Rohr (10) radiale Beweglichkeit besitzen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das Gehäuse (20) fahrbar gelagert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Gehäuse (20) mittels eines Seilzuges gegen den Flansch bewegbar ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der Gehäuse (20) und Gegenflansch (17) über mehrere, winkel­ mäßig beabstandet zueinander angeordnete und in Axial­ richtung des Rohres (10) verformbare Stützen (18) mit­ einander verbunden sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Stützen (18) aus je einem, am Gegenflansch (17) und am Gehäuse (20w) koaxial zueinander ausgerichteten Bolzen (18b1, 18b2) bestehen, die zwischen sich einen elastisch ver­ formbaren Druckkörper (18d) aufnehmen und mit geringem Spiel von einer gemeinsamen, in Axialrichtung der Bolzen (18b1, 18b2) verschiebbaren Hülse (18h) umfaßt werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der der Druckkörper (18d) eine Druckfeder ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der zwischen dem Flansch (14) und Gegenflansch (17) mindestens eine am Flansch (14) und/oder Gegenflansch (18) befestigte Ringdichtung (16) angeordnet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, bei der die Ringdichtung (16) aus einem abriebfesten Material und/oder einem Material mit geringem Reibkoeffizienten besteht.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der die Abdichtung (24) aus einer Folie besteht.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Gegenflansch (17) kardanisch am Gehäuse (20) angelenkt ist.