DE19962785B4

DE19962785B4 - Flechtpackung und Vorrichtung zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE19962785B4
Application number: DE19962785A
Authority: DE
Inventors: Peter Radulescu
Original assignee: Burgmann Industries GmbH and Co KG
Current assignee: EagleBurgmann Germany GmbH and Co KG
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2019-12-24
Also published as: DE19962785A1; AU3159201A; WO2001048289A2

Abstract

Flechtpackung, insbesondere für eine Stopfbuchsendichtung, mit vier jeweils paarweise einander gegenüberliegenden Seiten (14, 15, 16), die eine Vielzahl von nach einer vorgegebenen Reihenfolge miteinander verflochtener Flechtfäden (6) aufweist, sowie gegebenenfalls weitere Füllfäden (8), die von den Flechtfäden (6) umgeben, jedoch untereinander nicht verflochten sind, dadurch gekennzeichnet, daß für ein Seitenpaar (14, 15) die Flechtlänge (17) eines Flechtfadenabschnittes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kreuzungen mit weiteren Flechtfäden (6) an einer Packungsseite (14) kürzer ist, als die Flechtlänge (18) eines Flechtfadenabschnittes in einer gleichgearteten Verflechtung auf der gegenüberliegenden Packungsseite (15).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flechtpackung sowie auf eine Vorrichtung zu deren Herstellung.
Flechtpackungen werden beispielsweise als Dichtungsmaterial zwischen bewegten Oberflächen eingesetzt. Weite Verbreitung finden Flechtpackungen vor allem in Stopfbuchsen zur Abdichtung von drehenden Wellen, wobei zumeist mehrere Packungen, die eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsform besitzen, hintereinandergestapelt werden.

Vorrichtungen zur Herstellung solcher Flechtpackungen sind bereits seit langem bekannt, so beispielsweise aus der EP 0 815 304 B1 . Die in dieser Druckschrift beschriebene Vorrichtung weist eine Vielzahl von Haspeln mit Ausgangsgarnen auf, die jeweils auf festen Stiften drehbar angeordnet sind, sowie eine Vielzahl von Spulen mit Ausgangsgarnen, die drehbar auf entsprechend beweglichen Teilen angeordnet sind und bei der die Ausgangsgarne der Haspeln und der Spulen zur Bildung einer Dichtung zu einem Vereinigungspunkt konvergieren. Wesentlich ist, daß bei dieser Vorrichtung die Mehrzahl der zu verflechtenden Fäden durch in der Vorrichtung fest angeordnete Rohre geführt werden, also auf Haspeln bevorratet sind, die örtlich unbeweglich sind und deren Fäden.

Eine andere Vorrichtung ist aus der DE 23 14 863 A bekannt, diese besitzt ein Feld aus einer Vielzahl von jeweils drehangetriebenen Flügelrädern, die in mehreren, nebeneinander verlaufenden Reihen angeordnet sind, sowie eine Vielzahl von mit den Flügelrädern koppelbaren Klöppeln als Fadenvorräte für jeweils einen Flechtfaden. Die Klöppel werden während des Abziehens der Flechtfäden durch Übergabe von Flügelrad zu Flügelrad unter Verflechtung der Flechtfäden auf definierten Bahnen durch das Feld transportiert, wobei die Bahnen jeweils aus Umlaufbahnabschnitten der Klöppel an einzelnen Flügelrädern zusammengesetzt sind.

In der 8 dieser Unterlagen ist das Flügelrad-Feld einer solchen bekannten Vorrichtung dargestellt. Jedes der Flügelräder 1 weist an seinem Außenumfang sechs Ausnehmungen 2 zur Ankopplung von Klöppeln 3 auf, die in 8 lediglich symbolisch durch unterschiedlich gefüllte Kreise dargestellt sind. Im Betrieb der Vorrichtung drehen die Flügelräder 1 jeweils um ihre Mittelachse M, und nehmen dabei die Klöppel über ihre Ausnehmungen 2 mit. Die Klöppel 3 werden bei ihrem Transport über das Feld von einem Flügelrad zu dem nächsten Flügelrad übergeben. Hierzu sind die Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten der Flügelräder 1 derart synchronisiert, daß die am Umfang derselben vorgesehenen Ausnehmungen 2 an bestimmten Übergabepunkten zusammentreffen. Dementsprechend drehen benachbarte Flügelräder 1 jeweils in entgegengesetzte Richtungen.

Die Bahn für einen Klöppel 3 ist in 8 durch die gleichartig gefüllten Kreise angedeutet, wobei entlang eines Weges in der Regel mehrere Klöppel laufen. Durch die Verschränkung verschiedener Bahnen ergibt sich mit dem abgebildeten Flügelrad-Feld im Prinzip ein Geflecht mit einem rechteckigen Querschnitt. Dabei weisen gleichartige Verflechtungen, beispielsweise an den Ecken des Geflechtes oder an den Außenseiten zwischen den Ecken überall in dem Geflecht die gleiche Flechtlänge auf, die jeweils aus der Geometrie der Umlaufbahnabschnitte der Klöppel 3 an den Flügelrädern 1 resultiert.

In der Praxis werden in das strangartige Geflecht zusätzliche Füllfäden eingespeist, die sich im wesentlichen in Längsrichtung des Stranges erstrecken und untereinander nicht verflochten werden. Diese Füllfäden dienen einerseits dazu, Zwischenräume in dem Geflecht auszufüllen. Andererseits läßt sich durch die Anordnung und Dicke der Füllfäden der Querschnitt und damit die Außenform der Flechtpackung beeinflussen.

Zur Abdichtung von drehenden Wellen werden Flechtpackungen üblicherweise um diese herum gelegt, wobei eine Seitenwand der Flechtpackung, die im folgenden auch als Innenseite bezeichnet wird, gegen die Welle anliegt. Die gegenüberliegende Seitenwand der Flechtpackung, die im folgenden auch als Außenseite bezeichnet wird, stützt sich beispielsweise gegen ein Gehäuse ab. Durch die Verbiegung der Flechtpackung werden die auf der Innenseite liegenden Abschnitte gestaucht, die auf der Außenseite liegenden Abschnitte hingegen gedehnt, so daß der Querschnitt verformt wird.

Bei einer rechteckigen oder quadratischen Grundform wird der Querschnitt der Flechtpackung zu einem Trapez verformt, wobei die breitere Seite an der Welle liegt. Gerade dann, wenn zu Dichtzwecken mehrere Flechtpackungen nebeneinander angeordnet werden, ist dies jedoch für die Dichtwirkung ungünstig, da eine Anlage der Seitenflanken der Flechtpackungen untereinander nurmehr schwer erreicht werden kann. Im Stand der Technik werden daher eine Vielzahl von Lösungen vorgeschlagen, um die wellenseitige Querschnittsverbreiterung zu kompensieren und eine möglichst flächige Anlage der Seitenflanken der Packungen zu gewährleisten.

So sind aus der US 5,419,568 A wie auch aus der EP 0 750 141 A1 Flechtpackungen bekannt, die selbst eine trapezförmige Querschnittsform aufweisen. Die schmälere Seite stellt dabei in bezug auf eine Einbaulage die Innenseite der Flechtpackung dar. Bei einem Anlegen an eine Welle verbreitert sich zwar weiterhin der Querschnitt an der Innenseite, jedoch bleiben die Seitenflanken benachbarter Packungen aufgrund der vorgegebenen Trapezform der Flechtpackung in Anlage gegeneinander.

Diese Flechtpackungen werden auf einer herkömmlichen Vorrichtung mit einem Flügelrad-Feld nach 8 hergestellt, wobei die Trapezform, wie in 9 dargestellt, durch ein Einspeisen von unterschiedlich dicken Füllfäden realisiert wird. Die Füllfäden auf der schmäleren Querschnittsseite sind hierzu dünner oder weisen eine geringere Anzahl von Einzelfasern auf, als die entsprechend gegenüberliegenden Füllfäden auf der breiteren Seite. Der Querschnitt der Packung ist somit auf der Außenseite stärker ausgestopft als auf der Innenseite. Der Flechtpunkt (ungefähres Zentrum der geflochtenen Fäden) verbleibt jedoch im wesentlichen in der Mitte des Querschnittes der Packung.

Eine derartige Packung läßt sich zwar mit herkömmlichen Vorrichtungen verhältnismäßig einfach herstellen, ist jedoch aus verschiedenen Gründen verbesserungswürdig.

Flechtpackungen werden bevorzugt als Berührungsdichtungen an drehenden Wellen eingesetzt. Die Dichtwirkung der Flechtpackung wird überwiegend durch die verflochtenen Flechtfäden bewirkt. Hingegen tragen die nicht verflochtenen Füllfäden im Vergleich zu ihrem Volumen verhältnismäßig wenig zu der Dichtwirkung bei. Es wird folglich angestrebt, die Anzahl der Flechtfäden groß, diejenige der Füllfäden jedoch klein zu wählen. Durch das verstärkte Ausstopfen einer Flechtpackung mit Füllfäden zur Erzielung der Trapezform wird dieses Verhältnis jedoch eher verschlechtert.

Gerade auf der Außenseite einer Packung bewirken in größerer Anzahl vorgesehene Füllfäden eine Erhöhung der Fadenspannung in den dortigen Abschnitten der Flechtfäden. Die Flechtpackung wird damit auf der Außenseite härter, wohingegen die entsprechenden Abschnitte der Flechtfäden bzw. Flechten auf der Innenseite weniger belastet sind und folglich verhältnismäßig weich bleiben. Durch die Verhärtung der Außenseite ist die Handhabung der Flechtpackung bei einem Herumlegen um eine Welle erschwert.

Gleichzeitig werden hierbei die außenliegenden und bereits vorgespannten Abschnitte der Flechtfäden weiter gespannt, wohingegen die verhältnismäßig lose verflochtenen Abschnitte der Flechtfäden auf der Innenseite gestaucht werden. Hieraus resultiert auf der Innenseite eine unebene, wellige Oberfläche, die für die Dichtwirkung nachteilig ist. Bei einer stärkeren Welligkeit steigt überdies die Reibung zwischen der Innenseite der Packung und der Welle stark an, so daß die Haltbarkeit einer solchen Dichtung beschränkt ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flechtpackung mit verbesserten Handhabungs-, Dichtungs- und Verschleißeigenschaften zu schaffen sowie eine Vorrichtung zu deren Herstellung anzugeben.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Flechtpackung, insbesondere für eine Stopfbuchsendichtung, mit vier jeweils paarweise einander gegenüberliegenden Seiten, die eine Vielzahl von nach einer vorgegebenen Reihenfolge miteinander verflochtener Flechtfäden aufweist, sowie gegebenenfalls weitere Füllfäden, die von den Flechtfäden umsponnen, jedoch untereinander nicht verflochten sind, bei der an einer Packungsseite die Flechtlänge eines Flechtfadens zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kreuzungen mit weiteren Flechtfäden kürzer ist, als die Flechtlänge eines Flechtfadens in einer gleichgearteten Verflechtung auf der gegenüberliegenden Packungsseite.

Bei der erfindungsgemäßen Flechtpackung, die eine beliebige Länge aufweisen kann, sind folglich die Flechtfäden auf der Innenseite enger miteinander verflochten, als die Flechtfäden auf der Außenseite, wobei eine sachgerechte Anordnung an einer Welle vorausgesetzt ist. So ist beispielsweise die Flechtlänge eines Flechtfadenabschnittes an einer Ecke an der Innenseite der Packung geringer als an einer Ecke an der Außenseite. Gleiches gilt für die Flechtlänge eines Flechtfadenabschnittes innerhalb der Innenseite im Vergleich zu einem entsprechenden Flechtfadenabschnitt auf der Außenseite.

Die Kompensation einer Querschnittsverformung bei einem Legen der Flechtpackung um eine Welle wird hier, im Unterschied zum Stand der Technik, durch die Flechtfäden selbst erzielt, so daß sich die Packung mit einem geringeren Gehalt an in größerer Zahl unerwünschten Füllfäden fertigen läßt. Zudem wird der oben beschriebene Aussteifungseffekt auf der Außenseite vermieden. Die Packung kann daher einfacher um eine Welle gelegt werden.

Zwar tritt hierbei wiederum ein Stauchen der Innenseite und ein Dehnen der Außenseite auf. Da jedoch die Flechtfäden an der Innenseite und der Außenseite der unverformten Packung in etwa die gleiche Fadenspannung aufweisen, insbesondere eine starke Vorspannung der Flechten auf der Außenseite vermieden ist, bleibt bei gleichen Abmessungen im Vergleich zum Stand der Technik die Welligkeit der Innenseite geringer, woraus verbesserte Dichtigkeits- und Verschleißeigenschaften resultieren.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Verteilung der Füllfäden an den beiden Packungsseiten mit unterschiedlichen Flechtlängen gleich. Die Füllfäden dienen überwiegend dazu, eine im wesentlichen viereckige oder trapezförmige Querschnittsform zu gewährleisten. Hierfür werden vor allem an den Ecken des Querschnitts zusätzliche Füllfäden eingespeist, wobei deren Dicke an allen vier Ecken gleich ist.

Prinzipiell ist es auch möglich, die Querschnittsform wie bei herkömmlichen Flechtpackungen durch unterschiedlich dicke Füllfäden zu beeinflussen. Aufgrund des sich zu einer Seite des Querschnitts hin verdichtenden Gewebes der Flechtfäden bleibt jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Flechtpackungen der Anteil an Füllfäden stets geringer. Vorzugsweise ist der Anteil an Füllfäden kleiner als 25 Volumenprozent bezogen auf die Flechtpackung.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Flechtpackung ein Diagonalgeflecht mit drei oder vier verschiedenen Flechtfadenverläufen, wobei die Flechtfäden zwischen den Seiten mit unterschiedlicher Flechtlänge hin und her verlaufen. Für ein homogenes Biegeverhalten ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die Flechtfäden von der Seite mit größerer Flechtlänge zu der Seite mit kleinerer Flechtlänge zunehmend enger verflochten sind. Der Flechtpunkt der Packung ist folglich nicht mehr mittig, er ist deutlich aus dem Zentrum derselben zur schmalen Seite der Packung verschoben. Die Packungsstruktur auf der schmalen Seite hat eine höhere Dichte.

Für eine seitenrichtige Montage der Flechtpackung an einer Welle weist in vorteilhafter Ausgestaltung die Packung bezogen auf ihre Längserstreckungsrichtung eine Vorkrümmung auf, wobei die Packungsseite mit kleinerer Flechtlänge auf der Krümmungsinnenseite liegt.

Die zuvor beschriebene Flechtpackung ist mit einer herkömmlichen Vorrichtung nicht mehr herstellbar. Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird daher weiterhin eine neue Vorrichtung zur Herstellung einer Flechtpackung vorgeschlagen. Diese Vorrichtung umfaßt ein Feld aus einer Vielzahl von jeweils drehangetriebenen Flügelrädern, die in mehreren, nebeneinander verlaufenden Reihen angeordnet sind. Weiterhin umfaßt die Vorrichtung eine Vielzahl von mit den Flügelrädern koppelbaren Klöppeln als Fadenvorräte für jeweils einen Flechtfaden, die während des Abziehens der Flechtfäden durch Übergabe von Flügelrad zu Flügelrad unter Verflechtung der Flechtfäden auf definierten Bahnen durch das Feld transportiert werden, wobei die Bahnen jeweils aus Umlaufbahnabschnitten der Klöppel an einzelnen Flügelrädern zusammengesetzt sind, und die Umlaufbahnabschnitte an Flügelrädern einer außenliegenden Reihe des Feldes kürzer ausgebildet sind, als gleichgeartete Umlaufbahnabschnitte an Flügelrädern der außenliegenden Reihe des Feldes auf der gegenüberliegenden Seite.

Aus den kürzeren Umlaufbahnabschnitten resultieren an der Flechtpackung entsprechend kürzere Flechten sowie eine höhere Anzahl von Flechtfäden je Flächeneinheit. Bei einer Rasteranordnung der Flügelräder, bei der die Anzahl der Flügelräder in den einzelnen Flügelrad-Reihen gleich groß ist, ergibt sich eine Flechtpackung mit einem trapezförmigen Querschnitt. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich folglich eine Flechtpackung herstellen, die neben einer einfachen Handhabung gleichzeitig hohe Dichtigkeits- und Verschleißeigenschaften aufweist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Flügelräder jeweils als Kreisscheiben ausgebildet, die an ihrem Außenumfang mit Kopplungseinrichtungen für die Klöppel versehen sind. Diese sind einerseits einfach herzustellen und wirken andererseits als Schwungmassen, um eine möglichst gleichbleibende Drehgeschwindigkeit der Flügelräder bei einem An- und Abkoppeln einzelner Klöppel zu gewährleisten.

Bevorzugt nehmen die Durchmesser der Kreisscheiben von einer außenliegenden Flügelrad-Reihe des Feldes zu der außenliegenden Reihe auf der anderen Seite des Feldes von Reihe zu Reihe ab. Damit läßt sich auf einfache Art und Weise ein Geflecht herstellen, bei dem über den Querschnitt betrachtet die Flächendichte der Flechtfäden von der einen Seite zu der anderen Seite hin kontinuierlich zunimmt, so daß dieses ein weitestgehend gleichmäßiges Biegeverhalten aufweist. Bei dem Herumlegen einer solchen Flechtpackung um eine geeignete Welle sind die Seitenflanken, mit denen benachbarte Flechtpackungen in einer Stopfbuchse aneinander anliegen, im wesentlichen eben und parallel zueinander. Der Durchmesserunterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Flügelrad ist vorzugsweise größer als 12 Prozent bezogen auf den Durchmesser des größten Flügelrades.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung sind die Flügelräder in einem Raster angeordnet, bei dem die Anzahl der Flügelräder je Reihe gleich der Anzahl der Flügelrad-Reihen ist. Beispielsweise werden in einem Feld aus drei Reihen jeweils drei Flügelräder in einer Reihe angeordnet. Auch eine 4×4 Matrix ist möglich, wobei die Mittelpunkte der Flügelräder jeweils einer Reihe von Flügelrädern mit gleichem oder annähernd gleichem Durchmesser nicht notwendigerweise auf einer geraden Linie liegen müssen.

Zur Ermöglichung der Herstellung von Flechtpackungen mit ähnlichen, im Detail jedoch unterschiedlichen Querschnittsformen sind zumindest an einigen, vorzugsweise an allen Flügelrädern wahlweise beschickbare Einrichtungen zum Einspeisen von Füllfäden vorgesehen. Durch das gezielte Einspeisen von Füllfäden kann die Form des Querschnitts einer Flechtpackung beeinflußt werden, beispielsweise um durch zusätzliche Füllfäden eine Verstärkung oder Verminderung der Trapezform des Querschnittes zu bewirken und damit eine Feinabstimmung auf vorgegebene Wellendurchmesser zu ermöglichen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Herstellung einer Flechtpackung,
2 eine Ansicht auf ein Flügelrad-Feld der Vorrichtung nach 1 mit einer 4×4-Flügelradmatrix,
3 eine Ansicht entsprechend 2 auf ein Flügelrad-Feld mit einer 3×3-Matrix einer weiteren Herstellungsvorrichtung,
4 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Bewegungsbahnen von Klöppeln in dem Flügelrad-Feld nach 2,
5 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Bewegungsbahnen von Klöppeln in dem Flügelrad-Feld nach 3,
6 einen Querschnitt einer Flechtpackung nach der Erfindung, die mit einer Vorrichtung nach den 1 und 2 hergestellt worden ist,
7a eine Seitenansicht auf die lange Seite und spätere Außenseite der Flechtpackung nach 6,
7b eine Seitenansicht auf die kurze Seite und spätere Innenseite der Flechtpackung nach 6,
7c eine Seitenansicht auf eine die kurze und die lange Seite verbindende Flanke der Flechtpackung nach 6,
8 eine Ansicht auf ein Flügelrad-Feld einer bekannten Vorrichtung zur Herstellung einer Flechtpackung, und in
9 einen Querschnitt einer herkömmlichen Flechtpackung.
Die in 1 dargestellte Vorrichtung zur Herstellung einer Flechtpackung umfaßt einen Gestellrahmen 10 mit einer oberen Bühne 11, an deren Unterseite ein Feld aus einer Vielzahl von Flügelrädern 1 angeordnet ist. Jedes der Flügelräder 1 ist um eine Mittelachse M drehbar an dem Gestellrahmen 10 gelagert.
Über der oberen Bühne 11 befindet sich eine Antriebseinrichtung 12, die mit den Flügelrädern 1 gekoppelt ist. Die Antriebseinrichtung 12 umfaßt beispielsweise einen Zentralantrieb, dessen Antriebsleistung über ein Verteilergetriebe auf die einzelnen Flügelräder 1 übertragen wird. In einer alternativen Ausführungsvariante kann die Antriebseinrichtung 12 auch durch eine Vielzahl von Einzelantrieben gebildet werden, mit denen die Flügelräder 1 jeweils individuell angetrieben werden können.
Die Vorrichtung umfaßt weiterhin eine Vielzahl von Klöppeln 3, die in hängender Formation an den Flügelrädern 1 abgestützt sind und von diesen über das Flügelrad-Feld bewegt werden. Jeder Klöppel 3 weist einen Kopplungsabschnitt 4 auf, über den die Aufhängung an den Flügelrädern 1 erfolgt. Weiterhin ist an jedem Klöppel 3 ein Spulenabschnitt 5 zur Aufnahme eines Flechtfadenvorrates vorgesehen. Die Flechtfäden 6, von denen in 1 aus Gründen der Anschaulichkeit lediglich zwei abgebildet sind, werden zu einem Packungsstrang 7 zusammengeführt, der unterhalb des Flügelrad-Feldes nach unten abgezogen wird, wofür eine geeignete Zugeinrichtung vorhanden ist. Durch die Bewegungen der Klöppel 3 über das Flügelrad-Feld werden die Flechtfäden 6 miteinander verflochten.
Zusätzlich zu den Flechtfäden 6 können weiterhin Füllfäden 8 in den Packungsstrang 7 eingebracht werden. Im Unterschied zu den Flechtfäden 6 werden die Füllfäden 8 nicht miteinander verflochten, sondern laufen im wesentlichen geradlinig in den Packungsstrang 7 ein. Das Einspeisen der Füllfäden 8 erfolgt über an den Flügelrädern 1 vorgesehene Einspeiseinrichtungen in Form von Hohlrohren 9, durch welche die Füllfäden 8 geführt werden. Die Hohlrohre 9 sind bevorzugt jeweils entlang der Drehachse M der Flügelräder 1 angeordnet, wobei die Fadenzufuhr jeweils durch die Flügelräder 1 hindurch erfolgt. Da die Klöppel 3 unter den Hohlrohren 9 herumlaufen, werden die Füllfäden 8 in das Geflecht der Flechtfäden 6 eingesponnen. Weitere Einspeiseinrichtungen sind zwischen den Flügelrädern 1 unmittelbar an dem Gestellrahmen 10 vorgesehen. Diese können ebenfalls als Hohlrohre 9 ausgeführt werden.
Die Flechtfäden 6 wie auch die Füllfäden 8 können jeweils unterschiedliche Dicken aufweisen oder auch aus unterschiedlichen Anzahlen von Einzelfasern zusammengesetzt sein. Durch die wahlweise Beschickung der Hohlrohre 9 mit Füllfäden 8 läßt sich die Querschnittsform des Packungsstrangs 7 beeinflussen.
Die Form des Geflechtes des Packungsstrangs 7 wird wesentlich jedoch durch die Anordnung der Flügelräder 1 in dem Flügelrad-Feld und die Bewegungsbahnen der Klöppel 3 bestimmt. Eine erste Anordnungsmöglichkeit für die Flügelräder 1 ist 2 zu entnehmen. Dort sind die Flügelräder 1 in vier nebeneinander verlaufenden Reihen zu jeweils vier Flügelrädern 1 angeordnet, so daß sich eine 4×4-Matrix ergibt.
Wie 2 weiter entnommen werden kann, weist jedes Flügelrad 1 mehrere Kopplungseinrichtungen 2 zur Ankopplung von Klöppeln 3 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind an jedem Flügelrad 1 vier Kopplungseinrichtungen 2 in Form von bogenförmigen Ausnehmungen vorgesehen, die mit entsprechenden Zapfen an den Kopplungsabschnitten 4 der Klöppel 3 zusammenwirken. Allerdings sind auch andere Anzahlen bzw. Formgestaltungen für die Kopplungsabschnitte 4 möglich. Mittels der Kopplungseinrichtungen 2 werden die einzelnen Klöppel 3 auf den in 4 dargestellten Bewegungsbahnen 13a bis 13d geführt. Die einzelnen Bewegungsbahnen 13a bis 13d der Klöppel 3 sind dabei aus Umlaufbahnabschnitten mehrerer Flügelräder 1 zusammengesetzt, da die Klöppel 3 bei ihrem Weg über das Flügelrad-Feld stets von einem Flügelrad 1 an das nächste Flügelrad 1 weitergegeben werden.
Auf jeder Bewegungsbahn 13a bis 13d laufen in der Regel meist mehrere Klöppel 3 um. Beispielsweise können in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auf einer Bewegungsbahn 13a sechs Klöppel eingesetzt werden, so daß sich bei vier Bewegungsbahnen 13a bis 13d insgesamt 24 Klöppel im Umlauf befinden. Bei acht Klöppeln 3 je Bahn befinden sich dann 32 Klöppel im Umlauf.
Die Kopplungseinrichtungen 2 der Flügelräder 1 laufen für jedes Flügelrad 1 in einem definierten Abstand zu dessen Drehachse M um. Dabei nimmt der Umlaufabstand der Kopplungseinrichtungen 2 von der Drehachse M an den Flügelrädern 1 ausgehend von einer Seite des Flügelrad-Feldes zu der gegenüberliegenden Seite von Reihe zu Reihe ab. Dies hat zur Folge, daß die Umlaufbahnabschnitte an Flügelrädern 1 einer außenliegenden Reihe des Feldes, nämlich derjenigen mit den kleinsten Flügelrädern 1, kürzer ausgebildet sind, als gleichgeartete Umlaufbahnabschnitte an Flügelrädern 1 der außenliegenden Reihe des Feldes auf der gegenüberliegenden Seite.
In dem Ausführungsbeispiel sind die Flügelräder 1 jeweils als Kreisscheiben ausgebildet, die an ihrem Außenumfang jeweils die Kopplungseinrichtungen 2 für die Klöppel 3 aufweisen, um diese entlang von Umlaufbahnabschnitten um die zugehörigen Drehachsen M zu transportieren. Der Durchmesser der Kreisscheiben nimmt von einer außenliegenden Flügelrad-Reihe des Feldes zu der außenliegenden Reihe auf der anderen Seite des Feldes von Reihe zu Reihe ab. Der Durchmesserunterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Flügelrad beträgt beispielsweise 12 Prozent bezogen auf den Durchmesser des größten Flügelrades 1. Folglich sind gleichartige Umlaufbahnabschnitte an Flügelrädern 1 mit größerem Durchmesser länger als die entsprechenden Umlaufbahnabschnitte an Flügelrädern mit kleinerem Durchmesser. So ist beispielsweise in 2 der Umlaufbahnabschnitt s₁ mit einem Umlaufwinkel von etwa 180° zwischen zwei aufeinanderfolgenden Übergabepunkten P₁ und P₂ an einem außenliegenden Flügelrad 1 größeren Durchmessers größer, als ein gleichartiger Umlaufbahnabschnitt s₂ von ebenfalls etwa 180° zwischen den aufeinanderfolgenden Übergabepunkten P₃ und P₄ an einem außenliegenden Flügelrad kleineren Durchmessers. Entsprechendes gilt für die Umlaufbahnabschnitte s₃ und s₄ zwischen den Punkten P₅ und P₆ sowie P₇ und P₈, die jeweils einen Umlaufwinkel von etwa 270° einschließen.
In einer Ausführungsvariante, die in den 3 und 5 dargestellt ist, sind die Flügelräder 1 in einem Feld aus drei Reihen mit jeweils drei Flügelrädern angeordnet. Im übrigen entspricht diese Variante derjenigen, die bereits im Zusammenhang mit den 1, 2 und 4 erläutert wurde.
Wie den 4 und 5 entnommen werden kann, verlaufen in allen Fällen die Bahnen 13a bis 13c bzw. 13d der Klöppel 3 diagonal über das jeweilige Feld von einer Flügelrad-Reihe mit den kürzesten Umlaufbahnabschnitten s₂ bzw. s₄ zu einer Flügelrad-Reihe mit den längsten Umlaufbahnabschnitten s₁ bzw. s₃ Für eine Übergabe eines Klöppels 3 von einem Flügelrad 1 zu einem weiteren Flügelrad 1 müssen jeweils zwei Kopplungseinrichtungen 2 synchron an einem Übergabepunkt zusammentreffen. Überdies müssen die jeweils in bezug auf einen Übergabepunkt benachbaren Flügelräder 1 in entgegengesetzte Richtungen um die jeweilige Drehachse M drehen. Im Unterschied zu einem herkömmlichen Flügelrad-Feld mit Flügelrädern gleichen Durchmessers ist bei den Flügelrad-Feldern nach den 3 und 4 aufgrund der unterschiedlichen Umlaufbahndurchmesser an den Flügelrädern 1 benachbarter Reihen der Bogenwinkel zwischen den Übergabepunkten an den einzelnen Flügelrädern nicht mehr gleich. Die Synchronisation der einzelnen Kopplungseinrichtungen 2 ist daher individuell zwischen den jeweils benachbarten Flügelrädern zu bestimmen, indem diese zeitweilig beschleunigt oder abgebremst werden. Diese Steuerung erfolgt über ein geeignetes Getriebe, Kurvenscheiben oder einen individuellen Antrieb für jedes einzelne der Flügelräder 1.
Mit der zuvor erläuterten Vorrichtung läßt sich beispielsweise eine in den 6 und 7 dargestellte Flechtpackung 7 herstellen. 6 zeigt die Querschnittsform der Flechtpackung 7. Diese weist eine Vielzahl von miteinander verflochtenen Flechtfäden 6 sowie mehrere unverflochtene Füllfäden 8 auf, wobei lediglich die von den Flechtfäden 6 umgebenen Füllfäden 8 im Querschnitt angedeutet sind. Aus den unterschiedlichen Längen der Umlaufbahnabschnitte s₁ und s₂ bzw. s₃ und s₄ an den Flügelrädern 1 verschiedener Flügelrad-Reihen resultieren an der Flechtpackung 7 für gleichartige Verflechtungen unterschiedliche Flechtlängen an Flechtfadenabschnitten 6 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Querschnittes. Die auf Seiten der kleineren Flügelräder 1 hergestellten Verflechtungen besitzen eine kürzere Flechtlängen als die entsprechenden Verflechtungen auf der Seite der größeren Flügelräder 1. Der Querschnitt der Flechtpackung 7 besitzt dementsprechend eine trapezförmige Grundform mit einer kürzeren Seite 14 und einer gegenüberliegenden, längeren Seite 15, die jeweils durch einander gegenüberliegende, gleichlange Seitenflanken 16 miteinander verbunden sind. Dabei sind die Flechtfäden 6 von der Seite mit größerer Flechtlänge, d. h. der längeren Seite 15 zu der Seite 14 mit kleinerer Flechtlänge zunehmend enger verflochten. Der Gehalt an Füllfäden 8 beträgt dabei weniger als 25 Volumenprozent.
Wird eine solche Flechtpackung 7 mit der kürzeren Seite 14 als Innenseite um eine Welle gelegt, so werden die weiter von der Welle entfernten Abschnitte des Geflechtes, die weniger eng verflochten sind, gestrafft. Im Unterschied zur herkömmlichen Packungen mit trapezförmigem Querschnitt, bei denen die Querschnittverbreiterung durch dickere Füllfäden auf der Außenseite realisiert ist, wird die Straffung hier nicht wesentlich durch gegebenenfalls zum Zwecke der Formgebung ebenfalls in geringfügiger Anzahl vorhandene Füllfäden 8 behindert. Die Abschnitte des Geflechts auf der Innenseite werden hingegen gestaucht. Die damit verbundene Querschnittverbreiterung gleicht im Idealfall für einen bestimmten Wellendurchmesser die Trapezform zu einer Rechteckform aus, so daß in einer Stopfbuchse nebeneinander angeordnete Flechtpackungen 7 flächig mit ihren Seitenflanken 16 aneinander anliegen.
Die unterschiedlichen Flechtlängen, d. h. die aufeinanderfolgenden Abstände zwischen zwei Überkreuzungen eines Flechtfadenabschnittes durch weitere Flechtfäden sind aus den 7a bis 7c zu erkennen. Diese zeigen die Packungsseiten eines Diagonalgeflechts mit vier verschiedenen Flechtfadenverläufen 13, wobei die jeweiligen Flechtfäden 6 zwischen den Seiten 14 und 15 mit unterschiedlicher Flechtlänge hin und her verlaufen. Die Verteilung der Füllfäden 8 an den beiden Seiten 14 und 15 mit unterschiedlichen Flechtlängen ist dabei gleich. 7b zeigt die kürzere Seite 14 mit der Flechtlänge 17, die aus dem Umlaufbahnabschnitt s₁ in 2 resultiert. Die entsprechende, gleichartige Verflechtungen auf der längeren Seite 15 in 7a weist eine größere Flechtlänge 18 auf und korrespondiert mit dem Umlaufbahnabschnitt s₂ in 2.
Bei einer Durchmesserabstufung der Flügelräder 1, wie diese in 2 dargestellt ist, sind die innenliegenden Flechtlängen 19 und 20 an den Seitenflanken 16 in 7c länger als die Flechtlänge 17, jedoch kürzer als die Flechtlänge 18. Dabei weist der näher zu der kürzeren Seite 14 liegende Flechtfadenabschnitt eine kleinere Flechtlänge 19 auf, als der näher zu der längeren Seite 15 liegende Flechtfadenabschnitt mit der Flechtlänge 20.
Durch die unterschiedlichen Flechtlängen 17 bis 20 ergibt sich bei geeigneter Einstellung der Abzugspannung von den Klöppeln 3 eine Vorkrümmung der Flechtpackung 7 mit der kürzeren Seite 14 als Krümmungsinnenseite. Die Vorkrümmung dient als Orientierungshilfe bei der Montage für ein seitenrichtiges Anlegen der Packung 7 an eine Welle. Zur Verbesserung der Dichtwirkung kann die Flechtpackung vor der Montage mit geeigneten Mitteln zusätzlich imprägniert werden.
Die vorstehend beschriebene Flechtpackung 7 weist bei einem geringen Gehalt an Füllfasern 8 eine hohe Dichtwirkung sowie ein gutes Verschleißverhalten auf. Sie ist überdies bei der Montage einfach zu handhaben.

Claims

Flechtpackung, insbesondere für eine Stopfbuchsendichtung, mit vier jeweils paarweise einander gegenüberliegenden Seiten (14, 15, 16), die eine Vielzahl von nach einer vorgegebenen Reihenfolge miteinander verflochtener Flechtfäden (6) aufweist, sowie gegebenenfalls weitere Füllfäden (8), die von den Flechtfäden (6) umgeben, jedoch untereinander nicht verflochten sind, dadurch gekennzeichnet, daß für ein Seitenpaar (14, 15) die Flechtlänge (17) eines Flechtfadenabschnittes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kreuzungen mit weiteren Flechtfäden (6) an einer Packungsseite (14) kürzer ist, als die Flechtlänge (18) eines Flechtfadenabschnittes in einer gleichgearteten Verflechtung auf der gegenüberliegenden Packungsseite (15).
Flechtpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Füllfäden (8) an den beiden Packungsseiten (14, 15) mit unterschiedlichen Flechtlängen (17, 18) gleich ist.
Flechtpackung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Füllfäden (8) weniger als 25 Volumenprozent beträgt.
Flechtpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flechtpackung (7) ein Diagonalgeflecht mit drei verschiedenen Flechtfadenverläufen (13) ist, wobei die Flechtfäden (6) zwischen den Packungsseiten (14, 15) mit unterschiedlicher Flechtlänge (17, 18) hin und her verlaufen.
Flechtpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flechtpackung (7) ein Diagonalgeflecht mit vier verschiedenen Flechtfadenverläufen (13) ist, wobei die Flechtfäden (6) zwischen den Packungsseiten (14, 15) mit unterschiedlicher Flechtlänge (17, 18) hin und her verlaufen.
Flechtpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flechtfäden (6) von der Packungsseite (15) mit größerer Flechtlänge (18) zu der Packungsseite (14) mit kleinerer Flechtlänge (17) zunehmend enger verflochten sind.
Flechtpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flechtpackung (7) bezogen auf ihre Längserstreckungsrichtung eine Vorkrümmung aufweist, wobei die Packungsseite (14) mit kleinerer Flechtlänge (17) auf der Krümmungsinnenseite liegt.
Vorrichtung zur Herstellung einer Flechtpackung, umfassend ein Feld aus einer Vielzahl von jeweils drehangetriebenen Flügelrädern (1), die in mehreren, nebeneinander verlaufenden Reihen angeordnet sind, und eine Vielzahl von mit den Flügelrädern (1) koppelbaren Klöppeln (3) als Fadenvorräte für jeweils einen Flechtfaden (6), die während des Abziehens der Flechtfäden durch Übergabe von Flügelrad (1) zu Flügelrad (1) unter Verflechtung der Flechtfäden (6) auf definierten Bahnen (13) durch das Feld transportiert werden, wobei die Bahnen (13) jeweils aus Umlaufbahnabschnitten der Klöppel (3) an einzelnen Flügelrädern zusammengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufbahnabschnitte (s₂, s₄) an Flügelrädern (1) einer außenliegenden Reihe des Feldes kürzer ausgebildet sind, als gleichgeartete Umlaufbahnabschnitte (s₁, s₃) an Flügelrädern (1) der außenliegenden Reihe des Feldes auf der gegenüberliegenden Seite.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelräder (1) jeweils als Kreisscheiben ausgebildet sind, die an ihrem Außenumfang mit Kopplungseinrichtungen (2) für die Klöppel (3) versehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Kreisscheiben von einer außenliegenden Reihe des Feldes zu der außenliegenden Reihe auf der anderen Seite des Feldes von Reihe zu Reihe abnehmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesserunterschied zwischen dem größten und dem kleinsten Flügelrad (1) mindestens 12 Prozent beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelräder (1) in einem Feld aus vier Reihen mit jeweils vier Flügelrädern (1) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelräder (1) in einem Feld aus drei Reihen mit jeweils drei Flügelrädern (1) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an einigen, vorzugsweise an allen Flügelrädern (1) wahlweise beschickbare Einrichtungen (9) zum Einspeisen von Füllfäden (8) vorgesehen sind.