DE202009013548U1

DE202009013548U1 - Wellendurchführung mit Abstreifer

Info

Publication number: DE202009013548U1
Application number: DE200920013548
Authority: DE
Original assignee: Interseal Dipl-Ing Rolf Schmitz GmbH; Interseal Dipl Ing Rolf Schmitz GmbH
Current assignee: Interseal Dipl-Ing Rolf Schmitz GmbH; Pfaudler Interseal GmbH
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2019-10-08

Abstract

Wellendurchführung in einen Mischraum für eine hin- und hergehende, rotierende Welle (1), umfassend:
ein rohrförmiges Gehäuse (5) mit ringförmigen Nischenabschnitten (30, 40) zur Aufnahme einer Abstreiferanordnung (4) und von Wellenlippendichtungen (3),
gekennzeichnet durch folgenden Aufbau der Abstreifer (41, 42) in der Abstreiferanordnung (4):
ein Abstreiferring (43, 45) aus einem hochfesten Material und mit einer in Richtung des Mischraums gebogenen Lippe (43a, 45a) in engem Abstand zur Wellenoberfläche, jedoch ohne Berührung zu dieser, und
ein Stützring (44, 47) aus einem Hochleistungs-Kunststoff, der auf der Wellenoberfläche läuft und an die Form des Abstreiferrings (43, 45) angepasst ist, um diesen zu stützen;
wobei der Abstreiferring (43, 45) und der Stützring (44, 47) zusammen eine Ringscheibe bilden, die in Reihe mit gleichartigen Ringscheiben in den zugehörigen Nischenabschnitt (40) des Gehäuses (5) vor den Wellenlippendichtungen (3) montiert ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellendurchführung in einem Mischraum für eine hin- und hergehende rotierende Welle, umfassend ein rohrförmiges Gehäuse mit ringförmigen Nischenabschnitten zur Aufnahme einer Abstreiferanordnung und von Wellenlippendichtungen.
Bei Mischwerken mit Rührschaufeln gibt es auch solche mit Knetfunktion, wobei die Rührschaufeln rotieren und axial hin und her bewegt werden („Drucknutsche”). Solche Mischräume müssen nach außen hin an der Wellendurchführung abgedichtet werden. Hierzu können Wellenlippendichtungen dienen, von denen gewöhnlich mehrere entlang der Welle angeordnet werden können. Es muss dafür gesorgt werden, dass diese Wellenlippendichtungen nicht durch das Mischgut zugesetzt werden, wenn die Welle oszilliert. Deshalb werden gewöhnlich mehrere Abstreifer entlang der Welle hintereinander angeordnet, um die Wellenlippendichtung gegen herangeschlepptes Mischgut zu schützen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Abstreifer anzugeben, die sich für den Zweck des Abstreifens von Mischgut von hin- und hergehenden Wellen besonders gut eignen.
Demgemäß betrifft die Erfindung eine Wellendurchführung in einen Mischraum hinein für eine hin- und hergehende, rotierende Welle und umfasst ein rohrförmiges Gehäuse mit ringförmigen Nischenräumen zur Aufnahme einer Abstreiferanordnung und von Wellenlippendichtungen. Die jeweiligen Abstreifer in der Abstreiferanordnung umfassen einen Abstreiferring aus einem hochfesten Material, der eine in Richtung des Mischraums gebogene Lippe im engen Abstand zur Wellenoberfläche aufweist, jedoch ohne Berührung zu dieser ist. Ferner ist ein Stützring aus einem Hochleistungskunststoff vorgesehen, der auf der Wellenoberfläche läuft und an die Form des Abstreiferrings angepasst ist, um diesen zu stützen. Der Abstreiferring und der Stützring bilden eine Ringscheibe. Mehrere solcher Ringscheiben sind in Reihe hintereinander in dem Nischenabschnitt des Gehäuses vor den Wellenlippendichtungen montiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Abstreiferring im Wesentlichen aus Metall und weist eine Form mit mittigem Plattenkörper und außen-randständigem Flansch auf, der den Stützring umgreift, wobei innenrandständig die gebogene Lippe ausgebildet ist.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform besteht der Abstreiferring aus Metall und weist einen hornförmigen Querschnitt auf, um eine Abstreifkante zum Mischraum hin zu bilden. Zwischen der Wellenoberfläche, der Abstreifkante und dem Stützring ist eine gekrümmte Ringdichtung angeordnet, deren äußerer Rand zwischen Abstreiferring und Stützring geklemmt ist, während der innere, lippenförmig gebogene Rand durch die Abstreifkante auf die Wellenoberfläche gepresst wird.
Der Nischenabschnitt des rohrförmigen Gehäuses ist zur Aufnahme mehrerer Abstreifer ausgelegt, die baugleich sein können oder von unterschiedlicher Bauart sind. Wenn ein Abstreifer ausfällt, wird seine Funktion durch einen anderen Abstreifer aufgenommen. Auf diese Weise können Wartungsintervalle mit Austausch der Abstreifer lang gewählt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
1 einen Längsschnitt durch eine Wellendurchführung in schematischer Darstellung,
2 eine vergrößerte Einzelheit aus 1 und
3 alternative Ausführungsformen der Abstreifer.
1 zeigt eine Wellendurchführung für eine sogenannte Drucknutsche. Die rotierende Welle 1, die außerdem hin- und hergeht (oszilliert), treibt nicht gezeigte Rührflügel oder -schaufeln an, die das Mischgut in dem Mischraum 11 durchkneten. Dabei gerät das Mischgut unter einen starken axialen Druck und muss von dem Wellenlager 2 und auch von den Wellenlippendichtungen 3 abgehalten werden. Hierzu dient eine Reihe von hintereinander geschalteten Abstreifern 4, die hier schematisch als Kästchen angedeutet sind. Das Lager 2 (vorzugsweise ein Gleitlager), die Wellenlippendichtungen 3 und die Abstreifer 4 sind in Nischenabschnitten 20, 30 und 40 eines rohrförmigen Gehäuses 5 untergebracht. Die Nischenabschnitte werden nach außen durch einen Flanschdeckel 6 und nach innen durch einen angeschraubten Ring 7 abgeschlossen. Die Oberfläche der Welle 1 wird gewöhnlich durch eine Wellenschonhülse 10 gebildet, deren Länge sich nach dem Hub der Welle richtet, damit die Abstreifer 4 immer auf der Wellenschonhülse laufen.
2 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung aus 1, nämlich die Abstreiferanordnung 4 betreffend. Es sind Abstreifer 41 dargestellt, die mittels des Ringes 7 und mittels Federringen 8 in dem Nischenabschnitt 40 gehalten werden. Am Ende des Nischenabschnitts 40, benachbart zu den Wellenlippendichtungen 2, ist eine Fugenabdichtung 9 vorgesehen, die mittels Schnurringdichtungen oder O-Ringen dafür sorgt, dass die Wellenlippendichtungen 2 gegen Umströmung geschützt sind.
Die Ausführungsform 41 der Abstreifer umfasst einen Abstreiferring 43 und einen Stützring 44, die ineinander greifen und so insgesamt eine Ringscheibe bilden. Der Stützring 44 weist einen Innendurchmesser auf, der dem örtlichen Außendurchmesser der Welle 1 entspricht, hier durch die Wellenschonhülse 10 gegeben, und ist aus einem Hochleistungskunststoff gefertigt, wofür unter anderem PTFE, Polyimid und Graphitfaserkunststoff in Frage kommen, die hohe Temperaturen (von z. B. 380°C) ertragen und gewisse Lagereigenschaften aufweisen, damit der Spalt zwischen Wellenoberfläche und Bohrungsoberfläche des Stützrings möglichst eng gehalten werden kann. Der Abstreiferring 43 ist insgesamt von robuster Ausbildung und besteht aus einem hochfesten Material, vorzugsweise Metall, z. B. austenitischem Stahl (Edelstahl). Auch Keramik, Metalloxid-Sintermetall, Kohlefaserwerkstoff oder gebundener Faser-Hochleistungswerkstoff können verwendet werden. Gegebenenfalls kann eine Oberflächenschicht auf dem Grundkörper aus Metall angewandt werden. Der Abstreiferring 43 ist mittig als Plattenkörper 43c ausgebildet und weist umfänglich zur Ringbohrung eine in Richtung der Mischkammer 11 gebogene Lippe 43a auf, die einen engen Abstand zur Wellenoberfläche einhält, ohne diese zu berühren. Die Lippe 43a wird durch eine angepasste Lippenkontur 44a des Stützrings 44 gestützt. Der Abstreiferring 43 umgreift den Stufenrand 44b des Stützrings 44 mit einem Flanschrand 43b, um eine Formschlussverbindung zu schaffen. Auf diese Weise wird ein stufiger Abstreifer gebildet mit einem Grobabstreifer, gebildet von der robusten Lippe 43a in engem Abstand zur Wellenoberfläche zum Abstreifen eines Großteils des mit der Welle mitgeschleppten Mischgutes, und mit einem Feinabstreifer, gebildet durch den Stützring 44, der bei der Lippenkontur 44a mit äußerst geringem Spalt auf der Wellenschonhülse 10 gleitet.
3 zeigt abgewandelte Abstreifer 41 und 42, die in dem Nischenabschnitt 40 untergebracht sind.
Die Bauart des Abstreifers 41 nach 3 ist schmäler gegenüber der Bauart nach 2 bei sonstiger funktioneller Übereinstimmung. Ferner weist der Stützring 44 knopfartige Rastfortsätze 44c auf, die in Bohrungen des Plattenkörpers 43c des Abstreiferrings eingreifen, so dass der Abstreiferring 43 und der Stützring 44 miteinander verklammert sind.
Die Ausführungsform 42 des Abstreifers (3) umfasst einen Abstreiferring 45 mit hornförmigem Querschnitt, eine gebogene Ringdichtung 46 und einen Stützring 47. Für den Abstreiferring 45 können die gleichen Materialien wie beim Abstreiferring 43 verwendet werden. Auch im Falle des Stützrings 47 können die gleichen Materialien wie beim Stützring 44 verwendet werden. Die gebogene Ringdichtung 46 ist aus einer PTFE-Graphit-Zusammensetzung aufgebaut. Der Abstreifer 42 weist eine umlaufende Abstreifkante 45a auf, die das Dichtungsende 46a der gebogenen Ringdichtung 46 gegen die Oberfläche der Welle, hier durch die Wellenschonhülse 10 gebildet, drückt. Der Stützring 47 ist der gebogenen Form der Ringdichtung 46 angepasst, mit etwas Spielraum 48 für das Dichtungsende 46a. Der äußere Rand 46a der Ringdichtung 46 wird zwischen dem Abstreiferring 45 und dem Stützring 47 festgeklemmt. Am inneren Durchmesser ist der Stützring 47 mit einer Lippenkontur 47a ausgebildet, welche die Oberfläche 10 der oszillierenden Welle 1 abschabt und dadurch mitgeschlepptes Mischgut am Vordringen zu den Lippendichtungen 3 abhält.
Die Arbeitsweise des Abstreifers 42 ist ähnlich der des Abstreifers 41, wobei die Abstreifkante 45a nur dann einen Großteil des mitgeschleppten Mischguts abstreift, wenn sie dem Mischraum 11 benachbart ist. Im Allgemeinen wird die Abstreifertätigkeit durch das Zusammenwirken der Enden 45a und 46a des Abstreiferrings 45 und der Ringdichtung 46 bewirkt. Erst wenn das Dichtungsende 46a sich abgenutzt haben sollte, tritt die Abstreiferfunktion des Stützrings 47 in Aktion.

1: Welle
2: Wellenlager
3: Wellenlippendichtungen
4: Abstreifer
5: rohrförmiges Gehäuse
6: Flanschdeckel
7: angeschraubter Ring
8: Federring
9: Fugenabdichtung
10: Wellenschonhülse
11: Mischraum
20: Nischenabschnitt
30: Nischenabschnitt
40: Nischenabschnitt
41: Abstreifer
42: Abstreifer
43: Abstreiferring
43a: gebogene Lippe
43b: Flanschrand
43c: Plattenkörper
44: Stützring
44a: Lippenkontur
44b: Rand
44c: Fortsätze
45: Abstreiferring
45a: umlaufende Abstreifkante
46: gebogene Ringdichtung
46a: Dichtungsende
46b: äußerer Rand
47: Stützring
47a: Lippenkontur
48: Spielraum

Claims

Wellendurchführung in einen Mischraum für eine hin- und hergehende, rotierende Welle (1), umfassend: ein rohrförmiges Gehäuse (5) mit ringförmigen Nischenabschnitten (30, 40) zur Aufnahme einer Abstreiferanordnung (4) und von Wellenlippendichtungen (3), gekennzeichnet durch folgenden Aufbau der Abstreifer (41, 42) in der Abstreiferanordnung (4): ein Abstreiferring (43, 45) aus einem hochfesten Material und mit einer in Richtung des Mischraums gebogenen Lippe (43a, 45a) in engem Abstand zur Wellenoberfläche, jedoch ohne Berührung zu dieser, und ein Stützring (44, 47) aus einem Hochleistungs-Kunststoff, der auf der Wellenoberfläche läuft und an die Form des Abstreiferrings (43, 45) angepasst ist, um diesen zu stützen; wobei der Abstreiferring (43, 45) und der Stützring (44, 47) zusammen eine Ringscheibe bilden, die in Reihe mit gleichartigen Ringscheiben in den zugehörigen Nischenabschnitt (40) des Gehäuses (5) vor den Wellenlippendichtungen (3) montiert ist.
Wellendurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (44, 47) eine Lippenkontur (44a, 47a) in Berührung der Wellenoberfläche aufweist, um eine zusätzliche Abstreiferfunktion auszuüben.
Wellendurchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreiferring (43) metallisch ist und mittig als Plattenkörper (43c) und außenrandständig als Flansch (43b) ausgebildet ist, um den Stützring (44) zu umgreifen, wobei innenrandständig die gebogene Lippe (43a) vorgesehen ist.
Wellendurchführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreiferring (43) und der Stützring (44) Formschlussverbindungen aufweisen, um ineinander gesteckt zu werden.
Wellendurchführung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreiferring (45) aus Metall besteht, einen hornförmigen Querschnitt aufweist und eine Abstreifkante (45a) zum Mischraum hin besitzt, und dass zwischen Wellenoberfläche, Abstreifkante (45a) und Stützring (47) eine gekrümmte Ringdichtung (46) mit innerem, lippenförmig gebogenem Rand (46a) angeordnet ist, wobei der äußere Rand zwischen Abstreiferring (45) und Stützring (47) geklemmt ist, während der innere, lippenförmig gebogene Rand (46a) durch die Abstreifkante (45a) auf die Wellenoberfläche gepresst wird.
Wellendurchführung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringdichtung (46) aus einer PTFE-Graphit-Zusammensetzung aufgebaut ist.
Wellendurchführung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Montage der Ringscheiben-förmigen Abstreifer (41, 42) Federringe (8) zwischen benachbarten Ringscheiben eingesetzt sind, um die Ringscheiben in einem Nischenabschnitt (40) des Gehäuses (5) festzuklemmen.
Wellendurchführung nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass der Nischenabschnitt (40) der Abstreifer benachbart zum Nischenabschnitt (30) der Wellenlippendichtungen eine Fugenabdichtung (9) beherbergt.
Wellendurchführung nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass das rohrförmige Gehäuse (5) einen weiteren ringförmigen Nischenabschnitt (20) zur Aufnahme eines Gleitlagers (2) aufweist.
Wellendurchführung nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend der Hublänge der Welle (1) eine Wellenschonhülse (10) vorgesehen ist, deren Material der Außenoberfläche an das Material der Abstreifer (41, 42) angepasst ist und die zusammen mit dem rohrförmigen Gehäuse (5) und der darin montierten Abstreifanordnung (4) sowie den Wellenlippendichtungen (3) eine Funktionseinheit bildet.