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Wellenabdichtung Die Erfindung betrifft eine Wellenabdichtung zur
Abdichtung einer Welle in einem Gehäusedurchtritt gegen ein flüssiges Medium, insbesondere
unter Druck stehendes, heißes Thermoöl, mit einer an einem Flansch in dem Gehäusedurchtritt
eststehend angebrachten und gegen den Umfang der Welle anliegenden Lippendichtung.
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Das Problem einer Wellenabdichtung tritt beispielsweise bei sogenannten
Heiz- und Kühlgeräten für Druckgießformen zur Herstellung von Aluminium7 Zink7 Blei-oder
Nessingteilen auf.
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Bei derartigen Anordnungen ist als Wärmeübertragungsmedium Thermo-Öl
vorgesehen, welches von einem beheizbaren Tank her in einem geschlossenen Ölkreislauf
den zu erhitzenden oder zu kühlenden Teilen zugeführt wird. Zur Erzielung des Ölkreislaufes
ist es erforderlich, eine Pumpe vorzusehen, die von außerhalb des Tanks her über
einen üblichen Elektromotor angetrieben
wird. Da das Thermo-Öl
eine Betriebstemperatur bis zu 3500 erreichen kann, bereitet die Abdichtung der
Welle, beispielsweise des Pumpenantriebszapfem in dem Gehäusedeckel des Tanks große
Schwierigkeiten. Hierzu ist es bekannt, in dem Gehäuse einen Flansch anzuordnen,
auf dem eine Lippendichtung aufliegt. Unter einer Lippendichtung sei ein Dichtungsring
nach Art eines Simmerrings verstanden.
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Derartige Wellenabdichtungen werden im Laufe der Zeit undicht, so
daß das unter Druck stehende, heiße Thermo-Ol nach außen austreten kann.
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Der Erfindung liegt zur Vermeidung dieses Nachteils als Aufgabe die
Schaffung einer Wellenabdichtung zugrunde, deren Lebensdauer wesentlich größer ist
als dieser bekannten Wellenabdichtung.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß in axialer
Richtung der Welle im Abstand zu der ersten Lippendichtung eine zweite Lippendichtung
vorgesehen ist, und der Zwischenraum als geschlossener Ringraum ausgebildet ist,
und der Ringraum Anschlüsse zur Zuleitung und Ableitung für ein Kühlmedium aufweist,
und das Kühlmedium das Thermo-Öl ist, und eine Temperatur aufweist, die unter der
Vercrackungstemperatur des Thermo-Öls liegt. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis
zugrunde, daß der schnelle Verschleiß der bekannten Anordnung aller Wahrscheinlichkeit
nach darauf zurückzuführen ist, daß an der einen, bei den bekannten Anordnungen
vorgesehenen Lippendichtung außen der Luftsauerstoff
angreift,
während die Lippendichtung an der Innenseite mit dem heißen, unter Druck stehenden
Medium in Kontakt ist.
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Da nicht verhindert erden kann, daß ein geringer Teil des Thermo-Öls
an der Wellenoberfläche durch die Wellenabdichtung durchtritt und dieses Thermo-Öl
mit dem Luftsauerstoff in Verbindung tritt, tritt eine Umwandlung des Thermo-Öls,
die sogenannte Vercrackung, ein. Die Rückstände dieses Vercrackungsprozesses sind
aggressiv und weisen eine Härte auf, die ähnlich der Härte von Korund ist. Infolge
dieser Vercrackungsrückstände tritt ein schneller mechanischer Verschleiß der Lippendichtung
ein, was zur Folge hat, daß die Wellenabdichtung völlig undicht wird. Der Erfindung
liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine derartige, schädliche Vercrackung des Thermo-Öls
an der zur Außenseite hin mit dem Luftsauerstoff in Verbindung stehenden Dichtungslippe
verhindert werden muß. Dies ist bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag dadurch gewährleistet,
daß im Abstand zwei Lippendichtungen vorgesehen sind, und der Zwischenraum als geschlossener
Ringraum ausgebildet ist. Dieser Ringraum wird nun von einem Kühlmedium, zweckmäßigerweise
dem Thermo-Öl, durchströmt, und zwar mit einer derartigen Temperatur, daß das in
dem Ringraum befindliche Thermo-Öl unterhalb der Vercrackungstemperatur-des Thermo-Öls
liegt. Dadurch können zu der äußeren Lippendichtung hin die nachteiligen Folgen
einer Vercrackung nicht auftreten. An der zur Innenseite des Gehäuses liegenden
Lippendichtung tritt zwar nach wie vor ein Temperatursprung auf; dieser Temperatursprung
ist aber ungefährlich, da diese Lippendichtung an keiner Seite mit dem Luftsauerstoff
in Verbindung steht, also an dieser Stelle keine Vercrackung auftreten kann.
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Bei den bekannten Heiz- und Kühlgeräten für Druckgießformen ist der
Tank für das Thermo-Öl mit einem Expansionsgefäß verbunden. Dieses Expansionsgefäß
ist erforderlich, da sich das Öl bei der Erwärmung stark ausdehnt. In zweckmäßiger
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist nun vorgesehen, daß der Ringraum über
eine Zufuhrleitung und eine Abflußleitung mit einem über eine Leitung mit dem das
Thermo-Ol enthaltenden Gefäß in Verbindung stehenden Expansionsgefäß verbunden ist,
und eine Einrichtung zur Erzielung eines geschlossenen Kreislaufs zwischen dem Expansionsgefäß
und dem Ringraum vorgesehen ist. Das in dem Expansionsgefäß enthaltene Thermo-Öl
stammt zwar aus dem beheizten 'Tank, nimmt aber'nicht an dem Kreislauf des Thermo-bls
zwischen dem Tank und den Druckgießformen teil. Dementsprechend liegt die Temperatur
des in dem Expansionsgefäß befindlichen Thermo-Öls wesentlich unter der Temperatur
des in dem Tank befindlichen Thermo-Öls. Beträgt die Temperatur im Tank beispielsweise
etwa 2500C, so beträgt die Temperatur im Expansionsgefäß etwa 80 C. Dieses in dem
Expansionsgefäß befindliche Thermo-Öl wird in einem geschlossenen Kreislauf dem
Ringraum zwischen der ersten und der zweiten Lippendichtung zugeführt.
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Schließlich sieht die Erfindung vor, daß das Expansionsgefäß eine
Kühleinrichtung aufweist. Diese Kühleinrichtung kann beispielsweise dadurch realisiert
werden, daß durch das Expansionsgefäß eine von Wasser durchströmte Kühlschlange
get führt ist.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Gesamtanordnung; Fig. 2 eine
schematische Darstellung der eigentlichen Wellenabdichtung im Schnitt.
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Ein als beheizbarer Tank für Thermo-Öl ausgebildetes Gehäuse 1 weist
einen Deckel 2 auf. Dieser Deckel ist mit einer Öffnung 3 versehen, die zum Durchtritt
einer Welle 4 dient. Die Welle 4 dient zum Antrieb einer in dem Tank 1 befindlichen
Zahnradpumpe 5. Von dem Gehäuse 1 führen Leitungen 6 und 7 von und zu einer Druckgießform
8, die mit dem in dem Gefäß 1 befindlichen Thermo-Öl beheizt bzw. gekühlt werden
soll. Oberhalb der l«Ielle ist ein Elektromotor 10 angebracht, mit dem über die
Welle die Zahnradpumpe 5 angetrieben wird. Das Gefäß 1 ist außerdem über eine Leitung
11 mit einem Expansionsgefäß 12 verbunden0 Das in diesem Expansionsgefäß befindliche
Thermo-01 kann über eine Kühleinrichtung 13 gekühlt werden. Diese Kühleinrichtung
kann aus schlangenförmig angebrachten, mit Wasser durchströ'mbaren Leitungen bestehen.
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Oberhalb der Öffnung 3 ist an dem Tankdeckel 2 unter Zwischenschaltung
eines Zwischenflansches 14 ein Flansch 15 angebracht.
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In einer ringförmigen Ausnehmung 16 des zwischenflansches 14 ist eine
erste Lippendichtung 17 angebracht, die mit ihren inneren Enden elastisch gegen
die Welle 4 anliegt. Der Flansch 15 weist eine ringfbrrnige Ausnehmung 18 auf, in
der in gleicher Weise eine zweite Lippendichtung 19 angebracht ist> die mit ihren
inneren sonden ebenlsalls elias tisch gegen die Welle 4 anliegt Zwischen den beiden
Lippendichtungen 17
und 19 ist in dem Flansch 15 eine als Ringraum
20 ausgebildete Ausnehmung vorgesehen. Dieser Ringraum weist einen Anschluß 21 auf,
der mit einer Zuflußleitung 23 (Fig. 1) in Verbindung steht. Ein weiterer Anschluß
22 ist mit einer Abflußleitung 24 verbunden. Die Zuflußleitung 23 und die Abflußleitung
24 enden in dem Expansionsgefäß 12. Eine Pumpe 25 dient zur Erzielung eines Kreislaufs
des Thermo-Öls zwischen dem Expansionsgefäß 12 und dem Ringraum 20.