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Geflochtene Packung sowie Verfahren und Maschine zu ihrer Herstellung
An das Material, das die reibende Oberfiaciie einer Packung bildet, und das Material
des anderen Packungsquerschnitts werden mitunter verschiedene Anforderungen gestellt.
Die der Bewegung ausgesetzte Oberfläche soll besonders günstige Reibeigenschaften
aufweisen, wärmebestandig sein und hohe mechanische Festiglçeit aufweisen, wahrend
das ubrige Packung-smaterial in dieser hinsicht geringer, beansprucht wird, aber
gute Wärmeleiteigenschafte haben soll. Aus Gründen der mechanischen Festigkeit bemüht
man sich jedoch, die die Oberflache
der Packung bildenden Fäden
aufgrund der gewählten Flechttechnik in der Tiefe des Packungsquerschnitts zu verankern,
was bei den verschiedenen, für Packungen verwendeten Flechtarten, beispielsweise
Zopfgeflecht, Konzentrischgeflecht oder Diagonalgeflecht, in unterschiedlichem Maße
verwirklicht wird. Es ist bekannt, zur Verbesserung der Gleit-und Wärmeleiteigenschaften
einer Packung außer einem Grundmaterial eine geringere Menge eines oesonders wertvollen
Zusatzmaterials einzufluchten, beispielsweise Graphit- oder PTFE-Litzen. Die Vereinigung
mit dem Geflecht erfolgte in der Weise, daß einige Klöppel mit dem Zusatzmaterial
bestickt wurden. Im fertien Gefiecbt folgt das Zusatzmaterial den durch das gewählte
Flechtsystem festgelegten Flechtbahnen. Beispielsweise durchzieht es bei Zugrundelegung
eines Diagonalgeflechts den vollen Packungsquerschnitt. Da die wertvollen Ligensellaften
des Zusatzmaterials aber nur oder überwiegend an der der Heibung ausgesetzten Oberfläche
verlangt werden, ergibt die Besetzung einzelner Klöppel r t dem Zusatzmaterial einen
Verbrauch an
Zusatzmaterial, der in einem ungünstigen Verhältis
zur Häufigkeit des Erscheinens des Zusatzmaterials an der der Reibung ausgesetzten
Oberfläche steht.
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Man könnte daran denken, die der- Bewegung ausgesetzte Packungsfläche
lediglich mit einem dünnen Streifen des wertvolieren Materials zu belegen.
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Es erweist sich aber als schwierig, eine ausreichend homogene Verbindung
der Auflageschicht und der Packurig zu erreichen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine geflochtene Packung,
die hauptsächlich aus einem Grundmaterial und zu einen geringeren Anteil aus Fäden
eines anderen Materials besteht, dadurch zu verbessern, daß die Fäden des anderen
Materials in einem bestimmten Oberflächenbereich konzentriert und in sienerer Weise
mi t de Grundmaterial verbunden werden.
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Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die
Fäden
des anderen Materials ii Oberflächenbereich der Packung in die Flechtung des Grundmaterials
eingezogen sind. Beispielsweise können die Zusatzfäden mit dem Grundmaterial verflochten,
umkettelt, umstochen, umhäkelt, oder vernaht sein. Auf diese Weise ergibt sich die
gewünschte Verankerung des Zusatzmaterials in der Tiefe des Packungsquerschnitts,
wobei es sich trotzdem ausschließlich in oder in der Nahe der auszurüstenden Oberfläche
befindet.
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Bei der Auswahl des Grundmaterials Zielen null seine Laufeigenschaften
nur noch eine untergeordnete Rolle, so daß das Hauptgewicht auf eine Wärmeleitfähigkeit,
Saugfähigkeit, Härte und auch auf seinen Preis gelegt werden kann. Als Zusatzmaterial
können besonders verschleißfeste, gleitfähige, wärmebeständige und mechanisch hochwertige
Fäden verwendet werden.
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Vorzugsweise werden die Fäden des Zusatzmaterials in das Grundmaterial
eingeflochten. Das kann insbesondere dadurch geschehen, daß die Klöppel des Zusatzmaterials
um
die Klöppel des Grundmaterials geführt werden, kann diese den Flechtbereich durchlaufen,
der der auszurüstenden Oberfläche zugeordnet ist. Mit anderen Worten werden für
die Klöppel des Grundmaterials und für die Kiöjipel des anderen Materials unterschiedliche
Klöppelbahnen festgelegt. Wahrend die Flechtmaschine die üblichen Klöppelbahnen
für die Klöppel des Grundmaterials aufweist, die beispielsweise ein Zopfgeflecht,
Diagonalgeflecht oder Konzentrischgeflecht ergeben, sind für die mit dem anderen
Materiat besetzten Klöppel besondere Klöppelbahnen vorgesehen, die ledigl ich den
mit diesem Material auszuriistenden Oberf lächenbereich durchlaufen. Es wäre möglich,
dafür Bahnen zu verwenden, die nach Art und Verlauf von denen der Klöppelbahnen
des Grundmaterials vöilig getrennt sind. Vorzuziehen ist es aber, wenn die Klöppelbahnen
des anderen Materials gleichfalls in den Umfangslinien der für die normalen Klö)pelbahnen
vorgesehenen Flügelräder auf der Seite der auszurüstenden Oberfläche folgen, sich
jedoch infolge anderer Weichenanordnung nur über den auszurüstenden Flachenquerschnitt
erstrecken.
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Zu diesem Zweck können fiir die Klöppel des Zusatzmaterials den anderen
Klöppelbahnen parallellaufende Klöppelbahnen in dem auszurüstenden Bereich vorgesehen
werden. Jedoch wäre es auch nicht ausgeschlossen, für sämtliche Klöppel auch in
diesem Bereich dieselben Klöppelbahnen, d.h. Führungsnuten für die Klöppelfüße,
zu verwenden und lediglich bei denjenigen zeichen, an denen die Klöppel der einen
und der deren Art verschiedenen Richtungen folgen sollen, Unterschiede vorzusehen.
Beispielsweise könnten diese Weichen zwangsgesteuert sein oder sie können für die
Führung der einen Klöppel in die eine Itichtung und für die anderen Klöppel in die
andere Richtung im Zusammenhang mit unterschiedlicher Ausbildung der Klöppelfüße
unterschiedliche Führungsflächen besitzen.
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Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert. Darin zeigen: Fig. i die Prinzipdarstellung des Querschnitts einer erfindungsgemäß
ausgerüsteten Diagonalflechtung,
Fig. 2 das Arbeits- und Aufbauschema
einer für die erfindungsgemäße Flechtung geeigneten Maschine, Fig. 3 die Anordnung
der Führungsnuten bei einer Maschine gemäß Fig. 2 und Fig. 4 eine Draufsicht und
eine Schnittan-und 5 sicht eines bei der Maschine gemäß Fig.3 zu verwendenden weichenstuchs.
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In Figur 1 sind mit durchgezogenen linien die den normalen Ver ju
1. fo 1 enden Litzen des Grundmaterials einer vierrippigen Diagonalflechtung angedeutet.
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Die Zusatzflechtung des anderen Materials ist strichpunktiert angegeben.
Das Grundmaterial bildet ein festes Fadengerippe, dessen in den Bereich der einen
Oberflache gelangenden Fäden von den Zusatzfaden umschlungen sind. Dadurch ist einerseits
sichergestellt, daß die Zusatzfäden sicher mit dem Grundgeflecht verbunden sind,
dail sie aber zu einem großtmöglichen Teil an der Bildung der betreffenden Oberfläche,
die
die Lauffläche der Dichtung darstellt, beteiligt sind. Das Grundgeflecht besteht
aus üblichem Material, beispielsweise aus Asbestfäden, während die Zusatzfäden beispielsweise
aus Polytetrafluoräthylen oder Graphitfasern bestehen. So wird eine Packung geschaffen,
die sic dank der Wahl des Grundmaterials durch hohe Elastizität und gute Wärmeleitfähigkeit
auszeichnet, die dank dem Zusatzmaterial ausgezeichnete Erosions- und Korrosionsfestigkeit
besitzt und gegenüber den auf dem Markt befindlichen Packungen erheblich billiger
ist. Die Zuflechtlitze kann eine runde, eckige oder flache Form haben. Sie ist normalerweise
imprägniert oder geölt. Zur Verbeserung der Wärmeabfuhr kann sie einen metallischen
oder mineralischen Kern haben oder in anderer Weise so ausgebildet sein, daß die
den im Bereich der Lauffläche der Packung auftretenden Erfordernissen am besten
gerecht wird, wobei auch ein kostspieliger Aufbau nicht gescheut zu werden braucht,
weil die Litze am Gesamtvolumen der Packung nur einen geringen Anteil hat.
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Die Anwendung der erfindungsgemäßen Einflechtung ist *Sie kann auch
von geschnittenen Streifen oder monofilen Fäden gebildet sein.
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bei Konzentrischgeflecht wegen des verhältnismäßig hohen Schlauchgerippes
weniger interessant aber nicht ausgeschlossen. Dabei wird das Zusatzgeflecht auf
den der Lauffläche der Packung zugeordneten Umfangsbereich beschränkt.
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Gegenüber bekannten Packungen, bei denen der Zusatzwerkstoff durch
den gesamten Packungsquerschnitt durchflochten ist, werden durch die Erfindung ca.
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30 bis 50 des hochwertigen Werkstoffs eingespart.
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Die volumenmäßige Ausdehnung der erfindungsgemäßen Stopfbuchspackung
ist bei Verwendung von-PTFE-Fäden oder PTFE-imprägnierten Faserstoffen als Zuflectitfäden
wesentlich geringer als die einer ausschlieX-lich oder überwiegend aus PTFE-Fäden
bestehenden Packung. Außerdem trägt das bis in den Bereich der Gleitfläche vordringende
Packungsgerüst dazu bei, die Wärme von hier abzuführen. Es ist bekannt, daß Faserstoffe
aus organischen Grundstoffen oder mineralischen Grundstoffen ein schlechtes Wärmeleitvermögen
haben. Um das Flechtgerippe für höhere Temperaturen brauchbar zu machen und die
Wärmeleitfähigkeit zu verbessern, können Metallfäden
oder MetallPulver-durch
Eindrillen oder Imprägnieren In den Flechtfaden eingebracht werden.
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Dieser metallisch angereicherte Flechtfaden ergibt eine merklich höhere
Lebensdauer und bessere Wärmeabfuhr von der Gleitfläche der Packung. Es können dann
auch bei sehr hoher Temperaturbelastung, bei der sonst Graphitfäden verwendet werden
müßten, noch PTFE-getränkte Faserstoffe als Zusatzfäden verwendet werden, da infolge
d-er besseren Wärmeabfuhr von der Gleitfläche die Temperaturbelastung geringer ist.
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Das in Figur 2 dargestellte Schema der Kloppelbahnen entspricht dem
in Fig. 1 dargestellten Verlauf der Litzen. Man erkennt daraus, daß die Maschine,
wenn'sie nur mit Diagonalklöppeln besetzt ist, ein übliches vierfaches Diagonalgeflecht
Liefert. Die Diagonalklöppel lassen an den Rädern A, B, C und D eine Gruppe von
vier Steuerausscklnitten frei, die in Fig. 2 mit den Zusatzklöppeln b'estückt sind.
Verfolgt man den eg dieser Klöppel, so stellt man fest, daß sich der Faden des Zusatzklöppeis
5.1 mit dein des Diagonalklöppels 1.1 überkreuzt
und somit verschlingt.
Verfolgt man den Weg des Kloppels 5.1 weiter, so stellt man eine Wegüberkreuzung
mit dem Klöppel 2.3 fest und danach mit dem Kloppel 4.5 im Bereich des Hads D fest.
Auf dei Rückweg ergibt sich eine Umschlingung mit dem Faden des Klöppels 3.4. Entsprechendes
gilt für die übrigen Zusatzklöppel.
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Die gezeigte Maschinenanordnung läßt ein Maximum von vier Zusatzklöppeln
zu. Es ist selbstverständlich, daß man sie auch mit einer geringeren Zatil von Zusatzklöppeln
fahren kann. Wünscht man eine größere Zahl von Zusatzklöppeln, so kann man dies
dadurch ermöglichen, daß man bei den Rädern A bis D eine größere Zahl von Mitnehmeröffnungen
vorsieht.
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Wenn man an den Übergangsstellen zwischen zwei Rädern, an denen die
Diagonalklöppel und die Zusatzklöppel unterschiedlichen Wegen folgen sollen, keine
zwangsweise gesteuerten Weichen vorsehen will, was mit erheblichem Aufwand verbunden
wäre, kann
man für die Kloppel der einen und der anderen Art unterschiedliche
Führungsnuten in der Grundplatte anordnen, wie Fig. 3 dies zeigt. Darin ist angenommen,
daß im Bereich derjenigen Räder (angedeutet sid die fläder D bis II), die ausschließlich
von Diagonalklöppeln umlaufen werden, jeweits nur eine Führungsnut in üblicher Weise
vorgesehen ist, die sich auch im Bereich der Räder A bis D tangential fortsetzt.
Darüber hinaus ist aber im Bereich der Räder A bis D noch ein beiderseits der normalen
Führungsnuten vorgesehenes Paar weiterer Führungsnuten angedeutet, die für die Zusatzklöppel
bestimmt sind. Während die Füße der Diakonalkloppel mit den üblichen, in den mittleren
Nuten laufenden Führungszapfen versehen sind, besitzeii die Füße der Zusatzklöppel
an dieser Stelle keinen Zapfen, dafür aber seitlich davon ein Paar von Zapfen, das
mit den äußeren Führungsnuten zusammenwirkt. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche
Bahnen für die verschiedenen Klöppel bereitstellen.
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In Figur 3 ist mit Kreisen W im Berührungsbereich benachbarter Räder
angedeutet, daß sic an diesen Stellen in üblicher Weise auswechselbare Weichenstücke
befinden sollen. Die Weichenstiicke zwischen ausschließlich von Diagonalkloppeln
umlaufenen Rädern sind konventionell ausgeführt. Die Weichenstücke zwischen Rädern,
die sowohl von Diagonalklöppeln als auch von Zusatzklöppeln umlaufen werden, weisen
jeweils die iiblichen Führungsnuten für die Diagonalklöppel und parallel dazu auf
beiden Seiten Je eine Nut zur Führung der Zusatzklöppel auf. Die Weichenstücke zwischen
einem Rad, das von Zusatzklöppeln umlaufen wird und einem anderen Rad, das ausschließlich
von Diagonalklöppeln umlaufen wird, haben die in Fig. 4 in größerem Maßstab dargestellte
Gestalt. Diese Weichenstücke W gteiehen im Umriß 8 deii übrigen Weichenstiicken.
Sie stimmen auch insofern mit ihnen überein, als sie zwei sic mittig überkreuzende
Nuten 9 und 10 zur Führung der Diagonalklöppel aufweisen, die von dem Weichenstück
von einem Rad zum benachbarten übergeleitet werden sollen. Darüber hinaus besitzen
sie aber noch ein Paar von Nuten 11, die konzentrisch zu demjenigen
Rad
verlaufen, das von den Zusatzklöppeln umlaufen werden soll. Stellt man sich beispielsweise
vor, daß das in Fig. 4 dargestellte Weichenstück dasjenige sei, das sich zwischen
den Rädern A und E gemäß Fig. 3 befindet, so bildet die Nut 9 die Führung liir die
Klöppel der Serie 1, bildet die Nut 10 die Führung für die Klöppel der Serie 2 und
dienen die Nuten 11 zur Führung der Zusatzklöppel der Serie 5. Während durch die
Nuten 9 und 10 die Diagonalklöppel von den Rad E zuin Had A iiberfiihrt werden,
werden die Zusatzklöppei durch die Nuten li im Bereich des Rades A gehalten.
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Figur 5 zeigt einen Schnitt durch ein Weichenstück gemäß Fig. Ii 4
längs der in Fig. 4 angedeuteten Schnittlinie.
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Die Weichenstücke W zwischen den Rädern, die sowohl von Diagonal-
als auch Zusatzklöppeln umlaufen werden, unterscheiden sicti von dem in Fig. 4 dargestellten
Weichenstück nur dadurch, daß jeweils zwei Paare von Nuten il vorgesehen ist, von
denen das
eine Paar parallel zur Nut 9 und das andere Paar parallel
zur Nut 1() derart diagonal verlauft, daß auch die Zusatzklöppel von dem Bereich
eines Rades zu dem des anderen übergeleitet werden.