DE2444843A1

DE2444843A1 - Spiralfoermige teilweise schmelzende drehdichtung

Info

Publication number: DE2444843A1
Application number: DE19742444843
Authority: DE
Inventors: Jean Martin; Jean-Louis Ollier; Paul Petit
Original assignee: Groupement Activities Atomiques Advancees
Current assignee: Groupement Activities Atomiques Advancees
Priority date: 1973-10-01
Filing date: 1974-09-19
Publication date: 1975-04-10
Also published as: JPS5061556A; US3940150A; GB1477153A; DE2444843C2; IT1020877B; JPS5743788B2

Description

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Dipt-Ing. Jürgen WElNMIU-ER PATENT ASSESSOR

SOSPi GmbH

80CO München 8O

Zeppellnstr. 63

GROUPEMENT POUR LES ACTIVITES ATOMIQUES ET AVANCEES "GAAA"

20, Avenue Edouard Herriot, 92350 LE PLESSIS-ROBINSON (Frankreich)

SPIRALFÖRMIGE TEILWEISE SCHMELZENDE DREHDICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine spiralförmige teilweise schmelzende Drehdichtung, mit der eine Abdichtung gegenüber Medien entlang einer rotierenden Welle hergestellt wird- Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Dichtung, mit der die Abdichtung entlang einer rotierenden Welle hergestellt wird, die eine zwei Kammern unterteilende Wandung durchquert, wobei eine der Kammern ein unter einem Druck von bis zu mehreren zehn Bar gehaltenes Medium und die andere Luft unter Atmosphärendruck oder sogar Vakuum enthält.

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Ea ist eine Dichtung bekannt, mit der eine rotierende Welle abgedichtet wird, die durch die Trennwand zwischen zwei Behältern verläuft, von denen der erste ein unter unterdruck gehaltenes Gas und der zweite ein Vakuum enthält. Diese Dichtung weist die Form einer zylindrischen, mit der Trennwand verbundenen Hülse auf; durch diese Hülse läuft die rotierende Welle. Auf einer der sich gegenüber liegenden zylindrischen Flächen, i» allgemeinen auf der Welle, werden ein oder mehrere Schraubengewinde eingeschnitten, deren Verlauf so ist, dafl sie die Tendenz haben, die Moleküle in Richtung auf den mit dem Gas gefüllten Behälter zurückzustoßen; diese Gewinde sind also gegensinnig zur Rotationsrichtung der Welle eingeschnitten.

Es ist bekannt, daß eine solche Dichtung eine bemerkenswerte Dichtheit herstellt, wenn das in der ersten Kammer vorhandene Gas in einem Zustand ohne innere Reibung vorliegt, der der freien Molekularströmung entspricht, und wenn das Spiel zwischen der Buchse und der Welle sehr gering ist.

Es ist klar, daß eine solche Vorrichtung nicht ohne tiefgreifende Veränderungen verwendet werden kann, wenn eine Welle abgedichtet werden soll, die durch eine Trennwand zwischen einer Kammer mit einem unter einen Druck von mehreren Bar stehenden Medium und einer Kammer, in der Atmosphären- oder Unterdruck herrscht, verläuft. Denn die freie Weglänge der Moleküle im Gas unter einem hohen Druck

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oder in einer Flüssigkeit ist extrem kurz, und es steht dann außer Frage, die Eigenschaften des der freien Molekulare tröeaung entsprechenden Zustande, die für unter geringem Druck gehaltene Gase gelten, auszunutzen.

Darüber hinaus sind auch Dichtungen bekannt, die die Ausbreitung eines Mediums entlang einer rotierenden Welle verhindern sollen, indem sie dieses Medium zurückhalten. Bei diesen Dichtungen nutzt man die Viskosität des Mediums aus; hierbei muß ein sehr geringes Spiel zwischen der Welle und der Buchse gewahrleistet sein, um eine zufriedenstellende Dichtheit herzustellen.

Es ist ersichtlich, daß diese beiden bekannten Dichtungstypen den gemeinsamen Nachteil aufweisen, eine sehr große Genauigkeit bei der Fertigung der Welle, beim Bohren oder bei der Fertigung der festen Buchse und bei deren Montage zu erfordern.

Nun ist es jedoch unmöglich, das Spiel zwischen der festen Buchse oder der Bohrung und der rotierenden Welle über bestimmte Grenzen hinaus zu verringern. Denn selbst wenn die feste Buchse und die Welle mit höchster Präzision gearbeitet sind, würde der geringste Zentrierfehler der Rotationsachse oder die geringste lokale Wärmedehnung der Welle, der Bohrung oder der festen Buchse zu einem irreparablen und endgültigen Fressen der Welle führen.

Außerdem ergeben diese beiden Dichtungstypen keine Dichtheit, wenn die Welle angehalten ist, da die durch

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si« hergestellte Dichtheit rein dynamisch ist.

Da der Fachmann diese Überlegungen kennt, sieht «an von der Anwendung einer Dichtung dieses Typs, selbst in vervollkommneter Ausführung, zur Abdichtung gegenüber unter hohem Druck stehenden Medien ab»

Ferner hat man bereits daran gedacht, das Medium, dessen Entlanglaufen an der Welle verhindert werden soll, durch Kälte erstarren zu lassen und so eine feste, die Welle eng umgebende Hülse zu bilden, die aus diesem durch geeignete Hilfsmittel in den erstarrten Zustand überführten Medium besteht. Auf diese Weise wird die Dichtheit leicht erreicht, jedoch behindert diese Zwischenhülse in einem gewissen MaBe die Wellenrotation, während es doch im Gegenteil wünschenswert wäre, daβ die Dichtung lediglich einen völlig vernachlässigbaren Reibungswiderstand aufweist.

In Kenntnis der Nachteile bekannter Techniken geht die Erfindung den Weg über eine feste Zwischenhülse zwischen der Buchse und der sich drehenden Welle, deren mit dem auf die Welle geschnittenen Gewinde in Berührung tretende Seite über eine sehr geringe Stärke hinweg schmilzt, beispielsweise entlang einer monomolekularen Schicht, wenn die Welle in Rotation versetzt wird? dieses Schmelzen ergibt sich aus der freigesetzten Reibungswärme, und es kommt wieder zu einer Verfestigung, sobald die Welle zum Stillstand gebracht wi rtl,

Die crfindungsgemäße spiirlförmige Drehdichtung, die für Dichtheit gegenüber Medien entlang einer rotierenden.

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durch eine eine Kammer mit einem unter Druck gehaltenen Medium begrenzende Wandung geführten Welle sorgt, mit

- einer mit dieser Wandung fest verbundenen Metallhülse, die die rotierende Welle in einem bestimmten Abstand umgibt,

- in Höhe der Metallhülse in die Welle geschnittenen parallelen Gewinden, deren Tiefe unter einem halben Millimeter liegt,

- einer zwischen der Metallhülse und dem mit einem Gewinde versehenen Teil der Welle angeordneten Zwischenhülse, die vollkommen fest ist, wenn die Welle stillsteht,

- Kühlmitteln für die Zwischenhülse,

ist dadurch gekennzeichnet, daß die in die Welle geschnittenen parallelen Gewinde die mit der Welle in Berührung stehende Fläche der Zwischenhülse oberflächlich zum Schmelzen bringen.

Je nach Art des Mediums in flüssigem oder gasförmigem Zustand, das in der zur Längsrichtung der rotierenden Achse abzudichtenden Kammer vorhanden ist, und je nach der Temperatur dieses Mediums ist es im allgemeinen leicht, einen festen Körper oder irgendein anderes bei Stillstand der Welle unverformbares Mittel zu finden, das jedoch beim Rotieren der Welle an der Oberfläche in einen sehr dünnen flüssigen Film übergeht; dieser Körper ist so zu wählen, daß er gleichzeitig mit dem in der Kammer enthaltenen Medium kompatibel ist, so daß die erfindungegemäße Vorrichtung sehr oft eine sehr einfache Lösung für das Problem, gegenüber

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unter Druck stehenden Flüssigkeiten oder Gasen in Längsrichtung einer rotierenden Welle Dichtheit herzustellen, bietet, insbesondere wenn die Welle selten angehalten wird.

Die erfindungsgemäSe Dichtung wird nachfolgend an Hand von acht Figuren im Einzelnen beschrieben.

Fig. 1 stellt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Dichtung für den besonderen, auch für Fig. 2 bis 5 und 8 gültigen Fall dar, bei dem die Zwischenhülse dadurch erhalten wird, daß man das flüssige abzudichtende Medium erstarren läßt.

Fig. 2 stellt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Dichtung für den Fall dar, bei dem ein Dichtring auf eine konische Beschichtung aufgesetzt ist.

Fig. 3 zeigt eine andere erfindungsgemäSe Dichtung, bei der ein Dichtring auf einen aus durch Federn zusammengedrückten Abschnitten gebildeten Ring geschoben ist.

Fig. 4 zeigt eine weitere erfindungsgeeäße Dichtung, bei der die Welle aus zwei Bestandteilen gebildet wird, die über eine Kupplung verbunden sind.

Fig. 5 zeigt eine Alternative zu Fig. 4, was die Kupplung angeht.

Fig. 6 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Dichtung, bei der die Zwischenhülse aus einem mit dem abzudichtenden Medium kompatiblen Material besteht.

Fig. 7 zeigt eine Lösung, bei der «lie Welle über einen Elastaaerring angetrieben wird.

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Fig. 8 zeigt eine Dichtung mit Kühlmitteln über erzwungene Konvektion.

Fig. 1 und dft· erste Beispiel betreffen den be sonderen Fell, bei de« das unter Druck stellende Medina eine Flüssigkeit ist. Diese Dichtung wird· für eine Kassier entworfen, die flüssiges Indium snthllt, und die Dicht&eit wird durch eine Zwischenhülse «ti· fette« Indiim hergestellt, die sich bei Umgebungstemperatur zwischen der rotierenden Welle und der Metallhülee bildet.

Die rotierende Welle 1 verlluft durch eine Metallhülse 2, die an einer die Kassier «it flüssige« Indiim 4 begrenzenden Wandung 3 angebracht ist.

Die Metallhülse 2 ist au Sen «it Kühlrippen 5 versehen. Für den Fall, daβ es sich ua eine groSe Masse von flüssigen Indium handelt, ist es vorteilhaft, zusätzlich oder getrennt ein Kühlsystem für die Metallhülse vorzusehen, das mit Hilfe eines Mediums arbeitet und im vorliegenden Beispiel durch eine schraubenförmige Leitung 6 dargestellt ist, in der vom SuSeren Teil 36 der Hülse zur Trennwand 3 hin und in Richtung auf das Gewinde 7, von dem aus das Medium 6 zum Wärmetauscher gepumpt wird, ein Kühlmedium zirkuliert.

Auf der der Metallhülse gegenüberliegenden Seite ist die rotierende Welle mit einem Mehrfachgewinde 8 versehen, dessen Steigungswinkel im vorliegenden Fall 75 im Verhältnis zu einer Mantellinie beträgt. Der Querschnitt der Gewindenut ist rechtwinklig, die Breite der Nut ist gleich der Breite des Stegs und beträgt etwa einen Millimeter, die Tiefe etwa ein zehntel Millimeter.

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Mit Hilfe der Kühlvorrichtungen kann die in der mit der Welle 1 in Berührung stehenden flüssigen Phase freigesetzte viskose Reibungswärme und evtl. der aus dem Medium 4, das derart abgedichtet werden soll, daß eine Zwischenhülae 12 insgesamt in ihrem festen Zustand bleibt, stammende Wärmefluß abgeführt werden. Der Abstand zwischen der Welle 1 und der Metallhülse 2 ist nicht ausschlaggebend und kann einen Millimeter erreichen oder überschreiten, jedoch werden die besten Leistungen mit einem Spiel erzielt, das über einige zehntel Millimeter nicht hinausgeht. Zur Erreichung einer guten Verbindung zwischen der festen Indiumzwischenhülse 12 und der Metallhülse 2, zur Erleichterung des Wärmeaustausche zwischen diesen beiden Hülsen und zur Vermeidung von jeglichem Fließen des festen Indiums in Richtung auf den Niederdruckbereich ist in die Metallhülse 2 ein Gewinde 13 eingeschnitten, das gegensinnig zu dem Gewinde 8 verläuft. Es wurde festgestellt, daß durch dieses Gewinde die Leistungen dieser Dichtung noch verbessert werden können.

Beim Rotieren der Welle 1 in einer erstarrten Zwischenhülse 12 ergibt sich im unmittelbaren Berührungsbereich mit der Welle ein «ehr feiner Flüssigkeitsfila 19, der umso dünner ist, je größer die Außenkühlung ist. Dieser Flüssigkeitsfilm bildet sich unter dem Einfluß der Reibungswärme. Er ermöglicht eine Rotation der Welle 1 ohne spürbares Moment. Dieser dünne Film 19 unterliegt einerseits dem Pump effekt des Gewindes 8, das die Tendenz hat, ihn in Richtung auf die Kammer zu ziehen, und andererseits dem durch das

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Indium ausgeübten Druck, der die Tendenz hat, sich entlang der Welle auszubreiten. Insgesamt gesehen ist die Pumpleiatung null, jedoch schafft sie einen Gegendruck, der sich gegen den Druck des Mediums richtet, wobei die Viskositätskräfte die Tendenz haben, die resultierende Kraft auszugleichen und den dünnen Flüssigkeitsfilm an seinem Platz zu halten* Daraus ergibt sich, daß der sich zwischen der Zwischenhülse und dem Schraubengang einstellende Flüssigkeitsfilm 19 sich nicht bis zu einer Sicherheitadichtung 14 ausbreitet und in einen Meniskus 9 ausläuft, dessen Lage um einige Zentimeter entlang dem Mehrfachgewinde 8 schwankt.

E3 ist klar, daß die in die Wellen geschnittenen parallelen Gewinde eine solche Richtung aufweisen, daß auf den verflüssigt vorliegenden Film eine Stauwirkung hervorgerufen wird, die den Druck des abzudichtenden Mediums ausgleicht. Um zu bestimmen, in welchem Sinne diese Gewinde in die Welle geschnitten werden, muß man sich vorstellen, daß die Welle in einer als feststehend angenommenen Mutter rotiert. Dabei müssen die Gewinde in dem Sinne ausgerichtet 3ein, daß die Welle axial in Richtung auf den abzudichtenden Druck bewegt würde.

Rechnerisch läßt sich nachweisen, daß der Druckunterschied, den der verflüssigte dünne Film aushalten kann, umgekehrt proportional zum Quadrat der Stärke diesen Filras und direkt proportional zu seiner Viskosität iat. Dahar empfiehlt sich also, das "Indium lokal erheblich abzukühlsn,

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damit dieser Film extrem dünn wird; die Temperatur die3es verflüssigten Oberflächenfilms liegt dann in der Nähe des Schmelzpunktes, 30 daβ gleichzeitig die Viskosität ziemlich hoch bleibt. So erreicht man mit sehr geringen Abmessungen, daß ein Druck von mehreren zehn Bar ausgehalten wird und dabei lediglich ein schwaches Drehmoment zu überwinden ist. Darüber hinaus gewährleistet die Dünne des Oberflächenfilms, daß sich dieser wie ein Blatt verhält und jeglich Emulaionabildung verhindert wird, die sich ergeben könnte, wenn der verflüssigte Oberflächenfilm dick wäre; dann nämlich könnte es zu Wirbelbildungen kommen und im Kontakt mit der Außenatmosphäre eine Emulsion entstehen.

Der wirbelfreie Zustand, den der verflüssigte Oberflächenfilm aufweist, hat eina Optimierung der Form und der Steigung der auf die Welle geschnittenen Schraubenlinien ermöglicht; außerdem wird die Dichtheit unabhängig von der Art des Mediums erreicht, gegen das eine rotierende Welle abgedichtet werden muß, damit es nicht an dieser Welle entlangläuft.

Es wird als zweckmäßig erachtet, dieser Dichtungsart eine Sicherhaitsdichtung 14 hinzuzufügen, die aus einem möglichst einfachen herkömmlichen Typ besteht, beispielsweise eine Abachluödiehtung, ein bei Rotation der Welle wirksamer Dichtring, eine Lippendichtung usw.

Diese Sicherheitsdichtung soll auch dann ihre Wirkung ausüben, wenn die erfindungscjesiäde Dichtung zum ersten Mal eingesetzt wird,

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Beim Anhalten der Welle kommt es wegen der nun verschwindenden Reibungswärme zu einer Verfestigung des verflüssigten Oberflächenfilms, und eine vollkommene Dichtheit wird hergestellt. Lediglich beim Beginn der Wellenrotation kann sich ein Problem ergeben. Wenn die Dichtung nicht bewegt wird, widersetzt sich, da der während der Rotation der Welle verflüssigte Oberflächenfilm jetzt fest ist, das Anhaften der verfestigten Zwischenhülse der Rotationsbewegung der Welle.

Es ist deshalb notwendig', diesen dünnen verflüssigten Oberflächenfilm genau im Augenblick des Anlaufens der Welle durch Hinzuführung von Wärme wieder herzustellen. Diese Wärme kann auf einfache Weise, beispielsweise mit Hilfe eine· elektrischen Heizwiderstands 15, der in der äußeren Metallbuchse 2 angeordnet ist, unter Ausnutzung des Joule¹ sehen Effekts erreicht werden. Jedoch ergibt sich aus dieser Anordnung des Vorwirmeschaltkreises eine Erwärmung der gesamten Zwischenbuchse 12.

Eine oberflächliche Erwärmung der Zwischenbuchse wird auch dadurch erreicht, daß durch eine die Welle 1 umgebende Wicklung 20 ein Strom geschickt wird, wobei diese Wicklung als Induktionsspule wirkt, die die Bildung von Foucault*sehen Strteen an der Oberfläche der Welle hervorruft.

Beim Anlaufen der Welle kann eine sehr rasche

Bildung eines sich im Schmelzzustand befindlichen Oberflächenfilms des mit dem das Gewinde tragenden Teil der Welle in Berührung stehenden Bereichs der Zwischenhülse auch durch mechanische Mittel erreicht werden, ohne daß ein vorhergehendes elektrisches Aufheizen zu Hilfe genommen werden müßte.

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So kann die für das Anlaufen der rotierenden Welle notwendige Totzeit praktisch auf Null reduziert werden.

Die Vorrichtung umfaßt in einer alternativen Ausführung von der Mitte nach außen gesehen folgende Bestandteile t

- eine durch die Wandung verlaufende Rotationswelle;

- einen mit der Rotationswelle fest verbundenen Ring;

- einen dünnen Dichtring;

- eine an der von der Rotationswelle durchquerten Wandung angebrachte und diese Welle in einer bestimmten Entfernung umgebende Metallhülse,

wobei die Dxchtheit zwischen dem dünnen Dichtring und der Metallhülse mit mechanisch wirkenden Aufheizmitteln durch eine Zwischenhülse hergestellt wird, die bei Stillstand der Welle vollkommen verfestigt ist. Beim Anlaufen der Welle wird die Erwärmung der Zwischenhülse erzielt, weil der mit der Welle fest veibundene Ring eine Reibverbindung zwischen dem dünnen Dichtring und der Welle herstellt.

Daraus ergibt sich, daß, wenn die Welle in Rotation versetzt wird, der Dichtring im Stillstand verharrt, da er zu Beginn der Rotationsbewegung mit der vollkommen erstarrten Zwischenhülse in Berührung steht. Das Reibungsmoment zwischen dem Dichtring und dem mit der Welle fest verbundenen Ring ist für den kalten Zustand eo eingestellt, daß es etwas kleiner ist als das auf die Welle einwirkende Anlaufmoment. Die Welle beginnt also zu rotieren. Durch Reibung zwischen dem Dichtring und dem mit der Welle fest verbundenen Ring

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erwärmt 3xch der Dichtring. Die Stärke des Dichtrings ist ausreichend gering, damit die auf seiner Innenfläche erzeugte Wärme rasch auf seine mt der Zwischenhülse in Berührung stehende Peripherie übertragen wird. Der mit der Welle fest verbundene Ring weist einen geringeren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten auf als der Dichtring, so daß der größere Anteil der freigesetzten Wärme den Dichtring' durchquert und auf die Zwischenhülse übertragen wird. Die mit dem Dichtring in Berührung stehende Fläche der Zwischenhülse geht in den schmelzfluesigen Zustand über, das Reibungsmoment zwischen der Zwischenhülee und dem Ring wird sehr gering, der Dichtring beginnt zu rotieren und die Reibung zwischen ihm und dem auf der Welle festsitzenden Ring hört auf; die beiden Ringe und die Welle sind von da an fest miteinander verbunden. Daraus ergibt sich, daß es in diesem Fall nicht notwendig ist, bei Ingangsetzen der Drehbewegung der Welle eine elektrische Vorwärmung vorzunehmen. Die Abnutzung der Kontaktflächen zwischen dem Dichtring und dem fest auf der Welle sitzenden Ring ist sehr herabgesetzt, da das Schmelzen der Oberfläche der Zwischenhülse bereits nach einigen Umdrehungen der Welle erreicht werden kann. Die Reibungsfläche zwischen den beiden genannten Ringen stellt im Augenblick des Anlaufens der Welle keine Dichtheit her. Deshalb ist es notwendig, einen zusätzlichen Sicherheitsdichtring einzusetzen, der auf der Seite des abzudichtenden Mediums angeordnet wird, falls die Zwischarihülse aus einem Teil dieses in fester Phaae gehaltenen Mediums gebildet wird. Dieser zusätzliche Dichtring wird -jaa ander an Ende as 3- Rings, d.h₃ an

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der von dem abzudichtenden Medium abgewandten Seite angeordnet, falls eine Zwischenhülse verwendet wird, die aus einem festen Körper besteht, der anders zusammengesetzt ist als das abzudichtende Medium. Denn wenn die Zwischenhülse dieselbe chemische Zusammensetzung aufweist wie das abzudichtende Medium, muß unbedingt vermieden werden, daß das Material dieser Zwischenhülse zwischen den Dichtring und den fest auf der Welle sitzenden Ring gelangt, da es sich beim Stillstand der Welle verfestigen würde, so daß der Dichtring dann nicht mehr beim Anlaufen der Welle mit Reibung auf dem fest auf der Welle sitzenden Ring gleiten würde.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird eine Anordnung beschrieben, die es erlaubt, ein sehr rasches Anlaufen der mit 1 bezeichneten rotierenden Welle zu erreichen. Auch hier ist wie in Fig. 1 die mit der Trennwand 3 der das Medium 4 enthaltenden Kammer verbundene Metallhülse mit 2 bezeichnet. Diese Metallhülse ist,wie anhand von Fig. 1 dargestellt, gekühlt. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird im folgenden angenommen, daß diese Kühlung mit Hilfe der Rippen 5 erreicht wird, wobei selbstverständlich dieser Kühleffekt gleichzeitig oder getrennt mit Hilfe eines beliebigen, ein geeignetes Kühlmedium enthaltenden Kreislaufs erreicht werden kann. Infolge der Kühlung der Metallhülse bildet jich an der Kontaktstalle dieser Metallhülse eine Zwischenhülse 12, die aus dem Medium 4 in fester Phase besteht. Durch Reibung der Zwischenhülae auf der Walle 1 entsteht ein dünner Oberflächenfilm 19 in flüssiger Phase.

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Die Zwischenhülse ist mit der Metallhülse 2 durch ein Gewinde 13 fest verbunden. Wellenseitig wird gegenüber der Zwischenhülse auf einen kegelstumpfartigen Teil 46 der Welle 1 ein sehr dünner Ring 37 aufgesetzt, der eine konische Bohrung aufweist. Dieser Ring besteht aus einem ausreichend harten und die Wärme gut leitenden Material wie beispielsweise eisen- und kohlenstoffreien Kobalt-, Nickel-, Chrom- und Molybdänlegxerungen. In diesem Ring wird ein Mehrfachgewinde 8 eingeschnitten. Die Oberfläche des kegelstumpfartigen Teils 46 der Welle wird zuvor mit einer festhaftenden Aluminium- oder Zirkonoxydschicht versehen, die einen ringförmigen Belag 39 bildet. '

Eine Dichtung 11 sorgt für Dichtheit zwischen dem Ring 37 und dem ringförmigen Belag 39, indem sie das Medium 4 im Augenblick des Anlaufens der Welle, wenn der Ring sich in Bezug auf den ringförmigen Belag 39 dreht, zurückhält. Denn wenn sich eine dünne Schicht dieses Mediums zwischen diesen beiden Flächen ergäbe, könnte diese dünne Schicht beim Anhalten der Welle erstarren und die Rotationsbewegung des Rings 37 in Bezug auf den ringförmigen Belag 39 im Augenblick des Anlaufens der Welle blockieren. Dahingegen stört bei Verwendung eines Zwischenelements die Zirkulation des Mediums 4 zwischen dem ringförmigen Belag 39 und dem Ring 37 im Augenblick dea Anlaufens der Welle in keiner Weise, ganz im Gegenteil kann dieses Medium evtl. als Schmiermittel wirken und den Ring 37 einige zusätzliche Umdrehungen machen lassen, bevor er zum Stillstand kommt,

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und so den Übergang zwischen den beiden relativen Stellungen des Rings 37 mildern.

Beim Anlaufen der Welle ist der gesarate Zwischenraum zwischen der Metallhülse 2 und dem mit einem Gewinde versehenen Ring 37 mit dem Medium in festem Zustand angefüllt. Der Reibungskoeffizient des Rings 37 auf der Oberfläche des Zirkon- bzw. Aluminiumoxydbelags, die im vorliegenden Fall den ringförmigen Belag 39 bilden, wird so gewählt, daß das Anlaufmoment des Rings 37 auf der Oberfläche des ringförmigen Belags 39 kleiner ist als das Antriebsmoment, mit dem die Welle in Rotation versetzt wird.

Dieser Wert wird experimentell durch die Kraft bestimmt, mit der der Ring 37 auf den kegelstumpfförmigen Teil 46 der Welle aufgepresst wird. Aufgrund des Vorhandenseins der Dichtung 11 ist der Zwischenraum zwischen dem ringförmigen Belag 39 und dem Ring 37 trocken. Der Ring beginnt sich reibend auf dem Belag aus Aluminium bzw. Zirkonoxyd zu drehen; die freigesetzte Wärme wird vollkommen vom Ring 37 aufgenommen, da der Belag 39 wärmeisolierend wirkt. Diese Wärme breitet sich du ich den dünnen Ring 37 aus

In den meisten Fällen muß eine bestimmte Arbeit verrichtet werden_; um die Zwischenhiilse 12 zu kühlen; aus offensichtlichen Ersparnisgründen wird er auf einer Temperatur gehalten, die nahe dem Schmelzpunkt liegt, so daß, wenn die Temperatur der Außenfläche des Rings 37 u» nur wenige Grade angehoben wird, die Oberfläche der mit diesem Ring in

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Berührung stehenden Zwischenhülse 12 in den schmelzflüssigen

Zustand

übergeht. In diesem Augenblick wird der Ring 37 nicht mehr durch die Zwischenhülse 12 gebremst^ folgt der Rotationsbewegung der Welle und hört folglich auf, auf dem ringförmigen Belag 39 zu reiben. Die Rotationsgeschwindigkeit des Rings wird gleich der der Welleι die sehr leicht Reibung, die auf die flüssige Oberflächenschicht der Zwischenhülse 12 ausgeübt wird, reicht aus, um diese Oberflächenschicht in ihrer flüssigen Phase zu halten.

Fig. 3 betrifft wie Fig. 2 den Fall, bei dem das Medium 4 in fester Phase die Zwischenhülse 12 zwischen der durch die Wandung 3 verlängerten Metallhülse 2 und der Welle 1 bildet. Der ringförmige Belag wird in diesem Fall aus drei Sektor-Abschnitten 39' gebildet, die jeweils mit einer Beschichtung auf Asbestbasis 9* versehen sind. Der ringförmige Belag kann auch in mehr als drei Abschnitte unterteilt sein. Jeder Ringabschnitt wird mit Hilfe von Federn 56, 56* und 56" gegen den Ring 37 gedrückt. Diese Federn liegen in radial ausgerichteten zylindrischen Bohrungen 40, 40· und 40", so daß, wenn diese Federn komprimiert sind, der aus drei Kreisabschnitten gebildete ringförmige Belag leicht über der Oberfläche der rotierenden Welle liegt. Auf diesen ringförmigen Belag wird der Ring 37 gesteckt. Obwohl dieser Ring sehr dünn ist, tritt er aus der Oberfläche der rotierenden Welle hervor. An seiner Vorderkante weist dieser Ring eine Vertiefung für einen Dichtungsring 11 auf.

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Die Arbeitswelse der Vorrichtung bleibt die gleiche wie die, die weiter oben unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wurde. Durch den Dichtring 11 wird der Durchgang des Mediums 4 zwischen den den ringförmigen Belag bildenden Abschnitten sowie entlang der Federn 56, 56· , 56" beim Anlaufen der Welle verhindert. Die gleiche Wirkung wird erzielt, wenn der Ring 37 sich auf der Welle verfestigt hat, jedoch ist die Wirkung dann rein statisch, die keinerlei Verschleiß nach sich zieht.

Mit Hilfe der unter Bezugnahme auf Figur 3 beschriebenen Vorrichtung kann ganz genau der Druck bestimmt werden, den der ringförmige Belag auf den Ring 37 ausüben und während einer langen Verschleißzeit der Beschichtung konstant halten muß.

Die dem Wellenabschnitt im unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Fall zu verleihende konische Form, die kreisförmigen Vertiefungen und die zylindrischen Bohrungen in der Welle für die unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 beschriebenen Fälle verringern wegen der kleinen Stärken, die sowohl beim Ring 37 als auch beim ringförmigen Belag eine Rolle spielen, gar nicht oder höchstens in sehr geringe« MaSe die Festigkeit der rotierenden Welle.

GeraäS den oben beschriebenen Anlaufvorgängen verharrt der mit einem Gewinde versehene und mit der Zwischenhülse 12 fest verbundene Ring 37 im Sbillstand, während der ringförmige Belag 39 mit der Welle 1 in Rotation versetzt wird.

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Die Reibung zwischen dem ringförmigen Belag und dem Ring erzeugt einen Wärmefluß, der durch den Ring an seine mit der Zwischenhülse in Berührung stehende Oberfläche weitergeleitet wird.

Sehr schnell (in wenigen Wellenumdrehungen) bildet sich der flüssige Oberflächenfilm zwischen dem gewindetragenden Teil und der Zwischenhülse; der Ring löst sich von der Zwischenhülse und verbindet sich mit dem ringförmigen Belag und der rotierenden Welle. Damit liegt wieder der Fall der in Drehung befindlichen Welle vor. Jedoch muß die Dichtheit zwischen dem Ring und dem ringförmigen Belag oder zwischen dem Ring und der Welle im Augenblick des Anlaufens der Welle hergestellt werden. Dies wird mit Hilfe einer herkömmlichen Drehdichtung 14 erreicht.

Jedoch kann auf den Einsatz einer herkömmlichen Drehdichtung vollkommen verzichtet werden, wenn der rotierenden Welle in Höhe der Dichtung eine Hohlstruktur verliehen und eine einfache Kupplung vorgesehen würde.

Fig. 4 zeigt eine derartige Anordnung. Ein durch einen nicht dargestellten Motor in Rotation versetzter. Teil 1 der Welle befindet sich in der Figur links. Mit 2 wird die Metallhtilse bezeichnet, die eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist und mit der Wandung 3 des die Flüssigkeit 4 enthaltenden Behälters fest verbunden ist. Mit Hilfe der Kühlrippen 5 und weiteren hier nicht dargestellten Mitteln wird die die äußere Metallhülse 2 bildende Dichtungsl ?:psel gekühlt.

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In der Nähe der äußeren Metallhülse 2 läßt man die Flüssigkeit 4 erstarren, die so die Zwischenhülse 12 bildet, die mechanisch mit Hilfe des Gewindes 13 mit der Hülse 2 verbunden ist.

Die Welle 1 setzt sich im Innern des die Flüssigkeit enthaltenden Behälters in Form einer Welle I⁹ fort, die die Welle 1 in Höhe der Dichtungskapsel umgibt.

Die mechanische Kupplung 38 zwischen der führenden Welle 1 und der geführten Welle I¹ wird im Dichtbereich hergestellt. Hierzu wird die Welle 1' in Höhe der Dichtungskapsel durch einen Ring 49 verlängert, durch den die geführte Welle I¹ mit Hilfe von zwei Lagern 41 und 42 zentriert wird.

Dieser Ring 49 weist ein Hehrfachgewinde 8 auf. das dieselben Eigenschaften aufweist, wie zuvor beschrieben.

Die Dichtheit zwischen der geführten Welle 1' und der Wandung 2 der äußeren Metallhülse wird durch eine mit dem Gewinde 8 des Rings 49 der geführten Welle 1' in Berührung stehende verflüssigte Schicht 19 an der Oberfläche der Zwischenhülse bewirkt. Dieser flüssige Oberflächenfilra 19 endet in einer bestimmten Entfernung von der Außenseite des Behälters in einem Meniskus 9. Wenn sich die Welle 1 eine bestimmte Zeit lang in Rotation befunden hat, ist zwischen der Außenwandung des Rings 49 und der Beschichtung 47 der Kupplung 38 ein gleitfreier Kontakt hergestellt. Diese Beschichtung 47 auf Asbestbasie wird durch Kupplungsfedern 56 und 56' gegen den Ring 49 gedrückt.

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Beim Stillstand der Welle nimmt die verfestigte Zwischenhülse 12 den gesamten Raum zwischen dem Ring 49 und der äußeren Metallhülse 2 ein und stellt so eine vollkommene Dichtheit her; jedoch verhindert sie die Rotation der geführten Welle I¹, da das Gewinde 8 des Rings 49 vollkommen durch die verfestigte Substanz 4 angefüllt ist, die mit der Zwischenhülse fest verbunden ist, die ihrerseits mit Hilfe des Gewindes 13 mit der äußeren Hülse in fester Verbindung steht.

Beim Anlaufen der Welle wird unter dem Einfluß des Motors zuerst nur die führende Welle 1 in Rotation versetzt.

Die durch die Federn 56 und 56' gegen den Ring gepressten Beschichtungen 47 der dichten Kupplung werden gegen diesen Ring 49 gerieben. Die Temperatur des Rings steigt rasch an und die mit dem Gewinde 8 des Rings 49 in Berührung stehende Oberfläche der Zwischenhülse beginnt über eine geringe Dicke hinweg zu schmelzen, so daß die geführte Welle I¹ mitrotieren kann.

Fig. 5 betrifft eine Vorrichtung mit doppelter Kupplung, die vorteilhafterweise in dem Fall verwendet werden kann, wenn es sich bei dem durch die geführte Welle 1* zu übertragenden Antriebsmoment um ein großes Moment handelt.

In diesem Fall wird in einer in allen übrigen Punkten der vorhergehenden Vorrichtung gleichen Vorrichtung der Ring 49 über das Lager 41 durch eine Scheibe 52 verlängert,

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Die antreibende Welle 1 ist ebenfalls mit einer Scheibe ausgestattet. Zwischen den beiden Scheiben 52 und 53 kann mit Hilfe einer herkömmlichen einstellbaren Gleitkupplung 54 ein Kontakt mit regelbarer Gleitkraft hergestellt werden.

Beim Anlaufen der Welle nimmt die führende Welle die angetriebene Welle I¹ unter Schlupf über die Kupplung 54 mit regelbarer Gleitkraft mit. In der Kupplung 38 unterliegt die Beschichtung 47, die gegen den Ring 49 gepresst wird, einer Reibung und erwärmt lokal begrenzt den Ring Die mit dem Gewinde 8 des Rings 49 in Berührung stehende Fläche der Zwischenhülse schmilzt und bildet einen dünnen flüssigen Oberflächenfilm. Die Beschichtung 47 hört dann auf, auf dem Ring 49 zu gleiten.

Die geführte Welle 1' dreht sich dann mit derselben Geschwindigkeit wie die Welle 1 und die Kupplung 54 hört auf zu rutschen.

Sowohl im Augenblick des Anlaufens als auch während der normalen Drehbewegung der Welle bleibt die Dichtheit durch die dünne Oberflächenschicht 19 der Zwischenhülse infolge ihrer flüssigen Phase gewährleistet.

Wie bereits oben bemerkt, besteht eine für die Ausbildung eines dünnen verflüssigten Oberflächenfilms 19 an der Berührungsstelle mit dem gewindetragenden Teil 8 der Welle notwendige Bedingung darin, daß das Gewinde 8 seinerseits eine sehr geringe Tiefe aufweist; die optimal erscheinende Tiefe liegt bei einem zehntel bi» zwei oder drei zehntel Millimetern für den Fall von abzudichtenden industrieüblichen Medien.

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Diese Werte dürfen jedoch lediglich als experimentell herausgefundene Werte betrachtet werden; auf jeden Fall jedoch ist es günstig, dieser Tiefe einen geringen Wert zu geben, der beispielsweise unter einest halben Millimeter liegt.

Fig. 6 betrifft den Fall, bei den die Zwischenhülse nicht aus dem abzudichtenden Medium selbst, sondern aus einem mit dem in der Kammer enthaltenen Medium kompatiblen Material, das darüber.hinaus für diese Art von Wellenabdichtung vorteilhafte reologische Eigenschaften aufweist, besteht. Wieder sind für Teile gleicher Art gleiche Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Figuren gewählt. In diesem Fall handelt es sich bei dem Medium 4 beispielsweise um gasförmig vorliegenden Stickstoff.

Die Metallhülse 2 ist mit Kühlrippen 5 ausgestattet. Es ist nicht immer notwendig, diese Metallhülse mit einem Kühlkreislauf zu versehen. Mit 62 ist der verfestigte Teil des Zwischenmediums mit höherem Schmelzpunkt bezeichnet, als ihn das Medium 4 aufweist. 65 bezieht sich auf eine verflüssigte Menge des Zwischenmediums. Diese verflüssigte Menge wird nach hinten durch einen Kolben 27 begrenzt. Dieser ringförmige Kolben erlaubt die übertragung des durch das in der Kammer enthaltene Medium ausgeübten Drucks über die Flüssigkeit 65 auf den festen Körper 62, wobei gleichzeitig eine relative Trennung zwischen den beiden Medien hergestellt wird. Entlang der Kontaktfläche zwischen dem auf die Welle

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geschnittenen Gewinde 8 und der aus dem festen Zwischenmedium 62 hergestellten Hülse bildet sich eine dünne flüssige Schicht 19, die wie im vorhergehenden Fall in einen Meniskus 9 ausläuft, der durch den zuvor beschriebenen Mechanismus verhindert, daß das Zwischenmedium aus der Kammer austritt, so daß der Kolben 27 sich auf dieses Material abstützt und mit diesem Material selbst zur Abdichtung der Welle gegenüber dem Medium 4 beiträgt. Mit Hilfe der Flüssigkeit 65 ist es möglich, eventuelle Undichtigkeitsverluste der Dichtung bei sehr lang andauerdem Betrieb an unzugänglichen Stellen auszugleichen.

Die Sicherheitsdichtung 14 wird in den Übergangsperioden beim Anlaufen der Welle unter denselben Bedingungen wie oben beschrieben verwendet. Das Zwischenmedium kann unter den mit dem Medium in der Kammer kompatiblen Stoffen ausgewählt werden; vorzugsweise wird ein Material gewählt, das sehr leicht erstarrt und dabei doch die Fähigkeit bewahrt, rasch einen dünnen flüssigen Film 19 an der Trennfläche zwischen dem Gewinde 8 und dem Zwischenmedium herzustellen. Vorzugsweise wird daher als Zwischenmedium ein Stoff verwendet, der ein weniger abruptes Schmelzen als bestimmte einfach zusammengesetzte Stoffe bietet und gleichzeitig eventuell einen gewissen Reibungskoeffizienten gegenüber dem Gewinde 8 aufweist, so daß das Ingangsetzen der rotierenden Welle ohne die Verwendung eines sehr hohen Drehmoments geschehen kann und dabei doch eine ausreichende Reibung gewährt bleibt, um die Oberfläche des Zwischenmediums an der

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Berührungsstelle mit dem Gewinde zu erhitzen und sehr schnell einen dünnen flüssigen Film 19 auszubilden.

Unter den erprobten Stoffen, die zufriedenstellend waren, können angeführt werden t Paraffin, Wachs, Pech, Schwefel, Indium sowie verschiedene klassische Legierungen mit relativ niedrigem Schmelzpunkt.

Die Verwendung eines relativ weichen Zwischenmediums bietet einen weiteren Vorteil. Die rotierende Welle weist eine unvermeidliche Exzentrität auf. Für die Welle ist es leichter, ihren Platz in einer relativ weichen Hülse zu finden, als in einer aus einem vollkonmen starren Material gefertigten Hülse.

Eine solche Vorrichtung hat bei Langzeitversuchen zur vollkommenen Zufriedenheit gearbeitet.

Wie in den vorhergehenden Fällen ist es auch hier möglich, die Abkühlung der Außenseite der Zwischenhülse zu verstärken und den Teil dieser Hülse, der mit dem Gewinde in Berührung steht, im Augenblick des Anlaufens der Welle durch ein Aufheizen mit Hilfe eines mechanischen Mittels, entweder durch eine vereinfachte Kupplung oder durch einen Ring, der unter Reibung beim Anlaufen der Welle gleitet, zu erwärmen.

Fig. 7 stellt eine besonders vorteilhafte Anordnung dar, bei der der ringförmige Belag 39 aus einem Elastomerhohlzylinder besteht, der unter Kraftaufwand in eine kreisförmige Nut 67 geringer Tiefe gepresst wird.

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Nach außen ist die Metallhülse 2, durch die die Welle 1 verläuft, verengt, und umschließt die Welle mit geringem Spiel.

Im vorliegenden Beispiel ist der Ring 37 auf den ringförmigen Belag 39 aus Elastomer aufgesetzt. Die Oberfläche des Elastomerrings 39 liegt praktisch in der Oberfläche der Welle, der Ring 37 tritt dann aus der Oberfläche der Welle heraus. Der das Gewinde 8 tragende Ring 37 ist einer Oberflächenbehandlung unterzogen worden, beispielsweise chromiert worden, so daß seine mit dem Elastomerring 39 in Berührung tretende Fläche gehärtet ist. Als Elastomer wird ein sehr gut der Hitze widerstehendes Elastomer gewählt. In bestimmten Fällen kann es durch eine Beschichtung auf Asbestbasis ersetzt werden. Wenn der Ring aus Elastomer gefertigt ist, beispielsweise aus Neopren, ist die Dichtheit zwischen diesem Elastomerring 39 und dem Ring 37 im Augenblick des Anlaufens der Welle vollkommen gewährleistet.

Beim Anlaufen der Welle muß lediglich Dichtheit zwischen der Welle 1 und der Metallhülse 2 hergestellt werden. Diese Funktion wird weiterhin von der Dichtung 14 unter denselben Bedingungen wie zuvor erfüllt. Wenn hingegen der Elastomerring 39 durch eine Asbestbeschichtung ersetzt worden ist, kann es vorteilhaft sein, eine zusätzliche Dichtung zwischen der Welle 1 und dem Ring 37, beispielsweise den Dichtring 75, einzufügen.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist die gleiche wie die zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebene.

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In allen oben untersuchten Fällen ist es vorteilhaft, eine Kühlung durch erzwungene Konvektion zu erreichen, die auf die Kühlrippen einwirkt. Dazu wird auf die rotierende Welle eine Vorrichtung zum Ansaugen der Uragebungsluft und zum Blasen dieser Luft auf die Kühlrippen montiert. In den Fällen, in denen sich die Dichtung selbst bereits in einer dichten Umgebung befindet, ist es vorteilhaft, ein äußeres Medium anzusaugen und es auf die Kühlrippen zu blasen,, wobei die Antriebskraft der rotierenden Welle benutzt wird. So erhält man ein Selbstregulationssystem. Denn wenn die Welle aufhört sich zu drehen, verschwindet die abzuführende Reibungswärme von selbst.

Fig. 8 stellt einen Längsschnitt durch eine um ein Gebläse ergänzte Wellendichtung ähnlich Fig. 1 dar.

Fig. 8* ist ein stirnseitiger Schnitt gemäß Fig. entlang der Strecke AA*.

Die im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschriebene Vorrichtung läßt sich im übrigen aber auch ohne weiteres für den Fall anpassen, bei dem der Zwischenring nicht dieselbe chemische Zusammensetzung aufweist wie das Medium, das durch die Vorrichtung abgedichtet werden soll.

Die Zwischenhülse 12 wird dank der durch die Kühlrippen 5 erfolgenden Kühlung in fester Phase gehalten. Die Kühlrippen werden durch erzwungene Konvektion durch einen Luftstrom gekühlt, der durch den auf die Welle 1 gekeilten Ventilator 78 erzeugt wird. Die Kühlrippen sind mit einem Außengehäuse 79 verbunden, das in dem Frontalschnitt, der in Fig. 8* dargestellt ist,

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gemäß der Linie AA¹ besser zu sehen ist, so daß die durch den Ventilator 78 angesaugte Frischluft entlang den Kühlrippen 5 in den durch das Gehäuse 79 begrenzten Tunnel geblasen wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Tunnel 70 vorteilhafterweise einen zunehmenden Querschnitt für den Luftdurchgang aufweist. Ein solcher veränderlicher Querschnitt erleichtert beim Stillstand der Welle die Ableitung der Wärme, die durch die Welle von der heißen Quelle geliefert werden kann. Der zunehmende Querschnitt der Tunnel bewirkt nämlich einen Kamineffekt, der ebenfalls zur Kühlung der Dichtung beiträgt.

In einer solchen Vorrichtung kann die auf die Kühlrippen 5 geblasene Luft in unmittelbarer Nähe der Dichtung oder an einer günstigeren Stelle angesogen werden. Die Luft kann durch jegliches geeignetes Medium ersetzt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Für den Fall, daß es sich bei dem abzudichtenden Medium 4 um ein sehr heißes Medium handelt, kann es wie in dem Fall gemäß Fig. 1 notwendig werden, dem oben beschriebenen System erzwungener Ventilation ein System von Kühlleitungen im Körper der äußeren Hülle 2 zuzuordnen, die als zusätzliche Kühlmittel wirken würden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 -J Spiralförmige Drehdichtung, die für Dichtheit gegenüber Medien entlang einer rotierenden, durch eine Kammer mit einem unter Druck gehaltenen Medium begrenzende Wandung geführten Welle sorgt, mit

- einer mit dieser Wandung fest verbundenen Metallhülse, die die rotierende Welle in einem bestimmten Abstand umgibt,

- in Höhe der Metallhülse in die Welle geschnittenen parallelen Gewinden, deren Tiefe unter einem halben Millimeter liegt,

- einer zwischen der Metallhülse und dem mit einem Gewinde versehenen Teil der Welle angeordneten Zwischenhülse, die vollkommen fest ist, wenn die Welle stillsteht,

- Kühlmitteln für die Zwischenhülse,

dadurch gekennzeichnet, daß die in die Welle geschnittenen parallelen Gewinde (8) die mit der Welle (1) in Berührung stehende Fläche (19) der Zwischenhülee (12) oberflächlich zum Schmelzen bringen.

2 - Dichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Welle (1) eingeschnittenen parallelen Gewinde (β) einen derartigen Dreh-

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sinn aufweisen, daß, wenn angenommen wird, daß die Welle sich in einer festsitzenden Mutter dreht, die Verschiebung der Welle in Richtung auf den abzudichtenden Druck erfolgen würde, so daß die Gewinde auf die schmelzflüssig vorliegende dünne Schicht (19) der Zwischenhülse (12) eine Stauwirkung ausüben, durch die der abzudichtende Druck ausgeglichen wird,

3 - Dichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittel für die Zwischenhülse (12) gleichzeitig Kühlrippen (5) und eine Leitung (6) umfassen, die an der Metallhülse (2) befestigt sind.

4 - Dichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärmung der Kontaktfläche (19) zwischen der Zwischenhülse (12) und dem Gewinde (8) der rotierenden Welle beim Anlaufen der Welle mit Hilfe von Foucault¹sehen Strömen erreicht wird, die sich unter dem Einfluß des durch eine Induktionsspule (20) erzeugten Magnetfelds bilden.

5 - Dichtung gemäß Anspruch 1, die mechanische Vorwärmnittel für die Zwischenhülse aufweist, die von der Mitte nach außen gesehen aus

•inen mit der rotierenden Welle fest verbundenen Belag und einen dünnen Dichtring bestehen,

dadurch gekennzeichnet, daß der mit der

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Welle fest verbundene Belag (39) eine Reibverbindung zwischen dem dünnen Dichtring (37) und der Welle (1) herstellt.

6 - Dichtung gemäe Anspruch 5, dadurch gekenn ze ichnet, daß der dünne Dichtring (37) parallele Gewinde (8) aufweist, ah deren Verbindungsstellen mit der Zwischenhülse (12) beim Rotieren der Welle (1) ein oberflächliches Schmelzen erzeugt wird.

7 - Dichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (37) eine konische Bohrung aufweist und daß er auf einen entsprechend kegelstumpfförmigen Teil (46) der Welle (1) aufgesetzt ist, der mit dem aus einer thermisch isolierenden Metalloxydschicht gebildeten ringförmigen Belag (39) beschichtet ist.

8 - Dichtung gemäß Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß unter Kraftaufwand ein Elastomerring (39) in eine kreisförmige Nut (67) geringer Tiefe gesetzt ist, die in die rotierende Welle (1) in Höhe der Metallhülse (2) eingearbeitet ist, wobei die Oberfläche des Elastomerrings in einer Ebene mit der Oberfläche der Welle (1) liegt.

9 - Dichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der dünne Dichtring (37) mit vorbestimmter Reibung auf den Elastomerring (39) gesetzt ist.

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10 - Dichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in eine kreisförmige, in die rotierende Welle (1) eingearbeitete Nut (67) mehrere Kreisreibsektoren (z.B. 39') gesetzt sind/ die mit der Welle (1) durch Federn (56, 56', 56") verbunden sind.

11 - Dichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennze i c h η e t, daß der dünne Dichtring(37) mit Reibung auf die Kreisreibaektoren (39*) gesetzt wird.

12 - Dichtung gemäß Anspruch 1 mit mechanischen Regelmitteln zur Kühlung der Zwischenhülse, die aus einem Glied mit Mehrfachgewinde, das mit der Welle mindestens dann fest verbunden ist, wenn diese sich in Rotation befindet, einen führenden Wellenteil, der außerhalb der Kammer liegt, die das unter Druck gehaltene Medium enthält, und aus einem geführten Wellenteil, der im Innern der Kammer liegt, gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der geführte Wellenteil (I¹) durch einen Ring (49) verlängert wird, der die führende Welle (1) mindestens in Höhe der Dichtung umgibt und ein Mehrfachgewinde (8) aufweist.

13 - Dichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die führende Welle (1) in Höhe der Dichtung eine Kupplung (38) aufweist, die aus einen System von Federn wie beispielsweise (56, 56') gebildet wird, die eine Beschichtung (47) gegen den Ring (49) drücken.

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14 - Dichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daβ der Ring (49) durch eine Scheibe (52) verlängert wird, die in einer Kupplung (54) angeordnet ist und mit einer auf die führende Welle (1) aufgekeilten Scheibe (53) in reibender Verbindung steht.

15 - Dichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Zwischenhülse aus dem in der Kammer enthaltenen Medium gebildet und an der Berührungsstelle mit der Metallhülse erstarrt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Kolben (27) die Trennung zwischen dem flüssigen Teil (65) der Zwischenhülse (12) und dem in der Kammer enthaltenen Medium (4) gewährleistet.

16 - Dichtung gemäß Anspruch 2, die während der Rotation der Welle eine sehr dünne, mit dem das Gewinde tragenden Teil in Berührung stehende Schicht der Zwischenhülse schmelzflüssig hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe dieses Gewindes kleiner als ein halber Millimeter ist.

17 - Dichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennze ichnet, daß der Querschnitt jedes der Gewindegänge des Mehrfachgewindes (8) mindestens eine steile Flanke gegenüber der Druckrichtung aufweist.

18 - Dichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt jedes

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Gewindegangs des Mehrfachgewindes (8) eine rechtwinklige Form aufweist, so daß der Steg jedes Gewindes gleich der Nut jedes Gewindes ist.

19 - Dichtung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daβ der Querschnitt jedes Gewindegangs des Vielfachgewindes (8) eine Breite von weniger als einem Millimeter aufweist und daß die Steigung der Gewindegänge im Verhältnis zur Mantellinie des Zylinders (1 oder 1'), in den diese Gewinde geschnitten sind, etwa 75° beträgt.

20 - Dichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (5) durch erzwungene Konvektion gekühlt werden.

21 - Dichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Kühlrippen (5) durch erzwungene Konvektion dadurch erreicht wird, daß auf sie ein durch einen Ventilator (78), der durch die Welle (1) in Drehung versetzt wird, in Strömung versetztes Medium geleitet wird.

22 - Dichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (5), die auf der äußeren Hülse (2) sitzen, in radialen Ebenen angeordnet sind, die sich in der Rotationsachse der Welle (1) schneiden.

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23 - Dichtung gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der äußeren Hülse

(2) sitzenden Kühlrippen (5) sich an ihrer Peripherie auf einem metallischen Gehäuse (79) abstützen, wodurch Tunnels

(70) gebildet werden, deren Form einen wachsenden Querschnitt aufweist.

24 - Dichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallhülse (2) und die Zwischenhülse (12) mit Hilfe eines auf die Metallhülse (2) geschnittenen Gewindes (13), dessen Gang entgegengesetzt zu dem Gewinde (8) verläuft, zusammengebaut sind.

25 - Dichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherheitsdichtung (14) zusätzlich am vakuumseitigen Wellenaustritt vorgesehen ist.

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