DE2525813C2 - Anordnung zum Abdichten einer drehbaren Welle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abdichten einer drehbaren Welle nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Anordnung ist aus der US-PS 00 523 bekannt.

Bei der bekannten Anordnung ist der zylindrische Körper annähernd spielfrei in einer Öffnung eines verstärkten Teiles der Wand des abzudichtenden Raumes geführt und zwischen der Stirnfläche des zylindrischen Körpers und einer Schulter der Wand ist die Stopfbuchsenpackung angeordnet, die gegen die Außenfläche der zwischen dem Verschleißring und dem elastischen Organ außerhalb des abzudichtenden Raumes angeordneten Dichthülse drückt.

Die bekannte Konstruktion vermag aus mehreren Gründen nicht voll zu befriedigen. So erweist es sich bei ihr als nachteilig, daß die Öffnung in der Wand eine Führungsfunktion zu erfüllen hat und die Wand daher im Bereich des zylindrischen Körpers zwangsläufig eine große Stärke besitzen muß. Aufgrund der genauen Führung des zylindrischen Körpers einerseits und der vorgegebenen Lage der Welle andererseits ergeben sich außerdem Toleranzprobleme. Schwierigkeiten sind ί auch dann zu erwarten, wenn sich die Dichthülse nach längerer Betriebsdauer eine Bahn in den Verschleißring eingegraben hat, und wenn beispielsweise nach einem Ersatz der Stopfbuchsenpackung und der Remontage der Teile die Stirnfläche der Dichthülse gegenüber der

ίο eingearbeiteten Nut versetzt ist. Schließlich können bei der bekannten Konstruktion zwischen der Dichthülse und der die Stopfbuchsenpackung aufnehmenden Wand nicht unerhebliche Temperaturunterschiede auftreten, die insbesondere bei sehr hohen Temperaturen im Innern des abzudichtenden Raumes zu einer unerwünschten Spaltbildung zwischen Welle und Stopfbuchsenpackung führen.

Bekannt ist außerdem aus der DE-GMS 18 83 719 eine Anordnung zur wasserdichten Durchführung von

-<> Rohren od. dgl. durch Schottwände für schwimm- und tauchfähige Automobile. Diese Anordnung weist weder eine Dichthülse, noch einen Verschleißring auf, sondern besitzt lediglich einen zylindrischen Körper zur Aufnahme einer sich direkt gegen den Umfang des jeweiligen Rohres od. dgl. abstützenden Dichtung, deren Anpreßdruck gegen die Rohraußenwand durch eine in den jylindrischen Körper schraubbare Buchse ein- bzw. nachstellbar ist. Die bekannte Anordnung eignet sich weder zur einwandfreien Abdichtung von

w Wellen, noch zur Abdichtung von Räumen, die mit aggressiven Stoffen, wie z. B. Asphalt, gefüllt sind. Letzteres deshalb, weil die Dichtung nicht gegen einen Angriff durch diese Stoffe geschützt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

'5 Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 derart weiterzuentwickeln, daß sie bei einfachem Aufbau unempfindlich gegen lei tig'.ingstoieranzen ist und eine sichere und einwandfreie Abdichtung der Welle auch über längere Zeiträume und bei hohen

•Ό Temperaturen bietet. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches I gelöst.

Die erfindungsgemäße Anordnung bietet den Vorteil, daß die Öffnung nicht als Führungsbohrung großer Genauigkeit ausgebildet sein muß. Eine genaue

4^r> Abstimmung ihrer Achse auf die Achse der Welle erübrigt sich. Sollte bei der Montage des zylindrischen Körpers ein gewisser Versatz zwischen der zentralen Achse des zylindrischen Körpers und der Welle Zustandekommen, so ist dieser Versatz nicht weiter kritisch, weil der Verschleißring aufgrund der gewählten Anordnung den Versatz ausgleichen kann. Da sowohl der zylindrische Körper ais auch die Dichthülse in das Innere des Raumes ragen, dehnen sie sich gleichmäßig aus. Auf diese Weise werden schädliche Beanspruchungen der Stopfbuchsenpackung vermieden, denn mit Verschleiß verbundene Relativbewegungen zwischen der Stopfbuchsenpackung und der Dichthülse bei wechselnden Temperaturen entfallen. Die gemeinsamen Ausdehnungsbewegungen der Stopfbuchsenpackung und des gegen sie anliegenden Teils des Umfangs der Dichthülse erhöhen nicht nur die Lebensdauer der .Stupfbuchsenpackung, sondern sie fördern auch deren Funktionstüchtigkeit, so daß bei Erhitzung des sich im Raum befindlichen Gutes entstehende Gase nicht aus

M dem Raum austreten können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Anordnung zum \bdichten einer Welle;

Fig.2 die Außenansicht der Anordnung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 die Draufsicht auf ein Teil der Anordnung gemäß F ig. 1 und 2.

Die dargestellte Anordnung dient dazu, eine Welle 1, die beispielsweise Arme mit Schaufeln zum Mischen oder Rühren eines Gutes trägt, gegenüber einer fest η Wand 2, die iinen Teil eines geschlossenen Raumes 3 wie einen Bottich, einen Behälter od. dgl. bildet, abzudichten.

Im Innern des Raumes 3 ist mit der Welle 1 ein Ring 4 fest verbündender einen Flansch 6 besitzt. Drehfest mit dem Flansch 6 ist ein Verschleißring 10 aus hartem Material gekuppelt, wie beispielsweise aus gehärtetem Stahl oder einem anderen Metall. Der Verschleißring 10 umgibt mit Spiel zwei Stifte 8, die sich diametral gegenüberliegen und durch eine Schrumpfverbindung oder auf andere Weise am Flansch 6 befestigt sind. Der Verschleißring 10 stellt mithin eine drehfeste Einheit mit der Welle 1 dar, wrihrend er sich nviai verschieben kann und ein gewisses Radialspiel hat.

Die Welle 1 geht durch eine öffnung 12 in der Wai.d 2, so daß sie von der Außenseite des Raumes 3 angetrieben werden kann. Von der Öffnung 12 ragt in den Raum 3 ein im wesentlichen zylindrischer Körper 14. An seinem außerhalb des Raumes liegenden Ende ist ein Flansch 16 befestigt, mit dessen Hiü'e er mittels Befestigungsschrauben >8 und zugehörigen Muttern v.n der Wand 2 befestigt ist. Die Befestigungsschrauben 18 und die ihnen zugeordneten Muttern sind über den Umfang der öffnung 12 verteilt. Der zylindrische Körper 14 ist mithin koaxial zur Öffnung 12 und zur Welle 1 angeordnet und lest mit der Wand 2 verbunden. Hr umgibt eine Dochthülse 20 aus Bronze oder einem anderen vergleichsweise weirl.c; Material. Diese Dichthülse verläuft koaxial zum zylindrischen Körper 14. Sie ist durch zwei sich gegenüberliegende Keile 22, welche in Nuten 24 und 25 an der Innenfläche des Körpers 14 ragen, gegen Drehbewegungen gesichert. Die Dichthülse 20 kann aber Axialbewegungen gegenüber dem zylindrischen Körper 14 ausführen. Sie befindet sich fast gänzlich im Innern des Raumes 3. Mit ihrer dem Rauminnern zugewandten Stirnfläche 27 liegt die Dichthülse 20 gegen den Vcrschleißring 10 an, während ihre gegenüberliegende Stirnfläche 29 sich gegen ein elastisches Organ abstützt, das von einer als Schraubenfeder ausgebildeten Feder 28 gebildet wird und die Dichthülse 20 gegen den Verschleißring 10 drückt.

Die Feder 28, welche mit ihrem einen Ende gegen die Stirnfläche 29 der Dichthiilse 20 anliegt, stützt sich mit ihrem anderen Ende am Boden einer Ringkappt 30 ab, die einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt hat und die Welle 1 mit Spiel umgibt. Die Ringkappe 30 ist an der Außenseite der Wand 2 befestigt. Sie besitzt an zwei sich diametral gegenüberliegenden Steilen radiale Ausleger 32. Jeder Ausleger ist an seinem Ende mit einer U-förmigen Gabel 34 versehen. Jede der Gabeln 34 umfaßt eine Schraube 36, die durch den Flansch 16 und die Wand 2 geht, an der sie beispielsweise durch Schweißen befestigt ist. Eine erste von der Schraube 36 getragene Mutter 38 drückt den Flansch 16 des zylindrischen Körpers 14 gegen die Wand 2, während eine zweite Schraube 40 die Axialstellung der Gabel 34 bestimmt. Der Abstand zwischen der Ringkappe 30 und der Wand 2 läßt sich auf einen bestimmten Wert einstellen, der unabhängig von der Lage der Dichthülse 20 konstant bleibt Demgegenüber sucht die Feder 28, die durch die Ringkappe 30 zusammengedrückt wird, die Dichthülse 20 ständig von der Ringkappe 30 zu entfernen, d. h. in Richtung des Verschleißringes 10 zu drücken.

An seinem dem Flansch 16 gegenüberliegenden Ende trägt der zylindrische Körper 14 eine Stopfbuchse 42, die die Dichthülse 20 außen abdichtet. Die Stopfbuchse

42 wird von zwei Ringen 43 und 45 gebildet, die para.lle' zueinander und koaxial zur Öffnung 12 angeordnet sind. Die Ringe halten zwischen sich eine Dichtung 44, welche gegen die Dichthülse 20 gedrückt wird und jeden Austritt zwischen sich und der Dichthülse verhindert. Die Dichtung 44 hat praktisch die Funktion einer ruhenden Dichtung, da sie lediglich leichte Gleitbewegungen gegenüber der Dichthülse 20 auszuführen braucht, die ihre Ursache in der Ausdehnung der Welle 1 der Dichthülse 20 und des zylindrischen Körpers 14 haben. Di*; Stopfbuchsenpackung 44 wird gegen eine Berührung d'ireh das Füllgut im Raum 3 durch die Ringe

43 und 45 geschützt. Sie ist mithin sehr widerstandsfähig und kann lange und bei hohen Temperaturen eingesetzt bleiben.

Die Abdichtung /wischen der rotierenden Welle und der ruhenden Wand wird durch metallischen Kontakt sichergestellt, und zwar durch das weiche Metall mit der Stirnfläche 27 und da.; harte Metall des Verschleißringes 10. Die metallische Abdichtung ist absolut einwandfrei und dauerhaft. Die miteinander in Eingriff stehenden Berührungsflächen werden vorzugsweise im geschruppten Zustand montiert. Durch die zwischen ihnen herrschende Reibung bilden sich glatte aufeinander abgestimmte Dichtflächen. Durch die Feder 28 wird nicht nur der Verschleiß des Verschleißringes 10 ausgeglichen, sondern auch jegliche Ausdehnung der Welle 1 abgefangen. Die Welle 1 sucht sich normalerweise in axialer Richtung auszudehnen. Ihre Längenänderungen werden durch Längenänderungen anderer Teile begleitet, die den Druck zwischen den Berührungsflächen zu erhöhen suchen. Da der Verschleißring 10 mit Spiel auf den Stiften 8 geführt wird und da auch die Keile 22 der Dichthülse 20 mit Spiel in ihren Nuten 24 und 26 geführt sind, kann die ganze Anordnung Verformungen auffangen, die auf Temperaturunterschiede zurückzuführen sind.

Der zylindrische Körper 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Schmiervorrichtung versehen, zu der Leitungen 46 gehören, die sich in Längsrichtung des Körpers 14 erstrecken und mit einer nicht dargestellten Schmiermittelquelle in Verbindung stehen. Die Wartung der Anordnung ist außerordentlich einfach. Sie beschränkt sich grundsätzlich auf die Kontrolle und den eventuellen Austausch des Verschleißringes 10. Die Dichthülse 20 besteht aus einem Material, welches spürbar weicher ist als das Material des Verschleißringes 10. Sie fängt mithin einen Teil des Verschleißes auf. Die einzelnen Teile sind einfach und können auf einer Drehbank hergestellt werden. Auch ihre Montage bereitet keine Schwierigkeiten.

Die erfindungsgemäße Anordnung bietet, wie bereits dargelegt, bei all dem die Gewähr für eine einwandfreie Abdichtung einer Welle in einer Wand eines Behälters, durch den die Welle hindurchtritt. Temperaturschwankungen werden von der Anordnung ohne weiteres aufgenommen. Dichiungsteile, welche durch Hitze leicht zerstört werden können, fehlen. Ausdehnungen der einzelnen Teile und der Welle wirken sich nicht

störend aus.

Die beschriebene Anordnung eignet sich besonders zum Abdichten der Mischbehälter zur Behandlung von Bitumen und Asphalt, bei denen mit einer Welle gearbeitet wird, d'c Arme aufweist, an deren Enden Flügel oder Schaufeln angeordnet sind, die mit einer vergleichsweise geringen Geschwindigkeit umlaufen und das Mischgut bei einer Temperatur von mehr als 220^cC ständig umrühren. Die Temperaturen werden dabei durch Gas oder durch öl aufgebracht und das Mischgut ist praktisch flüssig. Selbstverständlich ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung nicht auf den vorgenannten Fall beschränkt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Abdichten einer drehbaren Welle in einer Öffnung der Wand eines abgeschlossenen Raumes, insbesondere in der Wand eines Asphaltkochers, mit einem im Innern des Raumes auf der Welle angeordneten und drehfest mit dieser verbundenen Verschleißring und einer axial in der Öffnung verschiebbaren von einem zylindrischen Körper umgebenen zylindrischen Dichthülse, gegen deren Umfangsfläche dichtend eine Stopfbuchsenpackung und gegen deren eine Stirnfläche der Verschleißring anliegt, während sie sich mit ihrer gegenüberliegenden Stirnfläche gegen ein außerhalb des Raumes gelegenen elastischen Organ abstützt, das sie gegen den Verschleißring zu drücken sucht, wobei das aus der Öffnung hcrausragende, der Stopfbuchsenpackung abgewandte Ende des zylindrischen Körpers mit einem Flansch zu seiner Befestigung an der Außenfläche der Wand des Raumes versehen und die Dichthülse lediglich drehfest mit dem zylindrischen Körper verbunden ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Flansch (16) des zylindrischen Körpers (14) ist als Dichtungsflansch ausgebildet.

b) ein Teil des zylindrischen Körpers (14) ragt in das Innere des Raumes (3),

c) der in das Innere des Raumes (3) ragende Teil des zylindrischen Körpers (14) trägt an seinem innerhalb des Raumes (3) gelegenen Ende eine Stopfbuchse (42) für die Stopfbuchsenpackung (44),

d) die in das Innere des Raumes (3) gewandte Stirnfläche der Stopfbuchse (42) hat, in Axialrichtung der Dichtungshülse (20) betrachtet, einen Abstand vom Verschleißring (10),

e) der Verschleißring (10) ist im Axial- und Radialspiel auf der WeIIe(I) angeordnet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verschleißring (10) mit Spiel Stifte (8) ragen, die an einem mit der Welle (1) verbundenen Flansch (6) befestigt sind und zur Übertragung einer Drehbewegung von der Welle (1) auf den Verschlcißring dienen.