DE2827364B2 - Wellendichtung mit zwei Gleitringdichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellendichtung mit mindestens zwei Gleitringdichtungen, mit von einem Gehäuse begrenzten Kühlmittelkammern, die die Gleitringdichtungen umgeben, mit einer zwischen den Kühlmittelkammcrn angeordneten Pumpe zum Umwälzen eines die Kühlmittelkammern durchströmenden Kühlmittels und mit einem außerhalb der Kühlmittelkammern angeordneten Wärmetauscher, dem das Kühlmittel in einem geschlossenen Kreislauf von den Kühlmittelkammern zugeführt und wieder in sie zurückgeführt wird.

Bei einer vorbekannten Wellendichtung dieser Art (DE-PS 24 11 166) besteht die Kühlmittelführung im Wärmetauscher aus einer wendeiförmigen Nut, die zwischen zwei die Kühlmittelkammern umgebenden, aneinander anliegenden, zylindrischen Mänteln gebildet ist. Auf der Außenseite des Wärmetauschermantels sind Kühlrippen vorgesehen, über die in Längsrichtung Kühlluft geblasen wird. Der Kühlmittelkreislauf ist so ausgebildet, daß das Kühlmittel den Wärmetauscher von dessen einem axialen Ende bis zu dessen anderen axialen Ende durchströmt, in die obere Kühlmittelkammer eintritt, die als Axialpumpe ausgebildete Pumpe durchströmt, in die untere Kühlmittelkammer eintritt und dann von der unteren Kühlmittelkammer zum Wärmetauscher zurückkehrt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bef einer Wellendichtung der obea angegebenen Gattung die vom umlaufenden Kühlmittel auf die Gleitringdichtungen ausgeübte Kühlwirkung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer Wellendichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Pumpe mit einem zentralen Einlaß versehen und zur Förderung des Kühlmittels in jede der Kühlmittelkammern ausgebildet ist, daß jede der Kühlmittelkammern mit einem eigenen Auslaß zum Rückführen des Kühlmittels zu den beiden einander entgegengesetzten Enden des Wärmetauschers versehen ist und daß der Wärmetauscher beidseitig der Kühlmittelführung Kanäle aufweist, durch die parallel geschaltet Kühlluft strömt.

Eine Pumpe mit einem zentralen Einlaß zu versehen, damit das Strömungsmittel von der Pumpe in axial entgegengesetzte Richtungen gefördert wird, ist aus der DE-PS 7 02 480 bekannt. Aus dor DE-OS 23 31 714 ist es ferner bekannt, bei einer mit zwei Gleitringdichtungen

ίο versehenen Wellendichtung den Kühlkreislauf so auszubilden, daß das Kühlmittel von einer zentralen Zuführung in entgegengesetzte axiale Richtung zu die Gleitringdichtungen durchdringende und umgebende Räume zu fördern und von dort durch getrennte

is Auslässe einem Sammelbehälter zuzuführen.

Entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung wird das Kühlmittel von den beiden Kühlmittelkammern den entgegengesetzten Enden des Wärmetauschers zugeführt und somit in einem Bereich zwischen den beiden entgegengesetzten Enden aus dem Wärmetauscher wieder abgeführt Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Kühlmittelführung, wie bei der Wellendichtung nach der eingangs genannten DE-PS 24 11 166, aus einer wendeiförmigen Nut zwischen zwei zylindrischen Mänteln besteht. Es strömen somit die beiden Hälften des Kühlmittels von den entgegengesetzten axialen Enden des Wärmetauschers aufeinander zu und werden dann in der Verbindung zwischen dem Wärmetauscherauslaß und dem zentralen Einlaß der Pumpe wieder vereinigt. Das Kühlmittel tritt somit in beide Kühlmittelkammern mit einer Temperatur ein, die der Auslaßtemperatur des Wärmetauschers entspricht. Da diese Temperatur trotz des relativ kurzen Strömungsweges des Kühlmittels im Wärmetauscher wegen der beidseitigen Beaufschlagung der Kühlmittelführung mit Kühlluft relativ niedrig gehalten wird, ergibt sich im Vergleich zu der eingangs besprochenen Wellendichtung eine verbesserte Kühlwirkung und somit eine höhere Lebensdauer der Gleitringdichtungen. Dies wird praktisch ohne Erhöhung des konstruktiven Aufwandes erreicht.

Anhand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 teilweise im Schnitt und teilweise in Draufsicht eine Wellendichtung;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.

Eine Dichtungspatrone 5 ist zwischen einem schematisch angedeuteten Motorgehäuse M und einem ebenfalls schematisoh angedeuteten Pumpengehäuse P in einem länglichen Gehäuse H angeordnet, das sich zwischen dem Motorgehäuse M und dem Pumpengehäuse Pbefindet. Das Gehäuse H verbindet die Gehäuse M und B und hält sie auf Abstand zueinander. Eine drehbare Welle 10 verbindet den Motor (nicht gezeigt) und die Pumpe (nicht gezeigt), und sie ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt, von denen ein Teil 12 der Dichtungspatrone 5 zugeordnet und im Gehäuse H angeordnet ist. Der Motor treibt die Welle 10 und die Pumpe.

Die Dichtungspatrone S besitzt einen zylindrischen Gehäusekörper 14, der die zu beschreibende Wellendichtung enthält und um die sich ein rohrförmiger Mantel 16 erstreckt. Der Mantel 16 bildet mit dem Gehäusekörper 14 schraubenförmige Strömungskanäle 18,20 für ein Kühlmittel, das, wie noch beschrieben wird, in der Dichtungsanordnung umläuft. Der Mantel 16 ist zur besseren Kühlung mit Strahlungsrippen 22 und sich

in Längsrichtung erstreckenden, von Nuten gebildeten Kühlluftkanälen 24 versehen, durch die Luft von einem Gebläse 26 gefördert wird. Das Gebläse 26 besitzt Schaufeln 28, die von einem mit der Welle 10 verbundenen Tragring 30 getragen werden. Eine zylindrische Hülse 32 umgibt das Gebläse 26 und außerdem den Mantel 16, um die Luft in den Kanälen 24 zu halten und somit die Kühlung der Rippen 22 zu verstärken.

Um das Kühlmittel, das durch die Strömungskanäle 18,20 strömt, mehr zu kühlen, ist der Gehäusekörper 14 mit mehreren axialen Kühlluftkanälen 34 mit offenen Enden versehen, die radial innerhalb der Strömungskanäle 16,18 sich im wesentlichen parallel zu den Rippen 22 erstrecken. Die Kühlluftkanäle 34 sind so angeordnet, daß sie Luft vom Gebläse 26 empfangen.

Das Kühlmittel wird mittels einer doppeltwirkenden Axialpumpe 36 in Umlauf versetzt Die Axialpumpe 36 besteht aus einem Rotor 38 und einem Stator 40, von denen der Rotor 38 mit der Welle 10 und der Stator 40 mittels einer oder mehreren Maschinenschrauben 42 mit dem Gehäusekörper 14 verbunden ist. Der Stator 40 bildet mit dem Gehäusekörper 14 zwei Kühlmittelkammern 44,46, von denen jede mit einer zu beschreibenden Gleitringdichtung in Verbindung steht. Die Axialpumpe 36 besitzt einen zentralen Einlaß 48, der mit einem Einlaßkanal 50 im Gehäusekörper 14 in Verbindung steht, der die schraubenförmigen Strömungskanäle 18, 20 angrenzend an ihren Enden schneidet. Die gegenüberliegenden Enden der Strömungskanäle 18, 20 schneiden Auslaßkanäle 52, 54, die im Gehäuseköiper 14 ausgehend von den Kammern 44 und 46 gebildet sind. Einer der Auslaßkanäle ist über entsprechende Kanäle mit einem Filter 56 verbunden, um das Kühlmittel zu filtern und Fremdkörper zu entfernen. Der Rotor 38 und der Stator 40 der Axialpumpe 36 sind mit »rechtsgängigen« und »linksgängigen« Schaufeln versehen, so daß das Kühlmittel von einem zentralen Einlaß 48 zu Auslaßöffnungen 58,60 und in die Kammern 44 und 46 strömt.

Die Wellendichtung besteht aus einer Gleitringdichtung 62, die so angeordnet ist, daß sie von dem Kühlmittel in der Kammer 44 gekühlt wird, und einer weiteren Gleitringdichtung 64, die so angeordnet ist, daß sie von dem Kühlmittel in der Kammer 46 gekühlt wird.

Die Dichtung 62 besitzt einen umlaufenden Dichtring 66, der eine axiale Hülse 68 umgibt; die hülse 68 ist einstückig mit dem Rotor 38 der Pumpe 36 ausgebildet und mit der Welle 12 drehfest verbunden. Der Dichtring 66 ist mit dem Rotor 38 mittels eines Mitnehmerzapfens 70 verbunden, wobei ein Ende in einer entsprechenden Öffnung 72 im Dichtring 66 aufgenommen wird und das andere Ende, eine vergrößerte Kappe, in einem Schlitz 74 des Rotors 38 sitzt Auf diese Weise läuft der Dichtring 66 mit dem Rotor 38 und der Welle 12 um. Der Dichtring 66 besitzt eine radial verlaufende Dichtfläche 76 und kann aus Kohle oder einem anderen herkömmlichen Material bestehen.

Die Dichtung 62 besitzt ebenfalls einen stationären Dichtring 78 mit einer Dichtfläche 80, die an der Dichtfläche 76 des Dichtrings 66 anliegt. Der Dichtring 78 besteht aus herkömmlichen Materialien. Der stationäre Dichtring 78 ist mittels eines Halteelementes 82 mit einem Flansch 81 verbunden, wobei der Flansch 81 außerdem die Kühlmittelkammer 44 begrenzt Der Flansch 81 ist am Gehäusekörper 14 mittels Maschinenschrauben 84 befestigt Der Dichtring 78 wird elastisch gegen den Dichtring 66 gedrückt, und zwar mittels mehrerer Schraubenfedern 86, die jeweils in einer Tasche 88 im Flansch 81 sitzen. Zwischen den Federn 86 und dem Dichtring 78 befindet sich eine U-förmige Kappe 90, die an einer elastomeren U-förmigen Kappe 92 anliegt; die Kappe 92 sitzt in einer Nut 94 im Dichtring 78. Wie in den Zeichnungen dargestellt, sind die Dichtringe 66 und 78 dem Kühlmittel in der Kammer 44 ausgesetzt. Wo erforderlich, sind entsprechende O-Ringe vorgesehen.

Die andere Dichtung 64 besitzt einen umlaufenden Dichtring 96, der einen ähnlichen Aufbau wie der Dichtring 66 hat. Der Dichtring 96 ist mit einer Dichtfläche 98 versehen und mit dem Rotor 38 mittels eines elastischen, elastomeren Ringes 100 verbunden. Die Dichtung 64 besitzt einen stationären Dichtring 102 mit einer Dichtfläche 104, die an der Dichtfläche 98 anliegt. Der Dichtring 102 ist mit einem unteren Flansch 106 des Gehäusekörpers durch ein Halteelement 108 und einen Mitnehmerzapfen 110 verbunden; der Schaft des Mitnehmerzapfens 110 sitzt in einer Öffnung 112 in dem Halteelement 108, während ein vergrößertes Kappenende 114 des Mitnehmerzapfens in einem Schlitz 116 des Dichtrings 102 sitzt. Eine U-förmige Kappe 118 und eine elastomere U-förmige Kappe 120, die in einer Nut des Dichtrings 102 angeordnet sind, vervollständigen die Dichtung, die, wie dargestellt im Paßsitz auf einem zylindrischen Hülsenabschnitt 122 des unteren Flansches 106 angebracht ist. Die Dichtringe 96 und 102 sind dem Kühlmittel in der Kammer 46 ausgesetzt.

Wie durch die verschiedenen Pfeile der Zeichnungen angedeutet, strömt das Kühlmittel, beispielsweise Dichtungsschmieröl, von der Axialpumpe 36 zu den Kühlmittel-Kammern 44, 46, durch die Einlaß-Kanäle 52, 54 und 18, 20 zu dem Einlaß 48 der Pumpe 36. Zumindest ein Teil des Strömungsmittels wird durch das Filter 56 gefiltert. Kühlluft wird von dem Gebläse 26 durch die Kühlluftkanäle 34 und 24 sowie entlang den Rippen 22 gefördert

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Wellendichtung mit mindestens zwei Gleitringdichtungen, mit von einem Gehäuse begrenzten Kühlmittelkammern, die die Gleitringdichtungen umgeben, mit einer zwischen den Kühlmittellcammern angeordneten Pumpe zum Umwälzen eines die Kühlmittelkammern durchströmenden Kühlmittels und mit einem außerhalb der Kühlmittelkammern angeordneten Wärmetauscher, dem das Kühlmittel in einem geschlossenen Kreislauf von den Kühlmittelkammern zugeführt und wieder in sie zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (36) mit einem zentralen Einlaß (48) versehen and zur Förderung des Kühlmittels in jede der Kühlmittelkammern (44,46) ausgebildet ist, daß jede der Kühlmittelkammern mit einem eigenen Anslaß (52, 54) zum Rückführen des Kühlmittels zu den beiden einander entgegengesetzten Enden des Wärmetauschers (22,34,26,32) versehen ist und daß der Wärmetauscher beidseitig der Kühlmittelführung Kanäle (24, 34) aufweist, durch die parallel geschaltet Kühlluft strömt.

2. Wellendichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Hülse (32), die sich um den Außenumfang des äußeren Kühlluftkanales (34) erstreckt.