DE3043617A1 - Gasdichtung - Google Patents
GasdichtungInfo
- Publication number
- DE3043617A1 DE3043617A1 DE19803043617 DE3043617A DE3043617A1 DE 3043617 A1 DE3043617 A1 DE 3043617A1 DE 19803043617 DE19803043617 DE 19803043617 DE 3043617 A DE3043617 A DE 3043617A DE 3043617 A1 DE3043617 A1 DE 3043617A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ring
- shaft
- seal
- housing
- gap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/26—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings
- F16J15/28—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings with sealing rings made of metal
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
- F16J15/406—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid by at least one pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/44—Free-space packings
- F16J15/441—Free-space packings with floating ring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)
Description
-6 - 3U43617
Die Erfindung betrifft eine Dichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Gasdichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Gasdichtung
zwischen einer Welle und einem die Welle im Abstand umgebenden Gehäuse, wobei· sich die Welle normalerweise
nur in einer Richtung dreht und die Dichtung die Form eines Ringes hat, der locker in dem Gehäuse liegt und
die Welle eng umgibt. Die Erfindung betrifft ferner eine Dichtungsanordnung mit einer Dichtung und einem
die Dichtung tragenden und die drehbare Welle umgebenden Gehäuse.
Es sind bereits zahlreiche Dichtungen zur Abdichtung einer drehbaren Welle und einem die Welle umgebenden
Gehäuse bekannt, die beispielsweise das Eindringen von Fremdkörpern aus dem Bereich außerhalb des Gehäuses in
die Dichtung verhindern. Eine wirksame Dichtung ist insbesondere erforderlich, um ein Wellenlager in einem
Gehäuse vor Zerstörung zu schützen. Dabei dient die Dichtung außerdem zur Verhinderung von Schmiermitteloder
Flüssigkeitsaustritt aus dem Gehäuse.
130023/0619
Eine hierzu geeignete, bekannte Dichtung, die in dem Gehäuse montierbar und um die Welle legbar ist, besteht
aus nachgiebigem Material, beispielsweise natürlichem oder künstlichem Elastomeren. Diese Dichtungen können
langsam laufende Wellen wirksam abdichten, bei höheren Drehzahlen erhöht sich jedoch der Verschleiß der Dichtung
und der Welle. Für sehr hohe Drehzahlen, also 10.000 U/Min, ist eine in einem Gehäuse untergebrachte
Dichtung zweckmäßig, die die Welle nicht berührt, diese jedoch mit einem sehr kleinen Abstand umgibt. Eine
derartige bekannte Dichtung hat eine gewisse axiale Ausdehnung und weist eine Vielzahl von kreisförmigen
Rippen an ihrer Innenfläche auf, die in entsprechend geformte Nuten der Welle eingreifen, diese jedoch nicht
berühren. Eine derartige Dichtung wird als Labyrinthdichtung bezeichnet. Die Dichtungswirkung einer Labyrinthdichtung
läßt sich noch dadurch verstärken, indem Luft oder Gas unter Druck an einer bestimmten Stelle
der Dichtung eingeblasen wird, so daß die Luft oder das Gas durch das von der Welle und der Dichtung gebildete
Labyrinth ausströmt und dadurch die Wahrscheinlichkeit des Eintretens von Fremdkörpern in das Labyrinth verringert.
Die bekannten Labyrinthdichtungen haben jedoch verschiedene Nachteile. So muß die Dichtung mindestens zweitei-
130023/0619
ORfQiMAL INSPECTED
— ο — ■
lig hergestellt werden, um auf der Welle montierbar zu
sein. Dies bereitet jedoch Fertigungs- und Montageschwierigkeiten.
Die Fertigung den Dichtung ist kritisch und muß innerhalb enger Toleranzen erfolgen. Auch
das Einstechen der Nuten in die Welle bereitet Schwierigkeiten. Die Dichtung muß ferner starr im Gehäuse
montiert sein, um die Welle an keiner Stelle zu berühren und da außerdem die Abstände so klein wie möglich
zu halten sind, muß die Welle sehr genau zentrisch laufen. Es ist praktisch keine Exzentrizität zulässig.
Weitere Schwierigkeiten liegen in der Zufuhr von Druckluft oder Druckgas, die außerdem den erforderlichen
Geräteaufwand erhöhen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Gasdichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Gasdichtung
zu schaffen, welche die beim Stand der Technik auftretenden Nachteile vermeidet.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale. Die erfindungsgemäße
Dichtung hat somit die Form eines Ringes, der einen Schlitz aufweist, so daß eine Dehnung in Umfangsrichtung
erfolgen kann. Die Innenfläche des Ringes ist so geformt, daß sie in bezug auf die Welle eine Rampenfläche
bildet, wodurch bei in das Gehäuse eingesetztem
130023/0619
und die Welle umgebendem Ring ein Spalt zwischen der
Innenfläche des Ringes und der Welle gebildet ist, der
sich von einem Maximalwert an einer ersten Stelle zu einer zweiten Stelle hin verkleinert, die in Richtung
der normalen Drehung der Welle im Winkelabstand zur ersten Stelle liegt und an der der Ring die Welle
beruht, so daß bei sich mit hinreichender Geschwindigkeit drehender Welle Gas von der Welle in den Spalt
transportiert wird und den Ring in Umfangsrichtung aufweitet,
so daß der Ring auch an der zweiten Stelle von der Welle abgehoben wird.
Dadurch wird erreicht, daß bei in ein Gehäuse eingesetztem erfindungsgemäßen Dichtungsring, der eine sich
nur in einer Richtung mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit drehende Welle umgibt, die also mit Drehzahlen
von mehr als 10.000 U/Min, läuft, eine Gasdichtung gebildet wird, die das umgebende Gas, und zwar
üblicherweise Luft, als Dichtungsmittel heranzieht, wobei der Ring die Welle nicht berührt. Statt dessen
liegt ein Gasfilm zwischen der Welle und dem Ring vor, der durch die Wellendrehung aufrechterhalten wird und
den Dichtungsring von der Welle abgehoben hält. Es sind keine Einrichtungen für die Zufuhr von Druckgas zur
Dichtung erforderlich, da sich der Gasfilm durch die Drehung der Welle selbst bildet. Obgleich das im Be-
130023/0619
reich der Dichtung vorliegende Gas üblicherweise Luft
ist, kann auch jedes andere Gas oder jede andere Gasmischung hierfür verwendet werden. Aus Gründen der Einfachheit
wird im folgenden jedoch nur von einem Luftfilm gesprochen, worunter alle Arten von Gasen fallen.
Um sicherzustellen, daß die Dichtung im Betrieb richtig arbeitet, muß die Rampenfläche richtig ausgebildet
sein. Ein typischer Maximalwert für den Luftspalt liegt in der Größenordnung von etwa 0,127 mm, obgleich sich
auch vorteilhafte Ergebnisse mit Maximalwerten im Bereich von etwa 0,050 bis etwa 0,076 mm erzielen ließen.
Es ist klar, daß der Maximalwert sowie die Bogenlänge der Rampenfläche und damit der "Winkel" des sich verjüngenden
Luftspaltes von einer Vielzahl von Faktoren abhängt, wozu der Durchmesser der Welle, die axiale
Ausdehnung der Dichtung, die Oberflächenbearbeitung der Welle und des Dichtungsringes, die Lufttemperatur in
der Umgebung der Dichtungsstelle usw. gehören. Bei nur einer Rampenfläche soll diese vorzugsweise eine Winkelerstreckung oder eine Bogenlänge von etwas weniger als
2fT Radian haben. Bei drei oder vier Rampenflächen sind
deren bevorzugte Längen geringer als.2TT/3 Radian bzw.
1Γ/2 Radian. Welche Anzahl von Rampenflächen auch immer
gewählt ist, der Ringspalt ist so an eine Stelle des Dichtungsringes zu legen, daß er nicht in einem Bereich
130023/0619
von vermindertem Abstand verläuft, also nicht eine Rampenfläche durchsetzt.
Die Innenfläche des Dichtungsringes läßt sich auf verschiedenste Weise zur Bildung der Rampenflächen herstellen.
Beispielsweise wird die Innenfläche des Ringes zur Bildung der Rampenfläche gedreht. Im Falle einer Metalldichtung
kann diese auch aus einem Metallstreifen gewalzt werden, wobei während des Walzens die Walzen so
eingestellt werden, daß sie jede der Rampenflächen des fertigen Ringes formen. Eine weitere Möglichkeit der
Herstellung liegt mit Ausnahme des Falles mit einer Rampenfläche darin, die zwei benachbarten Enden des
Ringes im Bereich des Schlitzes in entgegengesetztem Sinne abgestuft auszubilden, so daß ein Endbereich den
anderen überlappt. Durch richtige Abstimmung der radialen Dicke der abgestuften Endbereiche entsteht eine
Rampenfläche in einem Ring von im wesentlichen konstanter radialer Dicke: die Dicken der Endbereiche sollen
so bemessen sein, daß obgleich die Innenfläche der Dichtung im Bereich des Schlitzes unterbrochen ist, am
radial äußeren Ende, welches das radial innere Ende überlappt und in bezug auf die Innenfläche des radial
inneren Endes um eine Größe nach außen versetzt ist, die der erforderlichen maximalen Spaltgröße entspricht.
130023/0619
ORIGINAL INSPECTED
I12.
Bei abgestuften Enden müssen diese zur Ausdehnung in
Umfangsnichtung aufeinander gleiten können. Um eine freie Gleitbewegung zuzulassen, liegt in einer Ausführung
eine Rolle zwischen den beiden Enden, wodurch ein Endbereich am anderen abrollt. Die Rolle ist entweder
frei eingesetzt oder in einem Käfig untergebracht, um
ihre Lage beizubehalten. Eine weitere Möglichkeit für die Halterung der Rolle besteht in einer V-förmigen Nut
in einem der Endbereiche, die sich parallel zur Achse der Dichtung erstreckt. In jedem Fall muß jedoch die
Dicke der Endbereiche so gewählt sein, daß der erforderliche Luftspalt aufrechterhaltbar ist.
In einer anderen Ausführung hat der Dichtungsring anstelle der abgestuften Enden einen einfachen, radial
verlaufenden Schlitz, wobei die beiden Ringenden aneinanderstoßen,
sich bei einer Ausdehnung des Ringes jedoch voneinander trennen. Dieser Schlitz kann in einer
anderen Ausführung unter einem Winkel zu einer Radialebene verlaufen, wobei die Enden aber wieder aneinanderstoßen.
Diese Ausführungen, und zwar einschließlich der Ausführung mit den abgestuften Enden, lassen sich bei
Dichtungen verwirklichen, deren Rampen nicht durch Einstellung der Dicke der sich überlappenden Endbereiche
erfolgt.
130023/0819
Es wird darauf hingewiesen, daß der erfindungsgemäße
Dichtungsring locker in das Gehäuse eingesetzt wird, um sich dicht um die Welle anzulegen. Dadurch wird nicht
nur vermieden, daß der den Ring aufnehmende Teil des
Gehäuses sehr genau zu fertigen ist, sondern es wird auch eine gewisse Exzentrizität der Welle zugelassen.
Da der Ring im Gehäuse jedoch nicht festgehalten wird,
sind vorzugsweise Einrichtungen vorgesehen, die ein Drehen des Ringes im Gehäuse verhindern. Hierzu dient
beispielsweise ein im Gehäuse montierter Keil, der in
eine entsprechende Nut des Ringes ragt und damit dessen Drehung trotz der Drehung der Welle verhindert. In
manchen Fällen kann eine Drehung des Dichtungsringes jedoch nicht verhindert werden. Dieser dreht sich dann
mit der Welle bei kleineren Drehzahlen mit, bei zunehmenden Drehzahlen stellt sich jedoch ein Unterschied
zwischen der Wellengeschwindigkeit und der Ringgeschwindigkeit ein, bis ein Luftfilm gebildet ist, der den
Ring vollständig von der Welle abhebt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Reibung zwischen dem Dichtungsring und
der Welle viel geringer als zwischen dem Ring und dem Gehäuse, so daß er aufhört, sich mitzudrehen, wodurch
der Luftspalt aufrechterhalten wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Dichtungsanordnung
für eine sich normalerweise nur in eine Richtung drehende Welle geschaffen, wobei ein Gehäuse
130023/0619
ORIGINAL INSFECTED
die Welle mit Abstand umgibt und ein zuvor beschriebener Dichtungsring die Abdichtung von Welle und Gehäuse
bewirkt. Das Gehäuse weist eine Vertiefung auf, in der der die Welle umgebende Dichtungsring sitzt. Die Vertiefung
ist so geformt, daß sich der Ring in einer Radialebene der Welle verschieben kann, wodurch dieser eng um
die Welle anliegt und bei zumindest einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit eine Luftdichtung bildet.
Vorzugsweise ist die Vertiefung in axialer Richtung nur geringfügig breiter als der Dichtungsring, so daß dieser
gegen axiale Verschiebung gehalten wird, sich jedoch in radialer Richtung frei bewegen kann. Für eine
Welle mit verhältnismäßig großer Exzentrizität sowie einem möglichen Fehlen an Konzentrizität zwischen der
Vertiefung des Gehäuses und der Welle soll sich der Dichtungsring in radialer Richtung um mindestens
1,5875 mm aus einer Mittellage verschieben lassen.
Vorzugsweise ist das Gehäuse mit Einrichtungen versehen, die ein Drehen des Dichtungsringes verhindern,
beispielsweise ein in eine Nut des Dichtungsringes eingreifender Keil.
Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtung zwischen einer sich in einem Gehäu-
130023/0619
se drehenden Welle, welches die Welle mit Abstand umgibt, wobei ein zuvor beschriebener Dichtungsring in
das Gehäuse eingelegt wird und die Welle eng umgibt. Ein Luftfilm wird zwischen dem Dichtungsring und der
Welle durch Luft gebildet, die bei einer Drehung der Welle um die Welle in Richtung des sich verjüngenden
Spaltes zwischen der Rampenfläche des Dichtungsringes
und der Welle gezogen wird. -Dieser Luftfilm dehnt den Dichtungsring in Umf angsrichtung aus und hebt ihn von
der Welle ab.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin,
daß keine Hilfseinrichtungen wie beispielsweise eine Druckluftquelle erforderlich sind und daß unter
der Voraussetzung eines richtig ausgebildeten Dichtungsringes und einer sich mit einer Mindestgeschwindigkeit
in Richtung des sich verjüngenden Luftspaltes zwischen der Rampenfläche des Dichtungsringes und der Welle
drehenden Welle die Dichtung im wesentlichen reibungslos ist und sich selbst erhält. Der Mindestspalt zwischen
dem Dichtungsring und der Welle ist selbst bei vollständig von der Welle abgehobenem Dichtungsring nur
sehr klein und beträgt üblicherweise wenige Mikrometer, so daß die Wahrscheinlichkeit für das Durchtreten von
Fremdkörpern durch die Dichtung sehr gering ist.
130023/0619
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Schemaansicht einer Welle mit Gehäuse und Dichtungsring;
Fig. 2 eine vergrößerte Stirnansicht des Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 1;
Fig. 3 Einzelheiten einer anderen Ausführung des Dichtungsringes gemäß Fig. 2;
Fig. 4 eine Stirnansicht einer zweiten Ausführung des Dichtungsringes; und
Fig. 5 eine Stirnansicht einer dritten Ausführung des Dichtungsringes.
Fig. 1 zeigt eine Welle 10, die zur Drehung in Richtung
eines Pfeiles A in nicht dargestellten Lagern gelagert ist. Die Welle 10 liegt teilweise in einem Gehäuse 11,
das einen nach innen gerichteten Flansch 12 aufweist. Der Flansch 12 bildet eine kreisförmige Bohrung 13,
deren Rand im Abstand zur Welle 10 liegt. An dem Flansch 12 ist beispielsweise von Nieten 14 ein Tragelement
15 befestigt, das eine im wesentlichen rechteckige Vertiefung 16 bildet, die sich um die Welle 10
130023/0619
erstreckt und dieser zugewandt ist. Ein Dichtungsring 17 sitzt in der Vertiefung 16 und bildet eine Luftdichtung
zwischen dem Gehäuse 11 und der Welle 10, wenn sich die Welle 10 mit einer Mindestdrehzahl in Richtung
des Pfeiles A dreht.
Der Dichtungsring 17 ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Er hat die Form eines Ringes, beispielsweise
aus Federmetall wie Bronze und ist an der Stelle 18 geschlitzt. Die beiden Enden 19 und 20 des Ringes sind
in umgekehrter Weise abgesetzt, so daß sie einander in der dargestellten Weise überlappen. Auf diese Weise
kann sich der Ring 17 in Umfangsrichtung ausdehnen,
wobei die beiden Enden 19 und 20 relativ zueinander verschoben werden. Die radiale Dicke des radialen inneren
Endes 19 und die radiale Dicke des radialen äußeren Endes 20 sind zweckmaßigerweise so gewählt, daß der
Radius der Innenfläche 21 des Ringendes 19 kleiner ist als der Radius der Innenfläche 22 des Ringendes 20, und
zwar um einen festen, vorgegebenen Betrag, nämlich beispielsweise 0,0635 bis 0,076 mm.
Wenn der Dichtungsring 17 gemäß Fig. 1 in das Gehäuse 11 eingesetzt ist, dann liegt die Innenfläche 21 des
Ringendes 19 auf der Welle 10, während die Innenfläche 22 des Ringendes 20 um einen festen Betrag im Abstand
130023/0619
zur Welle 10 liegt, der durch eine zweckmäßige Auswahl
der radialen Dicken der Ringenden 19 und 20 im Überlappungsbereich
bestimmt ist. Da der Ring 17 im wesentlichen kreisförmig ist und das Ringende 20 im Abstand
zur Welle 10 liegt, während das Ringende 19 die Welle 10 berührt, bildet die Innenfläche des Ringes von der
Innenfläche 22 zur Innenfläche 21 eine Rampe in bezug auf die Welle 10, wobei der Abstand von der Innenfläche
des Ringes 17 zur Welle 10 von einem Maximalwert bis auf Null während der normalen Drehung der Welle 10 in
Richtung des Pfeiles A abnimmt.
Gemäß Fig. 2 ist die Umfangslänge des radial äußeren abgestuften Ringendes 20 geringer als die Umfangslänge
des radial inneren abgestuften Ringendes 19, so daß eine Ausnehmung 23 zwischen dem freien Ende des äußeren
Ringendes 20 und dem übrigen Teil des Ringes 17 gebildet ist. Im Gehäuse 11 ist ein Keil 24 montiert, der in
die Ausnehmung 23 ragt und dadurch eine Drehung des Ringes 17 verhindert.
Im Betrieb und bei Drehung der Welle 10 in Richtung des Pfeiles A mit wenigstens einer Mindestgeschwindigkeit
wird Luft aus der Umgebung des Ringes um die Welle geführt und aufgrund des Reduzierabstandes zwischen der
Ringinnenfläche des Ringes 17 und der Welle 10 entsteht
130023/0619
ein Luftfilm zwischen dem Ring 17 und der Welle 10, der
diesen gänzlich von der Welle 10 abhebt. Dieser Film hat üblicherweise eine Dicke in der Größenordnung von
2,5,um und obgleich die zur Bildung eines solchen Spaltes
erforderliche Umfangsausdehnung minimal ist, erfolgt
diese Ausdehnung durch Relativverschiebung der abgesetzten Ringenden 19 und 20. Durch eine Bewegung
des Ringes 17 in der Radialebene, und zwar durch Verschiebung innerhalb dieser Ebene im Tragelement 15 läßt
sich eine Exzentrizität der laufenden Welle ausgleichen.
Soll insbesondere im Falle einer zwischen einem feststehenden Gehäuse und einer sehr schnell laufenden Welle
von typischerweise nicht weniger als 10.000 U/Min, eine Dichtung gebildet werden, dann wird der Ring zweckmäßigerweise
aus einem anderen Material als Metall hergestellt, beispielsweise aus Keramik, die sich innerhalb
verhältnismäßig enger Grenzen in der gewünschten Weise nachgiebig verformen kann. Eine andere Möglichkeit
liegt darin, den Metallring mit einer verschleißfesten Beschichtung zu versehen, beispielsweise mit
einer Chrombeschichtung, um den Verschleiß während des
Anlaufens der Welle und noch vor der Bildung einer Luftdichtung minimal zu halten, da Verschleiß die Bildung
des Luftfilmes zwischen dem Dichtungsring und der Welle zunichte machen kann.
130023/0619
Fig. 3 zeigt Einzelheiten einer anderen Ausführung der
in Fig. 2 allgemein dargestellten Erfindung. In dieser Weiterbildung liegt eine Rolle 25 zwischen den beiden
abgesetzten Ringenden 19 und 20 des Dichtungsringes 17. Die Rolle 25 ist in eine parallel zur Ringachse in der
Innenfläche des abgesetzten äußeren Ringendes 20 verlaufende Nut 26 eingelegt. Diese Rolle 25 verringert
die Reibung zwischen den beiden Ringenden 19 und 20 auf
einen minimalen Wert und erleichtert dadurch die freie Relativverschiebung der beiden Ringenden bei der Umfangsausdehnung
des Ringes während der Luftfilmbildung,
die den Ring von der Welle 10 abhebt.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung der in Fig. 1 dargestellten Dichtung. Diese Dichtung 27 ist in einer
Radialebene bei 28 geschlitzt, wobei die beiden radialen Stirnflächen des Ringes 27 bei entspanntem Ring
einfach aneinanderstoßen. In eng um die Welle 10 gelegtem Zustand können die beiden Stirnflächen je nach
Erfordernis einen Abstand zueinander aufweisen, der dazwischen einen Spalt freiläßt. In die Innenfläche des
Ringes sind vier im Abstand zueinander liegende, jedoch ähnliche Rampenflächen 29 eingearbeitet, die jeweils
etwa ΤΓ/2 Radian lang sind. Jede Rampenfläche 29 bildet zusammen mit der Welle 10 einen Spalt, der von einem
Maximalwert von 0,0635 mm bis auf 0 abnimmt. Befindet
130023/0619
sich der Ring 27 in dem in Fig. 4 dargestellten, entspannten Zustand, dann berührt er die Welle 10 mit
seinen beiden Enden an jeder Seite des Spaltes 28 sowie an drei Zwischenstellen. Dreht sich hingegen die Welle
in Richtung des Pfeiles A, dann wird der Ring 17 durch
die Bildung eines von den vier Rampenflächen 29 erzeugten
Luftfilmes von der Welle 10 abgehoben, wobei die Luft durch die Drehung der Welle innerhalb der von den
Rampenflächen 29 gebildeten Spalte um die Welle geführt
wird.
Ebenso wie bei der Ausführung gemäß Fig. 2 dient ein
Keil 30 zur Verhinderung eines Drehens des Dichtungsringes
27. Der Keil 30 ist im Gehäuse 11 befestigt und in eine im Ring 27 vorgesehene Ausnehmung eingesetzt.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführung des Dichtungsringes 32, die im allgemeinen der Ausführung gemäß Fig.
4 ähnelt, jedoch unterschiedlich geformte vier Rampenflächen 33 aufweist. Bei der Ausführung gemäß Fig. 4
sind die Rampenflächen 29 auf einer Drehbank hergestellt, während sie bei der Ausführung gemäß Fig. 5
während des Walzens eines Metallstreifens zu seiner endgültigen Form hergestellt werden. Dies erfolgt durch
richtige Einstellung des Abstandes der den Streifen zu einem Dichtungsring 32 formenden Walzen. Die freien
130023/0619
Claims (1)
- Ans.prUcheCl .JGasdichtung zum Abdichten eines Gehäuses, das eine normalerweise nur in einer Richtung drehbare Welle im Abstand umgibt, in Form eines Ringes, den lose in das Gehäuse eingelegt ist und die Welle eng umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (17, 27) einen eine Umfangsausdehnung zulassenden Spalt (18, 28) aufweist, und daß die Innenfläche des Ringes (17, 27) zur Bildung von mindestens einer Rampenfläche (29) in bezug auf die Welle (10) geformt ist, wodurch bei zum Umgeben der Welle (10) in das Gehäuse (11) eingelegtem Ring (17, 27) der Spalt zwischen der Innenfläche des Ringes (17, 27) und der Welle (10) von einem Maximalwert an einer ersten Stelle13.0 023/061«ORiGWAL INSPECTEDdes Ringes zu einer- im Winkelabstand in Richtung der normalen Drehung der Welle liegenden zweiten Stelle abnimmt, an der der Ring (17, 27) die Welle (10) berührt, so daß bei Drehung der Welle (10) bei hinreichend hoher Geschwindigkeit in dem Spalt Gas um die Welle geführt wird, den Ring (17, 27) in Umfangsrichtung dehnt und ihn an der zweiten Stelle von der Welle (10) abhebt.2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (17, 27) derart vorgeformt ist, daß der Maximalwert des Spaltes an der ersten Stelle nicht größer als im wesentlichen 0,0127 mm ist.3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (17, 27) derart vorgeformt ist, daß der Maximalwert des Spaltes an der ersten Stelle im Bereich von 0,050 bis 0,076 mm liegt.4. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Umfangsausdehnung des Ringes (17, 27) zulassende Spalt (18, 28) in Bezug auf den Bereich der Rampenflächen (29) versetzt ist.5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (28, Fig. 4) nicht mehr130023/0619als vier einzelne Rampenflächen (29) aufweist, vondenen jede eine Winkelerstreckung von weniger als 2IT/n Radian hat, worin η die Anzahl der einzelnen Rampenflächen (29) ist.6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (17, Fig. 1 und 2) lediglich eine Rampenfläche und zwei benachbarte Ringenden (19, 20) an der Stelle des Ringspaltes(18) aufweist, die in umgekehrter Weise abgestuft sind, wobei ein Ringende (20) das andere Ringende(19) überlappt.7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Dicken der abgestuften Ringenden (19, 20) auf vorbestimmte Werte eingestellt sind, um dadurch die Rampenfläche zu bilden, wobei die Innenfläche der Dichtung am Ringspalt (18) unterbrochen ist.8. Dichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Ringenden eine Rolle (25, Fig. 3) eingelegt ist, wodurch sich ein Teil in bezug auf das andere bei einer Umfangsausdehnung des Ringes leichter verschiebbar ist.130023/06199. Dichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ringende mit einer V-förmigen Nut (26) für die Aufnahme der Rolle (25) versehen ist, welche sich parallel zur Achse der Dichtung erstreckt.10. Dichtungsan&rdnung einer im Normalbetrieb nur in einer Richtung drehbaren Welle, die in einem die Welle mit Abstand umgebenden Gehäuse läuft und mit einem Dichtungsring nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Bildung einer Dichtung zwischen der Welle und dem Gehäuse versehen ist, wobei das Gehäuse eine Vertiefung aufweist, in der der Dichtungsring zum Umgeben der Welle untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (16, Fig. 1) eine Bewegung des Ringes (17) in einer Radialebene der Welle (10) zulassend geformt ist, wodurch dieser eng um die Welle (10) paßt und bei ihrer Drehung mit zumindest einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit eine Luftdichtung ergibt.11. Dichtungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (16) für die Aufnahme des Ringes (17) in axialer Richtung so breit ist, daß dieser sich zwar in radialer Richtung verschieben kann, in axialer Richtung aber weitgehend gehalten ist.130023/0619** - -it12. Dichtungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (16) im Gehäuse (11) so bemessen ist, daß der Ring (17) in radialer Richtung aus einer mittleren Stellung um mindestens 1,5875 mm verschiebbar ist.13. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (11) ein Keil (24) vorgesehen ist, der eine Drehung des Ringes (17) verhindert.14. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung zwischen einer sich in einem Gehäuse in einer Richtung drehenden Welle und dem die Welle mit Abstand umgebenden Gelräuse., dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtungsring gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 in eine Vertiefung (16) des Gehäuses (11) die Welle (10) eng umgebend eingesetzt wird, und daß zwischen dem Ring (17, 27) und der Welle (10) ein Luftfilm dadurch erzeugt wird, indem Luft bei einer Drehung der Welle (10) in Richtung des abnehmenden Luftspaltes zwischen einer oder mehrerer Rampenflächen (29) der Dichtung (17, 27) und der Welle (10) mit der Welle herumgeführt wird, wobei der Luftfilm den Ring (17, 27) in Umfangsrichtung aufweitet und diesen von der Welle (10) abhebt.130023/0619
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB7940578A GB2063385B (en) | 1979-11-23 | 1979-11-23 | Gas seals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3043617A1 true DE3043617A1 (de) | 1981-06-04 |
DE3043617C2 DE3043617C2 (de) | 1983-10-20 |
Family
ID=10509380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3043617A Expired DE3043617C2 (de) | 1979-11-23 | 1980-11-19 | Gasdichtung |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4331337A (de) |
DE (1) | DE3043617C2 (de) |
FR (1) | FR2470313A1 (de) |
GB (1) | GB2063385B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3201860A1 (de) * | 1981-01-31 | 1982-08-12 | Rolls-Royce Ltd., London | "beruehrungsfreie dichtung" |
DE4037949A1 (de) * | 1990-11-29 | 1992-06-04 | Eberhard Schreiter | Einrichtung zur ueberleitung von druckmedien von einem feststehenden gehaeuse auf eine rotierende welle |
DE102013206550A1 (de) * | 2013-04-12 | 2014-10-30 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Ventilanordnung |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2076935B (en) * | 1980-05-31 | 1984-07-25 | Rolls Royce | Seals |
GB2131895B (en) * | 1982-12-14 | 1986-04-23 | Rolls Royce | Improvements in or relating to seals |
DE3828363A1 (de) * | 1988-08-20 | 1990-02-22 | Mtu Muenchen Gmbh | Dichtungseinrichtung |
DE3839843C2 (de) * | 1988-11-25 | 1995-04-06 | Mtu Muenchen Gmbh | Wellendichtung für Turbomaschinen, insbesondere Gasturbinentriebwerke |
DE69922567T2 (de) * | 1998-04-01 | 2005-12-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Dichtungsanordnung für eine Gasturbine |
GB0317055D0 (en) * | 2003-07-22 | 2003-08-27 | Cross Mfg Co 1938 Ltd | Improvements relating to aspirating face seals and thrust bearings |
US7216871B1 (en) | 2004-05-04 | 2007-05-15 | Advanced Components & Materials, Inc. | Non-contacting seal for rotating surfaces |
BE1016462A3 (nl) * | 2005-02-23 | 2006-11-07 | Atlas Copco Aipower Nv | Verbeterde dichting voor persluchtinrichtingen. |
US20060249912A1 (en) * | 2005-05-05 | 2006-11-09 | Wilson Jack W Jr | Segmented air floating seal |
US20070172367A1 (en) * | 2006-01-26 | 2007-07-26 | Janocko David J | Flow restricting devices in pumps |
WO2008140451A1 (en) * | 2007-05-14 | 2008-11-20 | Rexnord Industries Llc | Non-contacting seal for rotating surfaces |
US8356972B2 (en) | 2008-12-10 | 2013-01-22 | Westinghouse Electric Company Llc | Thermally activated shutdown seals for rotatable shafts |
EP2361998A3 (de) * | 2010-02-19 | 2012-03-28 | Rolls-Royce plc | Verfahren zur Herstellung einer selbsttragenden Form aus Beschichtungsmaterial |
WO2013189502A1 (en) * | 2012-06-22 | 2013-12-27 | Scandinavian Micro Biodevices Aps | A method and a system for quantitative or qualitative determination of a target component |
US9206812B2 (en) | 2013-03-13 | 2015-12-08 | Westinghouse Electric Company Llc | Pump seal with thermal retracting actuator |
US9206791B2 (en) * | 2013-03-13 | 2015-12-08 | Westinghouse Electric Company Llc | Pump seal with thermal retracting actuator |
US9714644B2 (en) | 2013-03-13 | 2017-07-25 | Westinghouse Electric Company Llc | Thermal retracting actuator |
EP3027870B1 (de) * | 2013-08-02 | 2019-05-15 | United Technologies Corporation | Keildichtung mit drehschutz für gasturbinenmotor |
WO2016145564A1 (en) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | General Electric Company | Sealing system for a gearbox of a wind turbine |
US10215043B2 (en) * | 2016-02-24 | 2019-02-26 | United Technologies Corporation | Method and device for piston seal anti-rotation |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1243478B (de) * | 1965-04-21 | 1967-06-29 | Goetzewerke | Aufgeschnittener Dichtring mit verhakbaren Stossenden |
DE2135344A1 (de) * | 1971-07-09 | 1973-01-18 | Bbc Sulzer Turbomaschinen | Stopfbuechse fuer drehende wellen |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL23202C (de) * | ||||
US1280739A (en) * | 1915-06-03 | 1918-10-08 | John B Jameson | Piston-ring. |
FR723772A (fr) * | 1931-01-30 | 1932-04-14 | Napier & Son Ltd | Perfectionnements aux segments de pistons |
US2222922A (en) * | 1938-06-24 | 1940-11-26 | Donald D Wallace | Piston ring |
DE1037786B (de) * | 1953-08-19 | 1958-08-28 | Licentia Gmbh | Axialwellendichtung des Wellenbundes einer Generatorwelle gegenueber dem unter Gasdruck stehenden Gehaeuse |
US3001806A (en) * | 1954-10-14 | 1961-09-26 | Macks Elmer Fred | Seal |
CH397360A (de) * | 1961-11-28 | 1965-08-15 | Licentia Gmbh | Rotordichtung mit radial beweglichen Dichtringsegmenten, insbesondere bei Turbomaschinen |
DE1187874B (de) * | 1962-05-23 | 1965-02-25 | Licentia Gmbh | Beruehrungsfreie Wellendichtung fuer Turbomaschinen |
DE1814501A1 (de) * | 1968-12-13 | 1970-07-23 | Krupp Gmbh | Dichtungskonstruktion |
US3836216A (en) * | 1973-04-02 | 1974-09-17 | Avco Corp | Pressure balanced seal assembly |
GB1565018A (en) * | 1977-04-20 | 1980-04-16 | Rolls Royce | Gas turbine seals |
-
1979
- 1979-11-23 GB GB7940578A patent/GB2063385B/en not_active Expired
-
1980
- 1980-11-19 DE DE3043617A patent/DE3043617C2/de not_active Expired
- 1980-11-24 US US06/209,828 patent/US4331337A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-11-24 FR FR8024917A patent/FR2470313A1/fr active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1243478B (de) * | 1965-04-21 | 1967-06-29 | Goetzewerke | Aufgeschnittener Dichtring mit verhakbaren Stossenden |
DE2135344A1 (de) * | 1971-07-09 | 1973-01-18 | Bbc Sulzer Turbomaschinen | Stopfbuechse fuer drehende wellen |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3201860A1 (de) * | 1981-01-31 | 1982-08-12 | Rolls-Royce Ltd., London | "beruehrungsfreie dichtung" |
DE4037949A1 (de) * | 1990-11-29 | 1992-06-04 | Eberhard Schreiter | Einrichtung zur ueberleitung von druckmedien von einem feststehenden gehaeuse auf eine rotierende welle |
DE102013206550A1 (de) * | 2013-04-12 | 2014-10-30 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Ventilanordnung |
DE102013206550B4 (de) | 2013-04-12 | 2022-09-08 | Rolls-Royce Solutions GmbH | Ventilanordnung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3043617C2 (de) | 1983-10-20 |
FR2470313B1 (de) | 1983-12-02 |
FR2470313A1 (fr) | 1981-05-29 |
US4331337A (en) | 1982-05-25 |
GB2063385B (en) | 1983-06-22 |
GB2063385A (en) | 1981-06-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3043617A1 (de) | Gasdichtung | |
DE2631296A1 (de) | Endflaechendichtung | |
DE2364256A1 (de) | Druckmittelbetaetigte dichtung | |
DE3201860A1 (de) | "beruehrungsfreie dichtung" | |
DE2649939C2 (de) | ||
DE2830818C2 (de) | Einsetzbarer Bordring für ein Radialwälzlager | |
DE19881885C1 (de) | Nadellagerkäfig und Verfahren zu seiner Herstellung | |
EP0222692B1 (de) | Wälzlager | |
EP3332135B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines schrägrollenlagers | |
DE2504655C2 (de) | Dichtungsanordnung für relativ zueinander drehbare Teile | |
DE19740435A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Käfigs | |
DE1096133B (de) | Dichtung zwischen zwei im Verhaeltnis zueinander drehbaren Teilen | |
DE3607703C2 (de) | ||
WO2020173619A1 (de) | Axial-folienlager | |
DE3130760A1 (de) | Dichtungsanordnung | |
DE2424437A1 (de) | Kegelige huelse zum befestigen von maschinenelementen | |
DE2105761A1 (de) | Zylinderrollenlagerkafig | |
DE3901491C2 (de) | Angestellte Wälzlagerung in O-förmiger Anordnung und Verfahren zum Einsetzen einer derartigen Wälzlagerung | |
DE69402507T2 (de) | Pendelrollenlager | |
DE1254915B (de) | Kugel- bzw. Rollenlager | |
DE2931348C2 (de) | Radial-Zylinderrollenlager | |
DE2623590C3 (de) | Dichtungsanordnung für umlaufende oder gleitbewegliche Wellen | |
DE2929351A1 (de) | Dichtungsanordnung, insbesondere rotierende dichtung | |
DE2831183A1 (de) | Vollrolliges waelzlager | |
DE663790C (de) | Spurgleitlager mit Fluessigkeitsschmierung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8181 | Inventor (new situation) | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: STOLBERG-WERNIGERODE, GRAF ZU, U., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. SUCHANTKE, J., DIPL.-ING. HUBER, A., DIPL.-ING. KAMEKE, VON, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., 2000 HAMBURG SCHULMEYER, K., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANWAELTE, 2087 HASLOH |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |