DE3208584A1

DE3208584A1 - Wellenabdichtung

Info

Publication number: DE3208584A1
Application number: DE19823208584
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 6710 Frankenthal Hanagarth; Alois 6703 Limburgerhof Illy; Günther 6710 Frankenthal Ritter
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1982-03-10
Filing date: 1982-03-10
Publication date: 1983-09-22
Also published as: DE3208584C2

Description

Wellenabdichtung

Die Erfindung betrifft eine Wellenabdichtung, insbesondere für Winkelbewegungen ausführende Wellen von Absperrarmaturen, wobei ein die Welle umgebendes elastisches Dichtelement mit seinem einen Ende an der Welle und 'mit seinem anderen Ende am Gehäuse dicht befestigt ist und während der Schaltbewegung verdreht wird.

Bei Armaturen mit 90 Schwenkbereich der Welle, z.B. Klappen und Kugelhähne, eingesetzte kurzbauende Wellenabdichtungen, z.B. Packungsstopfbuchsen, weisen gewöhnlich Spalte auf, durch die das abzusperrende Medium nach außen dringen kann. Um dies zu verhindern ist es beispielsweise aus der DE-OS 20 15 042 bekannt, zur Abdichtung gewissermaßen einen Gummischlauch zu verwenden, welcher während der Schaltbewegung tordiert wird. Der Nachteil bei dieser Lösung ist die gezwungenermaßen lange Bauweise, welche eine unnötige Verteuerung der Armatur darstellt sowie Montageaufwand und -Schwierigkeiten an den Einspannstellen dieser Schlauchverbindung bedingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes, zuverlässiges Dichtelement für Armaturen mit ca. 90 Wellen-Verdrehung zu entwickeln, welches bei geringem Platzbedarf bei zuverlässiger Abdichtung einfach montiert werden kann.

-Ar-

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Dichtelement an den Einspannstellen mit integrierten, am Gehäuse und der Welle dichtend anliegenden Sitzelementen versehen ist und
scheibenförmig, blockförmig, scheibenförmig mit mehreren konzentrisch angeordneten Faltungen oder schlauchförmig ausgebildet ist. Diese Lösung ermöglicht eine zuverlässige Abdichtung bei kleinstem Raumbedarf. Die Sitzelemente erlauben eine einfache Montage des Dichtelementes als Patrone. Aufgrund der Faltung wird die axiale Erstreckung des Dichtelementes - bei gleichem Verdrehwinkel der Welle - entsprechend verringert. Im Falle der scheibenförmigen Gestaltung handelt es sich bei diesem Dichtelement um eine
Membran torsionsdichtung.

Eine Ausgestaltung der Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß das Dichtelement im Bedarfsfalle ein- oder beidseitig axiale Stützflächen aufweist, die als Stützringe, die an den gehäuse- oder wellenseitigen Sitzelementen oder am Gehäuse befestigt werden oder als gehäusefeste Flächen ausgebildet sind.

Eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß das Dichtelement mit

lose eingelegten Kragen oder mit losen oder ein- und/oder
aufvulkanisierten, sich in Richtung der abzudichtenden Wellenachse erstreckenden Abstützelementen versehen ist und daß die Kragen
oder Abstützelemente mit den Stützflächen fest verbunden sind oder lose auf ihnen oder durch entsprechende Gestaltung aufeinander

gleiten. Diese Stützflächen und Kragen schützen nicht nur die
tordierenden Falten gegen axiale Druckkräfte, sondern aufgrund
gewählter Materialien, Oberflächen- oder Zusatzstoffen bzw.-körpern können sie die Gleitreibung zwischen den sich verdrehenden Falten bzw. Falten und Kragen vermindern und somit eine Verringerung des Verstellmomentes und des Verschleißes bewirken. Es können geeignete Maßnahmen zur Kammerung der Zusatzstoffe bzw. -körper vorgesehen werden.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Kragen und die Abstützelemente ein- oder mehrteilig ausgebildet sind, wobei die Teilung radial und/oder axial erfolgt und aufeinander gleitende Teile aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Diese lassen sich somit leicht als Stanzteil bzw. aus Bandmaterial herstellen.

Zur besseren Drehmomentübertragung sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Sitzelemente mit in Richtung der Wellenachse verlaufenden axial kurzen Längsrillen versehen sind.

Bei der Mont age des Dichtelementes werden sich diese Rillen in das die Kraft einleitende Bauteil, z.B. die Welle, einschneiden und eine sicherere Momentübertragung gewährleisten. Aus Dichtheitsgründen werden sich diese Längsrillen natürlich nicht über die gesamte axiale Länge der Sitzelemente erstrecken.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die wellenseitige Einspannstelle des Dichtelementes kappenartig ausgebildet und das Ende der abzudichtenden Welle umhüllt und mit Momente übertragenden Mitteln versehen ist. Mittels dieser Maßnahme läßt sich eine nach außen hermetische Abdichtung erlangen.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß die gehäuse- oder wellenseitige Einspannstelle des Dichtelementes fester Bestandteil einer Gehäuseauskleidung oder einer Ummantelung eines Absperrgliedes ist. Dies ermöglicht bei ausgekleideten Armaturen eine leichtere Herstellung.

Auch die Kombination der beiden letztgenannten Ausgestaltungen ist möglich.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die

Fig. 1 ein Dichtelement mit axial versetzten Sitzelementen, die

Fig. 2 ein Dichtelement mit in einer Ebene liegenden

Sitzelementen, die

Fig. 3 ein Dichtelement mit einvulkanisierten Abstützelementen, die

Fig. 4 ein Dichtelement mit aufvulkanisierten Abstützelementen

und die

Fig. 5 ein in eine Auskleidung integriertes Dichtelement.

Die Fig. 1 zeigt ein axial sehr kurz bauendes scheibenförmiges Dichtelement 1 , das mit radial hintereinander angeordneten Falten versehen ist. Im Bereich der abzudichtenden Welle 2 erfolgt die Abdichtung zwischen dem Dichtelement 1 und der Welle 2 mittels eines Sitzelementes 3. Im Bereich des Gehäuses 4 erfolgt die entsprechende Abdichtung mit einem Sitzelement 5. Oberhalb des Dichtelementes 1 ist ein mit dem Sitzelement 5 verbundener Stutzring 6 angebracht, dessen kammartig ausgebildete Kragen in die Falten des Dichtelementes 1 hineinragen. Entsprechendes erfolgt auf der Unterseite des Dichtelementes, wobei an der wellenseitigen Einspannstelle der Stützring 8 mit seinen Kragen in die Falten des Dichtelementes eingreift und mit dem Sitzelement 3 verbunden ist. Die Kragen 7, 9 sind umlaufend und können aufgrund der gewählten Materialien, Oberflächen oder eingebrachter Zusatzstoffe die Gleitreibung zwischen den sich

verdrehenden Falten und den Kragen verhnindern. Die Kragen 7, können fest mit den Stützringen 6, 8 verbunden sein oder lose auf ihnen oder durch entsprechende Gestaltung aufeinander gleiten. Die Stützringe 6, 8 stützen die sich auf Torsion bewegenden Falten gegen Druckkräfte ab.

Die Fig. 2 zeigt ein Dichtelement 1, welches aufgrund einer größeren Anzahl von Faltungen eine kürzere axial Erstreckung hat. Die Sitzringe dieses Dichtelernentes liegen hier in einer axialen Ebene. Der Aufbau entspricht ansonsten dem der Fig. 1.

Die Fig.. 3 zeigt in einer anderen Ausführung ein axial kurzbauendes scheibenförmiges Dichtelement 1, welches mit den Sitzelementen 3,5 versehen und zwischen den Stützringen 6, 8 angeordnet ist. Das Dichtelement 1 selbst ist in der Art von Schwingmetallen aufgebaut und besteht aus elastischen Komponenten 10, die zwischen einvulkanisierten, sich in Richtung der abzudichtenden Wellenachse erstreckenden Abstützelementen 11 angeordnet sind. Bei dem Auftreten von Innendrücken stützt sich das Dichtelement gegen den Stützring 6 ab, im Falle eines Unterdruckes stützt es sich gegen den Stützring 8 ab. Dabei wird gleichzeitig das Verstellmoment verkleinert.

Eine ähnliche Ausführung zeigt die Fig.4, bei der anstelle von einvulkanisierten Teilen aufvulkanisierte, noppenförmige Abstützelemente 11 Anwendung finden. Hierbei kann es sich um Noppen, Teflonfolie, Gewebe, Elastomere mit Gewebeeinlage o.a. handeln.

Bei den Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 ist es auch ohne weiteres möglich, daß die Funktion des Stützringes 6 und/oder 8 von Flächen des Gehäuses 4 übernommen werden kann. Die Abstützelemente 11 können sowohl Einzelteile als auch ring- oder bandförmig ausgebildete Teile sein.

Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Dichtelement integraler Bestandteil einer Gehäuseauskleidung 12 ist und an der wellenseitigen Einspannstelle mit einem Sitzelement 3 versehen ist. Das Sitzelement 3 weist hier im Bereich seiner Anlagefläche eine sich etwa über seine halbe axiale Länge erstreckende Längsriffelung 13 auf. Dies dient zur Verkeilung auf der Welle 2 und bedingt eine Vergrößerung der Übertragungskräfte.

Claims

Klein, Schanzlin & Becker Aktiengesellschaft

Patentansprüche

. Wellenabdichtung, insbesondere für Winkelbewegungen ausführende Wellen von Absperrarmaturen, wobei ein die Welle umgebendes elastisches Dichtelement mit seinem einen Ende an der Welle und mit seinem anderen Ende am Gehäuse dicht befestigt ist und während der Schaltbewegung tordierend verdreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (1) an den Einspannstellen mit integrierten, am Gehäuse (4) und der Welle (2) dichtend anliegenden Sitzelementen (3, 5) versehen ist und scheibenförmig, blockförmig, scheibenförmig mit mehreren konzentrisch angeordneten Faltungen oder schlauchförmig ausgebildet ist.
2. WeUenabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (1) im Bedarfsfalle ein- oder beidseitig axiale Stützflächen aufweist, die als Stütz ringe (6, 8), die an den gehäuse- oder wellenseitigen Sitzelementen (3, 5) oder am Gehäuse befestigt werden oder als gehäusefeste Flächen ausgebildet sind.
3. Wellenabdichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (1) mit lose eingelegten Kragen (7, 9) oder mit losen oder ein- und/oder aufvulkanisierten, sich in Richtung der abzudichtenden Wellenachse erstreckenden Abstützelementen (11) versehen ist und daß die Kragen (7, 9) oder Abstützelemente (11) mit den Stützflächen fest verbunden sind oder lose auf ihnen oder durch entsprechende Gestaltung aufeinander gleiten.
4. Wellenabdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

die Kragen (7, 9) und die Abstützelemente (11) ein- oder mehrteilig ausgebildet sind, wobei die Teilung radial und/oder axial erfolgt und aufeinander gleitende Teile aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
5. Wellenabdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Sitzelemente (3, 5) mit in Richtung der Wellenachse verlaufenden axial kurzen Längsrillen (13) versehen sind.
6. Wellenabdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wellenseitige Einspannstelle des Dichtelementes (1 ) kappenartig ausgebildet und das Ende der abzudichtenden Welle umhüllt und mit Momente übertragenden Mitteln versehen ist.
7. Wellenabdichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gehäuse- oder wellenseitige Einspannstelle des Dichtelementes (1) fester Bestandteil einer Gehäuseauskleidung (12) oder einer Ummantelung eines Absperrgliedes ist.