DE3915978A1 - Stopfbuchse zum abdichten einer aus einem arbeitsraum austretenden welle, insbes. einer eine gehaeusewand durchdringenden drehklappenwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stopfbuchse zum Abdichten einer aus einem Arbeitsraum austretenden Welle, insbes. einer eine Gehäusewand durchdringenden Drehklappenwelle mit auf der Drehklappenwelle gelagerten Klappen zum Ab­ sperren und Regeln gasförmiger Medien in Kanälen mit großen Querschnitten, mit zumindest einer Brille, einer Gehäusebuchse, einer Dichtpackung und Zugschrauben für die in der Gehäusebuchse gegen die Dichtpackung anzieh­ bare Brille.

Bei Vorrichtungen zum Absperren und Regeln gasförmiger Medien insbes. hoher Temperatur mittels einer Drehklap­ penwelle in Kanälen großer Querschnitte besteht ein stän­ diges Problem darin, daß die Drehklappenwelle wechselnden Biegebeanspruchungen unterworfen wird. Diese Biegebean­ spruchungen resultieren aus Gas- und Massenkräften und pflanzen sich bis in das jeweils mittels der Stopfbuchse abgedichtete Wellenende fort. Daraus resultieren Wellen­ schiefstellungen bzw. Wellenausschläge im abgedichteten Wellenende, die aufgrund konstruktiver Ungenauigkeiten, welche sich bei Schweißkonstruktionen im allgemeinen nicht vermeiden lassen, noch gefördert werden. Jeden­ falls wird die Dichtpackung der das betreffende Wellen­ ende abdichtenden Stopfbuchse durch die Wellenschief­ stellungen bzw. -ausschläge erheblich beansprucht. Da es sich bei den bekannten Stopfbuchsen regelmäßig um starre Gehäusekonstruktionen mit Weichpackungen als Dichtpackung handelt, muß die Dichtpackung zwangsläufig die Wellen­ schiefstellungen bzw. -ausschläge kompensieren und wird dadurch wechselnden Deformationen unterworfen. Diese wechselnden Deformationen führen zu einer Beschädigung der Dichtpackung, die folglich ausgetauscht werden muß. Das ist zeit-, montage- und kostenaufwendig. - Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stopf­ buchse zum Abdichten einer Welle, insbes. einer Drehklap­ penwelle, der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche eine beschädigungsfreie Kompensation der Schief­ stellungen bzw. Ausschläge des abgedichteten Wellenendes gewährleistet und sich folglich durch erhöhte Funktions­ tüchtigkeit und Lebensdauer auszeichnet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsge­ mäßen Stopfbuchse dadurch, daß die Gehäusebuchse als radial bewegliche Buchse eingespannt ist und dazu Seiten­ flansche mit Bohrungen zum Hindurchführen der Zugschrau­ ben mit vorgegebenem radialen Bewegungsspiel aufweist, daß die Zugschrauben in einer an der Gehäusewand be­ festigten Grundplatte verankert sind und die Gehäuse­ buchse sowie die Dichtpackung gegen die Grundplatte ab­ gestützt sind, daß die Zugschrauben einen Bund mit gegen die Seitenflansche wirkenden Federn aufweisen, und daß die Dichtpackung als Hartpackung ausgebildet ist. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß eine Defor­ mation der als Hartpackung ausgebildeten Dichtpackung in­ folge Wellenschiefstellungen bzw. -ausschläge nicht länger eintritt, vielmehr die wechselnden Wellenbewe­ gungen über die formstabile Hartpackung auf die Gehäuse­ buchse übertragen und durch deren Radialbeweglichkeit kom­ pensiert werden. Die Radialbeweglichkeit der Gehäuse­ buchse auf der Grundplatte ist einerseits wegen des radialen Bewegungsspiels im Bereich der Zugschrauben ge­ währleistet, andererseits aufgrund der federelastischen Einspannung mittels der gegen die Seitenflansche wirken­ den Federn, welche die Gehäusebuchse zwar gegen die Grundplatte andrücken, jedoch mit einer derart einge­ stellten Federspannung, daß die Radialbeweglichkeit der Gehäusebuchse im Bereich ihrer Anlagefläche gegen die Grundplatte nicht blockiert wird, jedenfalls nicht im Zuge der Übertragung von Wellenschiefstellungen bzw. -ausschlägen über die formstabile Dichtpackung bzw. Hart­ packung. Im Ergebnis wird die Dichtpackung selbst nicht länger Deformationen unterworfen, so daß daraus resul­ tierende Beschädigungen vermieden werden. Im ganzen zeichnet sich die erfindungsgemäße Stopfbuchse durch er­ höhte Funktionssicherheit und Lebensdauer aus.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So empfiehlt die Erfindung, daß die Dicht­ packung Dichtungsringe aus Kunststoff-Fasern, z.B. Poly­ tetrafluoräthylen-Fasern, Keramik- oder Kohlefasern, auf­ weist. Dieser Werkstoff ist besonders formstabil und ver­ schleißfest. Man könnte daran denken, eine Metallpackung als Dichtpackung einzusetzen, die aus Metallringen be­ steht. Jedoch führen derartige Metallringe zu Beschädi­ gungen der Wellenoberfläche, aus denen wiederum Korro­ sionserscheinungen resultieren, die unbedingt vermieden werden müssen. Die Packungsringe können zwischen Metall­ scheiben kleineren Außendurchmessers angeordnet sein, um eine kompakte Dichtpackung zu erhalten, die auch beim Nachspannen durch die Brille nicht beschädigt wird. Außerdem kann die Dichtpackung unter Zwischenschaltung einer Dichtscheibe kleineren Durchmessers auf der Grund­ platte abgestützt sein, um auch in diesem Bereich Dicht­ wirkung zu erreichen. Die Grundplatte ist vorzugsweise unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Rohr­ stutzens mit der Gehäusewand verschweißt. Die Zwischen­ schaltung eines Rohrstutzens empfiehlt sich, wenn die Stopfbuchse von der betreffenden Gehäusewand distanziert werden soll. Bei Vorrichtungen zum Absperren und Regeln gasförmiger Medien wird die Gehäusewand regelmäßig von einem Lagerrahmen für die Drehklappenwelle bzw. Dreh­ klappenwellen gebildet. Nach einem Vorschlag der Erfin­ dung mit selbständiger Bedeutung ist vorgesehen, daß der Bund der Zugschrauben als jeweils Schraubenmutter und die Federn als Tellerfedern, z.B. Tellerfederpakete, ausge­ bildet sind. Dadurch läßt sich die radial bewegliche Ge­ häusebuchse mit einstellbarer Vorspannung einspannen bzw. gegen die Grundplatte andrücken. Jedenfalls läßt sich auf diese Weise die auf die Gehäusebuchse einwirkende Axial­ kraft derart einstellen bzw. begrenzen, daß die Radial­ beweglichkeit der Gehäusebuchse in dem erforderlichen Um­ fang gewährleistet ist. Weiter sieht die Erfindung vor, daß die Zugschrauben außerdem gegen die Brille wirkende Federn, ebenfalls Tellerfedern bzw. Tellerfederpakete, aufweisen, deren Federwirkung auch mittels Schrauben­ muttern einstellbar ist. Auf diese Weise läßt sich ein definiertes Nachpressen der Dichtpackung vornehmen. Die in der Grundplatte verankerten Zugschrauben sind zweck­ mäßigerweise in die Grundplatte eingeschraubt und mittels z.B. einer Kontermutter gesichert. - Endlich schlägt die Erfindung vor, daß die Brille als axial geteilte Brille ausgebildet ist und beide Brillenhälften mittels zur Wel­ lenachse orthogonaler Verbindungsschrauben miteinander verspannbar sind. Die geteilte Brille ist folglich radial von dem abgedichteten Wellenende abnehmbar bzw. aufsetz­ bar. Daraus resultiert eine erhebliche Montageerleich­ terung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Stopfbuchse in hälftigem Axialschnitt und

Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 nach einer Wellenschief­ stellung.

In den Figuren ist eine Stopfbuchse 1 zum Abdichten einer eine Gehäusewand 2 durchdringenden Drehklappenwelle 3 zum Betätigen von auf der Drehklappenwelle gelagerten Klap­ pen im Zuge des Absperrens und Regelns gasförmiger Medien hoher Temperatur in Kanälen mit großen Querschnitten dar­ gestellt. Diese Stopfbuchse 1 weist in ihrem grundsätz­ lichen Aufbau eine Brille 4, eine Gehäusebuchse 5, eine Dichtpackung 6 und Zugschrauben 7 für die in der Gehause­ buchse 5 gegen die Dichtpackung 6 anziehbare Brille 4 auf. Im Bereich der Brille 4 hat die abgedichtete Dreh­ klappenwelle 3 erhebliches Bewegungsspiel. Die Gehäuse­ buchse 5 ist als radialbewegliche Buchse eingespannt und weist dazu Seitenflansche 8 mit Bohrungen 9 zum Hin­ durchführen der Zugschrauben 7 mit vorgegebenem radialen Bewegungsspiel S auf. Die Zugschrauben 7 sind in einer an der Gehäusewand 2 befestigten Grundplatte 10 veran­ kert. Die Gehäusebuchse 5 und die Dichtpackung 6 sind gegen die Grundplatte 10 abgestützt. Die Zugschrauben 7 weisen einen Bund 11 mit gegen die Seitenflansche 8 wir­ kenden Federn 12 auf. Die Dichtpackung 6 ist als Hart­ packung ausgebildet und weist Packungsringe 13 aus ... (Werkstoffangabe) auf. Die Packungsringe 13 sind zwischen Metallscheiben 14 kleineren Außendurchmessers angeordnet. Die Dichtpackung 6 ist unter Zwischenschaltung einer Dichtscheibe 15 kleineren Außendurchmessers auf der Grundplatte 10 abgestützt. Die Grundplatte 10 ist nach dem Ausführungsbeispiel unmittelbar mit der Gehäusewand 2 verschweißt. Der Bund der Zugschrauben 7 ist als je­ weils Schraubenmutter 11 ausgebildet. Als Federn 12 fin­ den Tellerfedern, z.B. Tellerfederpakete, Verwendung. Die Zugschrauben 7 weisen außerdem gegen die Brille 4 wirkende Federn 16, z.B. ebenfalls Tellerfedern bzw. Tellerfederpakete, auf, deren Federwirkung mittels Schraubenmuttern 17 einstellbar ist. Die Zugschrauben 7 sind in die Grundplatte 10 eingeschraubt und mittels einer Kontermutter 18 gesichert.

Claims (9)

1. Stopfbuchse zum Abdichten einer aus einem Arbeitsraum austretenden Welle, insbes. einer eine Gehäusewand durch­ dringenden Drehklappenwelle mit auf der Drehklappenwelle gelagerten Klappen zum Absperren und Regeln gasförmiger Medien in Kanälen mit großen Querschnitten, mit zumin­ dest einer Brille, einer Gehäusebuchse, einer Dicht­ packung und Zugschrauben für die in der Gehäusebuchse gegen die Dichtpackung anziehbare Brille, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusebuchse (5) als radialbewegliche Buchse eingespannt ist und dazu Seitenflansche (8) mit Bohrungen (9) zum Hindurchführen der Zugschrauben (7) mit vorgegebenem radialen Bewe­ gungsspiel (S) aufweist, daß die Zugschrauben (7) in einer an der Gehäusewand (2) befestigten Grundplatte (10) verankert sind und die Gehäusebuchse (5) sowie die Dicht­ packung (6) gegen die Grundplatte (10) abgestützt sind, daß die Zugschrauben (7) einen Bund (11) mit gegen die Seitenflansche (8) wirkenden Federn (12) aufweisen, und daß die Dichtpackung (6) als Hartpackung ausgebildet ist.

2. Stopfbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtpackung (6) Packungsringe (13) aus Kunststoff- Fasern, z.B. Polytetrafluoräthylen-Fasern, Keramik- oder Kohlefasern, aufweist.

3. Stopfbuchse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Packungsringe (13) zwischen Metall­ scheiben (14) kleineren Außendurchmessers angeordnet sind.

4. Stopfbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtpackung (6) unter Zwischen­ schaltung einer Dichtscheibe (15) kleineren Außendurch­ messers auf der Grundplatte (10) abgestützt ist.

5. Stopfbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (10) unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Rohrstutzens mit der Ge­ häusewand (2) verschweißt ist.

6. Stopfbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund der Zugschrauben (7) als je­ weils Schraubenmutter (11) und die Federn (12) als Tel­ lerfedern, z.B. Tellerfederpakete, ausgebildet sind.

7. Stopfbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugschrauben (7) gegen die Brille (4) wirkende Federn (16), z.B. Tellerfedern bzw. Tellerfederpakete, aufweisen, deren Federwirkung mittels Schraubenmuttern (17) einstellbar ist.

8. Stopfbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugschrauben (7) in die Grund­ platte (10) eingeschraubt und mittels z.B. einer Konter­ mutter (18) gesichert sind.

9. Stoffbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Brille (4) als axial geteilte Brille ausgebildet ist und beide Brillenhälften mittels zur Wellenachse orthogonaler Verbindungsschrauben (19) miteinander verspannbar sind.