DE4436744C1 - Stopfbuchsdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stopfbuchsdichtung, insbeson­ dere zur Spindelabdichtung in Armaturen, mit Stopfbuchs­ brille, Stopfbuchspackung, Federanordnung zur Vorspannung der Stopfbuchspackung und Spannschrauben, wobei die Stopf­ buchsbrille aus einem Flansch sowie einer die Stopfbuchs­ packung beaufschlagenden Hülse besteht und mit Hilfe der Spannschrauben an einem die Stopfbuchspackung auf nehmenden Gehäuse befestigbar ist. Eine solche Stopfbuchsdichtung ist beispielsweise aus US 5 171 022 und US 5 024 453 bekannt. Die Stopfbuchsbrille ist als einstückiges Bauteil ausge­ bildet.

Aus der Praxis ist es bekannt, zwischen dem Flansch der Stopfbuchsbrille und den Schraubenköpfen der Spannschrauben Kappen mit einliegenden Tellerfederpaketen anzuordnen. Die Kappen begrenzen den Stellweg der Federanordnung. Zwischen Kappen und Flansch ist ein Spalt vorhanden, der sich beim Anziehen der Spannschrauben und der damit einhergehenden Verkürzung der Tellerfederpakete schließt. Durch Verschleiß der Stopfbuchspackung verlagert sich die Stopfbuchsbrille zur Stopfbuchse hin. Dabei öffnet sich der Spalt zwischen den die Tellerpakete umschließenden Kappen und der Stopfbuchsbrille und zeigt so den eingetretenen Verschleiß an. Die bekannte Stopfbuchsdichtung ist nicht frei von Nachteilen. Montage und ordnungsgemäße Einstellung der Stopfbuchsdichtung, die aus einer Mehrzahl aufeinander abgestimmter Teile zusammengesetzt werden muß, kann nur von qualifizierten Fachkräften vorgenommen werden. Der Anfangsspalt zwischen Kappen und Stopfbuchsbrille muß unter Verwendung von Lehren sorgfältig eingestellt werden, damit einerseits eine für die Dichtfunktion erforderliche Mindestkraft auf die Stopfbuchspackung wirkt, andererseits eine die Stopfbuchspackung schädigende Überpressung nicht erfolgt. Die Gefahr einer Überpressung besteht dann, wenn die Spannschrauben soweit angezogen werden, daß die Kappen auf dem Flansch der Stopfbuchsbrille aufsetzen. In einem solchen Fall wirkt auf die Stopfbuchspackung eine nicht kontrollierbare und nicht abschätzbare Andruckkraft jenseits der erlaubten Höchstkraft.

Bei einer aus DE-AS 24 12 707 bekannten Stopfbuchsdichtung sind der Flansch und die Hülse der Stopfbuchsbrille als se­ parate, relativ zueinander bewegliche Bauteile ausgeführt. Die Federanordnung weist eine Druckfeder auf, die zwischen einer auf das Gehäuse auf schraubbaren Überwurfmutter und einem ringförmigen Schraubenträger angeordnet ist. In den Schraubenträger sind die Bolzenschrauben eingesetzt, welche den Flansch der Stopfbuchsbrille durchfassen. Die Überwurf­ mutter, der Schraubenträger und die Druckfeder bilden eine vormontierbare Baugruppe. Durch die zusätzlich erforder­ liche Überwurfmutter und den zusätzlich erforderlichen Schraubenträger ist die Stopfbuchsdichtung insgesamt kon­ struktiv aufwendig. Damit die Stopfbuchsdichtung montiert werden kann, muß das Gehäuse einen zylinderförmigen An­ schlußteil mit einem Außengewinde aufweisen, was einem uni­ versellen Einsatz der Stopfbuchsdichtung entgegensteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ohne besondere Fachkenntnisse montierbare Stopfbuchsdichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die Gefahr einer die Stopfbuchspackung schädigenden Überpressung durch Fehleinstellung wesentlich reduziert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Flansch und die Hülse als separate, relativ zueinander bewegliche Bauteile ausgeführt sind und die Federanordnung mindestens eine zwischen dem Flansch und der Hülse angeordnete Druckfeder aufweist, wobei der Flansch, die Hülse und die Druckfeder eine vormontierte, federelastische Baugruppe bilden. Die Druckfeder ist an ihrem einen Ende an dem Flansch, an ihrem anderen Ende an der Hülse abgestützt. Vorzugsweise enthält die Baugruppe eine bereits werksseitig vorgespannte Druckfeder. Die Vorspannung der Druckfeder ist einrichtbar durch Begrenzung des Stellweges in Entlastungs­ richtung der Druckfeder. Die werksseitig vorgenommene Einstellung der Federvorspannung richtet sich nach der für die Vorspannung der Stopfbuchspackung erforderlichen Mindestbrillenkraft und kann werksseitig sehr genau in Abhängigkeit von der Dichtungsgröße sowie des Packungswerk­ stoffes vorgenommen werden. Fehleinstellungen durch Montagefehler sind dadurch weitgehend ausgeschlossen.

Eine konstruktiv bevorzugte Ausführung der erfindungs­ gemäßen Stopfbuchsdichtung sieht vor, daß der Flansch an einem rückwärtigen Zylinderabschnitt der Hülse axial beweg­ lich geführt ist, wobei der Stellweg des Flansches durch ein an dem rückwärtigen Zylinderabschnitt angeordnetes An­ schlagelement begrenzt ist, und daß die Druckfeder unter Federvorspannung zwischen dem Flansch und einer Bundfläche der Hülse eingesetzt ist. In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, daß das Anschlagelement aus einer Spann­ mutter besteht, die gegen Verdrehen gesichert auf einem Außengewinde des rückwärtigen Zylinderabschnittes der Hülse angeordnet ist. Eine andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Anschlagelement von winkelförmig abge­ bogenen Ausklinkungen des rückwärtigen Zylinderabschnitts der Hülse gebildet ist.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, als Druckfeder eine Spiralfeder einzusetzen. Vorzugsweise besteht die Federan­ ordnung jedoch aus einem Federpaket aus ringförmigen, von einem Zylinderabschnitt der Hülse durchfaßten Tellerfedern. Bei dieser Ausführung mit einem integrierten Tellerfeder­ paket resultiert eine besonders geringe Bauhöhe der Anordnung.

Es liegt weiterhin im Rahmen der Erfindung, am Flansch einen Anzeigestift anzuordnen, der um den Federweg, der die maximal zulässige Brillenkraft erzeugt, über das Anschlag­ element hinausragt.

Die erfindungsgemäße Stopfbuchsdichtung ist als vormon­ tierte Baugruppe einfach handhabbar und montierbar. Durch Vorspannung der in der Baugruppe enthaltenen Druckfeder besteht die Möglichkeit, werksseitig bereits eine Mindest­ brillenkraft, welche an die Größe der Stopfbuchsdichtung sowie den Werkstoff der Stopfbuchspackung angepaßt ist, voreinzustellen. Eine Überpressung der Stopfbuchspackung ist kaum möglich, da beim Anziehen der Spannschrauben ein sich öffnender Spalt zwischen Flansch und Hülse sowie ein abnehmender Überstand eines Anzeigestiftes höhere Kräfte anzeigt und eine einfache und sichere Abschützung dieser Kräfte ermöglichen. Die in der Baugruppe integrierte Druckfeder, die vorzugsweise als Tellerfederpaket ausge­ führt ist, ermöglicht eine geringe Bauhöhe der Stopfbuchs­ dichtung, wobei trotz kompakter Bauweise große Federwege und eine günstige, weiche Federkennlinie verwirklicht werden kann. Das hat den Vorteil, daß bei einem Verschleiß von Hochleistungspackungen, die einen geringen Arbeits­ bereich besitzen, die Andruckkraft über den gesamten Arbeitsbereich nahezu konstant bleibt. Schließlich ist hervorzuheben, daß die Stopfbuchsdichtung universell beiallen Armaturenbauformen einsetzbar ist.

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

Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Stopfbuchsdichtung,

Fig. 2 die Ansicht AA in Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Stopfbuchsdich­ tung, ausschnittsweise und ebenfalls im Längs­ schnitt.

Die in den Figuren dargestellten Stopfbuchsdichtungen sind insbesondere für den Einsatz als Spindelabdichtungen in Armaturen bestimmt. Zum grundsätzlichen Aufbau der Stopf­ buchsdichtung gehören Stopfbuchsbrille 1, Stopfbuchspackung 2, Druckfeder 3 zur Vorspannung der Stopfbuchspackung 2 und Spannschrauben 4. Die Stopfbuchsbrille 1 besteht aus einem Flansch 5 sowie einer die Stopfbuchspackung 2 beaufschla­ genden Hülse 6 und ist mit Hilfe der Spannschrauben 4 an einem die Stopfbuchspackung 2 aufnehmenden Gehäuse 7 be­ festigbar.

Der Flansch 5 und die Hülse 6 der Stopfbuchsbrille 1 sind als separate, relativ zueinander bewegliche Bauteile ausge­ führt. Die Druckfeder 3 besteht aus einem Federpaket aus ringförmigen Tellerfedern 8, welches zwischen dem Flansch 5 und einer Bundfläche 9 der Hülse 6 unter Federvorspannung eingesetzt ist. Der Flansch 5 ist an einem rückwärtigen Zy­ linderabschnitt 10 der Hülse axial beweglich geführt, wobei der Stellweg des Flansches 5 in Entlastungsrichtung des Tellerfederpaketes 3 durch ein an dem rückwärtigen Zylin­ derabschnitt 10 angeordnetes Anschlagelement 11 begrenzt ist.

Die Hülse 6, das Tellerfederpaket 3 und der Flansch 5 sind durch das Anschlagelement 11 unverlierbar an mindestens zwei Stellen miteinander zu einem federnden Bauteil mit großem Arbeitsvermögen verbunden. Sie bilden eine vormontierte federelastische Baugruppe. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung besteht das Anschlagelement 11 aus einer Spannmutter 12, die gegen Verdrehen gesichert auf einem Außengewinde des rückwärtigen Zylinderabschnitts 10 der Hülse 6 angeordnet ist. Zur Drehsicherung ist eine mit der abzudichtenden Spindel 13 verbundene gezahnte Blechscheibe 14 vorgesehen. Ein Zahnelement 15 dieser Blechscheibe 14 ist umgebogen und greift in eine randseitige Ausnehmung der Spannmutter 12 ein. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist das Anschlagelement von winkelförmig abgebogenen Ausklinkungen 16 des rückwärtigen Zylinderabschnitts 10 der Hülse 6 gebildet. Dabei sind mindestens zwei, vorzugsweise diametral gegenüberliegende Ausklinkungen 16 vorgesehen, die einen Anschlagbund für den Flansch 5 definieren.

Werksseitig wird die Druckfeder 3 der erfindungsgemäßen Baugruppe vorgespannt, wobei mit Hilfe einer Kraft/Weg- Meßvorrichtung eine an die Größe der Stopfbuchsdichtung und an den Werkstoff der Stopfbuchspackung 2 angepaßte Mindestbrillenkraft einstellbar ist. In dieser Position erfolgt dann eine Blockierung des Federweges in Ent­ lastungsrichtung der Druckfeder durch Positionierung und Arretierung des Anschlagelementes 11. Die Montage der Stopfbuchsdichtung beschränkt sich dann darauf, daß die vormontierte Baugruppe mit Hilfe der Spannschrauben 4 an dem die Stopfbuchspackung 2 aufnehmenden Gehäuse 7 befestigt wird. Die Spannschrauben 4 werden dabei soweit angezogen, daß zwischen dem Anschlagelement 11 (12, 16) und dem Flansch 5 der Baugruppe sich ein Spalt von einigen Millimetern einstellt und den am Flansch 5 befestigten Anzeigestift 17 gerade bündig mit dem Anschlagelement abschließt. Mit zunehmendem Verschleiß der Stopfbuchs­ packung 2 reduziert sich dieser Spalt. Kommt der Flansch 5 schließlich an dem Anschlagelement 11 (12, 16) zur Anlage, so ist die werksseitig vorgegebene Mindestdruckkraft erreicht und ein Austausch der Stopfbuchspackung 2 erforderlich.

Claims (6)

1. Stopfbuchsdichtung, insbesondere zur Spindelabdichtung in Armaturen, mit
Stopfbuchsbrille,
Stopfbuchspackung,
Federanordnung zur Vorspannung der Stopfbuchspackung und
Spannschrauben
wobei die Stopfbuchsbrille aus einem Flansch sowie einer die Stopfbuchspackung beaufschlagenden Hülse besteht und mit Hilfe der Spannschrauben an einem die Stopfbuchspackung aufnehmenden Gehäuse befestigbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Flansch (5) und die Hülse (6) als separate, relativ zueinander bewegliche Bauteile ausgeführt sind und die Federanordnung mindestens eine zwischen dem Flansch (5) und der Hülse (6) angeordnete Druckfeder (3) aufweist, wobei der Flansch (5), die Hülse (6) und die Druckfeder (3) eine vormontierte, feder­ elastische Baugruppe bilden.

2. Stopfbuchsdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Flansch (5) an einem rückwärtigen Zylinderabschnitt (10) der Hülse (6) axial beweglich geführt ist, wobei der Stellweg des Flansches (5) durch ein an dem rückwärtigen Zylinderabschnitt (10) angeordnetes Anschlagelement (11) begrenzt ist, und daß die Druckfeder (3) unter Federvorspannung zwischen dem Flansch (5) und einer Bundfläche (9) der Hülse (6) eingesetzt ist.

3. Stopfbuchsdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anschlagelement (11) aus einer Spann­ mutter (12) besteht, die gegen Verdrehen gesichert auf einem Außengewinde des rückwärtigen Zylinderabschnittes (10) der Hülse (6) angeordnet ist.

4. Stopfbuchsdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anschlagelement (11) von winkelförmig abgebogenen Ausklinkungen (16) des rückwärtigen Zylinder­ abschnitts (10) der Hülse (6) gebildet ist.

5. Stopfbuchsdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Flansch (5) ein Anzeigestift (17) angeordnet ist, dessen Überstand über das Anschlag­ element (11) den Federweg der maximal zulässigen Brillen­ kraft angibt.

6. Stopfbuchsdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung aus einem Federpaket aus ringförmigen, von einem Zylinderabschnitt der Hülse (6) durchfaßten Tellerfedern (8) besteht.