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Dichtung für Maschinen mit sichelförmigem Arbeitsraum Die wichtigste
Aufgabe bei Maschinen mit sichelförmigem Arbeitsraum besteht darin, die infolge
von Undichtigkeiten entstehenden Verluste an Betriebsstoff so klein als möglich
zu halten. Eine weitere Bedingung ist dadurch gegeben, daß die Anpressungen von
den zur Verwendung gelangenden Dichtleisten keine zu hohe Reibungsarbeit verursachen,
da sonst unzulässige Wärme erzeugt wird und hoher Kraftbedarf entsteht. Die bisher
bekannt gewordenen Lösungen dieser Aufgabe besitzen durchweg erhebliche Nachteile,
die den Betrieb dieser Maschinen unwirtschaftlich machen.
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In den weitaus meisten Fällen erfolgt die Seitendichtung bei diesen
Maschinen durch Dichtleisten, die im Kolben und Zylinder in formentsprechenden Nuten
geführt, an die Gegenfläche gepreßt werden und auf diese Weise ein Austreten des
Betriebsmittels aus dem Arbeitsraum verhindern sollen. Bei dieser Ausführung entsteht
ein Ringspalt, der es ermöglicht, daß das Betriebsmittel in der Umfangsrichtung
des Arbeitsraumes aus dem Druckraum in den Saugraum übertreten kann, so daß erhebliche
Verluste -durch das LTberströmen eintreten. Es ist zwar bekannt, die Dichtleiste
bis an den Arbeitsraum heranzuführen und den dann noch bestehenden Ringspalt durch
Querstege zu unterteilen, so daß ein direktes -Cfiberströmen nicht erfolgen kann.
Es treten bei den bekannten Ausführungen jedoch Nachteile auf, die durch die vorliegende
Neuerung aufgehoben werden sollen. Die Dichtungen waren bisher so beschaffen, daß
der jeweilig im Arbeitsraum herrschende Betriebsmitteldruck in der ganzen Spaltlänge
auf die Dichtleiste wirken konnte. Bei höheren Pressungen trat daher auch unzulässig
hohe Reibungsarbeit in Erscheinung, die dadurch umgangen werden sollte, daß auf
der dichtenden Fläche der Dichtleisten sogenannte Entlastungsnuten angeordnet wurden.
Aber auch hiermit sind erhebliche Nachteile verknüpft. Zunächst wird die Länge der
Dichtkanten ganz erheblich erhöht, dann entsteht aber durch jede der Entlastungsnuten
eine weitere Kammer, die mit Betriebsstoff von hohem Druck gefüllt ist und diesen
nach dem Saugraum fördert, wo er sich arbeitsverrichtend entspannt.
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Um auch in der Führungsnut eine Abdichtung der Dichtleiste zu erzielen,
werden zweckmäßig Packungen eingelegt, die durch besondere Spannringe an der Dichtleiste
zu= sammengepreßt werden. Auf diese Spannringe wirken dann die elastischen Mittel
wie Spiralfedern. Hierbei besteht der Übelstand. daß der Druck des elastischen Mittels
nicht mit genügender Sicherheit festgelegt werden kann, da die zwischen dem Spannring
und der Dichtleiste eingebettete Packung je nach der auf ihr ruhenden Pressung verschiedene
Stärken aufweist.
Die Neuerung besteht nun darin, daß die Anpressung
der Dichtleiste in ihrer Gesamtgröße genau von vornherein festgelegt werden kann.
Dies geschieht in der Weise, daß die Dichtleiste nicht in ihrer ganzen Länge, sondern
nur mit einzelnen Ansätzen in Zahnform bis an den Arbeitsraum herangeführt werden.
Die Ansätze greifen in entsprechende Aussparungen des Dichtleistenträgers, der demnach
mit den stehenbleibenden Vorsprüngen bis unmittelbar an die Gegenfläche heranreicht.
Der auf die Dichtleiste wirkende Druck, der vom Betriebsmittel ausgeht, kann also
nur auf eine Fläche wirken, die von der Zahnhöhe und Zahnlänge der Dichtleiste gegeben
ist. Durch zweckmäßige Wahl der Zahnlänge ist die Möglichkeit gegeben, den spezifischen
Druck auf die ganze Dichtfläche in solcher Höhe zu halten, die eine möglichst geringe
Reibungsarbeit verursacht und einen wirtschaftlichen Betrieb gewährleistet. Die
Überströmverluste von der Druckseite auf die Saugseite werden auf ein geringstes
Maß zurückgeführt, da keine Entlastungsnuten an der Dichtfläche erforderlich sind,
ferner wird die Länge der Dichtkante auf das kleinstmögliche Maß zurückgeführt.
Außerdem wird die Anordnung der elastischen Mittel;-wie Schraubenfedern u. dgl.,
so getroffen, daß sie unmittelbar auf die Dichtleiste wirken, ohne daß ihr ausgeübter
Druck erst über die Packungsringe in der Dichtleiste geführt wird.
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Auf der beiliegenden Zeichnung ist Abb, i ein Längsschnitt durch eine
beispielsweise gewählte Maschine, Abb.2 ein Ouerschnitt nach A-A der Abb. i, Abb.
3 ein Schnitt durch die Dichtleiste in vergrößertem Maßstab, Abb. q. desgleichen
mit perspektivischer Ansicht der Dichtung.
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In den Abbildungen bedeutet i den exzenterartig bewegten Kolben, der
durch den exzentrischem Teil der Welle 2, auf dem er drehbeweglich angeordnet ist,
angetrieben wird. Der innere Kolbenumfang gleitet auf dem äußeren Umfang des feststehenden
Hohlzylinders 3, der mit dem Deckel aus einem Stück besteht. Der sichelförmige Arbeitsraum
q. wird durch das Widerlager 6 in Saug- und Druckraum unterteilt. Die Maschine kann
als Verdichter, Pumpe oder auch als Kraftinaschine arbeiten. Beispielsweise sei
die Maschine als Pumpe angenommen; wird dann die Welle in Drehbewegung gesetzt,
so wird durch den einen Kanal des feststehenden Hohlzylinders das Fördermittel angesaugt
und durchi den Kanal auf der anderen Seite des Widerlagers nach der Verwendungsstelle
gedrückt. Die Abdichtung des Arbeitsraumes 4 gegen das Innere des Gehäuses 8 muß
an den Wänden 13 in radialer Richtung erfolgen, außerdem an der Berührungsstelle
7 des Kolbens i mit dem Hohlzylinder 3 in der Umfangsrichtung, damit ein Überströmen
aus dem Druckraum in den Saugraum verhindert wird.
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Zu diesem Zwecke wird in den Stirnseiten des Kolbens i und des Hohlzylinders
3 je eine Dichtleiste g in einer formentsprechenden Nut angeordnet. Diese Dichtleisten
sind derart ausgebildet, daß sie in der Umfangsrichtung Vorsprünge g' enthalten,
die durch die Dichtleistenträger bis an den Arbeitsraum hindurchgreifen und entsprechende
Aussparungen dieser Dichtleistenträger ausfüllen. Die Dichtleiste 9 erhält aus betriebstechnischen
Gründen eine bestimmte Federung, die durch irgendein elastisches Mittel, beispielsweise
Spiralfedern 17, erzeugt wird. Durch diese nicht vermeidliche Federung entsteht
ein Spalt rg zwischen den Zähnen g' der Dichtleiste 9 und dem Dichtleistenträger
3. Dieser Spalt ig gestattet -dem Betriebsmittel, den zugehörigen Druck auf die
Fläche des an der Dichtleiste angeordneten Zahnes g' zu übertragen; damit kann der
Dichtungsdruck auf beliebige Höhe gebracht werden.
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Ein zweckentsprechendes Mittel, den Dichtungsdruck so zu bemessen,
daß er unabhängig vom Betriebsmitteldruck der zulässigen Reibungsarbeit entspricht,
ist durch. die Wahl der Zahnbreite i, gegeben, die Breite i2 der Zahnlücke wird
durch konstruktive Maßnahmen bedingt und ist unabhängig von der Zahnbreite i, da
die im Spalt 23 zwischen Dichtleistenträger 3 Lind Gegenfläche 13 herrschende
Betriebsmittefspannung keinen zusätzlichen Druck auf die Dichtleiste in der Richtung
nach der Gegenfläche ausübt.
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Ein weiterer Druck auf die Gegenfläche wird durch die elastischen
Mittel, wie Schraubenfedern 17, hervorgerufen. Ur- die Teilfuge zwischen Dichtleiste
9 und Dichtleistenträger 3 einwandfrei zu dichten, sind gesonderte Packungsringe
1q. angeordnet, die durch den Spannring i5 mittels der Schrauben 2i zusammengepreßt
werden. Die elastischen Mittel, die Schraubenfedern 17 und die Schrauben 2 i, sind
am Umfang abwechselnd angeordnet; d'am'it ist es ermöglicht, die Schraubenfedern
i7 durch den Flansch des Spannringes i5 vermittels der Öffnungen 22 hindurchtreten
zu lassen, so@ daß die Preßwirkung der Federn unmittelbar auf den Dichtungsring
g wirkt und diesen an die Gegenfläche 13 preßt. Dadurch wird unter Umgehung
des nachgiebigen Zwischenelements, der Packung 14, ein beständiger, mit stets gleicher
Pressung wirkender Druck auf die Dichtfläche zwischen Dichtleiste 9 und Gegenfläche
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erreicht. Natürlich kann mit der gleichen Wirkung zwischen die Federn
17 und den Dichtring 9 eine in sich starre übertragung, wie Bundbolzen o.
dgl., eingeschaltet werden.