DE521076C - Abdichtung fuer eine aus einem Lager oder Gehaeuse herausragende Welle mittels radialer Ringflaechen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung, welche hauptsächlich für eine aus einem geschlossenen Gehäuse herausragende Welle bestimmt ist, die vollkommen gasdicht aus dem Gehäuse, z. B. einem Kurbelgehäuse einer Kältemaschine, herausragen muß.

Die bekannten Abdichtungsringe, welche für diese Zwecke angeordnet werden, haben den Nachteil, daß sie verhältnismäßig viel Raum einnehmen, so daß selbst Kompressoren kleiner Leistung sehr groß ausfallen und die Kältemaschine, wenn sie als Einheit mit dem Motor, Kompressor, Kondensator u. dgl. auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet wird, nicht durch die gewöhnlichen 75 cm weiten Türen hindurchgeht.

Es gibt allerdings schon weniger Raum einnehmende Abdichtungen. Sie bestehen in der Hauptsache aus zwei radialen Ringflächen, von denen die eine fest angeordnet ist und die andere axial unter Federdruck steht und sich mit der Welle mitdreht. Man hat auch diesen bekannten Ring schon in mehrere lose nebeneinanderliegende unterteilt und diese in einer Ausdrehung am äußeren Ende der Lagerbohrung untergebracht, um infolge des Mitschleppens dieser Ringe die Reibungsverluste zu verringern. Einen gasdichten Abschluß bilden diese Ringe aber nicht, so daß sie nicht an Kältemaschinen angebracht werden können.

Gemäß' der Erfindung wird ein gasdichter Abschluß dadurch erreicht, daß der unter axialem Federdruck stehende und in einer Ausdrehung des Lagergehäuses liegende Dichtungsring einen nach einwärts ragenden Ringflansch hat, in dem ein nachgiebiger Ring angeordnet ist, der durch den axialen Federdruck zusammengedrückt wird und dabei fest in Eingriff mit dem Dichtungsring und der Ausdrehung gerät, so daß der gegen einen sich mit der Welle drehenden Teil gedrückte Dichtungsring gegen Drehung festgehalten wird, wobei der Innendurchmesser des Dichtungsringes größer als der Durchmesser der Welle ist und Schmierkanäle zu dem Raum zwischen Welle und Dichtungsring führen, wodurch ein Flüssigkeitsabschluß entsteht, der kein Gas hindurchläßt und gleichzeitig die Dichtungsfuge beständig schmiert.

Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Abb. ι ist ein Schnitt durch die neue Abdichtung und der in der Nähe derselben liegenden Teile einer Kältemaschine. Abb. 2 zeigt im vergrößerten Maßstabe einen Schnitt durch den Dichtungsring, und Abb. 3 und 4 zeigen Schnitte durch abgeänderte Ausführungsformen der Dichtung.

Das in der Zeichnung dargestellte Kurbelgehäuse ι eines Kompressors ist an einer Seite mit einer Öffnung 2 versehen, die durch einen entfernbar angeordneten Deckel 3 verschlossen wird. Dieser Deckel ist als Lager ausgebildet, welches mit einer geeigneten Lagerbüchse 4 versehen ist. Dieses Lager dient zur Aufnahme des einen Endes der

Kurbelwelle S- Die Öffnung 2 ist so groß, daß die Kurbelwelle nach Abnahme des Dekkels 3.1η Längsrichtung aus derselben herausgezogen werden kann.

An der gegenüberliegenden Seite des Kurbelgehäuses ι befindet sich eine Fortsetzung 6, . welche zur Aufnahme eines Teiles der Kurbelwelle 5 und auch des Abdichtungsringes dient, welcher den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet. In der Fortsetzung 6 ist eine ringförmige Schmiermittelkammer 7 vorgesehen, welche die Kurbelwelle 5 umgibt und welche durch einen schräg nach abwärts gerichteten Kanal 8 mit öl versorgt wird. Dieser Kanal 8 geht von einer Lippe 9 aus, die sich von einer Wand des Kurbelgehäuses in dasselbe hinein erstreckt und zum Auffangen von Öl dient, welches durch die Kurbeln 10 in dem Kurbelgehäuse herumgespritzt wird. Der Teil der Welle 5, welcher zwischen den Kurbeln 10 und der ölkammer 7 Hegt, kann durch eine Öffnung 11 mit Öl versorgt werden, welche sich in einem nach einwärts ragenden Teil des Kurbelgehäuses be- «5 findet.

Die Fortsetzung 6 des Kurbelgehäuses ist mit passenden Lagerbüchsen 12 zur Aufnahme der Kurbelwelle versehen. Das äußere Ende der Fortsetzung 6 ist mit einer Ausdrehung 13 versehen, und in der in dieser Ausdrehung gebildeten Schulter sind Ausbohrungen 14 angeordnet, welche mit der Ölkammer 7 durch Kanäle 15 in Verbindung stehen. Jede Ausbohrung 14 ist mit einer Schraubenfeder 16 versehen. Die Zahl der Taschen 14 kann beliebig gewählt werden. Die äußeren Enden der Feder 16 liegen gegen einen Metallring 17 an, welcher seinerseits einen Ring 18 aus Gummi oder anderem nachgiebigen Material zusammendrückt. Der Ring 17 als auch der Ring 18 sitzen auf einem ringförmigen Flansch 19 eines metallischen Dichtungsringes 20, der genau in die Ausdrehung 13 hineinpaßt und ein Widerlager für den Gummiring 18 bildet. Der innere Durchmesser des Dichtungsringes 20 ist größer als der Durchmesser der Welle 5, und seine nach außen weisende Stirnfläche ist geschliffen, um einen dichten Abschluß mit einem ringförmigen Ansatz 21 zu bilden, welcher sich an der nach dem Kurbelgehäuse zu weisenden Stirnseite der Nabe 22 des Schwungrades 23 befindet.

Die Nabe 22 ist mit einer konischen Bohrung 24 versehen, in welche das konische Ende 25 der Kurbelwelle 5 eintritt. Ein entfernbarer Keil 26 kann dazu benutzt werden, um das Schwungrad 23 gegen Verdrehung relativ zur Kurbelwelle zu sichern. Eine geflanschte Schraube 27 dient dazu, um das Schwungrad abnehmbar an der Kurbelwelle 5 zu befestigen. Zwischen der Nabe des Schwungrades und dem geflanschten Kopf der Schraube 27 wird vorzugsweise eine Packung 28 angeordnet.

Das innere Ende der Nabe 22 ist außen mit einer ringförmigen Nut versehen und ragt in einen ringförmigen Hohlraum 31 der Fortsetzung 6 hinein. Dieser Hohlraum steht durch einen Kanal 32 mit einer Kammer 33 in Verbindung, die sich im unteren Teil der Fortsetzung 6 befindet.

Um die Einzelteile zusammenzusetzen, wird die Kurbelwelle durch die Öffnung 2 in die Fortsetzung 6 eingeführt, und dann wird der Deckel 3 in Stellung gebracht, wodurch das eine Ende der Kurbelwelle gelagert ist. Hierauf werden die Federn 16 in die Bohrungen 14 eingesetzt, und dann werden die Ringe 18 und 17 auf den Flansch 19 des Dichtungsringes 20 aufgeschoben, worattf der Dichtungsring 20 in die Ausdrehung 13 eingesetzt Wird. Nachdem man den Keil 26 in Eingriff mit dem konischen Ende der Kurbelwelle 5 gebracht hat, wird die Nabe 22 auf den Schaft aufgetrieben, so daß sie sich gegen den Dichtungsring 20 legt, und mit Hilfe der Schraube 27 wird dann das Schwungrad an der Welle befestigt.

Wenn die Welle 5 sich beim Betrieb der Kältemaschine dreht, dann wird ein Teil des in dem Kurbelgehäuse herumgeschleuderten Öles von der Lippe 9 aufgefangen und läuft nach abwärts in die Kammer 7 hinein, von wo aus es in die Kanäle 15 verteilt wird, die zu den Bohrungen 14 führen. Von diesen Bohrungen 14 aus gelangt das Öl in den Raum, welcher die Welle 5 umgibt und nach außen hin durch den Dichtungsring 20 und seinen Flansch begrenzt ist. Dieses in dem ioo genannten ringförmigen Raum befindliche Öl bildet damit einen Flüssigkeitsabschluß und verhütet jeglichen Austritt von Gas aus dem Gehäuse, und ferner werden durch dieses Öl die sich berührenden Flächen des Ringansatzes 21 und des Dichtungsringes 20 genügend geschmiert. Irgendwelches Öl, das von der Dichtungsfuge nach außen geschleudert wird, wird von dem mit Nut versehenen Nebenrand 2.9 nach auswärts in den Ringraum 31 geschleudert, von wo aus es in die Kammer 33 abfließt.

Der Druck der Federn 16 gegen den Metallring 17 verursacht eine Ausdehnung des Gummiringes 18 gegen die Wandung der Ausdrehung 13, wodurch der Dichtungsring 20 gegen Verdrehung festgehalten wird.

In der Ausführungsform nach Abb. 3 ist der Deckel 34, welcher die Öffnung des Kurbelgehäuses abschließt, gleichzeitig als Lager zur Aufnahme der Kurbelwelle 35 ausgebildet. Dieses Lager ist vorzugsweise mit einer

Lagerbüchse 36 versehen. Diese Lagerbüchse kann an ihrem inneren Ende mit einem ringförmigen Flansch yj versehen sein, welcher über das innere Ende des Lagergliedes oder des Deckels 34 hinwegragt, während das äußere Ende der Lagerbuchse ein klein wenig über das äußere Ende des Lagergliedes 34 hinwegragt, um eine sauber bearbeitete Dichtungsfläche 38 zu bilden. Die Lagerbüchse kann mit ölnuten 39 versehen sein, welche sich in Längsrichtung derselben erstrecken. Diese Nuten gehen bis zur Dichtungsfläche 38 durch und sind in Verbindung mit einem Ölloch 40. Das Lagerglied 34 hat an seinem äußersten Ende einen durch die Wandungen 41 und 42 gebildeten Ringraum 43, der das von der Welle 35 abgeschleuderte Schmiermittel auffängt.

Gemäß der Abb. 3 ist die Nabe 44 eines Rades 45 an der Welle 35 befestigt und ein Ende dieser Nabe ragt in den Ringraum 43 hinein. Die Wandung 42 befindet sich in einem Abstand von dem inneren Ende der Xabe, welche eine schmale Rippe 46 hat, von der aus das Schmiermittel in den Ringraum 43 hineingeschleudert wird. Das innere Ende der Nabe 44 ist mit einer ringförmigen Nut 47 versehen, in welche ein Dichtungsring 48 eingesetzt ist, welcher vorzugsweise aus Stahl besteht und einen Flansch 49 hat, welcher sich von der inneren Kante des Ringes in die Nut 47 hineinerstreckt. Die äußere Kante des Ringes paßt genau in die Außenbohrung der Nut 47 hinein, während zwischen der Innenkante des Ringes und der Nut Spiel ist. Ein Gummiring 50 ist auf den Flansch 49 des Dichtungsringes 48 aufgesetzt und ferner sitzt auf diesem Flansch 49 ein Ring 51. In der x\^Tabe, und zwar von dem Boden der ringförmigen Nut aus, sind Bohrungen 52 angeordnet, welche zur Aufnahme von Schraubenfedern 53 dienen. Diese Federn legen sich mit ihrem äußeren Ende gegen den Ring 51 und drücken ihn gegen den Gummiring 50, so daß derselbe sich nach einwärts gegen den Flansch 49 und nach auswärts gegen die äußere Wandung der Nut 47 ausdehnt. In dieser Weise wird ein fester Abschluß zwischen der Nabe 44 und dem Ring 48 hergestellt, wobei der Dichtungsring 48 infolge der Wirkung der Federn 53 fest gegen die Lagerbüchse 36 gedrückt wird, welche vorzugsweise aus Bronze besteht. Da die Schmiernuten 39 bis zur Dichtfläche 38 durchgehen, füllt sich der zwischen dem Dichtungsring 48 und dem inneren Teil der Nut 47 verbleibende freie Raum mit Schmiermittel, das außerdem noch auf die Rückseite des Ringes 51 strömen kann und die Druck-So wirkung der Feder 53 unterstützt. Der Eingriff des Dichtungsringes 48 mit dem Ende der Lagerbüchse 36 wird in dieser Weise vollkommen dicht gemacht, so daß kein Gas an dieser Stelle entweichen kann. Irgendwelches Schmiermittel, das auf die Außenseite des Dichtungsringes gelangt, wird von dem Ringraum 43 gesammelt. Es ist einleuchtend, daß nach Abnahme der Nabe 44 von der Welle 35 der Dichtungsring 48 leicht zugänglich ist. Es ist ferner leicht möglich, die Kurbelwelle mit Bezug auf das Lager 34 und die Lagerbuchse 36 nach einwärts herauszuziehen.

Die im obigen beschriebenen Anordnungen sind hauptsächlich für Hochdruckmaschinen bestimmt. Wenn es sich jedoch um eine Maschine handelt, in deren Kurbelgehäuse sich ein Unterdruck befindet, dann wird man vorzugsweise die in Abb. 4 dargestellte Ausführungsform benutzen. In dieser Abbildung sind die Einzelteile dieselben, wie sie bereits erwähnt sind, jedoch mit der Ausnahme, daß der Dichtungsring 54, welcher in Gleiteingriff mit dem Ende der Lagerbüchse 55 des Lagers 56 steht, keinen Flansch hat. Dieser Ring ist 8g nämlich in eine ringförmige Nut 57 der Nabe 58 eingepaßt, wobei zwischen diesem Dichtungsring 54 und einem Ring 60 ein Gummiring 59 angeordnet ist. Federn 61 drücken genau so wie die Federn 53 den Ring 60 gegen den Gummiring 59. Die Federn 61 befinden sich in Bohrungen 62 der Nabe 58. Der Druck, der von den Federn 61 auf den Ring 60 und damit auch auf den Ring 59 ausgeübt wird, dient dazu, um den Ring 59 zusammenzudrücken, so daß der Dichtungsring 54 fest gegen das Ende der Lagerbüchse 55 gepreßt wird. Zu gleicher Zeit wird jedoch der Gummiring 59 nach auswärts gegen die Wände der Nut 57 gedruckt, so daß an dieser Stelle ein vollkommen dichter Abschluß erzielt wird.

Wenn auch der Dichtungsring in beiden letztgenannten Ausführungsarten in der Nabe eines Rades angeordnet ist, so ist es doch selbstverständlich, daß der Dichtungsring auch in jedem anderen Teil angeordnet sein kann, welcher auf der Kurbelwelle befestigt ist und sich mit derselben dreht.

Besonders vorteilhaft ist, daß das Rad entfernt werden und die Dichtung ersetzt werden kann, ohne daß sich die Lage der Kurbelwelle verändert.

Claims (4)

1. Patentansprüche: ¹¹S

   ι . Abdichtung für eine aus einem Lager oder Gehäuse herausragende Welle mittels radialer Ringflächen, von denen die eine fest und die andere unter axialem iao Federdruck stehend und mitdrehend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

   der unter axialem Federdruck stehende und in einer Ausdrehung (13) am äußeren Ende der Lagerbohrung liegende Dichtungsring (20) einen nach einwärts ragenden Ringflansch (19) hat, in dem ein nachgiebiger, zusammendrückbarer Ring (18) angeordnet ist, der durch den axialen Federdruck zusammengedrückt wird und dabei fest in Eingriff mit dem Dichtungsring (20) und der Ausdrehung (13) gerät, so daß der gegen einen sich mit der Welle (5) drehenden Teil gedruckte Dichtungsring (20) festgehalten wird, wobei der Innendurchmesser des Dichtungsringes (20) größer als der Durchmesser der Welle (5) ist und Schmierkanäle (15) zu dem Raum zwischen Welle (5) und Dichtungsring (20) führen.
2. 2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierkanäle (15) von einer Ölkammer (7) im Innern des Gehäuses bzw. Lagers (6) zu Bohrungen (14) führen, in welchen die den axialen Druck auf den Ring (20) ausübenden Federn (16) untergebracht sind.
3. 3. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung des nachgiebigen Ringes und Dichtringes in einer ringförmigen Aussparung (47 und 57) in der Stirnseite einer auf dem herausragenden Ende der Welle (35) sitzenden Nabe (44 und 58) die in Richtung der Wellenachse verlaufenden Lagerschmiernuten (39) bis zur Dichtungsfläche (38) zwischen Lagerschale (36) und Dichtungsring hindurchgehen, so daß die Rinne zwischen Dichtungsring und Ringnut mit Öl gefüllt wird.
4. 4. Abdichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem inneren Ende der auf der Welle (5 bzw. 35) befestigten Nabe (22 bzw. 44) eine nach auswärts ragende schmale Rippe (29 bzw. 46) sitzt, die von einem an dem Gehäuse (6) sitzenden, eine Rinne bildenden Flansch (30 bzw. 41, 42) umgeben ist, wobei diese Rinne (31) das von der Dichtungsfuge und der Rippe (29 bzw. 46) abgeschleuderte Schmieröl auffängt und ableitet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen