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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine kassettenartige mechanische
Dichtung. Genauer betrifft diese Erfindung die kassettenartige mechanische Dichtung,
die in einer solchen Weise gebildet ist, dass eine stationäre Dichtungseinheit
und eine Dreheinheitendichtungseinheit gekoppelt und durch eine
Mehrzahl von Einstellabstandhaltern verriegelt sind, wenn die Dichtung
nicht installiert ist. Die stationäre Dichtungseinheit ist an
dem Wellendichtungsgehäuse
von Drehequipment zu fixieren, und die Drehdichtungseinheit, die
mit einfachen Prozeduren installiert oder entfernt werden kann,
ist an der Drehwelle zu montieren, die durch das Wellendichtungsgehäuse verläuft.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Allgemein
bestehen mechanische Dichtungen aus einer stationären Dichtungseinheit,
die an dem Wellendichtungsgehäuse
des Drehequipments befestigt ist, und einer Drehdichtungseinheit,
die an der Drehwelle montiert ist, die durch das Wellendichtungsgehäuse verläuft. Das
Anbringen der mechanischen Dichtung an dem Wellendichtungsgehäuse und
der Drehwelle beinhaltet es, eine Anzahl von derartigen individuellen
Komponententeilen, wie die Dichtungsringe, nacheinander in einer
spezifischen Prozedur an ihren Platz zu setzen.
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Inzwischen
ist die Positionsbeziehung zwischen den Komponententeilen, die die
Dichtungseinheiten aufbauen, ein wichtiger Faktor, der die Leistung
der mechanischen Dichtung bestimmt. Die individuellen Komponententeile
müssen
so installiert werden, dass die Positionsbeziehung genau eingerichtet
ist. Das heißt,
dass jene Komponententeile sorgfältig
zusammengebaut werden müssen,
um eine Anzahl von Erfordernissen zu erfüllen. Die Erfordernisse enthalten
genaues Positionieren der zwei Dichtungseinheiten in den Axial-
und Radialrichtungen und ein Sicherstellen von Parallelität und Konzentrizität zwischen
den gegenüberliegenden
Dichtungsendflächen
des stationären
Dichtungsrings und des Drehdichtungsrings. Es ist zu verstehen,
dass die Parallelität
die Rechtwinkligkeit zur Achse der Welle ist.
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Da
jedoch jene Dichtungseinheiten aus einer großen Anzahl von Komponententeilen
bestehen, ist ihre Montage an Drehequipment in einer richtigen Weise
selbst für
erfahrene Mechaniker ziemlich schwierig, und um so mehr für unerfahrene
Arbeiter. Die mechanische Dichtung arbeitet manchmal wegen fehlerhafter
Installation nicht richtig. Die Wartung, einschließlich Entfernung
von und Neuinstallation an dem Drehequipment ist eine mühsame und schwierige
Arbeit.
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In
der
US 5544897 ist eine
mechanische Dichtung für
eine sich drehende Welle offenbart. Eine kassettenartige Dichtung
enthält
innere und äußere Hülsen, die
umfangsmäßig eine
Pumpenwelle umgeben. Die Hülsen
sind mit einem Strömungskanal
dazwischen versehen und sind an der Pumpenwelle (
2) mittels
Schrauben entfernbar angebracht. Der Strömungskanal ist in Fluidkommunikation
mit einer Muffe mittels zwei schwimmenden Buchsen und einem ringartigen
Durchgangsloch, das in der äußeren Hülse vorgesehen
ist. Ein Balghalter, der an der Muffe befestigt ist, hält einen
Balg, der an einem ringartigen stationären Dichtungsring angebracht
ist. Der stationäre
Dichtungsring berührt
einen Drehdichtungsring, der durch einen Ringhalter auf der Welle
gehalten wird. Ein Einspritzfluid kann von der Muffe in den Fluidkanal,
längs dem
Kanal und heraus durch eine Mehrzahl von Löchern passieren. Das Fluid
passiert dann den Dichtungsringzusammenbau und den Balg, bevor es
durch einen Fluidrückführauslass
hindurchgeht, der in der Muffe vorgesehen ist. Das Einspritzfluid
stellt eine gute Dichtung zwischen den zwei Dichtungsringen sicher,
und seine Temperatur kann eingestellt werden, um eine thermostatische
Kontrolle der Kassettendichtung bereit zu stellen.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine kassettenartige mechanische
Dichtung zu schaffen, wobei die Dichtungseinheiten mit Leichtigkeit
und Genauigkeit zu einer integralen Struktur (Kassettenstruktur)
in derselben Form wie jener einer mechanischen Dichtung, die im
Einsatz ist, zusammengebaut werden können und wobei die mechanische
Dichtung in der zusammengebauten Form direkt installiert werden
kann an oder entfernt werden kann von Drehequipment, womit es für einen
Mechaniker möglich
und leicht gemacht wird, eine Wartung, die eine Installation an
und eine Entfernung des Zusammenbaus von dem Drehequipment enthält, in einer
richtigen Weise ohne Schwierigkeit auszuführen.
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Es
ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine kassettenartige
mechanische Dichtung zu schaffen, bei welcher der Stopperring an
der Stopperringhülse
leicht und sicher montiert werden kann, so dass eine gemeinsame
Verwendung von Einstellabstandhaltern, deren Anzahl frei gewählt ist, und
eine Vereinfachung und Massenproduktion der Einstellabstandhalter
gestattet sind.
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Es
ist noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine kassettenartige
mechanische Dichtung zu schaffen, die in Größe und Gewicht reduziert werden
kann. Das heißt,
dass die Hülse
nun in der Wanddicke auf das maximale Ausmaß dünn gemacht wer den kann und
daher der stationäre
Dichtungsring, durch welchen die Hülse eingesetzt wird, im Durchmesser
auf das maximale Ausmaß reduziert
werden kann. Dies wiederum ermöglicht
es, die Komponententeile der Dichtungseinheiten und der mechanischen
Dichtung selbst in Größe und Gewicht
zu reduzieren.
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Es
ist noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine kassettenartige
mechanische Dichtung zu schaffen, die ohne Änderung der Konstruktion bei
dem Wellendichtungsbereich von Drehequipment anwendbar ist, das
nicht für
die Verwendung der mechanischen Dichtung gestaltet ist (zum Beispiel
Stopfbuchsen, die für
eine Muffenpackung gestaltet sind), weil die mechanische Dichtung
identisch mit der Form im Einsatz montiert werden kann an und entfernt
werden kann von der Dreheinheit in dem zusammengebauten Zustand.
Daher kann sich die mechanische Dichtung leicht mit den Änderungen
bei Dichtungsbedingungen und erforderlicher Dichtungsleistung befassen,
womit ihre breite Verwendung und Steigerung des praktischen Wertes
gestattet ist.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine kassettenartige
mechanische Dichtung zu schaffen, die einfach im Aufbau und niedrig
bei den Herstellungskosten und zusätzlich leicht zusammen zu bauen
ist. Das heißt,
dass Einrichtungen, um den stationären Dichtungsring zu drücken, und
Einrichtungen, um jenen Ring am Rotieren zu hindern, bis auf das
maximale Ausmaß vereinfacht
sind. Ferner ist die Anzahl der Komponententeile für jene Einrichtungen
verringert. Dies vereinfacht die Konstruktion und verringert die
Herstellungskosten.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird eine kassettenartige mechanische
Dichtung geschaffen, enthaltend:
eine stationäre Dichtungseinheit
zur Montage an dem Wellendichtungsgehäuse und eine Drehdichtungseinheit
zur Montage um eine Drehwelle, die durch das Wellendichtungsgehäuse verläuft; und
eine
Mehrzahl von entfernbaren Einstellabstandhaltern, wobei die stationäre Dichtungseinheit
und die Drehdichtungseinheit gekoppelt und gehalten werden können durch
die Einstellabstandhalter in einer solchen Weise, dass die Positionsbeziehung
zwischen den zwei Einheiten in den Axial- und Radialrichtungen dieselbe
ist, wenn die mechanische Dichtung im Einsatz ist, und wobei die
Einstellabstandhalter entfernt werden können, wenn die zwei Einheiten an
dem Wellendichtungsgehäuse
und der Drehwelle montiert sind;
welche stationäre Dichtungseinheit
ein zylindrisches Montagegehäuse
zur Montage an dem Wellendichtungsgehäuse, einen stationären Dichtungsring,
der in dem Montagegehäuse
gehalten ist, und eine kreisartige Positionieroberfläche enthält, die
in dem Montagegehäuse
konzentrisch zum stationären
Dichtungsring ausgebildet ist; und
welche Drehdichtungseinheit
eine Hülse
in der Form eines dünnwandigen
Zylinders zur entfernbaren Montage um die Drehwelle und zum konzentrischen Einsetzen
in die stationäre
Dichtungseinheit mit einem Endteil der Hülse aus dem Montagegehäuse heraus
vorstehend, einen Drehdichtungsring, der am anderen Endteil der
Hülse entgegengesetzt
zum stationären
Dichtungsring montiert ist, einen Stopperring, der um den einen
Endteil der Hülse
montiert ist, und Eingriffsverbindungseinrichtungen zum Verbinden
des Stopperrings und der Hülse
enthält,
um ihre relative Bewegung in der Axialrichtung zu verhindern; dadurch
gekennzeichnet:
dass die Eingriffsverbindungseinrichtungen,
eine Ringnut, die in dem Innenumfangsteil des Stopperrings ausgebildet
ist, eine Mehrzahl von Stifteingriffslöchern, die in der Hülse ausgebildet
sind, eine Mehrzahl von Kopfstiften, von denen jeder ein Stiftteil,
um mit dem Stifteingriffsloch in Eingriff zu sein, und ein Kopfteil
enthält,
das mit der Ringnut in Eingriff ist, so dass das Kopfteil in der
Ringnut des Stopperrings in der Umfangsrichtung des Rings relativ
beweglich ist, aber in der Axialrichtung relativ unbeweglich ist,
und eine Mehrzahl von Kopfeinführeinlässen enthält, die die
Ringnut auf einer Seite des Stopperrings an einer Mehrzahl von Punkten
in der Umfangsrichtung öffnen und
die Köpfe
der Kopfstifte, die mit den entsprechenden Stifteingriffslöchern in
Eingriff sind, durch relatives Bewegen ihrer Köpfe in der Axialrichtung in die
Ringnut einführen.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird eine kassenartige mechanische
Dichtung geschaffen, enthaltend:
eine stationäre Dichtungseinheit
zur Montage an dem Wellendichtungsgehäuse und eine Drehdichtungseinheit
zur Montage um eine Drehwelle, die durch das Wellendichtungsgehäuse verläuft; und
eine
Mehrzahl von entfernbaren Einstellabstandhaltern, wobei die stationäre Dichtungseinheit
und die Drehdichtungseinheit durch die Einstellabstandhalter in
einer solchen Weise gekoppelt und gehalten werden können, dass
die Positionsbeziehung zwischen den zwei Einheiten in den Axial-
und Radialrichtungen dieselbe ist, wie wenn die mechanische Dichtung im
Einsatz ist, und wobei die Einstellabstandhalter entfernt werden
können,
wenn die zwei Einheiten einmal an dem Wellendichtungsgehäuse und
der Drehwelle montiert sind;
welche stationäre Dichtungseinheit ein zylindrisches Montagegehäuse zur
Montage an dem Wellendichtungsgehäuse, einen stationären Dichtungsring,
der in dem Montagegehäuse
gehalten ist, und eine kreisartige Positionieroberfläche enthält, die
in dem Montagegehäuse
konzentrisch zu dem stationären
Dichtungsring ausgebildet ist; und
welche Drehdichtungseinheit
eine Hülse
in der Form eines dünnwandigen
Zylinders zur entfernbaren Montage um die Drehwelle und zum konzentrischen Einsetzen
in die stationäre
Dichtungseinheit mit einem Endteil der Hülse aus dem Montagegehäuse heraus
vorstehend, einen Drehdichtungsrings, der an dem anderen Endteil
der Hülse
entgegengesetzt zum stationären
Dichtungsring montiert ist, einen Stopperring, der um den einen Endteil
der Hülse
montiert ist, und Eingriffsverbindungseinrichtungen zum Verbinden
des Stopperrings und der Hülse
enthält,
um ihre relative Bewegung in der Axialrichtung zu verhindern;
dadurch
gekennzeichnet, dass die Dichtung ferner einen ersten Satz von Schrauben,
die in den Stopperring geschraubt sind und gegen die Außenumfangsoberfläche der
Hülse angezogen
werden können, und
einen zweiten Satz von Schrauben enthält, die in den Stopperring
geschraubt sind und gegen die Außenumfangsoberfläche der
Drehwelle angezogen werden können,
um welche die Hülse
montiert ist, und wobei die Einstellabstandhalter ein Montageteil, das
fixiert werden kann an oder entfernt werden kann von dem Stopperring,
ein Axialrichtungspositionierteil, das angeordnet werden kann in
und in Eingriff sein kann mit Eingriffslöchern, die in der Hülse ausgebildet
sind, und ein Radialrichtungspositionierteil haben, das mit der
Positionieroberfläche
in Eingriff sein kann.
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Bevorzugte
Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenlängsschnittansicht
(herangezogen längs
der Linie I-I in der 2) eines ersten Ausführungsbeispiels
der mechanischen Dichtung der vorliegenden Erfindung, wobei die
Arbeitsanordnung für
eine Dichtungsfunktion gezeigt ist.
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2 ist
eine Frontlängsschnittansicht,
herangezogen längs
der Linie II-II in der 1.
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3 ist
eine Frontlängsschnittansicht
entsprechend zur 2, wobei die Kopfstifte gezeigt sind,
die in die Ringnut des Stopperrings führen.
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4 ist
eine Schnittansicht eines Kernteils, herangezogen längs der
Linie IV-IV in der 3.
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5 ist
eine Schnittansicht entsprechend der 3, wobei
aber ein von der 3 verschiedener Zustand gezeigt
ist.
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6 ist
eine Seitenlängsschnittansicht
des Kernteils der zusammengebauten mechanischen Dichtung.
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7 ist
eine Rückseitenlängsschnittansicht,
herangezogen längs
der Linie VII-VII in der 6.
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8 ist
eine Rückseitenlängsschnittansicht,
herangezogen längs
der Linie VIII-VIII in der 6.
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9 ist
eine perspektivische Ansicht eines Kopfstiftes.
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10 ist
eine perspektivische Ansicht eines Einstellabstandhalters.
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11 ist
eine Frontlängsschnittansicht,
herangezogen längs
der Linie XI-XI in der 6.
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12 ist
eine Seitenlängsschnittansicht
eines zweiten Ausführungsbeispiels
der mechanischen Dichtung der vorliegenden Erfindung, wobei die
Arbeitsanordnung für
eine Dichtungsfunktion gezeigt ist.
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13 ist
eine Frontlängsschnittansicht,
herangezogen längs
der Linie XIII-XIII in der 12.
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14 ist
eine Seitenlängsschnittansicht (herangezogen
längs der
Linie XIV-XIV in der 15) des Kernteils der zusammengebauten
mechanischen Dichtung.
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15 ist
eine Rückseitenlängsschnittansicht,
herangezogen längs
der Linie XV-XV in der 14.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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(Ausführungsbeispiel 1)
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Die 1 bis 11 zeigen
das erste Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Die
mechanische Dichtung M1, die in den 1 bis 11 gezeigt
ist, ist eine kassettenartige mechanische Dichtung, die zwischen
dem Wellendichtungsgehäuse 1 eines
Drehequipments und der Drehwelle 2 installiert ist, die
verläuft
durch das und heraus aus dem Gehäuse 1 und
die die Fluidregion A der Innenseitenregion des Drehequipments gegenüber der
atmosphärischen
Region B, d. h. der Außenseitenregion,
separiert und abdichtet.
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Die
kassettenartige mechanische Dichtung enthält eine stationäre Dichtungseinheit 3,
eine Drehdichtungseinheit 4, eine Mehrzahl von Einstellabstandhaltern 5 zum
Koppeln der zwei Dichtungseinheiten 3, 4, wenn
jene zwei Einheiten installiert sind an oder entfernt sind von dem
Wellendichtungsgehäuse 1 und
der Drehwelle 2. Es ist zu verstehen, dass, wie hierin
verwendet wird, die Wörter
Front, vor, vorwärts oder ähnliches
links bezeichnen, während
solche Ausdrücke
wie Rückseite,
hinter, hinten und rückwärtig in
den Zeichnungen rechts bezeichnen.
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Die
stationäre
Dichtungseinheit 3 enthält, wie
in den 1 und 6 gezeigt ist, ein zylindrisches
Montagegehäuse 6 zur
Installation an dem Wellendichtungsgehäuse 1, einen stationären Dichtungsring 7,
der innerhalb des Montagegehäuses 6 montiert
ist, einen Federaufhänger 8,
der an dem stationären
Dichtungsring 7 vorgesehen ist, Federglieder 9,
die zwischen dem Montagegehäuse 6 und
dem stationären
Dichtungsring 7 platziert sind, und eine kreisartige Positionieroberfläche 12,
die am Frontendteil 11 des Montagegehäuses 6 (an dem Frontendteil
eines Federhalters 10, der nachfolgend beschrieben werden
wird) konzentrisch zum stationären
Dichtungsring 7 ausgebildet ist.
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Das
Montagegehäuse 16 enthält einen
zylindrischen Gehäuseblock 13 und
den ringartigen Federhalter 10, der passend ist und gehalten
wird um die innere Umfangsoberfläche
des Frontendes des zylindrischen Gehäuseblocks 13, wie
in den 1 und 6 gezeigt ist. Der zylindrische
Gehäuseblock 13 ist
an dem Frontende des Wellendichtungsgehäuses 1 mit Schrauben
und Muttern (nur ein Satz von Schraube und Mutter ist gezeigt) fixiert,
wobei die Drehwelle 2 konzentrisch durch den zylindrischen Gehäuseblock 13 verläuft. Der
Federhalter 10 ist an dem Frontende des zylindrischen Gehäuseblocks 13 mit
einer Anzahl von Maschinenschrauben 15 (nur eine Schraube
ist gezeigt) in einer solchen Weise fixiert, dass der Frontendteil 11 des
Federhalters 10 von dem Front- oder Vorderende des zylindrischen Gehäuseblocks 13 vorwärts vorsteht
und die Drehwelle 2 konzentrisch durch den Frontendteil 11 hindurch
geht. Die Frontendfläche
des Federhalters 10 ist in der Form einer ringartigen Ebene
senkrecht zu der Achse des zylindrischen Gehäuseblocks 13 ausgebildet.
An der Außenumfangsoberfläche des
Frontendteils des Montagegehäuses 6,
das heißt
an der Außenumfangsoberfläche des
Frontendteils 11 des Federhalters 10, ist die
kreisartige Positionieroberfläche 12 konzentrisch
zu dem zylindrischen Gehäuseblock 13 und
dem stationären
Dichtungsring 7 ausgebildet, der später beschrieben wird. Dahinter
ist eine ringartige Eingriffsnut 16 ausgebildet. Ferner
ist eine ringartige Ausnehmung 17 in dem Innenumfangsteil des
Federhalters 10 ausgebildet, wie in der 6 gezeigt
ist. In dieser Ausnehmung 17 sind ringartige Dichtungsglieder 18 platziert,
die gestaltet sind, um als Sekundärdichtung zwischen dem Dichtungsfederhalter 10 und
der Drehwelle 2 zu wirken. Die ringartigen Dichtungsglieder 18,
die bei diesem Beispiel verwendet sind, sind eine Mehrzahl von Spiralringen aus
einem Kunststoffmaterial, wie PTFE (Streifen in der Spiralform).
Jene Spiralringe sind in der ringartigen Ausnehmung 17 in
dem in der Axialrichtung gestapelten Zustand platziert. Der zylindrische
Gehäuseblock 13 ist
mit einer Spülpassage 19 und
einer Einspritzpassage 20 versehen, wie in der 1 gezeigt
ist.
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Der
stationäre
Dichtungsring 7 enthält
einen zylindrischen Halter 21 und ein ringartiges Dichtungsringelement 22,
wie in der 1 gezeigt ist, und ist innerhalb
des inneren Umfangsteils des zylindrischen Gehäuseblocks 13 mittels
eines O-Rings 23 und
eines Antriebsstiftes 24 gehalten und beweglich in der
Axialrichtung (in der Front- und Rückseitenrichtung) beweglich
und relativ umdrehbar platziert. Die gleitende Dichtungsendfläche (Rückseitenendfläche) 25 des
ringartigen Dichtungsringelements 22 ist gespitzt. Allgemein
besteht der zylindrische Halter 21 aus Metall, während das
ringartige Dichtungsringelement 22 aus Keramik, Hartmetall,
Carbon oder ähnlichem
gebildet ist. Bei dem vorliegenden Beispiel besteht der Halter 21 aus
Titan und ist das ringartige Dichtungsringelement 22 aus
Siliziumcarbid geformt.
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Der
zylindrische Halter 21 enthält einen ersten zylindrischen
Teil 26 mit einem kleinen Durchmesser und einen zweiten
zylindrischen Teilanschluss 27 mit großem Durchmesser, der integral
am hinteren Ende des ersteren ausgebildet ist, wie in der 1 und
der 6 gezeigt ist. Der erste zylindrische Teil 26 mit
kleinem Durchmesser hat eine Nut 28, die sich am vor wärts gerichteten
Teil öffnet
und in der Axialrichtung erstreckt. Das ringartige Dichtungsringelement 22 ist
konzentrisch eingepasst und gehalten in dem ersten zylindrischen
Teilanschluss 27 mit großem Durchmesser.
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Der
stationäre
Dichtungsring 7 ist relativ undrehbar in dem zylindrischen
Gehäuseblock 13 gehalten
und es ist ihm gestattet, sich in der Axialrichtung innerhalb der
Grenze der Nut 28 mit dem Antriebsstift 24 mit
der Nut 28 in Eingriff zu bewegen, die in dem ersten zylindrischen
Teil 26 des zylindrischen Halters 21 ausgebildet
ist, wie in der 1 und der 6 gezeigt
ist. Der Antriebsstift 24 ist in den Innenumfangsteil des
zylindrischen Gehäuseblocks 13 eingebettet,
das heißt
einer ringartigen Schulter 29 mit kleinem Durchmesser,
die in jenem Teil ausgebildet ist. Der Innendurchmesser der ringartigen
Schulter 29 mit kleinem Durchmesser ist so gewählt, um
es dem ersten zylindrischen Teil 26 des zylindrischen Halters 21 zu
gestatten, diese ringartige Schulter 29 mit einem gewissen
Spielraum zu passieren. Bei dem vorliegenden Beispiel sind die Antriebsstifte 24 und gekerbten
Nute 28 an zwei Positionen entgegengesetzt zueinander in
der Durchmesserrichtung vorgesehen, wie in der 11 gezeigt
ist.
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Der
stationäre
Dichtungsring 7 ist in dem zylindrischen Gehäuseblock 13 gehalten
und in der Axialrichtung in einem O-Ring 23 beweglich gehalten, der
rückwärtig der
ringartigen Schulter 29 und zwischen dem ersten zylindrischen
Teil 26 des zylindrischen Halters 21 und dem zylindrischen
Gehäuseblock 13 vorgesehen
ist, wie in der 1 gezeigt ist. Dieser stationäre Dichtungsring 7 ist
konzentrisch zu der kreisartigen Positionieroberfläche 12,
die in den zylindrischen Gehäuseblock 13 ausgebildet
ist.
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Der
Federaufnehmer 8 ist aus einer ringartigen Platte gebildet,
die aus Metall (rostfreier Stahl unter der JIS-Bezeich nung SUS 304
etc.) besteht, die an einem Punkt 30 abgetrennt ist. Und
dieser Federaufnehmer 8 ist in Eingriff und fixiert in
einer ringartigen Ausnehmung 31, die vorwärts der
ringartigen Schulter 29 und an dem äußeren Umfangsteil am Frontende
des ersten zylindrischen Teils 26 des zylindrischen Halters 21 ausgebildet
ist, wie in den 1, 6 und 11 gezeigt
ist. Der Federaufnehmer 8, der an einem Punkt 30 abgetrennt
ist, kann angeordnet werden in oder entfernt werden von der ringartigen
Ausnehmung 31, indem die Materialelastizität genutzt
wird. Das Material und die Plattendicke sind geeignet gewählt, um
in der Lage zu sein, eine ausreichende Materialelastizität zur Installation
und Entfernung des Aufnehmers 8 zu erhalten und eine Stärke sicher
zu stellen, die ausreicht, um dem Federdruck zu widerstehen. Es
ist zu beachten, dass der Federaufnehmer 8 daran gehindert
ist, sich zurück über ein
spezifisches Ausmaß hinaus
zu bewegen, das heißt,
darüber
hinaus, wo der Aufnehmer in Kontakt mit dem Frontende der ringartigen
Schulter 29 kommt. Es ist auch so eingerichtet, dass der
stationäre
Dichtungsring 7 sich nicht zurück aus dem Montagegehäuse 6 bewegen
wird, wenn er durch Federglieder 9 beaufschlagt ist, die
nachfolgend beschrieben werden.
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Die
Federglieder 9, die eine Mehrzahl von Spiralfedern 32 enthalten,
die zwischen dem Federhalter 10 und dem Federaufnehmer 8 platziert
sind, drängen
den stationären
Dichtungsring 7 rückwärts, wie
in der 6 und der 11 gezeigt
ist. Die Spiral- oder Schraubenfedern 32 sind in gleichen
Intervallen in der Umfangsrichtung vorgesehen. Der Frontendteil
jeder Spiralfeder 32 ist in Eingriff und gehalten in einer
Ausnehmung 33, die am rückwärtigen Teil des
Federhalters 10 ausgebildet ist.
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Die
Drehrichtungseinheit 4 enthält eine Hülse 34, die um die
Drehwelle 2 platziert ist, einen Drehdichtungsring 35,
der an der Hülse 34 fixiert
ist, einen Stopperring 36 zum Fixieren der Hülse 34 an der
Drehwelle 2, Eingriffsverbindungseinrichtungen 37 zum
Eingreifen in den und Verbinden des Stopperring(s) 36,
um ihre relative Bewegung in der Axialrichtung zu unterbinden, und
eine geeignete Anzahl (bei diesen Beispielen zwei Stück) von
ersten Einstellschrauben 38a, die in den Stopperring 36 geschraubt sind
und gegen die Außenumfangsoberfläche der Hülse 34 angezogen
werden können,
und eine geeignete Anzahl (bei diesem Beispiel 2 Stück) von
zweiten Einstellschrauben 38b, die durch die Hülse 34 verlaufen
und gegen die Außenumfangsoberfläche der
Drehwelle 2 angezogen werden können, wie in der 1 und
der 2 gezeigt ist.
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Die
Hülse 34 ist
um die Drehwelle 2 mit ihrem Frontendteil 39 und
Rückseitenendteil 40 aus
dem Montagegehäuse 6 vorstehend
montiert, wie in der 1 gezeigt ist. Die Hülse 34 ist
dünn in
der Wanddicke und zylindrisch in der Form mit Ausnahme des Rückseitenendteils 40.
In dem Rückseitenendteil 40 ist
ein O-Ring 43 als
Sekundärdichtung
zwischen dem Innenumfangsteil der Hülse 34 und der Drehwelle 2 platziert,
wie in der 1 gezeigt ist. An dem Frontende 39 ist
eine geeignete Anzahl von Einstelllöchern 55 (bei diesem
Beispiel zwei Löcher)
vorgesehen. Der Drehdichtungsring 35 ist konzentrisch eingepasst
und gehalten in dem Rückseitenendteil 40 der
Hülse 34 durch
einen O-Ring 44 und einen Antriebsstift 45, wie
in der 1 gezeigt ist. Und der stationäre Dichtungsring 7,
das heißt
das ringartige Dichtungsringelement 22, ist gegen den Drehdichtungsring 35 durch
die Spiralfedern 32 gedrückt. Der Drehdichtungsring 35 ist
aus Keramik, Hartmetall oder ähnlichem
gebildet. Bei dem vorliegenden Beispiel besteht der Drehdichtungsring 35 aus
Siliziumcarbid. Es ist zu beachten, dass die mechanische Dichtung
M1 vom Endseitenkontakttyp ist. Dazu ist sie so arrangiert, dass
der relative Gleitkontakt zwischen den gegenüberliegenden Dichtungsendseiten 25, 46 des
stationären
Dichtungsrings 7 und des Drehdichtungsrings 35 die
Fluidregion A oder die Region an der Außenumfangsseite des relativen Gleitkontaktbereichs
von der atmosphärischen
Region B oder der Innenumfangsseitenregion abdichtet und separiert.
Ein spezielles Merkmal ist, dass die Dichtungsendseite 25 des
stationären
Dichtungsrings 7 gespitzt ist, wie vorher erwähnt wurde,
und in linearen Kontakt nicht der Dichtungsendseite 46 des Drehdichtungsrings 35 kommt.
Das heißt,
dass die mechanische Dichtung M1 eine so genannte Messerschneidendichtung
ist.
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Der
Stopperring 36 ist ein ringartiges Komponententeil, das
konzentrisch an dem Frontendteil 39 der Hülse 34 aufgepasst
ist, wie in den 1 bis 6 gezeigt
ist. Der Stopperring 36 ist in Eingriff und verbunden mit
der Hülse 34 in
einer solchen Weise, dass eine ringartige Schulter 47,
die in dem Frontendinnenumfangsteil des Stopperrings 36 ausgebildet
ist, an das Frontende der Hülse 34 angepasst
ist – der
Zustand, der es dem Stopperring 36 gestattet, genau zu
der Hülse 34 zu
passen (nachfolgend bezeichnet als der richtige Passzustand). Die
Eingriffsverbindungseinrichtungen 37 haben eine Ringnut 48, die
in den Innenumfangsteil des Stopperrings 36 ausgebildet
ist, eine Mehrzahl von Stifteingriffslöchern 49, die in dem
Frontendteil 39 der Hülse 34 vorgesehen
ist, eine Mehrzahl von Kopfeinführeinlässen 50, die
in dem Rückseitenendseitenteil
oder einem Endseitenteil des Stopperrings 36 ausgebildet
sind, und eine Mehrzahl von Kopfstiften 51, die den Stopperring 36 an
der Hülse 34 fixieren,
so dass die Hülse 34 relativ
unbeweglich in der Axialrichtung ist, wie in den 1 bis 9 gezeigt
ist. Die Anzahl von Stifteingriffslöchern 49 und Kopfeinführeinlässen 50 hängt von
der Anzahl von Stiftköpfen 51 ab,
die verwendet werden sollen. Bei dem vorliegenden Beispiel werden
zwei Stiftköpfe 51 verwendet.
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In
dem Frontendteil 39 der Hülse 34 sind ringartige
Stifteingriffslöcher 49 an
zwei Punkten in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung vorgesehen, wie
in der 1 bis zur 6 gezeigt
ist. Auch sind in dem Rückseitenendseitenteil
des Stopperrings 36 Kopfeinführeinlässe 50 an zwei Punkten
in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung ausgebildet, wie in
der 2 bis zur 5, und der 7 und
der 8 gezeigt ist. Die Kopfeinführeinlässe 50 sind groß genug,
um den Kopfteil des Kopfstiftes 51 in die Ringnut 48 zu
führen,
wie nachfolgend beschrieben ist.
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Der
Kopfstift 51 ist integral aus einem metallischen Material
(bei diesem Beispiel der rostfreie Stahl SUS 304) ausgebildet und
hat einen T-förmigen Querschnitt,
enthaltend einen zylindrischen Stiftteil 52, der frei in
Eingriff gebracht werden kann in das oder entfernt werden kann aus
dem Eingriffsloch 49, und einen Kopfteil 53, der
an einem Ende des Stiftteils 52 angebracht ist, wie in
der 1 bis zur 6 und der 9 gezeigt
ist. Die Länge
des zylindrischen Stiftteils 52 (in der Axialrichtung)
ist grob gleich der Dicke des Hülsenteils,
wo die 49 ausgebildet ist. Die Länge ist so gewählt, dass
der Kopfteil 53 in das Stifteingriffsloch 49 in
Eingriff gebracht werden kann, ohne über die Innenumfangsoberfläche hinaus
vorzustehen, während
der Kopfteil 53 in Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche der
Hülse 34 gebracht wird.
Der Kopfteil 53 ist in der Form einer Scheibe, wobei der
zylindrische Stiftteil 52 im Zentrum angebracht ist. Der
Durchmesser des Kopfteils 53 ist grob auf die Breite W
der Ringnut 48 eingestellt und die Dicke ist grob auf die
Tiefe D der Ringnut 48 eingestellt. Das hält den Stopperring 36 vom
Bewegen in der Axialrichtung ab, während es ihm gestattet ist,
sich relativ in der Umfangsrichtung zu bewegen, wenn der Stopperring 36 in
dem richtigen Passzustand ist. Daher sind die jeweiligen Kopfstifte 51 relativ
in die Ringnute 48 (5) geführt, wenn
der Stopperring 36 an der Hülse 34 platziert ist,
und werden mit den entsprechenden Kopfeinführeinlässen 50 gegenüber den
jeweiligen Kopfteilen 53 rückwärts bewegt (gezeigt in der 3,
nachfolgend als "Pass-
und Entfernungsposition" bezeichnet),
nachdem die Kopfstifte 51 in die Stifteingriffslöcher 49 in
Eingriff gebracht wurden. Ferner wird der Stopperring 36 in
Relation zu der Hülse 34 rückwärts bewegt,
um den richtigen Passzustand einzunehmen, bis der jeweilige Kopfteil 53 vollständig in
die Ringnut 48 geführt
ist (3, 4). Dann wird der Stopperring 36 um
ein spezifisches Gradmaß (zum
Beispiel 90 Grad von der Pass- und Entfernungsposition) gedreht,
um die jeweiligen Kopfteile 53 relativ in der Umfangsrichtung
zu einer Position zu bewegen, die sich von den Kopfeinführeinlässen 50 unterscheidet
(nachfolgend als "die Fixierposition" bezeichnet). Auf
diese Weise kann der Stopperring 36 in Eingriff und unbeweglich
in Relation zur Hülse
in der Axialrichtung in dem Passzustand sein. Der Kopfteil 53 kann
in jeglicher Form sein, so lange er sich relativ in der Ringnut 48 bewegen
kann. Die Form des Kopfteils 53 ist nicht auf die Scheibenform
beschränkt,
wie sie beschrieben wurde; der Kopf kann eine elliptische Platte
oder eine ovale Platte mit einer kurzen Achse grob gleich der Nutbreite
W oder eine Kugel mit einem Durchmesser grob gleich der Nutbreite
W sein. Auch sind der Querschnitt des zylindrischen Stiftteils 52 und
die Form des Stifteingriffsloch 49 nicht beschränkt, so
lange die Stärke
der dünnwandigen
Hülse 34 nicht
mehr als nötig
abnimmt. Sie können
zum Beispiel elliptisch, quadratisch oder ähnlich sein.
-
Der
Stopperring 36 ist mit einer geeigneten Anzahl von ersten
Schraubenlöchern 54a (bei
diesem Beispiel zwei Löcher)
und einer geeigneten Anzahl von zweiten Schraubenlöchern 54b (bei
diesem Beispiel zwei Löcher)
in geeigneten Intervallen in der Umfangsrichtung versehen. Jene
Schraubenlöcher 54a, 54b sind
Durchgangslöcher,
die in der Radialrichtung gerichtet sind. Jene Schraubenlöcher 54a, 54b sind
so positioniert, dass die zweiten Schraubenlöcher 54b mit den Einstelllöchern 55 überlappen, aber
die Löcher 54a es
nicht tun. Die ersten Einstellschrauben 38a werden in die
ersten Schraubenlöcher 54a geschraubt
und wenn die ersten Einstellschrauben 38a gegen die Außenumfangsoberfläche der
Hülse 34 angezogen
sind, wie in der 2 gezeigt ist, ist der Stopperring 36 an
die Hülse 34 geklemmt.
Die zweiten Einstellschrauben 38b werden in die zweiten
Schraubenlöcher 54b geschraubt. Wenn
die zweiten Einstellschrauben 38b durch die Einstelllöcher 55 geschraubt
und gegen den Außenumfangsoberflächenteil
angezogen sind, wie in der 2 gezeigt
ist, wird der Stopperring 36 an der Drehwelle 2 fixiert
sein. Das heißt,
dass die Hülse 34 an
die Drehwelle 2 durch Anziehen der ersten Einstellschrauben 38a und
der zweiten Einstellschrauben 38b geklemmt werden kann,
die in dem Stopperring 36 vorgesehen sind, wie in der 1 und
der 2 gezeigt ist. Und die Hülse 34 kann montiert werden
an oder entfernt werden von der Hülse 34 durch Lösen der
Einstellschrauben 38a und zweiten Einstellschrauben 38b,
wie in der 3 gezeigt ist. Es ist zu beachten,
dass die zwei Einstelllöcher 55 an derselben
Stelle in der Radialrichtung sind wie die Stifteingriffslöcher 49.
Die zwei Einstelllöcher 55 sind auch
nahe den beiden Seiten des Stifteingriffslochs 49 in der
Umfangsrichtung angeordnet, wie in der 2 und der 3 gezeigt
ist. Auch sind die Schraubenlöcher 54a und 54b an
Punkten zwischenliegend zwischen dem Stifteingriffsloch 49 und
dem Kopfeinführeinlass 50 vorgesehen,
wenn der Stopperring 36 in der Klemmposition oder dem richtigen Passzustand
ist, wie in der 2 gezeigt ist. Die Kopfteile 53 bewegen
sich in der Ringnut 48, wenn der Stopperring 36 von
der Klemmposition zu der Pass- und Entfernungsposition gedreht wird.
Das kann ohne Schwierigkeit dadurch erzielt werden, dass man die
Einstellschrauben 38a und 38b nicht heraus in
die Ringnut 48 vorstehen lässt, wie in der 3 gezeigt
ist.
-
Daher
kann die Hülse 34 an
die Drehwelle 2 durch Anziehen der Einstellschrauben 38a und
zweiten Einstellschrauben 38b gegen die Außenumfangsoberfläche der
Hülse 34 und
die Außenumfangsoberfläche der
Drehwelle 2 geklemmt werden, während der Stopperring 36 mit
der Hülse 34 durch die
Kopfstifte 51 verbunden bleibt, wie in der 1 und
der 2 gezeigt ist. Und die Hülse 34 kann installiert
werden an oder entfernt werden von der Drehwelle 2 durch
Lösen der
Einstellschrauben 38a und zweiten Einstellschrauben 38b,
wie in der 3 gezeigt ist. Es ist zu beachten,
dass die Schraubenlöcher 54 so
vorgesehen sind, dass sie an Punkte zwischenliegend zwischen dem
Stifteingriffsloch 49 und dem Kopfeinführeinlass 50 kommen,
wenn der Stopperring 36 in der Fixierposition oder in der
richtigen Passposition platziert ist, wie in der 2 gezeigt
ist. Ferner verlaufen die Schraubenlöcher 54 durch die
Ringnut 48. Daher gibt es, wenn die Einstellschrauben 38a und 38b gelöst werden,
wobei man die Endteile heraus in die Ringnut 48 vorstehen lässt, keine
Möglichkeit,
dass sich die Endteile relativ zu einer Position bewegen, wo der
Kopfteil 53 des Kopfstiftes 51 in den Kopfeinführeinlass 50 kommt.
In anderen Worten ist die Möglichkeit
auf jene Weise ausgeschlossen, dass der Stopperring 36 sich
unabsichtlich dreht und von der Hülse 34 gelöst wird. Wenn
die Hülse 34 installiert
ist an oder entfernt wird von der Drehwelle 2, gibt es
keine Befürchtung,
dass die Verbindung zwischen der Hülse 34 und dem Stopperring 36 durch
die Kopfstifte 51 gelöst
wird. Daneben ist die gesamte Länge
der Hülse 34 so
eingestellt, dass die Rückseitenendseite
des Stopperrings 36, der an der Hülse 34 montiert ist,
ein spezifisches Intervall H (richtiges Intervall) von der Frontendseite
des Federhalters 10 in der axialen Richtung weg ist, wenn
die zwei Dichtungseinheiten 3, 4 in einer richtigen
Positionsbeziehung in der Axialrichtung sind, das heißt, wenn
die zwei Dichtungsringe 7, 5 durch die Federglieder 9 mit
einem geeigneten Kontaktdruck in Kontakt miteinander gebracht sind.
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Der
Einstellabstandhalter 5 ist integral aus einem metallischen
oder Kunststoffmaterial (bei diesem Beispiel dem rostfreien Stahl
SUS 304) ausgebildet. Wie in den 6 bis 8 und
der 10 gezeigt ist, enthält der Einstellabstandhalter 5 ein
Radialrichtungspositionierteil 56 in der Form einer recht winkligen
Platte, ein Montageteil 57 in der Form einer rechtwinkligen
Platte, die mit einem Endteil des Radialrichtungspositionierteils 56 parallel
verbunden ist, ein Axialrichtungspositionierteil 58 in
der Form einer rechtwinkligen Platte, die senkrecht mit einem Endteil des
Radialrichtungspositionierteils 56 verbunden ist, und einem
Eingriffsteil 59 in der Form einer rechtwinkligen Platte,
die mit dem anderen Endteil des Radialrichtungspositionierteils 56 verbunden
ist und parallel zum Axialrichtungspositionierteil 58 vorsteht. Jene
Teile 56, 57, 58 und 59 sind
identisch in der Breite. Der Montageteil 57 ist mit einem
Durchgangsloch 60 im Zentrum in der Breitenrichtung versehen. Bei
diesem Beispiel werden drei Einstellabstandhalter 5 verwendet.
Jene Einstellabstandhalter 5 sind an dem Außenumfangsteil
des Stopperrings 36 in gleichen Intervallen durch Schrauben
von geeigneten Fixierteilen 61 (bei diesem Beispiel Sechskantsockelkopfkappenschrauben)
in die Durchgangslöcher 60 an
den jeweiligen rechtwinkligen Montageteilen 57 zu installieren.
Die Positionsbeziehung in der Richtung der Plattendichtung – d. h.
die Richtung parallel zu der Vorstehrichtung des Axialrichtungspositionierteils 58 und
des Eingriffsteils 59, – zwischen dem Radialrichtungspositionierteil 56 und
dem Montageteil 57 ist eingestellt, um die Bedingung zu
erfüllen,
dass der Radialrichtungspositionierteil 56 in Kontakt mit
der kreisartigen Positionieroberfläche 12 kommen soll, wenn
der Montageteil 57 an dem Stopperring 36 mit den
zwei Dichtungseinheiten 3, 4 in einem konzentrischen
Zustand fixiert ist. Die Plattendicke h des Axialrichtungspositionierteils 58 und
der Abstand zwischen dem Axialrichtungspositionierteil 58 und
dem Eingriffsteil 59 und dem Durchgangsloch 60 sind
bestimmt, um das Erfordernis zu erfüllen, dass der Axialrichtungspositionierteil 58 zwischen
die Rückseitenendseite
des Stopperrings 36 und die Frontendseite des Federhalters 10 mit
dem Eingriffsteil 59 in der ringartigen Eingriffsnut 16 in
Eingriff gepresst sein sollte, wenn der Positionierteil 57 an
dem Stopperring 36 mit den zwei Dichtungs einheiten 3, 4 in
einer geeigneten Positionsbeziehung in der Axialrichtung fixiert ist.
Unterdessen wird die Hülse 34 in
Relation zu dem Montagegehäuse 6 durch
die Spiralfedern 32 rückwärts gedrückt, die
die zwei Dichtungsringe 7, 35 gegeneinander drücken. Und
der Raum in der Radialrichtung zwischen dem Stopperring 36 und
dem Federhalter 10 wird auf einem geeigneten Intervall
H gehalten, weil der Axialrichtungspositionierteil 58 in dem
Raum platziert ist. Auf diese Weise werden die zwei Dichtungseinheiten 3, 4 am
relativen Bewegen in der Axialrichtung gehindert, indem der Axialrichtungspositionierteil 58 zwischen
den Stopperring 56 und Federhalter 10 durch die
Drückkraft
gedrückt wird.
Es ist unnötig
darauf hinzuweisen, dass die relative Bewegung auch durch den Eingriff
des Eingriffsteils 59 mit der ringartigen Eingriffsnut 16 blockiert
ist.
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Die
mechanische Dichtung M1 die somit aufgebaut wurde, wird zu einer
Kassettenstruktur zusammengebaut, die identisch mit der Struktur
im Betrieb ist, der die erforderlichen Dichtungsfunktionen erzielt.
Die Zusammenbauprozedur wird nun beschrieben.
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Zuerst
wird der stationäre
Dichtungsring 7 mit dem darauf aufgepassten O-Ring 23 in
den zylindrischen Gehäuseblock 13 von
der rückwärtigen Richtung
eingesetzt. Die Antriebsstifte 24 werden in den gekerbten
Nuten 28 des stationären
Dichtungsrings 7 platziert. Dann wird der Federaufnehmer 8 gesetzt
in die und fixiert in der ringartigen Ausnehmung 31 des
stationären
Dichtungsrings 7. Der Federaufnehmer 8 kann in
der ringartigen Ausnehmung 31 ohne Schwierigkeit platziert
werden wegen eines Ausschnittes 30 in der ringartigen Platte,
der es dem Federaufnehmer 8 gestattet, sich elastisch zu
deformieren.
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Im
nächsten
Schritt wird die Hülse 34 mit dem
Drehdichtungsring 35 daran fixiert in den stationären Dichtungsring 7 von
hinten eingesetzt, so dass der stationäre Dichtungsring 7 ge genüber dem
Drehdichtungsring 35 platziert ist. Dann wird der Federhalter 10 mit
den Spiralfedern 32 an ihrem Platz angeordnet über dem
Frontendteil 39 der Hülse 34 von dem
zylindrischen Gehäuseblock 13 vorwärts vorstehend
platziert. Und die jeweiligen zylindrischen Stiftteile 52 der
Kopfstifte 51 werden in die Stifteingriffslöcher 49 gesteckt.
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Dann
wird der Federhalter 10 an dem zylindrischen Gehäuseblock 13 mittels
der Maschinenschrauben 15 fixiert, um das Montagegehäuse 6 zusammenzubauen.
Und der Stopperring 36 wird über dem Frontendteil 39 der
Hülse 34 platziert,
um die Kopfteile 53 der Kopfstifte 51 durch den
Kopfeinführeinlass 50 in
das Stifteingriffsloch 49 zu führen. Dies versetzt den Stopperring 36 in
die Pass- und Entfernungsposition (3, 4).
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Dann
wird der Stopperring 36 um 90 Grad aus der Pass- und Entfernungsposition
in die Fixierposition gedreht. Dies fixiert den Stopperring 36 an dem
Frontendteil 39 der Hülse 34 mittels
der Kopfstifte 51, wodurch die Relativbewegung des Stopperrings 36 in
der Axialrichtung unterbunden ist (siehe 2). Dann
werden die Montageteile 57 der Einstellabstandhalter 5 an
den Stopperring 36 gesteckt. Dies wird erledigt, wobei
der Radialrichtungspositionierteil 56 mit der Positionieroberfläche 12 des
Federhalters 10 in Eingriff ist und wobei der Eingriffsteil 59 mit
der ringartigen Eingriffsnut 16 und dem Axialrichtungspositionierteil 58 zwischen
den Stopperring 36 und den Federhalter 10 gedrückt in Eingriff
ist. Dies erzeugt eine kassettenartige mechanische Dichtung M1 mit
den zwei Dichtungseinheiten 3, 4 fertig für den Einsatz
in der Axialrichtung und Radialrichtung positioniert (siehe 6).
Der Radialrichtungspositionierteil 56 des Einstellabstandhalters 5 ist
in der Form einer Platte und kommt bloß in linearen Kontakt mit der
kreisartigen Positionieroberfläche 12.
Da aber drei Kontaktpunkte in gleichen Intervallen in der Umfangsrichtung
vorgesehen sind, können die
zwei Dichtungseinheiten 3, 4 konzentrisch in der richtigen
Positionsrelation in der Radialrichtung gehalten werden (siehe 8).
Es ist auch zu beachten, dass die Einstellabstandhalter 5 für das vorliegende
Ausführungsbeispiel
ohne Modifikationen bei anderen Ausführungsbeispielen verwendet
werden können,
die in der Größe der zwei
Dichtungseinheiten 3, 4 verschieden sind, so lange
die Radiusdifferenz zwischen der Außenumfangsoberfläche des Stopperrings 36 und
der kreisartigen Positionieroberfläche 12 dieselbe ist
wie jene des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
Dies liegt daran, weil der Radialrichtungspositionierteil 56 und
der Montageteil 57 des Einstellabstandhalters 5 in
der Form einer Platte sind. In anderen Worten sind die Einstellabstandhalter 5 für eine allgemeine
Verwendung geeignet. Dasselbe gilt auch für die Kopfstifte 51.
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Indessen
ist es, wenn die mechanische Dichtung M1 entfernt und montiert wird,
erforderlich, dass die Hülse 34 an
dem Stopperring 36 fixiert ist, so dass die zwei Dichtungseinheiten 3, 4 gekoppelt
bleiben. Das Fixieren des Stopperrings 36 an der Hülse 34 könnte mittels
der Eingriffsverbindungseinrichtungen 37, die die Kopfstifte 51 enthalten,
und auch durch festes Anziehen der Einstellschrauben 38a gegen
die Außenumfangsoberfläche der
Hülse 34 bewirkt
werden. Das könnte
auch erzielt werden, wenn sich der Axialrichtungspositionierteil 58 des
Einstellabstandhalters 5 in einen Schlitz erstrecken soll, der
an der Hülse 34 auszubilden
ist. In dem zweiten Fall, wenn die Einstellschrauben 38a zu
stark angezogen werden, kann es die dünnwandige Hülse 34 deformieren.
Eine Weise, um ein solches Problem zu vermeiden, könnte sein,
eine Hülse 34 mit
einer dickeren Wanddicke zu haben. Dies macht es jedoch erforderlich,
den Durchmesser des stationären
Dichtungsrings 7, durch welchen die Hülse 34 eingesetzt wird,
und den Drehrichtungsring 35 mehr als notwendig zu vergrößern, der
aufgepasst ist auf die und fixiert ist an der Hülse 34. Dies führt unvermeidbar
wiederum zu einer Vergrößerung des
zylindrischen Gehäuse blocks 13 und
anderer Komponententeile, das heißt der Größe der mechanischen Dichtung
M1 selbst. Zusätzlich
würde,
da die Hülse 34 ein
langes Komponententeil ist, eine vergrößerte Wanddicke den stationären Dichtungsring 7,
den Federaufnehmer 8 und andere Teile vergrößern und
das Gewicht der mechanischen Dichtung M1 erhöhen. Hier im letzteren Fall
ist es im Lichte der Stärke
der Hülse 34 in
jenen Schlitzbereichen nicht praktikabel, drei Schlitze zu haben,
mit welchen die Ausdehnungen des Axialrichtungspositionierteils 58 in
Eingriff sein würden.
Für eine
solche Erwägung
könnte
das Positionieren der Dichtungseinheiten 3, 4 in
der Radialrichtung durch Verwenden der Einstellabstandhalter an
zwei Punkten bewirkt werden. Aber es wäre schwierig, das Positionieren
durch zwei Einstellabstandhalter 5 zuverlässig und
genau zu erzielen. Ferner müsste,
wenn das Positionieren durch Verwenden von zwei Einstellabstandhaltern 5 bewirkt
wird, der Radialrichtungspositionierteil 56 in der Form
eines kreisartigen Bogens passend zu der kreisartigen Positionieroberfläche 12 sein.
Aber der Einstellabstandhalter 5, der in dieser Form hergestellt
ist, ist nicht weiterhin für
einen allgemeinen Gebrauch anwendbar.
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Andererseits
werden die Eingriffsverbindungseinrichtungen 37 nicht die
Hülse 34 deformieren,
weil die Hülse 34 und
der Stopperring 36 bloß in Eingriff
und miteinander verbunden sind mittels der Kopfstifte 51,
so dass die zwei relativ unbeweglich in der Axialrichtung sind.
Ferner bestehen nur kleine Stifteingriffslöcher 49 in der Hülse 34,
um in die zylindrischen Stiftteile 52 einzugreifen, und
das Vorsehen jener kleinen Löcher 49 kann
kaum die Stärke
der Hülse 34 verringern.
Zusätzlich
ist die Anzahl von Einstellabstandhaltern 5 anders als
beim letzten Fall nicht beschränkt.
Das heißt,
dass drei oder mehr Einstellabstandhalter 5 verwendet werden
können,
um die Genauigkeit der Radialrichtungspositionierung zu erhöhen. Ferner
kann die Verwendung von drei oder mehr Einstellabstandhaltern 5 die
jeweiligen Teile 56, 57, 58 und 59 in
der Form einer Platte zur allgemeinen Verwendung anwendbar machen.
Dies ermöglicht
es, die Form des Einstellabstandhalters zu vereinfachen und die
Produktionskosten durch Massenproduktion wesentlich zu verringern.
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Die
mechanische Dichtung M1 ist somit mit den zwei Dichtungseinheiten 3, 4,
die miteinander in einem in der Axialrichtung und Radialrichtung
durch Eingriffsverbindungseinrichtungen 37 und die Einstellabstandhalter 5 richtig
positionierten Zustand gekoppelt zusammengebaut. Diese mechanische
Dichtung M1 kann wie sie ist an Drehequipment installiert und dann
in einen betriebsfertigen Zustand versetzt werden einfach durch
Entfernen der Einstellabstandhalter 5.
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Die
Installationsprozedur ist so. Die Hülse 34 wird an der
Drehwelle 2 montiert, und das Montagegehäuse 6 wird
an dem Wellendichtungsgehäuse 1 durch
Schrauben und Muttern 14 befestigt, um die Drehdichtungseinheit 4 in
dem Wellendichtungsgehäuse 1 zu
halten. Dann werden die Einstellschrauben 38a und zweiten
Einstellschrauben 38b in die Hülse 34 und die Drehwelle 2 geschraubt,
um die Drehdichtungseinheit 4 an der Drehwelle 2 zu
fixieren. Dann werden die Einstellabstandhalter 5 aus dem
Stopperring 36 entfernt, um die Installation der mechanischen
Dichtung M1 am Drehequipment abzuschließen (1, 2).
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Die
Installation der mechanischen Dichtung M1 an Drehequipment ist ziemlich
leicht und einfach, anders als das Montieren von Komponententeilen nacheinander
beim Stand der Technik, weil die mechanische Dichtung M1 ein Zusammenbau
in einem betriebsfertigen Zustand ist. Selbst ein unerfahrener Mechaniker
kann die Arbeit ohne Probleme erledigen.
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Die
mechanische Dichtung M1, die somit installiert wurde, kann die Fluidregion
A gegenüber
der atmosphärischen
Region B durch relative Drehung und Verschiebung der Dichtungsendseiten 25, 46 abdichten
und separieren. Dies liegt daran, dass, wenn sich die Drehwelle 2 dreht,
die Dichtungsendseite 25 des stationären Dichtungsrings 7 oder
das Dichtungsringelement 22 und die gegenüberliegende Dichtungsendseite 46 des
Drehdichtungsrings 35 miteinander unter geeignetem Druck
in Kontakt gebracht werden und sich relativ in einem parallelen und
konzentrischen Zustand drehen. Ferner wird eine gute Dichtungsfunktion
erzielt, weil die Kommunikationssektion zwischen der Innenumfangsseite der
Dichtungsendseiten 25, 46 in dem Montagegehäuse 6 und
der atmosphärischen
Region B außerhalb
des Montagegehäuses 6 einer
sekundären
Abdichtung durch das ringartige Dichtungsglied 18 unterzogen
werden. Das ringartige Dichtungsglied 18 ist in die Innenumfangsausnehmung 17 des
Federhalters 10 gesteckt.
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Bei
der mechanischer Dichtung nach dem Stand der Technik wird der stationäre Dichtungsring 7 indessen
allgemein von einer relativen Drehung durch Stiftglieder abgehalten,
die den Antriebsstiften 24 entsprechen. Die Stiftglieder
sind in einem Komponententeil eingesetzt, das äquivalent zu dem Federaufnehmer 8 ist,
und verlaufen in der Rückwärtsrichtung.
Jene Stiftglieder sind durch Löcher
eingesetzt, die in einem Komponententeil ausgebildet sind, das dem
Federhalter 10 entspricht. An einem Endteil sind die Stiftglieder
mit einem Stopperteil versehen, das im Durchmesser größer als
das Durchgangsloch ist. Bei dieser Anordnung können jedoch die Federglieder,
die den stationären
Dichtungsring und die Stiftglieder beaufschlagen, die den stationären Dichtungsring
von einer relativen Drehung abhalten, nicht um mehr als eine spezifische
Distanz von der Drehachse entfernt angeordnet werden, um eine Größenzunahme
der mechanischen Dichtung zu vermeiden. Aus diesem Grund kann ein
Raum, der zur ringartigen Ausnehmung 17 äquivalent
ist, nicht in dem Innenumfangsteil eines Gliedes sichergestellt
werden, das dem Federhalter 10 entspricht. Das heißt, dass es
unmöglich
ist, sekundäre
Dichtungseinrichtungen, wie das ringartige Dichtungsglied 18,
vorzusehen.
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Bei
der mechanischen Dichtung M1 ist andererseits der Federaufnehmer 8 aus
einer ringartigen Platte mit einer Abtrennung 30 an einem
Punkt ausgebildet. Und der Antriebsstift 24 ist in dem
zylindrischen Gehäuseblock 13 vorgesehen
und ist mit dem stationären
Dichtungsring 7 in Eingriff. Deshalb kann ein Raum oder
die ringartige Ausnehmung 17 für das ringartige Dichtungsglied 18 sichergestellt
werden, ohne die Größe der mechanischen
Dichtung M1 so viel zu vergrößern. Eine
sekundäre
Dichtung durch das ringartige Dichtungsglied 18 kann ferner
die Dichtungsfunktion der mechanischen Dichtung M1 verbessern. Ferner
besteht der Federaufnehmer 8 aus einer ringartigen dünnen Metallplatte
und ist mit dem Außenumfangsteil
des stationären
Dichtungsrings 7 in Eingriff. Dies hilft, die Größe der mechanischen
Dichtung M1 und die Anzahl von Komponententeilen zu verringern,
was wiederum die Konstruktion vereinfacht und es leichter macht,
jene Teile zusammenzubauen.
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Die
mechanische Dichtung M1 kann auch von dem Drehequipment ohne Schwierigkeit
durch Umkehren der Installationsprozedur entfernt werden. Das heißt, dass
die Einstellabstandhalter 5 zuerst in dem Stopperring 36 in
einer solchen Weise angeordnet werden, wie beschrieben wurde. Dann
werden die Einstellschrauben 38a und die zweiten Einstellschrauben 38b gelöst und wird
das Montagegehäuse 6 von
dem Wellendichtungsgehäuse 1 entfernt.
Auf diese Weise kann die mechanische Dichtung M1 von dem Drehequipment
in demselben Zustand entfernt werden, wie derjenige, der zusammengebaut
und installiert wurde. Dies spart viel Arbeit zur Wartung, einschließlich zum
Zusammenbauen und Überholen.
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Da
die mechanische Dichtung M1 gemäß der vorliegenden
Erfindung installiert werden kann an und entfernt werden kann von Drehequipment
in dem Zustand einer kassettenartigen Struktur in derselben Form,
wie die Form zum tatsächlichen
Betrieb, kann sie ohne Modifikationen an den Wellendichtungsteilen
verwendet werden, die nicht zur Installation einer mechanischen
Dichtung gestaltet sind (solche Teile wie eine Stopfbuchse, die
zur Stopfbuchsenabdichtung hergestellt wurde). Existierende Wellendichtungsteile,
wie eine Stopfbuchse können
für eine
mechanische Dichtung mit Leichtigkeit angepasst werden.
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(Ausführungsbeispiel 2)
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel
wird nun unter Bezugnahme auf die 12 bis 15 beschrieben.
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Die
mechanische Dichtung M2, die in den 12 bis 15 gezeigt
ist, ist eine kassettenartige mechanische Dichtung, die zwischen
dem Wellendichtungsgehäuse 1 von
Drehequipment und der Drehwelle 2 zu installieren ist,
die verläuft
durch das und heraus aus dem Drehequipment. Die mechanische Dichtung
M2 dient zum Abdichten der Fluidregion A oder der Innenregion von
Drehequipment von der atmosphärischen
Region B oder der Außenregion.
Die kassettenartige mechanische Dichtung M2 enthält eine stationäre Dichtungseinheit 3,
eine Drehdichtungseinheit 4 und eine Mehrzahl von Einstellabstandhaltern 5,
die die zwei Dichtungseinheiten 3, 4 gekoppelt
und verriegelt halten, während
die Dichtung M2 nicht installiert ist. Es ist zu verstehen, dass in
der 12, wie hierin verwendet wird, die Worte Front,
vor oder vorwärts
links bezeichnen, während solche
Ausdrücke
wie Rückseite,
hinter, hinten und rückwärts rechts
bezeichnen.
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Die
stationäre
Dichtungseinheit 3 enthält
ein zylindrisches Montagegehäuse 6,
das an das Wellendichtungsgehäuse 1 zu
klemmen ist, einen stationären
Dichtungsring 7, der innerhalb des Montagegehäuses 6 vorgesehen
ist, einen Federaufnehmer 7f, der an dem stationären Dichtungsring 7 montiert
ist, Federglieder 9, die zwischen dem Montagegehäuse 6 und
dem stationären
Dichtungsring 7 vorgesehen sind, und eine kreisartige Positionieroberfläche 6d, die
in dem Frontendteil des Montagegehäuses 6 konzentrisch
zu dem stationären
Dichtungsring 7 ausgebildet ist, wie in der 12 und
der 14 gezeigt ist. Der Frontendteil des Montagegehäuses 6 ist
der Frontendteil eines Federhalters 42, der unten beschrieben
wird.
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Das
Montagegehäuse 6 enthält einen
zylindrischen Gehäuseblock 41 und
den Federhalter 42 eingepasst und fixiert in dem Innenumfangsteil
an dem Frontende des zylindrischen Gehäuseblocks 41. Der
zylindrische Gehäuseblock 41 ist
an dem Frontende des Wellendichtungsgehäuses 1 mittels Schrauben
und Muttern 6a (nur ein Satz ist gezeigt) in einem solchen
Zustand montiert, dass die Drehwelle 2 konzentrisch in
den zylindrischen Gehäuseblock 41 eingesetzt
ist, wie in der 12 und der 14 gezeigt
ist. Der Federhalter 42 ist am Frontendteil des zylindrischen
Gehäuseblocks 41 mittels einer
geeigneten Anzahl von Schrauben 6c (nur eine Schraube ist
gezeigt) montiert, wobei das Frontende 6b des Federhalters 42 aus
der Frontendseite des zylindrischen Gehäuseblocks 41 heraus
vorsteht und wobei die Drehwelle 2 konzentrisch darin eingesetzt ist.
Die Frontendseite ist in der Form einer ringartigen Ebene senkrecht
zu der Achse ausgebildet. Der Frontendteil des Montagegehäuses 6 oder
die Außenumfangsoberfläche des
Federhalters 42 ist in der kreisartigen Positionieroberfläche 6d konzentrisch
zu dem zylindrischen Gehäuseblock 41 und
dem stationären
Dichtungsring 7 ausgebildet, der unten beschrieben wird.
in die ringartige Ausnehmung 6e, die in dem Innenumfangsteil
des Federhalters 42 ausgebildet ist, sind ringartige Dichtungsglieder 18 eingesetzt,
um als eine sekundäre
Dichtung zwischen dem Federhalter 42 und der Drehwelle 2 zu
wirken, wie in der 14 gezeigt ist. Bei diesem Beispiel
sind die ringartigen Dichtungsglieder 18 eine Mehrzahl
von Spiralringen 18a, die aus PTFE (Streifen in einer Spiralform)
bestehen. Jene Spiralringe 18a, die in der Axialrichtung
zusammengesteckt sind, sind in der ringartigen Ausnehmung 6e platziert.
Der zylindrische Gehäuseblock 41 ist
mit einer Spülpassage 41a und einer
Einspritzpassage 41b versehen, wie in der 12 gezeigt
ist.
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Der
stationäre
Dichtungsring 7 enthält
einen zylindrischen Halter 7b und ein Dichtungsringelement 7e,
das daran angebracht ist und in dem Innenumfangsteil des zylindrischen
Gehäuseblocks 41 in der
Axialrichtung beweglich gehalten ist und relativ undrehbar ist,
wie in der 12 gezeigt ist.
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Der
zylindrische Halter 7b enthält einen dünnwandigen ersten zylindrischen
Teil 7c und einen dicken zweiten zylindrischen Teil 7d integral
ausgebildet am hinteren Ende davon, wie in der 12 gezeigt
ist. Der erste zylindrische Teil 7c ist mit gekerbten Nuten 7k versehen,
die in der Axialrichtung verlaufen und sich vorwärts öffnen, wie in der 14 gezeigt
ist. Das Dichtungsringelement 7e ist konzentrisch eingepasst
und fixiert an dem zweiten zylindrischen Teil 7d.
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Der
stationäre
Dichtungsring 7 wird in dem zylindrischen Gehäuseblock 41 beweglich
innerhalb der Grenzen der gekerbten Nut 7k in der Axialrichtung
und relativ undrehbar gehalten. Der Dichtungsring 7 ist
durch Eingriffsantriebsstifte 7j in Position gesetzt, die
an dem Innenumfangsteil des zylindrischen Gehäuseblocks 41 errichtet
sind, wobei die gekerbte Nut 7k in dem ersten zylindrischen
Teil 7c des zylindrischen Halters 7b ausgebildet
ist. Die Antriebsstifte 7j sind an der ringartigen Schulter 6f mit kleinem
Durchmesser errichtet, die in dem Innenumfangsteil des zylindrischen
Gehäuseblocks 41 ausgebildet
ist. Der Innendurchmesser der ringartigen Schulter 6f ist
so gewählt,
dass der erste zylindrische Teil 7c des zylindrischen Halters 7b durch
die ringartige Schulter 6f mit etwas Spiel hindurchgeführt werden
kann. Bei diesem Beispiel sind der Antriebsstift 7j und
die gekerbte Nut 7k an zwei Stellen vorgesehen, wie in
der 13 gezeigt ist.
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Ferner
ist der stationäre
Dichtungsring 7 konzentrisch zu dem zylindrischen Gehäuseblock 41 platziert
und in der Axialrichtung mit einer Sekundärdichtung beweglich gehalten.
Die Sekundärdichtung ist
durch einen O-Ring 7h bereitgestellt, der zwischen dem
Außenumfangsteil
des ersten zylindrischen Teils 7c des zylindrischen Halters 7b und
dem Innenumfangsteil des zylindrischen Gehäuseblocks 41 hinter der
ringartigen Schulter 6f platziert ist, wie in der 12 gezeigt
ist. Dieser stationäre
Dichtungsring 7 ist konzentrisch zu der kreisartigen Positionieroberfläche 6d,
die in dem zylindrischen Gehäuseblock 41 ausgebildet
ist.
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Der
Federaufnehmer 7f ist eine ringartige Platte mit einer
Abtrennung 7g und ist platziert und fixiert in einer ringartigen
Ausnehmung 7n, die an dem Außenumfangsteil in dem Frontendteil
des ersten zylindrischen Teils 7c des zylindrischen Halters 7b ausgebildet
ist, wie in der 12 bis zur 14 gezeigt ist.
Die Abtrennung 7g gestattet es dem Federaufnehmer 7f,
platziert zu werden in oder entfernt zu werden von der ringartigen
Ausnehmung 7n unter Verwendung der Materialelastizität. Das Material
und die Dicke sind geeignet gewählt,
so dass der Federaufnehmer 7f ausreichend elastisch und
deformierbar ist, um platziert zu werden in oder entfernt zu werden
von der ringartigen Ausnehmung 7n, und stark genug ist,
um den Druck der Federglieder 9 zu widerstehen. Bei diesem
Beispiel ist der Federaufnehmer 7f eine ringartige Platte
mit dünner
Dicke, die aus rostfreiem Stahl SOS 316 mit einer Abtrennung 7g besteht.
Die Außenumfangsoberfläche des
ersten zylindrischen Teils 7c des zylindrischen Halters 7b ist eine
geneigte Oberfläche 7p mit
dem graduell von der ringartigen Ausnehmung 7n vorwärts abnehmenden
Durchmesser, wie in der 14 gezeigt
ist. Das erleichtert das Montieren an oder Entfernen von der ringarti gen
Ausnehmung 7n des Federaufnehmers 7f. Der Federaufnehmer 7f wird
durch den Frontendteil der ringartigen Schulter 6f gehindert,
sich über
einen spezifischen Punkt rückwärts hinaus
zu bewegen. Das beugt der Möglichkeit
vor, dass sich der stationäre
Dichtungsring 7 zurück
aus dem Montagegehäuse 6 bewegt,
wenn er durch die Federglieder 9 geschoben wird, was unten
beschrieben wird.
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Die
Federglieder 9 enthalten eine Mehrzahl von Spiralfedern 9a,
die zwischen dem Federhalter 42 und dem Federaufnehmer 7f platziert
sind, um den stationären
Dichtungsring 7 rückwärts zu schieben,
wie in der 12 und der 14 gezeigt
ist. Die Spiralfedern 9a sind in gleichen Intervallen in
der Umfangsrichtung positioniert, wie in der 13 gezeigt ist.
Die Frontenden der Spiralfedern 9a sind gesteckt und gehalten
in Ausnehmungen 42a, die in dem Rückseitenendteil des Federhalters 42 ausgebildet sind.
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Die
Drehdichtungseinheit 4 enthält eine Hülse 34, die über die
Drehwelle 2 geschoben ist, einen Drehdichtungsring 35,
der an die Hülse 34 geklemmt ist,
einen Stopperring 36 und eine Mehrzahl von Einstellschrauben 91, 92,
wie in der 12 gezeigt ist.
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Die
Hülse 34 ist über der
Drehwelle 2 mit ihrem Frontendteil 71 und Rückseitenendteil 72 vorstehend
platziert, wie in der 12 gezeigt ist. Die Hülse 34 ist
zylindrisch mit einer dünnen
Wanddicke mit Ausnahme des Rückseitenendteils 72.
Der Frontendteil 71 ist mit einer Mehrzahl von Einstelllöchern 73 (bei
diesem Beispiel zwei Einstelllöcher 73)
versehen. Der Rückseitenendteil 72 der
Hülse 34 hat
einen O-Ring 74 in seinem Innenumfangsteil als sekundäre Dichtung
mit der Drehwelle 2 platziert.
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Der
Drehdichtungsring 35 ist konzentrisch aufgepasst und geklemmt
an dem Rückseitenendteil 72 der
Hülse 34 über einen
O-Ring 75 und
Antriebsstifte 76, wie in der 12 gezeigt
ist. Der stationäre Dichtungsring 7 oder
das Dichtungsringelement 7e ist geschoben zu und in Kontakt
gebracht mit dem stationären
Dichtungsring 7 durch die Spiralfeder 9a. Die
entgegengesetzten Seiten des stationären Dichtungsrings 7 und
der Drehdichtungsring 35 sind ringförmige glatte Dichtungsendseiten 7a und 35a mit den
einander gegenüberliegenden
Seiten senkrecht zu der Achse.
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Der
Stopperring 36 ist ein ringartiges Komponententeil, das
konzentrisch um den Frontendteil 71 der Hülse 34 aufgepasst
ist, wie in den 12 und 14 gezeigt
ist. Der richtige Passzustand des Stopperrings 36 an der
Hülse 34 kann
durch die ringartige Schulter 94 sichergestellt werden,
die in dem Innenumfangsteil an dem Frontende des Stopperrings 36 ausgebildet
ist, der gegen die Frontendseite der Hülse 34 gedrückt wird.
Die Rückseitenendseite des
Stopperrings 36 ist eine ringartige Ebene orthogonal zu
der Achse der Hülse,
wenn der Ring 36 in dem richtigen Passzustand ist. Der
Stopperring 36 ist mit einer Mehrzahl von Schraubenlöchern 93 (bei diesem
Beispiel vier Schraubenlöcher)
an geeigneten Intervallen in der Umfangsrichtung versehen. Jene
Schraubenlöcher 93 sind
Durchgangslöcher, die
in der Radialrichtung ausgebildet sind. Von jenen Schraubenlöchern 93 kommen
zwei Löcher
genau über
die Einstelllöcher 73,
die in der Hülse 34 ausgebildet
sind. Die ersten Einstellschrauben 91 werden in die anderen
Schraubenlöcher 93 geschraubt,
die nicht mit den Einstelllöchern 73 übereinstimmen.
Wie in der 12 gezeigt ist, kann der Stopperring 36 an die
Hülse 34 durch
Anziehen der ersten Einstellschrauben 91 an der Außenumfangsoberfläche der Hülse 34 geklemmt
werden. Andererseits werden zweite Einstellschrauben 92 in
die Schraubenlöcher 93 geschraubt,
die mit den Einstelllöchern 73 übereinstimmen.
Der Stopperring 36 kann an der Dreh welle 2 durch
Anziehen der zweiten Einstellschrauben 92 an der Außenumfangsoberfläche der
Drehwelle 2 durch die Einstelllöcher 73 geklemmt werden, wie
in der 12 gezeigt ist. In anderen Worten
kann die Hülse 34 an
die Drehwelle 2 durch Anziehen der ersten Einstellschrauben 91 und
zweiten Einstellschrauben 92 in dem Stopperring 36 geklemmt
werden (12). Und die Hülse 34 kann
von der Drehwelle 2 durch Lösen der ersten Einstellschrauben 91 und
zweiten Einstellschrauben 92 in dem Stopperring entfernt
werden (14 und 15). Die
Gesamtlänge
der Hülse 34 ist
so eingestellt, dass die Rückseitenendseite
des Stopperrings 36, der an der Hülse 34 montiert ist,
in einem spezifischen geeigneten Distanzintervall entfernt von der
Frontendseite des Federhalters 42 in der Axialrichtung
ist, wenn die zwei Dichtungseinheiten 3, 4 in
einer richtigen Positionsbeziehung sind, das heißt, wenn die zwei Dichtungsringe 7 und 35 in
richtigen Kontakt durch die Federglieder 9 gebracht sind.
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Der
Einstellabstandhalter 5 enthält, wie in den 14 und 15 gezeigt
ist, ein Montageteil 5b in der Form einer kreisartigen
Bogenplatte, die an den Außenumfangsteil
des Stopperrings 36 durch Schrauben 5a geklemmt
ist, einen Radialrichtungspositionierteil 5c in der Form
einer kreisartigen Bogenplatte, die mit einer kreisartigen Positionieroberfläche 6d in
Eingriff ist, die in dem Montagegehäuse 6 ausgebildet
ist, und einen Axialrichtungspositionierteil 5e in der
Form einer Sektorplatte, die zwischen das Frontende 6b des
Federhalters 42 und den Stopperring 36 eingesetzt
und in ein Eingriffsloch 77 gedrückt ist. Die Anzahl von Einstellabstandhaltern 5, die
zu verwenden sind, ist nicht beschränkt. Bei diesem Beispiel ist
ein Paar von Einstellabstandhaltern 5 an Punkten entgegengesetzt
zueinander in der Radialrichtung des Stopperrings 36 montiert,
wie in der 15 gezeigt ist. Die Innenseitenoberfläche 5d des Radialrichtungspositionierteils 5c,
das mit der Positionieroberfläche 6d in
Eingriff ist, ist eine kreisartige Bogenober fläche, die denselben Radius wie
die Positionieroberfläche 6d hat
und die konzentrisch zu dem Stopperring 36 ist, wenn der
Montageteil 5d an dem Stopperring 36 montiert
ist. Daher sind, wenn der Montageteil 5b an dem Stopperring 36 mit
der Innenseitenoberfläche 5d des
Radialrichtungspositionierteils 5c in nahen Kontakt mit
der Positionieroberfläche 6d gebracht
montiert ist, der Stopperring 36 und der Federhalter 42 ohne
radiale Abweichung in eine konzentrische Position gebracht. Dies
versetzt die stationäre
Dichtungseinheit 3 und die Drehdichtungseinheit 4 in
eine richtige (konzentrische) Positionsrelation in der Radialrichtung.
Die stationäre Dichtungseinheit 3 enthält den Federhalter 42 und den
Gehäuseblock 41,
der konzentrisch zu dem Halter 42 ist. Die Drehdichtungseinheit 4 enthält den Stopperring 36 und
die Hülse 34,
die konzentrisch darin gehalten ist. Der Axialrichtungspositionierteil 5e ist
orthogonal zu dem Montageteil 5b, so dass, wenn der Montageteil 5b an
dem Stopperring 36 platziert ist, der Positionierteil 5e in
Kontakt mit der Rückseite des
Stopperrings 36 kommt. Und die Plattendicke t in der Richtung
von vorne nach hinten ist so eingestellt, um identisch mit dem geeigneten
Intervall T zu sein. Die Positionen der Eingriffslöcher 77 in
der Hülse 34 sind
so gewählt,
um die Spitze des Axialrichtungspositionierteils 5e des
Einstellabstandhalters 5 zu erreichen und damit in Eingriff
zu sein, der an dem Stopperring 36 montiert ist, wenn der
Stopperring 36 in dem richtigen Passzustand ist, wobei
die Hülse 34 ein
geeignetes Intervall T von dem Federhalter 42 in der Axialrichtung
entfernt ist. Daher ist, selbst wenn die ersten Einstellschrauben 91 und
zweiten Einstellschrauben 92 lose belassen werden, das
heißt,
wenn der Stopperring 36 nicht an die Hülse 34 geklemmt ist und
zusätzlich
die Hülse 34 nicht
an der Drehwelle 2 fixiert ist, der Axialrichtungspositionierteil 5e zwischen
den Stopperring 36 und den Federhalter 42 gedrückt, und
der Stopperring 36 wird daran gehindert, die Hülse 34 zu
verlassen, durch den Axialrichtungspositionierteil 5e,
der mit dem Eingriffsloch 77 in Eingriff ist und somit
in einem richtigen Passzustand gehalten wird, wenn der Montageteil 5b an
dem Stopperring 36 mit dem Axialrichtungspositionierteil 5e in Eingriff
mit dem stationären
Dichtungsring 7 montiert ist. Das koppelt die zwei Dichtungseinheiten 3, 4 relativ
unbeweglich in der Axialrichtung mit dem beibehaltenen geeigneten
Intervall T. Die Hülse
wird vorwärts
gedrückt
in Relation zum Montagegehäuse 6 durch
die Spiralfedern 9a, die die Dichtungsringe 7, 95 gegeneinander
gedrückt
halten. Das Koppeln und Positionieren der zwei Dichtungseinheiten 3, 4 erfordert
wenigstens ein Paar von Einstellabstandhaltern 5.
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Die
mechanische Dichtung M2, die somit angeordnet ist, kann in einer
Kassettenkonstruktion zusammengebaut werden, die auf dieselbe Weise
wie die übliche
mechanische Dichtung wirkt. Die Zusammenbauprozedur ist folgendermaßen.
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Zuerst
wird der stationäre
Dichtungsring 7 mit dem darüber aufgepassten O-Ring 7h in
den Gehäuseblock 41 von
hinten eingesetzt. Mit den Antriebsstiften 7j mit den gekerbten
Nuten 7k des stationären
Dichtungsrings 7 in Eingriff wird der Federaufnehmer 7f gesetzt
in die und fixiert in der ringartige(n) Ausnehmung 7n des
stationären
Dichtungsrings 7. Der Federaufnehmer 7f kann in
der ringartigen Ausnehmung 7n ohne Schwierigkeit wegen
einer Abtrennung 7g in der ringartigen Platte platziert
werden, die es dem Federaufnehmer 7f gestattet, sich elastisch zu
deformieren. Ferner erleichtert die geneigte Oberfläche 7p an
der Außenumfangsoberfläche in dem Frontendteil
des stationären
Dichtungsrings 7 das Platzieren des Aufnehmers 7f.
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In
dem nächsten
Schritt wird die Hülse 34 mit dem
Drehdichtungsring 35 daran fixiert in den stationären Dichtungsring 7 von
hinten eingesetzt, so dass der stationäre Dichtungsring 7 dem
Drehdichtungsring 35 zugewandt ist. Dann wird der Feder halter 42 mit
den angeordneten Spiralfedern 9a über dem Frontendteil der Hülse 34 vorwärts aus
dem zylindrischen Gehäuseblock 41 vorstehend
platziert. Und der Stopperring 36 wird aufgepasst.
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Dann
wird der Federhalter 42 an dem zylindrischen Gehäuseblock 41 mittels
Maschinenschrauben 6c montiert, um das Montagegehäuse 6 zusammenzubauen.
Und die Montageteile 5b der Einstellabstandhalter 5 werden
an dem Stopperring 36 fixiert mit dem Radialrichtungspositionierteil 5c in Eingriff
mit den Positionieroberflächen 6d des
Federhalters 42, wobei der Axialrichtungspositionierteil 5e zwischen
den Stopperring 36 und den Federhalter 42 zwischengelegt
und in das Eingriffsloch 77 der Hülse 34 gesteckt ist.
Auf diese Weise ist die mechanische Dichtung M2 der Kassettenkonstruktion
zusammengebaut, die die zwei Dichtungseinheiten 3, 4 hat,
die in dieselbe Positionsrelation versetzt sind, wie die im Einsatz
befindliche mechanische Dichtung (14, 15).
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Es
ist zu beachten, dass der Axialrichtungspositionierteil 5e jedes
Einstellabstandhalters, der an dem Stopperring 36 montiert
ist, mit dem Eingriffsloch 77 der Hülse 34 in Eingriff
ist. Selbst wenn die Einstellschrauben 91, 92 des
Stopperrings 36 lose belassen werden, gibt es keine Möglichkeit,
dass der Stopperring 36 aus der Hülse 34 geworfen wird,
wegen der Drückkraft
der Spiralfedern 9a. In anderen Worten ist der Stopperring 36 an
der Hülse 34 in
dem richtigen Passzustand gehalten, wobei die zweiten Einstellschrauben 92 mit
den Einstelllöchern 73 der Hülse 34 in
der Axialrichtung übereinstimmen.
Der Raum in der Axialrichtung zwischen dem Stopperring 36 und
dem Federhalter 42 wird auf der Plattendicke t gehalten,
das heißt
dem geeigneten Intervall T, weil die Axialrichtungspositionierteile 5e der
jeweiligen Einstellabstandhalter 5 dazwischen platziert
sind. In anderen Worten koppelt und verriegelt die Druckkraft der
Spiralfedern 9a und der Eingriff mit den Eingriffslöchern 77 der
Axialrichtungspositionierteile 5e der Einstellabstandhalter 5 die
stationäre
Dichtungseinheit 3 und Drehdichtungseinheit 4 relativ
in einer richtigen Positionsbeziehung in der Axialrichtung. Die richtige
Positionsbeziehung bedeutet, dass die zwei Dichtungseinheiten 3, 4 unter
einem geeigneten Druck in Kontakt miteinander gebracht sind.
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Um
die mechanische Dichtung M2 zu ersetzen, muss der Stopperring 36 an
der Hülse 34 fixiert werden,
damit die zwei Dichtungseinheiten 3, 4 gekoppelt
sind. Das Fixieren des Stopperrings 36 an der Hülse 34 könnte durch
Anziehen der Einstellschrauben bewirkt werden, insbesondere der
ersten Einstellschrauben 91. Wenn aber die ersten Einstellschrauben 91 angezogen
werden, wobei die Hülse 34 nicht über der
Drehwelle 2 platziert ist, kann die dünnwandige Hülse 34 deformiert
werden. Ein Weg, um ein solches Problem zu vermeiden, könnte sein, eine
Hülse 34 mit
einer dickeren Wanddicke zu haben. Dies macht es jedoch erforderlich,
den Durchmesser des stationären
Dichtungsrings 7, durch welchen die Hülse 34 eingesetzt
ist, und den Drehdichtungsring 35, der an der Hülse 34 aufgepasst
und fixiert ist, mehr als notwendig zu vergrößern. Dies führt unweigerlich
wiederum zur Vergrößerung des
Gehäuseblocks 41 und
der anderen Komponententeile, das heißt der Größe der mechanischen Dichtung
M2 selbst. Zusätzlich
würde,
da die Hülse 34 ein
langes Komponententeil ist, eine vergrößerte Wanddicke die Dichtungsringe 7, 35 und
andere Teile vergrößern und
das Gewicht der mechanischen Dichtung M2 erhöhen.
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Wenn
aber der Axialrichtungspositionierteil 5e jedes Einstellabstandhalters 5 mit
dem Eingriffsloch 77 in Eingriff ist, wie oben angegeben
wurde, kann der Stopperring 36 an der Hülse 34 ohne die angezogenen
Einstellschrauben 91, 92 fixiert sein. Dies ermöglicht es,
die Dicke der Hülse 34 und
die Größe und das
Gewicht der mechanischen Dichtung M2 im maximalen Umfang zu verringern,
ohne solche vorerwähnten
Probleme zu haben.
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Die
Positionsbeziehung zwischen dem Stopperring 36 und dem
Federhalter 42 in Relation zu der Radialrichtung ist konzentrisch,
weil die Radialrichtungspositionierteile 5c der an dem
Stopperring 36 montierten zwei Einstellabstandhalter 5,
die zueinander entgegengesetzt in der Radialrichtung sind, mit der
Positionieroberfläche 6d des
Federhalters 42 in Eingriff sind. Daher sind die zwei Dichtungseinheiten 3, 4 gekoppelt
und verriegelt, so dass die relative Positionsbeziehung in Relation
zu der Radialrichtung richtig ist. Als ein Ergebnis wird der stationäre Dichtungsring 7,
der in dem Montagegehäuse 6 konzentrisch
zu der Positionieroberfläche 6d gehalten
wird, konzentrisch in der Positionsbeziehung in Relation zu der
Radialrichtung mit dem Drehdichtungsring 35 gehalten, der
konzentrisch über
der Hülse 34 aufgepasst
und fixiert ist. Dies sichert die Parallelität und Konzentrizität der einander
gegenüberliegenden Dichtungsringseiten 7a, 35a der
zwei Dichtungsringe 7, 35.
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Somit
hat die mechanische Dichtung M2 die zwei Dichtungseinheiten 3, 4,
die durch ein Paar von Einstellabstandhaltern in einem solchen Zustand
gekoppelt und verriegelt sind, dass die zwei Dichtungseinheiten 3, 4 in
der Axialrichtung und Radialrichtung richtig positioniert sind.
Die mechanische Dichtung M2, die somit zusammengebaut wurde, kann
direkt an Drehequipment installiert werden. Wenn die Einstellabstandhalter 5 entfernt
werden, ist die mechanische Dichtung M2 bereit, zu arbeiten und
gut zu funktionieren.
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Die
Installationsprozedur ist diese. Die Hülse 34 wird über der
Drehwelle 2 platziert. Das Montagegehäuse 6 wird mittels
Schrauben und Muttern 6a an das Wellendichtungsgehäuse 1 geklemmt,
um die Drehdichtungseinheit 4 an dem Wellendichtungsgehäuse 1 zu
montieren. Und die ersten Einstellschrauben 91 werden in
die Hülse 34 geschraubt,
um den Stop perring 36 an der Hülse 34 zu fixieren.
Die zweiten Einstellschrauben 92 werden an der Drehwelle 2 durch
die Einstelllöcher 73 angezogen.
Und die Einstellabstandhalter 5 werden von dem Stopperring 36 entfernt.
Das vervollständigt
die Installation der mechanischen Dichtung M2 an dem Drehequipment (12).
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Die
Installation der mechanischen Dichtung M2 an Drehequipment ist ziemlich
einfach und leicht im Gegensatz zum Montieren von Komponententeilen
nacheinander beim Stand der Technik, weil die mechanische Dichtung
M2 ein Zusammenbau in einem betriebsfertigen Zustand ist. Selbst
ein unerfahrener Mechaniker kann die Arbeit ohne Probleme erledigen.
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Die
mechanische Dichtung M2, die somit installiert wurde, kann die Fluidregion
A von der atmosphärischen
Region B durch relative Dreh- und Gleitaktion an den Dichtungsendseiten 7a, 35a abdichten.
Das liegt daran, weil sich die Drehwelle 2 dreht, die Dichtungsendseite 7a des
stationären
Dichtungsrings 7 oder das Dichtungsringelement 35 und
die gegenüberliegende
Dichtungsendseite 35a des Drehdichtungsrings 35 unter
geeignetem Druck in Kontakt miteinander gebracht sind und sich relativ
in einem parallelen und konzentrischen Zustand drehen. Ferner wird
eine gute Dichtungsfunktion erzielt, weil die Kommunikationssektion
zwischen dem Innenumfangsteil der Dichtungsendseiten 7a, 35a in
dem Montagegehäuse 6 und
der atmosphärischen
Region B außerhalb
des Montagegehäuses 6 eine
sekundäre
Abdichtung durch das ringartige Dichtungsglied 18 erfahren,
das in die Innenumfangsausnehmung 6e des Federhalters 43 gesteckt
ist.
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Bei
der mechanischen Dichtung nach dem Stand der Technik wird indessen
der stationäre
Dichtungsring 7 allgemein am relativen Drehen durch Stiftglieder
gehindert, die den Antriebsstiften 7j entsprechen. Die
Stiftglieder sind an dem Frontende eines Komponententeils errichtet,
das zum Federaufnehmer 42 äquivalent ist. Jene Stiftglieder
sind in Durchgangslöcher
eingesetzt, die in einem Komponententeil ausgebildet sind, das dem
Federhalter 42 entspricht. An ihrem Frontendteil sind die
Stiftglieder mit einem Stopperteil versehen, das im Durchmesser größer als
das Durchgangsloch ist. Bei dieser Anordnung können jedoch die Stiftglieder,
die die Federglieder veranlassen, auf den stationären Dichtungsring
zu drücken,
und den stationären
Dichtungsring am relativen Drehen hindern, nicht über eine
spezifische Distanz von der Drehachse hinaus angeordnet werden,
um eine Größenzunahme
der mechanischen Dichtung zu vermeiden. Aus diesem Grund kann ein
Raum äquivalent
zu der ringartigen Ausnehmung 6e nicht an dem Innenumfangsteil
entsprechend dem Federhalter 42 sichergestellt werden,
und daher ist es unmöglich,
Sekundärdichtungseinrichtungen
bereitzustellen, wie das ringartige Dichtungsglied 18.
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Bei
der mechanischen Dichtung M2 ist andererseits der Federaufnehmer 7f eine
ringartige Platte mit einer Abtrennung 7g an einem Punkt.
Und der Antriebsstift 7j ist in dem zylindrischen Gehäuseblock 41 vorgesehen
und in Eingriff mit dem stationären Dichtungsring 7.
Deshalb wird ein Raum oder die ringartige Ausnehmung 17 für das ringartige
Dichtungsglied 18 sichergestellt, ohne die Größe der mechanischen
Dichtung M2 viel zu vergrößern. Und
eine Sekundärdichtung
durch die ringartigen Dichtungsglieder 18 kann ferner die
Dichtungsfunktion der mechanischen Dichtung M2 verbessern. Ferner
besteht der Federaufnehmer 7f aus einer ringartigen dünnen Metallplatte
und ist mit dem Außenumfangsteil
des stationären
Dichtungsrings 7 in Eingriff. Dies hilft, die Größe der mechanischen
Dichtung M2 und die Anzahl von Komponententeilen zu verringern,
was wiederum die Konstruktion vereinfacht und es leicht macht, jene
Teile zusammenzubauen.
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Die
mechanische Dichtung M2 kann von Drehequipment ebenfalls ohne Schwierigkeit
durch Umkehren der Installationsprozedur entfernt werden. Das heißt, die
Einstellabstandhalter 5 werden zuerst in dem Stopperring 36 in
einer solchen Weise platziert, wie beschrieben wurde. Dann werden
die Einstellschrauben 91, 92 gelöst und wird
das Montagegehäuse 6 von
dem Wellendichtungsgehäuse 1 entfernt.
Und die mechanische Dichtung M2 als zusammengebaute betriebsfertige
Einheit kann von dem Drehequipment entfernt werden. Das spart viel
Zeit für
Wartung, einschließlich
Zusammenbauen und Überholen.
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Da
die mechanische Dichtung M2 gemäß der vorliegenden
Erfindung installiert werden kann an und entfernt werden kann von
Drehequipment als zusammengebaute Kassettenstruktur, kann sie an
den Wellendichtungsteilen ohne Modifikationen verwendet werden,
die nicht zur Installation einer mechanischen Dichtung gestaltet
sind, nämlich
Teile, wie eine Stopfbuchse zur Stopfbuchsenabdichtung. Existierende
Wellendichtungsteile, wie Stopfbuchsen, können für eine mechanische Abdichtung
mit Leichtigkeit angepasst werden.