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Abdichtung einer Welle mit zwei Reihen starrer Ringsegmente und einem
eigenelastischen Dichtungsring Im Patent 607 992 ist bereits die Abdichtung
einer Welle mit zwei Kränzen starrer Ringsegmente behandelt, die an je einer Wandung
einer Dichtungskammer federnd anliegen und einen an der Welle anliegenden eigenelastischen
Dichtungsring zwischen sich führen. Die Ringsegmente greifen dabei mit einer in
radialer Richtung stufenförmig gebrochenen Teilungsfuge ineinander. Diese Ausführung
der Teilungsfuge hat den Vorteil, daß trotz des infolge Verschiebens der Ringsegmente
gegeneinander entstehenden Spaltes die benachbarten Segmente mit den in der Umfangsrichtung
liegenden Teilen der Fuge aneinander anliegen und einander führen. Jedoch können
Fremdkörper oder Schmiermittelteilchen durch die radial liegenden Fugenteile ungehindert
ein- oder austreten. Vorliegende Erfindung setzt sich zur Aufgabe, unter Belassung
der in radialer Richtung stufenförmig gebrochenen Teilungsfugen diese unabhängig
von der jeweiligen Lage der Ringsegmente zueinander ständig geschlossen zu halten,
so daß auch ein Eindringen von Fremdkörpern und Schmiermittel in die Dichtung vollkommen
ausgeschlossen bleibt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
radial ineinandergreifenden Ringsegmente auch in axialer Richtung unter Bildung
die radiale Teilungsfuge abdeckender Überlappungen stufenförmig gegeneinander abgesetzt
sind. Infolgedessen können Fremdkörper und Schmiermittel zwar noch zwischen die
Seg mente treten, aber sie werden in den Spalten durch die axiale Überlappung zurückgehalten,
so daß ein Eintritt von Fremdkörpern in das Gehäuse oder ein Austritt von Schmiermittel
wirksam verhindert ist.
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Längs der durch die radiale Abstufung gebildeten Führungsflächen können
unter Umständen noch kleinste Teile durchtreten. Wenn aber am Ende jeden Ringsegmentes
die infolge der radialen und der axialen Abstufung vorhandenen, in der Umfangsrichtung
verlaufenden beiden Flächen mit verschiedenem Abstand von der Wellenmitte angeordnet
sind, tritt ein von Stirnfläche zu Stirnfläche geradlinig durchgehender Spalt zwischen
je zwei ineinandergreifenden Ringsegmenten nicht mehr auf, so daß selbst der Durchtritt
kleiner und kleinster Fremdkörperchen, die nicht größer sind als das Führungsspiel
zweier ineinandergreifender Ringsegmente, verhindert ist; aus dem gleichen Grunde
kann sich kein Schmiermittel an der Stelle, an der die beiden Ringsegmente ineinandergreifen,
durch die Dichtung hindurchziehen.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens,
und zwar in Abb. r eine Stirnansicht auf eine Dichtung,
Abb. 2 einen
senkrechten Querschnitt durch die Dichtung nach Linie II=II der Abb. i, Abb.3 den
entsprechenden waagerechten Querschnitt nach Linie III-III der Abb. i, Abb. 4 in
vergrößerter Darstellung die er-, findungsgemäße Ausbildung der Dichtung an der
Trennfuge, Abb. 5 bis 9 Radialschnitte durch die Dichtung nach den entsprechenden
Schnittlinien der Abb. 4 und Abb. io in schematischer Darstellung die erfindungsgemäß
verwirklichte Abdeckung der Teilungsfuge.
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Um das Verständnis der Ahb. 4 bis 9 zu erleichtern, zeigen die Abb.
il und. i2 in schaubildlicher Darstellung die an der Trennfuge einander gegenüberliegenden
Teile der Dichtung, Abb. 13 und 14 dieselben Teile von einem anderen Blickpunkt
aus betrachtet und Abb. 15 und 16 je eine Ansicht auf den Ring, radial von außen
und radial von innen gesehen.
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Die Abb. i bis 3 zeigen -zunächst den allgemeinen, bereits im Hauptpatent
vorgeschlagenen Aufbau der Dichtung. Man erkennt, daß die Dichtung in starre Ringsegmente
zerlegt ist. Jedes Ringsegment besteht aus je zwei Abschnitten i', l"; 2,',
2"; 3', 3" und 4',
4". Die so entstehenden Abschnitte sind bei 5 und
6 dtVch Gelenke verbunden. Ein Ausschnitt 7 nimmt bei- 8 einen eigenelastischen
Dichtungsring auf, der unmittelbar an der abzudichtenden Welle anliegt. Die durch
die Kränze i', i"; 2' und 2" einerseits, g', 3"; 4', 4" andererseits gebildete Rille
9 nimmt die geschlossene Spiralfeder lo auf, welche den eigenelastischen Dichtungsring
8 fest gegen den abzudichtenden Umfang der-Welle preßt und gleichzeitig den Kranz
der starren Ringsegmente z', i"; 2', 2" gegen den Kranz der starren Ringsegmente
3', 3"; 4', 4" verspreizt, so daB die Stirnflächen der Dichtung beiderseits an den
Wandungen der sie aufnehmenden Staubtasche zur dichtenden Anlage kommen. Distanzbolzen
i i verhüten die völlige Trennung des Kranzes i', i"; 2', 2" von dem Kranz 3', 3";
4'"l'", während ein Anschlag 12 die Dichtung vor Verdrehung sichert.
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Wie aus den Abb. i bis 3 deutlich zu erkennen ist, weist die Dichtung
entsprechend den Vorschlägen des Hauptpatentes eine in der radialen Richturig stufenförmig
gebrocheneTeilungsfuge zwischen denRingsegmenten i', i"; 3', 3" einerseits, 2',
z"; 4', 4" andererseits auf. Dadurch entstehen Räume, in welchen sich Fremdkörper
und in die Staubabdichtung geIangte - Schmiermittelteilchen absetzen können. Wenn
auch diese Räume stets durch den Vorsprung des eingreifenden Ringsegmentes abgesperrt
sind, so ergibt sich doch die Möglichkeit eines Eindringens derartiger Fremdkörper
und Schmiermittelteilchen zwischen die aneinanderliegenden Flächen, so daß die Wirksamkeit
der Dichtung beeinträchtigt wird. Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist nun erfindungsgemäß
folgende Einrichtung getroffen worden.
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Wie insbesondere die Abb. 15 und 16 zeigen, sind die ineinandergreifenden
Ringsegmente, als welche in den Abb. 4 bis 16 die Ringsegmente i' und 3' einerseits,
2' und andererseits gewählt worden sind, nicht nur wie bisher, in der radialen Richtung,
sondern auch in der axialen Richtung stufenförmig gegeneinander versetzt, so daß
Überlappungen gebildet werden, welche die Teilungsfuge abdecken. So weist das Ringsegment
2' zwei Überlappungen ig und 14 auf. Diese Überlappungen sind in axialer Richtung,
wie aus den Abb. 12, 15 und 16 zu entnehmen ist, entsprechend dem stufenförmigen
Verlauf der Teilungsfuge gegeneinander. versetzt. Eine entsprechende Versetzung
weisen die Ausnehmungen 15 und 16 des Ringsegmentes i' auf, in welche sich
die überlappungen 13 und 14 des Ringsegmentes 2' hineinlegen. Ebenso weist das Ringsegment
3' zwei überlappungen 17 und 18 entsprechend dem Verlauf der in radialer Richtung
gebrochenen Teilungsfuge auf, während das Ringsegment 4' die entsprechenden Ausnehmungen
i9 und 2o besitzt. Es 'schließen also die Überlappungen 13 und 14 die freien Räume
2,1 und 22, die Überlappungen 17 und 18 dia Räume 23 und 24 (vgl. die Abb. 15 und
i6), die sich durch Verlagerung der Vorsprünge 25 und 26 der Ringsegmente i' und
3' gegen die sie aufnehmenden Ausnehmungen 27 und 28 der Ringsegmente 2' und 4'
bzw. durch Verlagerung der Vorsprünge 29 -und 3o der Ringsegmente2' und 4' gegen
die sie aufnehmenden Ausnehmungen 31 und 32 der Ringsegmente i' und 3' gebildet
haben, völlig ab, so daß ein Eindringen von Fremdkörpern und Schmiermittelteilchen
in die Dichtung völlig ausgeschlossen ist; diese Räume 2i bis 24 lagen bei den bisherigen
Dichtungen nach, den beiden Stirnseiten der Dichtung zu völlig offen, so daß das-
Eindringen von Fremdkörpern und Schmiermittelteilchen nicht verhindert war.
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Wie die Abb. i i bis 14 deutlich erkennen lassen, ist die Breite des
Lappens 13 des Ringsegmentes z bzw. die Breite des Ausschnittes 15
des eingreifenden Ringsegmentes i', in den der Lappen 13 einspringt, um das Maß
33 größer als die Breite des Vorsprunges 29 des eingreifenden Ringsegmentes2'; ebenso
ist die Breite des Lappens 17 des Ringsegmentes i' bzw: die Breite des den
Lappen 17 aufnehmenden Ausschnittes i9 des eingreifenden Ringsegmentes 4 um das
Maß 33 größer als
die Breite des Vorsprunges 3o des eingreifenden
Ringsegmentes q.'. Erreicht wird das dadurch, daß die inUmfangsrichtung verlaufenden,
durch die radiale und die axiale Abstufung am Ende jedes Ringsegmentes entstehenden
beiden Flächen verschiedenen Abstand von der Wellenmitte aufweisen. Es geht also
der Führungsspalt, der durch die die Vorsprünge 29 bzw. 3o begrenzenden Anlageflächen
für das eingreifende Dichtungsglied auftritt, nicht mehr geradlinig von Stirnfläche
zu Stirnfläche durch, so daßi selbst Fremdkörper, die kleiner sind als das Führungsspiel
zwischen den ineinandergreifenden Ringsegmenten, nicht mehr in die Dichtung einzudringen
vermögen; dadurch wird auch das Durchziehen eines Schmiermittelfilmes durch den
Führungsspalt hindurch, das ohne diese Maßnahme eintreten könnte, beseitigt.
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Was für die Ringsegmente i' bis q.' ausgeführt worden ist, gilt sinngemäß
für die Ringsegmente i" bis q.".