DE6912587U - Vorrichtung zum abdichten von wellen. - Google Patents

Description

DOKiIXR SYSTEM GMBH
Friedrichehafen

Vorrichtung zum Abdichten von Wellen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zu» Abdichten von aus Ifaschinengehäusen herausfahrenden Wellen, deren Drehzahlbereich sich vom Stillstand bis zu sehr hohen Drehzahlen erstreckt, vie ζ. B. bei Zentrifugen und dergl., bestehend aus einer Flüssigkeitsdichtung alt auf der Wellenoberflache angeordnetes F&rdergewinde für die Flüssigkeit und aus wenigstens einem den Bereich der Flüssigkeitsdichtung nach außen abschliefienden Badialdichtring.

Die Vorrichtung hat den Zweck, eine aus einem Gehäuse herausführende Welle abssudichtra und zwar sowohl im Stillstand der Welle, im niederen Drehzahlbereich, aber auch im höchsten Drehzahlbereich. Bekannt sind Vorrichtungen zum Abdichten von Wellen, die grundsätzlich isa zwei Gruppen eingeteilt werden können. Die erste Gruppe der Wellendichtungen enthalt solche, die mit dem Maschinenelement in Berührung kommen. Als Beispiel seien die bekannten Filzringe, Radialdichtringe usw. genannt. Die zweite Gruppe von Wellendichtuagen sind sogenannte Labyrinthdichtungen. Bine solche Dichtungsart kommt mit der drehenden Welle nicht in Berührung und enthalt eine Reihe von Kammern, in denen von einer Kammer zur anderen der Druck des abzudichtenden Mediums vermindert wird, bis schließlich an der Wellenaustrittsstelle am Gehäuse kein überdruck vorhanden ist. Für die Abdichtung von aus Maechinengehämsen herausführenden Wellen, wenn im Gehäuse ein flüssiges? Medium vorhanden ist, sind z. B. aus dem Getriebe- und Werkzeugmaschinenbau Vorrich-

tungen bekanntgeworden, die an der Wellenoborflache ein gegenläufiges Gewinde enthalten and so jeweils den Fluß des Mediums von der Wellenaustrittastelle fernhalten.

line weiter© bekannte Möglichkeit zua Abdichten von Wellen besteht in der Anordnung von Spritzscheiben auf einer Welle. Durch den größeren Durchmesser an der Außenkontur der Spritssebeibe weist auch die Fliehkraft eine groß·** Wirkung auf und sosdt wird das abzudichtende Medium, z. B. ein Schaler» mittel, vor der Wellenaustrittsstelle radial abgeschleudert.

All diese gen&nnten Vorrichtungen zum Abdichten von Wellen haben aber den großen Nachteil gemeinsam, daß sie nur for einen entweder hohen oder niederen Drehzahlbereich gut geeignet sind, sobald sich aber der Drehzahlbereich über das der jeweiligen Dichtung entsprechende Maß hinaus erstreckt, werden solche Dichtungen wirkungslos.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sam Abdichten von aus Maschinemgehäusen herausführenden Wellen zu schaffen, deren Drehzahlbereich sich vom Stillstand bis zu sehr hohen Drehzahlen erstreckt, wie z. B. bei Zentrifugen und dergl., bestehend aus einer Flüssigkeitsdichtung mit auf der Wellenoberfläche angeordnetem Fördergewinde for die Flüssigkeit und aus wenigstens einem den Bereich der Flüssigkeitsdichtung nach außen abschließenden Badlaldlchtring. Dabei soll die Vorrichtung nicht nur in einer bestimmten Lage der Welle, z. B. in horizontaler Lage, wirksam sein sondern auch bei jeder beliebigen Lage der Welle völlig funktionsfähig sein. Die Erfindung geht dabei von der bekannten Anordnung einer Dichtung aus, die aus zwei gegenläufigen Gewinden besteht, wobei das flüssige Medium als Sperrflüssigkeit dient und gegeneinander gefördert wird.An der Berührungestelle der gegenläufigen Gewinde baut sieh der maximale Druck in der Sperrflüssigkeit auf. Diese Dichtung 1st aber nur bei honen Drehsahlen wirksam. Bei niedriger Drehzahl oder vertikaler Bauweise besteht die Gefahr,

daß die Sperrflüssigkeit in den Raun niedrigen Druck·« ab« fließt. Ua diesen Nachteil zu vermeiden, wird das Ziel erfindungegenäß dadurch erreicht, daß zwischen VeIIe und Gehäuse ein Hohlraum vorgesehen ist» in den eine axial verschiebbare Buchse gelagert ist, die einen kegelförmigen, mit der Spitze zu dem Radialdichtring führenden und dessen Dichtlippo abhebenden Ringansatz aufweist, und daß an der anderen Stirnflache der Buchse zwischen der Buchse und dem sie in axialer Richtung abstützenden Glied (z. B. Gehausewand) der Druckmittelspalt der Flüssigkeitsdichtung liegt. Um auch die Anordnung einer Radialdichtung an beiden Austritt se te Ilen einer aus einem Gehäuse führenden Well· anordnen zu können, wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Vorrichtung durch symmetrisch· Ausbildung mit zwei gegenslnnig axial verschiebbaren Buchsen angeordnet, wobei zwischen den Buchsen der Druckmittelspalt der Flüssigkeitsdichtung liegt.

Anhand eines Ausführungsbeispieles sei die Erfindung naher erläutert.
Bs zeigen:
Fig. 1 und ° den Aufbau einer Wellendichtung im Schnitt.

Wie aus den Figuren zu ersehen 1st, wird die «ell· I, die durch das Gehäuse 4 hindurchgeführt 1st, abgedichtet. Dabei ist angenommen, daß eine Abdichtung zwischen zwei Druckräumen mit verschiedenen Drücken erfolgen soll. Ist In den beiden Räumen Gas, so muß eine Sperrflüssigkeit verwendet werden. Ist in einem der Räume ei'je Flüssigkeit, so kamt diese als Sperrflüssigkeit herangezogen werden. Die Welle 1 enthält Im Dichtungsbereich an ihrer Oberfläche zwei gegenläufige Gewinde, derart, daß etwa in Mitte der Vorrichtung die gegenläufigen Gewindeabschnitte aneinanderstoßen. Am äußeren lade des Gewindes 2 ist ein Bund 3. Gegea Ihn legt sich dichtend Jeweils ein radialer Dichtring 8 mit eimer Dichtlippe 9. Zwischen

der GehJLusewand 4a und 4b und der Welle 1 ist ein Hohlraum vergesehen, in dem mit geringem Spiel axial verschiebbare Buchsen 5 gelagert sind. Die Buchsen 5 «eisen einen Singansatz 6 auf, der im Querschnitt keilförmig auegebildet ist und mit der Spitze 7 zu den Radialdichtringen 8 «eist. Die Spitze 7 des Ringansatzes 6 liegt nahe beim Wellenbund 3 und kann durch ihre Form bei einer Axialverschiebung der Buchse 5 die Dichtlippe 9 der Radialdichtung 8 vom Bund 3 abheben. Ein Teil des Raumes zwischen den beiden außen liegenden Radialdichtringen 8 ist von einem flüssigen medium aus gefüllt. Am Hufieren Umfang der Buchsen 5 sind Hute» 12 angeordnet, in denen Je ein Rundschnurring 13 eingebettet ist, der die Buchse 5 zur Bohrung des Gehäuses 4 hin abdichtet. In der Bohrung der Gehäusevand 4a bzv. 4b ist eine «eitere Nut angebracht, in der eine Nase 14 der Buchse 5 eingreift. Diese Hase 14 hat den Zweck, die Buchse 5 vor Verdrehung zu sichern. Dieselbe Funktion hat in Fig. 2 ein Stift 15., Die Drehsicherung durch Nase 14 bat«. Stift 15 ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, wenn die Passungen von Buchse 5 und Bohrung des Gehäuses 4 entsprechend ausgebildet sind. Die beiden Buchsen 5 stoßen mit ihren Stirnflächen in Jenem Bereich aneinander, an dem die beiden gegenläufigen Gevindeabschnitte zusammentreffen. Die beiden Buchsen 5 haben an der BerOhrungsstelle eine solche Formgebung, daß zvlschen innen ein kleiner Druckmittelspalt 17 der Flüssigkeitsdichtung liegt. Dies kam z. B., «ie in der Figur dargestellt, durch kegelförmige Abschragung der Stirnflächen oder auch durch ringförmige Absätze erreicht «erden. Selbetversttodlich 1st für die Abdichtung einer Helle nur eine Buchse 5 und eis zugehöriger Radialdichtring 8 erforderlich. Es muft damn dafür gesorgt «erden, daft die Anordnung ein in axialer Richtung abstützendes Glied, s. B. die Gebausevaad, enthalt, bei (Wr sich zvischea Buchse 5 und der vorhin genanntes Gehloaevaad der Druckmittelspalt der Flüssigkeitsdichtung ausbilden

Durch diese Ausbildung ist es nuß «dglleb, daß fur den Stillstand bzw. den unteren Drehzahlbereich der Welle die Radialdichtringe in bekannter Welse die Dichtung übernehsen. Sobald aber die Drehzahl ansteigt, so würde ab einer gewissen Umfangsgeschwindigkeit die auf data Wellenbund 3 aufliegende Dicht lippe 9 infolge Reibung überbeansprucht und unbrauchbar werden, eventuell sogar verdampfen. Durch die Anordnung der beiden axial verschiebbaren Buchsen wird jedoch dieser Zustand verhindert. Bei hohen Drehzahlen tritt die zweite Dlchtasthods in Aktion, die darin besteht, daß auf der WeI-lmoberf lache ein gegenläufige« Gewinde angeordnet ist und dabei dta zwischen den beide« Radlaldlchtringea eingelagerte Diohtaediua durch jile hohe Drehzahl der Welle und die gegenläufige« Gewindeabechaitte la dl« Ebene zur Mitte der Gewindeansätze gefördert wird. Dort baut sieh ein Druck auf, der ausreicht, üb die i« Gehäuse bzw. auf der Welle 1 angeordnete« Buchsen 5 axial nach außen zu verschiebe«. Ab der äußere« Seite der Buchsen 5 hebt der Rlngansfttz 6 «it seiner Spitze 7 die Dicht lippe 9 ab. Die Dichtwirkung der Radialdlebtrinre 8 1st jetzt aufg®sobss uad es fladet dsrca Aefveituag der Dichtlippen 9 keine Berührung zwischen de« Bund 3 der rotierende« Welle 1 und den Radialdiehtriagea 8 «ehr statt. Die Dichtwirkung wird durch die von den gegenläufigen Gewindabschnitte« nach innen geforderte Sperrflüssigkeit erreicht.

Sobald der Druck zwischen den beiden Buchsen 5 infolge Drehzahlveraiaderuag wieder absinkt, wirke« «uf den Kegelaaatel des RiagsAsatzes 6 die federnden Dient lippe« 9 el« und drücken soait la axialer Richtung die Buchse« 5 gegenei«ander. Durch die Dichtlippeafeder16 wird diese Wirkung noch unterstützt. Die Dichtlippe 9 liegt wieder auf den Bund 3 der Welle an. Die Radialdichtung 8 1st for de« enteren Drehzahlbereich, aber auch für den Stillstand der Welle in abgeschlossener

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Stellung. Durch di· Dichtlippe 9 wird verhindert, daß la Stillstand oder b«l ni«di>r«a Drwhsahlen di· Sperrflüseigkeit herausgedrückt wird.

Als weitere Ausbildung der Erfind .ag ist in Fig. 2 zwischen der Gehäusewand 4a oder 4b und einer Buchse 5 eine radiale Aussparung 10 vorgesehen, in der ein Federeleaent 11 eingelagert ist. Durch diese Federanordnung wird der einen Buchse nach der Richtung der Federkraft eine nach innen oder außen gerichtete Vorspannung gegeben. Be. der Abdichtung zwischen eine» Druckgefalle ist es insofern erforderlich, daß die Buchse auf der Seite des geringeren Druckes die Dichtlippe des Radiäldichtringes früher abhebt als an der Seite des hohen Druckes.

18.3.1969
Gö/ro

Claims (6)

-Ρ-»-» e« ns ρ r fl c h ο

1. Vorrichtung zua Abdichten von aus Iteschinengehäusen herausführenden Wellen, deren Drehzahlbereich sich von Stillstand bis zu sehr hoben Drehzahlen erstreckt, wie z. B. bei Zentrifugen und dergl., bestehend aus einer Flüssigkeitsdichtung ait auf der Wellenoberfliehe angeordneten Fördergewinde für die Flüssigk-it und ans wenigstens einen den Bereich der Flüssigkeitsdichtung nach außen abschliessenden Radialdichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Welle (1) und Gehäuse (4) ein Bohlraun ver ist, in des eine axial verschiebbare Buchse (5) gelagert ist, die einen kegelförmigen, alt der Spitze (7) zu den Radialdichtring (8) fuhrenden und dessen Dichtlippe (9) abhebenden Ringansatz (6) aufweist, und daß an der anderen Stirnflache der Buchse (S) zwischen der Buchse und de» sie in axialer Richtung abstützenden Glied (z. B. Gehausewand) der Druckmittelspalt (17) der Flüssigkeitsdichtung It-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch sys»· rieche Ausbildung alt zwei gegensinnig axial verschieb · ren Buchsen (5), wobei zwischen den Buchsen der Druck». > te!spalt (17) der Flüssigkeitsdichtung liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelspalt (17) durch nach innen anliegende Abschrftgungen der Stirnflächen der Buchs (5) gebildet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zwischen des Gehäuse (4) und einem Teil der Buchse (5) eine radiale Aussparung (10) vorgesehen ist,

In der «la eingelagertes Federelearnt (11) eine Vorspannung zwischen Buchse (5) und Gehäuse (4) bewirkt. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen (5) durch in Nuten (12) eingebettete Rundschnurris£; (13) zum Gehäuse (4) abgedichtet sind.

6. Vorrietiimag nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dl«* Büchsen (5) durch eine an der zylindrischen Mantelflfcsfte angeordnete und In einer Aussparung in der Bohrung ά®% Gehäuses (4) fixierte Käse (14) bsv. Stift (15) gege» Verdrehung gesichert sind.

13.3.1969
Go/re