DE693831C - Dichtung fuer umlaufende Wellen - Google Patents

Description

Es sind bereits Dichtungsringe,- insbesondere auch einbaufertige Dichtungsringe für umlaufende Wellen bekannt, bei welchen chromgares Leder als Dichtstoff verwendet wird. Diese Wellenringe können jedoch nur bis zu bestimmten Umlaufgeschwindigkeiten der Welle verwendet werden,. da bei deren Überschreitung das Leder an der Dichtungslippe hart wird und sogar verkohlen kann.

Bei größeren Umlaufgeschwindigkeiten kann als Dichtstoff synthetisch hergestellter Gummi verwendet werden; auch bei dessen Verwendung ist jedoch auf die Umlaufgeschwindigkeit. Rücksicht zu nehmen, da die Reibungsarbeit, die sich an der Dichtlippe des Gummis in Wärme umsetzt und dadurch dessen Haltbarkeit beeinflußt, sich proportional mit der Umlaufgeschwindigkeit ändert.
Der Erfinder hat sich die Aufgabe gesetzt, derartige Dichtungsringe für beliebig hohe Drehzahlen und beliebig große Drehmomentübertragungen verwendbar zu machen, und zwar dadurch, daß der Anpressungsdruck des Dichtungsmittels gegen die Welle selbsttätig veränderlich gemacht wird in dem Sinne, daß auch bei wechselnden Arbeitsbedingungen die Reibungsarbeit gleich groß gehalten oder nach bestimmten Gesetzen beeinflußt werden kann. Die Verkleinerung des Anpreßdruckes bei zunehmender Drehzahl hat eine Ermäßigung der Reibungsarbeit zur Folge; sie ist deshalb zulässig, weil der hohe Anpreßdruck nur im Stillstande oder bei langsamem Lauf der Welle erforderlich ist, nicht dagegen bei höher Geschwindigkeit.

Erfindungsgemäß wird der Anpreßdruck unmittelbar von der durch die Welle zu übertragenden Leistung abhängig gemacht, indem die durch Umsetzung der Reibungsarbeit in Wärme bedingte Temperatursteigerung des Schmiermittels oder des sonst abzudichtenden Mittels, beispielsweise innerhalb eines Getriebes, über ein federndes Zwischenglied aus Bimetall auf das dichtende Glied einwirkt, derart, daß der Anpreßdruck in Abhängigkeit von der Temperatur zu- oder abnimmt. Dadurch läßt sich beispielsweise erreichen, daß die Reibungswärme, die ja proportional mit

dem Anpressungsdruck und der Drehzahl sich ändert, auch bei wechselnden Betriebsverhältnissen gleich groß bleibt oder nach bestimmten Gesetzen zu- oder abnimmt. Dichtungsringe, die aus einem in eine Gehäuse eingebauten ringförmigen Körper,' aus elastischem Stoff bestehen, dessen Dicht-, lippe durch Federn gegen den Welknumfang gepreßt wird, sind an sich bekannt. Bei to diesen bekannten Dichtungen 'bleibt aber der durch die Dichtungsfedern hervorgerufene Anpreßdruck unveränderlich, so daß bei einer Zunahme der Relativgeschwindigkeit der gegeneinander abzudichtenden Teile, also in »5 der Regel bei einer Zunahme der Drehzahl der Welle, die Reibungsarbeit entsprechend der Leistungsgleichung proportional der Drehzahl steigt, also sehr oft einen Wert erreichen kann, bei welchem die Reibungswärme nicht mehr ausreichend abgeführt werden kann, so daß eine unzulässige Temperaturerhöhung und dadurch eine Zerstörung des Dichtungsmittels eintritt.

Bekannt sind ferner aus Bimetall bestehende «5 Dichtungen zur Abdichtung von Zylinderköpfen, bei welchen die Veränderlichkeit des Bimetallkörpers zur Sicherung der Abdichtung auch bei Erwärmung und einer dadurch bedingten verschiedenen Ausdehnung der beiden gegeneinander abzudichtenden Körper nutzbar gemacht wird. Hierbei handelt es sich um ruhende Dichtungen, die ausschließlich aus einem im Querschnitt U-förmigen Bimetallring bestehen, dessen Schenkel sich bei einer Erwärmung in dem Sinne öffnen, daß dauernd eine sichere Anlage der beiden Dichtungsschenkel erhalten bleibt. Diese Dichtungen arbeiten unter völlig anderen Voraussetzungen als die umlaufenden Wellendichtungen, deren Verbesserung die vorliegende Erfindung betrifft. Das Bimetallglied dient bei den erstgenannten Dichtungen unmittelbar zur Dichtung, eine Anpassung an wechselnde Leistungen und Reibungskräfte kommt hier überhaupt nicht in Frage.

Durch Nutzbarmachung der an sich bekannten Temperaturabhängigkeit von Bimetallkörpern bzw. Streifen im Sinne der Erfindung bei Dichtungen für umlaufende Wellen hat man es dagegen in der Hand, die Dichtungsdrücke bei Dichtungen dieser Art nach einem beliebigen Gesetz von der Temperatur an der Dichtungsstelle abhängig zu machen und dadurch den Anpreßdruck und mit ihm die Reibungswärme nach Bedarf zu regeln, insbesondere in dem Sinne, daß er umgekehrt proportional der aufgenommenen Reibungswärme sich verändert.

In manchen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, daß der Anpreßdruck der Dichtung mit zunehmender Erwärmung erhöht wird. Beispielsweise kann bei federnden Wellen unter. Umständen eine Wirkung der Bimetall-,..einlagen in dem Sinne erwünscht sein, daß p Dichtungslippe bei steigender Drehzahl ^gj. ggg_en ,JJg Welle gepreßt wird. Auch ^re Wirkung kann durch entsprechende

anordnung der Bimetallstreifen ohne weiteres erreicht werden.

Für den Einbau der Bimetallfedern in das Gehäuse stehen verschiedene Möglichkeiten zu Gebote. Man kann beispielsweise die Dichtungsmanschette doppelwandig herstellen und zwischen die beiden Wandteile Bimetallstreifen einlegen, so daß also Manschette und Bimetalleinlage ein geschlossenes Ganzes bilden. Man kann aber auch die Bimetallstreifen unabhängig von der Manschette etwa in der Weise einbauen, daß man sie, wie dies bei Dichtungsfedern an sich bekannt ist, an dem den radialen Manschettenflansch gegen das Gehäuse drückenden Preßring befestigt, beispielsweise durch Vernietung oder Verschraubung, wobei die freien Enden der Bimetallfedern unter einem von der Temperatur abhängigen Druck an dem axialen Manschettenflansch -anliegen. Wird auf einen besonderen Preßring zum Festhalten der Manschette verzichtet, diese vielmehr unmittelbar durch den Abstandsring gegen die Gehäusewandung gedrückt, so kann man die Bimetallfedern unmittelbar auf letzterem befestigen und ihre freien Enden durch Aussparungen des Ringes nach außen auf die Dichtlippe der Manschette führen. "

Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird die Verwendung von synthetischem Gummi als Dichtstoff bis zu den höchsten vorkommenden Geschwindigkeiten ermöglicht; die zulässige Höchstgeschwindigkeit kann also beispielsweise von· bisher 600 m/min ohne Gefahr einer Störung-auf etwa 1000 m/min gesteigert werden.

Einige Ausführungsbeispiele von Wellendichtungen gemäß der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung kurz beschrieben. In letzterer zeigt Fig. 1 einen radialen Teilschnitt durch eine Ausführungsform, Fig. 2 einen gleichen Schnitt durch eine andere Ausführungsform, Fig. 3 einen n« gleichen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform, Fig. 4 eine Teilansicht einer Dichtung nach Fig. 3 in Richtung des Pfeiles A gesehen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 us ist mit ι der abzudichtende Teil einer Maschine, mit 2 die Welle bezeichnet. Die Diel· tung besteht in an sich bekannter Weise aus einem ringförmigen Gehäuse 3, in welches' ein manschettenförmiger Dichtungsring 4 aus 1«" synthetischem Gummi so eingebaut ist, daß sein radialer Flansch durch einen Abstands-

ring 5 und einen Preßring 6 gegen den radialen Gehäuseflansch gedrückt wird, während der axiale Flansch der Dichtungsmanschette an dem Wellenumfang anliegt. Die Dichtungsmanschette ist durch Umbiegen an der äußeren Kante doppelwandig gestaltet und - nimmt zwischen sich eine Anzahl von Bimetallstreifen 7 auf, die an ihrem radial .außenliegenden Ende durch den Preßring θ fest zwischen die Manschette eingespannt sind und mit ihrem anderen Ende federnd auf dem axialen Flansch der Manschette aufliegen und dadurch diesen gegen den Wellenümfang drücken. . Wird aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise infolge steigender Drehzahl oder größerer Leistung, die in dem Räume 8 befindliche Flüssigkeit, also vorzugsweise ein Schmiermittel, erwärmt, so wird diese Erwärmung durch den hohlen Innenraum des Gehäuses 3 auch auf die Bimetalleinlagen übertragen, die sich infolge dieser Erwärmung krümmen und dadurch die Manschette 4 entlasten. Dadurch kann die an der Dichtung entwickelte Reibungswärme entsprechend kleiner gehalten werden.

Bei einer Abnahme der Erwärmung, etwa infolge fallender Drehzahl, wird der Anpressungsdruck wieder entsprechend größer, so daß, wie es im Interesse eines einwand-

freien Betriebes erforderlich! ist, die Dichtung im Stillstande unter dem stärksten Druck abschließt.

Bei der Ausführungsform. nach Fig. 2 sind die Bimetallstreifen 9 außen an dem durch einen Abstandsring 10 gegen den radialen Flansch der Manschette 4 gedrückten Preßring 11 befestigt und durch Aussparungen 12 des Ringes 10 nach außen geführt, wo sie mit ihren freien Enden die Manschette federnd gegen den. Wellenumfang drücken.

Eine ähnliche Ausführungsform zeigen auch die Fig. 3 und 4. Der Deckring 13 dient hier zugleich als Abstands- und als Preßring. Die Bimetallstreifen 14 sind mit dem einen · Ende an diesem Ring befestigt und durch Aussparungen 15 nach außen auf die Manschette 4 geführt.

Die Anordnungen nach den Fig. 2 und 4 besitzen den Vorteil, daß- die Bimetallzungen · durch die seitliche Begrenzung der Aussparungen des Abstandsringes gegen Verdrehen gesichert sind und daß sie ferner eine gute metallische Auflage besitzen und vor dem Einbau leicht montiert werden können.

Durch das Anheben der Dichtungslippe bei steigender Erwärmung mittels der in gleichmäßigen Abständen Verteilten Bimetallzungen wird die kreisrunde Form des Abschlusses leicht im Sinne einer Vieleckbildung verändert, ' wodurch die Schmierung besonders wirksam wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Dichtung für umlaufende Wellen, bestehend aus einem in einem Gehäuse eingebauten Ring mit einer Lippe aus elastischem Stoff, die durch Federn gegen den Wellenumfang gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn in ah sich bekannter Weise aus Bimetall bestehen, so daß ihr Anpressungsdruck sich in Abhängigkeit von der Temperatur des abzudichtenden Mittels ändern kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen