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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Wellendichtung, die die Welle
eines Drehequipments unter Verwendung von Stopfbüchsenpackungen abdichtet.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Das
Dokument JP 61-223373 offenbart eine Wellendichtungsvorrichtung,
die die Deformation einer Drehwelle durch ein Verfahren absorbiert,
wobei ein Packungsgehäuse,
das einen eingebauten Wellendichtungskörper hat, mit welchem eine
Drehwelle erfasst ist, an einer Stopfbuchse durch ein Packungsgehäuse angebracht
ist, um für
Flexibilität
zu sorgen.
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Das
Dokument
US 4795171 offenbart
ein unter Druck gesetztes Fluidgehäuse, das eine Öffnung zum
Aufnehmen einer beweglichen Welle oder Spindel hat, wobei jene Wellen-
oder Verschlussdichtung selbst unter Druck gesetzt ist.
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Das
Dokument
JP 602 6577 offenbart
eine Übertragungsvorrichtung
für Drehleistung,
die die Spannung eines Verbindungskabels einstellbar macht, selbst
in dem Fall, in dem ein Abstand zwischen zwei Rollen kurz ist. Sie
verringert auch die Anzahl von Teilen in einer Drehleistungsübertragungsvorrichtung,
wo das Verbindungskabel, das diese Drehleistung überträgt, auf zwei Rollen gewickelt
ist, die jeweils eine Kabelführungsnut
enthalten.
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Ein
Beispiel einer bekannten Wellendichtungsvorrichtung ist in der 10 gezeigt.
Dieses frühere
Beispiel enthält
eine zylindrische Stopfbuchse 1, eine Mehrzahl von Stopfbüchsenpackungen 2 und
eine erste Packungsstopfbüchse 3 und
eine zweite Packungsstopfbüchse 4.
Die zylindrische Stopfbuchse 1 ist um eine Drehwelle 9 eines
Drehequipmentkörpers 6 montiert,
wobei die Stopfbüchsenpackungen 2 nebeneinander
in der Axialrichtung in einem zylindrischen abgedichteten Raum 10 platziert
sind, der zwischen der Drehwelle 9 und Stopfbuchse 1 ausgebildet
ist. Jene Stopfbüchsenpackungen 2 werden
zwischen der ersten Packungsstopfbüchse 3 auf der Seite
der abgedichteten Flüssigkeitsregion
und der zweiten Stopfbüchsenpackung 4 auf
der Atmosphärenregionseite
gedrückt.
Auf diese Weise ist die Drehwelle 9 abgedichtet, um die
innere abgedichtete Flüssigkeitsregion 7 des
Drehequipments 1 von der Atmosphärenregion 8 zu isolieren.
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Wie
gezeigt ist, hat das Gerät
des Standes der Technik die Stopfbuchse 1 integral mit
der ersten Packungsstopfbüchse 3 ausgebildet,
wobei die zweite Packungsstopfbüchse 4 in
der Axialrichtung durch einen Schraubbolzen 28 beweglich
gehalten ist. Der Schraubbolzen 28 ist an der Stopfbuchse 1 befestigt und
hat daran eine Festziehmutter 29. Diese Festziehmutter 29 ist
angezogen, um die Stopfbüchsenpackungen 2 gegen
die erste Packungsstopfbüchse 3 zu
pressen. Das Festziehen der Festziehmutter 29 kann eingestellt
werden, um den Druck, mit welchem die Stopfbüchsenpackungen gepresst werden,
zu regulieren.
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Die
folgenden Probleme sind bei dem Gerät des Standes der Technik bekannt,
bei welchem die Stopfbuchse 1 an einem Drehequipmentkörper 6 befestigt
ist. Das heißt,
dass in dem Fall, in dem die Drehwelle 9 vibriert oder
exzentrisch wird, eine Änderung
der Relativpositionen der Stopfbuchse 1 und der Drehwelle 9 in
der Axialrichtung oder Radialrichtung auftreten wird, mit dem Ergebnis,
dass eine einwandfreie Wellenabdichtung nicht aufrecht erhalten
werden kann.
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Wenn
die Relativpositionen der Stopfbuchse 1 und der Drehwelle 9 sich
in der Radialrichtung ändern,
das heißt,
wenn sich der Spalt zwischen den Umfangsoberflächen der zwei Teile 1 und 9 ändert, wird
der Kontaktdruck, mit welchem die Stopfbüchsenpackungen 2 gegen
die Drehwelle 9 gedrückt werden,
in der Umfangsrichtung ungleichmäßig. Der Kontaktdruck
wird abfallen, wo der Spalt zwischen den Umfangsoberflächen zunimmt,
und wird ansteigen, wo der Spalt abnimmt. In dem Bereich, wo der Kontaktdruck
abnimmt, wird es einen Abfall oder ein Versagen bei der Packungs-
oder Dichtungsleistung geben. Und wo der Kontaktdruck zunimmt, wird
ein unnormaler Verschleiß aufgrund
der Kontakte zwischen der Stopfbüchsenpackung 2 und
der Drehwelle 9 verursacht. In anderen Worten könnte sich
die Gesamtwellenabdichtung verschlechtern.
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Ein
anderes Problem bei dem Stand der Technik ist folgendermaßen. Das
heißt,
dass das Gerät
des Standes der Technik so gebaut ist, dass die Festziehmutter 29 angezogen
wird, um die zweite Packungsstopfbüchse 4 zu der ersten
Packungsstopfbüchse 3 hin
zu bewegen, die integral mit der Stopfbuchse 1 ausgebildet
ist, womit die Stopfenbüchsenpackungen 2 gegen
die erste Packungsstopfbüchse 3 gedrückt werden.
Das heißt,
dass sich die Druckkraft durch die zweite Packungsstopfbüchse 4 zunehmend
von den Stopfenbüchspackungen 2 auf
der Atmosphärenregionseite
ausbreitet, welche Druckkraft direkt wirkt auf und hin zu den benachbarten
auf der abgedichteten Flüssigkeitsregionseite. Der
Festziehdruck, dem die Stopfbüchsenpackungen 2 ausgesetzt
werden (oder die Kompression in der Axialrichtung der Stopfbüchsenpackungen 2)
nimmt zu der abgedichteten Flüssigkeitsseite
ab. Der Kontaktdruck wiederum, mit welchem die Stopfbüchsenpackungen 2 gegen
die Drehwelle 9 (und die Stopfbuchse 1) gedrückt werden,
das heißt
die Wellenabdichtkraft P, fällt
zu der abgedichteten Flüssigkeitsregionseite
ab, wie in der 11 gezeigt ist, wobei die Wellendichtkraft
P der Stopfbüchsenpackung,
die am nächsten
zu der abgedichteten Flüssigkeitsregion
ist und mit der ersten Packungsstopfbüchse 3 in Eingriff ist,
am niedrigsten ist. Dies ist für
eine Wellendichtungsvorrichtung nicht wünschenswert, von der eine Aufgabe
ist, die Welle gegenüber
der abgedichteten Flüssigkeitsregion
abzudichten. In dem Fall, in dem die abgedichtete Flüssigkeitsregion 7 zum
Beispiel unter einen sehr hohen Druck oder große Druckfluktuationen kommt,
könnte
eine gute und stabile Wellenabdichtleistung von einer solchen Wellendichtungsvorrichtung
nicht erwartet werden.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Die
Erfindung befasst sich mit jenen Problemen des Standes der Technik.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Wellenabdichtvorrichtung
bereit zu stellen, die es den Stopfbüchsenpackungen gestattet, eine
gute und stabile Wellenabdichtleistung aufrecht zu erhalten, selbst
wenn die Welle vibriert oder exzentrisch wird.
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Um
das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, sind die folgenden
zwei Merkmale in eine Wellendichtungsvorrichtung integriert, in
welcher Stopfbüchsenpackungen
in dem zylindrischen Raum platziert sind, der zwischen der Drehwelle
und der Stopfbuchse ausgebildet ist, die die Außenumfangsoberfläche der
Drehwelle umgibt, und Stopfbüchsenpackungen
durch eine erste Packungsstopfbüchse auf
der abgedichteten Flüssigkeitsregionseite
und eine zweite Packungsstopfbüchse
auf der Atmosphärenregionseite
eingeklemmt sind, um die Welle gegen die abgedichtete Flüssigkeit
abzudichten.
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Ein
erstes Merkmal ist, dass eine erste Packungsstopfbüchse an
dem Drehequipmentkörper befestigt
ist, während
eine zweite Packungsstopfbüchse
an der Stopfbuchse befestigt ist, wobei ein erster Packungsfestziehmechanismus
vorgesehen ist zwischen der und verbindet die erste(n) Packungsstopfbüchse und
die Stopfbuchse, so dass die erste Packungsstopfbüchse und
die Stopfbuchse relativ beweglich innerhalb spezifischer Bereiche
in den Axial- und Radialrichtungen der Welle sind und in der Axialrichtung
beaufschlagt und an spezifischen, relativ beweglichen Positionen
gehalten werden.
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Ein
zweites Merkmal ist, dass bei der ersten Packungsstopfbüchse, die
an dem Drehequipmentkörper
befestigt ist, der erste Packungsfestziehmechanismus vorgesehen
ist zwischen der und verbindet die erste(n) Packungsstopfbüchse und
die Stopfbuchse, so dass die erste Packungsstopfbüchse und die
Stopfbuchse relativ beweglich innerhalb spezifischer Bereiche in
den Axial- und Radialrichtung der Welle sind und in der Axialrichtung
beaufschlagt und an spezifischen, relativ beweglichen Positionen
gehalten werden, während
ein zweiter Packungsfestziehmechanismus vorgesehen ist zwischen
der und verbindet die zweite(n) Packungsstopfbüchse und die Stopfbuchse, so
dass die zweite Packungsstopfbüchse
und die Stopfbuchse relativ beweglich innerhalb spezifischer Bereiche
in den Axial- und Radialrichtungen der Welle sind und in der Axialrichtung
beaufschlagt und an spezifischen, relativ beweglichen Positionen
gehalten werden.
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Bei
einer Wellendichtungsvorrichtung eines solchen Aufbaus würden sich
die Stopfbüchsenpackungen,
die zwischen der Stopfbuchse und der Drehwelle platziert werden,
in der Wellenabdichtungsleistung nicht verändern, selbst im Fall von axialen
Vibrationen, Exzentrizität
oder ähnlichem,
da sich die Stopfbuchse zusammen mit der Drehwelle bewegt, und als
ein Ergebnis gibt es keine Änderung bei
den Relativpositionen der zwei. Es ist ferner zu beachten, dass
die erste Packungstopfbüchse
auf der abgedichteten Flüssigkeitsregionseite
an dem Drehequipmentkörper
befestigt ist, wobei die Stopfbuchse mit der ersten Packungsstopfbüchse über den
ersten Packungsfestziehmechanismus verbunden ist, so dass die erste
Packungsstopfbüchse
auf die Stopfbüchsenpackungen
einen Druck ausübt. Daher
ist die Stopfbüchsenpackung,
die am nächsten
zur abgedichteten Flüssigkeitsregion
ist, die höchste
beim Festziehdruck oder bei der Wellenabdichtungskraft. Dies hilft
der Wellendichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, eine gute
und stabile Wellenabdichtungsleistung aufrecht zu erhalten, ungeachtet
der Dichtungsbedingungen.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der erste
Packungsfestziehmechanismus einen Schraubbolzen, der in der Axialrichtung
der sich drehenden Welle verläuft
und an der ersten Packungsstoppbüchse
befestigt ist, ein Durchgangsloch, das in dem Flanschteil der Stopfbuchse
vorgesehen ist, wobei das Durchgangsloch um einen spezifischen Betrag
größer als
der Schraubbolzen ist, eine Festziehmutter, die mit einem Teil des
Schraubbolzens in Eingriff ist, der hinter und außerhalb
des Durchgangsloches ist, und eine Schraubendruckfeder, die zwischen
den Flansch und die Festziehmutter eingesetzt ist. Bei einem anderen
Ausführungsbeispiel
enthält
der zweite Packungsfestziehmechanismus einen Schraubbolzen, der
in der Axialrichtung der Drehwelle verläuft und an der Stopfbuchse
befestigt ist, ein Durchgangsloch, das in dem Flanschteil einer
zweiten Packungsstopfbüchse
vorgesehen ist, welches Durchgangsloch um einen spezifischen Betrag
größer als
der Schraubbolzen ist, eine Festziehmutter, die mit einem Teil des
Schraubbolzens in Eingriff ist, der hinter und außerhalb
des Durchgangsloches ist, und eine Schraubendruckfeder, die zwischen
dem Flansch und die Festziehmutter eingesetzt ist. Es ist wünschenswert,
dass die Stopfbuchse mit einem Teilbereich versehen ist, der den
Dichtungsraum in zwei Dichtungskompartments teilt, die nebeneinander
in der Axialrichtung angeordnet sind. Stopfbüchsenpackungen sind in jedem
Dichtungskompartment angeordnet. Es ist auch wünschenswert, dass ein frei
gleitender Ring in dem abgedichteten Raum in der Axialrichtung verschiebbar
zwischen der ersten Packungsstopfbüchse und den Stopfbüchsenpackungen
in dem Dichtungsraum vorgesehen ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine vertikale Schnittansicht einer ersten Wellendichtungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Darstellung, die die Verteilung der Wellenabdichtungskraft
in den Stopfbüchsenpackungen
der ersten Wellendichtungsvorrichtung zeigt.
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3 ist
eine vertikale Schnittansicht einer zweiten Wellendichtungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
eine Darstellung, die die Verteilung der Wellenabdichtungskraft
in den Stopfbüchsenpackungen
der zweiten Wellendichtungsvorrichtung zeigt.
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5 ist
eine vertikale Schnittansicht einer dritten Wellendichtungsvorrichtung.
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6 ist
eine Darstellung, die die Verteilung der Wellenabdichtungskraft
in den Stopfbüchsenpackungen
der dritten Wellendichtungsvorrichtung zeigt.
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7 ist
eine vertikale Schnittansicht einer vierten Wellendichtungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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8 ist
eine vertikale Schnittansicht einer fünften Wellendichtungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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9 ist
eine vertikale Schnittansicht einer sechsten Wellendichtungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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10 ist
eine vertikale Schnittansicht einer Vorrichtung nach dem Stand der
Technik.
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11 ist
eine Darstellung, die die Verteilung der Wellenabdichtungskraft
in den Stopfbüchsenpackungen
der Wellendichtungsvorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nun
werden die Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben.
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Es
ist zu verstehen, dass die Ausdrücke "Front-", "vor" oder "vorwärts" und "Rück-", "hinter" oder "rückwärts" verwendet werden, um zur Vereinfachung
rechts und links beim Beschreiben der vorliegenden Erfindung zu
bezeichnen, und nur bei jenen Zeichnungen anwendbar sind.
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(Ausführungsbeispiel 1)
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Die 1 und 2 zeigen
ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Wie in der 1 gezeigt
ist, enthält
diese erste Wellendichtungsvorrichtung S1 eine Stopfbuchse 1,
eine Mehrzahl von Stopfbüchsenpackungen 2,
erste und zweite Packungsstopfbüchsen 3, 4 und
einen ersten Packungsfestziehmechanismus 5 und ist so aufgebaut, dass
die abgedichtete Flüssigkeitsregion 7 innerhalb des
Drehequipmentkörpers 6 von
der Außenseitenatmosphärenregion 8 isoliert
ist, wobei die Welle abgedichtet ist.
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Die
Stopfbuchse 1 ist zylindrisch in der Form und lose um die
Drehwelle 9 herum montiert, die durch das Drehequipment 6 in
die Atmosphärenregion
vorsteht. Die Stopfbuchse 1 hat erste und zweite Flansche 1a, 1b,
die integral damit an den Front- und Rückseitenenden
davon ausgebildet sind. Der Innendurchmesser der Stopfbuchse 1 ist
in Relation zum Außendurchmesser
der Drehwelle 9 so eingestellt, um einen ringartigen abgedichteten
Raum 10 zwischen der Innenumfangsoberfläche der Stopfbuchse 1 und
der Außenumfangsoberfläche der
Drehwelle 9 zu bilden. Der abgedichtete Raum ist groß genug,
um Stopfbüchsenpackungen 2 unterzubringen.
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Die
Stopfbüchsenpackungen
sind nebeneinander in der Längsrichtung
oder der Axialrichtung der Drehwelle 9 in den abgedichteten
Raum gestopft. Die Stopfbüchsenpackungen 2 sind
in der Axialrichtung durch die erste Packungsstopfbüchse auf
der abgedichteten Flüssigkeitsregionseite
und die zweite Packungsstopfbüchse 4 auf
der Atmosphärenregionseite
geklemmt und gedrückt.
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Die
erste Packungsstopfbüchse 3 ist
zylindrisch in der Form mit einem Teil davon in den abgedichteten
Raum 10 von der abgedichteten Flüssigkeitsregionseite vorstehend
und mit einem ringartigen Flansch 3a, der integral am Frontendteil
ausgebildet ist. Die erste Packungsstopfbüchse 3 ist an dem
Drehequipmentkörper 6 durch
Verankern des Flansches 3a an dem Drehequipmentkörper 6 mit
Fixiereinrichtungen 11, wie einem Bolzen, befestigt. Und
O-Ringe 12, 13 sind in dem Umfangskontaktbereich
zwischen der ersten Packungsstopfbüchse 3 und der Stopfbuchse 1 und
in dem Kontaktbereich zwischen dem Flansch 3a und dem Drehequipmentkörper 6 angeordnet.
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Die
zweite Packungsstopfbüchse 4 ist
zylindrisch in der Form mit einem Teil davon, der in den abgedichteten
Raum 10 von der Atmosphärenregionseite
her oder von hinter der Stopfbuchse 1 vorsteht. Die zweite
Packungsstopfbüchse 4 ist
an der Stopfbuchse 1 durch Verankern eines ringartigen Flansches 4a,
der integral an dem Rückseitenteil
des zweiten Flansches 1b ausgebildet ist, mit Fixiereinrichtungen 11,
wie einem Bolzen, befestigt.
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Der
erste Packungsfestziehmechanismus 5 enthält einen
Schraubbolzen 15, der in den Flansch 3a der ersten
Packungsstopfbüchse 3 geschraubt
ist und sich in der Rückwärtsrichtung
erstreckt, ein Durchgangsloch 16, das in dem ersten Flansch 1a der
Stopfbuchse 1 vorgesehen ist, welches Durchgangsloch im
Durchmesser um einen spezifischen Betrag größer als der Schraubbolzen 15 ist,
eine Festziehmutter 17, die mit dem Schraubbolzen 15 an einer
Stelle hinter dem Durch gangsloch 16 in Eingriff ist, und
eine Schraubendruckfeder 18, die zwischen dem ersten Flansch 1a und
die Festziehmutter 17 eingesetzt ist. Der erste Packungsfestziehmechanismus 5 verbindet
die erste Packungsstopfbüchse 3 und
die Stopfbuchse 1 miteinander, so dass die Packungsstopfbüchse 3 und
die Stopfbuchse 1 relativ beweglich innerhalb spezifischer
Bereiche in den Axial- und Radialrichtungen der Welle 9 sind,
und in der Axialrichtung beaufschlagt und an spezifischen relativ
beweglichen Positionen gehalten werden. Zur weiteren Darstellung
ist der erste Packungsfestziehmechanismus 5 so gestaltet,
dass, so wie die Festziehmutter 17 angezogen oder vorwärts bewegt
wird, die Stopfbuchse 1 über die Feder 18 vorwärts bewegt wird,
und die erste Packungsstopfbüchse 3 in
dem abgedichteten Raum 10 relativ rückwärts bewegt wird. Auf diese
Weise werden die Stopfbüchsenpackungen 2 gegen
die zweite Packungsstopfbüchse 4 gedrückt und
werden im Festziehdruck eingestellt. Es ist auch zu beachten, dass
sich die Stopfbuchse 1 innerhalb des Arbeitsbereiches der
Feder 18 in der Axialrichtung der Drehwelle 9 und
innerhalb des Bereiches der Durchmesserdifferenz zwischen dem Schraubbolzen 15 und
dem Durchgangsloch 16 in der Radialrichtung der Drehwelle 9 frei
bewegen kann. Das heißt,
dass die Stopfbuchse 1 in den Axial- und Radialrichtungen gemäß axialer
Vibration und Exzentrizität
der Drehwelle 9 innerhalb der zulässigen Bereiche beweglich ist.
Der Durchmesser des Durchgangsloches 16 ist geeignet in
Abhängigkeit von
dem Außendurchmesser
des Schraubbolzens 15, vorbestimmten Ausmaßen axialer
Vibration, Exzentrizität
oder ähnlichem,
eingestellt, um solche Folgebewegungen der Stoffbuchse 1 zu
gestatten, die der axialen Vibration der Welle 9 folgen.
Der Schraubbolzen 5 und das Durchgangsloch 16 sind
in einer Mehrzahl von Punkten (nicht gezeigt) der Flansche 1a, 3a in
einem spezifischen Intervall in der Umfangsrichtung vorgesehen.
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In
der somit aufgebauten ersten Wellendichtungsvorrichtung S1 ist die
Stoffbuchse 1 direkt mit der ersten Packungsstoffbüchse 3 verbunden
und indirekt durch den Drehequipmentkörper 6 gehalten, so
dass das Durchgangsloch 16 und die Feder 18 es der
Stoffbuchse 1 gestatten, sich in den Axial- und Radialrichtungen
der Drehwelle 9 zu bewegen. Wenn die Drehwelle 9 eine
axiale Vibration, Exzentrizität oder ähnliches übernimmt,
wird die Stopfbuchse 1 solchen Änderungen in den Positionen
der Drehwelle 9 folgen. Das heißt, dass die Relativpositionen
der Stopfbuchse 1 und der Drehwelle 9 unverändert bleiben,
selbst wenn die Drehwelle 9 eine axiale Vibration, Exzentrizität oder ähnliches
durchmacht. Andererseits bleibt ein Betrag des Kontaktdruckes, mit welchem
die Stopfbüchsenpackungen 2,
die in den abgedichteten Raum 10 zwischen der Stopfbuchse 1 und
der Drehwelle 9 gestopft sind, gegen die Drehwelle 9 (und
die Stopfbuchse 1) gedrückt
werden, unverändert.
Somit wird die Wellenabdichtungsleistung in einem guten und stabilen
Zustand gehalten.
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Ferner,
wenn die Festziehmutter 17 angezogen wird, wird die erste
Packungsstopfbüchse 3 in Relation
zu der Stopfbuchse 1 rückwärts bewegt, was
die Stopfbüchsenpackungen 2 gegen
die zweite Packungsstopfbüchse 4 auf
der Atmosphärenregionseite
drückt.
Anders als bei der Vorrichtung nach dem Stand der Technik hat daher
die Stopfbüchsenpackung 2 am
nächsten
zu der abgedichteten Flüssigkeitsregion
(d. h. die vorderste) den höchsten Festziehdruck
oder die höchste
Wellenabdichtungskraft P der Stopfbüchsenpackungen 2,
wie in der 2 gezeigt ist. Auf diese Weise
kann eine gute und stabile Wellenabdichtungsleistung ungeachtet von
Wellenabdichtungszuständen
sichergestellt werden.
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(Ausgangsbeispiel 2)
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Die 3 und 4 zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Wellendichtungsvorrichtung S2, wie
sie in der 3 gezeigt ist, ist vom selben
Aufbau wie die erste Wellendichtungsvorrichtung S1 mit der Ausnahme,
dass ein zweiter Packungsfestziehmechanismus 20 zwischen
der Stopfbuchse 1 und der zweiten Packungsstopfbüchse 4 vorgesehen
ist.
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Der
zweite Packungsfestziehmechanismus 20 ist vom selben Aufbau
wie der erste Packungsfestziehmechanismus 5. Das heißt, dass
der zweite Packungsfestziehmechanismus 20 einen Schraubbolzen 21,
der in den zweiten Flansch 1b der Stopfbuchse 1 geschraubt
ist und sich in der Rückwärtsrichtung
erstreckt, ein Durchgangsloch 22, das in dem Flansch 4a der
zweiten Packungsstopfbüchse 4 vorgesehen
ist, wobei das Durchgangsloch im Durchmesser um einen spezifischen
Betrag größer als
der Schraubbolzen 21 ist, eine Festziehmutter 23, die
mit dem Schraubbolzen 21 an einer Stelle hinter und außerhalb
von dem Durchgangsloch 22 in Eingriff ist, und eine Schraubendruckfeder 24 enthält, die zwischen
den Flansch 4a und die Festziehmutter 23 eingesetzt
ist. Der zweite Packungsfestziehmechanismus 20 verbindet
die Stopfbuchse 1 und die zweite Packungsstopfbüchse 4 miteinander,
so dass die Stopfbuchse 1 und die Packungsstopfbüchse 4 innerhalb
spezifischer Bereiche in den Axial- und Radialrichtungen der Drehwelle 9 beweglich
sind und in der Axialrichtung beaufschlagt und an spezifischen, relativ
beweglichen Positionen gehalten werden. Das heißt, dass der zweite Packungsfestziehmechanismus 20 so
gestaltet ist, dass sich, so wie die Festziehmutter 23 angezogen
oder vorwärts
geschraubt wird, die zwei Flansche 1b, 4a einander
nähern
mit dem Ergebnis, dass die zweite Packungsstoffbüchse 4 relativ in
dem abgedichteten Raum vorwärts
bewegt wird, wodurch die Stopfbüchsenpackungen 2 vorwärts gedrückt werden.
Zwischen den sich gegenüber
liegenden Umfangsoberflächen
der zweiten Packungsstopfbüchse 4 und
der Stopfbuchse 1 ist ein O-Ring 25 angeordnet.
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Bei
der zweiten Wellendichtungsvorrichtung S2 werden, so wie die Festziehmuttern 17, 23 angezogen
werden, die Stopfbüchsenpackungen 2 von den
Vorwärts-
und Rückwärtsseiten
angedrückt.
Als ein Ergebnis haben die Stopfbüchsenpackungen 2 am
nächsten
zur abgedichteten Flüssigkeitsregion und
zur Atmosphärenregion
den höchsten
Festziehdruck oder die höchste
Wellenabdichtungskraft P der Packungen 2. Insgesamt wird
eine weitere Zunahme bei der Wellenabdichtungskraft P im Vergleich
zur ersten Wellendichtungsvorrichtung S1 beobachtet, bei welcher
die Stopfbüchsenpackungen 2 von
der Vorwärts-
oder Rückwärtsseite
gedrückt
werden.
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Im
Fall, dass die Drehwelle 9 eine axiale Vibration, Exzentrizität oder ähnliches
durchmacht, gestatten es die ersten und zweiten Packungsfestziehmechanismen 5, 20 der
Stoffbuchse 1 und der zweite Packungsstoffbüchse 4,
sich der Bewegung der Drehwelle 9 folgend zu bewegen, was
die Stopfbüchsenpackungen 3 von
Belastung aufgrund axialer Vibration, Exzentrizität oder ähnlichem
befreit und eine gute und stabile Wellenabdichtungsleistung wie
bei der ersten Wellendichtungsvorrichtung sicher stellt.
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(Ausführungsbeispiel 3)
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Die 5 und 6 zeigen
ein drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Wellendichtungsvorrichtung S3, wie
sie in der 5 gezeigt ist, ist vom selben
Aufbau wie die zweite Wellendichtungsvorrichtung S2, mit der Ausnahme,
dass die Stopfbuchse 1 mit einem Teilbereich 1c versehen ist,
der den abgedichteten Raum 10 in zwei Dichtungskompartments
teilt, die nebeneinander in der Axialrichtung der Drehwelle 9 angeordnet
sind, so dass Stopfbüchsenpackungen 2 in
die zwei Dichtungskompartments 10a, 10b gestopft
sind.
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Der
ringförmige
Teilbereich 1c ist integral mit der Stopfbuchse 1 in
der Mitte der Axialrichtung der Innenumfangsoberfläche davon
ausgebildet. Die Stopfbüchsenpackungen 2,
die in das Dichtungskompartment 10a, zwischen dem Teilbereich 1c und die
erste Packungsstopfbüchse 3 gestopft
sind, werden durch die erste Packungsstopfbüchse 3 gegen den Teilbereich 1c gedrückt. Gleichzeitig
werden die Stopfbüchsenpackungen 2,
die in das Dichtungskompartment 10b zwischen den Teilbereich 1c und die
zweite Packungsstopfbüchse 4 gestopft
sind, durch die zweite Packungsstopfbüchse 4 gegen den Teilbereich 1c gedrückt.
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Bei
der dritten Wellendichtungsvorrichtung S3 hat daher die Stopfbüchsenpackung 2 am
nächsten
zur abgedichteten Flüssigkeitsregion
(d. h. die vorderste) den höchsten
Festziehdruck oder Wellenabdichtungsdruck P der Stopfbüchsenpackungen 2 in
dem Kompartment 10a, während
die Stopfbüchsenpackung 2 am
nächsten
zur Atmosphärenregion (d.
h. die hinterste) den höchsten
Festziehdruck der Stopfbüchsenpackungen
in dem Kompartment 10b hat, wie in der 6 gezeigt
ist. Da zusätzlich
die Stopfbüchsenpackungen 2,
die in die Dichtungskompartments 10a, 10b, gestopft
sind, im Festziehdruck separat durch die jeweiligen Festziehmuttern 17, 23 eingestellt
sind, kann der Festziehdruck oder die Wellenabdichtungskraft P in
Abhängigkeit
von den Wellenabdichtungszuständen
geregelt werden.
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Im
Fall, dass die Drehwelle eine axiale Vibration, Exzentrizität oder ähnliches
durchmacht, gestatten es die ersten und zweiten Packungsfestziehmechanismen 5, 20 der
Stopfbuchse 1 und der zweiten Packungsstopfbüchse 4,
sich der Bewegung der Drehwelle 9 folgend zu bewegen, was
die Stopfbüchsenpackungen 2 von
einer Belastung aufgrund der axialen Vibration, Exzentrizität oder ähnlichem
befreit und eine gute und stabile Wellenabdichtungsleistung wie
bei der zweiten Wellendichtungsvorrichtung sicherstellt.
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Die 7, 8 und 9 zeigen
vierte, fünfte
und sechste Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung. Die Wellendichtungsvorrichtungen in
jenen Ausführungsbeispielen
sind von demselben Aufbau wie die vorhergehenden Wellendichtungsvorrichtungen
S1, S2 und S3 mit Ausnahme der folgenden Punkte.
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(Ausführungsbeispiel 4)
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Die
vierte Wellendichtungsvorrichtung S4 in dem vierten Ausführungsbeispiel
ist in der 7 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist ein verschiebbarer Schiebering 26 zwischen der ersten
Packungsstopfbüchse 3 und
der Stopfbüchsenpackung 2 am
nächsten
zur abgedichteten Flüssigkeitsregion innerhalb
des Dichtungsraumes 10 vorgesehen. Der Ring 26 dient
dazu, um der ersten Packungsstopfbüchse 3 und der Stopfbüchse 2 zu
helfen, sich in der Radialrichtung problemloser zu bewegen. Das
heißt, dass
der Reibungswiderstand zwischen der ersten Packungsstopfbüchse 3 und
dem Schiebering 26 kleiner als jener zwischen der ersten
Packungsstopfbüchse 3 und
der Stopfbüchsenpackung 2 ist.
Und der Schiebering 26 hilft der Stopfbuchse 1,
der Radialbewegung der Drehwelle 9, verursacht durch axiale Vibration,
Exzentrizität
oder ähnliches,
problemloser als bei der ersten Wellendichtungsvorrichtung S1 zu folgen,
bei welcher es der ersten Packungsstopfbüchse 3 gestattet ist,
die Stopfbüchsenpackung 2 zu berühren. Eine
solche nachfolgende Bewegung wird problemloser gemacht, indem ein
O-Ring 27 in dem Kontaktbereich zwischen der ersten Packungsstopfbüchse 3 und
dem Schiebering 26 platziert wird. Der O-Ring 27 verringert
den Reibungswiderstand zwischen den zwei Teilen 3 und 26 und
dient als sekundäre
Dichtung dazwischen. Ferner ist der Innendurchmesser der Packungsstopfbüchsen 3, 4 (und des
Schieberinges 26) so eingestellt, dass die Differenz zwischen
dem oben angegebenen Innendurchmesser und dem Außendurchmesser der Drehwelle 9 größer als
jener bei der ersten Wellendichtungsvorrichtung S1 ist. Somit könnte im
Fall von großer
axialer Vibration, Exzentrizität
oder ähnlichem
die Stopfbuchse 1 sich der Bewegung der Welle 9 folgend
bewegen. Mit Ausnahme jener Punkte ist die vierte Wellendichtungsvorrichtung
S4 identisch im Aufbau mit der ersten Wellendichtungsvorrichtung
S1.
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(Ausführungsbeispiel 5)
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Die
fünfte
Wellendichtungsvorrichtung S5 in dem fünften Ausführungsbeispiel ist identisch
mit der zweiten Wellendichtungsvorrichtung S2 mit der Ausnahme,
dass dieselben Merkmale wie bei der vierten Wellendichtungsvorrichtung
S4 einbezogen sind. Das heißt,
dass die fünfte
Wellendichtungsvorrichtung S5 mit dem Schiebering 26 und
O-Ring 27, die dieselbe Konstruktion und Funktion wie jene
der vierten Wellendichtungsvorrichtung S4 haben, zwischen der ersten
Packungsstopfbüchse 3 und
der Stopfbüchsenpackung 2 am
nächsten
zu der abgedichteten Flüssigkeitsraumseite
vorgesehen ist, wie in der 8 gezeigt
ist. Zusätzlich
ist der Innendurchmesser der Packungsstopfbüchsen 3, 4 (und
des Schieberinges 26) größer als bei der vierten Wellendichtungsvorrichtung
S4 ausgelegt. Somit kann selbst im Fall, dass die rotierende Welle 9 großer axialer
Vibration, Exzentrizität
oder ähnlichem
ausgesetzt ist, die Stopfbuchse 1 eine problemlose Nachfolgebewegung
ausführen.
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(Ausführungsbeispiel 6 )
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Die
sechste Wellendichtungsvorrichtung S6 in dem sechsten Ausführungsbeispiel
ist dieselbe wie die dritte Wellendichtungsvorrichtung S3 mit der
Ausnahme, dass dieselben Merkmale wie bei der vierten Wellendichtungsvorrichtung
S4 oder der fünften
Wellendichtungsvorrichtung S5, einbezogen sind. Das heißt, dass
die sechste Wellendichtungsvorrichtung S6 mit dem Schiebering 26 und
O-Ring 27, die dieselbe Konstruktion und Funktion wie jene
der vierten oder fünften
Wellendichtungsvorrichtung S4 oder S5 haben, zwischen der ersten
Packungsstopfbüchse 3 und
der Stopfbüchsenpackung 2 am
nächsten
zu dem abgedichteten Flüssigkeitsbereich
versehen ist, wie in der 9 gezeigt ist. Zusätzlich ist
der Innendurchmesser der Packungsstopfbüchsen 3, 4 (und des
Schieberinges 26) größer als
bei der vierten oder fünften
Wellendichtungsvorrichtung S4 oder S5 ausgelegt. Somit kann selbst
im Fall, dass die Drehwelle 9 großer axialer Vibration, Exzentrizität oder ähnlichem
ausgesetzt ist, die Stopfbuchse 1 eine problemlose Nachfolgebewegung
ausführen.
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Alle
Komponentenmaterialien der Wellendichtungsvorrichtungen S1, S2,
S3, S4, S5 und S6 mit Ausnahme der Stopfbüchsenpackungen 2 und O-Ringe 12, 13, 25 und 27 bestehen
aus metallischen Materialien, die in Abhängigkeit von den Wellenabdichtungsbedingungen
ausgewählt
sind.
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Es
ist zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist, die gerade beschrieben wurden, sondern geändert oder modifiziert werden
kann, ohne von dem Grundprinzip der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel ist es in Abhängigkeit von
der Konfiguration des Drehequipmentkörpers 6 und Montagebedingungen
der Wellendichtungsvorrichtung möglich,
den Schraubbolzen 15 des ersten Packungsfestziehmechanismus 5 an
der Stopfbuchse 1 zu befestigen und das Durchgangsloch 16 in
der ersten Packungsstoffbüchse 3 auszubilden.
Alternativ kann der Schraubbolzen 21 des zweiten Packungsfestziehmechanismus
auch an der zweiten Packungsstopfbüchse 4 befestigt sein,
wobei das Durchgangsloch 22 in der Stopfbuchse 1 ausgebildet ist.
Auch kann eine Schicht mit einem Material mit niedriger Reibung
auf einer Seite des Kontaktbereiches der ersten Packungsstopfbüchse 3 oder
des Schieberinges 26 aufgebracht sein.