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Abdichtung gegen hohe Drucke für bewegte Maschinenteile Die Erfindung
bezieht sich auf Dichtungen, insbesondere einbaufertige Dichtungen, für umlaufende
Wellen zur Abdichtung gegen Flüssigkeiten, Gase, Dämpfe, Stäube u. dgl., die unter
hohen Drucken stehen.
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Es sind lose Manschetten oder einbaufertige Dichtungen aus Manschette,
Blechkäfig und Feder bekannt, bei degen der Manschettenring sich mit einer. gewissen
Vorspannung, die durch seine Elastizität bedingt ist, um die Welle legt. Diese Vorspannung
kann noch durch die Anwendung einer Zugfeder nach Bedarf erhöht werden. Solange
es sich um die Abdichtung gegen Medien handelt, die unter normalen und wenig erhöhten
Atmosphärendrucken stehen, arbeitet diese Druckdichtung zufriedenstelllen.d. Sobald
jedoch Medien, die unter' hohen Drukken stehen, abgedichtet werden sollen, wird
der elastische Manschettenring durch die Einwirkung des Druckes in erheblich starkein
Maße auf die Welle gepreßt. Da diese Drucke oft großen Schwankungen unterworfen
sein können, entzieht sich die Pressung jeglicher Berechnung und kann derartige
Ausmaße annehmen, daß eine starke Reibungswärme zwischen Manschette und Welle erzeugt
wird, wodurch sowohl die Dichtung als auch die Welle Schaden erleiden können.
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Es sind Stopfbuchsendichtungen für hohe Drucke vorgeschlagen, die
eine metallische Packung aus in einer oder mehreren winkelförmigen Kammern angeordneten
Dichtungsringen besitzen, bei denen die eine Kammerwand elastisch und diese elastische
metallische Wand auf der Druckseite angeordnet ist, so daß .eine selbsttätige Anpressung
an den Dichtungsring erfolgt. Die vorgeschaltete elastische Wand aus Metall bietet
insbesondere bei hohen Drücken nicht die genügende Dichtigkeit, da infolge Wärmeein-
Wirkungen
oder sonstiger Verwerfungen der Metallscheibe Spielräume -zwischen Wand und Gleitring
sich ergeben können, durch die der Druck in den Kammerraum gelangt. Hierbei ist
außerdem der Kammerraum abgeschlossen, so daß das in den Kamtnerrauln gelangende
Druckmedium den Gleitring mit einer unerwünscht hohen Reibung gegen die Welle preßt.
Es ist ferner an sich bekannt, bei Kolben von Kolbenmaschinen die Bodenräume der
Kolbenringnuten mit Räumen niedrigen Druckes zti verbinden, damit die Kolbenringe
nicht in unzulässiger Weise durch den Undichtigkeitsdampf an die Zylinder-Lauffl.äche
angepreßt werden.
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Es wurde gefunden, da.ß man eine allen Anforderungen entsprechende
Dichtung gegen hohe Drücke, bei der die Dichtungsteile im feststehenden Maschinenteil
angeordnet sind, dadurch erreicht, daß der über dem Gleitr1Iig mit der Außenluft
verbundene Kammerraum gegen den Druckraum durch einen nutförmigen Dichtungskörper
aus kautschukartigem Werkstoff o. dgl. abgedichtet wird. Durch eine solche Ausbildung
der Druckdichtung ist die Gewähr gegeben, dali das Druckmedium von dem Einwirken
in den Kammerraum sicher verhindert wird und ferner zugleich, daß in dem Kammerraum
sich ein unzulässiger Druck nicht bilden kann. Man erhält eine einwandfreie und
zuverlässig arbeitende Druckdichtung, bei der Verluste durch Entweichen des Druckmediums
nicht eintreten.
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Der vorgeschaltete hutförmige Dichtungskörper wird zweckmäßig auf
einer unelastischen verschiebbaren Buchse angeordnet, die federnd gegen den Gleitring
gedrückt wird. Vorteilhaft wird der die Kammer nach der Druckseite hin abschließende
nutförinige Dichtungskörper und Gleitring in einem ein-oder mehrteiligen Haltekäfig
eingebaut.
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In, Abb. i der Zeichnung ist eine Druckdichtung gemäß der Erfindung,
die an der Einbaustelle aus einzelnen Elementen zusammengesetzt wird, beispielsweise
im Längsschnitt dargestellt.
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Auf der Welle ist ein elastischer Gleitring i dichtend angebracht,
der sich zwischen der Gehäusewand und einer uilelastisehen Büchse 2 -befindet. Der
Gleitring i wird durch im Gehäuse angeordnete Stifte 3 oder an dem Gleitring selbst
angepreßte Zapfen .f gegen Verdrehung gesichert. Durch einen Schraubenfederring
5 wird der Gleitring i außerdem gegen die Welle gepreßt. Eine Büchse 2 wird durch
einen Federfingerring 6 in axialer Richtung elastisch gegen den Gleitring i gedrückt,
und der Ringraum um den Gleitring wird durch einen elastischen, hutringförmigen
Dichtring 7 nach der Druckleite ,abgedichtet. Der Dichtring 7 wird durch die eiserne
Ringscheibe 8 abgestützt. In dein Ringraum 9, der sich zwischen dem Gleitring i
und dem Gehäuse befindet, könnte unter Umständen durch Undichtigkeiten eine allmähliche
Drucksteigerung eintreten, wo-'durch ,eine unerwünscht starke Anpressung des Gleitringes
.auf die Welle verursacht würde. I'ln das zu verhüten, wird der Ringraum 9 durch
Bohrungen io mit der Außenlttft in Verbindung gebracht.
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Die Dichtung wirkt dadurch, daß der Gleitring i auf der Welle gleitet,
wobei er einen Durchtritt von Flüssigkeiten verhindert während der Dichtring 7 den
Ringraum 9 gegen den Druck, unter dem das abzudichtende Medium steht, abdichtet,
indem die Axialflanschen einerseits gegen die Gehäusewand und andererseits gegen
die starre Büchse 2 gepreßt werden.
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Eine einbaufertige Druckdichtung gemäß der Erfindung ist in Abb.2
der Zeichnung im Längsschnitt dargestellt. Der einteilige Haltekäfig i t, der gegebenenfalls
auch aus mehreren Teilen bestebci, kann, schlieft den elastischen Gleitring 12 ein,
dessen Gleitabschnitt 13 dichtend auf der Welle aufliegt und dessen Haftabschnitt
14 in den Käfig eingesetzt und in üblicher Weise gegen Verdrehung gesichert ist.
Beide Abschnitte sind durch einen dünnen Steg 15 miteinander verbunden und auf der
Unterdruckseite durch die hochgezogene Wandung des Haltekäfigs, gegebenenfalls auch
durch eine besondere Unterlage abgestützt. Der Gleitabschnitt 13 wird durch einen
Schraubenfederring 16 gegen die Welle gepreßt. Außerdem ist in dem Haltekäfig ein
inenibranartiger Dichtring 17 angeordnet, der durch einen im Querschnitt doppelwinkelförmigen
Metallsteg 18 versteift ist. Der Dichtring 17 hat im Querschnitt die Gestalt eines
Winkelringes, der i11 seinem der K.äfigmantelfläche zugekehrten Teil in einen \
utring übergeht. Mit der Außenmantelfläche des hutringförmigen Teils wird er durch
eigene Elastizität und durch den Druck des abzudichtenden Mediums dicht gegen die
Innenwand des Haltekäfigs angedrückt. Der Radialflansch 2 des Membranringes 17 wird
unterhalb einer Ringnut durch einen Federfingerring 19 in axialer Richtung gegen
den Gleitabschnitt 13 des elastischen Ringes 12 gedrückt. Der Federfingerring ist
durch eine Umbördelung an dem Käfig befestigt. Der Ringraum 20 zwischen den beiden
Dichtringen steht zwecks Vermeidung von unerwünschten allmählichen Drucksteigerungen
infolge von Undichtigkeiten auf der Druckseite durch öffnungen 21 in dem Verbindungssteg
15 und dem Käfig mit der Außenluft in Verbindung.
Bei .,entsprechender
Dimensionierung der Einzelteile läßt dieser ,einbaufertige Dichtungsring dank -der
Elastizität des dünnen Steges 15 und der Wirkung des Federringes 16 einen gewissen
Wellenschlag und Vibrationen zu, ohne an Dichtwirkung einzubüßen.
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Auch bei dieser Ausführungsform der Dichtung nach der Erfindung erfolgt
die Abdichtung ,auf der Welle durch einen druckentlastenden Gleitring, die Abdichtung
des um denselben sich bildenden Ringraumes gegen den Druck des abzudichtenden Mediums
durch ein ;anderes Element, nämlich den membranartigen Dichtring i-. .
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Gegenüber den Dichtungen ,aus verschiedenen .an der Einbaustelle zusammenzusetzenden
Elementen hat die einbaufertige Dichtung den Vorteil einer schnelleeren Einbaumöglichkeit
und einer einfacheren Gestaltung der Einbaustelle, d. h. des die Dichtung aufnehmenden
Maschinenteils.
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Als Werkstoff für die Dichtungsringe dient ein elastisches, gegenüber
dem abzudichtenden Medium beständiges Material. In der Mehrzahl der Fälle wird es
sich um die Abdichtung von Mineralölen oder Gemischen von Mineralölen oder pflanzlichen
ölen öder Lösungen von Kältemittehz handeln. Hierfür kommen insbesondere künstliche
Polymerisate ungesättigter organischer Kohlenwasserstoffe, wie Isopren- oder Butadienpolymerisate,
in Betracht. In Ausnahmefällen können auch Naturgummi bzw. imprägniertes Leder oder
Lederersatzstoffe verwendet werden.