-
Einrichtung zur Verhinderung von Rostbildung zwischen Welle und Kolbentrommel
von Drehkolbenverdichtern oder Vakuumpumpen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zum Verhindern von Rostbildung auf den Preß-oder Schrumpfsitzpaßflächen zwischen
Welle und Kolbentrommel von Drehkolbenverdichtern oder Vakuumpumpen.
-
Um zwischen der Welle und der Kolbentrommel eine möglichst feste -und
dichte Verbindung herzustellen, wird die Kolbentrommel in warmem Zustand auf die
Welle aufgeschrumpft, wobei in vielen Fällen an einer der beiden Passungsstellen
noch ein Einlegekeil angeordnet ist, um auf diese Weise eine zusätzliche Sicherung
gegen ein Verdrehen der aufgeschrumpften Trommel auf ihrer Welle zu schaffen. Es
hat sich indessen herausgestellt, daß trotz dieser sorgfältigen Befestigung sich
zwischen Welle und Kolbentrommel Roststellen bilden., die zur Lockerung der Schrumpfstellen
und sogar zu Wellenbrüchen geführt haben. Es ist zwar versucht worden, das Eindringen
von Feuchtigkeit in die Verbindungsfugen durch Verschließen und Abdichten der Stirnenden
der Keilnuten mittels genau passender Weicheisenstiicke zu verhindern, doch konnte
auch hierdurch die Rostbildung und damit das Lockerwerden der Verbindung nicht vermieden
werden.
-
Eingehende Untersuchungen und Beobachtungen führten zu der Erkenntnis,
daß trotz sorgfältigster Ausführung der Schrumpfverbindung und zuverlässigster Abdichtung
der Keilnutenöffnungen infolge der starken Biegebeanspruchungen, denen die Welle
durch die einseitige Kompressionsarbeit an der außermittig gelagerten Kolbentrommel
ausgesetzt ist, kleine und kleinste Bewegungen zwischen den aufeinandergepreßten
Paßflächen auftreten, durch welche winzige Fugen an den Passungsstellen entstehen.
Durch dieseTugen gelangen Schmieröl und atmosphärische Luft, die ja niemals vollkommen
wasserfrei ist, zwischen die Paßflächen und bewirken hier die Bildung des äußerst
gefährlichen Fassungsrostes. Es braucht also nicht etwa Feuchtigkeit in Form von
Wassertröpfchen an die Stirnseiten der Kolbentrommel zu gelangen, sondern es genügt
schon die stets etwas wasserdampfhaltige Luft.
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht also darin, die
Verbindungsfugen
zwischen der Welle und der aufgeschrumpften Kolbentrommel
vollkommen gegen das Eiridring-en von Luftfeuchtigkeit abzudichten.
-
Dichtungen, die bei Kolbentrommeln Verwendung finden, sind bereits
mehrfach b(@-kannt, doch dienen sie zur Lösung ganz andere r Aufgaben. So ist beispielsweise
eine Seitenabdichtung der Kolbentrommel von Drehkolbenmaschinen mit Leistungsänderung
durch Verstellung der Exzentrizität von Kolbentrommel und Zylinder bekannt, welche
die Aufgabe löst, eine stets gleichmäßig gute Dichtung zwischen der sich drehenden
Welle und der Kolbentrommel einerseits und dem Verdichtergehäuse anderseits unabhängig
von der gerade eingestellten Exzentrizität sicherzustellen. Diese Aufgabe wird dadurch
gelöst. daß die seitlichen Abschlußwände je aus zwei Teilen bestehen, von denen
der eine fest mit dem Zylinder verbunden ist, während der andere zentral zur Kolbentrommel
gelagert ist, an deren Drehung nicht teilnimmt und durch Gleitflächen einerseits
dichtend mit der Kolbentrommel, anderseits dichtend mit dem Teil. der seitlichen
Abschlußwand in Berührung steht, die mit dem Zylinder fest verbunden ist. Dadurch.
daß diese Dichtung nicht an der Drehung der Trommel teilnimmt, sondern auf ihr gleitet,
ist keine vollkommene Abdichtung der Verbindungsfuge zwischen Trommel und Welle
möglich, sie ist auch nicht beabsichtigt.
-
Es sind auch Dichtungsringe für Pumpen mit umlaufenden Kolben bekannt,
welche mit einem hohlliegenden, schmalen Dichtungsrand versehen sind, der beim Einbau
durch die abzudichtende Fläche federnd zurückgedrückt wird: - Diese -Dichtungsringe
sollen außer der -Abdichtung noch -den Zweck erfüllen,- eine Berührung der Stirnflächen
der Kolbentrommel mit denen der - Deckel des Verdichtergeliäuses zu verhindern.
Die Dichtungsringe haben sowohl im eingebauten als auch im ausgebauten Zustand einen
Querschnitt von der Form eines stumpfen Winkels Lind liegen einerseits auf den Stirnflächen
der Kolbentrommel und anderseits auf den Wälzlagern auf. Die Dichtungsringe werden
erst durch den Betriebsdruck wirksam gegen die Trommel gedrückt, so daß die Dichtung
nur bei Druckpumpen, nicht aber bei Vakuumpumpen verwendet werden kann. Eine vollkommene
Abdichtung- der Verbindungsfugen zwischen der Welle und der Kolbentrommel wird nicht
erreicht und ist auch nicht der Zweck der Dichtungsringe.
-
' Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Verhindern von Rostbildung
auf den Preß- und Schrumpfsitzpaßflächen zwischen Welle und Kolbentrommel von I)rehkolbenverdichtern
und Vakuumpunlpen-ist dadurch ugel"enn7eiclinet. dal', die Stirnfuge jeder Paf.')fläche
de= Preß- oder Schrumpfsitzes nach auhen durch einen feuchtigkeitsundurchlässigen
und ölbeständigen Dichtungsring überdeckt wird. welcher sich nachgiebig gegen die
Stirnfuge legt und mit der Welle und der Kolbentrommel umläuft.
-
Diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung gründet sich auf
der Erkenntnis, daß,- nachdem einmal die Ursachen zur Bildung des Passungsrostes
erkannt sind, cinc vollkommene Abdichtung der bei ruhender Trommel völlig dicht
geschlossenen Ringfug zwischen Welle und Kolbentrommel an derc beiden Stirnseiten
der Kolbentrommel auch beim Umlaufen Gier Trommel unbedingt erforderlich ist und
daß diese vollkommene Abdichtung auch bei umlaufender Kolbentrommel nur dann erreicht
werden kann, wenn ein mit der Welle und der Kolbentrommel tt:1;-laufender Dichtungsring
verwendet wird, &1
feuchtigkeitsundurchlässig und ölbeständig ist und
sich nachgiebig gegen die Stirnfuge legt.
-
Gemäß der Erfindung werden hierzu Bunaringe verwendet, die entweder
in eine Rii1,-nut an der Stirn.seitenfuge der Paßflächci: zwischen Welle und Kolbentrommel
einvulkanisiert sind oder die von winkelförtnigein Querschnitt sind und durch an
sich bekannte. entsprechend ausgesparte und sich mitdrrhende Lagerabstandsringe
derart i11 ihrt.:r Lage gehalten und angedrückt werden, d.1:. der radiale Schenkel
des Winkelquersclinittr_ die Stirnfugen der Paßflächen überdeckt.-Zweckmäßigerweise
erhalten die #,vinkelförniigen Bunaringe beim Einbau dadurch eine gewisse Vorspannung.
claß ihre Schenkel vor dem -Einbau einen stumpfen Winkel--_bilden. Der -Dichtungsdruck,
mit welchem die radial gerichteten. Schenkel der im Querschnitt en Bunaringe auf
den Sti%nftigen winkelförmig aufliegen, kann noch -dadurch verstärkt- werden, daß
diese Schenkel am Ende ihrer der Dichtfläche abgekehrten Seite mit einem Wulsi versehen
sind, so daß die Dichtungsringe an der den Stirnfugen gegenüberliegenden Stelle
im nicht eingebauten Zustand breiter sind als die entsprechenden Aussparunge;i in
dert Lagerabstandsringen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in. der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigt Abb. i einen Längsschnitt durch die in das Gehäuse eingebaute mit
ihrer Welle und den eingesetzten Bunadichtunge, an beiden Stirnenden der Kolbentrommel.
Rechts ist der einvulkanisierte, links der aufgesetzte winkelförmige--Dichtungsring
veranschaulicht.
-
Abb: z zeigt -die linke- Dichtungsstelle -aus Abb. i mit dem besonders
geformten Abstä.ndsriiig iii größerem Maßstab.
Die Kolbentrommel
b ist auf der Trommelwelle u mittels der Zylinderflächen f aufgeschrumpft. Durch
den Einlegekeil k ist noch eine zusätzliche Sicherung gegen Verdrehen geschaffen.
Der in der Welle befindliche Teil der Keilnut geht nicht bis zur Trommelstirn-Räche
durch. Dagegen muß der in der Kolbentrommel liegende Teil der Keilnut durchgefräst
oder durchgehobelt werden, damit die Trommel bei in die Wellennut eingelegtem Keil
auf die Welle aufgeschoben werden kann. Das äußere Ende der Trommelkeilnut wird
in bekannter Weise durch ein genau passendes Weicheisenstück e geschlossen und abgedichtet.
-
Die nachgiebige Bunadichtung kann nun auf zweierlei Art angeordnet
werden. Eine sehr einfache Dichtung wird dadurch erreicht, daß an den äußeren Stirnseitenringfugen
der Paßflächen feine Ringnut iz in die Stirnseiten der Kolbentrommel eingedreht
und der Bunaring d in diese Ringnut hineinvulkanisiert wird, so, daß nicht nur die
Trennfuge zwischen den Paßflächen, sondern auch das durch eine Weicheisendichtung
e verschlossene Ende der Keilnut durch die Bunadichtung überdeckt wird.
-
Eine andere Art der Abdichtung; welche ein Vulkanisieren an der Kolbentrommel
überflüssig macht, besteht darin, daß auf die Welle von beiden Seiten je ein winkelförmiger
Bunadichtungsring dl derart aufgeschoben wird, daß die axialen Schenkel dieser beiden
Ringe auf der Zylinderfläche der beiden Wellenenden dichtend anliegen und die radialen
Schenkel der beiden Ringe sowohl die Stirnfugen der Passungsflächen f wie auch die
Stirnfläche des Weicheisenpaßstückes e übergreifen.
-
In Abb.2 ist 1111t strichpunktierter Umrandung der linke Bunadichtungsring
aus Abb. i in entspanntem Zustand eingezeichnet. Er bildet in diesem Zustand im
Querschnitt einen stumpfen Winkel, um im eingebauten Zustand .an den ringförmigen
Endflächen der beiden Schenkel vollkommen dicht auf der Welle bzw. der Trommelstirnfläche
anzuliegen.
-
Damit die Stirnflächen -der Kolbentrommel nicht an den Gehäusestirnflächen
schleifen, sind in bekannter Weise zwischen den Wälzlagern 1 und den Trommelstimflächen
s Abstandsringe c angeordnet, welche in der Weise ausgespart sind, daß durch die
Wandungen dieser Aussparung die Bunaringe in ihrer abdichtenden Betriebslage gehalten
werden. Die Abstandsringe c und die Dichtungsringe d drehen sich mit der Kolbentrommel.
-
Das satte Anliegen des radialen Schenkels des Dichtungsringes kann
nöch dadurch verstärkt werden, daß dieser Schenkel an der der Dichtungsfläche abgekehrten
Seite mit einem Ringwulst tv versehen wird, so daß die Breite dieses radialen Schenkels
am Ende etwas größer ist als die Breite der entsprechenden Aussparung in dem Abstandsring
c. Dadurch wird bei betriebsfertigem Einbau das Ende des radialen Schenkels des
Dichtungsringes in axialer Richtung etwas zusammengepreßt und somit die abdichtende
Wirkung verstärkt.