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Nachstellbare Manschettendichtung für die Stopfbuchsen von Lokomotiv-Speisepumpen
Die Erfindung betrifft eine nachstellbare Manschettendichtung für Stopfbuchsen von
Lokomotiv-Spei!sepumpen mit dachförmigen Manschetten.
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Die bekannten Manschettendichtungen dieser Art arbeiten zu einem Teil
mit Manschetten, bei denen der äußere Schenkel parallel zur Stangenachse und der
innere Schenkel unter einem sich nach dem abzudichtenden-Raum zu öffnenden Winkel
gegen die Stangenachse geneigt verläuft. Zwischen dem abzudichtenden Raum und der
ihm zunächst gelegenen Manschette ist häufig ein Grundring eingelegt, während die
Auflageflächen von Grundbuchse und Brille z. T. planparallel und senkrecht zur Stangenachse,
z. T. kegelig ausgestaltet sind. Diese Manschettendichtungen weisen jedoch mehrere
Machteile auf. Die Ausführung und Anordnung der Manschetten ist derart, daß das
abzudichtende, unter mehr oder minder hohem Druck stehende Strömungsmittel in den
Hohlraum zwischen den Manschettenschenkeln eindringt und zum Zwecke der Abdichtung
die geneigt zur Stangenachse verlaufenden Schenkel gegen die Stangenoberfläche drückt.
Der auf diese Weise auf die inneren Schenkel einwirkende Druck ist für die zu erzielende
Abdichtungswirkung zu groß, was zu einer schnellen Abnutzung der inneren Schenkel,
zu Reibungsverlusten und sogar dazu führt, daß die Kolbenstange selbst angegriffen
wird. Außerdem besteht die Möglichkeit, daß die inneren Schenkel durch den beim
Saughub im Arbeitszylinder entstehenden Unterdruck von der Stange abgehohen
werden,
so daß Luft über die Stopfhuchse in den Zylinder eindringen kann. Außerdem sind
die äußeren Schenkel bei dieser Art von Manschettendichtungen stärker ausgeführt
als die inneren Schenkel, und der Grundring, soweit ein solcher vorhanden ist, bnv.
die einzelnen Manschettenköpfe stützen sich auf die Kante des dicken äußeren Schenkels
der nächstfolgenden Manschette, so daß die Elastizität der ganzen Packung eine beschränkte
ist und auch keine gleichmäßige Beanspruchung aller Manschetten stattfinden kann,
da der Köpf einer Manschette auf die Schenkel der nächstfolgenden Schenkel keine
Spreizwirkung ausüben kann.
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Bei anderen bekannten Manschettendichtungen sind die inneren und äußeren
llanschettenschenkel gleich dick, und sie sind beide zur Stangenachse geneigt. Jedoch
wird auch bei diesen Dichtungen der Dichtungsdruck durch den Druck des abzudichtenden
Strömungsmittels erzeugt. Die Manschettenschenkel werden mit übergroßer Kraft sowohl
gegen die abzudichtende Stange als auch gegen die Wand des Stopfbuchsenraunies gepreßt,
so daß auch hier eine schnelle Abnutzung, Reibungsverluste und gegebenenfalls auch
Beschädigungen der Stange eintreten. Eine Übertragung der-Stopfbuchsenkraft auf
die weiter innen liegenden Manschetten ist nur in sehr beschränktem Maße möglich.
Um die Stopfbuchsenpackung elastischer zu machen, sind beispielsweise zwischen die
einzelnen Manschetten Gummischnüre eingelegt. Einrichtungen zum elastischen Lagern
der ganzen Dichtung sind nicht vorgesehen.
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Bei einer nachstellbaren, aus Gummi bestehenden 'Manschettendichtung,
deren äußere mit nach der Stange zu abgeschrägten Kanten versehene Manschettenschenkel
parallel und deren innere Manschettenschenkel geneigt zur Stangenachse unter einem
sich nach dem abzudichtenden Raum zu öffnenden Winkel verlaufen, hei welchem ferner
-zwischen diesem Raum und der ihm benachbarten :Manschette ein Grundring eingelegt
ist und die Auflageflächen von Grundbuchse und Brille planparallel und senkrecht
zur Stangenachse ausgebildet sind, werden die bei cIen bekannten Manschettendichtungen
angegebenen Nachteile durch die gemeinsame Anwendung verschiedener Maßnahmen, nämlich
dadurch vermieden, daß bei gleich dicker Ausbildung der inneren und äußeren Manschettenschenkel
und Anordnung eines Abschlußringes von kreisförmigem oder ovalem Querschnitt zwischen
der äußeren Manschette und der Stopfbuchsenbrille der vor der ersten Manschette
eingelegte Grundring aus Gummi, von kreisförmigem oder in Richtung der Stangenachse
ovalem Querschnitt ist und sich dicht abschließend gegen die innere offene Seite
der ersten Manschette und gegen die abgeschrägte Kante ihres parallel zur Stangenachse
verlaufenden Schenkels legt, und claß der Kopf der ersten Manschette sich ebenfalls
dicht abschließend gegen die innere offene Seite der zweiten Manschette und gegen
die Schrägkante ihres achsenparallelen Schenkels legt, so daß die verbleibenden
Manschettenhohlräume als Luftpolster dienen.
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Der Hohlraum zwischen den Manschettenschenkeln bleibt also im Gegensatz
zu den Manschettenhohlräumen der bekannten Dichtungen von dem unter Druck stehenden
Ströniungsmittel abgeschlossen und ist mit Luft gefüllt, die beim Anziehen der Stopfbuchse
mehr oder minder zusammengedrückt wird und ein nachgiebiges Polster bildet. Der
Grundring spreizt die Schenkel der ersten Manschette und drückt, indem er sich gegen
die Schrägkante des parallel zur Stangenachse verlaufenden Schenkels legt, den schräg
zur Stangenachse angeordneten Schenkel gegen die Stangenoberfläche. Der Kopf dieser
Manschette wirkt in gleicher `"eise auf die Schenkel der zweiten :Manschette.
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Der Abschlußring zwischen der äußersten Manschette und der Stopfbuchsenbrille
dient zur elastischen Lagerung der ganzen Dichtung und erleichtert das Spreizen
der Schenkel der äußersten Manschette. Infolge der elastischen Luftpolster in den
Manschettenhohlräumen und der Anordnung des Abschlußringes ist die ganze Dichtung
äußerst elastisch, so daß die einzelnen Teile beim Nachlassen des Strömungsmitteldruckes
in dem abzudichtenden Raum leicht wieder in ihre vorige Lage zurückkehren, ohne
daß die auf der Stangenoberfläche anliegenden Schenkel abgehoben werden können.
Der Druck, mit dein die inneren Schenkel der 'Manschetten gegen die Stangenoberfläche
anliegen, ist unabhängig von dem Druck des abzudichtenden Strömungsmittels und kann
durch entsprechende Einstellung der Stopfbuchsenbrille so klein gehalten werden,
daß er gerade ausreicht, uin eine wirksame Abdichtung zu erreichen. Infolgedessen
kann an Schmiermitteln erheblich gespart und die Abnutzung der Manschetten auf ein
Mindestmaß verringert werden. Die Abnutzung der einzelnen Teile ist derart gering
und die innere Elastizität der ganzen Dichtung ist so groß, daß ein Nachziehen mit
Hilfe der Brille nur äußerst selten vorgenommen zu werden braucht.
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Die abgeschrägte Ausbildung der Kante der äußeren Manschettenschenkel
verhindert eine Beschädigung des Grundringes bzw. des anliegenden Manschettenkopfes
und erleichtert sowohl die Abdichtung gegen das Strömungsmittel
als
auch das Spreizen der Schenkel. Die Auflageflächen der Grundbuchse und der Brille
sind planparallel und senkrecht zur Stangenachse ausgebildet, um ein Verquetschen
der Packung zu verhüten.
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Der Grundring besteht, um eine gute Abdichtung des ersten Manschettenhohlraumes
zu gewährleisten und um das Spreizen der Schenkel der ersten Manschette zu erleichtern,
aus Gummi, der vorzugsweise weicher ist als der Gummi, aus dem die Manschetten selbst
hergestellt sind. Die bei bekannten Manschettendichtungen bereits vorgeschlagenen
Dachmanschetten aus synthetischem Gummi sind sehr weich und neigen bei längerer
Lagerung oder bei Stillstand der Pumpe zum Schrumpfen. Gemäß der Erfindung werden
daher die Manschetten aus einem Gemisch von synthetischem Gummi und Nessel-oder
Asbestfasern hergestellt, während der Grundring und auch der Abschlußring aus reinem
synthetischem Gummi bestehen. Die Nessel- oder Asbestfasern verfilzen in diesem
Falle in dem Gummi und verleihen den Manschetten eine große Steifigkeit und Festigkeit.
Die Gefahr des Schrumpfens wird völlig beseitigt. Die Beimischung von Nesselfasern
ist sowohl für die Abdichtung von Wasser als auch von Dampf geeignet, während beim
Abdichten von Dampf in gewissen Fällen Asbestfasern als Beimischung vorzuziehen
sind.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Manschettendichtung, wobei nur eine Hälfte der Stopfbuchse, und zwar im Schnitt,
dargestellt ist.
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In den Deckel4 des Hubraumes einer Lokomotiv-Speisepumpe ist :ein
Stopfburhseneinsatz i eingeschraubt, in dem die Stopfbuchsenkammer 15 vorgesehen
ist, in die in der üblichen Weise eine Stopfbuchsbrille 3 eintaucht, die mit Hilfe
einer Überwurfmutter 2 angezogen werden kann. Die Stopfbuchse dient zur Abdichtung
einer durchgehenden Kolbenstange 5 einer Lokomotivspeisepumpe.
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In die Stopfbuchskammer 15 sind zuerst ein Grundring 13, danach zwei
Manschetten 8, 9 und schließlich ein Abschlußring 14 eingelegt, gegen dessen Außenseite
sich die Stopfbuchsbrille 3 legt. Die Anzahl der Manschetten ist je nach dem Verwendungszweck
beliebig groß.
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Jede der Manschetten 8, 9 weist einen parallel zur Achse der Stange
5 verlaufenden Schenkel und einen weiteren Schenkel auf, der geneigt zur Stangenachse
verläuft. Die Kante 12 des parallel zur Stangenachse verlaufenden Schenkels ist
etwas nach der Stange zu abgeschrägt, während die Kante io des geneigten Schenkels
derart abgeschrägt ist, daß sie parallel zur Stangenachse verläuft und sich gegen
die Stangenoberfläche legt.
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Die Auflageflächen 7 und 6 für die Zwischenringe 13 und 14. sind,
wie dargestellt, planparallel und senkrecht zur Stangenachse ausgeführt. Der Grundring
13 legt sich einerseits gegen die abgeschrägte Kante 12 des einen Schenkels der
Manschette 9 und andererseits gegen die innere Seite i i ihres geneigten anderen
Schenkels. In entsprechender Weise legt sich der Kopf der Manschette 9 einerseits
gegen die abgeschrägte Kante 12 des parallel zur Stangenachse verlaufenden Schenkels
der darüberliegenden Manschette 8 und andererseits gegen die innere Seite i i ihres
geneigten Schenkels. Der hopf der Manschette 8 legt sich wiederum gegen den Abschlußring
14. Der Grundring 13 spreizt bei einem Anziehen der Stopfbuchsbrille 3 die Schenkel
der Manschette g derart auseinander, daß die Kante io des geneigten Schenkels der
Manschette 9 gegen die Stangenoberfläche gedrückt wird. Dadurch werden wiederum
die Schenkel der Manschette 8 auseinandergespreizt, wodurch die Fläche io ihres
inneren geneigten Schenkels gegen die Stangenoberfläche gedrückt wird. Während des
Anziehens der Stopfbuchsbrille dringt der Grundring 13 in den inneren Hohlraum der
Manschette 9 und die Manschette 9 in den inneren Hohlraum der Manschette 8 mehr
oder weniger ein, wobei diese Hohlräume abgeschlossen sind und die in ihnen enthaltene
Luft mehr oder minder zusammengedrückt wird.