DE807342C

DE807342C - Spindeldichtung

Info

Publication number: DE807342C
Application number: DEP3539A
Authority: DE
Inventors: Willibald Scholz
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-06-28

Description

Spindeldichtung Die Abdichtung von Ventilspindeln bei Kolbendampfmaschinen, von Pumpenkolben, von Kolbenstangen und ähnlichen zylindrischen Körpern, die aus einem Raum hohen Druckes in einen anderen Raum niedrigeren Druckes führen, erfolgt meist durch Spaltdichtung, und zwar so, daß diese Maschinenelemente in Führungsbüchsen mit sehr geringem Spiel angeschliffen werden. Da es praktisch nicht möglich ist, bei dem geringen radialen Spiel die Spindel oder die anderen erwähnten 7ylindrischen Körper zentrisch zu führen, legen sie sich einseitig an die Büchse, wodurch erfahrungsmäßig die Leckverluste verdoppelt werden; außerdem wird durch den Druck der in dem ersten Raum befindlichen, hochgespannten Flüssigkeit oder des hochgespannten Gases oder Dampfes ein starker Verschleiß der Spindel hervorgerufen.
Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß die Dichtung aus mehreren Ringen besteht, die mit geringem Spiel auf der Spindel sitzen, daß Federn einseitig neben den Ringen angeordnet sind, derart, daß sie einen seitlichen Druck auf diese ausüben, daß die Federn abwechselnd nach verschiedenen Richtungen angeordnet sind und die Dichtungsringe axial so stark aufeinander und das Dichtungsgehäuse gepreßt sind, daß ein Durchtreten der Flüssigkeit oder des Gases zwischen Dichtungsring und Dichtungsgehäuse oder zwischen je zwei Dichtungsringen verhindert wird und die Reibung zwischen den Ringen größer ist als die Federkraft.
Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder, und zwar zeigt Abb. i einen mittleren Längsschnitt durch eine Spindel nebst zugehöriger Dichtung; Abb. 2 gibt einen Querschnitt wieder.
Wie A1>1>. i erkennen läßt, besteht die Dichtung im wesentlichen aus vier übereinanderangeordneten Dichtungsringen i, 2, 3 und .4, die auf ihren Stirnfli-ichen geschliffen sind und somit dichtend aufeinanderliegen. Es ist nicht erforderlich, daß diese Ringe die Spindel mit dem geringsten Spiel umschließen, das man durch Feinstbearbeitung erreichen kann. Es genügt vielmehr in diesem Falle Laufsitzspiel. Der Deutlichkeit halber ist das Spiel in der "Zeichnung übertrieben groß dargestellt. jeder Dichtungsring wird durch eine einseitig neben ihm angeordnete Feder 5 seitlich gegen die Spindel gedrückt. Dabei sind die Federn so angeordnet, daß bei einem Dichtungspaar die eine Feder jeweils diametral der anderen Feder gegenüberliegt (Dichtungsringe i und 2). Bei dem Dichtungsring 3 liegt die Feder, im Grundriß gesehen, um 9o° gegen die Feder des Dichtungsringes i versetzt, @voliingegen die Feder des Dichtungsringes 4 wiederum diametral gegenüber der Feder des Dichtungsringes 3 liegt. Im Grundriß gesehen sind die Federn gleichmäßig über 36o° verteilt, d. 1i. sie haben zwischen sich je einen Winkel von go'.
Bei jedem Dichtungsring entsteht somit ein sichelförmiger Spalt zwischen dem Ring und der Spindel. Durch die Versetzung der Federn der Ringe i und 2 um i8o° bildet sich ein Restspalt, der in :11>l>. 2 durch senkrechte Schraffur gekennzeichnet ist. Durch die Anordnung der beiden weiteren Ringe 3 und d wird die Spaltfläche noch a i dert, und zwar auf die geringe, in s -t"rker vermin der rechten Hälfte der Abb. 2 schwarz bzw. ganz dunkel dargestellten Fläche. Man sieht, daß der Restspalt um so geringer ist, je mehr Dichtungsringe angewandt werden.
Verwendet man z. ß. sechs Ringe, so sind die Federn, im Grundriß betrachtet, um je 6o° versetzt, d. h. die Feder des dritten Ringes ist gegen die Feder des zweiten Ringes um 6o° versetzt, während die Federn des ersten und zweiten Ringes gegeneinander um i8o° versetzt sind. Ebenso ist wieder die Feder des fünften Ringes gegenüber der Feder des vierten Ringes um 6o° versetzt. Auch die Federn der dritten und vierten Ringe liegen diametral gegenüber, ebenso wie die Federn der fünften und sechsten Ringe.
Die Dichtungsringe werden zweckmäßig, wie die Abb. i erkennen läßt, in axialer Richtung gegeneinander mittels einer Schraubenfeder 6 gepreßt. Der Anpreßdruck ist so groß, daß ein Durchtreten der Flüssigkeit oder des Gases zwischen Dichtungsring i und dem Gehäuse derDichtung oderzwischen je zwei Dichtungsringen verhindert wird. Dadurch erreicht man auch, daß die Stirnreibung zwischen den einzelnen Dichtungsringen größer ist als die verhältnismäßig geringe Kraft der seitlichen Federn 5.
Die Feder 6 wird auf diesen Wert erst angespannt, wenn die Dichtungsringe eingebaut sind und sie sich unter dem Einfluß der seitlichen Federn 5 einseitig gegen die Spindel gelegt haben. Ein weiterer Vorteil der Feder 6 liegt darin, daß die Wirkung der verschiedenen Wärmedehnungen zwischen dem abzudichtenden Gehäuse und dem Dichtungssatz ausgeglichen werden.
Durch die abwechselnde Versetzung der Dichtungsringe um i8o° wird ferner erreicht, daß sich der Druck der hochgespannten Flüssigkeit auf die Spindel aufhebt. Hierdurch wird ein Verschleiß zwischen der Spindel und den Dichtungsringen verhindert, was besonders dann wichtig ist, -,wenn diese aus weichem Werkstoff bestehen.
Sollte durch ungenaue Spindelführung, durch Verziehen der Spindel unter dem Einfluß der Erwärmung, durch Verspannung der Bauteile oder durch ähnliche Einflüsse dennoch ein Verschleiß zwischen Spindel und Dichtungsring eintreten, so läßt sich dieser sofort ausgleichen, indem man die Feder 6 vorübergehend entspannt und dadurch die Reibung zwischen den Stirnflächen der Dichtungsringe aufhebt. Die Federn 5 sind also jetzt in der Lage, die frühere ordnungsmäßige Lage der Dichtungsringe wiederherzustellen.
Eine weitere nützliche Ausbildung der Erfindung kann auch darin bestehen, daß man die Dichtungsringe aus einem selbstschmierenden Werkstoff, wie z. B. Kohle, Sintereisen, Sinterbronze, Prellstoff o. dgl., herstellt, so daß keine besondere Schmierung durch flüssige oder pastenförmige Stoffe erforderlich ist. Dies bietet besonderen Vorteil bei Heißdampfhetrieb oder bei Pumpen, die reines Wasser fördern.
Aus der Erfindung ergibt sich noch ein Vorteil insofern, als die Baulänge der Dichtung gegenüber dem Stande der Technik wesentlich verkürzt wird, wenn gleiche Leckverluste angenommen werden. Es verringert sich nämlich die Spaltfläche bei zwei Ringen auf etwa die Hälfte, bei vier Ringen auf etwa ein Sechstel und bei sechs Ringen auf etwa ein Vierzehntel der Spaltfläche eines einzigen Dichtungsringes.
Die Dichtung nach der Erfindung läßt sich auch als Stopfbüchsenpackung für Kolbenstangen, z. B. bei Kolbendampfmaschinen, verwenden; hierbei muß man jedes Ringpaar in einen Kammerring einbauen und diesen so gestalten, daß er in radialer Richtung beweglich ist. Auf diese Weise kann die Dichtung den Druckbiegungen der Kolbenstange folgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Dichtung für Spindeln, Wellen, Kolben oder sonstige zylindrische bewegte Teile, die aus einem Raum hohen Druckes in einen Raum geringeren Druckes führen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren Ringen besteht, die mit geringem Spiel auf der Spindel sitzen, daß Federn einseitig neben den Ringen angeordnet sind, derart, daß sie einen seitlichen Druck auf diese ausüben, daß die Federn abwechselnd nach verschiedenen Richtungen angeordnet sind und die Dichtungsringe axial so stark aufeinander und das Dichtungsgehäuse gepreßt sind, daß ein Durchtreten der Flüssigkeit oder des Gases zwischen Dichtungsring und Dichtungsgehäuse oder zwischen je zwei Dichtungsringen verhindert wird und die Reibung zwischen den Ringen größer ist als die Federkraft.
2. Dichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn, im Grundriß betrachtet, gleichmäßig über 36o° verteilt sind.
3. Dichtung nach Anspruch r oder ?, gekennzeichnet durch die Anordnung einer die Ringe in axialer Richtung belastenden Feder.
4. Dichtung nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringe aus einem selbstschmierenden Werkstoff bestehen.