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Anordnung an Dichtungen für Stangen, Wellen o. dgl. in Form eines
Dichtungsringes Die Erfindung betrifft Dichtungen an beweglichen Maschinenteilen
wie Stangen, Wellen oder ähnlichen, die beispielsweise in Kraft- oderArbeitsmaschinen
vorhanden sind.
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Es ist bekannt, zu diesem Zwecke Dichtungsringe aus Metall oder einer
künstlich hergestellten Masse anzuwenden, die eine innere zylindrische Dichtungsfläche
besitzen und am Umfang in eineAngahl Segmente aufgeteilt sind. Diese sind derart
ausgebildet, damit sie beim Verschleiß des Ringes an der inneren zylindrischen Dichtungsfläche
sich nach innen hin ständig nachstellen, so daß die Ringsegmente fortwährend an
der Stange, Welle o. d@gl. anliegen. Mit den verschiedenartigsten Mitteln hat man
versucht, diesen Verschleiß an den Dichtungsringsegmenten zu vermindern. Dies geschah
aber entweder ohne besonderen Erfolg oder andererseits unter Aufwand derartiger
Kosten, die in keinem vernünftigen Verhältnis zum Wert des Ringes oder dem erzielten
Effekt standen. So ist z. B. vorgeschlagen worden, die Dichtungsringe ganz oder
teilweise in ihrer inneren Bohrung mit eineun Futter aus verschleißfestem Metall,
wie Spezialbronze oder anderem, oder mit besonderen Entlastungstaschen zu versehen.
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Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, einen Dichtungsring
der in Rede stehenden Art auf eine einfache Weise zu erhalten, der als Folgeerscheinung
eines verringerten Verschleißes im entsprechenden Verhältnis eine größere Lebensdauer
aufweist. Diese wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die aneinander liegenden
Segmentflächen aufgerauht sind bzw. derart flächenbehandelt sind, daß sie., ohne
die Forderung auf Dichtigkeit aufzugeben,
die Gleitfähigkeit der
Segmente relativ zueinander vermindern unter Einwirkung des in der genannten Richtung
wirkenden Druckes.
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Der Druck, unter welchem,die Segmente an der Stange anliegen, wird
gemäß der Erfindung verringert.
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Am Außenumfang der Segmente werden gewöhnlich eine oder mehrere Federn
angebracht, um eine nach innen gerichtete Vorspannung zu schaffen, zu welcher dann
bei der Funktion der Dichtung der Druck des Mediums hinzukommt, wie Dampf oder ein
anderes Gas, welches die Dichturig vom Ausströmen nach der freien Atmosphäre zu
verhindern soll.
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Gemäß einer besonders geeigneten Ausführungsform ist die Feder so
angeordnet, daß sie mindestens auf ein Metallband wirkt, welches vorzugsweise die
gleiche axiale Breite besitzt wie der Dichtungsring und welches sich über ein Segment
und noch ein Stück weiter über dessen Kante der Teilfuge in Richtung auf das daneben
liegende Segment erstreckt. Hierdurch wird die Dichtung weiter verbessert u. a.
dadurch, daß es dem eingeschlossenen Medium erschwert wird, zwischen die Teilfugenflächen
der Segmente vom Außenumfang des Ringes nach innen hin durchzutreten.
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Die Erfindung wird nun wie folgt näher beschrieben unter Hinweis auf
die Zeichnung" die ein Beispiel einer der Ausführungsformen zeigt, wobei auch die
anderen die Erfindung kennzeichnenden Eigenschaften angegeben werden. In Fig: i
wird eine Seitenansicht des gemäß der Erfindung ausgeführten Dichtungsringes gezeigt
und hier teilweise im Querschnitt sowie in Fig., 2 die die Ringsegmente zusammenhaltende
Federanordnung in Abwicklung.
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In der Zeichnung bezeichnet io eine Stange oder ähnliches mit zylindrischer
Umfangsfläche, welche ein Dichtungsring umschließt, der im vorliegenden Fall aus
zwei kleineren Segmenten 12, sog. Keilstücken, und zwei größeren Segmenten 14, sog.
Druckstücken, besteht. Die Flächen der Fugen 16 zwischen den Segmenten verlaufen
bei der 'hier gezeigten Ausführungsform tangential, derart, daß die Breite der Keilstücke
12 nach außen hin abnimmt.
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Im Verhältnis zum Verschleiß der Berührungsflächen 18 an der Stange
io tritt eine Nachstellung dadurch ein, daß die Segmente eine Relativverschiebung
nach innen erfahren. Infolge der genannten Ausbildung der Trennfugenflächen 16 hängt
es von den Keilstücken 12 ab, daß der angreifende Druck nicht nur auf deren Außenflächen
am Umfang angreift, sondern auch eine gewisse Druckkomponente von den Druckstücken
14 her auf die Keilstücke 12 ausübt. Der Verschleiß der Keilstücke 12 wird dadurch
besonders groß, und wie aus Fig. i hervorgeht, nehmen diese einen wesentlich größeren
Teil der Dichtungsfläche 18 am Umfang der Stange io ein als die Druckstücke 14.
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Die Dichtungsfugen 16 zwischen den Segmenten sind gemäß .der Erfindung
auf besondere Art und Weise künstlich aufgerauht oder besonders behandelt, um Reibungskräfte
zu schaffen, die die Segmente derart zurückhalten, daß der in Richtung auf die Stange
io wirkende Druck kleiner wird, als wenn die Dichtungsfugen auf gewöhnliche Art
hergestellt oder glattgeschliffen sind. Diese besondere Behandlung der Dichtungsfugen
kann durch eine entsprechende Formgebung der Gußmodelle erreicht werden, wenn die
Segmente aus einem gießbaren Werkstoff bestehen und jedes für sich hergestellt wird.
Gemäß einem anderen Verfahren werden die Teilfugenflächen durch Sandstrahlen oder
durch chemische, galvanische oder rein elektrische Flächenbehandlung oder durch
Bestreichen mit einer geeigneten Flüssigkeit erzielt, wonach die Flächen durch gewöhnliche
Bearbeitungsweisen mehr oder weniger fein bearbeitet werden. Der Dichtungsring kann
hierbei gegossen oder geformt werden als ein zusammenhängender Ring und danach aufgeschnitten
werden mittels dünner Schleifscheiben oder Sägeblätter. Die fertig bearbeitete Dichtungsfuge
-bekommt ungefähr das Aussehen wie ein sehr feines Schmirgelleinen. Von Bedeutung
ist hierbei, daß das Aufrauhen nicht durch solche Mittel geschieht, daß die Fugenfläche
durchgehende Kanäle aufweist, welches nämlich der Fall ist, wenn ein geschlossener
Ring auf gewöhnliche Art und Weise mittels Sägeblätter oder ähnlichen zersägt wird.
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Um weiterhin den Verschleiß in der Dichtungsfläche zu verzögern, besonders
bei Dichtungsringen, die sog. Keilstücke besitzen, werden diese wenigstens noch
zu einem gewissen Grade von dem Gas-oder Dampfdruck entlastet, der auf die äußere
Umfangsfläche des Dichtungsringes wirkt, mittels biegsamer dünner Metallbänder 2o,
die die gleiche oder ungefähr die gleiche Breite wie der Dichtungsring haben und
die sich völlig über die Keilstücke 12 und noch darüber hinaus ein Stück über die
anschließenden Druckstücke 14 erstrecken. Diese Metallbänder werden in Anlage gegen
die Segmente mit Hilfe von in vorliegendem Falle zwei Federn 22 gehalten, die an
den Enden der Metallbänder eingehakt sind und vorzugsweise in Aussparungen 24 liegen,
die sich am Umfang der Druckstücke und in deren Mitte befinden. Die Metallbänder
20 verhindern auch einen Durchtritt des abzudichtenden Mediums von der Außenseite
des Dichtungsringes her und durch die Dichtungsfugen 16 hindurch in radialer Richtung
nach innen. Andererseits werden die Dichtungsringe gewöhnlich paarweise zueinander
in hierfür vorgesehene Dichtungskammern eingelegt. Dadurch" daß man beim Einbau
die beiden Ringe, was den Umfang angeht, relativ zueinander verdreht, so daß die
Dichtungsfugen 16 nicht übereinanderfallen, wird auch in axialer Richtung ein Durchtritt
des Gases durch die Fugenflächen verhindert.
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Ein besonderer Vorteil der oben beschriebenen Anordnung für den Zusammenhalt
der Segmente 12 und 14 ist es, daß diese z. B. beim Ersatz eines Ringsegmentes um
den Dichtungsring herum angebracht werden können, ohne daß ein Abbau von Teilen
geschehen muß, die mit der Stange verbunden
sind, da die in Rede
stehende Anordnung nicht vom Ende der Stange her übergeschoben zu werden braucht.
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Das Zwischenband 20 entlastet das Keilstück 12 zum mindesten zum Beginn
von dem um den Dichtungsring herum wirkenden Druck des Mediums dadurch, daß dieser
ganz oder teilweise auf die daneben liegenden größeren Druckstücke 14 übertragen
wird. Hierdurch wird eine beträchtliche Verminderung des Gasdruckes erzielt, der
auf das Keilstück einwirkt, zumindest während der Einschleif- bzw. Einlaufperiode
der Dichtung" so daß auch an,der Innenseite des Keilstückes, d. h. da, wo es an
der Stange o. dgl. anliegt, sich ein harter Einlaufspiegel bilden kann, welcher
widerstandsfäfiiger gegen Verschleiß ist -als eine Metallfläche ohne eine solche
gehärtete Schicht.
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Die Erfindung ist natürlich -nicht auf die oben angezeigten besonderen
Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in vielfältiger Hinsicht im Rahmen der
zugrunde liegenden gleichen Idee abgewandelt sein. DerDichtungsring kann ausSintermetall
sowie Sintereisen hergestellt sein. Die Erfindung schließt auch andere Formgebungen
von Dichtungsringen ein, deren Segmente nach innen hin nachstell@bar sind. Die Segmente
können also so ausgebildet sein, daß die gemäß der Erfindung ausgeführten Teilfugen
zwischen diesen in Kurvenform oder parallel zueinander oder ungefähr parallel mit
derTangente zu der Dichtungsfläche 18 verlaufen. Falls die Segmente in der Nähe
der inneren zylindrischen Dichtungsfläche radial verlaufende Endkanten haben, müssen
diese einen Abstand voneinander aufweisen, um eine Nachstellung zu ermöglichen.
Die erforderliche Dichtigkeit gegen den Durchtritt des Mediums, welches abgedichtet
werden soll, wird in solchem Falle von Segmenten erzielt, die z. B. kreisbogenförmige
oder zu diesenKanten tangential verlaufendeDichtungsfugen aufweisen und die den
Spalt zwischen den Endkanten der Segmente überlappen, wobei die genannten Dichtungsfugen
gemäß der Erfindung behandelt sind.