DE9006642U1 - Einrichtung zum Rundherum-Abdichten einer drehbaren Antriebswelle - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zum Rundherum-Abdichten einer drehbaren Antriebswelle, mit einem Dicirialestent* das in dichtender Anlage mit der Welle oder einem an der Welle angebrachten Bauteil mittels eines federbelasteten Systems gehalten ist. Eine ähnliche Abdi-ehteinriehtung ist allgemein bekannt.

Bas Problem mit ri -liehen Abdichteinrichtimgen liegt darin, -*a£ auf ier einen Seite i». de??, meisten Fällen der Aniagedruck ausreichend hoch sein muß, um eine leignste Dichtungswirkung zu et;_elen, während auf der änderen Seite ein solcher Druck zu einer relativ starken Reibung xührt, was bedeutet, daß die Dichtung ziemlich schnell verschleißt und nur eine kurze Lebensdauer nat. Demgemäß ist es vorzuziehen, ein verhältnismäßig niedriges .mdruckniveau zu wählen, so daß ein Kompromiß zwischen diesen beiden gegensätzlichen Erfordernissen gefunjen werden muß. Insoweit ist dieses Problem bisher nicht in befriedigender Weise gelöst worden.

Aufgabe der Neuerung ist es, eine Abdichteinrichtung der oben genannten Art zu schaffen, mit welcher das vorbeschriebene Problem nunmehr bewältigt wird.

Gemäß der Neuerung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Federsystem wenigstens ein Fede^element enthält, von welchem wenigstens einige Teile aus einem Formspeichermetall bestehen, d.h. einem Metall, das sich an die bei einer bestimmten Temperatur vorhandene Form erinnert und diese Form beim erneuten Erreichen dieser Temperatur wieder einnimmt.

Bei einer in dieser Weise ausgeführten Abdichteinrichtun« stellt sich der Anlagedruck von selbst auf die Arbeitsbedingungen ein, weil die Verformung des oben erwähnten Federele-

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ments als Ergebnis des ausgeübten Druckes durch die von der Abdichteinrichtung erzeugte Temperatur in solcher Weise eingestellt wird, daß für unterschiedliche Gegebenheiten und Betriebsbedingungen die Dichtwirkung immer optimal ist.

*j Gemäß der Anbringung des Fedei _xementes ist es für den An-

•5 druck möglich, mit einem Ansteigen der Temperatur, d.h. mit

&psgr;. Zunahme der Umfangsgeschwindigkeit der Welle, anzuwachsen

f! oder abzusinken.

)\ Dies bedeutet, daß im ersteren Fall der Druck für geringe Um-

fangsgeschwindigkeiten der Welle verhältnismäßig groß sein

\h wird, während der Druck abnehmen wird, wenn die Umfangsge-

". schwindigkeit absinkt. Eine solche Einstellung ist beispielsweise für eine Abdichteinrichtung brauchbar, die mit Schleuderelementen geschützt ist, welche nur bei verhältnismäßig hohen Umfangsgeschwindigkeiten wirksam sind, wenn sie die herabgesetzte Dichtwirkung des Dichteleiaents kompensieren.

Tm zweiten Fall ist die Dichtkraft bei geringen Umfangsgeschwindigkeiten der Welle verhälnismäßig niedrig, während sie zunimmt, wenn die Umfangsgeschwindigkeit steigt. Ein solches System ist beispielsweise für die Antriebswelle einer Wasserpumpe geeignet, wenn die Pumpe angelassen wird, wobei die Schmierung der dichtenden Anlage noch nicht voll arbeitet, so daß ein verhälnismäßig geringes Druckniveau zur Verminderung des Verechleisses und der Abnutzung vorzuziehen ist, während höhere Umfangsgeschwindigkeiten die Anforderungen an die Dichtung und damit den Bedarf nach größsrem Druck ansteigen lassen.

Es sollte beachtet werden, daß die Eigenschaften des Formspeichermetalls in dem Aufsatz "Some applications of shape-

memory alloys" in dem US-amerikanischen "Journal of Metal.;", Juni 7980, Seiten 129-137 beschrieben sind.

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Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 zwei verschiedene Ausgestaltungsformen der· Abdichteinrichtung gemäß der Neuerung und

Fin. 1 in Gestalt eines Diagramms dip Abhängigkeit zwischen dem Druck und der Temperntur-Umfangsgeschwindigkeit.

Wie in Fig. 1 dargestellt, enthält die Abdichteinrichtung eine ringförmige Lippendichtung 2 - eingebaut in einem Gehäuse, welches nicht gezeigt ist -, die aus einem fl< \ibien Material besteht, welches in Anlage mit der Welle 3 durch eine zu einem Ring geschlossene Schraubenfeder 4 gehalten ist, die sich rings um die Lippendichtung 2 erstreck!..

Die Feder 4 besteht zum Teil oder insgesamt aus einem Formspeichermetall, so daß, wenn die Temperatur ansteigt, die Schraubenfeder 4 sich ausdehnt und den Anlagedruck gegen die Welle 3 absinken läßt, wie dies in Fig. 3 durch die Kurve A dargestellt ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt, enthält die dortige Abdichteinrichtung ein Ringelement 6, das an einem Gehäuse 5 angebracht ist und sich rings um die Welle 7 axial bewegt, wobei die Anlagefläche 6' eine Abstützung für eine Anzahl rings um die Welle 7 verteilter Schraubendruckfedern 8 bildet. Anstelle solcher mehrerer Schraubendruckfedern 8 kann auch eine einzige, die Welle 7 umschließende Schraubendruckfeder verwendet werden. Das andere Ende der Feder(n) 8 ruht gegen ein axial bewegliches Ringelement 9, dessen Anlagefläche 9' mittels Federelementen 9 gegen eine Anlagefläche des an der Welle 7 angebrachten Ringelements 10 gedrückt wird. Auch hier können mehrere um die Welle verteilte Federn 9 durch eine die Welle umschließende Feder ersetzt sein.

Die Feder(n) 8 kann (können) zum Teil oder in ihrer Gesamtheit aus einem Formspeichermetall bestehen, so daß der von der Feder (den Federn) zum Gegeneinanderdrücken der Anlageflachen der Elemente 9 und 10 ausgeübte Druck zusammen an wächst, wenn die Temperatur ansteigt, wie dies durch die Kurve B in Fig. 3 dargestellt ist.

Die Feder(n) 8 kann (können) auch herkömmlich verfügbare, in sich geschlossene Schraubenfedern sein, in welchem Fall eine zweite P'eder 11, die zum Teil oder insgesamt aus Formspeichermetall besteht, vorgesehen ist. In diesem Fall wird der Anlagedruck dem Verlauf der Kurve A in Fig. 3 folgen.

Claims (3)

Schutaanaprüche

1. Einrichtung zum Rundherum-Abdichten einer drehbaren Antriebswelle, mit einem Dichtelement, das in dichtender Anlage mit der Welle oder einem an der Welle angebrachten Bauteil mittels eines federbelasteten Systems gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Federsystem wenigstens ein Federelement (4, 8, 11) enthält, von welchem wenigstens einige Teile aus einem Formspeichermetall bestehen, d.h. einem Metall, das sich an die bei einer bestimmten Temperatur vorhandene Form erinnert und diese Form beim erneuten Erreichen dieser Temperatur wieder einnimmt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement aus einer ringförmigen Lippendichtung besteht, deren freies Ende in dichtender Anlage mit der Welle bzw. dem daran angebrachten Bauteil steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Federsystem eine zu einem Ring geschlossene Schraubenfeder (4) enthält, von der wenigstens einige Teile aus dem Formspeichermetall bestehen und die rings um die Außenseite der Lippendichtung (2; eingesetzt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein erstes, die Welle umschließendes und axial bewegliches Element enthält, von welchem eine hauptsächlich radial verlaufende Anlagefläche mittels wenigstens einer Feder gegen eine Anlagefläche eines zweiten, an der Welle angebrachten Ringelements angedrückt ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Feder (8) wenigstens zum Teil aus dem Formspeichermetall besteht.

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Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da" wenigstens eine zweite Feder (11) von der wenigstens einige Teile aus dem Formspeichermetall bestehen, die zwischen einer von der oben erwähnten Anlagefläche des ersten Ri ngelements (9) wegweisenden weiteren Radie.l fläche d"s ersten Ringelements und einer Radial flächt- des an der Welle (7) angebrachten zweiten Ringelements (10) eingesetzt ist.