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Stopfbuchsendichtung Die Erfindung bezieht sich auf Stopfbuchsendichtungen
aus in einem Packungsraum zwischen Druckkörper eingespannten Weichdichtungen. Bei
den bekannten Stopfbuchsendichtungen wird ein dichter Abschluß zwischen Räumen verschieden
hohen Druckes dadurch erreicht, daß ein oder mehrere Weichdichtungen gegen den Wellenumfang
gepreßt werden, und zwar so, daß Dichtung und Welle sich auf einer schmalen zylindrischen
Ringfläche stetig berühren. Die spezifische Flächenpressung auf der Berührungsringfläche
zwischen Welle und Dichtung nimmt dabei, insbesondere bei höheren Druckunterschieden
auf beiden Seiten der Berührungsflächen, sehr erhebliche Werte an. Es ist nun einer
der Nachteile der bekannten Stopfbuchsendichtungen, daß es nicht möglich ist, die
Berührungsringfläche zwischen Welle und Weichdichturig einwandfrei mit Schmiermitteln
zu versorgen, und daß etwa vorsorglich beim Einbau der Dichtungen den Ringflächen
zugeführte Schmiermittel sehr bald nach beiden Seiten weggequetscht oder verbraucht
werden. Die Weichdichtung läuft infolgedessen auf dem Wellenumfang trocken, ein
Nachteil, der besonders bei schnell laufenden Wellen und höherem spezifischem Anpressungsdruck
zwischen Welle und Dichtung zu vorzeitigem, gewöhnlich einseitigem Verschleiß der
Weichdichtung führt, dem nur durch weitere Erhöhung des Anpressungsdruckes bzw.
durch Auswechseln der Dichtung .abzuhelfen ist.. Außerdem aber bedingt die trockene
Reibung zwischen Welle und Weichdichtung einen nicht unerheblichen Leistungsverlust
und führt bereits nach kurzer Laufdauer zu ringartigen Anfressungen des Wellenmaterials
mit den gefürchbeten
Kerbwirkungen. Die Erfindung hat die Verhütung
des Trockenlaufens der Weichdichtungen von Stopfbuchsendichtungen auf dem Wellenumfang
zur Aufgabe, und zwar durch ununterbrochene Zufuhr von Schmiermitteln zu den Berührungsflächen
zwischen Welle und Weichdichtung.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe werden gemäß der Erfindung die Berührungsflächen
der gegen den Umfang der Welle gepreßten Weichdichtungen mit der Welle gegen die
Achse der Welle geneigt. Welle und Dichtung berühren sich infolge dieser Maßnahme
auf einer wesentlich vergrößerten Fläche mit entsprechend verringertem spezifischem
Flächendruck, wobei das Schmiermittel durch die im Schmiermittel rotierende Welle
der Berührungsfläche stetig zugeführt und das Trockenlaufen mit den nachteiligen
Folgen ausgeschlossen wird. Die Neigung der Berührungsfläche zur ;Vellenachse bedeutet
dabei keine Erschwerung in der Herstellung und im Einbau der Stopfbuchsen, da die
Dichtungen in der gewohnten -Weise durch Druckkörper im Packungsraum der Stopfbuchse
eingespannt sind. Es ist außerdem ein Vorteil der erfindungsgemäßen Neigung der
Berührungsflächen zwischen der Weichdichtung und Welle, daß sich geringe Fehler
in der Herstellung des Weichdichtungskörp:ers durch Erhöhung des Anpressungsdruckes
ausgleichen lassen, der Dichtungskörper sonach ohne schwierige Arbeitsgänge auf
der Welle dichtend ausführbar ist. Um die ununterbrochene Zufuhr des Schmiermittels
durch die Welle an die Berührungsflächen zwischen Welle und Dichtung in der ganzen
Ausdehnung zu sichern, wird nach einem weiteren Gegenstand der Erfindung die Neigung
der Berührungsflächen so gewählt, daß sie mindestens die Breite der Berührungsflächen
in Achsrichtung gesehen hat. Jedem Teil der Berührungsfläche wird nunmehr das Schmiermittel
von dem zugehörigen, im Schmiermittelhad umlaufenden Teil der Welle ohne zusätzliche
Hilfsmittel an der Welle, den Druckkörpern oder den Weichdichtungen zugeschleppt
und so die Berührungsfläche in ganzer Ausdehnung ständig feucht gehalten. Eine Verbesserung
der mit den von der Erfindung vorgeschlagenen Mitteln erreichbaren Abdichtung von
Wellen wird außerdem dadurch möglich, daß man die Berührungsflächen zwischen Welle
und Dichtung gegeneinander geneigt oder geknickt ausführt. Der Welle kann jetzt
das Schmiermittel innerhalb der beiden Weichdichtungen notfalls unter Druck oder
in besonderen Fällen zwei oder drei verschiedene Schmiernittel auf beiden Seiten
der Dichtungen unter verschiedenen Drücken zugeführt und von dort bei jeder Umdrehung
von der Welle unter die Berührungsflächen gebracht werden. Der Verschleiß von Weichdichtungen
mit Dichtlippen, die durch Federn an den Wellenumfang gepreßt werden, wird durch
die von der Erfindung vorgeschlagenen Maßnahmen ebenfalls weitgehend ausgeschlossen,
wenn man die Berührungsflächen der Dichtlippen mit dem Wellenumfang zur Achse der
Welle neigt, damit eine ununterbrochene Zufuhr von Schmiermitteln an die Berührungsflächen
zwischen Welle und Dichtlippen sichert und das Trockenlaufen der Dichtlippen auf
der Welle verhindert. Um Wellenverlagerungen, die zu überhöhten Flächenpressungen
zwischen den Weichdichtungen und der Welle führen können, auszugleichen, wird gemäß
der Erfindung die Stopfbuchs;endichtung als selbständiger, in sich geschlossener
Körper federnd, beispielsweise durch eine Membran, am Gehäuse des abzudichtenden
Raumes gelagert.
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Di,e Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele, und zwar in Fig. i eine
Stopfbuchse mit einer zwischen zwei Druckkörpern eingespannten Weichdichtung, in
Fig. 2 gleichfalls eine Stopfbuchse mit zwei zwischen Druckkörpern eingespannten
Weichdichtungen, in Fig. 3 eine Stopfbuchse mit zwei zwischen Druckkörpern eingespannten
Weichdichtungen, deren Berührungsflächen mit der Welle gegeneinander geneigt sind,
in Fig. ¢ eine Stopfbuchse mit zwei zwischen Druckkörpern eingespannten Weichdichtungen,
die gegeneinander geknickt sind, in Fig. 5 eine Variante mit zwischen Druckkörpern
eingespannten elastischen Dichtungen, die mit durch Federn an den Wellenumfang gepreßten
Dichtlippen versehen sind, und in Fig. 6 eine am Gehäuse des abzudichtenden Raumes
federnd gelagerte Stopfbuchse.
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Nach Fig. i (Blatt I) durchdringt die Welle 3 gleichachsig den . von
dem Gehäuse i gebildeten Packungsraum 2, in dem die Weichpackung 6 in bekannter
Weise durch die Druckkörper 4 und 5 eingespannt ist und die Welle 3 auf der Zylinderfläche
7 berührt; die gegen die Achse der Welle 3 geneigt ist. Die Neigung t der Berührungsfläche
7 gegen die Achse der Welle 3 ist dabei größer als die Breite der Berührungsfläche
7 in Achsrichtung gesehen. Durch Zufuhr eines Schmiermittels zu einer oder beiden
der beidseits der Berührungsfläche 7 liegenden Enden der Welle 3, das anschließend
durch die rotierende Welle 3 unter die Berührungsfläche 7 geschleppt wird, ist eine
stetige Schmierung der Berührungsfläche 7 sichergestellt und ein Trockenlaufen ausgeschlossen.
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Die in dem Beispiel der Fig. 2 (Blatt II) vorgesehenen Weichdichtungen
6 und 6a sind dem Beispiel der Fig. i (Blatt I) entsprechend durch, die Druckkörper
4, 5 und 8 unter Spannung gesetzt und gegen den Umfang der Welle 3 gepreßt. Auch
in diesem Beispiel sind die beiden Berührungsflächen 7 und 7a zur Achse der
Welle 3 geneigt. Gegenüber dem Beispiel der Fig. i hat die Ausführungsform nach
Fig.2 den weiteren Vorteil, daß ein zusätzliches Schmiermittel über den Druckkörper
8 an den Teil der Welle 3 herangebracht werden kann, der. z"vischen den beiden Berührungsflächen
7 und 7a liegt, so daß es möglich ist, der Welle in diesem Raumteil ein Schmiermittel
unter höherem Druck zuzuführen als den Wellenenden der Weichpackungen 6 und 6a.
Es ist aus diesem Beispiel erkennbar, daß sich die Zahl der Weichdichtungen 'innerhalb
des
Stopfbuchsenraumes 2 in Abhängigkeit von den an die Abdichtung
zu stellenden Forderungen beliebig steigern läßt.
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Fig. 3 (Blatt III) zeigt das Beispiel einer Stopfbuchsendichtung mit
ebenfalls zwei Weichdichtungen 6 und 6a, die wiederum zwischen den Druckkörpern
4, 5 und 14 eingespannt sind, und zwar derart, daß die Berührungsflächen 7 und 7a
zwischen der Welle 3_ und den Weichdichtungen 6 und 6a gegeneinander geneigt sind.
In diesem Fall genügt unter Umständen die Zufuhr eines Schmiermittels, erforderlichenfalls
unter höherem Druck, zu dem innerhalb der beiden Weichdichtungen 6 und 6a liegenden
Wellenteil, durch den es dann fortlaufend unter die Berührungsflächen 7 und
7- mitgeschleppt wird, so daß mit nur einem Schmiermittel beide Berührungsflächen
gleichzeitig vor Trockenlaufen geschützt sind.
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Das gleiche gilt für die Ausführungsformen nach Fig. 4 (Blatt IV);
es besteht hierbei gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Fig.3 insofern ein Unterschied,
als die Berührungsflächen 7 und 7a der zwischen die Druckkörper 4, 5 und 15 eingespannten
Weichdichtungen 6 und 6,1 gegeneinander geknickt sind. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
genügt sonach .ebenfalls unter Umständen die Zufuhr nur eines Schmiermittels zu
dem innerhalb der Berührungsflächen 7 und 7a liegenden Wellenteil zur Verhütung
des Trockenlaufens der Weichdichtungen 6 und 6,1.
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Das Beispiel in Fig. 5 (Blatt V) zeigt die Anwendung der Erfindung
auf eine Dichtung mit den elastischen Weichdichtungen 9 und io aus Gummi oder einem
ähnlichen elastischen Stoff mit gegen die Welle 3 durch die Federn i i gepreßten
Dichtlippen ga und ioa, die die Welle 3 auf den beiden sich gegeneinanderneigenden
Flächen 7 und 7a berühren. Zur Schmierung der Berührungsflächen 7 und 7a der Dichtlippen
9a und 1 oa mit der Welle 3 genügt auch in diesem Fall unter Umständen die Zufuhr
eines Schmiermittels zu dem innerhalb der beiden Weichdichtungen 9 und io liegenden
Teil der Welle 3, um ein sicheres Schmieren der Berührungsflächen 7 und
7` zu erreichen, wobei es naturgemäß ebenso wie in den Beispielen der Fig.
3 und 4 ohne weiteres möglich ist, auch die außerhalb der Berührungsflächen 7 und
7a liegenden Wellenenden ebenfalls in einem Schmiermittelbad umlaufen zu lassen.
Die elastischen Weichdichtungen 9 und i o sind ebenso wie bei den vorhergehenden
Beispielen zwischen den Druckkörpern 4, 5 und 16 eingespannt. Der Vorteil der elastischen
Weichdichtungen 9 und i o zum Abdichten der Welle 3 ist hier die Verlagerungsmöglichkeit
der Welle 3.
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In Fig. 6 (Blatt VI) ist die Stopfbuchse 17 mit den zwischen den Druckkörpern
4, 5 und 14 eingespannten Weichdichtungen 6 und 6a als selbständiges Ganzes mit
Spiel in dem vom Gehäuse i gebildeten Raum 18 untergebracht und am Gehäuse über
die federnde Membran i 9 befestigt, und zwar so, daß Verlagerungen der Welle 3 gegenüber
der Gehäuseachse zulässig sind, und zwar ohne die Dichtigkeit zwischen den Weichpackungen
6 und 6a und der Welle 3 innerhalb. der Stopfbuchse zu verschlechtern. Im übrigen
deckt sich das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 mit demjenigen der Fig. 3.
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Es ist erkennbar, daß die gleichen Vorteile auch dann erreicht werden,
wenn die in den Beispielen dargestellten Konstruktionselemente mehrfach kombiniert
werden, so z. B. mehr als zwei parallel liegende Weichdichtungen mit gegeneinander
geneigten Berührungsflächen oder Kombinationen aus Weich-und elastischen Dichtungen,
wobei die Welle zwischen den einzelnen Dichtungen jeweils in Schmiermittelbädern
verschiedener oder gleicher Qualität und verschieden oder gleich hohen Druckes urnlaufen
kann. Außerdem ist es zum Erreichen der Wirkungen der Erfindung nicht erforderlich,
da.ß die Berührungsflächen auf geraden Schnittebenen mit der Wellenachse liegen;
sie können naturgemäß nach beliebig gekrümmten Schnittebenen, z. B. einem `Kreisbogen,
verlaufen, ohne daß hierdurch eine Verschlechterung der Wirkungen eintreten muß.