DE907614C - Dichtung fuer umlaufende Wellen, insbesondere von gasgekuehlten elektrischen Maschinen - Google Patents

Description

• Dichtung für umlaufende Wellen, insbesondere von gasgekühlten elektrischen Maschinen Die Verwendung von Wasserstoff oder einem anderen Gas als Kühlmittel für elektrische Maschinen macht eine gasundurchlässige Abdichtung der Wellenlager solcher Maschinen erforderlich. Auch bei anderen umlaufenden Maschinen, wie Gasverdichtern, Kältemaschinen u. dgl., sind derartige Wellendichtungen notwendig. Es sind bereits zahlreiche Konstruktionen für solche Dichtungen bekannt. Bei den meisten derselben wird unter Druck stehendes Öl verwendet, das durch einen engen Spalt zwischen der Welle und einer starren oder elastischen Stopfbüchsenpackung in axialer Richtung hindurchgetrieben wird und dabei einen dichtenden Film bildet. Derartige Dichtungen haben den Nachteil, daß sie auch bei Stillstand der Maschine dauernd mit Drucköl versorgt werden müssen. Um dies zu vermeiden, sind bereits besondere Stillstandsdichtungen verwendet worden, die bei stehender Maschine die Wellenabdichtung übernehmen.
• Bei Kolbenpumpen, beispielsweise Luftverdichtern, die ohne Ölschmierung arbeiten müssen, hat man bereits als Kolbendichtung einen um den Kolben herumgelegten Gummischlauch verwendet, der durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit aufgebläht wird und sich dadurch dicht an die Zylinderwandung legt.
• Ähnliche Anordnungen hat man auch z. B. bei Verdichtern als Wellendichtung für den Stillstand verwendet. Auch hierbei wurde ein die Welle umgebender Gummischlauch vorgesehen, der bei Stillstand der Maschine aufgebläht wird und dabei den Ringspalt zwischen einem feststehenden und einem drehbaren Maschinenteil abschließt. Derartige zusätzliche Stillstandsdichtungen machen aber die Anordnungen kompliziert und stellen zusätzliche Anforderungen an die Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals.
• Die Verwendung derartiger Anordnungen als Wellendichtung im Betrieb, insbesondere bei schnell laufenden Wellen, hat man jedoch bisher mit Rücksicht .auf die zwischen dem Gummi und dem feststehenden Teil auftretende Reibung verworfen.
• Die Erfindung bringt eine derartige auch im Betrieb schnell Laufender Wellen zu verwendende Wellendichtung. Sie geht dabei von der Tatsache aus, daß Gummi und ähnliche Stoffe auf einer glatten Mantelfläche mit nur sehr geringer Reibung gleiten, wenn man durch geeignete Konstruktionen dafür sorgt, daß die Berührungsfläche durch Wasser oder eine andere Flüssigkeit reichlich benetzt ist.
• Danach kann eine Dichtung der erwähnten Art auch bei einer mit hoher Drehzahl laufenden Maschine verwendet werden, wenn die Berührungsfläche zwischen Gummi und Metall dauernd benetzt gehalten wird und wenn die auch bei kleiner Reibung noch entstehende Wärme in geeigneter Weise abgeführt wird.
• Zur dauernden Benetzung bzw. Schmierung der Berührungsfläche wird erfindungsgemäß die Schmierflüssigkeit in den Innenraum des kappenförmigen Körpers eingeführt und von diesem in Rotation versetzt. Sie wird dabei durch die Zentrifugalkraft an die innere Mantelfläche geschleudert und zwischen dieser und dem Schlauch hindurchgepreßt, so daß die Berührungsfläche dauernd benetzt ist.
• Der Schlauch wird dabei erfindungsgemäß von einer unter Druck stehenden Kühlflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, durchströmt, die gleichzeitig die Aufblähung es Schlauches bewirkt und die Reibungswärme abführt.
• In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
• i ist der feststehende, :2 der rotierende Teil der Dichtung.
• In einer passenden Ringnut des feststehenden Teiles liegt der Schlauch 3, der durch inneren überdruck gegen die innere Mantelfläche des auf die Welle aufgezogenen kappenförmigen Körpers .4 gepreßt wird.
• Die Mantelfläche ist zweckmäßig an der Stelle, wo sie vom Schlauch berührt wird, ganz oder angenähert zylindrisch. Im übrigen kann sie beliebig, z. B. konisch gestaltet sein und insbesondere am Rand einen kleinen Wulst 5 .aufweisen.
• Durch das Rohr 6 wird die Schmierflüssigkeit in den Innenraum 7 des kappenförmigen Körpers .l eingespritzt und von letzterem bei seiner Rotation mitgenommen: Sie sammelt sich an der inneren Mantelfläche des kappenförmigen Körpers, wo sie infolge der Zentrifugalkraft unter einem Druck steht, der z. B. bei Turbogeneratoren der üblichen Bauart in der Größenordnung von einigen Atü liegt. 1 Durch diesen Druck wird die Flüssigkeit zwischen dem Schlauch und der Mantelfläche von hindurchgepreßt, so daß die Berührungsfläche während des Laufes der Maschine dauernd benetzt, d. h. geschmiert ist. Auf ihrem weiteren Weg wird die Schmierflüssigkeit nach außen geschleudert und sammelt sich in der Auffangrinne 8; aus der sie durch eine im unteren Teil vorgesehenen Öffnung 9 abläuft.
• Die zum Aufblähen des Schlauches 3 und gleichzeitig zu seiner Kühlung dienende Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, tritt durch das Rohr io in diesen ein und durch das zweckmäßig an der gegenüberliegenden Seite angeordnete Rohr i i aus.
• Zur Aufrechterhaltung eines konstanten Druckes im Schlauch kann erfindungsgemäß in der Abflußleitung i i :ein Druckregler bekannter Art eingebaut ' werden.
• Zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Durchflußmenge wird zweckmäßig die Kühlflüssigkeit einem Leitungsnetz mit konstantem Druck bzw. einem Hochbehälter entnommen. Die Durchflußmenge kann dann durch ein in der Zuflußleitung io liegendes Drosselventil geregelt bzw. auf einen passenden konstanten Wert eingestellt werden. Damit bei einem Ausbleiben der Kühlflüssigkeit der Druck im Schlauch 3 nicht absinkt, kann in die Zuflußleitung io ein Rückschl.agventil eingebaut werden.
• Der innere Überdruck im Schlauch 3 wird zweckmäßig so eingestellt, daß der Druck, mit dem der Schlauch an die Mantelfläche des kappenförmigen Körpers gepreßt wird, etwas kleiner ist als der Druck, unter dem die Schmierflüssigkeit infolge der Zentrifugalkraft steht.
• Bei stillstehender Maschine kann die Zufuhr der Schmierflüssigkeit ohne weiteres unterbrochen werden. Ebenso kann die Strömung der Kühlflüssigkeit abgestellt werden, wenn nur dafür gesorgt wird, daß der Druck im Schlauch 3 aufrechterhalten bleibt.
• Gegebenenfalls kann dazu eine geringe Zufuhr von Kühlflüssigkeit aufrechterhalten bleiben, durch die etwaige LeCkverluste ersetzt werden.
• Als Kühlflüssigkeit kommt, wie schon gesagt, vor allem Wasser in Frag- e, :obwohl grundsätzlich auch andere Flüssigkeiten verwendbar sind.
• Als Schmierflüssigkeit kann ebenfalls Wasser verwendet werden, wobei dieses zweckmäßig demselben Rohrleitungsnetz bzw. demselben Hochbehälter entnommen wird wie das Kühlwasser.
• Ist der Schlauch 3 nicht aus Gummi, sondern aus einem ölbeständigen, elastischen Kunststoff, z. B. Perbunan, hergestellt; so kann als Schmierflüssigkeit auch öl dienen. Auch Gemische bzw. Emulsionen verschiedener Flüssigkeiten sind verwendbar.
• Eine Dichtung nach der Erfindung kann auch gleichzeitig mit anderen Dichtungen bekannter Art bei derselben Maschine verwendet werden. Zum Beispiel kann ihr auf der Gasseite eine unvollkommene Dichtung, etwa eine Labyrinthdichtung, vorgeschaltet sein, die bei Störungen oder Reparaturen zeitweilig eine ausreichende Abdichtung aufrechterhält.
• Liegen zwischen dem gasgefüllten, eventuell unter erheblichem überdruck stehenden Innern der Maschine und der atmosphärischen Außenluft eine oder 'mehrere Zwischenkammern mit nach außen zu abnehmendem Druck, wie dies bei gasgekühlten elektrischen Maschinen bereits vorgeschlagen wurde, so können die dabei erforderlich werdenden v.erschledenen Dichtungen zum Teil nach der trfindung, zum Teil auch nach einer anderen Bauart ausgeführt sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Dichtung für umlaufende Wellen, insbesondere von gasgekühlten, elektrischen Maschinen, durch einen dichten elastischen Schlauch, der durch eine unter überdruck hindurchströmende Flüssigkeit aufgebläht und gekühlt wird und dabei gegen die innere, insbesondere zylindrische Mantelfläche eines .auf dlem beweglichen Maschinenteil sitzenden kapp,enf#örmigen Körpers gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, da.ß während des Laufes der Welle die Berührungsfläche zwischen dem Schlauch und dem kappenförmigen Körper durch die Flüssigkeit geschmiert wird, derart, Uaß diese Flüssigkeit in den Innenraum des kappenförmigen Körpers eingeführt, durch diesen in Rotation versetzt und infolge des dadurch entstehenden Druckes zwischen dem Schlauch und der inneren Mantelfläche des kappenförmigen Körpers hindurchgepreßt wird. z. Wellendichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck, mit dem der Schlauch gegen den kappenförmigen Körper gepreßt wird, höchstens ebenso groß ist, wie: der durch die Zentrifugalkraft erzeugte Druck der Schmierflüssigkeit. 3. Wellendichtung nach Anspruch i oder z, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Kühlflüssigkeit im Schlauch durch einen in der Austrittsleitung der Kühlflüssigkeit angeordneten Druckregler konstant gehalten wird. q.. Wellendichtung ,nach einem der Ansprüche i bis 3, .dadurch gekennzeichnet, daß die den. Schlauch durchströmende Flüssigkeitsmenge durch eine vor der Zufuhrleitung für die Flüssigkeit angeordnete Vorrichtung zur Dxuckkonstanthaltung, vorzugsweise einem Hochbehälter, und durch ein in der Zuführungsleitung liegendes Drosselventil geregelt bzw. auf einem vorgesehenen Wert konstant gehalten wird. 5. Wellendichtung nach einem der Ansprüche i bis q., gekennzeichnet durch ein in der Zuführungsleitung der Kühlflüssigkeit für den Schlauch liegendes Rückschlagventil. Angezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften Nr. 25629, 674 405; französische Patentschrift Nr. 657 io6.