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Stopfbüchse Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Stopfbüchse
so auszugestalten, daß trotz erhöhter Betriebsdrehzahl an der kritischen Dichtungsstelle
keine unerwünscht hohen Umfangsgeschwindigkeiten auftreten. Erfindungsgemäß wird
dies dadurch erreicht, daß für die Anwendung von Drehzahlen, die höher als 5oo U/min
liegen, die Verdichterwelle derart gelagert und ihr Durchmesser im Bereich der feststehenden
und umlaufenden Schleifringdichtungsflächen so verringert ist, daß vom Wellenquerschnitt
unter Vermeidung von Radialbeanspruchungen gerade das Drehmoment übertragen werden
kann, wobei das Verhältnis von Drehzahl und Durchmesser an der geschwächten Stelle
der Welle so gewählt ist, daß die an der Dichtungsstelle auftretende Umfangsgeschwindigkeit
unterhalb 0,5m/sec bleibt. Diese Verringerung des Wellenquerschnitts ist zulässig,
da gleichzeitig jede zusätzliche Beanspruchung, beispielsweise Radialbeanspruchungen,
durch Riemenzug von der Verdichterantriebswelle ferngehalten werden. Dadurch, daß
an der Abdichtungsstelle die Umfangsgeschwindigkeit durch entsprechende Wahl des
Durchmessers so gewählt ist, daß der Grenzwert von o,5 m/sec nicht überschritten
wird, kann erreicht werden, daß trotz erhöhter Betriebsdrehzahl an der kritischen
Dichtungsstelle keine unerwünscht hohen Umfangsgeschwindigkeiten auftreten, durch
die das Dichthalten der Stopfbüchsenlauffläche in Frage gestellt wäre.
Zusätzliche
Beanspruchungen, insbesondere Radialbeanspruchungen, lassen sich beim Erfindungsgegenstand
vermeiden, indem die Verdichterwelle entweder über eine starre Kupplung zwischen
Verdichter und Antriebsmotor angetrieben wird, oder aber die Verdichterwelle wird
zu diesem Zweck hinter der im Querschnitt herabgesetzten Stelle im Bereich der ;Schleifringlaufflächen
.so gelagert, daß radial gerichtete Kräfte auf die Welle nicht zur Auswirkung kommen.
Das kann beispielsweise geschehen durch die Lagerung des Achsenstummels auf zwei
Kugellagern.
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Es sind zwar schon Stopfbuchsenanordnungen für Kompressionskältemaschinen
in der Literatur beschrieben, bei denen die Welle in der Nähe ihrer Abdichtungsstelle
im Durchmesser verringert ist; in diesem Zusammenhang ist jedoch über den Durchmesser
des dünnen Wellenteils und über die Umfangsgeschwindigkeit an der Dichtigkeitsstelle
nichts gesagt. Im Gegensatz dazu kommt es bei der Erfindung gerade auf eine bestimmte
Bemessung und bestimmte Umfangsgeschwindigkeit an der Abdichtungsstelle an. Um die
bei schnell laufenden Verdichtern das Undichtwerden der Stopfbüchse unter Umständen
verursachenden Erschütterungen von der Stopfbüchse fernzuhalten, also eine radiale
Verschiebung der stillstehenden gegenüber der sich drehenden Schleifringfläche zu
verhindern, sind diese beiden Stopfbüchsenteile mit einem engen Lagersitz aufeinander
gelagert, so daß eine Radialverschiebung auch bei größeren Erschütterungen des gesamten
Aggregats ausgeschlosisen ist. Um den Sicherheitsgrad des neuen Verdichters nicht
herabzusetzen, wird bei der restlichen Lagerung des Verdichters der bisher übliche
Durchmesser vorgesehen. Lediglich der zur Zuführung der Antriebsenergie dienende
Achsstummel wird an der Stopfbüchse in der vorbeschriebenen Weise im Durchmesser
verringert.
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Fig. i zeigt einen Schnitt durch einen Rollkolben kompressor i, dem
über die starre Kupplung 2 und den Achsstummel 3 von einem Antriebsmotor Arbeitsenergie
zugeführt wird. Die Verdichterwelle 4 ist ihrerseits in der Lagerschale 5 fest gelagert
und damit auch gegen Radialbeanspruchungen geschützt. Der mit der Verdichterwelle
kraftschlüssig verbundene Achsstummel 3 ist nach der Erfindung vorzugsweise im Bereich
der feststehenden Schleifringfläche 6 so im Durchmesser verringert, daß von ihm
gerade eben noch das Drehmoment übertragen werden kann. Gegen die umlaufende Schleifringfläche
6 wird durch eine Feder 7 ein napfartig ausgebildeter, von der Welle nicht mitgenommener
Druckkörper angepreßt, um die Dichtung zwischen der Ringfläche 6 und diesem Körper
herzustellen. Der napfartige Druckkörper 8 steht in Verbindung mit einem elastischen
Körper 9, der seinerseits in einem scheibenförmigen Körper i o endet; der selbst
durch einen Verschlußkörper i i, z. B. eine Überwurfrnutter, gegen die Stirnfläche
des Verdichtergehäuses i gedrückt wird. Zweckmäßig ordnet man zwischen dem scheibenförmigen
Körper io und der Stirnfläche desVerdichtergehäuseseineDichtung 12an. Fig.2 zeigt
eine abweichende Ausführungsform, die man dann anwenden wird, wenn die übertragung
der Arbeitsenergie auf den Verdichter nicht über eine starre Kupplung wie bei der
Ausführung gemäß Fig. i erfolgt. Sobald die Kraftzufuhr beispielsweise durch Riemenzug
übertragen wird, tritt eine erhebliche Radialbeanspruchung der Welle auf. Diese
zusätzlichen Kräfte müssen von der Welle ferngehalten werden, da sonst der verringerte
Querschnitt im Bereich der Dichtungsflächen überlastet würde, da von diesen, wie
ja eingangs erwähnt, nur das Drehmoment übertragen werden soll. Im erfindungsgemäßen
Falle wird daher empfohlen, alle zusätzlichen Kräfte dadurch vom Wellen-Stummel
wegzuhalten, daß man diesen hinter der kritischen Dichtungsstelle in einem Doppellager
lagert. In Fig. z ist mit i wiederum das Verdichtergehäuse bezeichnet, in dem die
Verdichterwelle 4 mit Hilfe der Lagerbuchsen 5 gelagert ist. Gegen die mit der Verdichterwelle
umlaufende Schleifringfläche 6 wird .auch hier wieder ein napfartig ausgebildeter
Körper 8 unter dem Einfluß der Feder 7 angepreßt.
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Der napfartige Körper 8 steht ebenfalls wieder, wie im ersten Ausführungsbeispiel,
mit einem elastischen Körper 9 in Verbindung, der sich seinerseits gegen die die
Kugellager aufnehmende Zylinderbuchse 13 abstützt. Innerhalb dieser Buchse sind
die beiden Kugellager 14 und 15 angeordnet, die den Achsstummel 3 derart
lagern, daß die von der Schnurscheibe 16 auf den Achsstummel 3 übertragenen Radialbeanspruchungen
vom Achsstummel, insbesondere von dessen kritischem Querschnitt im Dichtungsbereich,
ferngehalten werden. Gegen die Stirnfläche des Verdichters i drückt eine Abschlußplatte
17, die auch gleichzeitig die Buchse 13 für die Kugellager 14,15 zentriert. In dieser
Abschlußplatte 17 ist in bekannter Weise eine ringförmige Dichtung 18 vorgesehen.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Achsstummel 3 bei der Ausführungsform
gemäß Fig.2 so gelagert, daß er unbedingt nur auf Drehmoment beansprucht wird, während
alle anderen unerwünschten Kräfte durch die Lager aufgenommen werden.