SE465331B - Taetningsanordning foer mellan aendlaegen foerskjutbart roerlig spindelaxel, saerskilt foer ventilreglering - Google Patents

Description

465 351 Ett annat ändamål är att åstadkomma en tätningsanordning som uppvisar ökad tillförlitlighet och fungerar invänd- ningsfritt även i sådana fall då den utanför packboxen befintliga delen av spindelaxeln som är förenad med på- verkningscbjektet arbetar i aggressiv och/eller korrode- rande miljö, eventuellt med väsentlig tryckskillnad i förhållande till atmosfären.

Ett annat ändamål är att åstadkomma en tätningsanordning av angivet slag vid vilken såväl den av packboxen styrda ventilspindeln som påverkningsobjektet kan arbeta som separata enheter med möjlighet till radiellt spelrum i förbindelsepunkten mellan dessa.

Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma en tätningsanord- ning av angivet slag med förbättrade smörjegenskaper för spindelaxeln.

Kort redogörelse för uppfinningen Dessa och andra ändamål uppfylles av en tätningsanordning enligt föreliggande uppfinning som är av ovan angivet slag och uppvisar i kravs 1 kännetecknande del angivna känne- tecken.

Genom att tätningselementet befinner sig på det angivna, spindelaxelns slaglängd motsvarande eller överstigande av- stånd från packboxens ändstyrningar kommer - vid spindel- axelns rörelser - ingen punkt på axeln som erhållit styr- ning någonsin i kontakt med tätningselementet. De delar av spindelaxeln som passerar tätningselementet löper följakt- ligen icke risk att erhålla repor eller skåror och risken för skador på själva tätningselementet blir följaktligen minimal.

Som helhet erhåller tätningsanordningen enligt uppfinningen väsentligt ökad livslängd i förhållande till kända pack- boxförsedda tätningsarrangemang. 465 3512' Kända packboxar uppvisar som regel ett tätningselement i anslutning till respektive styrning i vardera änden under det att det vid packboxen enligt uppfinningen är till- fyllest med ett enda centralt anordnat tätningselement. I packboxens ändar kan i stället enkla skrapringar eller liknande användas, exempelvis O-ringar av typ EPDM. Dessa 0~ringar kan vara ingnidna med silikonfett av typ Wacker 400 eller DC4 Compound.

Vid ett tätningsarrangemang enligt uppfinningen är det i många fall fördelaktigt om åtminstone ytan till den del av spindelaxeln mot vilken tätningselementet ingriper består av högvärdigt material, t.ex. kromstål, förkromad mässing eller dylikt.

Användning av ett material med högkvalitativa egenskaper gör att en 100-procentigt ändamålsenlig tätningsyta kan erhållas, vilket i sin tur tillförsäkrar att det som regel är tillfyllest med ett enda tätningselement, t.ex. i form av en O-ring, en läpptätning eller liknande. En helt spe- gelblank tätningsyta kan därvid upprätthållas även under lång tids användning.

Emellertid är det även inom ramen för uppfinningen möjligt att utnyttja ett enklare material såsom vanligt järn, han- delsstâl eller t.o.m. plast till spindelaxeln. Det faktum att spindelaxeln icke kommer att utsättas för nötning i området för tätningselementet innebär ju nämligen att även klenare material kan väl tillförsäkra önskad funktion, sär- skilt vid enklare maskinelement på vilka ej ställes så höga kvalitetskrav.

Vid en tätningsanordning enligt uppfinningen föredrages att förbindelsen mellan spindelaxel och påverkningsobjekt med- ger viss rörlighet i radiell led. På detta sätt kan tillför- säkras att spindeln inuti packboxen rör sig uteslutande rent axiellt, dvs spindelns styrningar behöver icke påverkas av 465 531 brytkrafter förorsakade av att icke fullständig rätlinjig- het föreligger mellan spindelaxeln och påverkningsobjektet.' Förekommande onoggrannheter - som i praktiken som regel alltid förekommer, om än i bästa fall endast uppgående till några 1000-dels mm - kan därvid utan olägenheter tas upp av nämnda förbindelse.

I praktiken uppvisar sålunda påverkningsobjektet därvid lämpligen i förhållande till spindelaxeln separata lag- ringar, dvs påverkningsobjektet utgör en från spindelaxeln separat enhet, och eventuella onoggrannheter hos den ena enheten behöver icke t.ex. genom att ge upphov till sned- krafter eller liknande menligt påverka den andra.

En annan fördelaktig verkan härav är att packboxen med dess styrningar för spindelaxeln kan utföras med mycket hög pre- cision och mycket fina toleranser, vilket förbättrar till- förlitligheten och ytterligare ökar livslängden för en tät- ningsanordning enligt uppfinningen.

Vid en tätningsanordáing enligt uppfinningen föredrages därjämte att packboxen i ändarna uppvisar tätningsorgan vilka är upptagna i spår av större axiell längd än respek- tive tätningsorgans bredd.

Då spindelaxeln rör sig åt ett håll kommer därvid fett med vilket den är insmord att medfölja och uppsamlas i spåret vid sidan av tätningsorganet, vilket - såsom ovan nämnts - kan ha formen av en enkel skrapring.

När axeln därpå rör sig i motsatt riktning kommer tätnings- organet att verka som en kolv som pressar tillbaka fettet i spalten mellan axeln och dess styrning. På detta sätt er- bjuder detta utförande av en tätningsanordning enligt upp- finningen förbättrad smörjning av spindelaxeln.

Några utföringsformer av uppfinningen skall nedan beskrivas mer i detalj med hänvisning till bifogade ritningar. 465gss1,_ Fig. 1 är ett tvärsnitt som visar en tätningsanordning i form av en packbox med en genomgående spindelaxel under' rörelse i riktning mot ett ändläge.

Fig. 2 är ett mot fig. 1 svarande tvärsnitt med spindel- axeln under rörelse mot motsatt ändläge.

Fig. 3 åskådliggör en praktisk tillämpning av uppfinningen där spindelaxeln är sammankopplad med en s.k. trevägskägla, varvid spindelaxeln dessutom är roterbar.

Redogörelse för föredragna utföringsformer I fig. 1 och 2 betecknar 1 en tätningsanordning vars huvud- del utgöres av en packbox 2 som är inbyggbar i en godtyck- lig enhet såsom en ventil, maskindel eller liknande som kräver avtätning av ett utrymme, i vilket en packboxen genomförd spindelaxel 3 skall utföra en aktiv funktion, t.ex. påverka ett objekt såsom ett ventilelement (icke visat i fig. 1 och 2).

Spindelaxeln 3 är därvid, påverkad av en drivanordning (icke visad), rörlig mellan ändlägen en sträcka s.

Centralt inuti packboxen finnes ett tätningselement 4 som vid den visade utföringsformen består av en O-ring men som även kan bestå av en läpptätning eller dylikt.

O-ringen 4 är omgiven av stödbrickor 5 och hålles på plats mot en ansats 2a i packboxen av en distanshylsa 6.

O-ringen 4 är styrd i packboxens ändar. För ändamålet finnes vid den mot påverkningsobjektet vända änden en bussning 7 mot vilken distanshylsan 6 anligger. I den motstående änden bildar packboxmaterialet en styr- och lageryta för axeln 3.

Bussningen 7 har ett spår 7a som upptar en tätning i form av en O-ring 8, på vilken inga större krav behöver ställas. 465 331 Den kan följaktligen bestå av en enkel skrapring. Spârets 7a axiella längd är större än skrapringens 8 tvärsnitts- diameter.

Spindelaxeln 3 är omgiven av lämpligt smörjmedel, t.ex. fett, som är upptaget i en ficka 11 resp. 12 på vardera sidan om det centrala tätningselementet (O-ringen) 4. Då spindelaxeln 3 rör sig i i fig. 1 markerad riktning kommer ringen 8 att röra sig till sitt ändläge, varvid fett skra- pas bort från axeln och uppsanlas i spåret 7a. Då axeln därefter rör sig i motsatt riktning (jfr fig. 2) kommer i spåret uppsamlat fett att tryckas ut och avges på axeln i samband med att skrapringen 8 därvid rör sig till spårets 7a motstående ändvägg.

En motsvarande skrapring 8 med samma funktion är utbildad i ett liknande spår 2b i packboxens 2 motstående ände.

För att medge ändamålsenlig inbyggnad uppvisar packboxen 2 därjämte en yttre pçriferiell ansats 2c och en tätning i form av en O-ring 1Ö.

Som ovan nämnts ställes inga större krav på packboxens änd- tätningar 8. Vid spindelaxelns 3 rörelser kan därför alle- handa partiklar utifrån tränga in i packboxen och förorsaka repor och spår på axeln. Sådan åverkan av axeln sker inte minst i det område som passerar axelns ändstyrningar. De för sådan åverkan utsatta områdena av axeln 3 betecknas 3a och har markerats i fig. 1 och 2.

Det åverkade område som i fig. 1 befinner sig till höger om packboxen 2 och i fig. 2 till vänster om denna motsvarar härvid axelns slaglängd s. Vart och ett av de âverkade om- râdenas totala axiella längd motsvarar sålunda ungefär längden av det för styrning utsatta området av axeln plus axelns slaglängd s. 465 331' Den centrala tätningsringens 4 avstånd från bussningen 7 skall minst motsvara slaglängden s och företrädesvis I överstiga denna sträcka. Det motsvarande gäller för tät- ningsringens 4 avstånd från den del av packboxen 2 som vid motstâende ände styr spindelaxeln 3.

Därvid uppnås att ingen del av spindelaxeln 3 som under- går styrning kommer i kontakt med tätningen 4.

Hela spindelaxeln eller åtminstone den del av denna som icke kommer att utsättas för åverkan består lämpligen av ett högkvalitativt material, t.ex. rostfritt stål. En av repor opåverkad, glatt, finpolerad yta kommer därvid att röra sig fram och åter i området för tätningen 4, och tätningens högeffektiva egenskaper kommer att bibehållas under lång tids användning.

Av betydelse i sammanhanget är därutöver att spindelaxeln vid sin rörelse och speciellt där den är hopkopplad med påverkningsobjektet icke utsättes för brytkrafter som direkt eller indirekt kan medföra skador på denna och som i vart fall påskyndar axelns förslitning.

Detta kan undvikas om förbindelsen mellan spindelaxeln 3 och det i fig. 1 och 2 icke visade påverkningsobjektet medger viss rörlighet i radiell led. Allra bäst resultat uppnås härvid om'påverkningsobjektet utgör en i förhållande till spindelaxeln särskild enhet som är utförd med separat lagring resp. styrning. Vid förbindelsestället mellan spin- delaxeln och denna enhet medges upptagning av de onoggrann- heter som kan förekomma och som även vid högprecisionstill- verkade element åtminstone uppgår till några 1000-dels eller 100-dels mm och som, om icke kompensering sker på angivet sätt, kommer att påskynda spindelaxelns förslit- ning.

I fig. 3 visas ett inbyggnadsfall där en tätningsanordning 465 351 r enligt fig. 1 och 2 med packbox och spindelaxel är inrättad för påverkan av ett ventilelement med två säten i form av en s.k. trevägskägla.

W> Fig. 3a utgör därvid ett mot fig. 1 och 2 svarande snitt 3 genom tätningsanordningen under det att fig. 3b är ett snitt genom de kopplingselement som förbinder spindelaxeln 3 med reglerkäglans manöveraxel 20.

Reglerkäglan 21 befinner sig i sitt högra ändläge och kan, påverkad av spindelaxeln 3, förskjuta slaglängden s till sitt vänstra ändläge i vilket motstående öppning i ventil- huset 22 är försluten.

Ventilkäglan 21 har separat styrning och lagring som är oberoende av spindelaxeln 3.

För att medge den angivna radiella rörligheten är käglans 21 axel 20 i änden pågängad en flänsförsedd gängad hylsa 24 som med ett radiellt spel upptar spindelaxelns 3 ned- svarvade ände 3b. En låsring 23 håller delarna samman.

Diameterskillnaden mellan axeländen 3b och hylsans 24 inre borrning erbjuder den önskade relativa rörligheten i radiell led. Spindelaxelns ledbarhet möjliggör ovannämnda förskjutning av axeln 20 för ventilens inställning mellan sina ändlägen via gängförbindningen mellan hylsan 24 och axeln 20.

Inom ramen för uppfinningen är det naturligtvis möjligt att i stället för det enda, centralt placerade tätningselementet i form av en O-ring 4 i packboxen 2 anordna ett eller flera I ytterligare tätningselement intill detta. Ett sådant arrange- 9,! mang kan vara önskvärt när packboxens spindelaxel arbetar i mer svårartad miljö vid mycket aggressiva vätskor och gaser resp. då stora tryckskillnader föreligger mellan packboxens insida där spindelaxeln står i förbindelse med pâverknings- objektet och packboxens utsida. 465 ss1}4 Även i detta fall gäller att ingen punkt på spindelaxeln som erhåller styrning i packboxens ändar och fördenskull löper risk att uppvisa repor eller skåror, kommer i kon- takt med något av de centralt placerade tätningselementen.

Avståndet mellan det eller de yttersta av dessa och när- mast intilliggande styrparti hos packboxen skall alltid minst vara lika med spindelaxelns slaglängd s.

Claims (6)

465 331 10 Patentkrav

1. Tätningsanordning för mellan ändlägen förskjutbart rörlig spindelaxel, särskilt för ventilreglering, vilken f spindelaxel (3), påverkad av en drivanordning, är inrättad för förbindning med ett påverkningsobjekt, t.ex. en ventil- slid eller -kägla (21), och vilken spindelaxel (3) mellan sina ändar är omgiven av en packbox (2) som i ändarna upp- visar styrningar (7, 3d) för spindelaxeln och upptar åtmin- stone ett mot denna ingripande tätningselement, t.ex. en O-ring (4), en tätningsläpp eller dylikt, k ä n n e t e c k n a d av att tätningselementet (4) befinner sig på ett avstånd från var och en av packboxens ändstyrningar (7, 3d) som är lika med eller överstiger spindelaxelns slaglängd (s) mellan dess ändlägen.

2. Tätningsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k- n a d av att åtminstone ytan till den del av spindelaxeln (3) mot vilken tätningselementet (4) ingriper består av högvärdigt material, t.ex. kromstål, förkromad mässing eller dylikt.

3. Tätningsanordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e- t e c k n a d av att förbindningen (20, 23, 24) mellan spindelaxeln (3) och påverkningsobjektet (21) medger viss rörlighet i radiell led.

4. Tätningsanordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k- n a d av att påverkningsobjektet uppvisar i förhållande ' till spindelaxeln (3) separata styrningar.

5. Tätningsanordning enligt något av krav 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att packboxen i ändarna upp- visar tätningsorgan (8) vilka är upptagna i spår (7a, 2b) av större axiell längd än respektive tätningsorgans axielhahmedd. 465 ss1j! 11

6. Tätningsanordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k- n a d av att nämnda tätningsorgan (8) består av enkla^ skrapringar.