DE1047552B - Sealing device for stationary and rotating machine parts - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Den Gegenstand der Erfindung bilden Verbesserungen der Antriebs- oder Kupplungsmittel von Dichtungsvorrichtungen für feststehende und drehbeweglicihe Maschinenteile, insbesondere mit mechanischen Reibungsmitteln für Längs- und Stirnabdichtung.The invention relates to improvements in the drive or coupling means of sealing devices for fixed and rotatable machine parts, especially with mechanical ones Friction agents for longitudinal and frontal sealing.

Bisher bestehen solche Diclhtungsvorrichtungen in der Regel aus einem Gleitring, der dicht und drehfest mit einem der abzudichtenden Teile verbunden ist, sich jedoch in axialer Richtung derart verschieben läßt, daß er durch eine Feder gegen eine glatte Fläche gedrückt werden kann, die zu einem anderen Maschinenteil an der abzudichtenden Stelle gehört. Die Abdichtung zwischen dem Ring und dem dazu gehörigen Maschinenteil erfolgt häufig durch eine federnde Membran, beispielsweise aus Gummi, die gleichzeitig eine drehfeste und federnde Verbindung herstellt. Eine solche Anordnung arbeitet einwandfrei bei normalem Betrieb, solange der von der Membran zu überwindende Reibungswiderstand die Elastizitätsgrenze nicht übersteigt. Durch Hafterscheinungen zwischen den aufeinander gleitenden Ringen, die während des Stillstandes auftreten, wird aber die zum Trennen dieser Ringe erforderliche Kraft häufig größer als die Festigkeit der Membran, so daß diese reißt. Um dieser Gefahr zu begegnen, wird oft der axial verschiebbare Ring zwangläufig etwa durch Klauen mit dem zugehörigen Maschinenteil verbunden, so daß die Membran dann ausschließlich zur Abdichtung dient. Wegen der zwischen den Klauen auftretenden Reibung arbeitet aber eine solche Vorrichtung nicht immer einwandfrei. Unter der Einwirkung axialer und sogar radialer Erschütterungen entsteht zwischen denBerühirungsflächen ein Spalt, alsoeine undichte Stelle, und durch die Schläge und Erschütterungen wird der Verschleiß der Gleitflächen verstärkt.So far, such sealing devices usually consist of a sliding ring, which is tight and non-rotatable is connected to one of the parts to be sealed, but can be moved in the axial direction in such a way that that it can be pressed by a spring against a smooth surface that leads to another part of the machine heard at the point to be sealed. The seal between the ring and the one belonging to it Machine part is often made by a resilient membrane, for example made of rubber, which at the same time creates a torsion-proof and resilient connection. Such an arrangement works flawlessly at normal operation as long as the frictional resistance to be overcome by the membrane exceeds the elastic limit does not exceed. By adhesion phenomena between the rings sliding on each other, which during of standstill occur, but the force required to separate these rings often becomes greater than the strength of the membrane, so that it ruptures. To counter this danger, the axially displaceable ring necessarily connected to the associated machine part by claws, for example, so that the membrane then serves exclusively for sealing. Because of the between the claws However, when friction occurs, such a device does not always work properly. Under the influence axial and even radial vibrations, a gap arises between the contact surfaces, i.e. a gap leak, and from the blows and shocks the wear of the sliding surfaces is increased.

Die Erfindung betrifft nun Verbesserungen der Dichitungsvorrichtungen zwischen feststehenden und drehbeweglichen Maschinenteilen mit einer zwangläufigen Kupplung zwischen dem Gleitring und dessen Halter zur Vermeidung der vorgenannten Nachteile.The invention now relates to improvements in the sealing devices between stationary and rotating machine parts with a positive coupling between the sliding ring and its Holder to avoid the aforementioned disadvantages.

Sie ist im wesentlichen durch einen geteilten Antrieb gekennzeichnet, und zwar einerseits durdh die Membran oder federnde Mittel für geringe Drehmomente, anderseits durch zwangläufige Mittel für große Drehmomente. Die Festigkeit der Membran reicht nämlich für die drehfeste Verbindung aus, d. h. zur Überwindung der dynamischen Reibung, die stets gering ist, während die zwangläufige Kupplung nur zur Überwindung großer Drehmomente eingreift, die nur beim Anfahren infolge der Haftersdheinungen auftreten.It is essentially through a split drive characterized, on the one hand by the membrane or resilient means for low torques, on the other hand by inevitable means for large torques. The strength of the membrane namely is sufficient for the non-rotatable connection, d. H. to overcome the dynamic friction that always occurs is low, while the positive clutch only engages to overcome large torques that only occur when starting up as a result of the sticky glare.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ändert und stört somit nidht die federnde Verbindung in der Axialrichtung während der Drehbewegung.The device according to the invention changes and thus does not interfere with the resilient connection in the axial direction while rotating.

Dichtungsvorrichtung für feststehende
und drehbewegliche MaschinenteileSealing device for stationary
and rotating machine parts

Anmelder:Applicant:

Maxime Amirault, Antony, Seine,Maxime Amirault, Antony, Seine,

und Paul Destoumieux,
Neuilly-sur-Seine, Seine (Frankreich)and Paul Destoumieux,
Neuilly-sur-Seine, Seine (France)

Vertreter: Dipl.-Chem. Dr. A. UllrichRepresentative: Dipl.-Chem. Dr. A. Ullrich

und Dipl.-Chem. Dr. Th. Ullrich, Patentanwälte,and Dipl.-Chem. Dr. Th. Ullrich, patent attorneys,

Heidelberg, Bismarckstr. 17Heidelberg, Bismarckstrasse 17th

Beanspruchte Priorität:
Frankreich, vom 14. August 1956Claimed priority:
France, August 14, 1956

Maxime Amirault, Antony, Seine,Maxime Amirault, Antony, Seine,

und Paul Destoumieux,and Paul Destoumieux,

Neuilly-sur-Seine, Seine (Frankreich),Neuilly-sur-Seine, Seine (France),

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben, in denen die neuen Dichtungsvorrichtungen im Schnitt dargestellt sind.Some exemplary embodiments of the subject matter of the invention are described below with reference to the drawings described in more detail, in which the new sealing devices are shown in section.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen jeweils im Längsschnitt, in Draufsicht und im Schnitt gemäß der Linie IH-III der Fig. 2 eine Diditungsvorrichtung üblicher Art, die sich mit der Welle dreht und erfindungsgemäß verbessert ist. Sie besteht aus einem Ring 1 mit geringer Reibungsziffer, der am äußeren Umfang fest mit einer Gummimembran 2 durch eine Metallbüchse 3 verbunden ist, die salbst durch Umbördeln drehfest mit einem Profilring 4 gekuppelt ist. Die Membran besitzt in der Mitte einen nabenförmigen Fortsatz a, der fest auf der Welle 5 des abzudichtenden Gerätes sitzt und auf diese Welle durch eine Profilbüchse 6 festgespannt wird. Zwischen den Schulteransatz b der Profilbüchse und den Profilring 4 ist eine Kegelfeder 7 eingesetzt, die sich gegen den Scfoulteransatz b stützt. Die Feder 7 drückt den Gleitring 1 parallel zur Welle und in Rich-1, 2 and 3 each show, in longitudinal section, in plan view and in section along the line IH-III in FIG. 2, a training device of the usual type which rotates with the shaft and is improved according to the invention. It consists of a ring 1 with a low coefficient of friction, which is firmly connected on the outer circumference to a rubber membrane 2 by a metal sleeve 3, which is coupled to a profile ring 4 in a rotationally fixed manner by flanging. The membrane has a hub-shaped extension a in the middle, which sits firmly on the shaft 5 of the device to be sealed and is clamped onto this shaft by a profile bushing 6. A conical spring 7 is inserted between the shoulder attachment b of the profile bushing and the profile ring 4, which is supported against the scfoulter attachment b . The spring 7 pushes the sliding ring 1 parallel to the shaft and in the direction

809 700/325809 700/325

tung des Pfeiles ν gegen eine abgerichtete Fläche d des abzudichtenden Gehäuses 8. Erfindungsgemäß ist der Profilring 4 auf der Innenseite durch einen oder mehrere Schenkel c verlängert, "die parallel zur Welle verlaufen und axial in einem Schlitz/ des Ringes-6 mit- einem großen Spielraum gg' gleiten können.direction of the arrow ν against a trued surface d of the housing to be sealed 8. According to the invention, the profile ring 4 is extended on the inside by one or more legs c , "which run parallel to the shaft and axially in a slot / ring-6 with a large one Scope gg 'can slide.

Während des normalen Betriebes nimmt die umlaufende Welle mittels, der Membran allein die drehbeweglichen Teile mit, und der Ring 1 gleitet in der Drehrichtung auf der Fläche d des Gehäuses 8. Der zu überwindende Reibungswiderstand ist dann gering, weil es sich um eine Bewegungsreibung handelt. Der Schenkel c wird deshalb im Schlitz / in seiner mittleren Lage gehalten. Im Augenblick des Anfahrens, und zwar wegen der Stillstandsreibung, die stets größer ist als die Bewegungsreibung (oder wegen des Haftens der Teile 1 und 8 ist der zu überwindende Widerstand größer), wird die Scheibe 19 der Membran 2 verdreht, und der Schenkel c stößt gegen eine der Flanken des Schlitzes /. Sie wird dann zwangläufig von der Büchse 6 mitgenommen, die fest auf der Welle sitzt und praktisch zwangläufig mit dieser gekuppelt ist. Zum besseren Kuppeln der Profilbüchse mit der Welle 5 ist sie mit Schenkeln i versehen, die gegen die Flanken eines Schlitzes j in dem auf der Welle festsitzenden Ring 9 umgelegt sind. Diese Schenkel i bieten auch dem Schenkel 4 breite Stützflächen, wodurch die Gefahr des Stauchens und des Hängenbleibens vermieden wird.During normal operation, the rotating shaft takes the rotating parts with it by means of the membrane alone, and the ring 1 slides in the direction of rotation on the surface d of the housing 8. The frictional resistance to be overcome is then low because it is a movement of friction. The leg c is therefore held in the slot / in its middle position. At the moment of start-up, because of the standstill friction, which is always greater than the kinetic friction (or because of the sticking of parts 1 and 8, the resistance to be overcome is greater), the disk 19 of the membrane 2 is rotated and the leg c hits against one of the flanks of the slot /. It is then inevitably carried along by the sleeve 6, which sits firmly on the shaft and is practically inevitably coupled to it. For better coupling of the profile bushing to the shaft 5, it is provided with legs i which are folded over against the flanks of a slot j in the ring 9 that is fixed on the shaft. These legs i also offer the leg 4 wide support surfaces, which avoids the risk of upsetting and getting stuck.

Erfindungsgemäß können natürlich zum Ausgleich die Schlitze und die entsprechenden Schenkel vermehrt werden. Wie in Fig. 3 angedeutet ist, werden mindestens zwei Schlitze vorgesehen.According to the invention, the slots and the corresponding legs can of course be increased to compensate for this will. As indicated in Fig. 3, at least two slots are provided.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen im Längsschnitt weitere Ausführungsarten.4, 5 and 6 show further embodiments in longitudinal section.

Gemäß Fig. 4 ist die Gummimembran 2 mit dem Gleitring 1 durch die Metallbüchse 3 verbunden, die durch Umbördeln mit einem Profilring 4 gekuppelt ist, welcher durch einen Schenkel c verlängert ist. Die Profilbüchse-6 ist mit radialen Zungen i und einem axialen Schenkel k versehen, und eine Feder 7 sucht die Profilbüchse von dem Profilring zu trennen.According to FIG. 4, the rubber membrane 2 is connected to the sliding ring 1 by the metal sleeve 3, which is coupled by flanging to a profile ring 4 which is extended by a leg c . The profile bushing 6 is provided with radial tongues i and an axial leg k , and a spring 7 seeks to separate the profile bushing from the profile ring.

Gemäß Fig. 5 ist auf der Metallbüchse ein Ansatz 23 befestigt,- der durch einen Schenkel c verlängert ist. Dieser greift in radialer Richtung in einen Schlitz / der Nabe 9. Eine Feder 7 ist zwischen die Profilbüchse 6 und den Profilring 24 eingespannt.According to Fig. 5, a projection 23 is attached to the metal sleeve - which is extended by a leg c . This engages in a slot / the hub 9 in the radial direction. A spring 7 is clamped between the profile bushing 6 and the profile ring 24.

Die Fig. 7 und 8 zeigen jeweils im Längsschnitt und im Querschnitt eine Dichtungsvorrichtung, die an einem der abzudichtenden Teile, beispielsweise am Gehäuse 10, befestigt ist und deren Gleitring 11 am inneren Umfang der Membran 12 befestigt ist und an einem auf der Welle 14 befestigten Ring 13 gleitet. Ein axial gerichteter Schenkel 1 der Büchse 15 steht mit dem Schlitz m des inneren Profilringes 16 im Eingriff. Die Wirkungsweise ist ähnlich derjenigen der an Hand der Fig. Ί, 2 und 3 beschriebenen Dichtungsvorrichtungen. 7 and 8 each show in longitudinal section and in cross section a sealing device which is attached to one of the parts to be sealed, for example to the housing 10, and whose sliding ring 11 is attached to the inner circumference of the membrane 12 and attached to one on the shaft 14 Ring 13 slides. An axially directed leg 1 of the sleeve 15 is in engagement with the slot m of the inner profile ring 16. The mode of operation is similar to that of the sealing devices described with reference to FIGS.

Ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen, kann man natürlich an den geteilten Antrie"bsmitteln Änderungen treffen. Es können beispielsweise Mitnehmer in 'beliebiger Zahl vorgesehen werden oder Nuten in die Klauen mit einem genügenden Spielraum in der Drehrichtung eingreifen. Die Gummimembran lcann mit Vorsprüngen versehen sein, welche in Aussparungen eingreifen und dadurch die Lage der Welle und des anderen Teiles in der Drehrichtung feststellen. Es kann auch ein anderes federndes Mittel als die Membran vorgesehen werden, die beispielsweise durch Metall- oder Gummifedern ersetzt werden kann. Der Zwangantrieb kann auch auf einem anderen Maschinenteil vorgesehen sein, auf dem die Dichtungsvorrichtung angeordnet ist, beispielsweise auf eine*r Nabe 17 (Fig. 9), einem Gehäuse, einer Lagerschale auf dem Käfig eines Wälzlagers oder einem Turbinengehäuse, wie dies in Fig. 10 angedeutet ist.Without departing from the essence of the invention, changes can of course be made to the split drive means meet. For example, any number of drivers can be provided or grooves in the claws engage with sufficient clearance in the direction of rotation. The rubber membrane lcann be provided with projections, which in recesses intervene and thereby determine the position of the shaft and the other part in the direction of rotation. Another resilient means than the membrane can also be provided, which for example can be replaced by metal or rubber springs. The forced drive can also be on another Machine part can be provided on which the sealing device is arranged, for example on a hub 17 (Fig. 9), a housing, a bearing shell on the cage of a roller bearing or a Turbine housing, as indicated in FIG. 10.

Eine Anordnung, bei welcher die Membran drehfest mit einem der Maschinenteile durch Ansätze dieser Membran verbunden ist, die in Aussparungen dieses Maschinenteiles eingreifen, ist in den Fig. 11 und 12 angedeutet, die jeweils einen Längsschnitt und eine Draufsicht darstellen. Der auf der Welle 5 befestigte Ring 9 ist mit radialen Aussparungen / versehen, in welche die Ansätze e der Membran 2 eingreifen und dadurch die Einwirkung des Befestigungsringes 18 ergänzen, um die Membran drehfest mit der Welle zu verbinden. Die Aussparungen f nehmen ebenfalls die Schenkel 20 der Büchse 3 auf/ durch welche der Gleitring 1 beim Auftreten großer Widerstände in ähnlicher Weise wie durch die Schenkel 25 der Büchse 3 in Fig. 6 mitgenommen wird. Bei der Anordnung gemäß den Fig. 11 und 12 befindet sich die Feder 21 vor der Membran auf der Seite des zweiten umlaufenden Teiles 8.An arrangement in which the membrane is non-rotatably connected to one of the machine parts by attachments of this membrane which engage in recesses of this machine part is indicated in FIGS. 11 and 12, which each represent a longitudinal section and a plan view. The ring 9 fastened on the shaft 5 is provided with radial recesses / in which the projections e of the membrane 2 engage and thereby supplement the action of the fastening ring 18 in order to connect the membrane to the shaft in a rotationally fixed manner. The recesses f also accommodate the legs 20 of the sleeve 3 / through which the sliding ring 1 is carried along in the event of large resistances in a manner similar to that of the legs 25 of the sleeve 3 in FIG. In the arrangement according to FIGS. 11 and 12, the spring 21 is located in front of the membrane on the side of the second circumferential part 8.

Claims (10)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Dichtungsvorrichtung für feststehende und drehbewegliche Maschinenteile mit einer fest mit dem einen Teil verbundenen federnden Membran, an der ein Gleitring befestigt ist, der gegen den anderen Teil gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die drehfeste Verbindung zwischen dem Gleitring und dem zugehörigen Maschinenteil durch ein federndes Verbindungsmittel für Drehmomente hergestellt wird, die kleiner sind als ein bestimmtes Maß, und daß die drehfeste Verbindung beim übersteigen dieses Maßes durch starre Verbindungsteile hergestellt wird.1. Sealing device for stationary and rotating machine parts with a fixed with the one part connected to the resilient membrane, to which a sliding ring is attached, which against the other part is pressed, characterized in that the non-rotatable connection between the Sliding ring and the associated machine part by a resilient connecting means for torques is made, which are smaller than a certain dimension, and that the non-rotatable connection when this level is exceeded, rigid connecting parts are used. 2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Verbindungsmittel durch die Membran selbst gebildet ist.2. Sealing device according to claim 1, characterized in that the resilient connecting means is formed by the membrane itself. 3. Dichtungsvorricthtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran mit Kupplungsansätzen versehen ist.3. Dichtungsvorricthtung according to claim 2, characterized in that the membrane with Coupling approaches is provided. 4. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Verbindungsmittel aus einer Metall-, Gummi- oder sonstigen Feder besteht.4. Sealing device according to claim 1, characterized in that the resilient connecting means consists of a metal, rubber or other spring. 5. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher der Gleitring durch eine Feder angedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Verbindungsmittel durch diese Feder gebildet ist.5. Sealing device according to claim 4, wherein the sliding ring is pressed by a spring is, characterized in that the resilient connecting means is formed by this spring. 6. Dichtungsvorrichtung nacTi den Ansprüchen 1 und 2, bei welcher der Gleitring an einem Umfangsrand der Membran durch eine Metallbüchse mittels .eines Profilringes befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die starren Verbindungsteile, deren Berührung die starre Kupplung für größere Drehmomente zwischen dem Gleitring .(1) und dem ersten Maschinenteil - (5, 9 in Fig. 1, 4, 6; 14, 13 in Fig. 7) Taewirkt, aus Schenkeln (c) der metallischen Verbindungsteile [3, 4 in Fig. 1, 4, 9, 10; 3, 24 in Fig. 5; 3 in Fig. 6j 15 in Fig. 5) bestehen, die ]&- weils zwischen zwei Anschlage (i) eingreifen, welche an dem ersten der beiden Maschinenteile festsitzen.6. Sealing device according to claims 1 and 2, in which the sliding ring is attached to a peripheral edge of the membrane by a metal sleeve by means of .eines profile ring, characterized in that the rigid connecting parts whose contact the rigid coupling for greater torques between the sliding ring. ( 1) and the first machine part - (5, 9 in Fig. 1, 4, 6; 14, 13 in Fig. 7) Taewrought, from legs (c) of the metallic connecting parts [3, 4 in Fig. 1, 4, 9 , 10; 3, 24 in Fig. 5; Consist 3 in Figure 6j 15 in Figure 5)] -.. Weils engage between two limit stops (i) which are stuck on the first of the two machine parts. 7. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 6,. "bei welcher die Membran auf dem einen Maschinen-7. Sealing device according to claim 6 ,. "in which the membrane on the one machine teil durch einen Metallring festgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden radialen Anschläge aus Zungen (j) bestehen, welche den Spannring (6 in Fig. 1, 4, 5; 6 und 16 in Fig. 7) verlängern.is partially clamped by a metal ring, characterized in that the two radial stops consist of tongues (j) which extend the clamping ring (6 in Fig. 1, 4, 5; 6 and 16 in Fig. 7). 8. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring mit Führungszungen versehen ist, welche die metallischen Verbindungsteile verlängern.8. Sealing device according to claim 7, characterized in that the clamping ring with guide tongues is provided, which extend the metallic connecting parts. 9. Dichtungsvorrichtung naoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Anschläge durch die Seitenflanken radialer Schlitze (/) des einen Maschinenteiles gebildet sind.9. Sealing device naoh claim 6, characterized in that the radial stops are formed by the side flanks of radial slots (/) of one machine part. 10. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zungen (i in Fig. 1 bis 3) des Spannringes (6) mit einem geringen Spiel in den radialen Schlitz (f) des einen Maschinenteiles eingreifen.10. Sealing device according to claim 7, characterized in that the two tongues (i in Fig. 1 to 3) of the clamping ring (6) engage with a small play in the radial slot (f) of one machine part. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings