DE1229801B - Erstarrungsstopfbuechse - Google Patents

Erstarrungsstopfbuechse

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Publication number
DE1229801B
DE1229801B DEE26349A DEE0026349A DE1229801B DE 1229801 B DE1229801 B DE 1229801B DE E26349 A DEE26349 A DE E26349A DE E0026349 A DEE0026349 A DE E0026349A DE 1229801 B DE1229801 B DE 1229801B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sheet metal
wall
machine part
solidification
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEE26349A
Other languages
English (en)
Inventor
Paul Cogez
Lino Guiducci
Jean-Claude Charrault
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
European Atomic Energy Community Euratom
Original Assignee
European Atomic Energy Community Euratom
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by European Atomic Energy Community Euratom filed Critical European Atomic Energy Community Euratom
Publication of DE1229801B publication Critical patent/DE1229801B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F16J15/403Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid by changing the state of matter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Description

  • Erstarrungsstopfbüchse Die Erfindung betrifft eine Erstarrungsstopfbüchse zur Abdichtung des Spaltes zwischen zwei Maschinenteilen, wie einer verschiebbaren Stange oder drehbaren Welle und einem Gehäuse gegen ein vom gasförmigen oder flüssigen, bei Abkühlung in den festen Zustand übergehendes Medium, wie z. B. einem Ge- misch Terphenylenen, mit einer den Stopfbüchsenspalt verengenden, die Stange oder Welle umgebend-en Einlage undeiner an diese angrenzenden Kühlinipelführung.
  • Erstarrungsstopfbüchsen unter Verwendung eines solchen Aggregatzustandswechsels, im allgemeinen des übergangs aus dem flüssigen in den festen Zustmd, sind bereits in den USA.-Patentschriften 1882 757, 2 799 522 beschrieben. Auch ist eine Erstarrungsstopfbüchse bekanntgeworden, die zur Ab- dichtung an einem der beiden gegeneinander beweglichen Maschinenteile mit ringförmigen Nuten versehen ist, die mit dem erstarrenden Dichtungsmaterial ausgefüllt werden. Diese bekanntgewordenen Didlitungen haben vor allem die Nachteile einer relativ aufwendigen Konstruktion bei relativ großen Reibungswerten zwischen dem beweglichen Maschinenteil und den angrenzenden Dichtungsteilen sowie zu geringer Leistung des Kühlmittels.
  • Die erfindungsgemäße Erstarrungsstopfbüchse, vermeidet solche Nachteile auf die Weise, daß die Einlage aus einer dünnen Metallblechwand besteht, die mindestens eine sich über den Umfang erstreckende Wellung aufweist, mit dem einen Maschinenteil fest verbunden ist und am anderen Maschinenteil unter leichter Berührung anliegt. Von den durch die Dichtung nach der Erfindung erbrachten Vorteilen ist besonders die Tatsache zu betonen, daß die Metallblechwand sich durch einen einfachen Stanzvorgang herstellen läßt, ohne daß an die Fertigungstoleranzen größere Anforderungen zu stellen sind. Außerdem ist die Reibung ausschließlich auf eine oder wenige Berührungsstellen der gewellten Metallblechwand begrenzt, wobei die Reibung sich durch die Wahl der Querschnittsform der Metallblechwand verringern läßt.
  • Die erfindungsgemäße Erstarrungsstopfbüchse kann auch derart ausgebildet sein, daß die Metallblechwand mit einer schraubenförinig verlaufenden Wellung versehen ist, deren innerer Wellenscheitel an der Stange bzw. Welle und deren äußerer an der zylindrischen Innenwand des umgebenden Maschinenteils anliegen, wobei der schraubenförmige Kanal zwischen dem Metallblech und der zylindrischen Innenwan#d als Kühlmittelzuführungskanal ausgebildet ist. Der Vorteil einer solchen Ausführung nach der Erfindung ist auch darin zu seihen, daß das Kühlmittel, indem es mit einer der Seiten der Metallblechwand in Berührung kommt, umgewälzt wird, und be- wirkt, daß auf der anderen Seite, der Metallblechwand längs eines bestimmten Abschnittes der schraubenförmigen Wellung das Strömungsmedium fest wird. Der andere stromabwärts des Kühlmittels gelegen,e Abschnitt der Metallblechwand dient zur Sicherheit und hat insbesondere bei einem Durchlaß oder einer Durchführung für ein sich verschiebendes Teil die Aufgabe von Abstreifs#egmenten. Dabei läßt sich bei dieser Ausführung die Anzahl der schraubenförmig verlaufenden Wellungen der Metallblechwand sowie ihrer Querschnittsform vorteilhaft in Abhängigkei-t von der Leistung des Kühlmitteldurchsatzes gestalten.
  • Ist eine gewisse radiale Beweglichkeit zwischen den Maschinenteilen erforderlich, so kann man vorteilhafterweise die Erfindung auch derart ausführen, daß die gewellte Metallblechwand nur mit einem ihrer Enden an dem ihr zugeordneten Maschinenteil befestigt wird, während das andere Ende frei beweglieh angeordnet ist. Bei einer solchen Ausbildung kann man dann in der zylindrischen Innenwand des äußeren Maschinenteils einen der Kühlmittelfährung dienenden Blechinantel anordnen, an dem die am anderen Maschinenteil befestigte Metallblechwand anliegt.
  • Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g. 1 einen schematischen Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Erstarrungsstopfbüchse, F ig.2 einen schematischen Axialschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Befestigung der Trennwand nur an einer Kreislinie vorgenommen ist, F i g. 3 und 4 schematische Axialschnitte durch weitere mögliche Ausführungsbeispiele, bei denen die Trennwand nur eine einzige Umfangswellung aufweist.
  • In den einzelnen Figuren sind nur die zur Verständlichmachung der Erfindung notwendigen Teile dargestellt, wobei die entsprechenden Teile in diesen Figuren mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind.
  • F i g. 1 zeigt eine Metallwelle 1, die auf der einen Seite von einem Strömungsmedium 2 und auf der anderen Seite von der Außenatmosphäre 3 umgeben ist. Das Medium 2 ist von einer bei Umgebungstemperatur fest werdenden Art, also beispielsweise eine in einem Kernreaktor als Kühlmittel verwendete organische Flüssigkeit, wie z. B. eine Mischung aus Terphenylenen.
  • Zwischen der Welle 1 und ihrem zylindrischen Durchlaß 4 ist eine dünne Metalltrennwand 5 angeordnet. Die an den Kreislinien 6 und 7 mit dem Durchlaß 4 verschweißte Trennwand hat schraubenlinienförmige Außenflächen, die so ausgebildet sind, daß die der Welle 1 zugekehrte Außenfläche mit ihr in leichter Berührung steht.
  • Zwischen der Trennwand 5 und dem Durchlaß 4 ist ein Kreislauf 8 eines, Kühlmittels, beispielsweise von Wasser, bei Umgebungstemperatur hergestellt. Gegebenenfalls sorgen indem zylindrischenDurchlaß (oder an bzw. in der Welle) ausgebildete Vorsprünge oder Ringnuten 9 bzw. 10 für eine zusätzliche Sicherheit der Dichtheit der Dichtung.
  • Die Arbeitsweise dieser Art von Dichtungen ist folgende: Wenn die Flüssigkeit 2 innerhalb der schraubenlinienförmig vorlaufenden Nuten der Trennwand entlang der Welle. 1 auszufließen bestrebt ist, wird sie durch Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel 8 gekühlt und verfestigt. Naturgemäß haftet sie. jedoch nicht an der (meist eine über der Umgebungstemperatur liegende Temperatur aufweisenden) Welle 1, so daß sie ihre Verschiebung oder ihr Umlaufen zuläßt.
  • Als Anhalt sei bemerkt, daß eine Dichtung dieser Art an einer Welle mit einem Durchmesser von 30 mm mit Terphenyl bei 430' C, einem Druck von etwa 5 kg/cm2 und 30 kg/cm2 ohne Auftreten von Leckverlusten verwendet wurde. Der Kühlmitteldurchsatz lag zwischen 0 und 0,8 1/min, also bei einem sehr geringen Wert. Die Temperatur ging über 75' C nicht hinaus und betrug in der Nähe der Dichtung ohne Kühlung 55' C und bei einem Kühlmitteldurchsatz von 0,8 1/min 300 C. Die maximal erforderliche Kraft zum »Lösen« der Welle beträgt 700 kg. Zu ihrer weiteren Verstellung genügen praktisch Null betragende Kräfte (vernachlässigbare Reibung).
  • F i g. 2 bis 4 veranschaulichen andere Ausführungsformen, bei denen die Welle 1 durch ein Metallrohr 11 ersetzt worden ist, das sich im Inneren einer feststehenden Hülse oder Buchse 14, beispiels# weise durch Längsdehming, verstellen kann. Um, wie im vorstehenden Beispiel, die Abdichtung zwischen diesen beiden Teilen gegen-über einer bei Umgebungstemperatur fest werdenden Flüssigkeit zu bewirken, befestigt man an dem beweglichen Teil 11, beispielsweise mit Hilfe einer ringförmigen Schweißnaht 19, eine dünne Metalltrennwand 15 mit schraubenlinienförmigen Profilen. Diese Trennwand steht mit einem mit Hilfe von Schweißnähten 16 und 17 mit dem feststehenden Teil 14 verschweißten zylindrischen Blech 14' in Gleitkontakt, wobei zwischen dem feststehenden Teil 14 und dem zylindrischen Teil 14# ein Kühlmittel 18 umgewälzt wird. Die Trennwand ist elastisch genug, um sich bogenstrebenartig gegen das gekühlte zylindrische Blech 14' anzulegen.
  • F i g. 3 und 4 zeigen noch weiter vereinfachte Varianten der erfindungsgemäßen Erstarrungsstopfbüchse. Die dünne Metalltrennwand 20 oder 21 weist nur eine einzige Umfangswellung auf. Das Ende des beweglichen Teiles 11 kann, wie in F i g. 3, zyhndrisch mit gleichbleibendem Durchmesser oder, wie in F i g. 4, zylindrisch mit bei 22 leicht reduzierten Durchmesser ausgebildet sein.
  • Die nach F i g. 1 vorgesehenen Sicherheitsvorsprünge und -nuten 9 bzw. 10 können durch den Kühlmittelkreislauf 8 ebenfalls gekühlt werden.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1. Erstarrungsstopfbüchse zur Abdichtung des Spaltes zwischen zwei Maschinenteilen, wie einer verschiebbaren Stange oder drehbaren Welle und einem Gehäuse gegen ein vom gasförmigen oder flüssigen, bei Abkühlung in den festen Zustand übergehendes Medium, wie z. B. einem Gemisch aus, Terphenylenen, mit einer den Stopfbüchsenspalt verengenden, die Stange oder Welle umgebenden Einlage und einer an diese angrenzenden Kühlmittelführung, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Einlage (5 bzw. 15, 20, 21) aus einer dünnen Metallblechwand besteht, die mindestens eine sich über den Umfang erstrekkende Wellung aufweist, mit dem einen Maschinenteil (4 oder 11) fest verbunden ist und am anderen Maschinenteil (1 oder 14') unter leichter Berührung anliegt.
  2. 2. Erstarrungsstopfbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallblechwand (5) mit einer schraubenförmig verlaufenden Wellung versehen ist, deren innerer Wellenscheitel an der Stange bzw.
  3. Welle (1) und deren äußerer an der zylindrischen Innenwand des umgebenden Maschinenteils (4) anliegen, wobei der schraubenförmige Kanal zwischen dem Metallblech und der zylindrischen Innenwand als Kühlmittelzuführungskanal (8) ausgebildet ist. 3. Erstarrungsstopfbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zylindrischen Innenwand des äußeren Maschinenteils (14) ein der Kühlmittelführung dienender Blechmantel (14') angeordnet ist, an dem die am anderen Maschinenteil (11) befestigte Metallblechwand (15 bzw. 20, 21) anliegt.
  4. 4. Erstarrungsstopfbüchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellte Metallblechwand (15 bzw. 20, 21) nur mit einem ihrer Enden an dem ihr zugeordneten Maschinenteil (11 bzw. 22) befestigt ist, während das andere Ende radial frei beweglich angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 076 200, 1882 757, 2799522.
DEE26349A 1963-03-01 1964-02-04 Erstarrungsstopfbuechse Pending DE1229801B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0353219A1 (de) * 1988-07-26 1990-01-31 VOEST-ALPINE Bergtechnik Gesellschaft m.b.H Schildschwanz für eine Schildvortriebsmaschine sowie Verfahren zum Abdichten des Ringspaltes zwischen dem Schildschwanz und Ausbauelementen
US4930404A (en) * 1986-12-23 1990-06-05 Fritz Zbinden Very high pressure piston pump

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1882757A (en) * 1928-06-09 1932-10-18 Western Electric Co Method of sealing joints
US2076200A (en) * 1933-12-01 1937-04-06 Pirelli General Cable Works Apparatus for extruding metal
US2799522A (en) * 1954-01-07 1957-07-16 Mine Safety Appliances Co Shaft seal

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