DE3535855A1 - Vorrichtung zum einleiten von druckfluessigkeit in eine drehende welle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten von Druckflüssig­ keit in eine drehende Welle mit einer auf der Welle angeordneten fest­ stehenden Manschette, unter der durch zwei an der Manschette sowie an der Welle anliegende Dichtringe ein der Überleitung der Druckflüssig­ keit aus der Manschette in die Welle dienender Ringraum abgedichtet ist, wobei die Dichtringe mindestens an einer Seite eine gleitende An­ lage haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verschleiß der Dicht­ ringe, insbesondere bei hohem Druck der Druckflüssigkeit, wie etwa im Bereich bis zu 300 bar oder darüber, zu vermindern.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck bei einer Vorrichtung der ein­ gangs bezeichneten Art dadurch erfüllt, daß hinter den betreffenden Anlageflächen für die Dichtringe Hohlräume angeordnet sind und der Druckflüssigkeitsstrom durch diese geführt ist.

Die Druckflüssigkeit wird so als Kühlmittel verwandt. Damit wird die Erhitzung der Dichtringe gemindert. Dies verringert ihren Verschleiß.

Zweckmäßigerweise sind die Hohlräume hinter den gesamten Anlage­ flächen sich erstreckende Ringräume, und Kanäle für die Druckflüssig­ keit münden darin.

Damit wird die grundsätzlich vorhandene Wärmeübergangsfläche voll ausgeschöpft.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann sie durch eine Auf­ rauhung, Wellung und/oder Rippung noch vergrößert werden.

Im Prinzip kann sich die gleitende Anlage an der Seite der Welle, an der Seite der Manschette oder sogar an beiden Seiten befinden. Dement­ sprechend können die Mündungen der genannten Kanäle Eingänge in die Welle führender Kanäle oder Ausgänge in der Hülse oder beides sein. Der praktische Fall wird allerdings in aller Regel der erstere sein, d.h. die gleitende Anlage der Dichtringe an der Seite der Welle.

Bei der wellenseitig gleitenden Anlage der Dichtringe können die An­ lageflächen in einer Ausführungsform der Erfindung durch zwei mit einem Abstand auf der Welle sitzende, an der Anlagefläche hinter­ schnittene Hülsen gebildet sein. Die Herstellung dieser Hülsen ist ver­ gleichsweise einfach.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind bei wellenseitig gleitender Anlage der Dichtringe die Anlageflächen durch eine auf der Welle sitzende Hülse gebildet, die hinter den Anlageflächen und da­ zwischen ausgehöhlt ist und Durchlässe aufweist. Hier kann der Strom der Druckflüssigkeit günstiger geleitet werden, insbesondere mit winkel­ versetzter Anordnung der Durchlässe gegenüber den Eingängen der in die Welle führenden Kanäle.

Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wieder.

Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch eine Vorrichtung zum Einleiten von Druckwasser in eine drehende Welle,

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach Linie II-II in Fig. 1.

Auf einer drehenden Welle 1 ist über eine Verbindung aus Kugellagern 2 eine Manschette 3 feststehend angeordnet. Sie setzt sich zusammen aus einem mit einem Druckwasseranschluß 30 versehenen Mittelring 4 und zwei mit diesem verschraubte Außenringe 5. Die Verschraubung besteht aus einer Vielzahl von Schraubbolzen 6, von denen einer in der Zeich­ nung erscheint. Mit den Außenringen in einer nicht gezeichneten Weise verschraubt sind zwei Sitzringe 7 für zwei Dichtungsringe 8. Zwei Stirnringe 9 schließen die Manschette 3 axial ab.

Auf der Welle 1 aufgeschrumpft ist eine Hülse 10, an deren Innenseite ein ringförmiger Hohlraum 12 ausgefräst ist. Die äußere Wandung 13 dieses Hohlraums ist gewellt. Sie weist, axial mittig und symmetrisch auf dem Umfang verteilt, vier Ausnehmungen 14 auf.

An den axialen Enden des Hohlraums 12 münden symmetrisch zwischen den Ausnehmungen 14 je vier in einer Axialbohrung 15 zusammentreffende Radialbohrungen 16 der Welle 1.

Mit 17 sind Dichtungen zwischen verschiedenen Teilen der Vorrichtung bezeichnet.

In zwischen den Sitzringen 7 und den Außenringen 5 der Manschette eingerichteten Leckräumen 18 sind weitere Dichtungsringe 19 von zangen­ förmigem Querschnitt angeordnet. Hinter diesen münden in den Leck­ räumen 18 Leckleitungen 20, für die am Umfang der Manschette Schlauch­ anschlüsse 21 eingerichtet sind.

Zwischen den Leckräumen 18 und den Kugellagern 2 sind schließlich jeweils ein Filzring 22 und eine ringförmige Fettkammer 23 angeordnet.

Die Manschette 3 wird auf der Welle 1 montiert, indem die bereits mit den Sitzringen 7 und den Dichtungsringen 8 zusammengesetzten Außen­ ringe 5 über der mit der Hülse 10 versehenen Welle 1 mit dem Mittel­ ring 4 zusammengeschoben werden und mit ihm nach Einsetzen der Kugel­ lager 2 und Aufsetzen der Stirnringe 9 verschraubt werden.

Durch den Druckwasseranschluß 30 zugeführtes Druckwasser verteilt sich in dem zwischen den Dichtungsringen 8 gebildeten Ringraum 24, gelangt aus diesem durch die Ausnehmungen 14 hindurch in den Hohlraum 12 und fließt in diesem jeweils über ein Achtel des Wellenumfangs hinweg in die Radialbohrungen 16 und schließlich in der Axialbohrung 15 weiter. In Fig. 2 ist dieser Fluß durch Pfeile angedeutet.

Die Druckflüssigkeit erstreckt sich in den Spalten der Dichtungsringe 8 über deren inneren Schenkeln, aber nicht darunter, und preßt damit die inneren Schenkel der Dichtungsringe 8 von außen an die Hülse 10. Die Stärke dieser Anpressung ist abhängig von der axialen Länge, auf der der innere Schenkel nicht auf dem Sitzring 7 aufliegt.

Je größer der Druck, umso mehr Reibungswärme wird hier erzeugt. Dem kann man durch Polieren der Oberfläche der Hülse 10, bevorzugt durch eine "Tenifer"-Behandlung, und durch eine geeignete Materialauswahl der Dichtungsringe, wie Polytetrafluoräthylen mit eingelagertem Graphit, entgegenwirken. In der beschriebenen Vorrichtung wird jedoch außerdem in erheblichem Maße Wärme abgeführt durch das dicht unter der Rei­ bungsfläche entlangfließende Druckwasser. Die Wellung der, im Hin­ blick auf die gewünschte Wärmeleitung möglichst dünnen, äußeren Wandung 13 des Hohlraumes 12 vergrößert den Wärmeübergang.

Ist ein Dichtungsring 8 verschlissen und wird die Dichtung dann un­ dicht, so füllt das hindurchgelangende Leckwasser den betreffenden Leckraum 18 und baut in diesem Druck auf. Dieser aktiviert die weiteren Dichtungsringe 19, indem er die beiden Backen ihres zangen­ förmigen Querschnitts auseinander treibt und gegen die Hülse 10 und den Außenring 5 preßt. Gleichzeitig wird das Leck ange­ zeigt durch einen kleinen Leckwasserstrom, der durch eine den Leck­ raum 18 mit einer der Leckleitungen 20 verbindende Bohrung 25 fließt. Es kann nun innerhalb der vergleichsweise kurzen Standzeit des weiteren Dichtungsringes 19 Vorsorge für ein Auswechseln der Dichtungs­ ringe 8 getroffen werden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Einleiten von Druckflüssigkeit in eine drehende Welle mit einer auf der Welle angeordneten feststehenden Manschette, unter der durch zwei an der Manschette sowie an der Welle an­ liegende Dichtringe ein der Überleitung der Druckflüssigkeit aus der Manschette in die Welle dienender Ringraum abgedichtet ist, wobei die Dichtringe mindestens an einer Seite eine gleitende Anlage haben, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den betreffenden Anlageflächen für die Dichtringe (8) Hohlräume (12) angeordnet sind und der Druckflüssigkeitsstrom durch diese geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (12) hinter den gesamten Anlageflächen sich er­ streckende Ringräume sind und Kanäle (15) für die Druckflüssigkeit darin münden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei wellenseitig gleitender Anlage der Dichtringe die Anlage­ flächen durch zwei mit einem Abstand auf der Welle sitzende, an der Anlagefläche hinterschnittene Hülsen gebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei wellelseitig gleitender Anlage der Dichtringe (8) die Anlage­ flächen durch eine auf der Welle (1) sitzende Hülse (10) gebildet sind, die hinter den Anlageflächen und dazwischen ausgehöhlt (12) ist und Durchlässe (14) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe (14) winkelversetzt mit den Eingängen in die Welle führender Kanäle (16) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlraumwandung (13) im Bereich der Anlageflächen ge­ rauht, gewellt und/oder gerippt ist.