DE3880274T2 - Dichtungseinrichtung fuer die welle einer drehenden maschine. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen, die bestimmt sind, die Abdichtung von Maschinen mit drehender Welle der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu gewährleisten.
• Außer mechanischen Armaturen, die praktische dicht aber teuer sind und die in Abhängigkeit von den Drücken, den Umfangsgeschwindigkeiten und den gepumpten Flüssigkeiten angepaßt werden müssen und deren Ersatz eine vollständige Demontage der Dichtungseinrichtung erfordert, werden gegenwärtig, um die Dichtigkeit der drehenden Welle einer Pumpe zu gewährleisten, Gewebedichtungen eingesetzt. Sie sind gebildet aus einer Schichtung mehrerer Geweberinge unterschiedlichen Querschnitts. Um eine gewisse Schmierung zu ermöglichen lassen sie eine geringe Leckage-Menge durchlaufen. Man muß sie im Zeitpunkt ihres Einbaues ausbilden und imprägnieren, was eine lästige und schmutzige Arbeit ist. Außerdem werden sie schnell schadhaft. Ihr Ersatz erfordert erneut die selben Arbeiten.
• Die US-A-4 421 329 beschreibt eine Lippenverbindung aus zwei Teilen, die in einem die Welle umgebenden Ringkanal einzubauen ist.
• Die US-A-2 692 152 beschreibt eine Dichtungsvorrichtung für die Welle einer drehenden Maschine. Sie umfaßt ein Lagerteil, das am Maschinengehäuse befestigt ist und einen Sitz für eine Anordnung bildet, der sich radial auf der Welle und in axialer Richtung auf der Seite der Welle erstreckt, sowie eine Stopfbüchse, die an dem Gehäuse montiert und geeignet ist, eine Dichtung in axialer Richtung zurückzuhalten, die in dem Sitz untergebracht und geschlitzt ist, wobei die einander gegenüberliegenden Endflächen des Schlitzes zusammengefügt sein können, und von deren innerer Seitenfläche radiale, kontinuierlich verlaufende Lippen hervorstehen.
• Die Erfindung verringert die Nachteile der vorbekannten Anordnungen durch eine Vorrichtung, die eine Dichtung aufweist, die einfacher herzustellen und zu montieren ist und deren Dichtigkeit dennoch der der Gewebedichtungen überlegen ist im Hinblick auf Leckage und gegenüber allen Dichtungen im Hinblick auf die Lebensdauer.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf.
• Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besteht das ringförmige Element aus einem Stück und ist aus einem Material, das geeignet ist, die anfängliche ringförmige Form wieder anzunehmen, nachdem die zwei einander gegenüber befindlichen Endflächen voneinander um einen Abstand, der größer ist als der Innendurchmesser des ringförmigen Elements voneinander entfernt worden sind.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform besteht das ringförmige Element aus zwei ringförmigen, vorzugsweise gleichen Teilen, deren Endflächen gleichzeitig jeweils zu zweien zusammengefügt werden können.
• Die Montage wird erleichtert, da es, wenn die Dichtung aus einem Stück gebildet ist, genügt, sie vorübergehend zu verformen, indem man die beiden Endflächen voneinander entfernt, um sie um die Welle herumzuführen oder um sie von der Welle wegzunehmen, ohne die ganze Dichtungseinrichtung demontieren zu müssen. Besteht die Dichtung aus zwei Teilen, genügt es, sie unabhängig voneinander um die Welle herumzulegen und sie zusammenzufügen, ohne die ganze Einrichtung demontieren zu müssen. Die Herstellung erfolgt in der Fabrik in entsprechenden Formen und erfordert keine Anfertigung einer Gewebedichtung am Montageort. In unerwarteter Weise zeigt es sich, daß diese geschlitzte Dichtung, die, indem sie einen Weg für eine Leckage schafft, der angestrebten Dichtigkeit entgegenzuhandeln scheint, weniger Leckage hat als eine Gewebedichtung.
• Dadurch, daß zwei radiale Lippen vorgesehen werden, definiert man zwischen ihnen eine Schmiermittelkammer.
• Das Schmiermittel des Typs Molydal 3669 oder 3790 gewährleistet während der Anlaufphase der Pumpe die Schmierung der Lippen und damit ihre Kühlung, wodurch eine Beschädigung derselben vermieden wird, während die transportierte Flüssigkeit nicht mit der Dichtung in Kontakt ist. Damit jede Lippe dem Druck besser Stand hält, ist diejenige ihrer Flanken, die der Seite der unter Druck stehenden Flüssigkeit zugewandt ist, deren Austritt verhindert werden muß, mehr geneigt als die andere im Hinblick auf die Achse des ringförmigen Elements. Diese Lippen, die sich in einer zur Achse der Welle senkrechten Ebene erstrecken, kommen in einen geradlinigen Kontakt mit der Welle und gewährleisten eine bessere Dichtigkeit als Dichtungen mit oberflächlichem Kontakt und haben eine geringere Neigung, sich von der Welle zu lösen, indem sie sich umbiegen. Um die Montage durch eine symmetrische Dichtung zu vereinfachen, sind die zwei Flanken der zwei Lippen, die weiter voneinander entfernt sind stärker geneigt als die zwei anderen Flanken. Die zweite Lippe verhindert das Eindringen von Staub. Um einen guten und wirksamen Kontakt der Lippen mit der Welle zu gewährleisten, ist es besser, daß die äußeren Enden der Lippen abgerundet sind. Vorzugsweise um eine Leckage über die Außenseite der Dichtung zwischen dieser und dem Gehäuse zu verhindern, ist ein kontinuierlich verlaufender Wulst vorgesehen, der auf der seitlichen Außenfläche des ringförmigen Elements hervorsteht. Es läßt sich feststellen, daß die Leckage geringer ist, wenn die Endflächen einen Winkel bilden mit der Ebene, die durch die Achse des ringförmigen Elements und durch die Innenseite einer Endfläche verläuft.
• Vorzugsweise besteht die Dichtung aus einem plastischen Material, insbesondere aus Polyurethan, z. B. Elastollan 1185A, hergestellt von BASF.
• In der beigefügten Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.
• Fig. 1 und 2 zeigen eine perspektivische Darstellung zweier Ausführungsformen einer Dichtung, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt wird,
• Fig. 3 ist ein Querschnitt dieser zwei Dichtungen und
• Fig. 4 ist ein Axialschnitt einer Dichtungseinrichtung für die Welle einer drehenden Maschine mit einer Dichtung.
• Die in Fig. 1 dargestellte Dichtung besteht aus einem ringförmigen Element, das durch zwei ringförmige Teile (1, 2) gebildet ist. Die Endflächen (3) des Ringteiles (1) kann mit der Endfläche (4) des Ringteiles (2) zusammengefügt werden. Die Endfläche (5) des Ringteils (1) kann zur gleichen Zeit mit der Endfläche (6) des Ringteiles (2) zusammengefügt werden.
• Die Dichtung gemäß Fig. 2 umfaßt ein ringförmiges Element (7) aus einem thermoplastischen, elastomeren Polyurethan, mit der Bezeichnung Elastollan 1185A (BASF), das geeignet ist, die ringförmige Gestalt, in der es dargestellt ist, anzunehmen, nachdem die zwei Endflächen (8 und 9) voneinander um einen Abstand, der größer ist als der Innendurchmesser des ringförmigen Elements voneinander entfernt worden sind.
• In den zwei Fällen bilden die Endflächen einen Winkel mit einer Ebene, die durch die Achse des ringförmigen Elements (1, 7) und durch die Innenseite (10) einer Endfläche (6) verläuft.
• Man erkennt in Fig. 3, daß von der inneren Seitenfläche (10) des ringförmigen Elements zwei radiale, kontinuierlich verlaufende Lippen (11, 12) vorspringen, die zwischen sich eine Schmiermittelkammer definieren, die mit Talg oder Fett gefüllt werden kann. Die Flanken (14 und 15) der zwei Lippen (11 und 12), die weiter voneinander entfernt sind, sind stärker geneigt als die zwei anderen Flanken (16 und 17). Die äußeren Enden der Lippen (11, 12) erstrecken sich in Ebenen, die senkrecht sind zur Achse der Welle A und sind bei (18 und 19) abgerundet. Zwei kontinuierlich verlaufende Wulste (20, 21) erheben sich von der äußeren Seitenfläche (22) des ringförmigen Elements.
• Die Dichtungsvorrichtung in Fig. 4 umfaßt ein Lagerteil (23), das am Maschinengehäuse befestigt ist und einen Sitz für eine Dichtung (24) bildet, die um die mit einem Mantel (29) aus nicht oxydierbarem Stahl versehene Welle (A) einer drehenden Maschine herumgelegt ist. In dem Dichtungssitz sind nacheinander ein Distanzring (25) und die Dichtung (24) angeordnet. Diese kann in dem Sitz durch eine Stopfbuchse (26) mittels Schraubenbolzen (27), die in das Lagerteil (23) eingeschraubt sind, und mittels Muttern (28) an ihrem Platz gehalten werden.
• Die Erfahrung zeigt, daß unter diesen Bedingungen die Dichtung (24) eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit gegenüber sandigem Wasser besitzt und eine Lebensdauer aufweist, die unter gleichen Funktionsbedingungen gegenüber einer Gewebedichtung um das Vierfache und gegenüber einer mechanischen Dichtungsanordnung um das Zweifache größer ist. Sie erträgt Umfangsgeschwindigkeiten von 10 m/sec. und Drücke von 25 Bar. Ein geringer Leckverlust, der die Schmierung ermöglicht, ist in der Größenordnung von 3 Litern pro Stunde im Mittel, was geringer ist als der Leckverlust einer Gewebedichtung. Die Montage einer einzigen Dichtung genügt, um die Dichtigkeit zu erreichen, welcher Druck auch immer verwendet wird.
• Um die Dichtung (24) zu wechseln genügt es, die Stopfbüchse (26) zu lösen, die Dichtung (24) auf der Welle nach außen, außerhalb des Lagerteils (23) gleiten zu lassen und, wenn die Dichtung der Art gemäß Fig. 2 ist, sie von der Welle abzunehmen, indem ihre Flächen (8 und 9) voneinander entfernt werden, und eine neue aufzusetzen, indem deren Flächen (8 und 9) derart voneinander entfernt werden, daß ihr Abstand größer ist als der des Radius der Welle (A), und, wenn die Garnitur von der Art der Fig. 1 ist, die Teile 1 und 2 voneinander zu lösen und durch neue zu ersetzen. Die neue Dichtung wird an ihrem Platz in dem Lagerteil (23) eingeschoben, und die Stopfbüchse (26) wird wieder angeschraubt.
• Auf diese Weise ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung, auch bei einer Flüssigkeit unter hohem Druck, die Abdichtung einer Welle, die mit hoher Geschwindigkeit umläuft, wobei die Dichtung an ihrem Platz ausgewechselt werden kann, ohne die ganze Maschine demontieren zu müssen.

Claims (8)

1. Dichtungseinrichtung für die Welle einer drehenden Maschine, die ein Lagerteil (23) umfaßt, das am Maschinengehäuse befestigt ist und einen Sitz für eine Dichtungsanordnung bildet, der sich radial auf der Welle (A) und an der Seite der Welle in Axialrichtung erstreckt, und eine Stopfbüchse (26), die an dem Gehäuse montiert und geeignet ist, eine Dichtung (24) in axialer Richtung zurückzudrängen, die in dem Sitz untergebracht und geschlitzt ist, wobei die einander gegenüberliegenden Endflächen (3, 4, 5, 6, 8, 9), des Schlitzes zusammengefügt werden können, und wobei von der seitlichen Innenfläche (10) der Dichtung radiale, kontinuierlich umlaufende Lippen (11, 12) hervorstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung gebildet ist durch ein einziges, geschlitztes ringförmiges Element (1, 2, 7), von dem jede der zwei axialen Flanken in einer Ebene angeordnet ist die senkrecht zur Achse der Welle (A) ist, wobei diese axialen Flanken, in der montierten Position, in Kontakt mit den Oberflächen des Sitzes und der Stopfbüchse (26) kommen, und daß das ringförmige Element (1, 2, 7) zwei radiale, kontinuierlich umlaufende Lippen (11, 12) aufweist, die so angeordnet sind, daß sie in Axialrichtung zwischen sich und der Welle eine Schmiermittelkammer (13) bilden und auf der Innenseite des Zwischenraums angeordnet sind, der durch die Ebenen der axialen Flanken begrenzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken jeder Lippe (11, 12) geneigt sind im Verhältnis zu einer Ebene, die senkrecht zur Achse der Welle (A) ist, und daß die einen Flanken (14, 15) jeder Lippe (11, 12) mehr geneigt sind als die anderen (16, 17) im Verhältnis zu dieser Ebene.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Flanken (14, 15) der zwei Lippen (11, 12), die in Axialrichtung mehr voneinander entfernt sind, stärker geneigt sind als die zwei anderen Flanken (16, 17) im Verhältnis zu der besagten Ebene.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden (18, 19) der Lippen abgerundet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen kontinuierlich umlaufenden Wulst (20, 21), der von der äußeren seitlichen Fläche (22) des ringförmigen Elementes hervorsteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen (3, 4, 5, 6) des ringförmigen Elements (1, 2, 7), die von dem Schlitz herrühren, einen Winkel bilden mit einer Ebene, die durch die Achse des ringförmigen Elementes und durch die Innenseite einer Endfläche (3, 4, 5, 6) verläuft.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Element (7) aus einem Material besteht, das geeignet ist, die anfängliche ringförmige Gestalt wieder anzunehmen, nachdem die zwei gegenüberliegenden Endlächen (8, 9) voneinander um einen Abstand entfernt worden sind, der größer ist als der Innendurchmesser des ringförmigen Elements.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das einzige ringförmige Element zweimal geschlitzt ist, wobei die vorzugsweisen gleichen Teile des ringförmigen Elements (1, 2) Endflächen (3, 4, 5, 6) aufweisen, die jeweils gleichzeitig zu zweien zusammengefügt werden können.