DE505082C

DE505082C - Abdichtungsvorrichtung fuer umlaufende Maschinenteile

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Publication number: DE505082C
Application number: DESCH76594D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1926-01-13
Filing date: 1926-01-13
Publication date: 1930-08-15

Description

Die dauernde und sichere Abdichtung von umlaufenden Maschinenteilen gegeneinander, die vielfach erforderlich ist, insbesondere z. B. bei Drehkolbenmaschinen bzw. Kapselwerken mit umlaufender Kapsel und feststehendem Kolben, bereitet bekanntlich erhebliche Schwierigkeiten. Zweck vorliegender Erfindung ist es, eine für solche Fälle geeignete Abdichtung zu schaffen.

Man hat zu diesem Zweck schon vorgeschlagen, ein mit dem einen der beiden zusammenarbeitenden Teile drehbares, in der Achsenrichtung verschiebbares Stück durch Federdruck 0. dgl. gegen eine geeignete Fläche des anderen der beiden Maschinenteile fest anzupressen. Dabei war aber die Anordnung so getroffen, daß zwischen dem umlaufenden und dem feststehenden Maschinenteil außer einem mit jenen umlaufenden Ring noch eine Anzahl durch Federdruck gegen den umlaufenden Ring angepreßter loser Ringe angeordnet war, die als sogenannte Schleppringe wirkten, in solcher Weise, daß jeder folgende Schleppring eine geringere Umlaufsgeschwindigkeit besaß als der vorhergehende. Dabei war also der erste Ring mit dem umlaufenden Maschinenteil starr verbunden, während die übrigen Ringe gegen jenen frei drehbar waren und nur durch Reibung teilweise mitgenommen wurden. Dadurch sollte die Brauchbarkeit der als Abdichtungsmittel verwendeten Ringe bei hohem Druck und hoher Umlaufsgeschwindigkeit erhöht werden.

Demgegenüber kommt es gemäß vorliegender Erfindung darauf an, daß das axial verschiebbare Stück der Abdichtungsvorrichtung gegen den einen der beiden zusammenarbeitenden Maschinenteile um einen kleinen Betrag drehbar ist, und daß bei der durch die Reibung erfolgenden Verdrehung auf diesem Maschinenteil eine keilartig wirkende Vorrichtung eine gegen den Federdruck o. dgl. gerichtete Kraft auf das axial verschiebbare Stück ausübt. Während einerseits durch die Andrückung jenes axial verschiebbaren Stückes an einen der beiden Maschinenteile eine vollkommene Abdichtung erzielt wird, wird andererseits durch idie bei der Verdrehung dieses Stückes in Wirksamkeit tretende keilartige Vorrichtung eine entsprechende Entlastung dieses verschiebbaren Stücks von dem Federdruck erzielt, indem bei Mitnahme des axial verschiebbaren Stücks durch den sich drehenden Maschinenteil oder umgekehrt bei dessen Festhalten durch den stillstehenden Maschinenteil ein Gegendruck gegen den Federdruck durch jene keilartig wirkende Vorrichtung erzeugt wird. So wird ermöglicht, daß trotz einer so festen Andrückung jenes axial verschiebbaren Stücks an den einen Maschinenteil eine vollkommene Abdichtung gesichert ist, doch die Drehung der beiden Maschinenteile gegeneinander nicht behindert wird.

Als keilartig wirkende Vorrichtung zur Ausübung dieses Gegendrucks gegen den Federdruck können gemäß der Erfindung zweck-

mäßig Kugeln oder Walzen Anwendung finden, die in geeigneten Pfannen mit schräg ansteigenden Begrenzungswänden gelagert sind und beim In-die-Höhe-Wandern auf diesen Schrägflächen der Pfannen den Gegendruck und damit die Entlastung verursachen. In der Zeichnung ist eine Anzahl von Ausfiihrungsformen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt ίο Abb. ι einen Längsschnitt durch das eine Ende einer Welle mit diese umgebendem Gehäuse,

Abb. 2 das verschiebbare Kegelstück, teilweise in Ansicht unter Weglassung des Gehäuses und teilweise im Schnitt.

Abb. 3 zeigt die eine Hälfte von Gehäuse und Welle einer zweiten Ausführungsform im Schnitt, und die

Abb. 4 bis 8 zeigen entsprechende Schnittzeichnungen weiterer Ausführungsformen.

Bei der Ausführungsform nach den Abb. 1 und 2 bezeichnet 2 ein Stück einer Welle, ι ein diese umgebendes Gehäuse. In diesem Gehäuse 1 befindet sich ein lose eingesetztes S5 Kegelstück 3, dessen Kegelfläche sich gegen eine entsprechende kegelige Innenfläche des Gehäuses 1 legt. Die Welle 2 ist auf einer Schulterfläche oder einem Bund mit Pfannen 6 und die Unterseite des Kegels 3 mit ent-30. sprechenden Pfannen 7 (Abb. 2) versehen. Die Pfannen besitzen, wie aus der Zeichnung ersichtlich, schräg ansteigende Begrenzungsflächen. In diese Pfannen sind Kugeln 4 eingelagert. Die Kegel 3 werden durch Fedem 5 gegen die Kugeln 4 und gegen die kegeligen Sitzflächen des Gehäuses 1 gepreßt. Das Widerlager für die Feder 5 wird durch einen einschraubbaren und einstellbaren Ring 10 gebildet. Zwischen diesen und das Gehäuse ι ist ein Kugellager 11 mit den Kugeln 9 eingeschaltet, während der Abschluß nach außen durch einen eingeschraubten Verschlußring 8 bewirkt wird.

In einen erweiterten^; Schlitz oder eine Nut 13 an der Innenseite des hohlen Kegels 3 ragt ein Stift 12 hinein, durch den die relative Bewegung des Kegels 3 zu der Welle 2 begrenzt wird, derart, daß bei dieser Bewegung die Kugeln 4 nicht vollständig aus den Pfannen 6 bzw. 7 heraustreten können. Zu diesem Zweck ist die Vertiefung oder Nut 13, wie aus Abb. 2 ersichtlich, etwas kürzer gehalten als die Pfannen 6 bzw. 7. Die Einführung des Stiftes 12 in die Welle 2 kann durch eine nachträglich verschlossene, von der Kegelfläche des Stücks 3 ausgehende Öffnung bewirkt werden, die in der Zeichnung nicht ersichtlich ist.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Steht das Gehäuse 1 fest, während sich die Welle 2 dreht, so wird das Kegelstück 3 durch die Feder 5 gegen die Kegelfläche des Gehäuses 1 gedrückt. Infolgedessen sucht das Gehäuse 1 das Kegelstück 3 durch die Reibung festzuhalten, während es andererseits von der Welle 2 infolge der Verbindung durch die Kugeln 4 mitgenommen wird. Die Reibung zwischen den Teilen 1 und 3 verursacht infolgedessen ein Zurückbleiben des Teiles 3 gegenüber der Welle 2, und die Folge davon ist, daß die Kugeln 4 an den Schrägflächen ihrer Pfannen 6, 7 auflaufen. Es entsteht so eine Keilwirkung, die einen Gegendruck gegen die Feder 5 verursacht. Das Kegelstück 3 wird infolgedessen von der Kegelfläche des Teils ι ein wenig weggedrückt, so daß die Reibung zwischen den Teilen 3 und 1 vermindert wird. Es findet also auf diese; Weise eine selbsttätige Entlastung statt, deren Größe abhängig ist von der Geschwindigkeit der· Umdrehung der Welle. Durch die Anordnung des Stiftes 12 in der Vertiefung 13 wird verhindert, daß die Kugeln 4 vollständig aus den Pfannen 6, 7 heraustreten. Derselbe Zweck wird erreicht, wenn die Spiralfeder 5 nicht nur einen axialen Druck ausübt, sondern gleichzeitig auch auf Torsion beansprucht wird, und zwar einfach dadurch, daß das eine Ende der Feder am go Kegel 3, das andere Ende an der Welle 2 befestigt wird. Die Torsionswirkung der Spiralfeder widerstrebt dann einer übermäßigen gegenseitigen Verschiebung der schrägen Flächen 6 und 7 und sucht diese immer in die Anfangslage zurückzuführen.

Man kann natürlich in gleicher Weise auch das Gehäuse 1 als den sich drehenden Teil und den Maschinenteil 2 als den feststehenden ausbilden. Auch kann man hier, wie bei den andern Ausführungsbeispielen, eine gleichartige Ausbildung treffen für Drehkolbenmaschinen, Kapselwerke mit umlaufender Kapsel u. dgl. Die Mittel zur Begrenzung der Bewegung zwischen dem axial verschiebbaren Stück 3 und dem einen der beiden relativ zueinander drehbaren Maschinenteile können natürlich auch andere als die hier gezeigten sein.

Bei der Ausführungsform nach der Abb. 3 no ist die Anordnung umgekehrt wie nach Abb. i. Die Kegelfläche an dem axial verschiebbaren Stück 15 sitzt in diesem Falle auf der Innenseite, während die Welle oder Achse 14 an ihrer Außenseite eine entsprechende Kegelfläche besitzt. Die Innenfläche des Gehäuses 16 ist in diesem Falle zylindrisch ausgebildet.

Bei der Ausführungsform nach der Abb. 4 dient zur Erzeugung des Federdrucks für die Anpressung des axial verschiebbaren Stücks 17 gegen die Kugeln 4 eine elastische Ring-

scheibe 18, die an dem mit kegeliger Außenfläche versehenen Stück durch den eingeschraubten Ring 19 befestigt ist. An Stelle des Widerlagerringes 10 gemäß Abb. 1 ist hier ein ebenfalls auf die Welle oder Achse 2 aufgeschraubter Ring 20 vorgesehen, der am inneren Rande mit einer vorspringenden Kante 21 versehen ist. Diese drückt gegen den freien Innenrand der elastischen Scheibe

to i8. Dadurch wird für diese Scheibe nicht nur ein einstellbares Widerlager geschaffen, sondern die Scheibe 18 trägt zusammen mit der Kante 21 gleichzeitig zur Erhöhung der Abdichtung zwischen den beiden Maschinenteilen 1 und 2 bei, indem so verhindert wird, daß Druckmittel an der Berührungsstelle zwischen der Kante 21 und der elastischen Scheibe 18 hindurchtreten könnte.

Die Ausführungsform nach Abb. 5 ent-

ao spricht im wesentlichen derjenigen nach Abb. 4, nur mit dem Unterschied, daß gemäß Abb. 5 noch eine besondere Druckfeder 22 vorgesehen ist, die einerseits das Kegelstück auf seinen Sitz preßt und andererseits die elastische Scheibe 18 gegen die Kante 21. Dadurch wird die Abdichtung weiterhin verbessert und erhöht.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 6 ist noch eine zweite elastische Scheibe 23 vorgesehen, die an dem eingeschraubten Ring 20 mit Hilfe des in diesen eingeschraubten Ringes 28 befestigt ist. Während die Scheibe 18 an ihrem Außenrande durch den mit der scharfen Kante 25 versehenen, in das Kegelstück 17 eingeschraubten Ring 24 gehalten wird, wird die Scheibe 23 durch den Ring 28 an ihrem Innenrande gehalten. Durch entsprechende Einstellung des Schraubringes 20 wird einerseits die Kante 21 gegen den freien Rand der Scheibe 18 und der freie Rand der Scheibe 23 gegen die Kante 25 des Ringes 24 gepreßt, andererseits aber auch das Kegelstück 17 gegen seine Sitzflächen. Auch in diesem Falle können natürlieh noch eine oder zwei besondere Spiraloder Schraubenfedern entsprechend Abb. 5 vorgesehen sein.

Bei den Ausführungsformen nach den Abb. 4 bis 6 besitzt das axial verschiebbare Stück 17 keine eigentliche Lagerung auf der Welle oder Achse 2, so daß eine selbsttätige Zentrierung im Gehäuse erfolgt. Wichtig ist, daß die Welle 2 kein Längsspiel hat, weil andernfalls die Keilwirkung auf die Welle und nicht auf das axial verschiebbare Stück 3 bzw. 15 bzw. 17 erfolgen könnte. Die Einstellung der Widerlagerringe 10 bzw. 20 zur Veränderung des anzuwendenden Drucks kann durch geeignete Schlitze im Gehäuse von außen bewirkt werden.

Zur Verhinderung eines vollständigen Heraustretens der Kugeln 4 aus ihren Pfannen kann man auch biegsame Verbindungen zwischen dem Kegelstück 3, -15, 17 und dem einen der beiden relativ zueinander bewegliehen Maschinenteile 1, 2 bzw. 14, 16 vorsehen. Diese biegsamen Verbindungsstücke können z. B. aus Membranen bestehen, die zwischen jenen Teilen befestigt sind und eine geringe Verdrehung und Längsverschiebung des Kegelstücks gegenüber der Welle oder Achse bzw. dem Gehäuse zulassen. Als Material hierfür kommt Gummi oder ein geeignet gewellter Blechring hauptsächlich in Betracht. Auch kann man, wie in Abb. 4 angedeutet, statt dessen Blattfedern 36 zwischen den Teilen 17 und 2 anordnen und in Schlitze dieser Teile einsetzen.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 7 ist zur Ausübung des Federdrucks eine Gummischeibe 29 o. dgl. vorgesehen, die durch den Ring 30 gegen das Kegelstück 3 gepreßt wird. Die in den Ring 30 eingelassenen Stifte 31, welche in entsprechend größere und schlitzförmig erweiterte Löcher 33 des Kegelstücks 3 hineinragen, begrenzen hier die Drehung des Kegelstücks 3 in der oben angegebenen Weise.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 8 ist die Gummischeibe 29 durch einen Gummiring 34 ersetzt, und die diesem als Widerlager dienende Scheibe 35 ist unmittelbar auf die Welle oder Achse 2 aufgeschraubt. Im übrigen aber stimmt diese Ausführungsform mit derjenigen nach Abb. 7 überein.

Claims

Patentansprüche:

1. Abdichtungsvorrichtung für umlaufende Maschinenteile, bei der ein mit dem einen der beiden zusammenarbeitenden Teile drehbares, in der Achsenrichtung verschiebbares Stück durch Federdruck

o. dgl. gegen eine geeignete Fläche des andern der beiden Maschinenteile fest angepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jenes axial verschiebbare Stück (3, ¹S? ^l7) g^eg^en den ersten der beiden zusammenarbeitenden Maschinenteile (2, 16) um einen kleinen Betrag drehbar ist, und daß bei der durch die Reibung erfolgenden Verdrehung auf diesem Maschinenteil eine keilartig wirkende Vorrichtung (4, 6) eine gegen den Federdruck o. dgl. gerichtete Kraft auf das axial verschiebbare Stück (3, 15, 17) ausübt.

2. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die keilartig wirkende Vorrichtung von einer oder mehreren in schräg ansteigenden Pfannen (6) lagernden Kugeln oder Walzen (4) gebildet wird.

3· Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Stück (3, 15, 17) durch in eine Nut o. dgl. (13) begrenzter Länge eingreifende Teile (Stifte o. dgl.) (12) daran gehindert wird, sich so weit gegen den einen der beiden gegeneinander beweglichen Maschinenteile zu drehen, daß dabei die Kugeln o. dgl. vollständig aus ihren Pfannen heraustreten könnten.

4. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Federdruck ganz oder teilweise von einer elastischen Scheibe (18) ausgeübt wird, die zugleich zur Erhöhung der Abdichtung zwischen den gegeneinander bewegten Maschinenteilen (1, 2) beitragen kann.

5. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch ι und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Scheibe (18) durch die das verschiebbare Stück (17) gegen seine Auflagefläche drückende Feder (22) gleichzeitig gegen eine Abdichtkante (21) gepreßt wird.

6. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch ι und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elastische Scheiben (18 und 23) einander gegenüber angeordnet sind und an entgegengesetzt gerichtete Abdichtkanten (21 und 25) der beiden Maschinenteile bzw. des einen davon (2) und des verschiebbaren Stücks (17) gepreßt werden.

7. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Federdruck von außen nachstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen