DE574210C - Schleifringdichtung fuer umlaufende Wellen - Google Patents

Description

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17 MET in?-

AUSGEGEBEN AM
10. APRIL 1933

Bei bekannten Schleifringdichtungen für umlaufende Wellen, bei denen eine der Dichtungsflächen Sammelnuten aufweist, die sich einander in radialer Richtung übergreifen, 5 ohne unmittelbar miteinander in Verbindung zu stehen, dienen die Sammeliiuten lediglich dazu, darin vorhandene Flüssigkeit gleichmäßig zwischen beiden Berührungsflächen zu verteilen. Dabei werden aber zwischen dem feststehenden und dem umlaufenden Lagerteil keinerlei hohe spezifische Drücke im Dichtungsmittel erzeugt, so daß die bekannten Dichtungen den Nachteil haben, eine geringe spezifische Flächenbelastung aufzuweisen und zu Anfressungen zu neigen.

Die Erfindung, die derartige Schleifringdichtungen betrifft, bezweckt, nicht nur eine absolute Dichtung mit sehr geringem Verlust an Dichtungsmittel und sehr geringer Reibung zu erhalten, sondern bei minimaler Spalthöhe eine Betriebsstörung, z. B. durch Anfressungen, mit Sicherheit zu vermeiden. Sie besteht darin, daß ein Teil der Nuten als Zulauf für das Dichtungsmittel dient, mit der Zulaufseite der Dichtung verbunden ist und vor dem dem Abfluß des Dichtungsmittels zugeordneten Rande der Dichtungsfläche endet, der andere Teil als Abfluß für das Dichtungsmittel dient, mit der Abflußseite der Dichtung verbunden ist und vor dem dem Zulauf des Dichtungsmittels zugeordneten Rande der Dichtungsfläche endet, wobef eine dem Zulauf dienende Nut mit einer dem Abfluß dienenden Nut abwechselt, und daß die im Drehsinn der Welle liegenden Kanten der Zulaufnuten und die diesem Drehsinn entgegengesetzt liegenden Kanten der Abflußnuten abgerundet oder abgeschrägt sind. Vorteilhafterweise ist die zwischen zwei Abflußnuten liegende Zulaufnut von der mit ihr bei der bevorzugten Drehrichtung zusammenarbeitenden Abflußnut weiter entfernt als von der andern. Ferner kann eine Feder zum Entfernen der umlaufenden von der stillstehenden Gleitfläche vorgesehen sein, um in unbelastetem Zustand ein gegenseitiges Berühren beider Flächen zu vermeiden. Bei Dichtungen für Wellen mit wechselndem Drehsinn sind vorteilhafterweise die beiden Kanten jeder Nut abgerundet oder abgeschrägt.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt die Anwendung des Erfindungsgegenstandes an einer Zentrifugalpumpe; Fig. 2 veranschaulicht einen Schnitt durch eine Dichtung- gemaß der Erfindung; Fig. 3 stellt eine Ansicht der mit Nuten versehenen Gleitflächen, Fig. 4 einen Schnitt durch die Gleitflächen längs des mittleren Durchmessers a (Fig. 3) dar.

Die Welle 1 der Pumpe 2 ist beim Austritt aus dem Zulaufstutzen 3 mittels der radialen Spaltdichtung 4 und beim Förderstutzen 5 mittels der Entlastungsvorrichtung 6 abgedichtet und in den Lagern 7 gelagert.

Die radiale Spaltdichtung 4 (Fig. 2) besteht aus den Dichtungsringen 8, 9 mit den die Dichtung bildenden Gleitflächen 10, 11. Die Gleitfläche 10 ist mit in der Richtung

vom äußern zum imiern Umfang der Gleitflächeii verlaufenden, den Zu- und Ablauf des Dichtungsmittels dienenden Nuten 12, 13 versehen. Die Nuten 12 sind am äußeren Umfang der Gleitfläche 10 offen itnd enden vor ihrem inneren Umfang, während, die Nuten 13 gegen den inneren Umfang offen sind und vor dem äußeren I 'infang enden.

Der Dichtungsring 9 ist mittels des zum Herausnehmen der Spaltdichtung lösbaren Ringes 14 mit dem Gehäuse verbunden, während der Ring 8 auf dem Differentialkolben 15 befestigt ist. Der Differentialkolben 15 kann in axialer Richtung auf der Büchse 16 glciten, die auf der Welle 1 mit dem Keil 17 verbunden ist. Zur Mitnahme des Differentialkolbens 15 durch die Büchse 16 dient die Klauenkupplung 18, wobei die Dichtungen 19 und 20 den Differentialkolben 15 gegen die Büchse 16 so abdichten, daß eine axiale Verschiebung möglich ist.

Zur Entlastung des die Klauenkupplung 18 enthaltenden Raumes sind Bohrungen 21 vorgesehen, durch welche etwa durch die Dichtung 19 durchtretendes Wasser oder Dichtungsmittel so abfließt, daß ein Druckanstieg in dem Raum der Klauenkupplung 18 bzw. ein Druck auf den Differentialkolben 15 nicht möglich ist. Das aus den Nuten 13 und den Bohrungen 21 austretende Wasser oder Dichtungsmittel fließt durch das Rohr 22 ab, wobei die Dichtungsringe 23 lediglich ein Herausspritzen aus dem Gehäuse verhindern.

Die Arbeitsweise der Dichtung ist folgende: Die Stirnfläche 24 des Differentialkolbens 15 steht unmittelbar oder mittelbar unter dem Einfluß des Zulaufdruckes des Arbeitsmittels im Zulauf stutzen 3. Infolgedessen wird die Gleitfläche 10 unabhängig von der Lage der Welle 1 zum Gehäuse der Pumpe, die durch die Entlastungsvorrichtung 6 . bestimmt ist, an die Fläche 11 gepreßt und das Arbeitsmittel oder ein davon verschiedenes Dichtungsmittel, z. B. öl, in die Nuten 12 getrieben. Von den Nuten 12 erfolgt der Durchtritt des dichtenden Mediums in einer gegen die Radiale b (Fig. 3) um den Winkel α geneigten Richtung c, wobei eine in der von den Gleitdrucklagern her bekannten Art tragende Schicht durch das Medium gebildet wird, um nicht nur eine absolute Dichtung mit sehr geringem Verlust an Dichtungsmittel und sehr geringer Reibung, sondern bei äußerst geringer Spalthöhe eine Betriebsstörung, z. B. durch· Anpressen, mit Sicherheit zu vermeiden.

In der Richtung des Drehsinnes folgt in Fig. 3 auf je eine dem Zufluß des Dichtungsmittels dienende Nut 12 eine dem Abfluß des Dichtungsmittels dienende Nut 13. Der Abstand in der Richtung des Drehsinnes zwischen einer Zuflußnut 12 tind einer Abflußnut 13 ist vorteilhaft größer als der Abstand dieser Abllußnut Γ3 zur in der Richtung des Drehsinnes nächstfolgenden Zuflußnut 12, j wenn der Drehsinn nicht wechselt. j Die Ausbildung der Nuten in Fig. 4 ist j derart, daß die Nutkante, die dem Aus-■ fließen des Dichtungsmittels aus oder dem Einfließen in die Nut dient, stark abge- ! schrägt ist. Bei wechselnder Drehrichtung sind vorteilhaft die Abstände zwischen den Zuflußnuten 12 und den Abflußnuten 13 nach jeder Drehrichtung gleich groß und die Nuten zu beiden Seiten stark abgeschrägt.

Durch die Erfindung werden gegenüber bisher bekannten Wellenstopfbüchsen, Lab}^rrinthdkhtungen, auf dem Reibungsprinzip beruhenden Wellenabdichtungen und radialen Spaltdichtungen folgende Vorteile erreicht.

Die Spaltdichtung nach der Erfindung erfordert nur eine äußerst geringe Reibungsarbeit, da das Dichtungsmittel als Schmier-" mittel zwischen den Gleitflächen arbeitet und der Spalt außerordentlich klein ist, so daß nur eine geringe Menge, des dichtenden Mediums austritt. Insbesondere ergibt sich eine Dichtung von sehr gedrängter Bauart. Der Grad der Abdichtung ist unabhängig von den Bewegungen der Welle gegenüber dem Gehäuse und dem Druck des Arbeitsmittels oder des Fördermittels der Pumpe, des Kompressors, der Turbine usw. Die Belastung der Gleitflächeii kann durch passende Wahl der Flächenverhältnissc des Differentialkolbens so gewählt werden, daß der spezifische Druck auf den Dichtungsring einen nach Versuchen bestimmten besten Wert erreicht, der bedeutend höher als derjenige ist, der bei bisher bekannten, nach dem hydraulischen Prinzip arbeitenden Dichtungen angewendet werden konnte.

Die radiale Abdichtung gemäß der Erfindung kann sow.ohl für die Zulaufseite als auch für die Druckseite verwendet werden. Sie kann auf der Druckseite die Vorrichtungen für Achsschubentlastungen ersetzen, wenn beide Gleitflächen fest mit den ihnen zugeordneten Maschinenteilen verbunden sind, wobei der Vorteil erreicht wird, daß der Verlust an Förderflüssigkeit bei bisher bekannten Achsschubentlastungsvorrichtungen durch die Abdichtung nach der Erfindung auf einen Bruchteil herabgesetzt wird.

An Stelle der Vorrichtung zur Verhinderung einer Drehung zwischen der axial beweglichen Gleitfläche und dem ihr zugeordneten Maschinenteil und deren Abdichtungen kann die axial bewegliche Gleitfläche durch eine die axiale Beweglichkeit gestattende Membrane mit dem ihr zugeordneten Maschinenteil verbunden sein. Ferner kann eine die

Claims (4)

1. umlaufende von der stillstehenden Gleitfläche entfernende Feder vorgesehen sein, um im unbelasteten Zustand ein gegenseitiges Berühren beider Flächen zu vermeiden. Die axial bewegliche Gleitfläche kann sowohl mit dem sich drehenden Maschinenteil als auch mit dem stillstehenden verbunden sein. Außerdem können die dem Zu- oder Abfluß des Dichtungsmittels dienenden Nuten spiral- oder schraubenförmig verlaufen. Als Dichtungsmittel kann das tropfbare Arbeits- oder Fördermittel, aber auch ein besonderes Dichtungsmittel verwendet werden.

   Ρλ τ κ ν τ λ ν s i> R V cue:

   i. Schleifringdichtung für umlaufende Wellen, bei der eine der Dichtungsflächen Sammelnuten aufweist, die sich einander in radialer Richtung übergreifen, ohne unmittelbar miteinander in Verbindung zu stehen, insbesondere für Kreiselpumpen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Nuten als Zulauf für das Dichtungsmittel dient, mit der Zulaufseite der Dichtung verbunden ist und vor dem dem Abfluß des Dichtungsmittels zugeordneten Rande der Dichtungsfläche endet, der andere Teil als Abfluß für das Dichtungsmittel dient, mit der Abflußseite der Dich- 3,, tung verbunden ist und vor dem dem Zulauf des Dichtungsmittels zugeordneten" Rande der" Dichtungsfläche endet, wobei eine dem Zulauf dienende Nut mit einer dem Abfluß dienenden Nut abwechselt, und daß die im Drehsinn der Welle liegenden Kanten der Zulaufnuten und die diesem Drehsinn entgegengesetzt liegenden Kanten der Abflußnuten abgerundet oder abgeschrägt sind. 4»
2. 2. Schleifringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei Abflußnuten liegende Zulaufnut von der mit ihr bei der bevorzugten Drehrichtung zusammenarbeitenden Abflußnut weiter entfernt ist als von der andern.
3. 3. Schleifringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder zum Entfernen der umlaufenden von der stillstehenden Gleitfläche vorgesehen ist, g₀ um in unbelastetem Zustand ein gegenseitiges Berühren beider Flächen zu vermeiden.
4. 4. Schleifringdichtung nach Anspruch 1 für Wellen mit wechselndem Drehsinn, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kanten jeder Nut abgerundet oder abgeschrägt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen