DE6803772U - Wellendichtung - Google Patents

Description

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pipl.-lng. R.Boetz u. 410-13.9920 & .10.1968

Dipl.-Ing. Lamprecht

München 22, Sielnedorfitr. 10

SOCIETE NATIONALE d¹ETUDE et de CONSTRUCTION de MOTEURS d^!AVIATION (S.N.E.C.M.A.)* Paris (Prankreich)

Wellendichtung

Die !Teuerung betrifft eine Wellendichtung, welche dem Durchsickern eines Fluidiums aus einem von der Welle berührten xlaum zu einem von der Welle berührten anderen Raum, gegebenenfalls der Atmosphäre, einen Drosselwiderstand entgegensetzt.

Es ist oft nötig, eine Wellendichtung vorzusehen, die den Sickerstrom einer großen, genau bestimmten Drosselung unterwirft. Bei Kreiselmaschinen zum Beispiel ordnet man oft eine solche Vorrichtung zwischen einer Sperrgaskammer und einer zweiten, von einem Arbeitsfluidum oder einem Betriebsfluidum (z.B. Schmieröl) erfüllten Kammer an· Die Vorrichtung soll eine dem Unterschied der Drücke entsprechende Drosselung bewirken und dabei die durchsickernde Menge des Sperrgases sehr klein halten«

Bisher hat man insbesondere Drosselvorrichtungen mit einem auf 410-(B 2568-37)BgnGr(6)

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der Welle frei beweglich angeordneten, sich selbst zentrierenden Ring benutzt, der mit der Wand durch einen weichen Balgen verbunden ist. In diesem Falle muß das Radialspiel zwischen der sich drehenden Welle und dem sich nicht drehenden. Ring sehr klein sein, damit diese_fs Spiel ringsum die Welle herum konstant bleibt. Außerdem darf dieses Spiel nicht einen Wert unterschreiten, bei dem die Gefahr mechanischer Berührung zwischen ?/elle und Ring droht. Daher lassen sich solche Vorrichtungen, bei denen die Drosselung durch einen Ringspalt zwischen relativ zueinander sich drehenden Teilen geschieht, uur sehr schwer praktisch verwirklichen.

Die Neuerung soll diesen Nachteil und diese Notwendigkeit einer weich-nachgiebigen Dichtung vermeiden. Sie betrifft eine Wellendichtung mit einer auf der Y/elle angeordneten Scheibe, die zwei zu ihrer Drehachse senkrechte, ebene Stirnflächen aufweist und ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Ring mit einem Teil, der in einer zur Welle konzentrischen Bohrung der von der Welle durchdrungenen Wand gleitet und mit der Wand einen öpalt von engem Querschnitt bildet, und mit einem Teil, der U-förmig profiliert und so bemessen ist, daß er die Scheibe umgibt und seine beiden einander zugekehrten Stirnflächen um etwas mehr als die axiale Länge der Scheibe voneinander entfernt sind, und der einen oder mehrere Kanäle aufweist, die die zur Seite höheren Drucks hingewandte Seite der Wellendichtung mit dem Spalt, der sich an der der Seite niederen Drucks zugekehrten Stirnfläche der Wellenscheibe befindet, über eine Drosseldüae verbindet.

Die Neuerung wird im folgenden durch die Beschreibung eines Aus-

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führungsbeispiels an Hand der Zeichnung erläutert, worin dieses im Längsschnitt in einer Achsebene dargestellt ist·

Die dargestellte Stopfbüchse befindet sich zwischen einer Welle 10 und einer W&ad 12. Die Wand 12 trennt einen Baum, der von einem Fluidum vom Druck P. erfüllt ist, von einem zweiten Baum 16, der von einem Fluidum niedrigeren Druckes P₂, z.B. einem Betriebsmittel, erfüllt ist. Das zweite Fluidum kann z.B. das Schmieröl eines die Welle tragenden Lagers sein. Das den Baum 14 erfüllende erste Fluidum kann ein Sperrgas sein, welches das im Baus* 16 enthaltene Fluidum gänzlich von einem Arbeitsfluidum trennen soll, das einen durch eine Dichtung vom Baum 14 getrennten Baum erfüllt.

Die Welle trägt eine im Baum 16 befindliche ringförmige Scheibe 18, die einstückig mit der Welle verbunden oder auf die Welle aufgesetzt sein kann und zwei geschliffene Stirnseiten 20 und 22 aufweist. Der wesentliche Teil der Wellendichtung besteht in einem Bing 24, der in einer zur Welle konzentrischen Bohrung 28 der Wand 12 gleitet und mit der Wand einen engen Spalt 30 vom Baum 14 zum Baum 16 bildet· Dieser Spalt kann z.B. dadurch erzeugt sein, daß der Teil 26 rechteckigen Querschnittes auf seiner zylindrischen Außenfläche über den Umfang hin in regelmäßigen Abe'.dAden abgeflacht oder mit flachen Längsnuten versehen ist· Die radiale Dicke des Teiles 26 ist so gewählt, daß zwischen ihm und der Welle 10 ein beträchtlicher Spalt von vorzugsweise mehreren Millimetern vorhanden ist·

Der Bing 26 weist ferner einen zweiten Teil 32 von In Achs-

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ebene U-förmigem Querschnitt auf· Dieser zweite Teil hat zwei Stirnfläohen 34 und 36, die voneinander um etwas mehr als die Gitterscheibe 18 entfernt sind. Ein in ihn gebohrter Kanal 38 verbindet den zwischen dem Teil 26 und der Welle 10 befindlichen Spalt mit feinen Düsen 4-0 und 42, die in den Stirnflächen 34 bzw. 36 ausmünden. Ferner ist der zwischen dem Außenumfang der Scheibe 18 und dem Teil 32 befindliche Baum mit dem Raum 16 durch eine oder vorzugsweise mehrere Bohrungen 39 verbunden, die im Querschnitt groß genug kind, nur wenig Druckgefälle zu verursachen·

Wie ersichtlich, bietet die beschriebene Vorrichtung dem im Raum 14 befindlichen Pluidum vom Druck P. mehrere Sickerwege zum Raum 16s

a) Einen ersten Sickerweg, der durch die Pfeile f angezeigt ist und durch den zwischen den Teil 26 des Ringes 24 einerseita und der Bohrung 28 der Wand 12 andererseits befindlichen Spalt gebildet wird· Dieser Sickerweg behält unabhängig von Axialverschiebungen des Ringes (natürlich sofern aer Teil 26 lang genug ist) konstanten Querschnitt und läßt, wenn P₁-P₂ ^kons"^tant bleibt, eine stets gleichbleibende Menge durch. Dank ihm läßt sich eine verformbare Dichtungsvorrichtung vermeidenj mit eine* solchen würde es nicht möglich sein, gleichzeitig zwei Forderungen, nämlich eine den Verschiebungen ^ es Ringes 24 genügende Nachgiebigkeit und eine dem Druckunterschied standhaltende Festigkeit, zu erfüllen.

b) Einen zweiten Sickerweg - er ist durch die Pfeile f' angezeigt - bildet der Spalt zwischen den Stirnflächen 20 und 34· Die

Düse 40 hat nur den Zweck, beim Einschalten des Druckes und beim Anfahren das Abheben der Stirnflächen 34 zu bewirken; dieses Abheben würde nicht erreicht, wenn der Spalt nur radial, d.h. von der Welle hei entlang der Stirnfläche 20, gespeist würde. Die von der Sicker-Flüssigkeit auf die Fläche 34 ausgeübten Druckkräfte suchen die Flächen 20 und 34 voneinander zu trennen; man muß diese Kräfte ausgleichen, um die Sickermenge auf einem bestimmten Wert zu halten·

c) Dieses Gleichgewicht wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen zusätzlichen Sicker^eg erreicht, der dem zwischen den Stirnflächen 22 und 36 befindlichen Raum Fluidum von einem zwischen den Drücken P.. und P₂ befindlichen Druck zuführt: Diese Zufuhr entlang den Pfeilen fⁿ geschieht durch eine Verlängerung des Kanals 38 und durch die Düsen 42. Das Fluidum strömt entlang der Fläche 22 zum Raum 16 sowohl unmittelbar a±s auch durch die Bohrungen 39.

Wie ohne weiteres verständlich, bejtimmt die durch die Düsen bewirkte Drosselung die Gleichgewichtstellung des Ringes 24 für einen gegebenen Unterschied zwischen der Dicke der Scheibe 18 und dem Abstand der Stirnflächen des Ringes 24 voneinander. Man hat also ein bequemes Regelungsmittel. Ferner ist ersichtlich, daß diese Regelung nicht beeinflußt wird, wenn die Scheibe 18 sich infolge Verschiebungen der Welle verschiebt.

Es kann sich in gewissen Fällen empfehlen, den Düsen 40 und/oder 42 eine solche Form zu geben, daß sie bei übergroßem Anstieg das

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Druckes P₁ als Überschall-Geschwindigkeitsdrosseln wirken und nur eine bestimmte Sickermenge durchlassen·

Die Neuerung ist nicht auf die hier als Beispiel beschriebene Ausführungsform beschränkt. Ihr Schutzumfang erstreckt sich auch auf alle Abwandlungen des Ganzen oder seiner Teile, welche im Rahmen der der beschriebenen Ausführung gleichwertigen Bauarten liegen.

Claims (2)

Schut zansprüche

1. Wellendichtung mit einer auf der Welle angeordneten Scheite,

die zwei zu ihrer Drehachse senkrechte, ebene Stirnflächen aufweist, gekennzeichne t, durch einen Ring (24) mit einem Teil (26), der in einer zur Welle (10) konzentrischen Bohrung (28) der von der Welle durchdrungenen Wand (12) gleitet und mit der Wand einen Spalt von engem Querschnitt bildet, und mit einem Teil, der U-förmig profiliert und so bemessen ist, daß er die Scheibe (18) umgibt und seine beiden einander zugekehrten Stirnflächen (34, 36) um etwas mehr als die axiale länge der Scheibe (18) voneinander entfernt sind, und der einen oder mehrere Kanäle (38) aufweist, die die zur Seite höheren Drucks hingewandte Seite der Wellendiohtung mit dem Spalt, der sich an der der Seite niederen Drucks zugekehrten Stirnfläche (22) der Wellenscheibe (18) befindet, über eine Drosseldüse (42) verbindet·

2. Wellendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Kanäle (38) mit dem Spalt, der sich an der der Seite höheren Drucke zugekehrten Seite (20) der Wellenscheibe (18) befindet, durch je eine Drosseldüse (40) verbunden ist.

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