DE9319478U1

DE9319478U1 - Zellenradschleuse mit Zellenrad-Kantenschutz

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Publication number: DE9319478U1
Application number: DE9319478U
Authority: DE
Original assignee: MOTAN VERFAHRENSTECHNIK
Current assignee: MOTAN VERFAHRENSTECHNIK
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 1995-01-26
Anticipated expiration: 2003-12-21

Description

Zellenradschleuse mit Sellenrad-Kantenschutz

Die Neuerung betrifft eine Zellenradschleuse mit einem kantengeschützten Zellenrad.

Ein derartiges Zellenrad ist z. B. aus der auf den gleichen Anmelder zurückgehenden deutschen Patentschrift 40 19 628 C 2 bekannt geworden.

Bei dieser bekannten Ausführung wird bereits schon vorgeschlagen, den Kantenschutz eines Zellenrades so auszubilden, da/3 im Seitendeckelbereich ein Kantenschutz aus einem Gleitring vorgeschlagen wird, der aus einem gehärteten Metall oder aus einem nicht näher definierten Keramikmaterial bestehen kann. Über eine Dichtungsanordnung im Stegbereich des Zellenrades ist in dieser Druckschrift nichts ausgesagt.

Diese Konstruktion ist gerechtfertigt und hat sich bewährt für Zellenradschleuse^ bei denen eine hohe Druckdifferenz besteht, die zu einer Durchbiegung des Zellenrades führt, die vom Zellenrad kompensiert werden muß, um eine unzulässig hohe Leckluft zu vermeiden. Hierzu hatte das Patent vorgeschlagen, einen in besonderer Weise gelagerten Gleitring aus dem besagten Keramikmaterial oder einem gehärteten Metall zu verwenden. Eine derartige Konstruktion ist für Schleusen mit niedriger Druckdifferenz zu teuer und zu aufwendig, weil die Lagerung des entsprechenden Gleitringes einen hohen Material- und Herstellungsaufwand erfordert .

Der Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende Abdichtung eines Zellenrades zu einer zugeordneten, ortsfesten Fläche eines Gehäuses so weiterzubilden, daß mit geringerem Herstellungs- und Materialaufwand eine mindestens gleich gute Abdichtung gewährleistet wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Neuerung durch die technische Lehre eines der Schutzansprüche 1,2 oder 6 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der Neuerung ist, daß nun eine Dichtung im Seitenscheibenbereich und/oder im Stegbereich vorgeschlagen wird, wobei die Dichtung aus einzelnen, gelenkig aneinander angefügten Keramikkörpern besteht, die auf oder in einem elastischen Trägermaterial befestigt sind.

Es wird also ein durchgehender Gleitring im Seitenscheibenbereich neuerungsgemäß vermieden und stattdessen wird ein Keramikband vorgeschlagen, welches aus einzelnen, gelenkig miteinander verbundenen Keramikkörpern besteht, die sich einzeln oder individuell anlegbar an den gegenüberliegenden, ortsfesten Flächen anlegen.

Damit besteht der Vorteil, daß man auf kostengünstiges, bandförmiges Keramikmaterial ausweichen kann, welches wesentlich kostengünstiger ist, als der Keramik-Gleitring nach dem eingangs genannten Patent, weil wegen der niedrigen Druckdifferenz nur eine vernachlässigbare Durchbiegung auftritt. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die Eigenschaften optimal sind, wenn man entsprechende Keramikflächen schafft, die sich als

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Partner zu gegenüberliegenden, metallischen Flächen eignen.

Derartige Keramikkörper haben praktisch keinen Verschleiß und müssen deshalb auch nicht nachgestellt werden. In der Vergangenheit wurden für diesen Zweck bisher sich abreibende Kunststoffkörper verwendet, die einem wesentlichen Verschleiß unterlagen und daher zur Instandhaltung immer nachgestellt oder sogar ausgetauscht werden mußten. Darüber hinaus wurde das geförderte Material durch den Abrieb verschmutzt. Mit der Neuerung wird also ein kostengünstiges Material vorgeschlagen, welches individuell anpaßbar ist und welches wesentlich kostengünstiger ist als der vorher erwähnte Gleitring.

Es wird darauf hingewiesen, daß für die neuerungsgemäße Abdichtung im Seitenscheibenbereich gesonderter Schutz beansprucht wird im Vergleich zu der nachfolgend beschriebenen neuartigen Stegabdichtung. In der Vergangenheit war es zwar bekannt, Verschleißleisten im Stegbereich des Zellenrades zu verwenden, die jedoch nicht zur Abdichtung verwendet wurden, sondern nur als Verschleißschutz und die demzufolge ein gewisses Spiel in Richtung zu den gegenüberliegenden, ortsfesten Gehäuseflächen hatten. Diese Keramikstreifen waren also nicht zur Verbesserung der Laufeigenschaften geeignet und hatten den Nachteil, daß sie wegen der relativ hohen Biegebelastung stets brachen.

Die Aufgabe der Neuerung umfaßt auch, eine Abdichtung im Stegbereich eines Zellenrades so weiterzubilden, daß mit einer entsprechenden Dichtungsanordnung sowohl eine Abdichtung als auch eine Verbesserung der Laufeigenschaften erreicht wird.

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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt neuerungsgemäß dadurch, daß im Stegbereich hintereinanderliegende, gelenkig miteinanderverbundene Keramikkörper angeordnet sind, welche an den gegenüberliegenden, ortsfesten Gehäuseflächen entlanglaufen und so gleichzeitig einen Verschleißschutz für die Stegkanten des Zellenrades und darüber hinaus eine optimale Abdichtung im Stegbereich des Zellenrades gewährleisten.

Beide Ausführungsformen, d. h. die Dichtungsanordnung im Seitenscheibenbereich als auch die Dichtungsanordnung im Stegbereich sollen mit der neuerungsgemäßen technischen Lehre geschützt werden, wobei für jede der Dichtungsanordnungen gesonderten Schutz beansprucht wird.

Beiden Dichtungsanordnungen ist gemeinsam, daß gelenkig miteinander verbundene Keramikkörper verwendet werden, die bevorzugt auf einen Elastomerträger aufgeklebt sind. Ein derartiger Elastomerträger kann aus einem entsprechenden Kunststoff material, Gumitiimaterial, Kautschuk oder dergl. bestehen. Für die Abdichtung im Seitenscheibenbereich ist dieser Elastomer-Träger als geöffneter Kolbenring ausgebildet, der radial spreizbar ist und auf den die einzelnen Keramikkörper in der Art von Keramikfliesen aneinanderstoßend aufgeklebt sind.

Hierbei ist es möglich, die Keramikkörper in einer Reihe ringsumlaufend auf den Elastomer-Träger aufzukleben, was einer einreihigen Dichtungsanordnung entspricht, es ist aber ebenso möglich, die Keramikkörper in zwei Reihen parallel nebeneinander aufzukleben, was einer zweireihigen Ordnung entspricht.

Gleiche Merkmale sind für die Dichtungsanordnung im

Stegbereich vorgesehen, d. h. es sind für den Stegbereich streifenförmige Elastomer-Träger vorgesehen, die entweder einreihig oder zweireihig mit dem besagten Keramikkörpern beklebt sind.

Statt des Aufklebens der Keramikkörper auf die erwähnten Elastomer-Träger ist es auch möglich, diese Keramikkörper beim Vulkanisieren des Elastomer-Trägers direkt in die heiße Kautschuk- oder Gummimasse einzubringen, um so ein Eingießen und damit einen besonders günstigen Haftverbund der Keramikkörper auf den Elastomer-Träger zu gewährleisten.

Statt der Herstellung des Elastomer-Trägers durch einen Vulkanisationsvorgang ist es selbstverständlich auch möglich, die Keramikkörper in einen entsprechenden Kunststoffkörper einzugießen, der den Elastomer-Träger bildet.

Der besondere Vorteil der neuerungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß die genannten Keramikkörper bereits fertig montiert auf dem Elastomer-Träger hergestellt werden können, und dann zur Herstellung der Dichtungsanordnung das Material nur in entsprechende Streifen geschnitten zu werden braucht, um dann derartige Streifen, die mit Keramikkörpern armiert sind, entweder als Seitenscheibenabdichtung oder als Stegabdichtung oder gleichzeitig zur Abdichtung an Seitenscheiben und -Stegen des Zellenrades zu verwenden. Hierbei werden diese Streifen lediglich in zugeordnete Nuten des Zellenrades eingelegt, um so die Seitenscheiben- oder die Stegabdichtung zu gewährleisten.

Die Halterung in der Nut erfolgt in einfacherweise durch Einkleben des mit Keramikkörpern bewährten EIa-

stomer-Trägers der Nut. Es kann aber auch das Material eingegossen werden oder in der Nut eingeklemmt werden.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Neuerung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Schutzansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Schutz ansprüche untere inander.

Alle Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in

den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im folgenden wird die Neuerung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere wesentlichen Merkmale und Vorteile der Neuerung 0 hervor.

Es zeigen:

Figur 1: Teilschnitt durch eine Zellenradschleuse nach der Neuerung;

Figur 2: Draufsicht auf die Abdichtung im Seitenscheiben- und Stegbereich;

Figur 3: perspektivische Seitenansicht eines Zellenrades ohne Dichtungsanordnung;

Figur 4: Schnitt durch eine weitere, vereinfachte

Ausführungsform einer Abdichtanordnung; 35

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Figur 5: Draufsicht auf die Anordnung nach der Figur 4;

Figur 6: perspektivische Seitenansicht eines Zellenrades mit abgedichteten Steg- und Seitenscheibenkanten.

In Figur 1 ist in einem Gehäuse 1 eine Welle 5 drehbar gelagert, wobei die Welle 5 mittels Lagern 2 in einem Seitendeckel 3 gelagert ist. Der Seitendeckel 3 wird stirnseitig von jeweils einem Lagerdeckel 4 überdeckt.

In an sich bekannter Weise ist der jeweilige Seitendeckel 3 mit Hilfe von Wellendichtringen 6 gegenüber der Welle 5 abgedichtet, wobei zur weiteren Verbesserung der Dichtung über einen Sperrluftanschlu/3 7 Sperrluft zwischen die Wellendichtringe 6 eingespeist wird.

Mittels Schrauben 8 ist der Seitendeckel 3 an der Stirnseite des Gehäuses 1 ringsumlaufend befestigt.

Zur Armierung der ortsfesten Flächen des Gehäuses ist eine Buchse 9 eingebaut, die mittels stirnseitiger O-Ringe 11 im Gehäuse 1 gehalten ist und die mittels sich radial anlegender O-Ringe 10 abgedichtet gegenüber den zugeordneten Flächen des Gehäuses 1 gehalten ist.

In Figur 1 ist nun sowohl eine Seitenscheiben-Abdichtung 14 als auch eine Steg-Abdichtung 25 dargestellt, wobei die Abdichtungen in beiden Bereichen mittels Keramikkörpern 22, 23, 27 erfolgt.

Im folgenden wird die Seitenscheiben-Abdichtung 14 näher beschrieben.
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Das Zellenrad 26 weist einzelne, gleichmäßig am Umfang verteilte Zellenrad-Stege 13 auf, die stirnseitig in einer umlaufenden Seitenscheibe 12 enden.

Radial auswärts der Seitenscheibe 12 ist die neuerungsgemäße Seitenscheiben-Abdichtung 14 angeordnet. Sie besteht im wesentlichen aus einem Stützflansch 15, der mit Hilfe von Schrauben 16 stirnseitig an der Seitenscheibe 12 befestigt ist. In dem Stützflansch 15 ist radial auswärts eine umlaufende Nut 30 eingearbeitet, in welcher ein im Durchmesser vergrößerbarer Kolbenring 19 sitzt, welcher an der einen Stirnseite mittels eines Lippendichtringes 18 gegenüber der ortsfesten Buchse 9 abgedichtet ist. Auf dem Kolbenring 19 ist ein ringförmiger Elastomer-Träger 21 angeordnet, welcher Elastomer-Träger 21 Keramikkörper 22, 23 trägt, die auf diesen befestigt sind, wobei zwei Reihen von umlaufenden Keramikkörpern 22, 23 gebildet werden. Die beiden Reihen von Keramikkörpern 22, 23 sind mittels einer umlaufenden Fuge 24 voneinander getrennt.

Im übrigen weist die Seitenscheibe 12 noch in an sich bekannter Weise ein Spiel 17 zum Gehäuse 1 auf.

In dem Stützflansch 15 sind gleichmäßig am Umfang verteilte Stiftschrauben 20 eingeschraubt, die sich mit ihrem bolzenseitigen Ende an dem spreizbaren Kolbenring 19 stützen. Durch die Einstellung der entsprechenden Stiftschrauben 20 kann so die Anlage der einzelnen 0 Keramikkörper 22, 2 3 einer zugeordneten, gegenüberliegenden und ortsfesten Fläche der Buchse 9 eingestellt werden.

Insgesamt wird damit eine verschleißfeste und optimale Abdichtung im Seitenscheibenbereich beschrieben, weil

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die eizelnen Keramikkörper 22, 23 sich aufgrund ihrer federnden, elastischen Lagerung auf dem Elastomer-Träger 21 jeder beliebigen Laufsituation anpassen können. Es kommt dadurch zu einer optimalen Anlage der Keramikkörper 22, 23 an den zugeordneten Flächen der Buchse 9.

Es wird nun die stegseitige Abdichtung des Zellenrades 26 im Bezug zu der Buchse 9 beschrieben. Hierzu wird im einzelnen auf die Figuren 2-6 Bezug genommen.

Gemäß Figur 6 weist das Zellenrad 26 einzelne, am Umfang verteilte Zellenrad-Stege 13 auf, die in ihrem Kantenbereich mit einer neuerungsgemäßen Steg-Abdichtung 25 versehen sind. Gemäß den Figuren 1 und 2 besteht diese Steg-Abdichtung aus einer im radial auswärtsliegenden Bereich des Zellenrad-Steges 13 angeordneten Nut 29, in welche wiederum in der vorher beschriebenen Weise ein Elastomer-Träger 21 eingebettet und 0 befestigt ist, der wiederum entweder einreihig oder zweireihig mit zugeordneten Keramikkörpern 27 armiert ist.

Wichtig ist, daß die Nut 3 0 im Seitenscheiben-Bereich (Seitenscheiben-Abdichtung 14) mittels eines Übergangsbereiches 34 in die Nut 29 im Stegbereich des Steges 13 übergeht, um so einen fugenlosen Anschluß von Keramikkörpern 22, 23 des Seitenscheibenbereiches in die zugeordneten Keramikkörper 27 des Stegbereiches zu gewährleisten.

Auf diese Weise wird der Durchlaß jedweder Leckluft zuverlässig vermieden.

Im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 sind

im Stegbereich die Keramikkörper 27 lediglich einreihig hintereinander auf dem Elastomer-Träger 21 angeordnet, wobei sich entsprechende Querfugen 32 ergeben, die im übrigen auch im Seitenscheiben-Bereich vorhanden sind.

In den Figuren 4 und 5 ist eine vereinfachte Ausfühungsform dargestellt, wo sowohl im Seitenscheiben-Bereich als auch im Stegbereich einreihig angeordnete Keramikkörper 22, 27 vorgesehen sind.

In Figur 4 ist noch erkennbar, daß die Keramikkörper 27 über die Seitenkante 33 des Steges 13 hervorragen, um so zu gewährleisten, daß die Oberseiten der Keramikkörper 27 an den zugeordneten, gegenüberliegenden, ortsfesten Flächen der Buchse 9 Kontakt finden. Die Seitenkanten 33 sind gestrichelt dargestellt.

Es ist daher ein Absatz 31 stirnseitig vorgesehen, der zur Befestigung der Elastomer-Träger 21 sowie der zugehörigen Keramikkörper 22, 23, 27 dient.

Insgesamt ergibt sich der Vorteil der vorliegenden Neuerung, da/3 sowohl der Seitenscheiben-Bereich als auch der Stegbereich eines Zellenrades optimal mittels gelenkig miteinander verbundener Keramikkörper 22, 27 abgedichtet werden, wobei es für bestimmte Anwendungszwecke ausreicht, lediglich die Stegbereiche mit den beschriebenen Keramikkörpern 27 zu armieren, während die Seitenscheiben-Bereiche mit herkömmlichem Kunststoffmaterial armiert werden können. Die Neuerung erstreckt sich folglich auch auf diese Ausführungsform.

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ZEICHNUNGSLEGENDE

1 Gehäuse

2 Lager

3 Seitendeckel

4 Lagerdeckel

5 Welle

6 Wellendichtung

7 Sperrluftanschlu/3

8 Schraube

9 Buchse
10 O-Ring

11 O-Ring

12 Seitenscheibe (Zellenrad)

13 Zellenrad-Steg

14 Seitenscheiben-Abdichtung 14 a Seitenscheiben-Abdichtung

15 Stützflansch

16 Schraube

17 Spiel

18 Lippendichtring

19 Kolbenring

20 Stiftschraube

21 Elastomer-Träger

2 2 Keramikkörper

23 Keramikkörper

24 Fuge

25 Steg-Abdichtung

26 Zellenrad

2 7 Keramikkörper

28 Elastomer-Träger

29 Nut (im Steg 13)

35 30 Nut (im Stützflansch 15)

31 Absatz

32 Querfuge

33 Seitenkante

34 Übergangsbereich

Claims

Anmelder : Motan Verfahrenstechnik... 15.09.1994 05 Schutzansprüche

1. Zellenradschleuse mit Zellenrad-Kantenschutz, bestehend aus einem Gehäuse, in dessen zylindrischen Innenraum ein Zellenrad mit Stegen und Seitenscheiben angeordnet ist, wobei an der Stirnseite der Seitenscheiben (12) jeweils ein Stützflansch (15) angebracht ist und auf diesen Stützflansch (15) eine Dichtung in Form zusairanengesetzter Einzelteile vorgesehen ist, die an den zugeordneten Gehäuseflächen entlanggleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus einzelnen gelenkig aneinander angefügten Keramikkörpern (22,23) besteht, die auf oder in einem elastischen Trägermaterial (21) befestigt sind.

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2. Zellenradschleuse mit Zellenrad-Kantenschutz, bestehend aus einem Gehäuse, in dessen zylindrischem Innenraum ein Zellenrad mit Stegen und Seitenscheiben angeordnet ist, wobei an der Stirnseite der Seitenscheiben

(12) jeweils ein Stützflansch (15) angebracht ist und die Stege (13) an der radial außenliegenden Seite mit einer Nut (29) versehen sind, und auf den Stützflanschen (15) und den Nuten (29) der Stege (13) einer Dichtung in Form zusammengesetzter Einzelteile angebracht ist, die an den zugeordneten Gehäuseflächen entlanggleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus einzelnen gelenkig aneinander angefügten Keramikkörpern (22, 23, 27) besteht, die auf oder in einem elastischen Trägermaterial (21,28) befestigt sind.

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TD9ku-013/ - 2 -

3. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützflansch (15) mit einem Kolbenring (19) versehen ist, der die Dichtung trägt.
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4. Zellenradschleuse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichne t, daß der Kolbenring (19) radial verstellbar ist.

5. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dichtungen an den Seitenscheiben (12) und den Stegen (13) überlappen.

6. Zellenradschleuse mit Zellenrad-Kantenschutz, bestehend aus einem Gehäuse, in dessen zylindrischen Innenraum ein Zellenrad mit Stegen und Seitenscheiben drehbar angeordnet ist, wobei in den Stegen (13) Nuten (29) an der radial außenliegenden Seite vorgesehen sind, in denen eine Dichtung in Form zusammengesetzter Einzelteile angebracht ist, die an den zugeordneten Gehäuseflächen entlanggleitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus einzelnen gelenkig aneinander angefügten Keramikkörpern (27) besteht, die auf oder in einem elastischen Trägermaterial (28) befestigt sind.

7. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikkörper (22, 23, 27) gelenkig miteinander verbunden sind.

8. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß Keramikkörper (22,23,27) auf den Elastomer-Trägern (21,28) aufge-

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klebt oder in diese eingegossen oder einvulkanisiert sind.

9. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe oder mehrere Reihen von Keramikkörpern (22,23,27) vorgesehen sind.

10. Zellenradschleuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Reihen von Keramikkörpern (22,23) durch eine umlaufende Fuge (24) getrennt sind.

11. Zellenradschleuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Keramikkörper (27) einen oder beide Ränder der Nut (29) überlappen.

12. Zellenradschleuse nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenrad in einer Buchse (9), die im Gehäuse (1) eingebaut ist.

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