CH264087A - Dichtungsvorrichtung für in einer mit Flüssigkeit gefüllten Nabe drehbar gelagerte Flügelzapfen. - Google Patents

Description

      Dichtungsvorrichtung        für   <B>in einer mit</B>     Flüssigkeit   <B>gefüllten Nabe</B>  <B>drehbar gelagerte Flügelzapfen.</B>    Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvor  richtung für Flügelzapfen von Propellertur  binen, Pumpen, Propellern und dergleichen,  bei welchen die Flügel in einer mit Flüssig  keit (wie Ö1) gefüllten Nabe derart gelagert  sind, dass sie sich um ihre eigenen Achsen  drehen können.  



  In Flügelrädern dieser     CTattung    ist der  Druck des Öls in der Nabe im allgemeinen  höher als der Druck des die Nabe umgeben  den Arbeitsfluidums (wie z. B. Wasser). Die  bisher gebräuchlichen Dichtungen sind des  halb im allgemeinen derart ausgebildet, dass  ihre Wirkung eine einseitige ist, indem sie  nur     dem    Austritt. des Öls aus der Nabe ent  gegenwirken. In gewissen Fällen, wie z.

   B. bei  Propellerturbinen, die für grosse Gefälle ge  baut sind, kann aber der Fall eintreten, dass  der Druck des die Nabe umgebenden Wassers  grösser wird als der Öldruck im Innern der  Nabe; in     solchem    Falle hat das Wasser das  Bestreben, trotz der Dichtungsvorrichtung in  die Nabe einzudringen, was davon herrührt,  dass der Wasserdruck auf die Dichtungsvor  richtung ungleichförmig verteilt ist, was sei  nerseits durch die ungleichmässige Druckver  teilung um die Flügel bedingt wird. Auf der  obern Seite der Flügel herseht im allgemeinen  ein Überdruck, das heisst ein Druck, der höher  ist als der äussere Luftdruck. Der Druck ist  am grössten bei der Eintrittskante und nimmt  gegen die Austrittskante allmählich ab, wie in         Fig.    2 der beiliegenden Zeichnung angedeutet  ist.

   Auf der untern Seite der Flügel herrscht       bewöhnlieh    ein Unterdruck (Vakuum), das  heisst ein Druck, der niedriger ist als der  äussere Luftdruck. Die ungefähre Verteilung  des Druckes ist. in der erwähnten.     Fig.    2 mit  Pfeilen angedeutet. Hieraus ergibt sieh, dass  der höchste Druck auf die Dichtungsvorrich  tung nahe der Eintrittskante der Flügel und  der niedrigste Druck auf der hintern Seite  der Flügel etwa gerade unterhalb des Dre  hungsmittelpunktes entsteht. Wenn jetzt das  Gefälle genügend. gross ist, dann wird der  W     asserdruek    an der erstgenannten Stelle  höher als der Öldruck in der Nabe. An der  letztgenannten Stelle dagegen ist der äussere  Druck immer niedriger als der Öldruck.

   Weil  man mit den bekannten Dichtungsvorrichtun  gen der hier in Betracht kommenden Gattung  eine     vollkommene    Dichtung nie erreichen  kann, wird somit Wasser an gewissen Stellen  in die Nabe eindringen, während an andern  Stellen Öl aus der Laufradnabe     herausdringt.     Ein Lecken des Öls aus der Laufradnabe kann  zwar erlaubt werden, solange es sich innerhalb  mässiger Grenzen hält; wenn aber Wasser in  die Nabe     eindringt,    können grosse Schwierig  keiten entstehen, die zu Rostbildung und Ver  schlechterung der Qualität des Öls führen  können.  



  Die vorliegende Erfindung     bezweckt,    eine  Dichtungsvorrichtung     zu    schaffen, die unter      allen Umständen das Wasser daran verhin  dert, in die Laufradnabe einzudringen.  



  Die     Erfindung    zeichnet sich dadurch aus,       d.ass    die zwischen der     Nabenseheibe    des Flü  gels und der Nabe des Laufrades angeordnete  Dichtung     doppeltwirkend    ist und zwei Ab  dichtungsflächen     aufweist,    von denen die eine       zum.    Abdichten gegen innern Überdruck     und     die andere     zum    Abdichten gegen äussern  Überdruck bestimmt ist, wobei diese beiden       Abdichtungsflächen    an einen     zwischen        ihnen     vorgesehenen Kanal angrenzen,

   der für     Drai-          nierimgszwecke    mit dem das     Flügelrad    um  schliessenden Arbeitsmedium an derjenigen  Stelle in Verbindung steht, an der sich im  Betrieb der tiefste Druck einstellt, damit der  Druck im Kanal zwischen den Abdichtungs  flächen stets niedriger bleibt als der Druck  im     Innern    der Laufradnabe.  



       Auf    der beiliegenden Zeichnung stellt       Fig.1    einen teilweisen     Axialschnitt    eines       Kaplan-Laufrades    mit einer bekannten Dich  tungsvorrichtung der in der Einleitung die  ser     Beschreibung    angedeuteten Gattung dar.  



       Fig.    2 lässt die in der Einleitung erwähnte       Druckverteilung    auf einer Schaufel erkennen.       Fig.    3 und 4 stellen     Axialschnitte    von  Teilen zweier Ausführungsformen der Dich  tungsvorrichtung gemäss der Erfindung dar.

    In     Fig.1    bezeichnet 1 die     Laufradwelle,     2 die mit der Welle verbundene Laufradnabe,  3 die Schaufeln, 4 den Lagerungszapfen einer  Schaufel, 5 die     Verdrehvorrichtung    für den  Schaufelzapfen, 6 die Steuerstange für die       Verdrehvorrichtung    und 7 die     zwischen    der       NTabenscheibe    8 der Schaufel und der Nabe 2  vorgesehene     Dichtungsvorrichtung.    Die Nabe  trägt ein stromlinienförmiges Endstück 9, das  als Ölbehälter der Nabe dient und     mit    Öl zu  füllen ist.  



       Fig.    2 ist schon in der Einleitung beschrie  ben worden und braucht deshalb nicht wieder  beschrieben zu werden. Die Bezugsziffern 3  und 8, die hier verwendet sind, haben die glei  che Bedeutung wie in     Fig.1.     



  Bei der     in        Fig.3    dargestellten     Ausfüh-          rungsform    der Erfindung ist zwischen der       Nabenscheibe    8 der nicht dargestellten Lauf-         radschaufel    und der Laufradnabe 2 eine Dich  tungsscheibe 10 aus Leder (Ledermanschette)  oder dergleichen eingelegt, die mit Hilfe eines  Ringes 11 und Schrauben 12 an der Laufrad  nabe festgehalten ist. In ringförmigen Nuten  der Laufradnabe sind Ringe 13 und 14 aus       Rundgummi    eingelegt, die gegen die Dichtung  10 drücken, so dass sie an den Dichtungsflä  chen 15 bzw. 16 gegen die     Nabenscheibe    8 an  liegt.

   Der um den Ring 11 gebildete ringför  mige Kanal 17 steht durch die Bohrungen 18  mit der Aussenseite der Laufradnabe in Ver  bindung. Die Bohrungen 18 befinden sich an  derjenigen Stelle des     Umfanges    der Dich  tung, wo der äussere Druck am niedrigsten ist  (vgl.     Fig.2).    Durch diese Bohrungen erfolgt  somit eine Drainierung, wodurch der Druck  im Kanal 17 zwischen den beiden Abdich  tungsflächen 15 und 16 stets niedriger wird  als der Öldruck im Innern der Nabe. Es be  steht daher ein Bestreben zum Durchlecken  des Öls an der Abdichtungsfläche 15 und des  Wassers an der Abdichtungsfläche 16 an den  Stellen dieser Flächen, wo der äussere Was  serdruck höher ist als der Druck im Kanal 17.

    Dieses     Lecköl    und dieses     Leckwasser    sammelt  sich     im    Kanal 17 und fliesst durch die Boh  rungen 18 ab. Weil der Druck im Kanal 17  stets niedriger ist als der Druck im Innern  der Nabe, ist das Eindringen des Wassers in  die Laufradnabe ganz ausgeschlossen.  



  Eine etwas abgeänderte Ausführungsform  der Erfindung ist in     Fig.4    dargestellt. Bei  dieser Ausführungsform ist ein Ringnuten 21  aufweisender Ring 20 zwischen der Dich  tungsscheibe 10 und der Laufradnabe 2 ein  gelegt. Beide sind in der gleichen Weise wie  bei der Ausführungsform nach     Fig.3    fest  gehalten, und zwar durch in die Laufradnabe  eingeschraubte Schrauben.

   Die     Drainierung     des Kanals 17 erfolgt durch eine Bohrung 22       in    der Laufradnabe,     kann    aber auch hier  durch Bohrungen, entsprechend den Bohrun  gen 18 in     Fig.    3,     erfolgen,    wie durch     strich-          punktierte    Linien angedeutet ist. Die Boh  rung 22 steht     durch    Löcher 23 des Ringes 11,  des Dichtungsringes 10 und des Ringes 20 mit  dem Kanal 17 in Verbindung.

   Durch die An-           ordnung    des Ringes 20 wird auch eine Drai  nierung des Raumes zwischen den     Gummi-          ringen    13 und     1-1    erreicht.  



  Abänderungen der     Diehtungsvorriehtung     können ohne Abweichen vom Wesen der Er  findung gemacht werden. Beispielsweise kön  nen die Gummiringe 13, 11 durch federnde       'Metallringe    ersetzt werden. Die Abdichtung  kann auch zwischen zwei Zylinderflächen un  ter     Aufrechterhaltung    des     Prinzipes    der Drai  nierung angeordnet werden.

Claims (1)

1. PATEN TANSPRUCII Dichtungsvorrichtung für Flügelzapfen von Propellerturbinen, Pumpen, Propellern und dergleichen, bei welchen die Flügel in einer mit Flüssigkeit gefüllten Nabe drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen der Nabenscheibe des Flügels und der Laufradnabe angebrachte Dichtung doppeltwirkend ist, indem sie zwei Abdich tungsflächen aufweist,

   von denen die eine zum Abdichten gegen innern Überdruck und die andere zum Abdichten gegen äussern LTberdruck bestimmt ist, wobei diese beiden Abdichtungsflächen an einen zwischen ihnen vorgesehenen Kanal angrenzen, der für Drai- nierungSzweeke mit dem das Flügelrad um gebenden Arbeitsmedium an derjenigen Stelle in Verbindung steht, an der sich im Betrieb der tiefste Druck einstellt, damit der Druck im Kanal zwischen den Abdiehtun--sflächen stets niedriger bleibt als der Druck im Innern der Laufradnabe.

   UNTEII-INSPRÜCIIl: 1. Diehtungsvorriehtung nach dem Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Bohrungen zum Drainieren des Kanals zwi schen den beiden Abdichtungsflächen in der Nabenscheibe des Flügels angeordnet sind. 2. Dichtungsvorrichtung nach dem Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Bohrungen zum Drainieren des Kanals zwi schen den beiden Abdichtungsflächen in der Laufradnabe angeordnet sind.