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Wellendichtung mit geteilten, federnd angepreßten Metallringen Die
Erfindung betrifft eine Wellendichtung mit geteilten, federnd angepreßten Metallringen,
insbesondere zur Abdichtung umlaufender Wellen gegen axiales Durchsickern von Flüssigkeiten.
Zweck der Erfindung ist es, eine einfache Wellendichtung dieser Art zu schaffen,
bei der das Durchsickern der Flüssigkeit zwischen den Teilfugen der Dichtungsringe
sicher verhindert wird.
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Bisher war es üblich, die Spalte zwischen den Segmenten eines tangential
geschlitzten Ringes mit einem zweiten, radial geschlitzten Deckring zu verdecken,
dessen Spalte in Umfangsrichtung gegen die Spalten in dem ersten Ring versetzt waren.
In solchen Konstruktionen ist ein enger Laufsitz beider Ringe auf der Welle erforderlich.
Das wurde entweder durch Verwendung von getrennten äußeren Schraubenfederringen
für jeden Ring oder durch Versenken des Deckringes in dem ersten Ring in der Weise
angestrebt, daß der Schraubenfederring, der den tangential geschlitzten Dichtungsring
zusammenhält, auch einen Radialdruck auf den in diesen eingesetzten Deckring ausübt.
In beiden Anordnungen wird jedoch durch den Verschleiß der Ringe die Abdichtwirkung
verschlechtert, bis schließlich ein völliges Versagen der Dichtung eintritt.
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Erfindungsgemäß weist der in eine Ringnut des tangential geschlitzten
Dichtungsringes eingesetzte Deckring auf seiner Innenfläche derartige Ausnehmungen
auf, daß nur in denjenigen Bereichen des Deckringes zusammenhängende, gegen die
Welle dichtende Flächen stehenbleiben, in welchen der Deckring die inneren Enden
der Teilfugen im tangential geschlitzten Dichtungsring überbrückt. Wegen dieser
begrenzten Anlageflächen ist es nicht notwendig, den Deckring in Segmente zu teilen,
sondern er ist kolbenringartig als nach innen selbstspannender federnder Ring ausgeführt,
dessen einziger Schlitz beim Zusammenbau gegen die Teilfugen zwischen den Segmenten
des Dichtungsringes versetzt angeordnet wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Wellendichtung befindet sich die einzige
Dichtungsstelle zwischen dem Dichtungs- und dem Deckring an der Grenzfläche zwischen
ihren sich radial erstreckenden Berührungsflächen.
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Der Deckring ist in diejenige Seite des tangential geteilten Dichtungsringes
versenkt, die dem Raum höheren Druckes zugekehrt ist, so daß er unter dem Einfluß
des Hochdruckmediums gegen den Dichtungsring axial angepreßt wird und so eine sichere
Abdichtung bewirkt.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wellendichtung wird
nunmehr an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine räumliche, auseinandergezogene
Darstellung des tangential geschlitzten Dichtungsringes, Fig. 2 eine räumliche Darstellung
des einfach geschlitzten Deckringes vor dem Zusammenbau und gestrichelt seine ausgedehnte,
gespannte Stellung nach dem Aufschieben auf eine Welle, Fig.3 eine Ansicht der beiden
Ringe von der Hochdruckseite vor dem Aufsetzen auf eine Welle, Fig. 4 eine der Fig.
3 entsprechende Ansicht nach dem Aufsetzen auf eine Welle, Fig. 5 die Rückseite
eines Dichtungsringsegmentes, Fig.6 eine Innenansicht der Anordnung nach Fig. 3
im Bereich der Pfeile 6-6, die Fig. 7 und 8 Querschnitte längs der Linien 7-7 bzw.
8-8 in Fig. 4 und Fig. 9 einen Teil einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt.
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Der Dichtungsring 20 (Fig. 1) ist ein dreisegmentiger; tangential
geschlitzter Ring üblicher Konstruktion, mit der Ausnahme, daß er mit einer Ringnut
22 zur Aufnahme des in Fig.2 gezeigten einfach geschlitzten Deckringes 24 versehen
ist. Auf den Innenflächen der Segmente des Dichtungsringes 20 sind zur Entlastung
der Gleitflächen in an. sich bekannter Weise Taschen 26 vorgesehen, die gemäß Fig.
8 bei eingebauter Dichtung mit dem Hochdruckraum in
Verbindung stehen.
Die rückwärtige Fläche des Dichtungsringes 20 trägt innen einen kreisbogenförmigen
Steg 29, der an den Enden jedes Segmentes in sich an den Kanten der tangentialen
Schlitze der Segmente entlang erstreckende Felder 30 ausläuft. Außerdem weist die
in Fig. 5 dargestellte Rückseite des Dichtungsringes 20 nahe ihrem äußeren
Umfangsrand eine Reihe von Erhebungen 31 auf, die bei eingebauter Dichtung an einer
radialen Gehäusewand 34 anliegen, wie die Fig. 7 und 8 zeigen, und ein Schaukeln
des Dichtungsringes verhindern.
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Der Dichtungsring 20 ist, wie üblich, mit einer äußeren Umfangsnut
36 zur Aufnahme eines Schraubenfederringes 38 versehen.
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Der Deckring24 nach Fig. 2 besitzt eine Reihe von axial durchgehenden
Ausnehmungen 40 auf seiner Innenfläche, wobei drei auf dem Umfang verteilte Bereiche
ausgenommen sind, von denen einer bei 42 in Fig. 2 zu sehen ist. Dort erstrecken
sich die Ausnehmungen 43 nur zum Teil über die axiale Innenfläche, und es bleiben
gegen die Welle dichtende Flächen 44 stehen. Ein aus dem Dichtungsring
20
radial herausstehender Führungsstift 46 (Fig. 1) ragt in den Schlitz 47
des in die Ringnut 22 eingesetzten Deckringes, wie die Fig. 3 und 4 zeigen. Die
Dichtflächen 44 im Deckring 24 sind bei dieser Lage der beiden Ringe 20, 24 so angeordnet,
daß sie die inneren Enden der Teilfugen des Dichtungsringes 20
überdecken,
wie in Fig. 6 gezeigt ist, wo ein Tangentialschlitzende im Ring 20 mit 48 bezeichnet
ist.
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In den Fig. 7 und 8 sind noch weitere, an sich bei Dichtungen mit
geteilten Metallringen bekannte Einzelteile dargestellt. Der Stützring
50 dient als Widerlager für eine Reihe von auf dem Umfang verteilten Federn
52, welche die Ringe 20, 24 vor der Belastung durch den abzudichtenden Druck in
ihrer Lage halten. Zwischen die Federn 52 und die Ringe 20, 24 ist ein Druckring
53 eingelegt. Die gesamte Wellendichtung wird in dem Gehäuse 34 durch einen Sprengring
54 gehalten, der in einer Gehäusenut 56 sitzt.
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Eine Drehung der Wellendichtung in dem Gehäuse 34 wird durch den Spreizring
60 verhindert, dessen Enden 61 und 62 (Fig. 9) nach innen umgebogen sind und in
die Ringfeder 38 eingreifen. Ein Stift 64 ragt im Gehäuse 34 nach innen und dient
als Anschlag für die Enden 61 und 62 des Spreizringes 60. Der Spreizring 60 kann
auch an dem Tragering 50 befestigt sein oder mit ihm aus einem Stück bestehen.
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Bei der dargestellten Wellendichtung erfolgt die Dichtung gegenüber
der Welle 70 somit durch die Innenfläche 28 des Dichtungsringes 20 und im Bereich
der Teilfugen des Dichtungsringes 20 durch die örtlichen Dichtflächen 44 des Deckringes
24.
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Die Abdichtung an der sich radial erstreckenden ringförmigen Berührungsfläche
68 zwischen den beiden Ringen 20, 24 wird durch den Axialschub begünstigt, der von
dem abzudichtenden überdruck auf den Deckring 24 ausgeübt wird.
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Aus Fig.4 ist zu ersehen, daß der beim überschieben über die Welle
70 aufgeweitete Deckring 24 durch seine Eigenfederung mit den drei Dichtflächen
44 an die Wellenoberfläche dichtend angepreßt wird. Dabei ist sein äußerer Durchmesser
noch ein wenig geringer als der Außendurchmesser der Ringnut 22 im Dichtungsdng20,
wenn dieser auf derselbenWelle sitzt, so daß sich der Dichtungsring 20 unter
dem Einfiuß der Ringfeder 38 ohne Verschleiß und ungehindert vom Deckring 24 zusammenziehen
kann, der seinen gleichmäßigen Abdichtungsdruck durch seine eigene Federkraft beibehält.
Das Radialspiel zwischen den Ringen 20 und 24 ist jedoch so gering, daß es in den
Fig. 4, 7 und 8 nicht dargestellt ist.