DE1219744B - Verfahren zur Herstellung eines biegsamen Balges - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines biegsamen Balges Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines biegsamen Balges, insbesondere für die Gleitringdichtung zwischen der Schraubenwelle und dem Heckrohr eines Schiffes, bestehend aus mindestens einer mit einer umlaufenden Wellung versehenen und in Längsrichtung des Balges Schlitze aufweisenden Lage aus vorzugsweise federndem Metallblech und auf dieser aufgebrachten Belägen aus gummiartigem, elastischem Material. Zwar ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft für den Bau von großen Gleitringdichtungen geeignet, wie sie vor allem im Schiffsbau verwendet werden, doch schließt das nicht aus, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch auf anderen Gebieten zum Einsatz gelangen kann. So ist es beispielsweise damit möglich, die in Rohrleitungssystemen etwa anzuordnenden biegsamen Abschnitte auf einfachste Weise herzustellen.
• Es ist bereits eine Gleitringdichtung bekannt, bei welcher der umlaufende Gleitring gegen den ortsfesten Gleitring mittels eines gleichzeitig abdichtenden Kautschukbalges gedrückt wird, in den eine federnde, in Längsrichtung geschlitzte und mit einer umlaufenden Wellung versehene Metallhülse einvulkanisiert ist. Zur Montage dieser Gleitringdichtung ist es erforderlich, daß mindestens ein Ende der abzudichtenden umlaufenden Welle zugänglich ist, damit der metallverstärkte Kautschukbalg mit dem daran befestigten umlaufenden Gleitring aufgeschoben werden kann. Dies ist insbesondere bei den großen, im Schiffsbau verwendeten Gleitringdichtungen nachteilig.
• Weiterhin ist es auch schon bekanntgeworden, die biegsamen, gewellten Metallwände von dehnungs-und schrumpffähigen Gefäßen mehrschichtig auszubilden, indem zuerst aus verschiedenen Blechen Zy- linder erzeugt werden, die anschließend ineinandergesteckt werden, so daß sich ein Zylinder mit einer aus verschiedenen Schichten zusammengesetzten Wandung ergibt, worauf die Verformung dieses Schichtzylinders zu dem endgültigen balgartigen Gebilde erfolgt. Dabei kann der Schichtzylinder bekannterweise auch erzeugt werden, indem von einem einzigen dünnen Blech ausgegangen wird, das mit so viel Windungen auf sich selbst aufgewickelt wird, wie der zu dem balgartigen Gebilde zu verformende Schichtzylinder Schichten aufweisen soll. Bei Verwendung der so hergestellten balgartigen Gebilde beispielsweise in Gleitringdichtungen ist wieder der schon erwähnte Nachteil gegeben, daß mindestens ein Ende der abzudichtenden Welle zur Montage zugänglich sein muß.
• : Diese Nachteile sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behoben, welches sich dadurch auszeichnet, daß in situ ein bereits gewelltes oder zu V-förmigem Querschnitt gebogenes und geschlitztes Metallblechband zu einer ersten Balgschicht gewickelt wird, auf welche dann eine zweite Schicht aus Gewebe oder Kunstharz oder Gummi oder aus gewebeverstärktem Kunstharz oder Gummi aufgebracht wird, worauf in enisprechender Reihenfolge gegebenenfalls weitere Balgschichten aus gewickeltem Metallblechband und Gewebe oder Kunstharz oder Gummi oder gewebeverstärktem Kunstharz oder Gummi aufgelegt werden.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, einen biegsamen und federnden Balg am Verwendungsort desselben herzustellen, indem an Ort und Stelle die verschiedenen Balgschichten um die abzudichtende Welle herumgewickelt werden. Ein axiales überschieben und damit ein Demontieren von Maschinenteilen ist auf diese Weise vermieden, ebenso wie die nachträgliche Verformung eines Schichtzylinders zu einem balgartigen Gebilde, was naturgemäß herstellungstechnisch nachteiliger ist als eine Wellung der Bleche vor ihrem Aufwickeln zu einem Schichtgebilde.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird bei der Herstellung eines biegsamen Balges, dessen Enden mit zwei durch einen Zwischenraum getrennten, koaxialen zylindrischen Körpern von gleichem Durchmesser verbunden sind, um diese Körper ein Metallblechband mit gewelltem oder V-förmigem Querschnitt gelegt, darüber dann ein Band aus Gewebe, C Gummi, Kunstharz oder aus gewebeverstärktem Kunstharz oder Gummi gewickelt und darum anschließend ein weiteres Metallblechband mit gewelltem oder V-förmigem Querschnitt gelegt, worauf schließlich die zylindrischen Enden des an Ort und Stelle gewickelten Balges auf den Körpern in an sich bekannter Weise durch Spannbänder festgeklemint werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die stimseitigen Enden des ersten Metallblechbandes radial nach innen gebogen und in ringförmige, auf dem Umfang der zylindrischen Körper angeordnete Nuten eingeführt werden.
• Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben: F i g. 1 stellt die Ansicht des Schnittes durch die Achse einer Gle-itringdichtung dar, die auf einer großen Welle, z. B. einer Schiffsschraubenwelle, angebracht und mit einem erfindungsgemäß hergestellten Balg versehen ist; F i g. 2 gibt die perspektivische Ansicht eines Ab- schnitts des verformten Bandes aus federndem Metall wieder, das zur Herstellung des Balges der Dichtung nach F i g. 1 benutzt worden ist, F i g. 3 ist die perspektivische Ansicht eines Ab- schnitts einer anderen erfindungsgemäß verwendbaren Bandform; F i o,. 4 stellt die Ansicht eines Längsschnittes durch das Band der F i g. 3 dar; F i g. 5 gibt die perspektivische Ansicht einer anderen möglichen Bandform mit mehr als einer Wellung wieder.
• Die in F i g. 1 dargestellte Gleitringdichtung besteht aus einem geteilten, umlaufendem Gleitring, der unmittelbar auf der Schraubenwelle 2 in einen ortsfesten Träger 3 eingesetzt ist. An dem Gleitring 1 liegt ein nichtrotierender axial verschieblicher Gleitring 4, welcher aus einem harten Kohlering bestehen oder aus einem anderen Stoff wie Gummi oder verstärktem Kunstharz hergestellt sein kann und in seinem geteilten Stützring 5 aus Metall untergebracht ist.
• Der Gleitring 4 muß mit dem zugehörigen Stützring 5 gegenüber dem ortsfesten, mit dem Heckrohr des Schiffes verbundenen Teil 6 beweglich sein, Dies ist einmal besonders in axialer Richtung erforderlich, um sowohl Verschleiß und unterschiedliche Ausde-hnung, als auch Änderungen im Spiel des Drucklagers der Welle 2 ausgleichen zu können, die vom Vorwärts- oder Rückwärtslaufen des Schiffes herrühren, Zum anderen ist diese Beweglichkeit der Ringe 4, 5 gegenüber dem Teil 6 zum Ausgleich der stets auftretenden, durch das Arbeiten des nichtstarren Schiffsrurapfes bedingten Verlagerung der Schraubenwelle 2 gegenüber dem Heekrohr bzw. dem Teil 6 unerläßlich. Sie wird durch einen biegsamen, federnden Balg erzielt, der zwischen dem Stützring 5 und dem dazu koaxialen, zylindrischen Teil 6 angeordnet ist. Ring 5 und Teil 6 weisen denselben Außendurchmesser auf und sind jeweils mit einer Ringnut versehen.
• Der Balg wird in situ hergestellt, indem zuerst ein federndes Blechband 7 aus einem geeigneten, korrosionsbeständigen Metall und mit V-förmigem Querschnitt um die Welle 2 bzw, den Ring 5 und das Teil 6 so hemmgelegt wird, daß sich die radial nach innen umgebördelten Stimkanten in die erwähnten Ringnuten im Ring 5 bzw. im Teil 6 einlegen. Die Biegsamkeit" welche das Band 7 aufweisen muß, um zu einem geschlossenen Ring gebogen werden zu können, wird durch Querschlitze 7 a vermittelt, welche in dem Band 7 ausgestanzt sind (vgl. F i g. 2). Dann wird der federnde Blechbandring 7 mit einem stranggepreßten Gununi- oder Kunststoffband oder mit einem gummierten Gewebestreifen 8 umwickelt, wobei das Gewebe schräg geschnitten ist, so daß es genau dem Umriß des federnden Ringes 7 folgen kann. Ein bevorzugtes Bandinaterial ist Polyvinylchlorid, verstärkt mit gewirkter Baumwolle. Dies erlaubt eine gewisse Dehnung der zweiten Balgschicht, ohne daß sie reißt. Das Abdichtungsband 8 wird zweimal oder mehrmals um den Ring 7 gewickelt, wobei die Enden sorgfältig abgeschnitten werden, so daß sie genau miteinander übereinstimmen, und wobei das äußere Ende mit einem Berührungsklebstoff in seiner Lage gehalten wird. über dieses Band 8 wird dann als dritte Balgschicht ein weiteres, einen metallenen, federnden Ring bildendes Blechband 9 von ähnlicher Form wie das Band 7 gelegt. Die Enden des derart ge" wickelten und um den Stützring 5 und das Teil 6 herumgelegten Balges werden dann mit schweren Spannbändern 10 auf Metall gesichert, die mit geeigneten Zugschrauben (mit unterbrochener Linie in der F i g. 1 angedeutet) versehen sind. Auf diese Weise kann eine beträchtliche Druckkraft aufgebracht werden, welche die zweite Balgszhic'ht aus gummiertem. Gewebe- oder Kunststoffband 8 zusammenpreßt, die so zusammen mit dem angrenzenden Blechbandring 9 auf der Außenseite beider umlaufenden Nuten eine Abdichtung bildet.
• Für leichte Anforderungen vermittelt der derart hergestellte Balg eine zufriedenstellende Dichtwirkung. Für größere Belastungen kann es dagegen erforderlich sein, einen unter Druck wirkenden Klebstoff zwischen den Schichten aus Kunststoff oder gummiertem Gewebe zu benutzen; auch kann die Konstruktion leicht abgewandelt und höheren Drükken angepaßt werden, indem mehr Lagen von Ab- dichtungsmaterial und weitere, Metallschichten eingebaut werden, so daß in einigen Fällen, z. 13. vier oder fünf sich abwechselnde Balgschichten aus Abdichtungsmaterial und Metallband vorgesehen sind.
• Bei bestimmten, mit Korrosion verbundenen An- wendungen kann der federnde Blechbandring mit einer Gummischicht bedeckt werden, die entweder mit Klebstoff oder durch Strangpressen rund um den federnden Ring aufgebracht wird. Auch ist es mö-]ich, z. B. die Zwischenlage aus dem Band 8 aus gewebeverstärktem Gummi zu schützen, indem zuerst der federnde Blechbandrin- mit -esintertem oder un-C CP gesintertem Polytetraftuor4thylen-)Band umhüllt wird, das eine Trennschicht zwischen dem Band aus Gummi und dem Metallband auf der Seite bildet, die mit der Flüssigkeit in Berührung steht.
• Anstatt dem Blechband 7 bzw. 9 die nötige Biegsamkeit durch das Einstanzen von Querspalten 7a zu geben, wie sie in F i g. 2 gezeigt sind, können auch Querschlitze, nach F i g. 3 in das Band geschnitten werden, Wenn das Band zur Herstellung eines Balges zu einem Bogen rundgebogen, wird, dann überlappen sich die Teile zwischen den Schlitzen fischschuppenartig, wie in F i g. 4 dargestellt. Das hat den Vorteil, daß keine Lücken frei bleiben können, durch die die aus stranggepreßtem Gummi oder Kunststoff beste" hende Balgschicht auf Grund des Druckgefälles hindurchgedrückt werden könnte, das in dem in Gebrauch befindlichen Balg auftritt. Weiterhin können an Stelle von Spalten oder Schlitzen Querrippen in das Band gepreßt werden, womit aber keine so gute Biegsamkeit erzielt wird.
• Wo es erforderlich ist, eine axiale Gesamtbewegung zu berücksichtigen, die größer ist als die Bewegung, die noch leicht durch eine V-förmige Wellung ausgeglichen werden kann, ist zur erfindungsgemäßen Herstellung eines biegsamen, federnden Balges ein Blechband mit mehreren Wellungen zu verwenden. In F i g. 5 ist ein derartiges Band mit drei Wellungen beispielsweise dargestellt.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines biegsamen Balges, insbesondere für die Gleitringdichtung zwischen der Schraubenwelle und dem Heekrohr eines Schiffes, bestehend aus mindestens einer mit einer umlaufenden Wellung versehenen und in Längsrichtung des Balges Schlitze aufweisenden Lage aus vorzugsweise federndem Metallblech, und auf dieser aufgebrachten Belägen aus guminiartigem, elastischem Material, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß in situ ein bereits gewelltes oder zu V-förmigem Querschnitt gebogenes und geschlitztes Metallblechband (7) zu einer ersten Balgschicht gewickelt wird, auf welche dann eine zweite Schicht (8) aus Gewebe oder Kunstharz oder Gummi oder aus gewebeverstärktem Kunstharz oder Gummi aufgebracht wird, worauf in entsprechender Reihenfolge gegebenenfalls weitere Balgschichten aus gewickeltem Metallblechband und Gewebe oder Kunstharz oder Gummi oder gewebeverstärktem Kunstharz oder Gummi aufgelegt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines biegsamen Balges, dessen Enden mit zwei durch einen Zwischenraum getrennten, koaxialen zylindrischen Körpern von gleichem Durchmesser verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß um die Körper (5 bzw. 6) ein Metallblechband (7) mit gewelltem oder V-förinigem Querschnitt gelegt, dann darüber ein Band (8) aus Gewebe, Gummi, Kunstharz oder aus gewebeverstärktem Kunstharz oder Gummi gewickelt und darum anschließend ein weiteres Metallblechband (9) mit gewelltem oder V-förinigem Querschnitt gelegt wird, worauf schließlich die zylindrischen Enden des in situ gewickelten Balges auf den Körpern (5 bzw. 6) in an sich bekannter Weise durch Spannbänder (10) festgeklemmt werden. 3. Verfahren nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stimseitigen Enden des ersten Metallblechbandes (7) radial nach innen gebogen und in ringfönnige, auf dem Umfang der zylindrischen Körper (5 bzw. 6) angeordnete Nuten eingeführt werden.
3. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1026 623; USA.-Patentschrift Nr. 979 460.