Dichtungseinrichtung für Wellen Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungs einrichtung für Wellen.
Die Industrie stellt allgemein die oft nicht zufrie denstellend gelöste Anforderung nach Dichtungsein richtungen, die auch unter widrigen Umständen be triebssicher arbeiten und dies insbesondere bei höhe ren als Zimmertemperaturen, bei hoher Feuchtigkeit und in Gegenwart von Wasserdampf, chemischen Dämpfen und anderen störenden Faktoren. Die vor handenen Arbeitsbedingungen führen oft zu einer vorzeitigen Verschlechterung der Funktion, schnelle rem Verschleiss und mitunter sogar zum vollständi gen Zusammenbruch der Dichtungseinrichtungen.
Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, eine Dichtungseinrichtung zu schaffen, welche zwei La gerringe mit je einer flachen Lagerfläche, zwei Me tallscheiben als Abstandstücke und zwei ringförmige Metallblattfedern enthält. Sie ist dadurch gekenn zeichnet, dass jeder Lagerring durch eine der beiden Metallscheiben mittels eines inneren Flansches dieser Metallscheiben gehalten wird, dass jede Metallscheibe einen äusseren Flansch besitzt, welcher sich in einen äusseren Flansch der ringförmigen Metallblattfeder hineinfügt, dass jede ringförmige Metallblattfeder einen inneren Flansch besitzt und diese inneren Flan schen dicht ineinanderliegen.
Anhand der Zeichnung werden im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Fig. 1, 2 und 3 sind vergrösserte mittige Vertikal querschnitte durch Dichtungseinrichtungen für Wel len.
Fig. 1 zeigt eine Dichtungseinrichtung, bei wel cher die Welle 130 von einem stationären und einem beweglichen Element 131 bzw. 132 umgriffen wird. Die Welle ist durch die mit 133 bezeichnete Dich tungseinrichtung abgedichtet. Letztere besteht aus zwei bei 136 miteinander teleskopisch verbundenen Dichtungseinheiten 134 und 135, wobei die Verbin dung zwei kegelstumpfförmige Anbauflanschen um fasst, die einander übergreifen.
Die Dichtungseinheiten 134 und 135 umfassen die ringförmigen Metallblattfedern 137 und 138, die aus verdichteter Kohle hergestellten Lagerringe 139 und 140 und die entgegengesetzt geflanschten Metall scheiben 141 und 142, welche die Form von aus- gestanzten, ringförmigen Blechteilen haben. Die Teile 141 und 142 haben äussere Flanschen 143 und 144, welche in überliegende Lippen oder lippenähnliche Flanschen an der äusseren Peripherie der Federn 137 und 138 einpassen.
Die Teile 141 und 142 bilden ringförmige Ab standsstücke 145 und 146. Am äusseren Umfang der selben erstrecken sich Flanschen 143 und 144 gegen das Innere der Dichtung; am inneren Umfang erstrek- ken sich gegengerichtete lippenähnliche Flanschen 147 und 148. Letztere dienen zum Festhalten der Lagerringe 139 und 140 in der Dichtungseinrichtung 133. Zu diesem Zweck sind sie kegelstumpfartig aus geführt, wobei der Winkel zur Horizontalen etwas weniger als 71/ beträgt. In Eingriff mit diesen ste hen die Halteflächen 149 und 150 der Lagerringe 139 bzw. 140, deren Winkel die Winkel der Flan schen 147 und 148 ergänzen.
Auf diese Art und Weise wird eine innige Ver bindung hergestellt, mittels welcher die Lagerringe in den Teilen 141 und 142 in fester Lage gehalten wer den. Wie in Fig. 1 gezeigt, haben die Lagerringe 139 und 140 nach aussen gerichtete Lagerflächen 151 und 152, welche vorzugsweise auf einen Glättegrad von innerhalb zwei Lichtbändern endbearbeitet sind. Die Dichtungsflächen 151 und 152 arbeiten zusammen mit ähnlich endbearbeiteten Dichtungsflächen der sta tionären und umlaufenden Teile 131 bzw. 132, von welchen der erstere beispielsweise die Büchse eines Pumpengehäuses sein kann und der letztere, in einem typischen Fall, die Nabe eines Pumpenrades ist.
Die Lagerringe 139 und 140 haben zylindrische Flächen 153 und 154, mittels welcher sie sich der Welle 130 anpassen. Der Sitz ist in jedem Fall ein Laufsitz, wo bei das Spiel 155 zwischen<B>0,127</B> und 0,254 mm be tragen kann.
Fig. 2 zeigt eine Dichtungseinrichtung, in welcher die die Lagerringe tragenden Teile die Form von rin- nenförmigen Blechstanzlingen haben. Die Welle 160 läuft im stationären Teil 161 um und trägt das mit ihr umlaufende Glied 162. Zwischen diesen beiden Teilen befindet sich die Dichtungseinrichtung 163, welche aus zwei einander ähnlichen Dichtungseinhei ten 164 und 165 besteht. Letztere sind bei 166 mit tels einer teleskopischen Verbindung zusammenge baut, welche durch zwei übergreifende Anbauflan schen hergestellt wird, die an zwei ringförmigen Me- tallblattfedern 167 bzw. 168 vorgesehen sind.
Die Verbindung 166 ist der Verbindung 136 in Fig. 1 ähnlich, mit Ausnahme dessen, dass der untere Flansch 187 länger ist als der obere Flansch 186. Obwohl letzterer gegen den Hauptteil der Feder 167 anliegt, ist ersterer so lang, dass er leicht nach oben abgebogen werden kann, wie bei<B>188</B> gezeigt, und die Teile so vor dem Auseinanderfallen sichert. Die ses Abbiegen kann durch Walzen, Drehen, Falzen oder irgendein anderes geeignetes Verfahren gesche hen.
Die Teile<B>171</B> und 172 haben eine allgemein rin- nenförmige Ausbildung und sind durch lange äussere Flanschen 173 und 174, ringförmige Abstandsstücke 175 und 176 und kurze innere lippenähnliche Ab stützflanschen 177 und 178 ausgestattet. Letztere stossen gegen das Innere der Dichtungseinrichtung 163 vor und arbeiten mit den Halteflächen 179 und 180 der Lagerringe<B>169</B> bzw. 170 zusammen. Diese Teile sind zwecks Erzielung eines innigen Sitzes ke gelförmig ausgebildet.
Die Dichtungsflächen <B>181</B> und 182, die vom Lagerinnern abgerichtet sind, liegen an den stationären bzw. umlaufenden Teilen 161 und 162 an, wobei die anliegenden Oberflächen auf einen Glättegrad von innerhalb zwei Lichtbändern endbear- beitet sind. Zylindrische Flächen 183 und 184 Um liegen die Welle 160 mit einem Spiel 185, so dass ein Laufsitz hergestellt wird.
Fig. 3 stellt eine Dichtungseinrichtung dar, die in gewisser Hinsicht der Dichtungseinrichtung nach Fig. 2 ähnlich ist, jedoch mit dem Unterschied, dass gewisse Teile durch eine Metallbondierung, wie durch Schweissen, Hartlöten oder Löten, zusammengehalten werden. Die Welle 190 ist hier von einem stationären und einem umlaufenden Teil 191 und 192 umgrif fen und durch die Dichtungseinrichtung 193 abge dichtet. Diese Dichtungseinrichtung besteht aus zwei zusammenarbeitenden Dichtungseinheiten 194 und 195, welche miteinander teleskopisch verbunden sind.
Diese Dichtungseinheiten umfassen ringförmige Metallblattfedern 196 und 197, die mit gegengerich teten Flanschen 198 und 199 ausgestattet sind; diese Flanschen sind anstelle der kegelförmigen Ausbil dung so gestellt, dass sie mit der Ebene der Feder, deren Teil sie bilden, einen rechten Winkel einschlie ssen. Sie werden durch geeignete Metallschweissnähte 200 in Lage gehalten und haben solche Durchmesser, dass der Flansch 198 genau in den Flansch 199 hin einpasst.
Am äusseren Umfang tragen die Federn 196 und 197 lippenähnliche Stützflanschen 201 und 202, die mit den Anbauflanschen 198 und 199 parallel ste hen, aber gegengerichtet sind. Rinnenförmige Blech teile 207 und 208 sind mit Schweissnähten 203 bzw. 204 an den Stützflanschen 201 bzw. 202 befestigt. Ausser den äusseren Flanschen 205 und 206 haben die Teile 207 und 208 auch innere lippenähnliche Stützflanschen 209 und 210. Diese sind kegelstumpf- förmig und stehen mit den kegeligen Halteflächen der Lagerringe 211 bzw. 212 in Eingriff.
Die Winkel der kegeligen Eingriffsflächen sind Komplementär winkel, welche von der Horizontalen um nicht mehr als<B>71/2'</B> abweichen, wodurch die Lagerringe 211 und 213 durch die Anbauteile 207 bzw. 208 fest ab gestützt werden. Das Spiel des die Welle<B>190</B> umfas senden Flansches 198 und der Lageringe 211 und 212 beträgt etwa 0,127 mm.
Wie aus dem Vorangehenden klar hervorgeht, kann die Erfindung eine Vielzahl von Formen an nehmen. Obwohl die Fig. 1 bis 3 mehr oder weniger symmetrische Formen darstellen, kann der Grundsatz der Erfindung auch auf nichtsymmetrische Dichtun gen angewendet werden, wie beispielsweise, wenn eine Dichtungseinheit unmittelbar neben einer Spann hülse oder einem anderen umlaufenden Teil fort gelassen und die Dichtungseinheit neben dem statio nären Teil oder der Büchse am umlaufenden Teil selbst vorgesehen wird.
Was die für die verschiedenen Ausführungsbei spiele der Erfindung verwendeten Baustoffe anbe langt, ist es dem Fachmann klar, dass hier eine Viel zahl verschiedener Baustoffe zur Wahl steht. So kann bei jeder der im vorangehenden erklärten Dichtungs einrichtungen der Lagerring aus Metall oder aus Nichtmetall bestehen; im letzteren Falle kann er aus Hartgummi, einem Kunststoff, wie beispielsweise einem starren Harz, oder aus Keramikmasse beste hen.
Die gezeigten Metallteile, mit Einschluss der in Fig. 1 bis 3 dargestellten, entgegengesetzt geflansch ten, rinnenförmigen Teile, können aus einer Vielzahl von geeigneten Metallen bestehen; vorzugsweise sind sie jedoch aus halbhartem oder dreiviertelhartem rostfreiem Stahl ausgestanzt, dessen Dicke ihn zur Bearbeitung geeignet macht, beispielsweise von 0;127 bis 0,254 mm Dicke. Diese Teile müssen je doch keineswegs unbedingt ausgestanzt sein, sondern können, wie gewünscht, auf jede geeignete Art und Weise hergestellt werden.
In den verschiedenen dargestellten Ausführungs beispielen der Erfindung zur Abdichtung von Wellen können die Lagerringe auch mit den sogenannten stationären oder umlaufenden Teilen in Zonen in Eingriff stehen, welche von der Welle weiter entfernt sind, anstelle knapp daneben zu liegen.
Die Lagerringe der Dichtung nach Fig. 1 können erwünschtenfalls an ihren inneren Peripherien kegel förmig und durch Stützenflanschen festgehalten sein, deren komplementäre Kegel an der Innenseite und nicht an der Aussenseite der Lagerringe vorgesehen sind.
Ein wichtiger Vorteil der beschriebenen Einrich tung ist die Leichtigkeit, mit welcher ein kegelförmi ger Lagerring oder ein anderer kegelförmiger Teil aus dem ihn tragenden Teil entfernt werden kann, ohne Rücksicht darauf, ob der letztere einen selb ständigen Teil bildet, wie in Fig. 1 bis 3, oder die einfache Form eines lippenförmigen Stützflansches hat, der mit der Metallblattfeder aus einem Stück besteht und an deren äusserer oder innerer Peripherie getragen wird.
Ein geeignetermassen kegelförmiger Lagerring kann mit einem geeignetermassen kegeligen Teil in Eingriff gebracht werden, indem man die Teile einfach gegenüberstellt und sie durch einfachen Handdruck zusammenpresst. Wie bereits erklärt, las sen sich diese Teile durch Ausbrechen des Lagerrin ges oder durch Ausstemmen trennen, wenn ein Er satz notwendig wird, worauf der alte Lagerring durch einen neuen ersetzt werden kann.
In gewissen Fällen, insbesondere beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 kann der Lagerring mit dem ihn tragenden Teil zusammen als Einheit behandelt werden, die vom Lager ausgebaut und entweder repariert oder durch eine neue solche Einheit ersetzt wird.