Stopfbüchse für Wellen, Zapfen und ähnliche lylaschinentelle. Gegenstand der Erfindung bildet eine Stopfbüchse für Wellen, Zapfen und ähnliche Maschinenteile mit mindestens einem diesen Maschinenteil an der abzudichtenden Stelle konzentrisch umgebenden Körper.
Es sind bereits Stopfbüchsen dieser Art bekannt, bei denen in dem die Welle, den Zapfen oder dergleichen konzentrisch um gebenden Körper Liderungsringe vorgesehen sind, die aus mehreren durch Federkraft zu- samunengeLaltenen Segmenten bestehen. Diese Ringe sind dabei derart ausgebildet, dass sie im kalten Zustand sämtlicher Teile den mit ihnen zusammenarbeitenden Maschinenteil mit einem geringen Spiel umfassen. Dieses Spiel ist so gewählt, dass es bei der voraussicht lichen Ausdehnung der wärmeleitenden Teile während des Betriebes verschwinden sollte. Die Liderungsringe sind vorzugsweise aus Kohle hergestellt, die nicht ausdehnbar ist.
Wenn infolgedessen der mit einem solchen Ring zusammenarbeitende Maschinenteil über das angenommene Mass sich ausdehnt, so tritt ein Klemmen zwischen jenem Maschinen teil und dem Kohlenring ein. Das hat ent weder eine Beschädigung der Welle durch den Ring oder eine Zerstörung des letzteren zur Folge.
Wenn ferner solche Liderungs- ringe in Verbindung finit \Zellen, Zapfen und dergleichen von grossem Durchmesser zu ver wenden sind, so ist das Eigengewicht der hinge so gross. dass an der Stelle, wo sie auf dein Maschinenteil aufliegen, eine Ab nützung des letzteren stattfindet oder die Ringe an der Dichtungsstelle ausgeleiert wer den, so dass züi grol.)es Spiel entsteht.
Im kalten Zustand ist ferner das Spiel zwischen Liderungsring und der Welle, dem Zapfen oder dergleichen in der Uinfangsrichtung die ses finit dem Liderungsring zusammenarbeiten den Maschinenteils ungleichmässig verteilt, indem an einer Stelle gar kein Spiel vor handen ist, während es an einer gegenüber liegenden Stelle viel zu gross ist.
Infolge dessen treten bei der Inbetriebsetzung oder bei einer nur teilweisen Belastung von DZa- schinen mit Stopfbüchsen, die Liderungsringe bisheriger Bauart aufweisen, häufig beträcht- liehe Undichtigkeitsverluste auf.
Um diesen fbelstand zu beheben, ist bereits vorge schlagen worden, für die Liderungsringe be sondere Stützfedern vorzusehen, um dieselben in zentrischer Lage zum Maschinenteil zu halten, ohne dass aber dabei in jeder Beziehung befriedigende Ergebnisse erzielt worden sind.
Zweck vorliegender Erfindung ist es nun, eine Stopfbüchse der Eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei welcher die im Vorhergehen den angeführten Mängel vollständig beseitigt sind. Zu diesem Behufe weist der, eine Welle, Zapfen oder dergleichen an der abzudichten den Stelle konzentrisch umgebende Körper, beziehungsweise es weisen die den betreffen den Maschinenteil konzentrisch umgebenden Körper, erfindungsgemäss mindestens eine Gruppe strahlenförmig angeordneter Aus- nehmungen auf, in welche, wenigstens in radialer Richtung, bewegliche Liderungs- elemente eingesetzt sind,
die durch begren zende Teile der Ausnehmungen jenes Körpers, bezw. Körper, voneinander getrennt sind, an der abzudichtenden Stelle des Maschinenteils jedoch sich berühren, so dass sie dort eine im wesentlichen ununterbrochene ringförmige Liderungsfläche bilden.
Die Liderungseleinente einer solchen Stopf büchse können in allen Fällen leicht gemacht und so bemessen werden; dass sie keinen schäd lichen Einfluss auf den mit ihnen zusammen arbeitenden Maschinenteil ausüben. Da diese Liderungselemente in radialer Richtung sich leicht bewegen können, ist es ferner möglich, sie von Anfang all zurre Anliegen gegen die Welle, den Zapfen oder dergleichen zu brin gen, wobei selbst bei starker Ausdehnung dieses Maschinenteils sowohl jede Beschädi gung des letzteren, als auch der Liderungs- elemente ausgeschlossen ist.
Zweckmässig wird jedes Liderungseleinent durch Federdruck in radialer Richtung gegen den mit der Stopfbüchse zusammenarbeitenden Maschinenteil gedrückt.
Wenn die Stopfbüchse mehrere, eine Welle, einen Zapfen oder dergleichen umschliessende Trennungsringe aufweist, so können die Lide- rungsringe in Ausnehmungen dieser Ringe angeordnet sein.
Die Stopfbüchse kann im weitern auch so ausgebildet sein, dass jedes Liderungs- element von einer in radialer und einer in achsialer Richtung wirkenden Federkraft be- einflusst wird. Die Federkräfte können dabei so gegeneinander abgestimmt sein, dass diese Kräfte im Betriebszustand mitsamt den auf tretenden Dampfdrücken und Reibungskräften auf jedes Liderungselement eine dasselbe in radialer Richtung sanft gegen den mit der Stopfbüchse zusammenarbeitenden Maschinen teil andrückende resultierende Kraft ausüben.
Uni zu bewirken, dass die Liderungs- elemerite auch nach einer Ausleierung in der erforderlichen Weise gegen den mit der Stopf büchse zusammenarbeitenden Teil zum An liegen kommen, können die Ausnehmungen so ausgebildet sein, dass eine ihrer Symmetrie- ebenen durch die Achse des mit der Stopf büchse zusammenarbeitenden Maschinenteils geht und dass zwei der zur Führung des Liderungselementes dienenden Begrenzungs flächen der Ausnehmung parallel zu jener Ebene sind.
Falls die Liderungselemente aus einem Material bestehen, das bei zu starkem An pressen dieser Elemente gegen den mit den selben zusammenarbeitenden Maschinenteil den letzteren angreift, so können die Aus nehmungen so augebildet sein, dass eine ihrer Symmetrieebenen durch die Achse des Maschinenteils geht und zwei der zur Führung pes Liderungselementes dienenden Begren zungsflächen der Ausnehmung gegen die ge nannte Achse hin konvergieren, so daL;
die Elemente nach eingetretener Berührung finit dein Maschinenteil durch die konvergierenden Flächen an einer weitem Bewegung gegen die Achse jenes Maschinenteils hin ver hindert werden.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind bei spielsweise Ausführungsformen des Erfindungs gegenstandes veranschaulicht, und es ist Fig. 1 ein senkrechter Längsschnitt durch eine Stopfbüchse, welche eine Welle um schliessende Trennungsringe aufweist; Fig. 2 eine mit Bezug auf Fig. 1 voll rechts gesehene .Ansicht eines solchen Ringes und von in Ausnehmungen desselben angeord neten Liderungselementen ;
Fig. 3 zeigt Einzelheiten dieser Stopf büchse in grösserem Massstab, und Fig. 4 einen senkrechten Längsschnitt durch einen Teil einer zum Abdichten einer Zwischwand einer Dampfturbine dienenden Stopfbüchse.
Bei der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Aus führungsform sind irr einem Gehäuse 1 Tren nungsringe 2, 3, 4 angeordnet welche eine Welle 5 mit Spiel umschliessen. 6 ist ein zwischen den Trennungsringen 3 und 4 ge legener Zwischenring und 7 eine Leitung, die, je nachdem gegen Überdruck oder Vaku um abzudichten ist, zum Beispiel zum Ab führen des durch Bobrungen des Ringes 6 hindurchgehenden Leckdanrpfes oder zum Zuführen von gegen Luft dichtenden Dampfes dient. Jeder der Ringe 2, 3, 4 weist eine Gruppe strabler,förmig um die Achse der Welle 5 angeordneter Ausnehmungen 8 auf.
Eine der Symmetrieebenen jeder Ausneh- mungen 8 geht durch die Achse der Welle 5 und die zwei Begrenzungsflächen 9 (Fig.2), jeder Ausnehmung 8 sind parallel zur ge nannten Symmetrieebene.
In die Ausnehmungen 8 sind Liderungs- elemente 10 eingesetzt, welche sich in den selben sowohl in radialer als auch in achsialer Richtung bewegen können. Jedes Element 10 wird von einer in radialer Richtung wirken den Feder 11 und einer in achsialer Richtung wirkenden Feder 12 beeinflusst. Die in die strahlenförmig angeordneten Ausnehmungen 8 der einzelnen Trennungsringe eingesetzten Liderungselernente 10 sind durch begrenzende Teile 13 (Fig. 2) dieser Ausnehmungen 8 voneinander getrennt.
Die auf jedes Element 10 in achsialer und radialer Richtung einwirkenden Feder kräfte sind so gegeneinander abgestimmt, dass im mittlern Betriebszustand die Kräfte mit samt den auftretenden Dampfdrücken und Reibungskräften auf das Element 10 eine dasselbe in radialer Richtung sanft gegen die Welle 5 andrückende resultierende Kraft aus üben. Die strahlenförmig angeordneten Ele mente einer Gruppe werden dabei veranlasst, sich an ihren Innenkanten zu berühren, so dass sie eine im wesentlichen ununterbrochene ringförmige Dichtungsfläche bilden.
Die Federn 11 und 12 erfüllen mehr die Aufgabe von Hilfsmitteln, die vor allem bei der Inbetrieb setzung dafür zu sorgen haben., dass die Elemente zum Anliegen gegen die Welle 5 und die Dichtungsflächen der Trennungsringe 2, 3, 4 gebracht werden. Während des nor malen Betriebszustandes sorgt dagegen vor allem der auf die Elemente 10 einwirkende Dampfdruck, dass sie gegen die mit ihnen zusammenarbeitenden Dichtungsflächen zum Anliegen kommen.
Infolge der genannten Abstimmung der Federkräfte wird einerseits ein zu hartes Andrücken der Elemente 10 gegen die Welle 5 und somit eine Beschädi gung dieser Teile vermieden und anderseits ein Nachgeben der Elemente 10 in radialer Richtung bei auftretender starker Ausdehnung der Welle 5 oder auftretenden starken Stössen ermöglicht. Die parallelen Wandungen 9 sorgen dabei für eine richtige Führung der in radialer Richtung sich bewegenden Ele mente<B>10;</B> diese Wandungen 9 ermöglichen auch eine radiale Einwärtsbewegung der Elemente 10 bei eintretender Ausleierung.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungs ford ist eine einzige Gruppe von strahlen förmig um die Achse der Welle 5 angeord- rreten Ausnehmungen 8 vorgesehen, die in einem Ring 14 angebracht sind und Liderungs- elemente 10 aufnehmen. Der Ring 14 wird durch einen mit einem nur zum Teil gezeigten Leitrad 15 fest verbundenen Ring 16 in der erforderlichen Lage gehalten. Auf jedes Ele ment 10 wirkt auch hier eine radiale und eine acbsiale Federkraft ein. Die Wirkungs weise dieser Stopfbüchse entspricht der zuerst beschriebenen.
Die Liderungselemente 10 können aus Kohle, Metall oder sonst einem geeigneten Material bestehen.
Wie erwähnt empfiehlt es sich, unter ge wissen Umständen die Flächen 9, 9 nicht parallel, sondern zum Beispiel konvergierend gegen die Achse der Welle 5 hin zu machen. Für alle Elemente 10 einer Gruppe könnte an Stelle der Federn 11 eine einzige konzen trisch zur Welle 5 angeordnete Feder vor gesehen sein.
In gewissen Fällen dürften die Federn 12 entbehrlich sein.
Die beschriebene Stopfbüchse lässt sich auch in Verbindung mit Zapfen und ähn lichen Maschinenteilen und sowohl zuni Ab dichten gegen Überdruck als auch gegen Unterdruck verwenden.
Zum Schlusse sei noch bemerkt, dass die die Welle 5 umgebenden, die Elemente 10 aufnehmenden Körper, also bei den gezeigten Ausführungsbeispielen die Ringe 2, 3, 4 bezw. 14 beliebig geformt sein können und dass es keine Rolle spielt, in welchem be- sondern Teil dieses Körpers die Ausnebnii.ui- gen 8 angebracht sind.