DE3242811C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichteinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Dichtein­ richtung für rotierende Bauteile ist aus der DE- OS 21 65 030 bekannt.

Bei dieser Dichteinrichtung wird das Dichtelement von einem ring­ förmigen Stellelement gegen das rotierende Bauteil gedrückt. Das Stellelement wird von einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen, die das rotierende Bauteil umgibt und mit einem Maschinenteil verbun­ den ist.

Das Dichtelement einer solchen Dichteinrichtung besitzt aufgrund des Stellelements eine gewisse radiale Beweglichkeit, die es ihr erlaubt, mit einer nahezu konstanten Flächenpressung zwischen den Dichtflächen dem Radialspiel des rotierenden Bauteils zu folgen. Das Dichtelement wird jedoch permanent mit einer bestimmten Andruckkraft auf das rotierende Bauteil gedrückt, was unweigerlich zu einem Verschleiß des Dichtelements führt.

Gerade bei Dichteinrichtungen, die nur in bestimmten Fällen beansprucht werden, ist dies unerwünscht, da das Dichtelement auch bei Nichtbeanspruchung regelmäßig kontrolliert und erneuert werden muß. Wird, um eine längere Standzeit zu erzielen, widerstandsfähi­ geres Material für das Dichtelement verwendet, kann es zum Einlaufen und damit zur Schwächung des rotierenden Bauteils kom­ men.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dicht­ einrichtung zu schaffen, deren Dichtelement nur im Bedarfsfall eine Abdichtung des rotierenden Bauteils verwirklicht und anson­ sten radial beweglich, frei von verschleißförderndem Anpreßdruck das rotierende Bauteil umgibt.

Diese Aufgabe wird anmeldungsgemäß durch die Merkmale im kenn­ zeichnenden Teil des neuen Patentanspruchs 1 gelöst.

Da die Dichtwirkung nur bei Kontakt des Dichtelements mit dem abzudichtenden Medium eintritt, besteht bei normalem Betrieb nur geringer Verschleiß und es herrscht eine geringe Reibbeanspruchung zwischen dem Dichtungselement und dem sich drehenden Bauteil, um Wärmeprobleme zu verursachen. Da sich das radial bewegliche Element radial zur Achse des sich drehenden Bauteils frei bewegen kann, wird das Spiel zwischen seiner inneren Fläche und dem sich drehenden Bauteil ganz gering gehal­ ten, während dennoch außermittige und kreisförmige Bewe­ gung des rotierenden Bauteils aufgenommen werden. Weiterhin ist die Dichtwirkung nicht von einer Drehung des Bauteils abhängig und funktioniert folglich unabhängig davon, ob sich das Bauteil dreht oder nicht.

Die Dichteinrichtung ist so aufgebaut, daß nach der Kontaktaufnahme des Dichtelements mit dem Medium infolge des durch das Medium ausgeübten Druckunter­ schieds das Dichtelement in Dichtwirkung gebracht wird bzw. die Dichtwirkung infolge eines Aufquellens erzielt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt, und es werden nachstehend ausführlich erläutert und beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungs­ gemäßen Dichteinrichtung.

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teils eines anderen Ausführungsbeispiels der Dichteinrichtung.

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Teils einer weiteren Ausbildungsform der Dichteinrichtung.

Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt eine Dichteinrichtung zur Ab­ dichtung einer Wand 10 beispielsweise eines Schiffes an der Stelle, an welcher ein rotierendes Bauteil (11) beispielsweise eine Schiffschraubenwelle hindurchtritt, eine Halteeinrichtung in der Form eines zweiteiligen Gehäuses 12, 13, das mittels einer Reihe von am Umfang verteilten Schrauben 14 mit der Schottwand 10 verschraubt ist, so daß es das rotierende Bauteil 11 umgibt. Das Gehäuse 12, 13 bildet einen ringförmigen Raum 15 aus, der zwei sich gegenüberliegende radiale Gehäuseflächen 16, 17 besitzt, die durch eine zylindrische Fläche 18 verbunden sind. Ein radial bewegliches Element 19 ist innerhalb des Gehäuses 12, 13 montiert, wobei der äußere Abschnitt 20 des Elements 19 zwischen den radialen Flächen 16, 17 der Einbuchtung 15 angeordnet ist. Zwischen den radialen Gehäuseflächen 16, 17 und den sich gegenüberliegenden Flächen 21, 22 des äußeren Abschnitts 20 des Elements 19 ist ein geringes Spiel vorgesehen, das eine begrenzte axiale Bewegung des Elements 19 zuläßt. Die sich gegenüberliegenden Flächen 16, 21 und 17, 22 sind geläppt, so daß sie eine flüssigkeitsdichte Abdich­ tung ausbilden, wenn sie sich in Berührung befinden. Ebenso ist ein Zwischenraum zwischen einer äußeren Umfangs­ fläche 23 des Elements 19 und der zylindrischen Fläche 18 des Raums 15 vorgesehen, so daß sich das Element 19 in radialer Richtung frei mit dem rotierenden Bauteil 11 bewegen kann.

Das bewegliche Element 19 umgibt das rotierende Bauteil 11 derart, daß ein kleines Spiel zwischen einer inneren Umfangsfläche 24 des Elements 19 und dem rotierenden Bauteil 11 vorhanden ist. Die innere Umfangsfläche 24 des Elements 19 ist mit einer Einkerbung 25 versehen, deren Seiten in Richtung der Achse des rotierenden Bauteils 11 geneigt sind. Ein gummiartiger O-Ring 26 ist gleitend um das rotierende Bauteil 11 innerhalb der Einkerbung 25 angeordnet, so daß der größte Teil seiner Umfangsfläche die Fläche der Einkerbung 25 nicht berührt, falls er sich im mittigen Abschnitt dieser befindet. Beim Betrieb unter normalen Umständen, wenn beide Seiten der Schottwand frei von Wasser sind, kann sich der O-Ring 26 frei um die Welle 11 oder mit dieser drehen, und liegt nur teil­ weise und leicht an dem radial beweglichen Element 19 an. Wenn eine Seite der Schottwand unter Wasser gesetzt wird, bringt der Druck der Flüssigkeit auf dieser Seite das radial bewegliche Element 19 in Berührung mit einer der Gehäuse­ flächen 16, 17, so daß eine flüssig­ keitsdichte Abdichtung zwischen den gegenüberliegenden Flächen 16 und 21 oder 17 und 22 hergestellt ist. Der Flüssigkeitsdruck bringt ebenfalls den gummiartigen O-Ring 26 in Berührung mit der geneigten Wandung der Einkerbung 25 und dem rotierenden Bauteil 11, und bildet dadurch eine Dichtung am inneren Umfangsbereich des beweglichen Elements 19 aus und stellt somit einen flüssigkeitsdichten Abschluß zwischen Wand 10 und dem rotierenden Bauteil 11 her.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der gummiarti­ ge O-Ring 26 in einer Nut in dem rotierenden Bauteil 11 angeordnet sein, wobei der O-Ring 26 und die Einkerbung 25 derart dimensioniert sind, daß die geneigte Wandung der Einker­ bung 25, falls sich das bewegliche Element 19 in Abdich­ tungsberührung mit dem Gehäuse 12, 13 bewegt, ebenfalls den O-Ring 26 beaufschlagt.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist anstelle des O-Rings 26 ein Streifen 30 aus einem Werkstoff in einer Ausnehmung 31 innerhalb der Einkerbung 25 angebracht. Dieser Streifen 30 ist mit Fasern 32 eines Werkstoffs wie z. B. Nylon bedeckt, die weichen Borsten ähneln, wobei sich diese Fasern 32 in die Einkerbung 25 erstrecken und unter normalen Betriebsumständen leicht über die Oberflä­ che des rotierenden Bauteils 11 streifen. Die Fasern 32 beanspruchen das rotierende Bauteil 11 nicht in einem genügenden Ausmaß, um Ver­ schließ zu verursachen, können aber nach Wunsch mit einem Schmiermittel wie z. B. Öl versehen werden. Wenn eine Seite der Wand 10 unter Wasser gerät, lenkt der Wasser­ druck die Fasern 32 in den engen Spalt zwischen dem beweg­ lichen Element 19 und dem rotierenden Bauteil 11 auf der Seite, die der gefluteten gegenüberliegt, ab und verstopft so den Spalt, wobei eine Abdichtung zwischen dem beweglichen Element 19 und dem rotierenden Bauteil 11 hergestellt ist.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem die innere Umfangsfläche 24 des beweglichen Ele­ ments 19 mit einer ringförmigen Ausnehmung 35 versehen ist, in welcher eine Einlage 36 eines Werkstoffs, der Flüssigkeit absorbiert und aufquillt, angeordnet ist. Unter normalen Betriebsumständen hält so, wenn beide Sei­ ten der Wand 10 trocken sind, die Einlage 36 Abstand von dem rotierenden Bauteil 11 und ist keinem Verschleiß ausgesetzt. Wenn eine Seite der Wand 10 geflutet wird, sickert Wasser durch den Spalt zwischen dem rotierenden Bauteil 11 und dem be­ weglichen Element 19 und wird von dem Werkstoff aufge­ saugt, wobei die Einlage 26 aufquillt und den Spalt zwi­ schen dem beweglichen Element 19 und dem rotierenden Bauteil 11 ver­ sperrt und dadurch eine flüssigkeitsdichte Abdichtung ausbildet. Die Einlage 36 kann aus einem natürlichen Werk­ stoff wie z. B. Weichholz oder einem geeigneten syntheti­ schen Material gefertigt sein. Das Material kann ständig innerhalb der Ausnehmung 35 aufgenommen sein oder so ange­ ordnet sein, daß es in den Spalt zwischen dem beweglichen Element 19 und dem rotierenden Bauteil 11 ragt, so daß es während des Aufschwellens den Spalt abdichtet. Im letzteren Fall kann das Material vorteilhaft eine Kombination aus einem was­ serlöslichen Werkstoff mit einem Isoliergrund in der Form von Fasern oder Teilchen, die bei Berührung mit Flüssig­ keit aufquellen, sein, so daß während der Auflösung des wasserlöslichen Materials die Fasern oder Teilchen unge­ bunden sind, um den Spalt zwischen dem beweglichen Ele­ ment 19 und dem rotierenden Bauteil 11 auszufüllen.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform gestattet das bewegliche Element 19 außermittige Drehung und ringför­ mige Bewegung der Welle, so daß unter normalen Betriebsum­ ständen das Dichtungsbauteil nicht übermäßigem Verschleiß ausgesetzt ist. Vorzugsweise wird das bewegliche Element 19 aus einem leichten Werkstoff wie z. B. verstärktem Pla­ stik hergestellt und vorteilhaft in zwei Hälften ausge­ bildet, die mittels tangentialer Schrauben 37 zusammenge­ halten werden, um den Zusammenbau der Dichtung zu erleich­ tern. Andere Werkstoffe und Ausgestaltungen können jedoch Verwendung finden.

Claims (5)

1. Dichteinrichtung zum Abdichten eines für ein rotierendes Bauteil (11) vorgesehenen Durchbruchs mit einem das rotierende Bauteil (11) umgebenden Gehäuse (12, 13), in dem sich ein das rotierende Bauteil (11) mit einem Radialspalt umgebendes radial bewegliches Element (19) in Kontakt mit einem zweiten Dichtelement (26, 32, 36) befindet, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) mindestens eine umlaufende Seitenfläche (21, 22) des radial beweglichen Elements (19) und zumindest die gegenüberliegende Gehäusefläche (16, 17) in Axialrichtung in Dichtkontakt bringbar sind, und
• b) das zweite Dichtelement (26, 32, 36) und das radial bewegliche Element (19) so zusammenwirken, daß erst der Kontakt des zweiten Dichtelements (26, 32, 36) mit dem abzudichtenden Medium den dichten Verschluß des Radialspalts zwischen rotierendem Körper (11) und Element (19) bewirkt.

2. Dichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12, 13) einen ringförmigen Raum (15) zur Aufnahme des radial beweglichen Elements (19) aufweist, der bei Kontakt des zweiten Dichtelements (26, 32, 36) mit dem abzudichtenden Medium durch dieses gefüllt wird, wodurch der Dichtkontakt zwischen dem radial beweglichen Element (19) und dem Gehäuse (12, 13) hergestellt wird.

3. Dichteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die innere Fläche (24) des radial be­ weglichen Elements (19) mit einer ringförmigen Einker­ bung (25) mit geneigten Wandungen versehen ist und daß innerhalb der Einkerbung (25) als zweites Dichtelement (26, 32, 36) ein gummiaratiger O-Ring (26) montiert ist.

4. Dichteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die innere Fläche (24) des radial be­ weglichen Elements (19) mit einer ringförmigen Einker­ bund (25) mit geneigten Wandungen versehen ist, als zweites Dichtelement (26, 32, 36) ein ring- und faden­ förmiges Element (30) mittig in der Einkerbung (25) montiert ist.

5. Dichteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite Dichtelement (26, 32, 36) aufquillt, wenn es mit dem abzudichtenden Medium in Kontakt kommt.