Einrichtung für die druck- und vakuumdichte Durchführung einer Drehbewegung durch eine Wand. Es sind mehrere Einrichtungen bekannt, mit denen es möglich ist, Drehbewegungen einer Welle in einem Raum .A duch eine feste Wand hindurch auf einen Raum B zu übertragen, ohne dass dabei Gasoder Flüssig keit von. einem dieser Räume in den andern gelangen kann.
Die bei Pumpen, gompres- ,soren, Turbinen usw. übliche Lösung besteht darin, die Welle durch ein Loch in,der Wand hindurchzuführen und mittels einer Stopf- büehse das Entweichen von Gas oder Flüs sigkeit von einem Raum zum andern längs der Welle zu verhindern. Ausser dem be trächtlichen Energieverlust durch Reibung haben diese Stopfbüchsen den Nachteil, dass sie nie absolut dicht sind und, von Zeit zu Zeit nachgezogen werden müssen. Für Hoch vakuumabschluss kommt diese Methode nicht in Frage.
Für besseren Abschluss werden insbeson- dere in der Vakuumtechnik oft drehbare konische Schliffe benutzt, bei welchen ein konia-cher Reiher in ein passendes Gehäuse eingeschliffen und nachher mit Fettoder der gleichen gedichtet wird.
Solche Fettschliffe kommen, nur für vorübergehende Betätigung und' nur dort in Betracht, wo eine beträcht liche Reibung in Kauf genommen. werden kann, und wo der Gasdruck der Fettdämpfe nicht schädlich ist.
Für kontinuierliche Drehungen ist eine Lösung bekannt geworden, bei der ein ma gnetisches Drehfeld im Raume A erzeugt und durch eine gasdichte Wand hindurch zum Raum B übertragen wird, so -dass dort z. B. ein, gurzschlussläufer vom Drehfeld mitgenommen wird.
Als gais,dichte Wand werden in der Regel Nickellegierungen 'be nützt, um die Wirbelo.tromverluste infolge des Drehfeldes nicht zu gross werden zu las- sen. Das von einem Raum zum andern über tragbare mechanische D:rehstrommoment ist aus diesem Grunde sehr begrenzt, die An wendungsmöglichkeiten entsprechend be- schränkt.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Einrichtung für die druck- und vakuum dichte Durchführung einer Drehbewegung von unbeschränktem Drehwinkel durch eine Wand und besteht darin, dass mindestens eine biegsame Hülse den Abschluss bewirkt.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind auf der Zeichnung dargestellt. Ein erstes Beispiel einer solchen Einrichtung zeigt Fig. 1. W, und TV" .sind zwei Wellen, zwischen denen ein Drehmoment übertragen werden soll. Sie befinden sich in den Räumen<I>A</I> und<I>B,</I> die durch die Trenn wand T getrennt sind.
Die CTus- oder Flüssig keitsdrücke der beiden Räume seien mit p, und pbezeichnet. Zum Abdichten ist eine biegsame Hülse bei D, dicht in die Wand T, bei Ddicht in eine Haube<I>H</I> eingelötet oder geschweisst. Die Haube H ist auf dem exzen trischen Ende der Welle W, bei L2 gelagert.
Die Lageraxe bildet hier einen spitzen Winkel mit der Axe der Wellen Wi und TV.,. Durch das Lager L, hindurch steht der Innenraum A* der biegsamen Hülse mit dem unter dem Druck p, stehenden Raum A in Verbindung. Die biegsame Hülse trennt die beiden Räume A und B mit absoluter Dich tigkeit. Die Haube H greift in eine radiale Nut der Scheibe S auf der Welle Wz ein.
Beim Drehen der Welle W, kreist die Haube H um die gemeinsame Axe von Wi und jT'@ und nimmt dadurch die Welle W,z mit. Umgekehrt kann durch Drehen der Welle TYz die Haube<I>H</I> und damit die Welle W, gedreht werden. Die biegsame Hülse voll führt dabei eine Bewegung ähnlich derjeni gen eines einseitig eingespannten elastischen Stabes.
Infolge der festen Einspannung bei Di kann weder er noch die Haube H sich um sich selber drehen, da die biegsame Hülse auf Verdrehung annähernd starr ist. Solange der Druck p, grösser als p.; ist, sucht sich die biegsame Hülse zu verlängern. Die Haube H muss sich daher auf der Scheibe S oder auf der Welle W, abstützen können. Letzteres wird ermöglicht durch den auf der Welle W, festen Ring R.@, der sich gegen einen vor dem Verlöten von D, eingeschraubten Ü'berwurf- ring legt.
Ist dagegen der Druck p. grösser als pi, so wird die biegsame Hülse mit der Haube H gegen die Welle W, gepresst, wobei diese den entstehenden Schub aufnehmen und auf die Lagerung übertragen muss, z. B. mit tels der Ringe Ri.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungs- ; form, welche zwischen den Wellen W, und TV, ein Zwischenstück in Form einer sym metrisch doppelt gebogenen Welle K benützt.
In diesem Falle sind zwei biegsame Hülsen F, und F, koaxial zu den Wellen TV, und Wz dicht in die Trennwand<I>T</I> der Räume<I>A</I> und<I>B</I> eingesetzt bei den Stellen Di und D2. Die dichten Abschlusshauben Hl und Hder biegsamen Hülsen 'liegen wieder exzentrisch zu den Wellen W, und TV,;
Dichtungsstellen sind Ds und D4. Die krumme Welle K ist bei<I>L</I> in der Trennwand, bei L, und L2 in den beiden Hauben gelagert. Der Raum C innerhalb der biegsamen Hülse steht hier weder mit dem Raum A noch mit B in Ver bindung, er kann mit gasförmigen oder flüs sigen Stoffen, z. B. mit Schmieröl gefühlt werden. Wird der Haube H, z.
B. von der Welle W, eine kreisende Bewegung aufge drückt, so kreist auch Haube H, und somit s dreht sich auch Wz. Die Hauben Hi und Hz haben im gezeichneten Beie.piel parallele Axen zu Wi und Ws, so dass sie in Bohrun- gen der Scheiben S, und<B>8,</B> wie Kurbelzapfen gelagert werden können,
sei es mit -üblichen, Ringlagern oder auch mit Kugel-oder Wal zenlagern. Die um diese Kurbelwelle geleg ten biegsamen Hülsen Fi und FZ sichern den absoluten Abschluss der Räume<I>A</I> und<I>B.</I>
Der Energieverlust bei .der Übertragung : der Drehmomente vom Raum A zum Raum B ist ausserordentlich klein. Er besteht in der Lagerreibung der zwei Lager L, und L, beim Beispiel nach Fig. 1, bezw. der drei Lager L, bis L, beim Beispiel nach Fig. 2. Durch s Verwendung von Kugel- oder Walzenlagern kann er nötigenfalls weiter reduziert werden.
Das Drehmoment, das auf die biegsame Hülse ausgeübt wird, stammt lediglich von der innern und äussern Lagerreibung der Hauben H, und H> Infolge der absoluten Dichtigkeit der mechanischen Energieüber tragung ist die Einrichtung besonders ge eignet an Hochvakuumgefässen oder an o,
ol- chen mit giftigen Gasen oder Flüssigkeiten. Sie eignet sich für die Ausführung sowohl von kurzen Betätigungen wie :auch zum dauernden Antrieb von Wellen. Die Lebens dauer 4er Einrichtung ist bei Beanspruchung der biegsamen Hülsen unterhalb ihrer Ela- stizitäts.grenze praktisch unbegrenzt.
Die biegsamen Hülsen können aus Metall (Tom- bak, Stahl usw.) :oder :auch aus elastischen Isolierstoffen (Gummi usw.) bestehen.
Device for the pressure- and vacuum-tight execution of a rotary movement through a wall. Several devices are known with which it is possible to transmit rotary movements of a shaft in a room .A through a solid wall to a room B without any gas or liquid being released. one of these rooms can get into the other.
The usual solution for pumps, compressors, turbines, etc. is to pass the shaft through a hole in the wall and use a stuffing sleeve to prevent gas or liquid from escaping from one room to the other along the shaft . Apart from the considerable loss of energy due to friction, these stuffing boxes have the disadvantage that they are never absolutely tight and have to be tightened from time to time. This method is out of the question for high vacuum sealing.
For a better finish, especially in vacuum technology, rotatable conical cuts are often used, in which a conical line is ground into a suitable housing and then sealed with grease or the like.
Such fat cuts are only considered for temporary use and only where there is considerable friction. and where the gas pressure of the grease vapors is not harmful.
For continuous rotations, a solution has become known in which a ma magnetic rotating field is generated in room A and transmitted through a gas-tight wall to room B, so that there z. B. a, short-circuit rotor is taken away from the rotating field.
As a rule, nickel alloys are used as a tight wall, in order to prevent the eddy current losses due to the rotating field from becoming too great. The mechanical rotating current torque that can be transferred from one room to another is very limited for this reason, and the possible uses are limited accordingly.
The present invention relates to a device for the pressure-tight and vacuum-tight implementation of a rotary movement of an unlimited angle of rotation through a wall and consists in that at least one flexible sleeve effects the closure.
Two embodiments of the invention are shown in the drawing. A first example of such a device is shown in FIG. 1. W, and TV ". Are two shafts between which a torque is to be transmitted. They are located in the spaces <I> A </I> and <I> B, < / I> which are separated by the partition T.
Let the CTus or liquid pressures of the two spaces be denoted by p and p. For sealing, a flexible sleeve is soldered or welded tightly into the wall T at D, or into a hood <I> H </I> at Dproof. The hood H is mounted on the eccentric end of the shaft W, at L2.
The bearing axis here forms an acute angle with the axis of the waves Wi and TV.,. The interior A * of the flexible sleeve communicates with the space A under pressure p 1 through the bearing L i. The flexible sleeve separates the two rooms A and B with absolute tightness. The hood H engages in a radial groove in the disk S on the shaft Wz.
When the shaft W rotates, the hood H revolves around the common axis of Wi and jT '@ and thereby takes the shaft W, z with it. Conversely, the hood <I> H </I> and thus the shaft W can be rotated by rotating the shaft TYz. The flexible sleeve fully performs a movement similar to that of a cantilevered elastic rod.
As a result of the fixed clamping at Di, neither he nor the hood H can rotate around itself, since the flexible sleeve is almost rigid when twisted. As long as the pressure p is greater than p .; the flexible sleeve tries to lengthen. The hood H must therefore be able to be supported on the disk S or on the shaft W. The latter is made possible by the ring R. @ fixed on the shaft W, which rests against a union ring screwed in before D is soldered.
On the other hand, if the pressure p. greater than pi, the flexible sleeve with the hood H is pressed against the shaft W, whereby this must absorb the resulting thrust and transfer it to the bearing, e.g. B. with means of the rings Ri.
Fig. 2 shows a second embodiment; shape, which uses an intermediate piece in the form of a symmetrically double-curved shaft K between the shafts W and TV.
In this case, two flexible sleeves F, and F, coaxial with the shafts TV, and Wz, are sealed in the partition <I> T </I> of the spaces <I> A </I> and <I> B </ I > used at positions Di and D2. The tight closing hoods Hl and H of the flexible sleeves are again eccentric to the shafts W and TV;
Sealing points are Ds and D4. The curved shaft K is mounted in the partition wall at <I> L </I> and in the two hoods at L and L2. The space C within the flexible sleeve is here neither with the space A nor with B in connection, it can with gaseous or liq-term substances, eg. B. be felt with lubricating oil. If the hood H, z.
If, for example, a circular movement is pressed by the shaft W, the hood H also circles, and thus s also rotates Wz. In the example shown, the hoods Hi and Hz have axes parallel to Wi and Ws, so that they are in Bohrun - on the discs S, and <B> 8, </B> how crank pins can be stored,
be it with conventional ring bearings or with ball bearings or roller bearings. The flexible sleeves Fi and FZ placed around this crankshaft ensure the absolute closure of spaces <I> A </I> and <I> B. </I>
The energy loss during the transfer: of the torques from room A to room B is extremely small. It consists in the bearing friction of the two bearings L, and L, in the example of FIG. 1, respectively. of the three bearings L to L in the example according to FIG. 2. By using ball bearings or roller bearings, it can be further reduced if necessary.
The torque that is exerted on the flexible sleeve comes from the inner and outer bearing friction of the hoods H, and H> Due to the absolute tightness of the mechanical energy transmission, the device is particularly suitable for high-vacuum vessels or o,
olives with poisonous gases or liquids. It is suitable for the execution of short operations as well as for the permanent drive of shafts. The service life of the 4 device is practically unlimited when the flexible sleeves are stressed below their elasticity limit.
The flexible sleeves can be made of metal (tombak, steel, etc.): or: also of elastic insulating materials (rubber, etc.).