DE1199077B

DE1199077B - Sealing of the passage opening between the drive shaft and the housing in mixing and kneading devices for rubber and plastics

Info

Publication number: DE1199077B
Application number: DEK44578A
Authority: DE
Inventors: Josef Gredigk
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1961-08-25
Filing date: 1961-08-25
Publication date: 1965-08-19

Description

Abdichtung der Durchtrittsöffnung zwischen der Antriebswelle und dem Gehäuse bei Misch- und Knetvorrichtungen für Gummi und Kunststoffe Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung der Durchtrittsöffnung zwischen der Antriebswelle und dem Gehäuse bei Misch- und Knetvorrichtungen für Gummi und Kunststoffe, insbesondere für die Mischflügelwelle im Boden einer topfförmigen Mischkammer, bestehend aus einem auf der Antriebswelle sitzenden Dichtungsring und einem gegen diesen einstellbar federnd angepreßten sowie an der Mantelfläche der Durchtrittsöffnung unverdrehbar geführten Gleitring mit zur Dichtfläche führenden Kanälen für ein flüssiges Medium.Sealing of the passage opening between the drive shaft and the Housing for mixing and kneading devices for rubber and plastics The invention relates to a seal of the passage opening between the drive shaft and the housing in mixing and kneading devices for rubber and plastics, in particular for the mixing paddle shaft in the bottom of a pot-shaped mixing chamber, consisting of one sealing ring seated on the drive shaft and one adjustable against it resiliently pressed and non-rotatable on the lateral surface of the passage opening Guided slide ring with channels for a liquid medium leading to the sealing surface.

Bei einer bekannten Gleitringdichtung ist zur Erzielung eines gasdichten Abschlusses des Gehäuses eines Elektrogenerators der Gleitring mit einem Ringflansch am Außenmantel versehen, dessen Mantelfläche kugelig abgerundet und auf dem Innenmantel der Durchtrittsöffnung gleitbar geführt ist. Dieser Ringflansch bildet zusammen mit einer ringförmigen Ausnehmung im Gehäuse eine Kolbenzylinderanordnung, bei der der Kolben zur Erzielung des Anpreßdruckes der Dichtflächen von einem hydraulischen Druckmittel beaufschlagt wird, das der Ausnehmung durch einen in der Mantelfläche der Durchtrittsöffnung ausmündenden Kanal zugeführt wird. Infolge der ständigen Leckverluste ist jedoch kein gleichbleibender Anpreßdruck der Dichtflächen zu- erreichen.In a known mechanical seal is to achieve a gas-tight Completion of the housing of an electric generator of the sliding ring with an annular flange provided on the outer jacket, the surface of which is rounded to a spherical shape, and on the inner jacket the passage opening is slidably guided. This ring flange forms together with an annular recess in the housing, a piston-cylinder arrangement in which the piston to achieve the contact pressure of the sealing surfaces from a hydraulic one Pressure medium is applied to the recess by a in the lateral surface the passage opening out channel is supplied. As a result of the constant However, leakage losses cannot be achieved with a constant contact pressure of the sealing surfaces.

Bei einer weiteren -bekannten Gleitringrichtung zur Abdichtung einer Rohrleitung in einem umlaufenden Gehäuseteil sind zum Aneinanderpressen der Dichtflächen Schraubenfedern vorgesehen, deren Anpreßdruck bei jeder Feder einzeln einstellbar ist. Dieses Einstellen sämtlicher Federn auf den gleichen Druck bereitet daher große Zeitverluste und Schwierigkeiten.In another known slip ring direction for sealing a Pipelines in a circumferential housing part are used to press the sealing surfaces together Helical springs are provided, the contact pressure of which can be set individually for each spring is. This setting of all springs to the same pressure therefore prepares great Loss of time and difficulties.

Bei beiden bekannten Abdichtungen sind Zuführungskanäle für eine Schmierflüssigkeit zu den Dichtflächen im Gleitring angeordnet, indessen ist für den Verbleib des aus dem Spalt zwischen den Dichtflächen austretenden, aus Schmierflüssigkeit und Mischgut bestehenden Leckgutes keine Sorge getragen, so daß sich dieses an irgendeiner vertieften Stelle des Gehäuses im Bereich der Abdichtung ansammelt bzw. ablagert.In both known seals there are feed channels for a lubricating liquid arranged to the sealing surfaces in the sliding ring, meanwhile it is off for the remainder of the emerging from the gap between the sealing surfaces, from lubricant and mixed material existing leakage was not taken care of, so that this deepened at any Place of the housing accumulates or deposits in the area of the seal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bekannten Gleitringdichtungen an die Bedürfnisse bei ihrer Anwendung bei Misch- und Knetvorrichtungen anzupassen und so weiterzubilden, daß auf ihre Dichtflächen ein gleichmäßig verteilter Anpreßdruck ausgeübt wird, der schnell und einfach an die jeweilige Beschaffenheit des Misch- bzw. Knetgutes während des Betriebes anpaßbar ist und das aus dem Dichtungsspalt austretende Leckgut ablagerungs-und staubfrei abgeleitet- wird.The invention is based on the object of these known mechanical seals to adapt to the needs of their application in mixing and kneading devices and to develop further so that an evenly distributed contact pressure is applied to their sealing surfaces is exercised, which is quickly and easily adapted to the respective nature of the mixed or kneaded material is adaptable during operation and that from the sealing gap escaping leakage is discharged free of deposits and dust.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den Anpreßdruck der Dichtflächen durch eine auf alle Federn gleichmäßig einwirkende Verstellvorrichtung während des -Betriebes einstellbar auszuführen und im Gleitring weitere Kanäle für das Medium anzuordnen, die am Innenmantel des Gegendichtungsringes in einen zwischen diesem und der Antriebswelle vorgesehenen Ringspalt ausmünden, wobei durch diese und die zur Gleitfläche führenden Kanäle ein Weichmacher- bzw. Lösungsmittel zugeführt wird und der Ringspalt zu seinem freien Ende kegelförmig erweitert ist.To solve this problem it is proposed according to the invention, the contact pressure of the sealing surfaces by an evenly acting on all springs Adjustment device adjustable during operation and in the sliding ring to arrange further channels for the medium on the inner jacket of the counter-sealing ring open into an annular gap provided between this and the drive shaft, whereby through these and the channels leading to the sliding surface a plasticizer or Solvent is supplied and the annular gap is conical at its free end is expanded.

Die Maßnahmen zur Erzielung einer Regelbarkeit des Anpreßdruckes der Dichtflächen ermöglichen in vorteilhafter Weise während des Betriebes der Misch-und Knetvorrichtung eine Anpassung der Spaltweite der Dichtflächen an die jeweilige Beschaffenheit des Misch- und Knetgutes, denn bei der anfangs der Verarbeitung dieses Gutes noch staubförmigen Beschaffenheit wird ein möglichst enger Dichtungsspalt benötigt, weil das staubförmige Gut zum Durchdringen dieses Spaltes neigt, während das bei der fortschreitenden Weiterbearbeitung des Gutes- in den zähflüssigen Zustand übergehende Misch- und Knetgut viel weniger zum Durchdringen des Dichtungsspaltes neigt und daher die Anwendung einer größeren Spaltweite erlaubt. Im engen Dichtungsspalt erwärmt sich das in diesen Spalt eingedrungene staubförmige Gut infolge des hohen Anpreßdruckes der Dichtflächen so hoch, daß es verascht. Daher ist ein schnelles Entfernen dieses Festgutes aus dem Dichtungsspalt notwendig, um ein Zurückwandern der veraschten Gutteilchen in die Mischkammer zu verhindern, die unerwünschte Einschlüsse im Endprodukt ergeben. Dieses schnelle Abführen des Leckgutes wird durch Verwendung von Weichmachern oder Lösungsmitteln zum Schmieren der Dichtflächen und Zuführen dieser Mittel durch die weiteren in den Ringspalt mündenden Kanäle verhindert, die durch Vermindern der Konsistenz des Leckgutes dessen schnelles Abfließen aus dem Ringspalt bewirken, wobei das stau- und rückstandfreie Entfernen des Leckgutes aus -dem Ringspalt noch durch die kegelförmige Erweiterung dieses Spaltes zu dessen freiem Ende begünstigt wird.The measures to achieve controllability of the contact pressure of the Sealing surfaces allow in an advantageous manner during the operation of the mixing and Kneading device an adaptation of the gap width of the sealing surfaces to the respective Condition of the mixed and kneaded material, because this is what it is at the beginning of processing A seal gap that is as narrow as possible is good, still in the form of dust needed because the powdery material tends to penetrate this gap while This is the case with the progressive further processing of the goods - into the viscous state Mixing and kneading material that passes over is much less likely to penetrate the sealing gap tends and therefore allows the use of a larger gap width. In the narrow sealing gap the dust-like material that has penetrated this gap heats up as a result of the high The contact pressure of the sealing surfaces is so high that it is ashed. Hence a quick one Removal of this solid material from the sealing gap is necessary in order to prevent it from migrating back of incinerated good particles in the mixing chamber to prevent unwanted inclusions in the end product result. This rapid removal of the leakage is by using plasticizers or solvents to lubricate the sealing surfaces and supplying these agents through the further channels opening into the annular gap prevents the rapid drainage of the leakage by reducing the consistency of the leakage cause from the annular gap, the jam-free and residue-free removal of the leakage from the annular gap through the conical expansion of this gap to it free end is favored.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in einem Längsschnitt durch den die Abdichtung aufweisenden Teil der Mischkammer schematisch dargestellt.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention in a longitudinal section through the part of the mixing chamber that has the seal shown schematically.

In der topfförmig gestalteten Mischkammer 1 einer diskontinuierlich arbeitenden Misch- und Knetvorrichtung, in der thermoplastische Kunststoffe verarbeitet werden sollen, sind zwei achsparallele, waagerecht gelagerte Mischflügel 2 angeordnet, von denen nur die Nabe 4 eines Mischflügels 2 in der Zeichnung dargestellt und dieser Flügel in strichpunktierten Linien angedeutet ist. Die Antriebswellen 3 der Mischflügel 2, auf deren Enden die Mischflügel 2 fliegend gelagert sind, werden mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Zahnradgetriebes und Antriebsmotors angetrieben. Die Mischkammer 1 kann mittels eines -ihre Stirnöffnung abdeckenden, gleichfalls in der Zeichnung nicht dargestellten Deckels geöffnet werden, um diese entleeren und reinigen zu können. Jede Antriebswelle 3 der Mischflügel 2 -ist durch eine zylindrische Durchtrittsöffnung 5 im Boden 6 der Mischkammer 1 nach außen geführt. Diese Öffnung weist einen größeren Durchmesser als die Welle 3 auf, ist jedoch um ein Geringes kleiner als die Nabe 4 des Mischflügels 2.In the pot-shaped mixing chamber 1 of a discontinuously working mixing and kneading device in which thermoplastics are to be processed, two axially parallel, horizontally mounted mixing blades 2 are arranged, of which only the hub 4 of a mixing blade 2 is shown in the drawing and this blade is shown in dash-dotted lines Lines is indicated. The drive shafts 3 of the mixing blades 2, on the ends of which the mixing blades 2 are cantilevered, are driven by means of a gear transmission and drive motor, not shown in the drawing. The mixing chamber 1 can be opened by means of a cover that covers its front opening, also not shown in the drawing, in order to be able to empty and clean it. Each drive shaft 3 of the mixing blades 2 is guided to the outside through a cylindrical passage opening 5 in the bottom 6 of the mixing chamber 1. This opening has a larger diameter than the shaft 3, but is slightly smaller than the hub 4 of the mixing blade 2.

An der freien Nabenstirnfläche 7 ist ein Dichtungsring 8 befestigt, der mit seiner inneren Mantelfläche auf der Antriebswelle 3 sitzt. Die der Nabe 4 gegenüberliegende Ringstirnfläche 9 des Dichtungsringes 8 dient als Dichtfläche: In dem Ringraum 11 zwischen der Welle 3 und der Mantelfläche der Durchtrittsöffnung 5 im Boden 6 der Mischkammer 1 ist ein Gleitring 12 angeordnet, der eine größere axiale Länge als die Bodendicke aufweist. Dieser Gleitring 12 ist im Querschnitt etwa trapezförmig gestaltet, nur ist er im Bereich seines dickeren Endes zylindrisch ausgebildet. In seiner Betriebslage stützt sich seine an das zylindrische Ende angrenzende Ringstirnfläche 13 auf der freien Ringstirnfläche 9 des Dichtungsringes 8 ab. Der Gleitring 12 liegt mit seinem der Mischkammer 1 benachbarten zylindrischen Außenmantelteil14 am zylindrischen Mantelteil 15 der Durchtrittsöffnung 5 abdichtend an und ist mittels in dem Mantel der Durchtrittsöffnung eingeschraubter und in Ausnehmungen 16 im Außenmantel dieses Ringes eingreifender Paßfedern 17 gegen Drehung gesichert. Diese Dichtungsstelle ist infolge der Undrehbarkeit des Gleitringes 12 und des Bodens 6 wesentlich leichter dicht zu halten als die durch die Ringstirnfläche 13 des Gleitringes 12 und der Ringstirnfläche 9 des mit den Mischflügeln 2 rotierenden Dichtungsringes 8 gebildete Dichtungsstelle. Daher ist ein Aufeinanderpressen dieser Dichtflächen durch auf die entgegengesetzte Ringstirnfläche 18 des Gleitringes 12 einwirkende Federn 19 und eine Schmierung dieser Flächen durch eine als Schmier- und Dichtungsmittel wirkende Weichmacherflüssigkeit vorgesehen. Hierzu ist in der als, Dichtfläche vorgesehenen -Ringstirnfläche 13 des Gleitringes 12 eine Ringnut 20 exzentrisch angeordnet und diese über einen im Ringinnern axial verlaufenden und aus der äußeren Mantelfläche im Bereich der gegenüberliegenden Ringstirnfläche 18 austretenden Kanal 21 mit einer Zuführungsleitung 22 verbunden, die zu einem die Weichmacherflüssigkeit enthaltenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Behälter führt. Eine weitere an diesen Behälter angeschlossene Zuführungsleitung 23 ist an einen weiteren Kanal 24 im Gleitring 12 angeschlossen, der im Bereich der als Dichtungsfläche dienenden Ringstirnfläche 13 aus dem Innenmantel ausmündet. Die aus der freien Mündung dieses Kanals austretende Weichmacherflüssigkeit soll das in den Ringraum 25 zwischen der Antriebswelle 3 der Mischflügel 2 und dem Innenmantel des Gleitringes 12 austretende Leckgut flüssig halten und aus dem Ringraum 25 spülen, wobei dieser infolge der trapezförmigen Querschnittsgestaltung des Gleitringes 12 zu seinem freien Ende kegelförmig erweitert ist. A sealing ring 8 is attached to the free hub end face 7 and sits with its inner circumferential surface on the drive shaft 3. The annular end face 9 of the sealing ring 8 opposite the hub 4 serves as a sealing surface: In the annular space 11 between the shaft 3 and the outer surface of the passage opening 5 in the bottom 6 of the mixing chamber 1, a sliding ring 12 is arranged, which has a greater axial length than the bottom thickness. This sliding ring 12 is approximately trapezoidal in cross section, only it is cylindrical in the area of its thicker end. In its operating position, its annular end face 13 adjoining the cylindrical end is supported on the free annular end face 9 of the sealing ring 8. The sliding ring 12 lies with its cylindrical outer casing part 14 adjacent to the mixing chamber 1 in a sealing manner on the cylindrical casing part 15 of the passage opening 5 and is secured against rotation by means of parallel keys 17 screwed into the casing of the passage opening and engaging in recesses 16 in the outer casing of this ring. This sealing point is much easier to keep tight due to the non-rotation of the sliding ring 12 and the base 6 than the sealing point formed by the ring face 13 of the sliding ring 12 and the ring face 9 of the sealing ring 8 rotating with the mixing blades 2. Therefore, these sealing surfaces are pressed onto one another by springs 19 acting on the opposite ring end surface 18 of the sliding ring 12 and these surfaces are lubricated by a plasticizer fluid acting as a lubricant and sealant. For this purpose, an annular groove 20 is arranged eccentrically in the ring face 13 of the sliding ring 12 provided as a sealing surface and this is connected to a supply line 22 via a channel 21 running axially in the interior of the ring and exiting from the outer jacket face in the area of the opposite annular face 18, which leads to a the plasticizer liquid containing container, not shown in the drawing leads. Another feed line 23 connected to this container is connected to a further channel 24 in the sliding ring 12, which opens out of the inner jacket in the area of the ring end face 13 serving as a sealing surface. The plasticizer liquid emerging from the free mouth of this channel is intended to keep the leakage liquid emerging into the annular space 25 between the drive shaft 3 of the mixing blades 2 and the inner surface of the sliding ring 12 and to flush it out of the annular space 25, this being due to the trapezoidal cross-sectional design of the sliding ring 12 to its free end is widened conically.

Die mit einem Ende auf die Ringstirnfläche 18 am verjüngten Ende des Gleitringes 12 einwirkenden Federn 19 sind mit dem anderen Ende an einem die Antriebswelle 3 der Mischflügel 2 mit radialem Abstand umschließenden, axial verstellbaren Ring 26 befestigt. Hierzu ist der Ring 26 auf seinem Innenmantel mit einem Gewinde 27 versehen, das in ein gleiches Gewinde 28 auf dem Außenmantel eines Flansches 29 eingreift, der auf der Außenfläche des Bodens 6 der Mischkammer 1 befestigt ist. Durch Verdrehen des Ringes 26 tritt eine axiale Verschiebung dieses Ringes ein, wodurch gleichzeitig alle Federn 19 gleichmäßig mehr oder weniger gespannt werden. Zur Verdrehung des Ringes 26 ist dieser mit einer Außenverzahnung 30 versehen, in die eine Schnecke 31 eingreift, die mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Lagerböcke auf dem Boden 6 gelagert ist. Durch ein mit der Schnecke 31 verbundenes und über ein Getriebe angetriebenes, in der Zeichnung nicht dargestelltes Zahnrad läßt sich der Ring 26 auch während des Betriebes im gewünschten Sinn verdrehen und hierdurch der Anpreßdruck des Gleitringes 12 gleichmäßig erhöhen oder vermindern.The springs 19 acting with one end on the ring face 18 at the tapered end of the sliding ring 12 are fastened with the other end to an axially adjustable ring 26 enclosing the drive shaft 3 of the mixing blades 2 at a radial distance. For this purpose, the ring 26 is provided on its inner surface with a thread 27 which engages in an identical thread 28 on the outer surface of a flange 29 which is fastened to the outer surface of the bottom 6 of the mixing chamber 1. By turning the ring 26 an axial displacement of this ring occurs, whereby at the same time all springs 19 are evenly more or less tensioned. To rotate the ring 26, it is provided with external toothing 30, into which a worm 31 engages, which is mounted on the floor 6 by means of bearing blocks (not shown in the drawing). By means of a gearwheel (not shown in the drawing) connected to the worm 31 and driven via a gear mechanism, the ring 26 can also be rotated in the desired direction during operation and thereby the contact pressure of the sliding ring 12 can be increased or decreased evenly.

Claims

Claims: 1. Sealing of the passage opening between the Drive shaft and the housing in mixing and kneading devices for rubber and plastics, in particular for the mixing paddle shaft in the bottom of a pot-shaped mixing chamber, consisting from a sealing ring seated on the drive shaft and one adjustable against it resiliently pressed and non-rotatable on the lateral surface of the passage opening guided sliding ring with channels for a liquid medium leading to the sealing surface, d a d u r c h characterized that the contact pressure of the sealing surfaces by a all springs (19) evenly acting adjustment device during operation is adjustable and further channels (24) for the medium are arranged in the sliding ring (12) are on the inner surface of the sliding ring in one between this and the drive shaft (3) provided annular gap (25) open out, through this and the to the sliding surface leading Channels (24 or 20, 21) a plasticizer or solvent is supplied and the annular gap is widened conically to its free end.

2. Seal according to claim 1, characterized in that the adjusting device of one which carries the springs (19) and concentrically surrounds the drive shaft (3) Ring (26) is formed, which has an internal thread (27) and an external toothing (30) and by means of an external thread (28) and on the bottom (6) the mixing chamber (1) attached flange (29) and by means of a on this Rotatable worm (31) mounted on the ground and engaging in the external toothing (30) is. Documents considered: French Patent No. 1252 559; British Patent Nos. 735 250, 736 568, 831170; USA: Patent No. 2 511337, 2 008 901, 2460746, 2 828 983.