DE2827364A1

DE2827364A1 - Gleitring-dichtung

Info

Publication number: DE2827364A1
Application number: DE19782827364
Authority: DE
Inventors: Winfred John Wiese
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: BW IP International Inc
Priority date: 1977-09-06
Filing date: 1978-06-22
Publication date: 1979-03-08
Also published as: NL7807021A; AR214802A1; SE431017B; DE2827364C3; AU516260B2; AU3717978A; JPS5440303A; US4109920A; GB2003997A; BR7804509A; GB2003997B; IT7825128A0; FR2402111B1; MX146279A; FR2402111A1; SE7806780L; CA1072595A; JPS6124560B2; DE2827364B2

Description

Gleitring—Dichtung

Bei Bleitring-Dichtungsanordnungen zum Verhindern der Leckage entlang einer drehbar ein '¹IeIIe₃ die sich durch ein (BE'biSusEa beispielsweise ein Punipengehäuse, erstreckt, werden Zweifach— und iiteforfacndichtungen verwendet, die jeweils aus zu-ei 'kmmpleraentaren, relativ zueinander drehbaren Bichtringen !bestehen _s die ViQBs Behause bzw?, der Seile durch geeignete Befestigungs— mittel getragen 'werden. Wa Hochtemperatur—Strömungsmittel

können

angetroffen werden» f die Dichtungsanordnung und insbesondere die Dichtringe von einsin HOhlmittel ge'kShlt 'werden, das durch die OidhtungskanvrnEr und durch einen umgebEndem '■Wärmeübertrager umläuft«. Um die 8<i2hlung zu unterstützen „ kann der lärmEuibertrager auSsrlnalÜ des ßehauses einem !Ljurft— strom ausgesetzt werden, der von einem unit der ¹SSZeIIe ι«η— laufenden !Geblase erzeugt «wird.

Bsi herköraralichen KärniBiflibertrageTO wird das Kühlmittel mittels einer Axialpumpe in Umlauf versetzt, die der Kelle ziiäigeordnet ist, und zwischen dem Behause und einem imit IKE'hl— rippen versehenem !Mantel ist ein Strorauiugspfad fiur das iKHiuL— mittel vorgesehen. Kühlluft -wird von einem der Wells zuage— ordneten Luftgeblase entlang der Kühlrippen gefordert-

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Die vorliegende Erfindung, die in Anspruch 1 näher gekennzeichnet ist, betrifft eine Verbesserung einer solchen Dichtungsanordnung hinsichtlich des Wärmeübertragers.

Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager besitzt eine Axialpumpe zum Fördern von Kühlmittel, wobei die Pumpe der Welle und einem Gehäuse zujeordnet ist. Die Axialpumpe ist mit einem zentral angeordneten Einlaß versehen, der radial gerichtet ist und das Kühlmittel in axialer Richtung auswärts vom Einlaß abgibt. Die Axialpumpe besitzt somit zwei Auslässe. Der Kühlmittelweg verläuft zwischen dem Gehäusekörper und einem mit Kühlrippen versehenen Mantel. Die Kühlrippen sind umhüllt, damit die von einem Gebläse kommende Kühlluft entlang der Kühlrippen gedrosselt wird. Außerdem besitzt das Gehäuse axiale, mit offenen Enden versehene Strömungskanäle, die im wesentlichen parallel zu den Kühlrippen verlaufen, durch die Kühlluft von dem Gebläse strömt. Das Ergebnis des verbesserten Kühlmittelstromverlaufs und des verbesserten Wärmeübertrageraufbaus besteht in einer besseren Kühlwirkung und in einer erhöhten Lebensdauer der Dichtungen, wodurch die Ausfallzeit für den Austausch und die Wartung verringert wird.

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Anhand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1, teilweise im Längsschnitt und teilweise in Draufsicht, eine erfindungsgemäBe gekühlte Gleitring-Dichtungsanordnung mit einem Wärmeübertrager und einer Kühlmittel-Pumpe;

Figur 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Figur 1.

Eine Dichtungspatrone S ist zwischen einem schematisch angedeuteten Motorgehäuse M und einem ebenfalls schematisch angedeuteten Pumpengehäuse P in einem länglichen Gehäuse H angeordnet, das sich zwischen dem Motorgehäuse M und dem Pumpengehäuse P befindet. Das Gehäuse H verbindet die Gehäuse M und B und hält sie auf Abstand zueinander. Eine drehbare Welle 10 verbindet den Motor (nicht gezeigt] und die Pumpe (nicht gezeigt), und sie ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt, von denen ein Teil 12 der Dichtungspatrone S zugeordnet und im Gehäuse H angeordnet ist. Der Motor treibt die Welle 10 und die Pumpe.

Die Dichtungspatrone S besitzt einen zylindrischen Gehäuaekärper 14, der die zu beschreibende Gleitring-Dichtungsanordnung enthält und um die sich ein rohrförmiger Mantel 16 erstreckt. Dar Mantel 16 bildet mit dem Gehäusekörper 14 schrauben-

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förmige Strömungskanäle 18, 20 für ein Kühlmittel, das, wie noch beschrieben wird, in der Dichtungsanardnung umläuft. Der Mantel 16 ist zur besseren Kühlung mit Strahlungsrippen 22 und sich in Längsrichtung erstreckenden Nuten 24 versehen, durch die Luft von einem Gebläse 26 gefördert wird. Das Gebläse 26 besitzt Schaufeln 28, die von einem mit der Welle 10 verbundenen Tragring 30 getragen werden. Eine zylindrische Hülse 32 umgibt das Gebläse 26 und außerdem den Mantel 16, um die Luft in den Nuten 24 zu halten und somit die Kühlung der Rippen 22 zu verstärken.

Um das Kühlmittel, das durch die Strömungskanöle 18, 20 strömt, weiterzuvermehren, ist der Gehäusekörper 14 mit mehreren axialen Durchgangskanälen 34 mit offenen Enden versehen, die radial innerhalb der StrömungskanMle 16, 18 sich im wesentlichen parallel zu den Rippen 22 erstrecken. Die Durchgangskanäle 34 sind so angeordnet, daß sie Luft vom Gebläse 26 empfangen.

Das Kühlmittel wird mittels einer doppelt wirkenden Axialpumpe 36 in Umlauf versetzt. Die Axialpumpe 36 besteht aus einem Rotor 38 und einem Stator 40, von denen der Rotor 38 mit der Welle 10 und der Stator 40 mittels einer oder mehreren Maschinenschrauben 42 mit dem Gehäusekörper 14 verbunden ist. Der Stator 40 bildet mit dem Gehäusekörper 14 zwei Kühlmittel-Kammern 44, 46, von denen jede mit einer zu beschreibenden Gleitringdichtung in Verbindung steht. Die Axialpumpe 36 besitzt einen zentralen Einlaß 48, der mit einem Einlaßkanal

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im Gehäusekörper 14 in Verbindung steht, der die schraubenförmigen Strömungskanäle 18, 20 angrenzend an ihren Enden schneidet. Die gegenüberliegenden Enden der Strömungskanäle 18, 20 schneiden Auslaßkanäle 52, 54, die im Gehäusekörper 14 ausgehend von den Kammern 44 und 46 gebildet sind. Einer der Auslaßkanäle ist über entsprechende Kanäle mit einem Filter 56 verbunden, um das Kühlmittel zu filtern und Fremdkörper zu entfernen. Der Rotor 38 und der Stator 40 der Axialpumpe 36 sind mit "rechtsgängigen" und "linksgängigen" Schaufeln versehen, so daß das Kühlmittel von einem zentralen Einlaß 48 zu Auslaßöffnungen 58, 60 und in die Kammern 44 und 46 strömt.

Die Dichtungsanordnung besteht aus einer Dichtung 62, die so angeordnet ist, daß sie von dem Kühlmittel in der Kammer 44 gekühlt wird,und einer weiteren Dichtung 64, die so angeordnet ist, daß sie von dem Kühlmittel in der Kammer 46 gekühlt wird.

Die als Gleitringdichtung ausgebildete Dichtung 62 besitzt einen umlaufenden Dichtring 66, der eine axiale Hülse 68 umgibt; die Hülse 68 ist einstückig mit dem Rotor 38 der Pumpe 36 ausgebildet und mit der Welle 12 drehfest verbunden. Der Dichtring 66 ist mit dem Rotor 38 mittels eines Mitnehmerzapfens 70 verbunden, wobei ein Ende in einer entsprechenden Öffnung 72 im Dichtring 66 aufgenommen wird und das andere Ende, eine vergrößerte Kappe, in einem Schlitz 74 des Rotors 38 sitzt. Auf diese Weise läuft der Dichtring 66 mit dem Rotor 38 und

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der Welle 12 um. Der Dichtring 66 besitzt eine radial verlaufende Dichtfläche 76 und kann aus Kohle oder einem anderen herkömmlichen Material bestehen.

Die als Gleitringdichtung ausgebildete Dichtung 62 besitzt ebenfalls einen stationären Dichtring 78 mit einer Dichtfläche 80, die an der Dichtfläche 76 des Dichtrings 66 anliegt. Der Dichtring 78 besteht aus herkömmlichen Materialien. Der stationäre Dichtring 78 ist mittels eines Halteelementes 82 mit einem Flansch 81 verbunden, wobei der Flansch 81 außerdem die Kühlmittel-Kammer 44 begrenzt. Der Flansch 81 ist am Gehäusekörper 14 mittels Maschinenschrauben 84 befestigt. Der Dichtring 78 wird elastisch gegen den Dichtring 66 gedrückt, und zwar mittels mehrerer Schraubenfedern 86, die jeweils in einer Tasche 88 im Flansch 81 sitzen. Zwischen den Federn 86 und dem Dichtring 78 befindet sich eine U-förmige Kappe 90, die an einer elaetomeren U-förmigen Kappe 92 anliegt} die Kappe 92 sitzt in einer Nut 94 im Dichtring 78. Wie in den Zeichnungen dargestellt, sind die Dichtringe 66 und 78 dem Kühlmittel in der Kammer 44 auegesetzt. Wo erforderlich, sind entsprechende O-Ringe vorgesehen.

Die andere Dichtung 64 besitzt einen umlaufenden Dichtring 96, der einen ähnlichen Aufbau wie der Dichtring 66 hat. Der Dichtring 96 ist mit einer Dichtfläche 98 versehen und mit dem Rotor 38 mittels eines elastischen, elastomeren Ringes 100 verbunden. Die Dichtung 64 besitzt einen stationären Dichtring

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mit einer Dichtfläche 104, die an der Dichtfläche 9B anliegt. Der Dichtring 102 ist mit einem unteren Flansch 106 des Gehäusekörpers durch ein Halteelement 108 und einen Mitnehmerzapfen 110 verbunden; der Schaft des Mitnehmerzapfens 110 sitzt in einer Öffnung 112 in dem Halteelement 10B, während ein vergrößertes Kappenende 114 des Mitnehmerzapfens in einem Schlitz 116 des Dichtrings 102 sitzt. Eine U-förmige Kappe 118 und eine elastomere U-förmige Kappe 120, die in einer Nut des Dichtrings 102 angeordnet sind, vervollständigen die Dichtung, die, wie dargestellt im Paßsitz auf einem zylindrischen Hülsenabschnitt 122 des unteren Flansches 106 angebracht ist. Die Dichtringe 96 und 102 sind dem Kühlmittel in der Kammer 46 ausgesetzt.

Wie durch die verschiedenen Pfeile der Zeichnungen angedeutet, strömt das Kühlmittel, beispielsweise Dichtungsschmieröl, von der Axialpumpe 36 zu den Kühlmittel-Kammern 44, 46, durch die Kanäle 52, 54 und 18, 20 zu dem Pumpeneinlaß 50. Zumindest ein Teil des Strömungemittels wird durch das Filter 56 gefiltert. Kühlluft wird von dem Gebläse 26 durch die Kanäle 34 und die Nuten 24 sowie von den Rippen 22 gefördert.

Claims

Borg-Warner Corporation
200 South Michigan Avenue
Chicago, Illinois 60604
USA

M-4653 20. Juni 1978

Patentansprüche

.J Gleitring-Dichtungsanordnung zum Verhindern einer Leckage zwischen einer drehbaren Welle und einem Gehäuse mit Kühlmittel-Kammern, die von der Dichtungsanordnung und dem Gehäuse gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kühlmittel-Kammern (44, 46) eine aus Rotor und Stator bestehende Kühlmittel-Pumpe (36) angeordnet ist, die ebenfalls die Kammern begrenzt und bewirkt, daß von einem Ein-IaB (48, 50) kommendes Kühlmittel von der Pumpe zu jeder der Kammern und zu einem Auslaß (52, 54) jeder Kammer und von dort zu einem Wärmeübertrager (22, 34, 26, 32) strömt, um das Kühlmittel zu kühlen, das von den Auslassen (52, 54) zu dem Einlaß (48, 50) strömt.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Axialpumpe (36) ist und ihr Rotor (38) mit der Welle (10) sowie ihr Stator (40) mit dem Gehäuse (h) verbunden ist.

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3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (48) in der Axialpumpe (36) zentral angeordnet ist, um das Kühlmittel von dort nach außen zu fördern.
4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager (22, 34, 26, 32] einen Mantel (16) mit darin gebildeten Nuten (34) aufweist, wobei der Mantel (16) das Gehäuse (h) umgibt und die Nuten (34) mit dem Gehäuse (H) Strömungskanäle für das Kühlmittel bilden und an den Auslassen (52, 54) sowie dem Einlaß (48, 50) angeschlossen sind.
5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch in Längsrichtung verlaufende Kanäle (34),die sich radial innerhalb des Mantels (16) durch das Gehäuse erstrecken, und eine Einrichtung (26) zum Zuführen von Kühlluft zu den Kanälen und durch die Kanäle hindurch.
6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Kühlrippen (22) am Außenumfang des Mantels (16) und eine Einrichtung (26) zum Zuführen von Kühlluft zu den Kühlrippen (22).
7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Hülse (32), die sich in Umfangsrichtung um die Kühlrippen (22) erstreckt, um die Kühlluft in ihnen zu begrenzen.

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