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Abdichtungseinrichtung zum Abdichten einer Öffnung in .einer. Gehäusewand.
Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Bildung einer A'fx1ichtung zwischen
sich zueinander bewegenden Teilen, und: befaBt sich insbesondere mit einer reuen
Abdichtung, welche luftgekühlt und selbstschmierend ist, so -daß die Abdichtung
ein langes Leben besitzt und lange Zeiträume ohne Wartung betätigt werden kann.
Die neue Abdichtung 'kann bei Vorrichtungen verschiedener Art gebraucht und besonders
vorteilhaft bei Vorrichtungen zum Fördern von pulverförmigem oder feinverteiltem
Gut verwendet werden, um,das Entweichen von Staubteilchen aus dem Fördergehäuse
zu verhüten. Bei solchen Fördervorrichtungen verhütet die Abdichtung Abnutzung an
der Welle, dem Lager und zugehörigen Teilen, welche sich aus der Scheuerwirkung
der Teilchen des geförderten Gutes ergibt. Die Abdichtung ist .daher besonders wertvoll
bei Förderern, welche .solch scheuernd wirkende Stoffe; wie Portlaüdzement, pulverförmiger
Kalkstein, Flint u. dgl., fördern.: Da eine Form .der neuen Abdichtung zur Verwendung
.in solchen Fördervorrichtungen alle neuen, Merknale der Erfindung verkörpert, soll
eine zur Verwendung in Vorrichtungen zum Fördern pulverförmiger Stoffe geeignete
Ausführungsform Ader Erfindung im einzelnen zwecks Erläuterung dargestellt und beschrieben
werden.
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Bei Vörrichtungen zur i Fördern feinverteilter Stoffe mit scheuernd
wirkender E:igensdhaft hat,der Mangel einer luftdichten Abdichtung zwischen sich
zueinander bewegenden Teilen, des Apparats das
Mitnechmen' vön Grieß
oder -anderen Staubteilchen' zur Folge, welche durch ..die Abdichtungen hindurchgehen
und in die den Antriebsmechanismus und zugehörige Teile enthaltende Kammer eintreten.
Lager sind besonders auch --gegen-' kleine Mengen von solch scheuernd wirkenden
Stoffen empfindlich, und sich daraus ergebende Abnutzung bedingt ,häufigen, Ersatz
unter ,diesen Umständen. Der Ersatz von vorzeitig abgenutzten Teilen solcher Fördervorrichtungen
:ist an sich kostspielig, und das Antialten der Vorrichtung zwecks Reparatur führt
häufig zum Stillstand der ganzen Anlage, ,in welcher der Förderer verwendet wird.
-Es wurde bisher vorgeschlagen, die Welle der Fördervorrichtung an der Öffnung des
Gehäuses, , durch welches die Welle hindurchgeht, durch Anordnen eines Metalldichtungsringes
auf der Weile und Andrücken des Ringes .in dächte, gleitende Berührung reit einem
fest angeordneten 1%#etalldic'h-. tungsring, welcher die Welle umgibt und an,-dem
Gehäuse befestigt ist, abzudichten. Eine solcheKonstruktion ist in der amerikanischen-
Patentschrift 2 000 293 beschrieben. Bei dieser Dichtung besitzt der bewegliche
Dichtungsring einen kreisförmigen Kanal, in welchem ein Packungsring in Berührung
mit der Welle eingesetzt ist. Eine Feder wirkt auf den Packungsring ein, und der
Druck der Feder veranlaßt den Packungsring, Welle und Dichtungsring zu kuppeln,
um den letzteren zu veranlassen, mit der Welle zu rotieren. Bei dieser Art von Dichtung
ist eine Schmierung der berührenden Oberfläche des Dichtungsringes notwendig, und
die Einrichtung schließt daher einen eine Ölmenge enthaltenden Ölbehälter ein.,
in welchen 'der sich -bewegende Dichtungsring eintaucht. Demgemäß ist es notwendig,
eine zweite Abdichtung auf der Welle vorzusehen, um,das Entweichen von Öl entlang
der Welle aus dem Behälter zu verhindern. Erfahrungen mit Abdichtungen dieser Art
haben ;gelehrt, daß, wenn die Dichtpngsringe so ausgebsl-det sind, daß der notwendige
Film zwischen ihnen aufrechterhalten werden kann, auch Luft aus dem Fördergehäuse
in den Raum zwischen den Ringen eintreten und dabei mitgenommenen Staub mit sich
tragen wird.
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Die Erfindung ist demgemäß auf die Schaffung einer einfachen Abdichtung-
zur Verwendung zwischen :einem stillstehenden Teil wie einem Gehäuse und einem rotierenden
Teil wie einer Welle; welche sich durch eine Öffnung in das Gehäuse erstreckt, gerichtet.
Die Dichtung enthält einen selbstschmierenden Dichtungsring, welcher auf der Welle
getragen wird, mit ihr rotiert und in abdichtende Berührung an einen am Gehäuse
festen Dichtungsring durch eine Feder angedrückt ist. Der sich drehende Dicntungsring
ist auf der Welle durch einen elastischen Teil albgestützt, welcher nicht nur begrenzte
axiale und radiale Bewegung des Ringes erlaubt, sondern auch den Raum zwischen.
Ring und Welle abdichtet. Luft kann demgemäß in den Raum um die Welle auf der Seite
des elastischen Teils :bei dem feststechenden Dichtungsring zugeführt werden, und
die Luft kühlt die Dichtungsringe und entweicht längs der Welle durch den feststehenden
Dichtungsring, um =so Zutritt von Staubteilchen zu den Berührungsflächen der Ringe
zu verhüten.
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Zwecks besseren Verständnisses der Erfindung soll auf die Zeichnungen
Bezug genommen werden, welche nur erläuternd und nicht begrenzend sind. Es zeigt
Fig. i einen Seitenaufriß, teils im Schnitt, einer stationären Förderschnecke für
trockenes, pulverförmiges Gut, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 von Fig. i, F.ig.
3 einen senkrechten Schnitt nach Linie 3-3 def Fig. 2, Fig. q. einen Seitenaufriß
der Abdichtung mit zum Teil zwecks Erläuterung weggebrochenen Teilen.
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Die dargestellte Vorrichtung ibesitzt einen Trichter i4- `zur Aufnahme
des von einer beliebigen Lieferquelle dorthin geförderten Gutes. Ein Rohr i i öffnet
sich in die Vorderseite des Trichters und endet in einer Lüftungskammer 12, welcher
Luft durch Düsen 13 zugeführt wird. Das Gut wird durch Trichter und Rohr mittels
Förderschnecke iq. vorwärts bewegt, deren Welle 15 durch die Rückwand 16 :des Trichters
geht und in einem allgemein bei 17 dargestellten Lager abgestützt ist.
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Die Wellenlageranordnung enthält eine verhältnismäßig lange Buchse
18, :durch welche sich .die Welle erstreckt, wobei der über die Buchse herausragende
Wellenteil mit einer Keilnut ig versehen ist, womit sie mit einem nicht gezeigten
Antriebsmittel verbunden werden kann. Die Buchse dreht sich mit der Welle und wird
durch räumlich getrennte Lager 2o und 21 innerhalb der Lageranordnung getragen.
Der Trichter ist mit einer Verlängerung 22 über seine hintere Wand 16 hinaus versehen,
und die Verlängerung ist in geeigneter Weise mit Flanschen ausgerüstet und z. B.
durch Bolzen 23 an der Lageranordnung 17 befestigt. Innerhalb der Verlängerung :ist
eine Kammer 24 mit Vorderwand 25 und Rückwand 26, zwischen welchen die Abdichtungseinrichtung
gemäß :der Erfindung angeordnet ist.
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Die Öffnung für die Welle in- der Trichterrückwand ist. mit einer
kurzen, auswechselbaren Buchse 27 mit Radialflansch 28 ausgerüstet. Kühlrippen 2g
sind bei :dem Flansch 28 vorgesehen, und die ganze Buchse kann gewünschtenfalls
aus einem. Stück gewöhnlichen Gußeisens gegossen werden. DieSuchse 27 ist durch
Bolzen 3o an der Vorderfläche von FlanseJh 28 in Berührung mit der Vorderwand 25
der Kammer 24 befestigt. Der innere Durchmesser der Buchse st etwa o,8 mm größer
als der Durchmes@ser von Welle 15, so daß ein Durchlaßdurch die Buchse für ,einen
Gegenstrom von Druckluft gegeben ist, welcher vorwärts entlang der Welle in den
Trichter io fließt, um Rückwärtsbewegung von Staubteilchen zu verhindern.
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Etwas hinter der Wand 25 ist die Schneckenwelle 15 im Durchmesser
zur Bildung eines Ansatzes verringert, und eine kurze Buchse oder Kragen 31 mit
einer Vielzahl radialer, räumlich getrennter Flossen oder Flügel 32 ist auf dem
Wellenteil von verringertem
Durchmesser angebracht und gegen den
Ansatz :mittels einer zusämmenpreßbaren Dichtung 33 abgedichtet. Die kurze Buchse
ist mit einem Keil 34 versehen, welcher in einem Keilsitz 35 am vorderen Ende der
Buchsee 18 eintritt, so :daß die kurze Buchse mit der Welle-rotiert.
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Das hintere Ende- von Flansch 28 hat eine radiale Oberfläche 36, welcher
ein glattes Äußere ,geben ist und gewünschtenfalls mit Chrom oder einem anderen
gegen Abnutzung beständigen Material plattiert sein kann. Ein ringförmiger Dichtungsring
37 aus einem selbstschmnierenden Stoff wird von Kragen 31 ,getragen und dreht
sich mit ihm. Der Ring 37 stützt sich gegen die Fläche 36 :des Flansches 28 ab unter
Bildung einer luftdichten Verbindung zwischen diesen relativ zueinander :sich -bewegenden
Teilen. Unter Betriebsbedingungen ist die rotierende Welle, auf welcher der Dichtungsring
37 in einer noch später erklärten Weise abgestützt ist, leichten Schwingungen und
Endbewegungen unterworfen, welche dazu ;geführt haben, daß die Abdichtungen in vielen
früheren Einrichtungen versagten. Daher ist, um eine luftdichte Verbindung zwischen
dem Dichtungsring 37 und-: der Oberfläche 36 unter allen Bedingungen sicherzustellen,
der Dichtungsring 37 in einer Art angeordnet, um beschränkte axiale und radiale
Bewegung unabhängig von der Welle zu gestatten. Der Dichtungsring'wird zur Rotierung
mit der Welle .durch über den Umfang voneinander getrennt angeordnete Stifte 38
veranlaßt, deren Köpfe in den Dichtungsring eingebettet sind. Die Stifte erstrecken
sich in geeignet ausgerichtete Öffnungen in den Flügeln 32. Die ausgerichteten Öffnungen
sind von etwas grlöltßerem Durchmesser als die Durchmesser der Stifte, um begrenzte
radiale Bewegung zu gestatten. Die nach vorn gelegenen Flügel 32 sind mit einer
zweiten Reihe von ausgerichteten, über den Umfang getrennt angeordneten Öffnungen
versehen, in welchen Druckfedern 39 untergebracht sind, um den Dichtungsring 37
gegen die Oberfläche 36 unter allen Arbeitsbedingungen anzudrücken. Auch diese ausgerichteten
Öffnungen besitzen einen etwas größeren Durchmesser als die Federn, um Ra:dialbewegung
des Dichtungsringes zu gestaften. Im Dichtungsring 37 erzeugte Wärme wird zum Teil
@durch einen neben :dem Ring angeordneten und durch Stifte 38 gestützten Ventilator
40 verteilt. Der Ventilator ist aus wärmeleitendem Material, wie Kupfer, gebaut
und ruft bei Drehung- ,der Welle einen stetigen Luftstrom innerhalb der Kammer 24
hervor.
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Um unabhängige Bewegung des Dichtungsringes zu erlauben, ist sein
-innerer Durchmesser wesentlich größer als der äußere Durchmesser :des Grundteils
von Kragen 31, und der Ring wird durch eine Packung 41 auts elastischem, :den Kragen
umgebendem Material getragen. Die Packung 41, welche aus Gummi sein kann, besteht
aus -einem ununterbrochenen Ringteil von kreisförmigem Querschnitt, befindet sich
in der Arbeitsstellung unter leichtem radialem Druck und bildet somit eine Abdichtung
zwischen den zwei Gliedern. Die Packung 41 kann im Verhältnis zudem Dichtungsring
37 und: Kragen 31 bei Schwingung :oder gerader Bewegung :der Welle sich .drehen,
wobei diese freie Drehbewegung die Abnutzung währenddes Betriebes erheblich verringert.
Längsbewegung der Packung 41 wird in einer Richtung :durch eine aufwärts stehende
Lippe 42 und in der anderen Richtung durch :einen ringförmigen Vorsprung 43 begrenzt,
welche beide :aus einem Stück .mit dem Kragen gegossen sein können.
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Unter gewissen Bedingungen kann das Schwingen der Welle eitle so große
Radialbewegung -des Kragens 31 innerhalb des-'D'chtungsringes 3,7 -,veranlassen,
daß :die Verbindung zwischen :der Packung 41 und der inneren Oberfläche :des, Dichtungsringes
37 aufgehoben wird. Um sicherzustellen,- daß .der durch die Packung 41 abgedichtefe
Raum, der an einem beliebigen Punkt nur etwas, weniger als dem losen Durchmesser
der Packung- entspricht, abnehmen kann, ist eine solch zelative Radialbewegung des
Kragens und Dichtungsringes durch den ringförmigen Vorsprung 43 begrenzt, welcher
den Dichtungsring veranlaßt, radial auf der Oberfläche 36 zu gleiten, um :die richtig
Beziehung@der abdichtenden Teile für alle' - Bedingungen der radiälen Wellenbewegung
aufrechtzuerhalten.
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Die Packung 4, zusammen mit dem Dichtungsring 37, den Wänden :der
vergrößerten Bohrung 44, der Buchse 27 und :dem Kragen ß i ibilden eine Ringkammer
45, welche in Verbindung mit :dem Trichter durch :den Ringraum zwischen Buchse 27
und der Welle steht. Eine Leitung 46 führt einen stetigen Strom von Druckluft zur
Kammer 45 durch in der Buchse 27 vorgesehene Öffnungen 47. Da der einzige Auslaß
aus der Kammer entlang der Welle in Richtung des Trichters :ist, wird ein stetiges
Strömen .in dieser Richtung aufrechterhalten, und jeder fremde, -einen Weg nach
hinten suchende Stoff wird weggetragen. Um den Luftstrom zur Ringkammer 46 wägend
des Betriebs der Vorrichtung' zu prüfen, ist ein: Luftausl.aßventil48 vorgesehen,
welches .mit ,der Kammer 45 an der Seite gegenüber der Leitung 46 in Verbindung
steht.
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Um das Anbringen :der Abdichtungsanordnung auf der Welle zu erleichtern,
sind radiale Löcher 5o, welche :mit den Öffnungen für -die Federn 39 in Verbindung
stehen; in -den Vorderen Flügeln 32 vorgesehen, wodurch die Federn in einer zurückgezogenen
Lage durch nicht gezeigte Stifte während -der Zusammenstellung der verschiedenen
Buchsen, Lager usw. gehalten werden: Diese Stifte werden nach hem Zusammenbau wieder
entfernt. Am Trichtergehäuse befestigte Deckplatten 5 1 schließen teilweise
die Kammer 24 auf :den gegenüberliegenden Seiten und verhindern zufällige Berührung
mit den rotierenden Teilen.
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Aus vorhergehendem ergibt sich, :saß somit eine Abdichtung von größter
Einfachheit, frei von allen verunreinigenden Strömungen von scheuernd wirkenden
Stoffen, geschaffen ist, welche keiner zeitweiligen Schmnierung und Beaufsichtigung
bedarf: