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Flüssigkeitsdichte Abdichtung für sich mit Bezug aufeinander drehende
Teile Die Erfindung bezieht sich auf flüssigkeitsdichte Abdichtungen zur Verwendung
als Ersatz für Stopfbuchsen od. dgl. in Maschinen, bei welchen es erforderlich ist,
die Strömung einer Flüssigkeit zwischen zwei sich mit Bezug aufeinander drehenden
Flächen zu verhindern, und ist insbesondere darauf gerichtet, eine Dichtung zu schaffen,
die das Austreten von Flüssigkeit längs der Oberfläche des Endes einer sich drehenden
Welle verhindert, welche sich aus dem Innern eines diese Flüssigkeit enthaltenden
Gehäuses nach außen erstreckt, z. B. längs des Endes der Welle einer Schleuderpumpe.
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Grundsätzlich muß eine Dichtung der erwähnten Art aus zwei relativ
zueinander drehbaren, gegenseitig im Eingriff stehenden Dichtungselementen bestehen,
zwischen welchen eine Strömung der Flüssigkeit verhindert werden soll. Die Erfindung
ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß auf jedes dieser Dichtungselemente
einer von zwei sich magnetisch beeinflussenden Körpern wirkt, um diese Elemente
in dichtendem Verhältnis zueinander zu halten. Der Ausdruck Element ist hierbei
in weitestem Sinne zu verstehen, d. h. beispielsweise als Teil oder Fläche der erwähnten
Körper und nicht unbedingt als selbständig für sich bestehendes Teil.
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Dadurch, daß die erwähnten Elemente durch magnetische Kräfte zusammengehalten
werden, wird auf sie ein sehr gleichmäßiger Druck ausgeübt, und wenn die miteinander
zusammenarbeitenden
Flächen sich abnutzen, wird der Druck aufrechterhalten
und sogar erhöht, anstatt sich zu verringern, wie dies bei den bekannten Dichtungen,
wenn sich die miteinander zusammenarbeitenden Flächen abgenutzt haben, gewöhnlich
der Fall ist, da die sich gegenseitig anziehenden Magneten einander nähern.
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Bei der praktischen Anwendung der Erfindung können die erwähnten Elemente
an zwei Dauermagneten befestigt sein oder einen Teil derselben bilden, wobei eines
dieser Elemente an einer sich drehenden Welle befestigt und das andere, gegen Drehung
gesichert, an einem feststehenden Gehäuse angebracht sein kann und die Dichtungselemente
so zwischen den Magnetkörpern angeordnet sind, daß sie durch die gegenseitige Anziehungskraft
der Dauermagneten fest aneinändergedrückt werden.
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Es ist hierbei zweckmäßig, eines der Dichtungselemente aus einem verhältnismäßig
weichen Material, wie Graphitkohle-, wie sie beispielsweise für die Herstellung
von Bürsten für elektrische Maschinen verwendet wird, herzustellen, und das andere
aus einem verhältnismäßig harten Material; wie Gußeisen, oder, wenn die abzudichtende
Flüssigkeit 01 ist, aus rostfreiem Stahl. Wenn in dem Gerät, für das die Dichtung
vorgesehen ist, korrodierende Flüssigkeiten verwendet werden, kann der zweite Ring
aus Messing oder einem anderen widerstandsfähigen Werkstoff hergestellt sein. Bei
Flüssigkeiten, die für die Herstellung menschlicher Nahrungs- und Genußmittel bestimmt
sind, kann der Kahlering durch einen solchen aus einem anderen geeigneten Werkstoff,
z. B. aus Kunstharz; das die mit ihm in Berührung kommende Flüssigkeit nicht verunreinigt,
ersetzt werden.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele einer Dichtung gemäß
der Erfindung dargestellt.
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Es zeigt Fig. i einen Axialschnitt einer Ausführungsform der Dichtung
gemäß der Erfindung und Fig.2 eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform derselben.
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Bei der in Fig. i gezeigten Ausführungsform der Dichtung gemäß der
Erfindung ist die abzudichtende Welle io an der Stelle, an welcher sie aus dem Ende
eines Pumpengehäuses oder eines anderen Gerätes (nicht gezeigt) herausragt, mit
einem ringförmigen Dauermagneten A aus Spezialmagnetstahl versehen, der auf der
Welle io durch eine Madenschraube i i oder andere geeignete Mittel befestigt ist.
Dieser Magnet weist auf einer seiner zur Achse der Welle io senkrechten Flächen
13 eine ringförmige Nut i2 auf, in welcher mit Haftsitz ein Kohlering 1q. oder ein
Teil eines Rohres eingesetzt ist, welcher sich parallel zur Achse der Welle erstreckt.
Ferner ist ein zweiter ringförmiger Dauermagnet B aus Spezialstahl vorgesehen, der
Gleitsitz auf der Welle io hat und gegen Drehung mit dieser durch eine Madenschraube
15 oder andere geeignete Mittel gesichert ist, die mit einer Nut 16 in diesem Magneten
zusammenwirkt, so daß er frei längs beweglich ist. Die Madenschraube 15 ist in das
Gehäuse 17 eingeschraubt oder bildet einen Teil dieses Gehäuses, das die
Dichtung umgibt und an dem Ende des Hauptgehäuses der Pumpe oder eines entsprechenden
Gehäuses befestigt ist. Der Magnet B ist ferner auf seiner der Nut 12 im Magneten
A gegenüberliegenden Fläche 25 mit einer ringförmigen Nut 18 versehen, so daß ein
Ring i9 aus rostfreiem Stahl oder einem anderen harten Werkstoff, der das zweite
Dichtungselement bildet, mit Haftsitz in die Nut 18 eingesetzt werden kann, in der
Weise, daß er am Kohlering 1q. anliegt.
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Die beiden Magneten sind axial magnetisiert, d. h. so angeordnet,
daß sie von der einen Polarität auf der einen ringförmigen Fläche; z. B. auf der
Fläche 13, und von der anderen Polarität auf der anderen Fläche, z: B. auf der Rückseite
2¢ des Magneten A, sind. Der Magnet B ist in ähnlicher Weise angeordnet, so daß
er auf seiner der Fläche 13 gegenüberliegenden Fläche 25 eine der Fläche 13 entgegengesetzte
Polarität hat, was zur Folge hat, daß sich die Magneten gegenseitig anziehen.
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Ein biegsames Element, beispielsweise ein Faltenbalg 2o od. dgl.,
aus einem geeigneten Werkstoff, wie Gummi, ist mit einer Seite des Magneten B haftend
verbunden, der sich im Gehäuse 17 zwischen dem Magneten A und dem Pumpengehäuse
od. dgl. befindet. Dieser Balg 2o ist an seinem anderen Ende an einer Messingplatte
21 oder einer anderen Abschlußplatte befestigt, die fest zwischen dem Gehäuse
17 und dem Pumpengehäuse eingespannt ist, wobei alle diese Teile einen größeren
Innendurchmesser als die Welle io aufweisen, so daß sie die Drehung der letzteren
nicht behindern. Der Balg 2o ist vorgesehen, um die Strömung der die Welle umgebenden
Flüssigkeit 22 um den Außenumfang des Magneten B herum zu verhindern. Daher fließt
die Flüssigkeit 22, die das Bestreben hat, aus dem Pumpengehäuse auszutreten, längs
der Welle io, durch die Abschlußwand 21 Sowie innerhalb des Balges 2o und des Magneten
B und dann zwischen den Magneten A und B radial nach außen, bis sie
an einer weiteren Bewegung durch die ringförmigen Dichtungselemente 14 und ig, die
mit Haftsitz in ihrem jeweiligen Magneten sitzen und durch die gegenseitige Anziehungskraft
der beiden Magneten fest aneinandergedrückt werden, verhindert wird.
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Es ist vorteilhaft, um die Welle io neben dem Magneten A einen Gummidichtungsring
23 anzuordnen, um zu vermeiden, daß längs der Welle Flüssigkeit zwischen der Welle
und dem Magneten !1 einsickern kann, wobei dieser Ring 23 auf der Welle vorzugsweise
an einem an dieser ausgebildetenAbsatz angeordnet ist, so daß eineFläche vorhanden
ist, zwischen der und den Magneten der Ring eingezwängt werden kann.
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Beim Betrieb der Vorrichtung nutzt sich die Kohle oder das weiche
Material des Dichtungsrings i4. ab, dessen Ersatz einfach und billig ist. Der Druck
zwischen den beiden Dichtungsringen wird dabei durch die magnetische Anziehung,
die zwischen !den beiden Magneten wirksam ist, aufrechterhalten, wobei sich dieser
Druck durch die
Abnutzung des Kohlerings erhöht, da die Magneten
durch Verringerung der Luftlücke zwischen ihnen einander näher gebracht werden.
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Da die Flüssigkeit 22 unter einem beträchtlichen Druck stehen kann
und dieser Druck auch zwischen den Magneten wirksam wird und das Bestreben hat,
sie auseinanderzudrücken, kann ein Bereich der dem Magneten A abgekehrten Fläche
des Magneten B dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt werden, um den Magneten
B in Richtung zum Magneten A
zu drücken, um dadurch dem diese trennenden
Druck entgegenzuwirken. Gegebenenfalls kann ein zusätzlicher Dauermagnet zur Verstärkung
der durch die Hauptmagneten ausgeübten Drücke verwendet werden, wobei dieser zusätzliche
Magnet im Gehäuse 17 auf der dem Magneten A abgekehrten Seite des Magneten B angeordnet
und so magnetisiert sein kann, daß er den Magneten B in Richtung des Magneten A
durch magnetische Abstoßung drückt.
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Außerdem kann der für die Herstellung des weicheren Dichtungselementes
verwendete Werkstoff so gewählt werden, daß er zur Schmierung durch die abzudichtende
Flüssigkeit, z. B. Wasser oder Öl, geeignet ist.
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Hierbei ist zu erwähnen, da_B durch ein geeignetes Spiel zwischen
der Welle und dem nicht umlaufenden Magneten und zwischen diesem Magneten und dem
Gehäuse, in welchem letzterer gleitbar ist, eine gewisse Verkantung der Welle ohne
Nachteil für die einwandfreie Arbeitsweise der Dichtungselemente möglich ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung von zwei Dauermagneten
beschränkt, da beispielsweise einer der Magneten oder beide Elektromagneten sein
können, in welchem Falle normalerweise nur die Verwendung eines einzigen Magneten
notwendig ist und der andere Teil ein Anker aus Weicheisen od. dgl. sein kann. Außerdem
kann eine Anzahl gesonderter Stabmagneten mit Vorteil in der in Fig. 2 dargestellten
Weise verwendet werden, die eine abweichende Form des Magneten A zeigt. Bei dieser
Ausführungsform ist eine Anzahl sich in axialer Richtung erstreckender Stabmagneten
26 in Umfangsrichtung um einen Trägerring 27 verteilt angeordnet, während der Ring
1q. aus Graphit od. dgl. wie in Fig. i vorgesehen ist. Die Verstellung oder Erneuerung
der Magneten 26 wird durch Schrauben 28 erleichtert. Eine solche Magnetanordnung
ist bei einer flachen Magnetplatte, wie sie als Magnet B in Fig. i gezeigt ist,
vorzuziehen.