Stopfbüchse für umlaufende Wellen. Die Erfindung betrifft eine Stopfbüchse mit radialen Gleitflächen für umlaufende Wellen,, und besteht darin, dass ein mit einer radialen. Gleitfläche versehener Ring auf einer elastischen Membran angeordnet ist, die den Ring von den auf ihn wirkenden achsialen Drücken entlastet. Die Stopfbüchse kann so ausgebildet sein, dass der Ring von einer äussern Kraft regelbar an die mit ihm zusammenarbeitende Gleitfläche angepresst wird, wodurch ermöglicht wird, den Gleit flächendruck den jeweiligen besonderen Ver hältnissen anpassen zu können.
Es können auch Mittel vorgesehen sein, mit deren Hilfe der Ring beim Stillstand der Maschine mit grosser Kraft von Hand an die mit ihm zu sammenarbeitende Gleitfläche angepresst werden kann. Damit wird auch bei längerer Unterbrechung des Betriebes, zum Beispiel bei Kompressoren, jeglicher Gasverlust ver= mieden.
Auf der Zeichnung sind drei Ausfüh- rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes zur Darstellung gebracht.
a ist die umlaufende Welle, b das abzu dichtende Maschinengehäuse; c und d sind zwei dichtend aufeinandergleitende Ringe, von denen der erste fest und gasdicht auf der Welle, der zweite elastisch und gasdicht mit dem Gehäuse verbunden ist. Die elastische Verbindung wird in Fig. 1 von einer ring förmigen Kautschukmembran e hergestellt, die mit Hilf e des Distanzstückes f und des bei g abgedichteten Deckels h im Gehäuse und mit Hilfe der Mutter i in der Hülse k eingespannt ist,, auf der der Ring d von der Überwurfmutter l festgehalten wird.
Von dem Stift<I>m,</I> der in die Nut n der Über wurfmutter eingreift, wird der Ring d gegen Drehung gesichert. o ist eine im Sinne der Zusammenpressung der Gleitflächen auf die Hülse k wirkende Feder, die mittelst der Mutter p nach Bedarf mehr oder weniger gespannt werden kann.
Die Membran hat ausser der Wirkung, dem Ring eine gewisse Beweglichkeit zu gestatten, noch die weitere Wirkung, dass die auf ihre freien Flächen wirkenden Drücke den in achsialer Richtung auf den Ring d wirkenden Drücken mehr oder we niger das Gleichgewicht halten, je nachdem der mittlere Durchmesser r der freien Mein- branfläche grösser oder kleiner als der mitt lere Durchmesser q der ringförmigen Gleit flächen ist.
Ist<I>q =</I> r, dann herrscht Gleichgewicht, und der Ring d wird mit der von der Feder o ausgeübten Kraft an den Ring c angedrückt. Ist q grösser als r, dann wird ausser der Federkraft noch die Kraft
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(wobei p die Differenz zwischen Aussen- und Innendruck ist) auf die Gleitflächen wirken. Ist im Gegenteil q kleiner als r, dann wirkt die Kraft
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der Federkraft entgegen, so da.ss der Gleitflächendruck mit steigendem Innen druck abnimmt. Dieser Fall ist zum Beispiel bei Maschinen von Vorteil, bei denen der Innendruck beim Stillstand auf oder unter den Atmosphärendruck herabsinkt und im Betrieb auf einen höheren Wert ansteigt.
Die Federkraft muss dabei so bemessen sein, dass sie genügt, um bei höchstem Innendruck die Gleitflächen noch dichtend zusammen zuhalten. Im Betrieb ist der Gleitflächen- druek infolgedessen so niedrig, dass er bei geringster Reibung eine gerade noch ge nügende Dichtheit der Flächen gewähr leistet; dagegen ist er beim Stillstand, wo beine Reibung stattfindet, bedeutend höher und die Abdichtung entsprechend besser.
Durch geeignete Dimensionierung der Membran und entsprechende Spannung der Feder hat man es in der Hand, den Gleit- l.'lä.cliendruek nach Bedarf und auf einfache Weise den jeweils vorliegenden Verhältnissen entsprechend anpassen zu können. Die so ausgebildete Stopfbüchse hat auch den Vor teil, dass die Schleifringe durch kräftiges Anziehen der Mutter p bei Ausschaltung der Federwirkung so stark wie die Ventil flächen einer Abschliessung aneinander gepresst werden können. Dadurch wird auch bei län-erem Stillstand der Maschine bezw. eines Kompressors jeglicher Gasverlust ver mieden.
Die Ausführung nach Fig. 2 unter- "cheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 nur in der Weise, da.ss die Membran als federndes, metallisches Rohr mit wellen förmiger . Wandring ausgebildet ist, dessen mittlerer Durchmesser dem mittleren Gleit flächendurchmesser entspricht.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Ring d elastisch auf der umlaufen den Welle befestigt, während die mit ihm zusammenarbeitende Gleitfläche auf dem feststehenden Deckel h angeordnet ist, zum Zweck, die Gleitflächen der kühlenden Wir kung eines im Raum t zirkulierenden Kühl mittels auszusetzen.
Der Ring d wird am besten aus einem weichen Material, zum Beispiel aus Fiber oder Friktionsmetall, hergestellt, während für den Ring c ein hartes Material, wie gehärteter Stahl, sich empfiehlt. Ein aus Fiber bestehender Ring hat den Vorteil, dass er infolge seiner porösen Struktur Schmier mittel in sich aufnimmt und daher, ohne für Gase, durchlässig zu sein, eine vorzüg liche Schmierung gewährleistet.
Stuffing box for rotating shafts. The invention relates to a stuffing box with radial sliding surfaces for rotating shafts, and consists in that one with a radial. The ring provided with sliding surface is arranged on an elastic membrane, which relieves the ring of the axial pressures acting on it. The stuffing box can be designed in such a way that the ring is pressed against the sliding surface cooperating with it in a controllable manner by an external force, which makes it possible to adapt the sliding surface pressure to the respective special conditions.
Means can also be provided with the aid of which the ring can be pressed by hand with great force against the sliding surface to be cooperated with it when the machine is at a standstill. This avoids any loss of gas even if the operation is interrupted for a long time, for example with compressors.
In the drawing, three exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown.
a is the rotating shaft, b the machine housing to be sealed; c and d are two rings that slide onto one another to form a seal, the first of which is fixedly and gas-tight on the shaft, the second is connected to the housing in an elastic and gas-tight manner. The elastic connection is made in Fig. 1 by a ring-shaped rubber membrane e, which is clamped with the aid of the spacer f and the cover h sealed at g in the housing and with the aid of the nut i in the sleeve k, on which the ring d is held in place by the union nut l.
The ring d is secured against rotation by the pin <I> m </I> which engages in the groove n of the union nut. o is a spring acting in the sense of compressing the sliding surfaces on the sleeve k, which by means of the nut p can be more or less tensioned as required.
In addition to the effect of allowing the ring a certain mobility, the membrane also has the further effect that the pressures acting on its free surfaces more or less balance the pressures acting in the axial direction on the ring d, depending on the mean one The diameter r of the free mybral surface is greater or smaller than the mean diameter q of the annular sliding surfaces.
If <I> q = </I> r, then equilibrium prevails and the ring d is pressed against the ring c with the force exerted by the spring o. If q is greater than r, then there is also the force in addition to the spring force
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(where p is the difference between external and internal pressure) act on the sliding surfaces. On the contrary, if q is smaller than r, then the force is acting
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against the spring force, so that the sliding surface pressure decreases with increasing internal pressure. This case is advantageous, for example, in machines in which the internal pressure drops to or below atmospheric pressure during standstill and increases to a higher value during operation.
The spring force must be such that it is sufficient to hold the sliding surfaces tightly together at the highest internal pressure. As a result, during operation the sliding surface pressure is so low that it ensures that the surfaces are still tight enough with the least amount of friction; on the other hand, at a standstill, where there is friction, it is significantly higher and the seal is correspondingly better.
By suitably dimensioning the diaphragm and appropriately tensioning the spring, it is in the hand to be able to adapt the sliding pressure relief valve as required and in a simple manner to the respective existing conditions. The stuffing box designed in this way also has the advantage that the slip rings can be pressed against one another as strongly as the valve surfaces of a lock by vigorously tightening the nut p when the spring action is switched off. This means that even if the machine is not used for a long time, a compressor avoids any loss of gas.
The embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 only in the way that the membrane is designed as a resilient, metallic tube with a wave-shaped wall ring, the mean diameter of which corresponds to the mean sliding surface diameter.
In the embodiment of Fig. 3, the ring d is elastically attached to the rotating shaft, while the sliding surface cooperating with it is arranged on the fixed cover h, for the purpose of exposing the sliding surfaces of the cooling effect of a cooling means circulating in the room t .
The ring d is best made of a soft material, for example fiber or friction metal, while a hard material such as hardened steel is recommended for the ring c. A ring made of fiber has the advantage that, due to its porous structure, it absorbs lubricant and therefore guarantees excellent lubrication without being permeable to gases.