DE2540556A1

DE2540556A1 - Uebertragungshalterung

Info

Publication number: DE2540556A1
Application number: DE19752540556
Authority: DE
Inventors: Richard C Washington
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1974-09-12
Filing date: 1975-09-11
Publication date: 1976-04-01
Also published as: CA1047062A; DE2540556B2; DE2540556C3; US3947944A; GB1482320A; FR2284414A1

Description

Übertragungshalterung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine übertragungshalterung, insbesondere auf eine vereinheitlichte Übertragungshalterung für eine Wellendichtung, die zur Montage der Dichtungsteile und deren Übertragung auf eine Welle und in eine abzudichtende Einheit dient.

Mechanische Stirndichtungen, die beispielsweise in Kälteverdichtern verwendet werden, bestehen normalerweise aus zwei Einheiten, einem Stator und einem Rotor, die gewöhnlich getrennt voneinander montiert werden. Zwischen diesen Einheiten selbst und zwischen der Dichtung und der Einheit, in der die Dichtung montiert werden soll, ist eine genaue Passung erforderlich. Bei Kälteverdichtern wird eine Präzisionspassung zwischen der Dichtungseinheit und dem Raum, in dem diese eingesetzt wird, gefordert. Durch das Eindringen von ^! !Fremdmaterial - mikroskopische Größenordnungen sind bereits aus-

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ι reichend - oder durch von Fingerabdrücken verursachten Schmutz I wird das optimale Betriebsverhalten gestört und es entstehen Leckstellen. Diese entstehen in erster Linie entlang der Welle, in der Dichtungszone zwischen dem Elastomeren und dem rotierenden Element, das sich mit dem Stator in Kontakt befindet, oder an den Kontaktnasen der feinziehgeschliffenen Bereiche des Stators und Rotors. Mittels der vorliegenden Erfindung wird die Montage der Dichtungsteile erleichert und der Schutz der zusammengebauten Dichtung bis zu deren Montage in dem abzudichtenden Mechanismus erhöht.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine vereinheitlichte übertragungshalterung für Wellendichtungsteile zur Verfügung zu stellen. Die Übertragungshalterung kann aus einem geeigneten Kunststoffmaterial hergestellt sein, so daß ein Verbrauch oder eine Wiederverwendung zur Montage und Übertragung von Dichtungsteilen möglich ist. Die übertragungshalterung besteht aus einer zweistückigen ineinander schiebbaren Einheit einem Führungselement und einer Manschette. Die Durchmesser des Führungselementes und der Manschette entsprechen den Durchmessern der Einheit, für die die Dichtungseinheit hergestellt ist. Das Führungselement ist mit einer Blindbohrung versehen, die zur Aufnahme des Endes einer Welle dient, auf die die Dichtungseinheit übertragen werden soll. Die Manschette wird über das Führungselement geschoben. Mit der Manschette wird die Bewegung der Dichtungseinheit auf die :Welle durchgeführt.

iEin weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Über-

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jtragungshalterung für Wellendichtungen, bei der die Dichtungsteile ! auf der Halterung montiert und leicht und glatt von der Halterung

! in die gewünschte Montageposition übertragen werden können. Die

; Dichtungsteile werden auf der Halterung etwa in ihre Betriebsstellung zusammengesetzt und in dieser Stellung während sämtlicher nachfolgender Behandlungsschritte, einschließlich der Übertragung auf eine Welle und der Montage in einer abzudichtenden Einheit, gehalten.

Schließlich ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine übertragungshalterung für eine Wellendichtung zu schaffen, die eine genaue Passung begünstigt und die primären Leckstellen absichert. Das Eindringen von Fremdmaterialien, beispielsweise mikroskopisch feinen Flecken oder Fingerschmutz, wird verhindert, da die Leckstellen in einem Zeitraum abgesichert werden, der unmittelbar nach der Herstellung und dem Zusammenbau beginnt und bis zur Montage in dem abzudichtenden Mechanismus reicht. Diese vorteilhafte Wirkung ist auf die Vormontage der Dichtungsteile auf der Übertragungshalterung zurückzuführen. Zusätzlich dazu wird zu allen Zeitpunkten während der Montage die Konzentrizität der Dichtungseinheit aufrechterhalten.

Weitere Ziele bestehen in der Schaffung einer Konstruktion von größter Einfachheit, Wirksamkeit, Wirtschaftlichkeit und einfacher Montage und Betriebsweise. Diese Ziele sowie Vorteile gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung hervor, von der

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JFigur 1 . einen Vertikalschnitt durch eine vereinheitlichte

: Übertragungshalterung für eine Wellendichtung zeigt,

bei der eine vormontierte Dichtung in Bereitstellung zur Übertragung in ihre endgültige Position dargestellt ist;

Figur 2 eine ähnliche Ansicht wie Figur 1 ist, in der jedoch

die Dichtungseinheit in ihrer Betriebsstellung gezeigt ist;

Figur 3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des Führungselementes der übertragungshalterung zeigt;

Figur 4 eine Endansicht des Führungselementes gegen das rechte Ende der Figur 3 ist;

Figur 5 eine Seitenansicht, teilweise im Vertikalschnitt, der Manschette zeigt; und

Figur 6 eine Endansicht der Manschette gegen das rechte Ende der Figur 5 ist.

In den einzelnen Figuren ist eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. In den Figuren 1 und 2 ist eine zusammengesetzte Übertragungshalterung 10 gezeigt, die für den Zusammenbau und die Instandhaltung einer Dichtung 11 verwendet wird, bis diese auf eine Welle 12 Übertragen und in ihre endigültige Stellung, in der sie gegen einen Anschlag 13 stößt, ge-

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j bracht worden ist. Die Übertragungshalterung besteht aus einem

ίFührungselement 14 und einer Manschette 26, die ineinander schiebbar sind.

Wie man den Figuren 3 und 4 entnehmen kann, wird das Führungselement 14 von einem zylindrischen Element oder Rohr 15 gebildet, das an einem Ende einen Abschnitt 16 aufweist, der zur Bildung einer zylindrischen Außenfläche 17 einen geringfügig größeren Durchmesser besitzt. Am gegenüberliegenden Ende des Rohres ist einstückig mit diesem eine radiale Zunge 18 ausgebildet. Quer durch das Rohr erstreckt sich eine Trennwand 19, die in einer Flucht mit der Schulter 21 liegt, welche den Abschnitt 16 mit vergrößertem Durchmesser begrenzt. Im Abschnitt 16 ist des weiteren mittels einer einwärts schräg zulaufenden Innenfläche 23 eine Blindbohrung 22 ausgebildet, die die Wand 19 schneidet. Die Wand 19 ist in einer solchen Tiefe der Blindbohrung 22 angeordnet und die Fläche 23 besitzt eine solche Schräge, daß die Blindbohrung das konisch zulaufende Ende 24 der Welle 12 passend aufnehmen kann, wobei der Durchmesser der äußeren Umfangsflache 25 der Welle dem Durchmesser der Umfangsflache 17 entspricht.

Die in den Figuren 5 und 6 gezeigte Manschette 26 wird durch ein zylindrisches Element 27 gebildet, das bis auf einen, sich an einem Ende 30 in Radialrichtung nach innen erstreckenden Flansch 29 eine gleichförmige Innenfläche 28 und bis auf einen Abschnitt 32 mit reduziertem Durchmesser am gegenüberliegenden Ende der Manschette eine gleichförmige Außenfläche 31 aufweist. Die ; Schnittstelle des Abschnittes 32 mit dem Element 27 wird durch

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eine Schulter 33 gebildet. Der radiale Flansch 29 ist mit einer Ausnehmung 3 4 versehen, die so groß ausgebildet ist, daß sie die Zunge 18 aufnehmen kann und deren Durchtritt ermöglicht. Das Ende 35 der Manschette mit reduziertem Durchmesser kann am Außenrand geringfügig abgerundet sein, um auf diese Weise eine Beschädigung der Dichtungsteile während des Zusammenbaus zu verhindern.

Der Durchmesser der Innenfläche 28 der Manschette 26 ist nur geringfügig größer als der Durchmesser der Außenfläche 17 des Abschnittes 16 des Führungselementes 15, so daß die Manschette über diesen Abschnitt gleiten kann. Auch der Innendurchmesser des radialen Flansches 29 ist nur geringfügig größer als der Durchmesser des zylindrischen Elementes 15, jedoch nicht so groß wie der Durchmesser der Umfangsflache 17. Bei einer Relativbewegung zwischen dem Führungselement und der Manschette wird der Flansch 29 daher auf dem Führungselement vorwärts bewegt,bis er an die Schulter 21 anstößt. Das Führungselement 14 und die Manschette 26 werden vormontiert, indem der Endabschnitt 32 mit reduziertem Durchmesser über das zylindrische Element 15 und auf den Abschnitt 16 geschoben wird. Dabei fluchtet der Anschlagstift oder die Zunge 18 mit der Ausnehmung 34, so daß der Flansch 29 auf das Element 15 bewegt werden kann. Wenn die Ausnehmung 34 den Anschlagstift 18 freigibt, wird die Manschette 26 relativ zu dem Führungselement 14 verdreht, so daß Ausnehmung und Anschlagstift nicht mehr miteinander fluchten. Auf diese Weise werden Führungselement und Manschette zu einer vereinheitlichten übertragungshalterung vormontiert.

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j In den Figuren 1 und 2 ist die Halterung 10 bei der Montage und Übertragung einer beispielhaften Dichtungseinheit 11 gezeigt. Ein Dichtungsstator 36 wird anfangs über der Umfangsflache 17 und auf dem reduzierten Abschnitt 32 der Manschette installiert, so daß er an die Schulter 33 anstößt. Danach wird der Dichtungsrotor 37 auf der Umfangsflache 17 montiert, bis sich die Rotornase 38 in innigem Kontakt mit der Radialfläche 39 des Stators

36 befindet. Durch die Passung zwischen der Innenfläche des Rotors

37 und der Außenfläche 17 des vergrößerten Abschnittes 16 wird der Kontakt aufrechterhalten. Die primären Leckstellen der Dichtung sind nunmehr für die weitere Behandlung geschützt.

Nunmehr wird die Blindbohrung 22 des Führungselementes 14 über das konisch zulaufende Ende 24 einer Welle 12, beispielsweise der rotierenden Welle eines Kälteverdichters, geschoben. Eine Kappe 41 mit einem sich nach innen erstreckenden radialen Flansch 42, die einen zur Aufnahme der zusammengesetzten Dichtung 11 dienenden Hohlraum 43 ausbildet, wird von der rechten Seite (Figur 1) auf die Manschette 26 gesetzt. Auf die Kappe folgt ein allgemein zylindrisches Hohlwerkzeug 45, das eine an die Kappe 41 anstoßende Endfläche 46 und eine Innenschulter 47 aufweist, die mit dem Flanschende 30 der Manschette 26 in Eingriff treten kann. Der Flansch 42 der Kappe besitzt eine Innenfläche 44 mit einem Durchmesser, der geringfügig größer ist als der Durchmesser der Außenfläche 31 der Manschette. Die hinter der Schulter 47 liegende Innenfläche 48 besitzt einen geringfügig größeren Durchmesser als der durch den Anschlagstift oder die'Zunge 18 gebildete Durchmesser.

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\ Die Dichtungseinheit 11, die Kappe 41 und die Manschette 26 wer-' den mit dem Werkzeug 45 zusammengedrückt. Da der Druck wie durch den Pfeil F angedeutet aufgebracht wird, gleitet der Rotor 37 ; von der ümfangsflache 17 des Führungselementes 14, da der Durchmesser der Ümfangsflache 17 mit dem Durchmesser der Welle 12 übereinstimmt. Die Tiefe der Blindbohrung 22 im Führungselement ist so gewählt, daß das hintere Ende des Rotors 37 mit dem vollen Durchmesser der Welle 12 in Eingriff tritt, bevor der Rotor von der entsprechenden Ümfangsflache des Führungselementes vollständig heruntergeschoben worden ist. Da sich der Rotor nunmehr mit der Welle 12 in Reibeingriff befindet, wird während der übertragung die Konzentrizität der Dichtungseinheit 11 und die zur Instandhaltung der vormontierten Einheit benötigte Reibung aufrechterhalten. Die Manschette 26 und der Stator 36 werden gleichzeitig entlang dem Rohrabschnitt 15 des Führungselementes 14 bewegt, wobei sie dem Rotor 37 folgen.

Wie man Figur 1 entnehmen kann, weist der Stator 36 eine ringförmige Nut 49 auf, die einen elastischen O-Ring 51 aufnimmt, der mit der Wand der Ausnehmung 43 der Kappe 41 in Reibeingriff steht und auf diese Weise die Konzentrizität aufrechterhält. Die Kappe wird durch das Werkzeug 45 gleichzeitig mit der Manschette 26 und der Dichtungseinheit 11 bewegt. Es wird solange Druck aufgebracht, bis der Rotor 37 gegen den Anschlag 13 anstößt, der bei einem Kälteverdichter von der Basis des Dichtungsraumes gebildet wird. Da die Innenfläche 28 der Manschette 26 am Ende des Abschnittes 16 vorbeigleitet, wird sie ebenfalls auf den vollen Durchmesser der Welle 12 übertragen, bevor sie das Führungs-

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element 14 verläßt. Auf diese Weise wird die Konzentrizität der vormontierten Nase aufrechterhalten und gesichert, daß das Spiel

' des Innendurchmessers des Stators 36 konzentrisch zur Welle 12

verläuft. Wenn die Dichtungseinheit einmal am Anschlag 13 anliegt, wie in Figur 2 gezeigt ist, wird die Kappe 41 in geeigneter Weise am Anschlag befestigt, beispielsweise mittels Bolzen 52, das Werkzeug 45 wird entfernt und das Führungselement 14 und die Manschette 26 werden in einfacher Weise von Hand herausgezogen. Die Dichtungseinheit 11 verbleibt dabei in ihrer Betriebsstellung. Wie man Figur 2 entnehmen kann, wird durch den Flansch 29 auf der Manschette 26 eine Vorwärtsbewegung der Manschette relativ zum Führungselement 14 begrenzt, da dieser an die Schulter 21 anstößt.

Abschließend sei erwähnt, daß die Erfindung, obwohl sie bei der Montage und Übertragung einer in Verbindung mit Kälteverdichtern verwendeten Dichtungseinheit beschrieben worden ist, auch bei der Installation von vielen anderen Arten von Stirndichtungen eingesetzt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

(1.yÜbertragungshalterung für eine Dichtungseinheit, die auf einem Element angeordnet werden kann, gekennzeichnet durch ein Führungselement (14) und eine Manschette (26), wobei das Führungselement ein zylindrisches Rohr (15) umfaßt, das an einem Ende mit einer Blindbohrung (22) versehen ist, die ; ein Ende (24) des Elementes (12) aufnehmen kann, und wobei

die Manschette ein teleskopartig über das Führungselement ; (14) geschobenes hohles zylindrisches Element (27) und An- ; schlagmittel (33), um die Dichtungseinheit von dem zylindrij sehen Rohr (15) des Führungselementes weg und auf das Element (12) drücken zu können aufweist, und durch Mittel (29,18) zum ^; Verriegeln des Führungselementes mit der Manschette, so daß diese zur Bildung einer vereinheitlichten Halterung eine begrenzte Relativbewegung in Axialrichtung ausführen können. .

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2. übertragungshalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (29,18) zum Verriegeln eine radiale Zunge (18) entweder auf dem Führungselement oder der Manschette sowie einen radialen Flansch (29) auf dem anderen Element, der mit der Zunge in Eingriff treten kann und eine komplementär zu der Zunge ausgebildete Ausnehmung (34) aufweist, die die Zunge passieren kann, umfassen.
3. übertragungshalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine entweder auf dem Führungselement oder der Manschette in unmittelbarer Nähe eines Endes derselben ausgebildete Schulter (21) und einen radialen Flansch (29) auf dem anderen Element, der mit der Schulter in Eingriff treten kann, um eine Vorwärtsbewegung in Axialrichtung des einen Elementes relativ zum anderen zu begrenzen,aufweist.
4. Verfahren zur Montage und Übertragung einer Dichtungseinheit

in eine endgültige Betriebsstellung auf einer rotierenden Welle, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Bereitstellung einer Übertragungshalterung (10), die aus einem Führungselement (14) und einer darübergeschobenen Manschette (26) besteht, so daß zwischen beiden Elementen eine begrenzte Relativbewegung möglich ist, Anordnen eines Dichtungsstators (36) auf der Manschette, Anordnen eines Dichtungsrotors (37) auf dem Führungselement, so daß dieser an den Stator anstößt. Aufbringen der übertragungshalterung (10) auf die Welle (12) und Drücken der zusammengesetzten Dichtung vom Führungselement weg auf die Welle.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (26) relativ zum Führungselement (14) vorwärtsbewegt wird, um die zusammengesetzte Dichtung (11) vom Führungselement weg zu bewegen, wobei der Dichtungsstator (36) auf der Manschette verbleibt, bis er in seine Betriebsstellung gebracht ist.

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