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Title:
ELEMENT THAT DEFINES A GAP AND IS TO BE MOUNTED ON A SHAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/036053
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an element, which is to be mounted on the shaft of a non-positive-displacement machine and which forms a gap for the limited passage of a flowing medium. Said element comprises a bush-like part (2), which is to be mounted on the shaft of the non-positive-displacement machine and whose outer periphery is provided with a recess (4) for accommodating a ring (5). During operation of the non-positive-displacement machine, the ring (5), which is partially surrounded on its faces by circular ring-shaped walls of the recess (4); a) forms an axial gap with the circular ring-shaped walls of the recess (4) and forms a radial gap with the bottom of the recess, and; b) is held via frictional contact by a rigid wall (1) surrounding the ring (5). In order to reduce wear to the rings made of a soft flowable material, the invention provides that a recess is formed in the rigid wall (1) and surrounds the faces of the ring (5) that are free from the walls of the bush-like part. One of the lateral delimitations of the recess (4) is formed by a tubular part (7) detachably joined to the rigid wall (1).

Inventors:
BROSS STEPHAN (DE)
KOEPP RUEDIGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/009503
Publication Date:
April 29, 2004
Filing Date:
August 28, 2003
Export Citation:
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Assignee:
KSB AG (DE)
BROSS STEPHAN (DE)
KOEPP RUEDIGER (DE)
International Classes:
F04D29/04; F04D29/10; F04D29/62; (IPC1-7): F04D29/04; F04D29/10; F04D29/62
Foreign References:
US3477385A1969-11-11
DE10038586A12002-02-14
US4358253A1982-11-09
US4451048A1984-05-29
US3920293A1975-11-18
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Claims:
Patentansprüche
1. Auf der Welle einer Strömungsmaschine anzuordnendes, einen Spalt für den begrenzten Durchtritt eines Strömungsmediums definierendes Element, mit einem auf der Welle der Strömungsmaschine anzuordnenden buchsenartigen Teil (2,3), welches an seinem Außenumfang eine Ausnehmung (4,9) für einen Ring (5,10) besitzt, wobei der an seinen Stirnseiten von kreisringförmigen Wänden der Ausnehmung (4,9) teilweise umschlossene Ring (5,10) während des Betriebs der Strömungsmaschine a) mit den kreisringförmigen Wänden der Ausnehmung (4,9) jeweils einen axialen Spalt und mit dem Grund der Ausnehmung einen radialen Spalt bildet, b) von einer den Ring (5,10) umgebenden starren Wandung (1) durch Reibschluß gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der starren Wandung (1) eine Ausnehmung gebildet wird, die die von den Wänden des buchsenartigen Teils freien Stirnflächen des Rings (5,10) umschließt, wobei eine der seitlichen Begrenzungen der Ausnehmung (4,9) durch ein lösbar mit der starren Wandung (1) verbundenes rohrförmiges Teil (7) gebildet wird.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem rohrförmigen Teil (7) gegenüberliegende Wand der Ausnehmung (9) im buchsenartigen Teil (3) durch einen lösbar mit dem buchsenartigen Teil (3) verbundenen Begrenzungsring (12) gebildet wird.
3. Element nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen elastischen Ring (5), der durch einen längs verlaufenden Spalt aufgetrennt ist und der durch Aufweiten über eine der seitlichen Wände (6) des buchsenartigen Teils zu schieben und zum Einrasten in der Ausnehmung (4) des Teils (2) zu bringen ist, wobei das reibschlüssige Anlegen des Rings (5) an die ihn umgebende starre Wandung (1) durch ein während des Betriebs der Strömungsmaschine erfolgendes Aufweiten geschieht.
4. Element nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen starren Ring (10), der mit Reibschluß in die ihn umschließende starre Wandung (1) eingefügt ist.
5. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ring (5,10) umschließende Wandung von einer drehfest und unverschieblich im Gehäuse der Strömungsmaschine zu befestigenden Buchse (1) gebildet wird.
6. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element als außerhalb der Strömungsmaschine zu komplettierende, montagefertige Patrone gestaltet ist.
7. Verwendung eines Elementes nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für eine Axialschubausgleichseinrichtung.
8. Verwendung eines Elementes nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für eine Wellenabdichtung.
Description:
Beschreibung Einen Spalt definierendes, auf einer Welle anzuordnendes Element Gegenstand der Erfindung ist ein auf der Welle einer Strömungsmaschine anzuordnendes, einen Spalt für den begrenzten Durchtritt eines Strömungsmediums definierendes Element, mit einem auf der Welle der Strömungsmaschine anzuordnenden buchsenartigen Teil, welches an seinem Außenumfang eine Ausnehmung für einen Ring besitzt, wobei der an seinen Stirnseiten von kreisringförmigen Wänden der Ausnehmung teilweise umschlossene Ring während des Betriebs der Strömungsmaschine a) mit den kreisringförmigen Wänden der Ausnehmung jeweils einen axialen Spalt und mit dem Grund der Ausnehmung einen radialen Spalt bildet, b) von einer den Ring umgebenden starren Wandung durch Reibschluß gehalten wird.

Ein solches Element wurde bereits bei den Gegenständen der DE 100 38 586 A1 und der DE 100 62 204 A1 verwendet. Dort diente es als Entlastungskolben in einer Axialschubausgleichseinrichtung bzw. als Dichtbuchse in einer Wellenabdichtung. Gemeinsam war beiden Anwendungen, daß ein geschlitzter elastischer Ring eingesetzt wurde, der während des Betriebes der Strömungsmaschine durch den anstehenden Druck geringfügig aufgeweitet, gegen die Gehäuseinnenwand gepreßt und solchermaßen fixiert wurde. Die Erfindung zielt aber nicht allein auf Elemente mit geschlitzten Ringen, sie soll auch bei geschlossenen Ringen anwendbar sein. Unabhängig von der Gestaltung ergibt sich bei Ringen aus einem weichen, fließfähigen Material das Problem, daß sie durch den auf ihnen lastenden Druck mit ihrer Randzone auf der einen Seite allmählich in den Spalt zwischen dem auf der Welle angebrachten Kolben bzw. der Buchse und der umgebenden Gehäusebohrung gepreßt werden. Hieraus ergibt sich ein zunehmender Verschleiß des Ringes und die Gefahr eines Nachlassens der Dichtwirkung.

Aufgabe der Erfindung ist es, den angesprochenen Verschleiß zu vermeiden und damit die Standzeit des Ringes, also auch des eingangs beschriebenen Elementes zu verlängern.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der den Ring umgebenden starren Wandung eine Ausnehmung gebildet wird, die die von den Wänden des buchsenartigen Teils freien Stirnflächen des Rings umschließt, wobei eine der seitlichen Begrenzungen der Ausnehmung durch ein lösbar mit der starren Wandung verbundenes rohrförmiges Teil gebildet wird.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird der Ring allseitig umschlossen, es verbleibt somit kein Spalt, in den der Ring ausweichen könnte.

Um einen geschlossenen Ring in seine Position innerhalb des Kolbens bzw. der wellenseitigen Buchse bringen zu können, ist in der dem rohrförmigen Teil gegenüberliegenden Wand der Ausnehmung des Kolbens bzw. der Buchse ein lösbar mit diesem Teil verbundener Begrenzungsring angeordnet.

Selbstverständlich läßt sich auf diese Weise auch ein elastischer, durch einen längs verlaufenden Spalt aufgetrennter Ring montieren. Dieser kann allerdings, bei geringerem Aufwand für das wellenseitige buchsenartige Teil, auch aufgeweitet und über eine der seitlichen Wände des buchsenartigen Teils geschoben werden.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das gesamte Element einschließlich der umschließenden Wandung, die in diesem Fall ebenfalls von einer Buchse gebildet wird, aus gesondert hergestellten Teilen außerhalb der Strömungsmaschine zu einer montagefertigen Patrone zusammengefaßt werden kann.

Die Erfindung ist vor allem für eine Axialschubausgleichseinrichtung oder eine Wellenabdichtung mit Vorteil einzusetzen.

Anhand zweier Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines ais montierbare Patrone gestalteten Elements mit einem in Achsrichtung durch einen Schlitz aufgeteilten elastischen Ring ; Fig. 2 eine Schnittdarstellung einer weitgehend der Fig. 1 entsprechenden Patrone mit einem geschlossenen Ring.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Patronen dienen als Entlastungskolben in Axialschubausgleichseinrichtungen. Beiden Ausführungen gemeinsam ist eine in einem-nicht dargestellten-Kreiselpumpengehäuse drehfest und unverschieblich anzuordnende Buchse 1. Die übrigen Teile der Elemente sind jeweils in die Buchse 1 eingefügt. Auf der-nicht dargestellten-Welle der Kreiselpumpe ist ein weiteres buchsenartiges Element, ein Kolben 2 bzw. 3 anzuordnen.

Der Kolben 2 in der Ausführung der Fig. 1 besitzt eine Ausnehmung 4, in die ein Kolbenring 5 eingesetzt ist. Der Kolbenring 5 besteht aus elastischem Material und ist durch einen-nicht dargestellten-axial verlaufenden Schlitz aufgetrennt. Die Elastizität und die Auftrennung ermöglichen es, den Kolbenring 5 über die Seitenwand 6 des Kolbens zu schieben und in die Ausnehmung 4 einrasten zu lassen. Auf der der Seitenwand 6 gegenüberliegenden Seite der Patrone ist ein rohrförmiger Haltering 7 vorgesehen, der nach dem Einfügen des Kolbens 2 und des Kolbenringes 5 in die Buchse 1 eingesetzt und durch Schrauben 8 an der Buchse 1 befestigt wird. Der Haltering 7 hat zwei Wirkungen : Erstens wird durch ihn der Zusammenhalt der Patrone bewerkstelligt. Zweitens verhindert er eine Ausdehnung des Kolbenringes 5 in den Bereich zwischen Kolben 1 und Buchse 2, wodurch ein allmählicher Verschleiß im Bereich eines bei der vorbekannten Ausführung vorhandenen Spaltes vermieden wird.

Der Kolben 3 in der Ausführung der Fig. 2 besitzt einen Absatz 9, auf den ein geschlossener Kolbenring 10 aufgeschoben ist. Um eine vollständige Ausnehmung, in welcher der Kolbenring gehalten wird, zu bilden, wird auf der offenen Seite des Kolbens 3, also gegenüber dem Haltering 7, ein mittels Schrauben 11 am Kolben 3 befestigter Begrenzungsring 12 angebracht. Der Haltering 7 und die Schrauben 8 entsprechen der Ausführung der Fig. 1.

Eine Abwandlung ergibt sich, wenn statt einer einbaufertigen Patrone eine im Gehäuse der Strömungsmaschine befestigte Buchse verwendet wird, die erst im Gehäuse mit den übrigen Teilen des Elementes verbunden wird. Auch bei einer solchen, weniger vorteilhaft erscheinenden Ausführung wird gleichwohl die Erfindung genutzt.

Obwohl einem anderen Zwecke dienend, ist der Aufbau eines Elementes zur Wellenabdichtung grundsätzlich der gleiche wie bei den hier erläuterten Entlastungseinrichtungen. Dort werden die entsprechenden Teile allerdings mit anderen Bezeichnungen belegt als in den hier vorgestellten Ausführungsbeispielen.