Stopfbuchse
Die Stopfbuchse oder Stopfbüchse (in der Schweiz: Packung), früher auch Stoffbuchse genannt, da als Dichtmaterial u. a. Filz verwendet wurde, ist ein Dichtelement des Maschinenbaus. Sie leistet die Abdichtung einer drehenden Welle oder einer hin- und hergehenden Stange aus einem Gehäuse gegen einen einwirkenden Flüssigkeits- oder Dampfdruck sowie gegen eindringenden Schmutz oder austretendes Schmiermittel.
Heutzutage werden für diesen Abdichtungszweck in der Regel modernere Bauelemente eingesetzt: der Radialwellendichtring, umgangssprachlich Simmerring (eingetragenes Warenzeichen von Freudenberg & Co, Weinheim) oder bei einer Druckabdichtung die Gleitringdichtung. Nicht überall jedoch sind die neueren Bauelemente einsetzbar. In diesen Fällen wird die alte Technik der Stopfbuchse weiterhin sinnvollerweise eingesetzt.
Anziehen und Lockern
Zur Verlängerung der Lebensdauer werden Stopfbuchsen oft nur soweit angezogen, dass noch eine geringe Leckage auftritt. Bei einer Abdichtung gegen Wasser erreicht man hierdurch zugleich eine Kühlung und Schmierung der Abdichtung. An Spindeln der Armaturen von Rohrleitungen für Wasserdampf war oft eine kleine Dampfwolke zu sehen, und die Stopfbuchsen „zischelten“ ein wenig.
Auch kann die Stopfbuchse vor einer Bewegung der Welle bzw. Betätigungsstange gelockert werden, wodurch sie undicht wird, aber weniger Reibung aufweist, während sie nach der Bewegung zur besseren Abdichtung wieder fest angezogen wird.
Problematisch sind hochverdichtete Gase.
Aufbau
Eine Stopfbuchse besteht aus der Stopfbuchspackung (der eigentlichen Dichtung) und einer Stopfbuchsbrille (einer flanschähnlichen Hülse), mit der die Stopfbuchspackung mittels Schrauben oder Federn axial verpresst wird. Bei elastischem Dichtmaterial wird durch die axiale Pressung auch eine radiale Pressung der Stopfbuchspackung auf der Welle erreicht. So kann der Dichtspalt auf ein den Betriebsbedingungen angepasstes Minimum eingestellt werden.
Nachteile
Eine geringe Leckage ist nicht gänzlich auszuschließen.
Durch die große Berührfläche, verbunden mit einer hohen Pressung, die zur leckagearmen Abdichtung notwendig ist, bewirken Stopfbuchspackungen eine relativ hohe Reibung.
Vorteile
Da die Dichtpressung über die Stopfbuchsbrille von außen verpresst wird, stehen viele geeignete Materialien zur Verfügung (Faserwerkstoffe, Graphit ...). Diese können z. T. auch bei hohen Temperaturen und aggressiven Medien eingesetzt werden, für welche die heute überwiegend verwendeten Elastomerdichtungen (z. B. O-Ringe, Radialwellendichtringe u. Ä.) nicht mehr geeignet sind.
Ein weiterer Vorteil ist, dass durch Nachziehen der Stopfbuchsbrille Leckagen wieder verringert werden können, die durch Verschleiß des Dichtungsmaterials entstehen.
Anwendungen und Werkstoffe
Stopfbuchspackungen werden als wirtschaftliche Dichtungslösung in Pumpen und Rührwerken und als Spindelabdichtungen in Regel- und Stellventilen eingesetzt. Den früheren Blau- bzw. Weißasbest haben moderne Werkstoffe wie Aramid, Graphit, PTFE u. ä. abgelöst. Packungen werden in der Regel maschinell geflochten, unter Beigabe diverser Schmier- und Imprägniermittel; traditionell wurden hierfür u. a. Talg und Wachs verwendet.
Die maschinell geflochtene, selbstschmierende Stopfbuchspackung erfand Feodor Burgmann 1884 in Dresden.
In Dampfmaschinen
Stopfbuchsen wurden auch in Kolbendampfmaschinen, insbesondere in Dampflokomotiven, eingesetzt. Die Durchführung der Kolbenstange durch den Zylinderdeckel erforderte eine dampfdichte Abdichtung. Die Stopfbuchsringe wurden anfänglich überwiegend auf Graphit- und Asbestbasis hergestellt, mit der Verbreitung der Heißdampfmaschine werden später überwiegend gusseiserne Stopfbuchsringe verwendet.
An Schiffswellen
Traditionell werden Schiffsantriebswellen an der Durchführung durch den Schiffsrumpf bzw. am inneren Ende des Stevenrohrs durch Stopfbuchsen abgedichtet. Im Stevenrohr verläuft die Schiffswelle. Die Stopfbuchse besteht meist aus Gummi oder einer Filzpackung und ist mit Fett getränkt. Die Vorspannung der abdichtenden Packung ist axial einstellbar. Sie darf nicht zu fest eingestellt werden, um die Reibung der Welle zu reduzieren. Die Stopfbuchse wird in der Regel einmal jährlich mit Fett nachgefüllt. Bei großen Schiffen besteht die Stopfbuchse auch aus Metall.
Siehe auch
Literatur
- Wolfgang Tietze: Handbuch Dichtungspraxis. 3. Auflage, Vulkan Verlag GmbH, Essen 2003, ISBN 3-8027-3301-0.
- Klaus Joachim Soiné: Handbuch für Wassermeister. 4. Auflage, R. Oldenbourg Verlag, München Wien 1998, ISBN 3-486-26392-7.
- Ralph-Harry Klaer (Hrsg.): Praxis-Handbuch Industriearmaturen 2003. Vulkan Verlag GmbH, Essen 2003, ISBN 3-8027-2729-0.
Weblinks
- fachwissen-dichtungstechnik.de (abgerufen am 2. Januar 2017)