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Einbaufertige Axialdichtung
Zur Abdichtung umlaufender Wellen mittels eines Schleifringes gegen die Fläche eines Ringflansches od. dgl. werden bisher zwei Dichtungselemente, nämlich ein Schleifring und ein O-Ring, Gummibalg oder Metallbalg verwendet. Solche Dichtungen sind nicht brauchbar, wenn sie dem Einfluss hoher Tem- peraturen ausgesetzt sind oder wenn Medien, die das Dichtungsmaterial chemisch angreifen, vorhanden sind.
Die Verwendung von Kunststoffen, welche gegen-die erwähnten Einflüsse besonders beständig sind, z. B. Polytetrafluoräthylen, das unter dem Handelsnamen Teflon bekannt ist, für die Herstellung wi- derstandsfähiger Dichtungen scheitert praktisch daran, dass die bisher bekannten Ausgestaltungen dieser
Dichtungen sich aus Teflon nicht herstellen lassen, weil dieses nämlich verhältnismässig unelastisch ist.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, eine einbaufertige Axialdichtung derart auszugestalten, dass der im Gehäuse untergebrachte Teflonring mit dem erforderlichen Anpressdruck gegen die abzudichtende Fläche anliegt, wobei dafür Sorge getragen werden muss, dass der Schleifring aus Teflon in axialer Richtung beweglich ist. Da diese Beweglichkeit bei einer festen Halterung des Ringes im Gehäuse wegen der mangelnden Elastizität nicht gegeben ist, hat der Ring gemäss Erfindung ausser der Schleifringfläche eine den Ring im Gehäuse abdichtende Dichtlippe, wobei diese Teile ein Stück bilden.
Die einbaufertige Axialdichtung mit einem Gehäuse und einem in diesem Gehäuse unter Federdruck und/oder Flüssigkeitsdruck axial verschiebbaren Dichtungskörper aus einem gegen hohe thermische und chemische Einflüsse widerstandsfähigen Material, z. B. Polytetrafluoräthylen, der eine Gleitringfläche zur Abdichtung in axialer Richtung hat, ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Körper eine radial wirkende Dichtlippe aufweist, die den ringförmigen Körper gegenüber der Innenfläche eines axialen zylindrischen Wandungsteiles des Gehäuses abdichtet.
Es sind Dichtungen bekannt, u. zw. Radialdichtungen, die im Bereich der Lippe einen eingesetzten Ring haben, der aus Polytetrafluoräthylen besteht, während der übrige Dichtungskörper in üblicher Weise aus Gummi oder ähnlichem Material gefertigt ist. Wenn der ganze Dichtring einer Axialdichtung aber aus Polytetrafluoräthylen besteht, muss er als Ganzes in axialer Richtung angedrückt werden. Deswegen hat gemäss der Erfindung der Ringkörper eine begrenzte axiale Beweglichkeit. Der sonst als Haftteil ausgebildete Hauptteil des ringförmigen Körpers ist also beweglich und wird gegen das Gehäuse durch eine gegen eine axiale zylindrische Fläche anliegende Dichtlippe abgedichtet.
Eine derartige, axial im Gehäuse bewegliche Dichtlippe ist nicht bekannt, sondern man hat bisher nur bei einer Dichtung anderer Bauart einen im Gehäuse festgeklemmten mit breiter Fläche aufliegenden, einer Dichtlippe nur äusserlich in der Querschnittsgestaltung ähnlichen Teil vorgesehen, der auch nicht die beim Erfindungsgegenstand vorliegende Aufgabe, die Abdichtung des beweglichen Ringkörpers gegen das Gehäuse zu übernehmen hat.
Es sind auch Axialdichtungen bekannt, die zum Ausgleich der Abnutzung des Dichtungsmaterials eine axiale Nachstellbarkeit haben. Diese Dichtungen besitzen keine gegen das Gehäuse abdichtende Lippe, sondern die Gummimanschette ist in einen Metallteil einvulkanisiert. Zur Erzielung einer axialen Beweglichkeit des Dichtringes hat man bei einer andern Dichtung zwischen dem Haftteil und dem Gleitring einen Balgteil vorgesehen, der aber in der Herstellung sehr aufwendig ist.
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Als Material für die Dichtung kommt reines Teflon oder auch ein Gemisch aus Teflon und Graphit in Betracht. Der Schleifringteil kann aus Teflon in Mischung mit Asbest bestehen, wobei der Anteil an Asbest vorzugsweise zwischen 40 und 70 % gewählt wird.
Der Schleifring und der übrige Dichtungsteil werden unter Druck und entsprechender Temperatur in der Herstellungsform unlösbar miteinander verbunden. Auch bei Verwendung verschiedener Materialien für die einzelnen Abschnitte der Dichtung, also z. B. für den Schleifring bzw. die Dichtlippe, besteht die Dichtung im mechanischen Sinn aus einem Stück.
Die neue Dichtung, welche in den meisten Fällen mittels Anpressfedern in axialer Richtung angedrückt wird, kann so ausgebildet sein, dass der Druck des abzudichtenden Mediums den Anpressdruck unterstützt oder entlastend wirkt.
Die Dichtlippe kann durch eine Schlauchfeder angepresst werden.
Die neue Dichtung kann mit dem Gehäuse fest in die Lagerbohrung eingesetzt werden, z. B. im Presssitz, so dass die Dichtung stillsteht, während der Wellenbund od. dgl. auf der Schleifringfläche läuft. Bei einer andern Ausführungsform sitzt das Gehäuse der Dichtung fest auf der Welle und die umlaufende Schleifringfläche dichtet gegen eine feststehende Ringfläche.
Damit der Schleifring und die mit ihm zusammenhängenden Teile nicht mitgenommen werden, ist eine Verdrehungssicherung vorgesehen, z. B. eine Nase am Dichtungskörper, der in einer Ausnehmung im Gehäuse liegt. Man kann aber auch am Gehäuse befestigte Bolzen anordnen, die in die Ausnehmung im Dichtungskörper hineinragen.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt : Fig. l eine Axialdichtung gemäss der Erfindung, welche in der Bohrung festsitzt, im Schnitt, Fig. 2 ausschnittsweise eine Ansicht der neuen Dichtung mit Verdrehungssicherung, Fig. 3 eine auf der Welle sitzende Axialdichtung, Fig. 4 eine Dichtung ähnlich Fig. l, jedoch mit einer andern Verdrehungssicherung und Fig. 5 eine Dichtung, bei welcher der Druck des abzudichtenden Mediums gegen die Kraft der axial angeordneten Anpressfedern entlastend wirkt.
In der Bohrung 1 sitzt das Gehäuse 2 der Dichtung. Der den Dichtungskörper bildende, aus Teflon gefertigte Ring ist im ganzen mit 3 bezeichnet. Die Dichtungslippe 4 wird durch eine Schlauchfeder 5 angepresst. Der Schleifringteil 6 besteht aus asbesthaltigem Teflon (schraffiert dargestellt). Der Übergang vom Schleifringteil 6 zum Hauptkörper, welcher aus Teflon gegebenenfalls mit einer andern Beimischung besteht, kann auch-anders als dargestellt-in gegenseitiger Durchdringung des Materials erfolgen. Die Schleifringdichtung liegt gegen einen Bund 7 der Welle 8 an. Das abzudichtende, unter Druck stehende Medium wirkt in Richtung des Pfeiles P und übt in Richtung des Pfeiles Pu innerhalb des Gehäuses 2einen Gegendruck aus.
Da die vom Druck P 1 beaufschlagte Fläche um das Flächenstück (die Ringfläche) F3 grö- sser ist als die vom Druck P beaufschlagte Fläche R, ergibt sich im Betrieb ein Anpressdruck, der höher ist als der normalerweise durch Federn 9 ausgeübte Anpressdruck.
Fig. 2 zeigt eine zur Sicherung gegen Verdrehung vorgesehene Nase 3a am Teflonring 3, die in einer Längsnut 2a eines in das Gehäuse 2 eingepressten Blechringes 2b liegt.
Das Gehäuse 2 der Dichtung nach Fig. 3 sitzt fest auf der Welle 8 und dichtet mit der Schleifringfläche 6 des Teflonringes 3 gegen eine feststehende Flanschfläche 10 ab. Man kann die Ausführungsform nach Fig. 3 auch so abwandeln, dass die Lippe 4 wie in Fig. l radial nach innen gegen die auf die Welle 8 aufgezogene, innere zylindrische Wand des Gehäuses 2 abdichtet. Der Blechring 2b liegt dann in der in Fig. l gezeichneten Lage an der äusseren zylindrischen Wand des Gehäuses. 2 an.
Die Dichtung nach Fig. 4 hat als Verdrehungssicherung Bolzen 11 an Stelle der Nase 3a. Diese Dichtung sitzt, wie die Dichtung nach Fig. l, im Gehäuse : die Dichtungslippe 4 dichtet aber im Unterschied zu der Ausbildung nach Fig. l nach aussen ab. Es tritt kein Druckmedium in den Teil des Gehäuses 2 ein, welcher dem abzudichtenden Flansch abgekehrt ist. Daher ist auch keine Unterstützung des Druckes der Feder 9 gegeben.
Die neue Dichtung zeichnet sich durch ihre einfache Bauart aus und ist wirtschaftlich zu fertigen.
Sie ist nicht nur zur Abdichtung gegen drucklose Medien, sondern auch gegen solche, die unter höherem Druck stehen, gut geeignet. In drucklosem Zustand wird der Anpressdruck durch die Federn bestimmt, während bei Druckbeaufschlagung der Druck des abzudichtenden Mediums zum Anpressen des Schleifringes mit herangezogen wird. Man kann die Grösse dieses Anpressdruckes durch entsprechende Bemessung der Fläche F und F, beeinflussen, also den Anpressdruck verstärken.
Da aber auch Anwendungsfälle in Betracht kommen, bei denen es erwünscht ist, im Betrieb einen geringeren Anpressdruck zu haben, z. B. um den Verschleiss möglichst gering zu halten, ist die Dichtung, wie es beispielsweise in Fig. 5 dargestellt ist, so ausgebildet, dass die dem abzudichtenden Flansch zuge-
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kehrte und vom Druck P beaufschlagte Fläche F2 grösser ist als die auf der andern Seite des Ringes 3 unter Druck stehende Fläche F Der abzudichtende Druck führt also eine Entlastung herbei.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einbaufertige Axialdichtung mit einem Gehäuse und einem in diesem Gehäuse unter Federdruck und/oder Flüssigkeitsdruck axial verschiebbaren Dichtungskörper aus einem gegen hohe thermische und chemische Einflüsse widerstandsfähigen Material, z. B. Polytetrafluoräthylen, der eine Gleitringfläche zur Abdichtung in axialer Richtung hat, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Dichtungskörper (3) eine radial wirkende Dichtlippe (4) aufweist, die den Dichtungskörper (S) gegenüber der Innenfläche eines axialen zylindrischen Wandungsteiles des Gehäuses (2) abdichtet.