DE102012019044A1 - Gleitringdichtungsanordnung mit verbesserter Wärmeübertragung - Google Patents

Gleitringdichtungsanordnung mit verbesserter Wärmeübertragung Download PDF

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Joachim Otschik
Tillmann Katzenmeier
Michael Riedl
Rudolf Schicktanz
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    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3404Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member and characterised by parts or details relating to lubrication, cooling or venting of the seal

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung, umfassend einen stationären Gleitring (2) und einen rotierenden Gleitring (3), wobei die Gleitringe (2, 3) einander gegenüberliegende Gleitflächen aufweisen, welche zwischen sich einen Dichtspalt (5) begrenzen, und eine in wenigstens einem der Gleitringe (2, 3) integrierte Wärmeübertragungseinrichtung mit einer in einem der Gleitringe (2, 3) gebildeten ringförmigen Ausnehmung (7), wobei an wenigstens einem Wandbereich (70, 73, 74) der Ausnehmung (7) definierte, dreidimensionale Strukturen angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung mit einer integrierten Wärmeübertragungseinrichtung, um an den Gleitringen der Gleitringdichtungsanordnung entstandene Wärme abzutransportieren.
  • Gleitringdichtungsanordnungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Hierbei können im Betrieb hohe Temperaturen an den Gleitringen auftreten. Hohe Temperaturen an den Gleitringen sind jedoch möglichst zu vermeiden, da dies zu Verwerfungen an den Gleitflächen der Gleitringe führen kann. Aus der DE 20 2008 008 158.0 U1 ist es bekannt, eine Wärmeübertragungseinrichtung durch Vorsehen eines hohlen Innenbereichs in einem Gleitring bereitzustellen, wobei der hohle Innenbereich mit einer porösen Innenstruktur aus Siliciumcarbid gefüllt ist. Ferner ist aus der DE 20 2010 012 401.8 U1 eine Gleitringdichtungsanordnung bekannt, bei der eine Drahtstruktur in einem Hohlraum eines Gleitrings angeordnet ist. Diese Gleitringdichtungsanordnungen haben sich grundsätzlich bewährt, jedoch ist ihre Herstellung relativ aufwändig.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gleitringdichtungsanordnung mit integrierter Wärmeübertragungseinrichtung bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit eine ausreichende Kühlung wenigstens eines Gleitrings ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Gleitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist den Vorteil auf, dass eine hervorragende Kühlung eines Gleitrings durch die integrierte Wärmeübertragungseinrichtung möglich ist, wobei die Wärmeübertragungseinrichtung sehr einfach und kostengünstig herstellbar ist und insbesondere eine hohe Robustheit aufweist. Hierdurch ist es möglich, dass insbesondere eine Strömungsgeschwindigkeit eines Kühlungsfluids, welches durch die Ausnehmung im Gleitring hindurchgeführt wird, erhöht werden kann, ohne dass die integrierte Wärmeübertragungseinrichtung dadurch beschädigt wird. Durch das Vorsehen der Ausnehmung im Gleitring kann die am Gleitring auftretende Wärme unmittelbar in der Nähe ihres Entstehungsorts abgeführt werden. Für eine verbesserte Wärmeabfuhr weist die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung daher an wenigstens einem Wandbereich der Ausnehmung im Gleitring eine definierte, dreidimensionale Struktur auf. Durch die Anordnung am Wandbereich der Ausnehmung kann eine hohe Stabilität der definierten, dreidimensionalen Strukturen erreicht werden. Die definierten, dreidimensionalen Strukturen vergrößern dabei eine Oberfläche der Ausnehmung im Gleitring und erzeugen zusätzliche Turbulenzen bei einer Durchströmung der Ausnehmung mit Kühlmedium, sodass eine verbesserte Kühlwirkung erreicht wird. Ferner ermöglicht die Verwendung von definierten, dreidimensionalen Strukturen eine definierte Wärmeabfuhr im Vergleich mit den bekannten Lösungen des Vorsehens eines Drahtgeflechts oder einer porösen Struktur, welche immer undefinierte Strukturen bereitstellen. Erfindungsgemäß kann somit sehr gezielt Wärme abgeführt werden und die integrierte Wärmeübertragungseinrichtung gezielt auf den jeweiligen Anwendungsfall ausgelegt werden.
  • Vorzugsweise umfasst die definierte, dreidimensionale Struktur ein in die Ausnehmung vorstehendes Element.
  • Besonders bevorzugt ist die definierte, dreidimensionale Struktur eine vorstehende Rippe. Rippen können mit bekannten Herstellungsverfahren einfach und kostengünstig hergestellt werden. Ferner weisen Rippen eine hohe Stabilität auf und sind auch für hohe Strömungsgeschwindigkeiten eines Kühlmediums geeignet und unempfindlich gegenüber Verunreinigungen.
  • Vorzugsweise umfasst die definierte, dreidimensionale Struktur eine Rippe, welche entlang eines Umfangs umlaufend vorgesehen ist, oder eine Teilrippe, welche nur über einen Teilbereich des Umfangs in der Ausnehmung verläuft.
  • Zur Verbesserung der Wärmeübertragung weist die definierte, dreidimensionale Struktur vorzugsweise eine Vielzahl von einzelnen Rippen auf. Die Rippen sind vorzugsweise parallel nebeneinander angeordnet. Alternativ sind die Rippen mit unterschiedlichen Orientierungen angeordnet, d. h. in verschiedenen Winkeln zur Umfangsrichtung, wodurch eine stärkere Turbulenz im durchströmenden Kühlmedium erreicht wird.
  • Gemäß einer weiteren Alternative ist vorzugsweise eine Querrippe quer in Umfangsrichtung vorgesehen. Auch durch diese Maßnahme kann eine erhöhte turbulente Strömung des Kühlmediums in der Ausnehmung des Gleitrings erreicht werden.
  • Vorzugsweise weisen die Rippen und/oder Teilrippen und/oder Querrippen einen trapezförmigen Querschnitt oder einen dreieckigen Querschnitt oder einen rechteckigen Querschnitt oder einen parabelförmigen Querschnitt oder einen kreisbogenförmigen Querschnitt oder einen teilellipsoiden Querschnitt auf.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten alternativen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die definierte, dreidimensionale Struktur eine oder mehrere geometrische Einzelformen. Die geometrischen Einzelformen sind vorzugsweise Kegel oder Zylinder oder Quader oder Pyramiden. Es ist auch möglich, beliebige Kombination der vorstehend genannten geometrischen Einzelformen vorzusehen. Die geometrischen Einzelformen können dabei in Reihe entlang des Umfangs angeordnet sein oder auch in Axialrichtung in der Ausnehmung versetzt zueinander angeordnet sein, um die Turbulenz der Strömung weiter zu erhöhen. Vorzugsweise werden die geometrischen Einzelformen an einem Boden der Ausnehmung angeordnet. Dabei ist bevorzugt eine Höhe der geometrischen Einzelformen unterschiedlich, wobei unter der Höhe die Abmessung der geometrischen Einzelform in Axialrichtung verstanden wird.
  • Besonders bevorzugt sind die definierten geometrischen Strukturen am Bodenbereich der Ausnehmung im Gleitring angeordnet. Alternativ oder zusätzlich sind die definierten dreidimensionalen Strukturen an einer ersten und/oder zweiten Seitenwand der Ausnehmung angeordnet. Die Ausnehmung ist vorzugsweise offen, d. h. die Ausnehmung mündet an einer Seitenfläche des Gleitrings, vorzugsweise der in Axialrichtung entgegengesetzt zur Gleitfläche liegenden Seitenfläche des Gleitrings.
  • Besonders bevorzugt ist die definierte geometrische Struktur einstückig mit dem Gleitring gebildet. Dadurch ist die definierte, geometrische Struktur aus dem gleichen Material wie der Gleitring hergestellt und es wird eine sehr gute Wärmeleitung innerhalb des Gleitrings in die definierten, geometrischen Strukturen erreicht. Alternativ ist die definierte dreidimensionale Struktur ein separater Einsatz, welcher in der Ausnehmung im Gleitring angeordnet ist. Hierbei kann der separate Einsatz aus dem gleichen oder einem anderen Material wie das Gleitringmaterial hergestellt sein. Bei dieser Alternative kann insbesondere der Gleitring einfacher hergestellt werden, da hier keine definierten, geometrischen Strukturen in der Ausnehmung vorgenommen werden. Die definierten, geometrischen Strukturen werden ausschließlich am separaten Einsatz vorgesehen, welcher auch separat hergestellt werden kann. Besonders bevorzugt ist zwischen dem separaten Einsatz und der Ausnehmung im Gleitring eine Presspassung vorgesehen. Alternativ kann der separate Einsatz auch mittels einer Schweißverbindung oder einer Klebeverbindung oder einer Lötverbindung oder einer Sinterverbindung oder dergleichen am Gleitring fixiert werden. Die Verwendung eines separaten Einsatzes hat ferner den Vorteil, dass ein Basis-Gleitring herstellbar ist und für verschiedene Anwendungsfälle jeweils ein separater Einsatz vorgesehen werden kann, welcher lediglich in die im Basis-Gleitring vorgesehene Ausnehmung eingebracht werden muss. Hierdurch kann der Gleitring eine einfach und kostengünstig herstellbare Grundform aufweisen und jeweils mit entsprechend ausgebildeten, separaten Einsätzen bestückt werden.
  • Weiter alternativ kann als separater Einsatz auch vorgesehen werden, dass einzelne definierte, geometrische Strukturen in der Ausnehmung im Gleitring angeordnet werden. Hierzu kann beispielsweise im Gleitring eine oder eine Vielzahl von zusätzlichen Vertiefungen vorgesehen werden, in welchen die einzelnen Einsätze verankert werden. Alternativ können die einzelnen Einsätze auch beispielsweise mittels Kleben oder Schweißen oder Löten oder Sintern oder dergleichen in der Ausnehmung fixiert werden.
  • Weiter bevorzugt ist die definierte, dreidimensionale Struktur eine Vertiefung, welche in wenigstens einem Wandbereich der Ausnehmung vorgesehen ist, Die Vertiefung ist vorzugsweise länglich vorgesehen, wobei die Ausrichtung der länglichen Vertiefung besonders bevorzugt in Strömungsrichtung ist. Zur Erhöhung der Turbulenz der Strömung in der Ausnehmung sind vorzugsweise eine Vielzahl von einzelnen Vertiefungen hintereinander angeordnet und hierbei können die Vertiefungen auch strömungsgünstig mit sich verjüngenden Teilbereichen zum Einströmen und Ausströmen gebildet werden.
  • Weiter bevorzugt ist auch eine beliebige Kombination von Vertiefungen und von in die Ausnehmung vorstehenden definierten, geometrischen Strukturen möglich.
  • Besonders bevorzugt ist die integrierte Wärmeübertragungseinrichtung im stationären Gleitring der Gleitringdichtungsanordnung vorgesehen.
  • Weiter bevorzugt umfasst die integrierte Wärmeübertragungseinrichtung genau einen Zuströmbereich und einen Abströmbereich für das Kühlmedium. Der Zuströmbereich ist dabei vorzugsweise um 180° am Gleitring gegenüber dem Abströmbereich angeordnet. Hierdurch wir eine Teilung des zugeführten Kühlmediums am Gleitring während des Zuströmens erreicht, wobei die geteilte Strömung am Abströmbereich wieder zusammengeführt wird.
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
  • 1 eine schematische Schnittansicht einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine schematische perspektivische Schnittansicht des Gleitrings von 1,
  • 3 eine schematische Schnittansicht einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 4 eine schematische, perspektivische Schnittansicht eines Einsatzes von 3, und
  • 5 bis 12 verschiedene Ausführungsbeispiele der Wärmeübertragungseinrichtung.
  • Die 1 und 2 zeigen eine Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Gleitringdichtungsanordnung 1 umfasst einen stationären Gleitring 2, welcher an einem stationären Bauteil 20 angeordnet ist. Ein rotierender Gleitring 3 wird durch einen Gleitringhalter 30 gehalten, wobei der Gleitringhalter 30 über eine Wellenbuchse 6 mit einer rotierenden Welle 4 verbunden ist. Zwischen dem Gleitringhalter 30 und der Wellenbuchse 6 ist ein Federelement 23 zur Vorspannung der Gleitringdichtungsanordnung vorgesehen. Die Bezugszeichen 21 und 22 bezeichnen dabei Dichtringe.
  • Durch diese Anordnung dreht sich der rotierende Gleitring 3 gemeinsam mit der Welle 4 um die Rotationsachse X-X. Dabei definieren die einander gegenüberliegenden Gleitflächen der Gleitringe 2, 3 einen Dichtspalt 5.
  • Wie weiter aus den 1 und 2 ersichtlich ist, weist der stationäre Gleitring 2 eine ringförmig umlaufende Ausnehmung 7 auf. Die ringförmige Ausnehmung 7 verjüngt sich leicht konisch in Richtung zur Gleitfläche des stationären Gleitrings und ist an der gegenüberliegenden axialen Stirnseite 2a des stationären Gleitrings 2 offen. Diese offene Stirnseite 2a des Gleitrings 2 wird mittels eines Abdeckelements 10 abgedeckt. Im Abdeckelement 10 ist ferner eine Zuströmleitung 11 und eine Abströmleitung 12 angeordnet. Über die Zuströmleitung 11 wird ein Kühlmedium zugeführt (Pfeil 13), und durch die Ausnehmung 7 zur Abströmleitung 12 geführt und über die Abströmleitung 12 abgeleitet (Pfeil 14). An der offenen Stirnseite 2a des Gleitrings 2 ist ein Absatz 9 in der Ausnehmung 7 vorgesehen, welcher ebenfalls zur Stirnseite 2a offen ist. Der Absatz 9 ist ebenfalls umlaufend gebildet, wobei ein Teil der Zuströmleitung 11 am Absatz 9 mündet. Hierdurch kann eine turbulente Strömung während des Einströmvorgangs erreicht werden.
  • Durch das Vorsehen der Ausnehmung 7 weist die Gleitringdichtungsanordnung 1 eine integrierte Wärmeübertragungseinrichtung auf. Um hier die Wärmeübertragung zu verbessern, sind an einer inneren Wand der Ausnehmung 7 definierte, dreidimensionale Strukturen vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die definierten, dreidimensionalen Strukturen ringförmig umlaufende Rippen 71, 72, welche an einem Boden 70 der Ausnehmung 7 angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die beiden Rippen 71, 72 einen trapezförmigen Querschnitt auf. Die Rippen verlaufen nebeneinander entlang des gesamten Umfangs am Boden 70 der Ausnehmung 7. Die Ausnehmung 7 umfasst ferner einen ersten Seitenwandbereich 73 und einen zweiten Seitenwandbereich 74, welche in diesem Ausführungsbeispiel als glatte Wände ohne definierte, geometrische Strukturen ausgebildet sind. Durch das Vorsehen der trapezförmigen Rippen 71, 72 kann somit eine Oberfläche am Bodenbereich der Ausnehmung 7 vergrößert werden, sodass hier eine größere Fläche zur Wärmeübertragung vorhanden ist. Ferner stellen die beiden Rippen 71, 72 sicher, dass in der Ausnehmung 7 eine turbulente Strömung erzeugt wird, wodurch die Wärmeübertragung vom Gleitring 2 auf das Kühlmedium weiter verbessert wird.
  • Die beiden Rippen 71, 72 sind einstückig mit dem Gleitring 2 gebildet und somit aus dem gleichen Material wie der Gleitring 2 hergestellt. Da die beiden Rippen 71, 72 in Strömungsrichtung des Kühlmittels in der Ausnehmung 7 verlaufen, ergibt sich eine kontinuierliche Strömung auch am Bodenbereich 70, ohne dass hierbei ein Wärmestau durch nicht oder nur schlecht durchströmte Bereiche auftreten kann.
  • Um zu vermeiden, dass Wärme von einem sich unmittelbar am Dichtspalt 5 befindlichen abzudichtenden Medium 18 direkt auf den stationären Gleitring 2 übertragen wird, ist ferner noch ein Isolationselement 15 vorgesehen. Das Isolationselement 15 umfasst einen radialen Bereich 16 und einen axialen Bereich 17, welche in einem 90°-Winkel zueinander angeordnet sind. Durch diese Maßnahme kann effektiv erreicht werden, dass hauptsächlich die am Dichtspalt 5 entstehende Wärme durch die erfindungsgemäße integrierte Wärmeübertragungseinrichtung abgeführt wird.
  • Durch die erfindungsgemäße integrierte Wärmeübertragungseinrichtung mit definierten, in die Ausnehmung 7 vorstehenden dreidimensionalen Strukturen kann somit eine signifikant bessere Wärmeabführung im Bereich der Ausnehmung 7 erreicht werden. Da die Rippen 71, 72 eine definierte Form aufweisen, kann durch entsprechende gezielte Wahl der Form der Rippen 71, 72 eine vorbestimmte Wärmemenge vom stationären Gleitring 2 abgeführt werden. Somit können erfindungsgemäß exakte Auslegungen zur Wärmeabfuhr am stationären Gleitring durchgeführt werden, was so bisher im Stand der Technik noch nicht möglich war.
  • Die in den 3 und 4 gezeichnete Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist als in dem Gleitring 2 integrierte Wärmeübertragungseinrichtung ebenfalls eine Ausnehmung 7 auf. Die Ausnehmung 7 weist einen trapezförmigen Querschnitt auf. In der Ausnehmung 7 ist ein separater Einsatz 80 angeordnet, dessen äußere Flächen an den Querschnitt der Ausnehmung 7 angepasst sind. Hierbei ist zwischen der Ausnehmung 7 und dem separaten Einsatz 80 eine Presspassung ausgebildet. Alternativ könnte der separate Einsatz 80 auch eingeklebt oder angeschweißt oder angelötet oder angesintert sein. Der separate Einsatz 80 ist hierbei im Detail in 4 gezeigt und weist eine mittlere, umlaufende, vorstehende Rippe 81 auf, welche von einem Bodenbereich des Einsatzes 80 vorsteht. Die beiden seitlichen Wandbereiche 82, 83 des Einsatzes 80 sind dabei in axialer Richtung etwas größer als die mittlere Rippe 81. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispiels liegt darin, dass eine Grundform für den stationären Gleitring 2 mit Ausnehmung 7 hergestellt werden kann und je nach Einsatzzweck der Gleitringdichtungsanordnung ein entsprechend gebildeter separater Einsatz 80 vorgesehen werden kann. Hierdurch können insbesondere die Herstellungskosten für die Gleitringdichtungsanordnung reduziert werden. Das Material des separaten Einsatzes 80 kann hierbei auch frei gewählt werden. Es sollte jedoch ein Material gewählt werden, welches gute Wärmeleiteigenschaften aufweist. Da die Ausnehmung 7 in Axialrichtung offen ist, kann eine einfache und schnelle Montage des separaten Einsatzes 80 in der Ausnehmung 7 erfolgen.
  • Die 5 bis 12 zeigen alternative Ausführungsbeispiele für die in die Ausnehmung 7 integrierte Wärmeübertragungseinrichtung der Gleitringdichtungsanordnung. In 5 ist die definierte dreidimensionale Struktur durch eine am Bodenbereich 70 der Ausnehmung 7 vorgesehene Rippenstruktur mit dreieckförmigem Querschnitt ausgebildet. Die im Querschnitt dreieckförmigen Rippen 90 sind dabei ohne Abstand immer unmittelbar aneinanderliegend angeordnet. Hierdurch kann eine Vielzahl von im Querschnitt dreieckförmigen Rippen 90 angeordnet werden. Die Seitenwände 73, 74 sind wie im ersten Ausführungsbeispiel wieder ohne dreidimensionale Strukturen als glatte Wände vorgesehen.
  • In 6 sind im Querschnitt dreieckförmige Rippen 91, 92 an der ersten Seitenwand 73 und der zweiten Seitenwand 74 vorgesehen. Die Rippen 91, 92 sind umlaufend vorgesehen und verlaufen entlang den Seitenwänden in Strömungsrichtung. Der Bodenbereich 70 ist ohne definierte Strukturen als glatter Boden ausgebildet.
  • Das in 7 gezeigte Ausführungsbeispiel weist eine Vielzahl von Querrippen 93 auf. Die Querrippen verlaufen quer zur Strömungsrichtung und verbinden die erste Seitenwand 73 mit der zweiten Seitenwand 74. Da die Querrippen 93 quer zur Strömungsrichtung verlaufen, ergibt sich hier eine besonders turbulente Strömung. Die Querrippen 93 sind hierbei wieder einstückig mit dem Gleitring 2 gebildet und haben einen trapezförmigen Querschnitt.
  • Das in 8 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt definierte, dreidimensionale Strukturen in der Ausnehmung 7, welche einerseits durch zwei im Querschnitt rechteckige Rippen 94, 95 und eine in einem Seitenwandbereich 73 vorgesehene rechteckige Nut 96 ausgebildet sind. Somit bildet auch eine Vertiefung eine definierte, dreidimensionale Struktur.
  • 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei umlaufende Nuten 97, 98 am Bodenbereich 70 der Ausnehmung 7 im stationären Gleitring 2 vorgesehen sind. Die beiden Nuten 97, 98 im Bodenbereich sind dabei im Schnitt bogenförmig und verlaufen in Umfangsrichtung. Die Seitenwände 73, 74 sind ohne dreidimensionale Strukturen als glatte Wände vorgesehen.
  • Das in 10 gezeigte Ausführungsbeispiel weist am Bodenbereich 70 eine Vielzahl von separaten Einsätzen 85 auf. Jeder der separaten Einsätze 85 ist dabei in einer im Bodenbereich 70 gebildeten Aussparungen 75 angeordnet. Hierdurch kann eine schnelle und sichere Befestigung der separaten Einsätze 85 ermöglicht werden. Die separaten Einsätze sind dabei, wie aus 10 ersichtlich ist, jeweils versetzt zueinander angeordnet, um eine möglichst große Turbulenz des durchströmenden Kühlmediums zu erreichen. Durch die Wahl unterschiedlicher geometrischer Formen für die Einsätze 85 kann für jeden Anwendungsfall eine optimierte Wärmeübertragung erreicht werden.
  • In den 11 und 12 sind Ausführungsbeispiele gezeigt, bei den die definierten, geometrischen Strukturen durch eine Vielzahl von Einzelformen gebildet sind. Bei dem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Einzelformen Kegel 41, welche in Reihe entlang der Umfangsrichtung am Boden 70 der Ausnehmung 7 angeordnet sind.
  • Bei dem in 12 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Einzelformen Quader 42, welche in Umfangsrichtung am Boden 70 der Ausnehmung 7 angeordnet sind. Hierbei sei angemerkt, dass die Einzelformen auch versetzt zueinander angeordnet werden können. Ferner können auch Einzelformen an den Seitenwandbereichen 73, 74 vorgesehen werden. Auch sind beliebige Kombinationen von geometrischen Formen der Einzelelemente möglich.
  • Zu allen beschriebenen Ausführungsbeispielen sei angemerkt, dass die beschriebenen definierten, dreidimensionalen Strukturen, welche als vorstehende Elemente oder als Vertiefungen vorgesehen sein können, in beliebiger Weise kombiniert werden. Insbesondere können die erfindungsgemäßen definierten dreidimensionalen Strukturen ausschließlich an einem Bodenbereich oder ausschließlich an einem ersten Seitenwandbereich oder ausschließlich an einem zweiten Seitenwandbereich angeordnet sein. Auch können gleichzeitig definierte Strukturen an beiden Seitenwandbereichen 73, 74 oder auch zusätzlich noch am Bodenbereich vorgesehen werden. Eine beliebige Kombination aller dargestellten definierten, dreidimensionalen Strukturen ist hierbei möglich. Weiterhin können die rippenförmigen dreidimensionalen definierten Strukturen sowohl vollständig umlaufend als auch einfach oder mehrfach unterbrochen vorgesehen werden. Auch die Anzahl und die Höhe der Strukturen kann variiert werden. Auch kann eine Kombination von unterschiedlichen rippenförmigen Strukturen mit verschiedenen Querschnitten an einer Wandfläche angeordnet werden. Auch eine Kombination von vorstehenden Strukturen und Vertiefungen in einer Wandfläche sind möglich.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Gleitringdichtungsanordnung
    2
    stationärer Gleitring
    2a
    Stirnseite des Gleitrings
    3
    rotierender Gleitring
    4
    Rotierende Welle
    5
    Dichtspalt
    6
    Wellenbuchse
    7
    Ausnehmung
    9
    Absatz
    10
    Abdeckelement
    11
    Zuströmleitung
    12
    Abströmleitung
    13
    zuströmendes Kühlmedium
    14
    abströmendes Kühlmedium
    15
    Isolierung
    18
    abzudichtendes Medium
    20
    stationäres Bauteil
    21, 22
    Dichtringe
    23
    Federelement
    30
    Gleitringhalter
    41
    Kegel
    42
    Quader
    70
    Boden
    71, 72
    umlaufende Rippen
    73
    erster Seitenwandbereich
    74
    zweiter Seitenwandbereich
    75
    Aussparung
    81
    umlaufende Rippe
    82, 83
    seitliche Wandbereiche
    80, 85
    separater Einsatz
    90–92
    dreieckförmige Rippen
    93
    Querrippe
    94,
    95 rechteckige Rippe
    96
    rechteckige Nut
    97, 98
    Nut im Bodenbereich
    X-X
    Rotationsachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 202008008158 U1 [0002]
    • DE 202010012401 U1 [0002]

Claims (13)

  1. Gleitringdichtungsanordnung, umfassend – einen stationären Gleitring (2), – einen rotierenden Gleitring (3), – wobei die Gleitringe (2, 3) einander gegenüberliegende Gleitflächen aufweisen, welche zwischen sich einen Dichtspalt (5) begrenzen, und – eine in wenigstens einem der Gleitringe (2, 3) integrierte Wärmeübertragungseinrichtung mit einer in einem der Gleitringe (2, 3) gebildeten ringförmigen Ausnehmung (7), – wobei an wenigstens einem Wandbereich (70, 73, 74) der Ausnehmung (7) eine definierte, dreidimensionale Struktur angeordnet ist.
  2. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von definierten, dreidimensionalen Strukturen.
  3. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte, dreidimensionale Struktur wenigstens ein in die Ausnehmung (7) vorstehendes Element umfasst.
  4. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehende Element eine in Umfangsrichtung umlaufend verlaufende Rippe (71, 72) oder eine teilweise in Umfangsrichtung verlaufende Teilrippe (85) ist.
  5. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehende Element wenigstens eine quer zur Umfangsrichtung verlaufende Querrippe (93) ist.
  6. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufenden Rippen oder Teilrippen oder Querrippen einen trapezförmigen Querschnitt oder einen dreieckigen Querschnitt oder einen rechteckigen Querschnitt oder einen parabelförmigen Querschnitt oder einen kreisbogenförmigen Querschnitt oder einen teilellipsoiden Querschnitt aufweisen.
  7. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten geometrischen Strukturen eine Vielzahl von Einzelformen, insbesondere ein Kegel, ein Zylinder, ein Quader und/oder eine Pyramide, umfassen.
  8. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten geometrischen Strukturen an einem Boden (70) der Ausnehmung (7) angeordnet sind und/oder dass die definierten geometrischen Strukturen an einer ersten Seitenwand (73) der Ausnehmung (7) und/oder an einer zweiten Seitenwand (74) der Ausnehmung (7) angeordnet sind.
  9. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten dreidimensionalen Strukturen einstückig mit dem Gleitring (2) gebildet sind.
  10. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten, dreidimensionalen Strukturen als separate Einsätze vorgesehen sind, welche in der Ausnehmung (7) fixiert sind.
  11. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die separaten Einsätze in in den Wänden der Ausnehmung (7) vorgesehenen Aussparungen (75) angeordnet sind.
  12. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die definierte, dreidimensionale Struktur wenigstens eine Vertiefung (96) in einem Wandbereich der Ausnehmung (7) umfasst.
  13. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (7) im stationären Gleitring (2) angeordnet ist.
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