DE10322314B3

DE10322314B3 - Gleitringdichtung

Info

Publication number: DE10322314B3
Application number: DE2003122314
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Goebbels
Original assignee: Federal Mogul Friedberg GmbH
Current assignee: Federal Mogul Friedberg GmbH
Priority date: 2003-05-17
Filing date: 2003-05-17
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-05-18

Abstract

Gleitringdichtung, gebildet durch mindestens einen Gleit- und/oder Gegenring, der außerhalb seiner Dichtfläche mit einem elastischen ringförmig ausgebildeten Dichtkörper in Wirkverbindung bringbar ist, der sich an einer umgebenden Umfangsfläche eines Aufnahmeelementes abstützt, wobei der Dichtkörper mit einer in Richtung des Aufnahmeelementes weisenden und daran anliegenden umlaufenden Dichtlippe versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung, gebildet durch mindestens einen Gleit- und/oder Gegenring, der außerhalb seiner Dichtfläche mit einem elastischen ringförmig ausgebildeten Dichtkörper in Wirkverbindung steht, der sich an einer umgebenden Umfangsfläche eines Aufnahmeelementes abstützt.

Derartige Gleitringdichtungen sind beispielsweise in der DE 31 41 512 A1 beschrieben. Bei einer Gleitringdichtung ist mediumseitig im Bereich des Gleit- und/oder Gegenringes eine Sekundärdichtstelle vorgesehen, die aus einem O-Ring und gegebenenfalls einem Stützring gebildet sein kann. Sie hat insbesondere die Aufgabe, den Rollkörper, der sich im kegeligen Umfangsbereich des Gleit- und/oder Gegenringes befindet, vor dem Einfluss des Mediumdruckes zu schützen.

Derartige Dichtungen, die auch als Laufwerkdichtungen bezeichnet werden, werden vielfach in Bauteilen eingesetzt, die hohen Umfangsgeschwindigkeiten sowie relativ geringen Temperaturen ausgesetzt sind. Bei dem genannten Stand der Technik sind die ringförmig ausgebildeten Dichtkörper jedoch ungehindert Schmiermittel- und Temperatureinwirkungen ausgesetzt, so dass in beiden Fällen mit einem vorschnellen Ausfallen der Gleitringdichtung zu rechnen ist.

Die DE 3523485 A1 offenbart eine Gleitringdichtung bei der der Dichtkörper mit einer Sekundärdichtung versehen ist. Die Sekundärdichtung verhindert, dass der Dichtkörper von Aussen verschmutzt. Aus diesem Grunde ist die Sekundärdichtung auf der der Dichtfläche zugewandten Seite angeordnet. Eine ähnliche Dichtung zeigt auch die DE 19955860 A1 , hier ist die Sekundärdichtung einstöckig mit dem Dichtkörper verbunden.

Aus der DE 2501652 A1 ist eine Gleitringdichtung zu entnehmen bei der der Dichtkörper zur Reibwerterhühung innerhalb des Stützbereiches einen trapezförmigen Teil aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Gleitringdichtung dahingehend weiterzubilden, dass der Dichtkörper vor Einflüssen, Schmiermittel- und Temperatureinwirkungen besser geschützt wird, um eine höhere Standzeit der Gleitringdichtung zu erzielen. Des weiteren soll die Gleitringdichtung auch für spezielle Hochtemperatur-Einsatzgebiete einsetzbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dokumentiert.

Die Dichtlippe kann vorteilhafterweise aus dem Werkstoff des Dichtkörpers einstöckig herausgeformt sein, um keine weiteren Arbeitsschritte bei der Erzeugung des mit der Dichtlippe zu versehenden Dichtkörpers notwendig zu machen.

Die am Aufnahmeelement, respektive außerhalb des Stützbereiches des Dichtkörpers an einer weiteren Fläche des Aufnahmeelementes anliegende Dichtlippe verhindert nun den wirksamen Eintritt von Schmierstoff in den Bereich des Dichtkörpers. Da nun kein Schmierstoff (Öl, Fett oder dergleichen) in den so abgedichteten Stützbereich des Dichtkörpers eintreten kann, wird wirksam verhindert, dass selbiger gegenüber der Aufnahme durchdreht. Die Dichtlippe bildet eine weitere statische Dichtstelle.

In Analogie zum Stand der Technik ist die erfindungsgemäße Gleitringdichtung ebenfalls als Laufwerkdichtung ausgebildet.

Laufwerkdichtungen als spezielle Ausführungen von Gleitringdichtungen kommen dann zum Einsatz, wenn es betriebsbedingt zu starken Verschmutzungen an den Aggregaten, Maschinen oder Anlagen kommt.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß soll die Laufwerkdichtung, nun auch in Bauteilen einsetzbar sein, die hohen Umgebungstemperaturen sowie geringen Umfangsgeschwindigkeiten ausgesetzt sind.

Hier kommen insbesondere Walzen für die Strangführung einer Stranggießanlage in Frage.

In Stahlwerken werden sogenannte Stranggießanlagen eingesetzt, welche zum Weitertransport des Gießproduktes Strangführungen verwenden, die aus einem Grundrahmen bestehen, in denen Rollen oder Walzen angeordnet sind, auf denen bzw. zwischen denen das Gussteil transportiert wird.

Die Walzen sind hierbei mit Lagern versehen, z.B. Rollen- oder Zylinderlager. Die Lager müssen nicht nur hohe Lasten aufnehmen, sondern unterliegen im Stahlwerk auch einer Umgebung, die mit Dampf, Walzzunder und Gießpulver angereichert ist. Darüber hinaus entsteht Korrosion durch Fluorwasserstoffsäure. Außerdem ist die Umgebungstemperatur durch das Gießprodukt sehr stark aufgeheizt. So kommen Temperaturen von bis zu 300 °C bei Stillstand der Anlage im Bereich der Lager vor. Damit die Lager ihre Aufgabe erfüllen können, ist deshalb eine Abdichtung vorgesehen, die die Aufgabe hat, sowohl von außen eindringenden Schmutz fernzuhalten als auch das für die Lager notwendige Schmierfett nach außen abzudichten. Bisher weisen die in Rede stehenden Walzen Dichtelemente auf, die auf dem Prinzip der radialen Abdichtung beruhen. Die Walzen sind entweder mit Radialwellendichtringen oder mit ringförmigen labyrinthartigen Dichtelementen versehen. Da die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen nicht sehr hoch ist, wurde diese An der Abdichtung bisher als optimal angesehen. Infolge der permanenten Erhitzung und Abkühlung dieser Bauteile wird darüber hinaus auch eine Längenänderung im Bereich der Lagerzapfen hervorgerufen, so dass die Dichtelemente eine eher unerwünschte axiale Bewegung ausüben. Bei dieser axialen Verschiebung gelangt ebenfalls Schmutz in den abzudichtenden Raum. Als Gegenmaßnahme für diese Probleme wurden sogenannte automatische Fettzufuhrsysteme entwickelt. Jedem einzelnen Lager einer Walze wird über ein Schmiersystem kontinuierlich Fett zugeführt. Dadurch, dass das Innere des Gehäuses immer mit Fett gefüllt ist, wird ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Gehäuse verhindert. Da das Fett kontinuierlich zugeführt wird, dringt überschüssiges Fett über die Dichtelemente auch nach außen. Das abgeführte Fett vermischt sich dann mit Gießpulver und Walzzunder, bildet Klumpen und lagert sich am Rahmen ab. Dieses mit Gießpulver und Walzzunder vermischte Fett verhärtet sich und muss einerseits aufwendig vom Rahmen abgetrennt und andererseits teuer entsorgt werden. Neben den hohen Entsorgungskosten entstehen auch hohe Materialkosten für das Fett. Hinzu kommen die hohen Kosten für das Pump- und Leitungssystem des automatischen Fettzufuhrsystems.

Durch die Maßnahme, eine Laufwerkdichtung im Bereich von Walzen für die Strangführung einer Stranggießanlage einzusetzen, ist bei axialer Längenänderung der Bauteile eine Abdichtung geschaffen, die keine Schmutzteile in den Dichtspalt zieht und die keine Flüssigkeit oder Dämpfe in das Innere der abzudichtenden Räume saugt. Eine kontinuierliche Fettzufuhr zu den Lagern ist damit nicht mehr notwendig. Durch die Verwendung einer an sich bekannten Laufwerkdichtung, welche bisher dort eingesetzt wurde, wo relativ hohe Umfangsgeschwindigkeiten bei geringen Temperaturen der abzudichtenden Bauteile gegeben sind, zur Abdichtung einer unter hoher Temperatur stehenden Walze mit nur geringer Umfangsgeschwindigkeit, konnte überraschenderweise eine funktionsfähige Abdichtung geschaffen werden.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
1 Prinzipskizze einer Gleitringdichtung in Gegenüberstellung der bisherigen sowie der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Dichtkörpers;
2 Ausschnitt einer bekannten Strangführung mit angedeuteten Walzen;
3 Ausführungsbeispiel einer Lagerabdichtung für eine Walze gemäß 2.
1 zeigt als Prinzipskizze eine als Laufwerkdichtung ausgebildete Gleitringdichtung 1, gebildet durch einen Gleitring 2 und einen Gegenring 3, die beide einen winkelförmigen Querschnitt aufweisen und eine Dichtfläche 4 bilden. Bei der Darstellung des Gegenringes 3 kommt ein ringförmig ausgebildeter elastischer Dichtkörper 5 zum Einsatz, der sich zwischen kegeligen Stützflächen 6, 7 einerseits des Gegenringes 3 und andererseits eines Aufnahmeelementes 8 abstützt. Schmierstoffe, wie Öle, Fette oder dergleichen, können problemlos in den Raum 9 eindringen und so dazu beitragen, dass der Dichtkörper 5 gegenüber den Stützflächen 6 und/oder 7 durchrutschen kann. Diese Abbildung entspricht dem Stand der Technik.
Die linke Darstellung der 1 zeigt die gleiche Konstellation wie beim Gegenring 3. Darüber hinaus wird erfindungsgemäß jedoch der Dichtkörper 5' des Gleitringes 2 mit einer in Richtung des Aufnahmeelementes 8' weisenden umlaufenden Dichtlippe 10 versehen, die außerhalb des Stützbereiches 6', 7' an einer umlaufenden Fläche 11 des Aufnahmeelementes 8' unter radialer Vorspannung anliegt. Durch diese Maßnahme wird wirksam verhindert, dass Schmierstoffe in den Raum 9' gelangen können.
2 zeigt einen Ausschnitt einer Strangführung mit darin angeordneten Walzen 12. Derartige Walzen 12 sind jeweils zu einem Paar angeordnet und in Transportrichtung einer Strangführung einer Stranggießanlage vorgesehen. Gegossener und noch nicht abgekühlter endloser Stahl 13 wird zwischen den gegenläufig rotierenden Walzen 12 transportiert.
3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer der Walzen 12, beispielsweise im Bereich eines Loslagers 14. Zwischen einem Halteteil 15 und einer Stirnfläche 16 der Walze 12 ist ein Hitzeschild 17. vorgesehen. Auf diese Weise wird der Wärmefluss von der Walze 12 zum Gleitring 2 sowie Gegenring 3 weitestgehend unterbunden und somit einer Temperaturerhöhung entgegengewirkt. Ferner erkennbar sind die Dichtkörper 5'. Analog zu 1 ist aus dem jeweiligen Dichtkörper 5' eine Dichtlippe 10 herausgeformt, die an der jeweiligen Umfangsfläche 18 des Halteteiles 15 unter radialer Vorspannung anliegt.

Claims

Gleitringdichtung, gebildet durch mindestens einen Gleit- (2) und/oder Gegenring (3), der außerhalb seiner Dichtfläche (4) mit einem elastischen ringförmig ausgebildeten Dichtkörper (5, 5') in Wirkverbindung steht, der sieh an einer umgebenden Umfangsfläche (7, 7') eines Aufnahmeelementes (8, 8', 15) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkörper (5') mit einer in Richtung des Aufnahmeelementes (8', 15) weisenden und daran anliegenden umlaufenden Dichtlippe (10) versehen ist, wobei die Dichtlippe (10) außerhalb eines Stützbereiches (6', 7') des Dichtkörpers (5') an einer weiteren umlaufenden Fläche (11, 18) des Aufnahmeelementes (8', 15) anliegt, wobei die Dichtlippe (10) unter radialer Vorspannung an der Fläche (11, 18) anliegt und die Dichtlippe (10) auf der der Dichtfläche (4) abgewandten Seite des Dichtkörpers (5') angeordnet ist.
Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (10) etwa parallel zur Fläche (11, 18) verläuft.
Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitringdichtung (1) eine Laufwerkdichtung ist.
Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, einsetzbar in hohen Umgebungstemperaturen und/oder geringen Umfangsgeschwindigkeiten ausgesetzten Bauteilen.
Gleitringdichtung nach Anspruch 4, einsetzbar im Bereich von Walzen (12) für die Strangführung einer Stranggießanlage.