DE1061145B - Gleitringdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine axial wirkende Gleitringdichtung zur Abdichtung an drehenden Wellen.

Axial wirkende Gleitringdichtungen zur Abdichtung von Räumen mit unter Druck stehenden Flüssigkeiten sind bereits in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Sowohl bei den Dichtungen, die mit der Welle umlaufen, als auch bei den in einer entsprechenden Aufnahmebohrung eines Maschinen- oder Pumpengehäuses eingepreßten Dichtungen, bei welchen die Welle freien Durchgang durch die Dichtung hat, ist es üblich, zur Verstärkung der von einem Federelement erzeugten Anpreßkraft und zur Anpassung' an den Flüssigkeitsdruck den Betriebsdruck selbst heranzuziehen.

Alle Ausführungsarten haben als grundsätzliches Bauelement einen sogenannten Führungs- oder Grundteil, welcher zur Zentrierung und Befestigung des Dichtgliedes auf der Welle oder in der Aufnahmebohrung sowie in den meisten Fällen auch zur Abstützung des die Dichtpressung erzeugenden. Federelementes auf einer Seite dient. Mit diesem Führungsteil ist der mit einer stirnseitigen Gleit- oder Dichtfläche ausgebildete Gleitringkörper, welcher auch in ein besonderes, ringförmiges Zwischenglied eingepreßt sein kann, meist verdrehsicher, aber axial beweglich verbunden. Zur Abdichtung des Ringspaltes zwischen dem axial beweglichen Gleitringkörper einerseits und dem relativ feststehenden Führungsteil bzw. der Welle oder der Dichtungsaufnahmebohrung andererseits werden dabei Dichtringe aus flexiblen Werkstoffen, z. B. Rundschnurringe, Manschetten usw., herangezogen, die eine verhältnismäßig kostspielige Bearbeitung ihrer Anschlußteile voraussetzen. Infolge der zur Dichtwirkung erforderlichen Vorspannung dieser Ringe entstehen zusätzliche Reibungskräfte, welche die axiale Beweglichkeit des Gleitringkörpers ungünstig beeinträchtigen. Darüber hinaus kommt es immer wieder vor, daß unter Einfluß des abzudichtenden Mittels und höherer Betriebstemperaturen aus dem flexiblen Werkstoff der Dichtringe chemische Stoffe abgeschieden werden, welche ein Festkleben der.Dichtung verursachen, so daß ihre axiale Verschiebbarkeit nicht mehr gewährleistet ist. Andere bekannte Gleitringdichtungen vermeiden diese Nachteile dadurch, daß zur Abdichtung des Ringspaltes an Stelle von Dichtringen sogenannte Dichtungs- oder Faltenbälge mit überwiegend wellenförmigem Querschnitt verwendet werden. Diese gewährleisten bei entsprechender konstruktiver Anordnung zwar eine ungehemmte axiale Beweglichkeit des Gleitringkörpers, sie sind aber infolge ihrer Querschnittsform nur mangelhaft und unter Einschaltung zusätzlicher Abstüfzglieder zur Erhaltung ihrer Beweglichkeit bzw.. gegen eine Zerstörung durch den Gleitringdichtung

Anmelder:

Kupfer -Asbest -Co. Gustav Bach,
Heilbronn/Neckar .

Hans Oldiges, Großgartach (Württ.),
ist als Erfinder genannt worden

auftretenden Betriebsdruck zu schützen. Auch sind hierbei besondere Maßnahmen erforderlich, um die ganze Dichtung als geschlossene, einbaufertige Einheit auszubilden. ,

Unter anderem sind auch bereits Gleitringdichtungen bekanntgeworden, bei welchen der Druckraum nach außen durch ein elastisches Zwischenglied abgeschlossen ist, das im wesentlichen aus einer nach Art einer Membran wirkenden Scheibe von praktisch ausschließlich radialer Erstreckung besteht, die einerseits mit dem Gleitkörper, andererseits mit dem Führungsteil fest verbunden ist. Dabei, ist aber eine Verschiebung des Gleitringes nur innerhalb sehr enger Grenzen möglich, weil dies lediglich durch eine leichte Schrägstellung und axiale Erstreckung der Membran.. erreicht werden, kann. Eine ausreichende Anpassungsfähigkeit an stark.wechselnden Druck, der' sich aus einem beliebig veränderlichen Druck des abzudichtenden Mittels zusätzlich der gleichbleibenden Federwirkung zusammensetzt, ist hier nicht gegeben, insbesondere dann nicht, wenn/wie bei einer bekannten Ausführungsform, die Federspannung dem Druck des abzudichtenden Mittels entgegenwirkt.

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung der eingangs erwähnten Bauart, bei welcher der Druck des abzudichtenden Mittels die Anpreßkraft eines Federelementes auf ■ der gleitenden Dichtfläche verstärkt und ein relativ feststehender Führungs- oder Grundteil mit dem axial beweglichen Gleitkörper durch ein. elastisches Zwischenglied verbunden ist, das bei axialer Bewegung des Gleitkörpers diesem ohne Reibungsbeanspruchung an den benachbarten Teilen folgt. Dabei werden erfindungsgemäß im Gegensatz zu den bekannten Dichtungen die Möglichkeit einer weit größeren axialen Verschiebung des Gleitringes als bei Verwendung . einer elastischen Membran als Verbindungsglied zwischen Gleitring

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und Führungskörper und._T eine weitgehende Anpassungsfähigkeit an stark wechselnden Druck dadurch erreicht, daß als Verbindungsglied ein aus flexiblem Werkstoff bestehender Dichtungsbalg dient, der sich unter Einwirkung der abzudichtenden Druckdifferenz mit einem radialen Schenkel auf der rückseitigen ,Stirnfläche des Gleitringkörpers und mit einem axialen Schenkel auf der zylindrischen Mantelfläche ,des Führungs- oder Grundteiles· abstützt und mit dem

Fig. 3 eine Gleitringdichtung, die in eine Aufnahmebohrung eines Maschinengehäuses eingepreßt wird und bei der die Welle freien Durchgang hat.

Der Führungsteil 1 ist über einen Dichtungsbalg 2, welcher in eingebautem Zustand einen etwa rechtwinkligen Querschnitt aufweist, mit dem Mantel 3 des den Gleitring 4 tragenden Dichtungskörpers fest, vorzugsweise durch Vulkanisation, verbunden. Aus den Figuren ist ersichtlich, daß bei Längsbewegun-

Führungs- oder Grundteil einerseits und dem axial io gen des Dichtungskörpers 3, 4 der Dichtungsbalg 2 beweglichen Gleitringkörper andererseits z. B. durch keiner Reibungsbeanspruchung, weder am zylin-Vulkanisation an zwei St.ellen fest verbunden ist, drischen Führungsteil 1 noch an der rückseitigen zwischen denen ein sich in'axialer Richtung erstrek- Stirnfläche des Gleitringes 4, unterliegt. Auch im Einkendes schlauchartiges Zwischenstück des Balges
liegt, wobei ferner die Wandstärke des Dichtungs- 15
balges so bemessen ist, daß sich dieser auch unter
Einwirkung des größten auftretenden Betriebsdruckes
nicht in den Ringspalt zwischen Führungsteil und
Gleitringkörper hineindrücken kann. Bei einer Querschnittsausbildung gemäß der Erfindung ist es außer- 20 seitigen Stirnfläche des Gleitringes 4 und der axiale dem auf verhältnismäßig einfache Art möglich, den Schenkel auf dem zylindrischen Führungsteil 1 ab.

bauzustand liegt der Dichtungsbalg 2 in seinem wesentlichen Bewegungsbereich noch frei, so daß Längsbewegungen bestimmten Ausmaßes in beiden Richtungen reibungsfrei möglich sind. Unter Einwirkung des abzudichtenden Druckes stützt sich der radiale Schenkel des Dichtungsbalges auf der rück-

Dichtungsbalg mit seinen Änschlußteilen fest, vorzugsweise durch Vulkanisation, zu verbinden, wodurch die Dichtung in ihrer Gesamtheit als einbaufertiges Element zur Verfügung steht.

Der Dichtungsbalg ist bei Axialbewegungen keiner Reibungsbeanspruchung am Gleitringkörper oder am Führungsteil unterworfen. "Selbst unter Einwirkung höheren Betriebsdruckes, wenn infolge eines Ver-

Zur Erzeugung der axialen Anpreßkraft dient ein Federelement, beispielsweise eine Kegelfeder 5. Zur Aufnahme des an der Gleitfläche 6 der Gehäusewand 18 entstehenden Reibmomentes stehen bei den Ausführungsbeispielen der Zeichnung Aussparungen 7 im Führungsteil 1 mit entsprechenden Nocken 8 des Gleitringes 4 axial verschiebbar im Eingriff und bilden einen Kraftschluß des Gleitringes 4 mit der

schleißes an den gleitenden Dichtflächen ein selbst- 30 Welle 9; dadurch wird der Dichtungsbalg 2 von jegtätiges Nachstellen in Druckrichtung erforderlich ist, licher Beanspruchung in Drehrichtung entlastet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, bei welchem der Führungsteil 1 auf die Welle 9 metallisch

dicht aufgepreßt ist, erfolgt die Zentrierung und Ab

gang hat, verwirklichen. Bei Verwendung derartiger Dichtelemente, die an ihrem Haftteil mit einem Weichstoffsitz ausgebildet ,,sind, kann der Betriebserfolgt dieses durch reibungsfreies Abrollen Balges auf seiner zylindrischen Führung.

Der Erfindungsgedanke läßt sich sowohl bei mit

der Welle umlaufenden als auch bei stillstehenden 35 Stützung der Feder 5 einerseits auf den durch den

Gleitringdichtungen, wobei die Welle freien Durch- Mantel 3 gebildeten Flächen und andererseits auf dem

zylindrischen Führungsteil 1 und einem von diesem abgewinkelten Kragen 10. Letzterer kann geschlossen ausgebildet sein, er kann aber auch in Achsrichtung

druck auch zur Unterstützung der Preßsitzpassung 40 stehende Abschnitte 11 enthalten, welche in entherangezogen werden, wenn der zylindrisch metal- sprechende Ausnehmungen 12 der Welle 9 eingreifen, lische Führungsteil in diesem Bereich mit Aussparun- um eine sichere Mitnahme zu gewährleisten.
gen versehen wird. Durch entsprechende Bemessung Die in Fig. 2 dargestellte Gleitringdichtung ist dieser Aussparungen kann erreicht werden, daß die mittels eines WeichstofFsitzes 13, für welchen vorteilradiale Anpressung auf den Tragkörper (Welle oder 45 haft der gleiche flexible Werkstoff wie für den Dich-Maschinengehäuse) mit Sicherheit größer ist als die tungsbalg 2 verwendet wird, auf die Welle 9 aufgedurch den Betriebsdruck hervorgerufene Kraft, welche preßt. Durch Aussparungen 14 des Führungsteiles 1 die Dichtung auf oder in ihrem Tragkörper in Druck- kann der Betriebsdruck unmittelbar zur besseren richtung zu verschieben sucht. Haftung auf der Welle 9 herangezogen werden und Während der haftseitige Teil des zylindrischen 50 dadurch eine axiale und/oder radiale Verschiebung Führungskörpers in seinem stirnseitigen Bereich als der Dichtung unterbunden werden,
auch durch Anbringung eines entsprechenden Zusatz- Zum Einpressen in eine entsprechende Aufnahmeteiles als Widerlager für das Federelement ausgebil- bohrung enthält die Dichtung nach Fig. 3, bei der die det werden kann, wobei auch ein oder mehrere lappen- Welle 9 freien Durchgang hat, einen winkelförmig förmige, in Achsrichtung verbleibende Abschnitte zur 55 ausgebildeten Gehäusering 15, welcher mit dem Fühzusätzlichen Arretierung gegenüber dem Tragkörper rungs ring 1 fest und verdrehsicher verbunden ist. Da-(Welle oder Maschinengehäuse) dienen können, er- bei ist der flexible Dichtungsbalg 2 im stirnseitigen hält der gleitringseitige Teil zur Aufnahme des an der Bereich des Führungsringes 1 so gestaltet, daß er ab-Gleitfläche auftretenden Reibmomentes zweckmäßiger- dichtend an den Gehäusering 15 angedrückt wird. Der weise Vorrichtungen, die mit dem Gleitringkörper 60 zylindrische Teil des Gehäuseringes 15, welcher in verdrehsicher, jedoch axial verschiebbar im Eingriff seinem Außendurchmesser mit einer Preßsitztoleranz stehen. hergestellt ist, kann an seiner inneren Umfangsfläche Einige Ausführungsbeispiele von Gleitringdichtun- Vorrichtungen 16 (Nocken, Lappen od. dgl.) entgen nach der Erfindung sind in der Zeichnung in halten, die mit Aussparungen 17 des Mantels 3 im schematischer Form je in einem axialen Schnitt dar- 65 Eingriff stehen, um den Dichtungsbalg 2 in uneinge-

gestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine mit der Welle umlaufende Gleitringdichtung mit metallischem Haftsitz,

Fig. 2 eine mit der Welle umlaufende Gleitringdichtung mit Weichstoffsitz,

bautem Zustand von der Axialkraft des Federelementes 5 zu entlasten.

Selbstverständlich läßt sich der Gehäusering

dieser Gleitringdichtung auch mit einem Weichstoffsitz ausführen. Dabei kann die Querschnittsform des

Dichtungsbalges 2 abbildungsgemäß, d. h. mit einer Abstützung des axialen Dichtungsbalgschenkels auf der äußeren Mantelfläche des Führungsringes 1 oder aber auch umgekehrt, also mit einer Abstützung des axialen Balgschenkels auf der inneren Mantelfläche des Gehäuseringes 15, angewendet sein.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gleitringdichtung zur Abdichtung an drehenden Teilen, bei welchen der Druck des abzudichtenden Mittels die Anpreßkraft eines Federelementes auf der gleitenden Dichtfläche verstärkt und ein relativ feststehender Führungs- oder Grundteil mit dem axial beweglichen Gleitkörper durch ein elastisches Zwischenglied verbunden ist, das bei axialer Bewegung des Gleitkörpers diesem ohne Reibungsbeanspruchung an den benachbarten Teilen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungsglied ein aus flexiblem Werkstoff, z. B. Gummi, bestehender Dichtungsbalg (2) dient, der sich unter Einwirkung der abzudichtenden Druckdifferenz mit einem radialen Schenkel auf der rückseitigen Stirnfläche des Gleitringkörpers (4) und mit einem axialen Schenkel auf der zylindrischen Mantelfläche des Führungs- oder Grundteiles (1) abstützt und mit dem Führungs- oder Grundteil einerseits und dem axial beweglichen Gleitringkörper (4) andererseits, z. B. in bekannter Weise durch Vulkanisation, an zwei Stellen fest verbunden ist, zwischen denen ein sich in axialer Richtung erstreckendes schlauchartiges Zwischenstück des Balges (2) liegt, wobei die Wandstärke des Dichtungsbalges (2) so bemessen ist, daß sich dieser auch unter Einwirkung des größten auftretenden Betriebsdruckes nicht in den zwischen Führungsteil (1) und Gleitringkörper (4) vorhandenen Ringspalt hineindrücken kann.

2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Weichstoffsitzes (13) der Führungs- oder Grundteil (1) mit Aussparungen (14) versehen ist, durch welche der Betriebsdruck über den Weichstoffteil unmittelbar zur Unterstützung des Preßsitzes auf oder in dem Haftkörper (Welle oder Maschinengehäuse) anpressend wirksam wird, derart, daß eine axiale und/oder radiale Verschiebung der Dichtung mit Sicherheit vermieden wird.

3. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entlastung des Dichtungsbalges im ungespannten Zustand Vorrichtungen in dem relativ stillstehenden Führungsteil oder/und mit diesem fest verbundenen Zusatzteil und in dem axial beweglichen Gleitringkörper angeordnet sind, die den Hub des Federelementes auf ein bestimmtes Maß begrenzen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 712 459, 2 672 360.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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