DE1194211B

DE1194211B - Stuffing box packing

Info

Publication number: DE1194211B
Application number: DES76470A
Authority: DE
Inventors: Hans Hofmann
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1961-10-20
Filing date: 1961-10-28
Publication date: 1965-06-03

Description

Stopfbuchspackung Der Gegenstand der Hauptpatentanmeldung S 75439 XII/47f (deutsche Auslegeschrift 1155 643) bezieht sich auf eine axial anziehbare und elastisch verformbare Stopfbuchspackung mit mindestens einem Dichtungselement in Form eines Lippenringes, dessen gedrungener Stützteil mittels eines Druckringes axial gegen einen Stützring gedrückt wird.Stuffing box packing The subject of the main patent application S 75439 XII / 47f (German Auslegeschrift 1 155 643) relates to an axially tightenable and elastically deformable stuffing box packing with at least one sealing element in the form of a lip ring, the compact support part of which is pressed axially against a support ring by means of a pressure ring.

Diese Stopfbuchspackung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des gedrungenen Stützteiles und die dieser zugewandte Fläche des Stützringes gegeneinander geneigt verlaufen, in der Weise, daß sich zu Beginn des axialen Anziehens diese Flächen zuerst an der zur Dichtlippe gelegenen Seite berühren und somit an der von der Dichtlippe entfernt gelegenen Seite ein Hohlraum vorhanden ist, und daß sich die zu Beginn des axialen Anziehens auftretende achsparallele Resultierende der Reaktionskräfte in dem sich berührenden Teil der Fläche des Stützteiles und der Fläche des Stützringes in bezug auf die achsparallele Resultierende der Reaktionskräfte in dem sich berührenden Teil der Fläche der Rückseite des Stützteiles und der Fläche des Druckringes an der zur Dichtlippe gelegenen Seite befindet.This stuffing box packing is characterized in that the area of the compact support part and the surface of the support ring facing this against each other run inclined, in such a way that at the beginning of the axial tightening this First touch the surfaces on the side facing the sealing lip and thus on the side of the sealing lip remote side is a cavity, and that the axially parallel resultant of the occurring at the beginning of the axial tightening Reaction forces in the touching part of the surface of the support part and the Area of the support ring in relation to the axially parallel resultant of the reaction forces in the touching part of the surface of the back of the support member and the surface of the pressure ring is on the side facing the sealing lip.

Die weitere Ausgestaltung des Gegenstandes der Hauptpatentanrneldung besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Stützteil des Lippenringes aus einem weniger verformbaren Werkstoff besteht als der sich an das Stützteil anschließende und fest mit ihm verbundene Lippenteil des Lippenringes.The further development of the subject matter of the main patent application is according to the invention that the support part of the lip ring consists of a there is less deformable material than that adjoining the support part and firmly connected to it lip part of the lip ring.

Vorzugsweise besteht der Stützteil des Lippenringes aus einem metallischen Werkstoff und der sich an das Stützteil anschließende und fest mit ihm verbundene Lippenteil des Lippenringes aus einem Kunststoff.The support part of the lip ring preferably consists of a metallic one Material and that which adjoins the support part and is firmly connected to it Lip part of the lip ring made of a plastic.

Durch die Ausführung des Stützteiles aus metallischem Werkstoff, vorzugsweise aus einem elastischen Metall, wird erreicht, daß beim Ausüben eines axialen Drucks im Lippenring Reaktionskräfte geweckt werden, die auch nach längerer Betriebszeit unverändert erhalten bleiben. Die beim Anziehen der Stopfbüchse bewirkte Verformung geht nach dem Lösen vollständig zurück, wenn die vorher ausgeübten Kräfte unterhalb der Elastizitätsgrenze des Werkstoffes bleiben. Die Dichtlippe ist dagegen vorteilhaft aus einem Kunststoff, beispielsweise einem Polyamid hergestellt, weil durch dieses Material eine gute Anpassung an die Form des abzudichtenden Teiles und gute Gleit-und Abriebeigenschaften sowie selbstglättende Eigenschaften erreicht werden. Bei einem vollständig aus eine Kunststoff hergestellten Lippenring hat sich dagegen gezeigt, daß sich durch axiales Anziehen auch schon im Bereich verhältnismäßig kleiner Kräfte die im Lippenring geweckten Reaktionskräfte in Abhängigkeit von der Zeit ändern, sich vor allem abbauen; denn manche Kunststoffe neigen besonders zum Kriechen, wenn sie unter Druck stehend bestimmten heißen Medien ausgesetzt sind. Die durch axiales Anziehen bedingte Verformung des Lippenringes geht nach dem Lösen nicht vollständig zurück; der Lippenring erleidet eine bleibende Verformung. Der durch die zeitabhängige plastische Verformung bei Verwendung von Kunststoffen bedingte Abbau der Kräfte im Stützteil bewirkt auch ein Nachlassen der Kräfte, die die Dichtlippe anpressen. Damit wird die Dichtwirkung der Lippe nachteilig verändert. Das wird vermieden, wenn der Stützteil aus einem elastischen, metallischen Werkstoff hergestellt ist, da dann die im Stützteil auftretenden Kräfte im Bereich bis zur Elastizitätsgrenze unabhängig von der Zeit unverändert gleich groß bleiben. Weiterhin wird durch die Herstellung des Stützteiles aus Metall erreicht, daß die Lagerung des Lippenringes zwischen Druck und Stützring in metallischen Flächen erfolgt, wodurch eine von Schwind- und Kriecheinflüssen freie Lagerung erzielt wird.By making the support part made of metallic material, preferably made of an elastic metal, it is achieved that when an axial pressure is exerted Reaction forces are awakened in the lip ring, which even after a long period of operation remain unchanged. The deformation caused when the stuffing box is tightened goes back completely after loosening if the previously exerted forces are below remain within the elastic limit of the material. The sealing lip, on the other hand, is advantageous made of a plastic, for example a polyamide, because through this Material a good adaptation to the shape of the part to be sealed and good sliding and Abrasion properties and self-smoothing properties can be achieved. At a Completely made of a plastic lip ring has been shown, on the other hand, that by axial tightening even in the area of relatively small forces change the reaction forces awakened in the lip ring as a function of time, above all to degrade; because some plastics have a particular tendency to creep when they are exposed to certain hot media under pressure. The through axial Tightening-related deformation of the lip ring does not go completely after loosening return; the lip ring suffers permanent deformation. The by the time-dependent Plastic deformation when using plastics, the forces are reduced in the support part also causes a decrease in the forces that press on the sealing lip. This adversely affects the sealing effect of the lip. That is avoided if the support part is made of an elastic, metallic material, because then the forces occurring in the support part in the range up to the elastic limit remain the same regardless of time. Furthermore, the Production of the support part made of metal achieves that the storage of the lip ring takes place between pressure and support ring in metallic surfaces, whereby one Storage free of shrinkage and creep effects is achieved.

In einer Ausführungsform kann der Stützteil im Bereich einer inneren, der Dichtlippe zugewandten Begrenzung eine Ausnehmung aufweisen, welche die Querschnittsfläche des Stützteiles im mittleren Bereich seiner Höhe vermindert. Durch deren Größe ist das elastische Verhalten des Stützteils beim axialen Anziehen beeinflußbar. Dadurch kann die Charakteristik zwischen axialem Anzug und entstehender Reibungskraft zwischen Dichtlippe und abzudichtendem Teil, die bei Verwendung eines aus Metall hergestellten Stützteiles steiler ist als bei Verwendung eines gleichen, aus Kunststoff bestehenden Stützteils, so beeinflußt werden, daß sie auch weniger steil verläuft. Auf diese Weise ist eine bessere Einstellmöglichkeit der Anpreßkraft der Dichtlippe erreichbar.In one embodiment, the support part can be in the area of an inner, the boundary facing the sealing lip have a recess which the cross-sectional area of the support part is reduced in the middle area of its height. By their size is the elastic behavior of the support part during axial tightening can be influenced. Through this the characteristic between axial tightening and the resulting frictional force can be between Sealing lip and part to be sealed, which when using a made of metal Support part is steeper than when using the same, made of plastic Support part, are influenced so that it is also less steep. To this In this way, better adjustment of the contact pressure of the sealing lip can be achieved.

Die innige und feste Verbindung zwischen der aus Kunststoff bestehenden Dichtlippe und dem aus Metall bestehenden Stützteil wird durch Haftkräfte erreicht. Bei der festen Verbindung zwischen Dichtlippe und Stützteil des Lippenringes kann die Dichtlippe auch unter Vorspannung auf dem Stützteil sitzen.The intimate and firm connection between the existing plastic The sealing lip and the supporting part made of metal is achieved by adhesive forces. With the fixed connection between the sealing lip and the support part of the lip ring can the sealing lip sit on the support part under pretension.

In der Zeichnung sind in den F i g. 1 bis 2 Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Lippenring mit Druck und Stützring, F i g. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel.In the drawing are in the F i g. 1 to 2 exemplary embodiments schematically shown. It shows F i g. 1 shows a cross section through a lip ring with pressure and support ring, F i g. 2 shows another embodiment.

Der Stützteil 3 des Lippenringes hat eine Begrenzung 40, an die sich die Dichtlippe 2 anschließt. Stützteil 3 und Dichtlippe 2 bestehen aus verschiedenen Werkstoffen. Die Begrenzung 40 zwischen dem Stützteil 3 und der Dichtlippe 2 kann von beliebiger Form sein, ebenfalls ist ihre Lage zwischen Stützteil und Dichtlippe nicht auf die in den Ausführungsbeispielen gemäß F i g. 1 und 2 gezeigte beschränkt. Die feste Verbindung zwischen Dichtlippe 2 und Stützteil 3 erfolgt durch Haftung, die durch eine zusätzliche Vorspannung der Dichtlippe auf dem Stützteil erhöht sein kann. Die Rückseite 9 des Stützteils 3 ist im Querschnitt bogenförmig. Bei der Form der in diesem Ausführungsbeispiel gewählten bogenförmigen Rückseite 9 ist die dieser Seite zugewandte Fläche 12 des Druckrings 1 durch eine ebene, achsnormale Fläche ausreichend angepaßt. Der Krümmungsradius der Rückseite 9 ist an der zum feststehenden Teil, nämlich dem Gehäuse 24 gelegenen Seite 9" kleiner als an der anschließenden zum beweglichen Teil, nämlich dem Rohr 18 gelegenen Seite 9'. Die zu Beginn des axialen Anziehens von dem Druckring 1 ausgeübte resultierende, achsparallele Kraft 41 verschiebt sich beim Anziehen radial nach innen. Eine Zwischenlage der resultierenden Kraft 41 beim axialen Anziehen ist mit 41' gestrichelt eingezeichnet. Die dem Stützring 5 zugewandte Fläche 4 des Stützteils 3 ist im Querschnitt ebenfalls bogenförmig. Der Krümmungsradius der bogenförmigen Fläche 4 ist an der zur Dichtlippe 2 gelegenen Seite 4" kleiner als an der zum feststehenden Gehäuse 24 gelegenen Seite 4'. Die der Fläche 4 des Stützteils 3 zugewandte Fläche 8 des Stützringes 5 ist in den Ausführungsbeispielen gemäß F i g. 1 und 2 eine achsnormale, parallele Fläche. Die Flächen 4 und 8 berühren sich nur teilweise, und es wird zwischen den Flächen an der zum Gehäuse 24 gelegenen Seite ein Hohlraum 16 gebildet. Die zu Beginn des axialen Anziehens von dem Stützring 5 ausgeübte resultierende Kraft 42 verschiebt sich beim axialen Anziehen radial nach außen. Eine Zwischenlage der resultierenden Kraft 42 beim Anziehen ist mit 42' gestrichelt eingezeichnet. Die resultierende Kraft 42 verschiebt sich beim Anziehen somit radial in umgekehrter Richtung wie die resultierende Kraft 41. Die innere, der Dichtlippe 2 zugewandte Begrenzung 6 des Stützteils 3 verläuft in dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 achsparallel. In F i g. 2 ist im Stützteil 3 im Bereich zwischen der inneren Begrenzung 6 des Stützteils und der anschließenden, inneren Begrenzung der Dichtlippe 2 eine Ausnehmung 43 vorhanden. Durch Wahl der Größe und Form dieser Ausnehmung kann die Charakteristik zwischen axialem Anzug und der von der Dichtlippe ausgeübten Anpreßkraft beeinflußt werden.The support part 3 of the lip ring has a delimitation 40 to which the sealing lip 2 adjoins. Support part 3 and sealing lip 2 are made of different materials. The delimitation 40 between the support part 3 and the sealing lip 2 can be of any shape; 1 and 2 shown limited. The firm connection between the sealing lip 2 and the support part 3 takes place through adhesion, which can be increased by an additional bias of the sealing lip on the support part. The rear side 9 of the support part 3 is arcuate in cross section. In the shape of the curved rear side 9 selected in this exemplary embodiment, the surface 12 of the pressure ring 1 facing this side is adequately adapted by a flat, axially normal surface. The radius of curvature of the rear side 9 is smaller on the side 9 ″ facing the stationary part, namely the housing 24, than on the adjoining side 9 ′ facing the movable part, namely the tube 18 , axially parallel force 41 shifts radially inward when tightening. An intermediate position of the resulting force 41 when axially tightening is shown in dashed lines 41 ' is smaller on the side 4 ″ facing the sealing lip 2 than on the side 4 ′ facing the stationary housing 24. The surface 8 of the support ring 5 facing the surface 4 of the support part 3 is shown in the exemplary embodiments according to FIG. 1 and 2 an axially normal, parallel surface. The surfaces 4 and 8 only partially touch, and a cavity 16 is formed between the surfaces on the side facing the housing 24. The resulting force 42 exerted by the support ring 5 at the beginning of the axial tightening shifts radially outward during the axial tightening. An intermediate position of the resulting force 42 during tightening is shown with a dashed line 42 '. The resulting force 42 thus shifts radially in the opposite direction as the resulting force 41 when it is tightened. The inner boundary 6 of the support part 3 facing the sealing lip 2 runs in the exemplary embodiment according to FIG. 1 axially parallel. In Fig. 2, a recess 43 is present in the support part 3 in the area between the inner delimitation 6 of the support part and the adjoining inner delimitation of the sealing lip 2. By choosing the size and shape of this recess, the characteristic between axial tightening and the contact pressure exerted by the sealing lip can be influenced.

Die im Zusammenhang mit dem Gegenstand des Hauptpatentes dargelegte Wirkungsweise wird auch bei dieser weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stopfbuchspackung erreicht. Zu Beginn des axialen Anziehens üben die resultierenden Kräfte 41 und 42 ein Torsionsmoment auf den Lippenring aus, durch das die Dichtlippe 2 an der Stelle 17 gegen das abzudichtende bewegliche Rohr 18 gepreßt wird. Beim weiteren axialen Anziehen verschiebt sich die resultierende Kraft 41 radial in entgegengesetzter Richtung wie die Kraft 42. Hebelarm und Größe der Kräfte 41 und 42 verhalten sich beim axialen Anziehen so, daß das ausgeübte Torsionsmoment bis zu einem Größtwert zunimmt und sich dann wieder vermindert. Auf diese Weise führt ein unbeabsichtigtes weiteres axiales Anziehen nicht zu einem ständigen Anwachsen der Kraft, mit der die Dichtlippe an das abzudichtende Teil angepreßt wird.The one set out in connection with the subject matter of the main patent In this further embodiment, too, the mode of action is that of the invention Stuffing box packing reached. At the beginning of the axial tightening, practice the resulting Forces 41 and 42 a torsional moment on the lip ring, through which the sealing lip 2 is pressed at the point 17 against the movable pipe 18 to be sealed. At the further axial tightening, the resulting force 41 shifts radially in the opposite direction Direction like force 42. Lever arm and size of forces 41 and 42 are related during axial tightening so that the torsional moment exerted up to a maximum value increases and then decreases again. This leads to an unintentional further axial tightening does not result in a constant increase in the force with which the sealing lip is pressed against the part to be sealed.

Claims

Claims: 1. Axially tightenable and elastically deformable stuffing box packing with at least one sealing element in the form of a lip ring, its more compact Support part is pressed axially against a support ring by means of a pressure ring and in which the surface of the support part facing the support ring and that facing it Surface of the support ring are inclined towards each other, in such a way that to Begin the axial tightening of these surfaces first on the one facing the sealing lip Touch the side and thus on the side remote from the sealing lip Cavity is present, and which continues to be at the beginning of the axial tightening occurring axially parallel resultant of the reaction forces in the contacting one Part of the surfaces between the support part and the support ring with respect to the axially parallel Resultant of the reaction forces in the contacting part between the rear side of the support part and the pressure ring are on the side facing the sealing lip, d a -d urch characterized in that the support part (3) of the lip ring consists of one less deformable material exists as that which adjoins the support part and is solid with it connected lip part (2) of the lip ring.

2. Stuffing box packing according to claim 1, characterized in that the support part (3) of the lip ring consists of a metallic Material and that which adjoins the support part and is firmly connected to it Lip part (2) of the lip ring consists of a plastic.

3. Stuffing box packing according to claim 1, characterized in that the support part (3) has a recess (43 ) at its inner, the sealing lip (2) facing boundary (6) which has the cross-sectional area of the support part (3) in the central region of its height reduced. Considered publications: German utility model No. 1674 252, 1794 493; British Patent No. 622,850; U.S. Patent No. 1914 296.