DE1596972A1 - Wear-resistant items and covers for them, as well as processes for manufacturing the covers - Google Patents
Wear-resistant items and covers for them, as well as processes for manufacturing the coversInfo
- Publication number
- DE1596972A1 DE1596972A1 DE19661596972 DE1596972A DE1596972A1 DE 1596972 A1 DE1596972 A1 DE 1596972A1 DE 19661596972 DE19661596972 DE 19661596972 DE 1596972 A DE1596972 A DE 1596972A DE 1596972 A1 DE1596972 A1 DE 1596972A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- glass
- coating
- frit
- resistant
- article according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3496—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member use of special materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3404—Sealings 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
- F16J15/3408—Sealings 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 at least one ring having an uneven slipping surface
- F16J15/3424—Sealings 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 at least one ring having an uneven slipping surface with microcavities
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
Ritter Pfaudier Corporation
Rochester J>, New York.Ritter Pfaudier Corporation
Rochester J>, New York.
"Abnutzungsfeste Gegenstände und Überzüge dafür sowie Verfahren zur Herstellung der Überzüge."Wear-resistant articles and coatings therefor, and methods of making the coatings.
Die Erfindung bezieht sich auf abnutzungsfeste Gegenstände und Überzüge dafür sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des genannten Überzuges und insbesondere auf Oberflächen, die sich zur Verwendung als Abdichtoberflächen in mechanischen Abdichtungen eignen.The invention relates to wear-resistant articles and coatings therefor and to a method for the production of said coating and in particular on surfaces that are suitable for use suitable as sealing surfaces in mechanical seals.
In Industrien, wo große Mengen an Medien in Behältern verarbeitet oder durch Pumpen bewegt werden, ist es üblich, Vorrichtungen zu schaffen, die umlaufende Wellen haben, die sich in mediumentnaltende GefäßeIn industries where large amounts of media are processed in containers or moved by pumps, it is It is common to create devices that have rotating waves that extend into medium-entnaltende vessels
•al«• al «
00561Ö/ÜÖ6400561Ö / ÜÖ64
erstrecken. Es ist häufig notwendig, die öffnungen abzudichten, durch die die umlaufenden Wellen in die Gefäße eindringen, um das Auslecken von Medien, Dämpfen oder Schmiermitteln zu verhindern· Stopf« büchsen oder mechanische Abdichtungen werden weitgehend zu diesem Zweck benützt· extend. It is often necessary to open the openings to seal, through which the rotating waves penetrate into the vessels in order to prevent the leakage of media, To prevent vapors or lubricants. Stuffing boxes or mechanical seals are largely used for this purpose.
Mechanische Abdichtungen sind immer mehr als die bevorzugte Einrichtung für solche Verwendungszwecke angenommen worden, da sie eine wirksamere Abdichtung darstellen und keine häufigen Verstellungen erfordern· Mechanische Abdichtungen umfassen jedoch Teile, die ständig einer Gleitreibung ausgesetzt sind und sich schließlich In einem Ausmaß abnutzen, bei dem ein Austausch notwendig wird. Die Reparatur oder der Ersatz der Abdichtungen ist kostspielig und zeit» raubend und erfordert häufig ein Abstellen des gesamten Verfahrens· Daher ist es wünschenswert, die Lebens« dauer innerhalb der Bestandteile der mechanischen Abdichtung zu erhöhen·Mechanical seals are becoming more and more the preferred device for such uses have been adopted because they represent a more effective seal and do not require frequent adjustments Mechanical seals, however, include parts that are constantly exposed to sliding friction and eventually wear out to the extent that replacement becomes necessary. The repair or the Replacing the seals is costly and time consuming and often requires the whole thing to be shut down Process · It is therefore desirable to keep the service life within the components of the mechanical To increase sealing
Eine mechanische Abdichtung, wie sie im einzelnen nachstehend beschrieben wird, besteht aus einem umlaufenden Teil, einem stationären Teil, einer unter Pederdruok stehenden Einrichtung und einer statischen Abdiohtungseinrichtung, die das DurchleckenA mechanical seal, as described in detail below, consists of one rotating part, a stationary part, a facility under Pederdruok and one static sealing device that prevents leakage
009819/0964009819/0964
zwischen der Welle und dem umlaufenden Dichtungsring, die im Verhältnis zueinander stationär sind, verhüten soll. Der umlaufende Teil und der stationäre Teil haben hochgradig bearbeitete Ober·» flächen, die aneinander anliegen und durch die Kraft in Berührung gehalten werden, die durch die Federvorspannungsvorrichtung ausgeübt wird.between the shaft and the rotating seal ring, which are stationary with respect to each other, should prevent. The rotating part and the stationary part have highly machined upper · » surfaces that lie against each other and are held in contact by the force exerted by the Spring preload device is applied.
Eine allgemein verwendete Ausführungsform einer mechanischen Abdichtung verwendet einen stationären Abdichtungssitz, der aus einer korrosionswiderstands« fähigen Legierung oder einem keramischen Material hergestellt ist und einem umlaufenden Dichtungskopf, der aus einem verhältnismäßig weichen, nicht korrodierenden Material hergestellt ist, wie etwa Graphit und Polytetrafluoräthylene Die zueinander passenden Oberflächen der umlaufenden und stationären Teile werden im allgemeinen aus sich miteinander vertragenden Materialien ausgewählt, um eine geringe Reibung, lange Lebensdauer und Korrosions-. Widerstandsfähigkeit zu erreichen.A commonly used embodiment of a mechanical seal used a stationary seal seat capable of a corrosion resistance "alloy or a ceramic material is produced and a circumferential seal head, the relatively soft from a non-corrosive material is prepared, such as graphite and polytetrafluoroethylene e The mutually Matching surfaces of the rotating and stationary parts are generally selected from mutually compatible materials to ensure low friction, long life and corrosion. To achieve resilience.
Bei der Auswahl von Materialien zur verwendung bei den zuelnanderpassenden Teilen der Abdichtungen waren keramische Materialien ziemlich beliebt wegen ihrer ausgezeichneten Eigenschaften der Widerstands« fähigkeit gegen Abnützung und Korrosion. DieWhen choosing materials for use in the mating parts of the seals ceramic materials were quite popular because of their excellent resistance properties « ability to resist wear and tear and corrosion. the
"5" 009819/0964" 5 " 009819/0964
Sprödigkeit und die allgemeine Empfindlichkeit keramischer Materialien gegenüber Wärmeschocks sind jedoch bedeutende Beschränkungen. Historisch gesehen, werden zahlreiche keramische Abdichtringe während der Herstellung und dem Zusammenbau zer« brochen und andere versagen im Betrieb, wenn die abzudichtende Welle an den Ring anschlägt. Die Wärmeschockeigenschaften sind schlecht wegen der inhärent niedrigen Wärmeleitfähigkeit keramischer Materialien.Brittleness and the general sensitivity of ceramic materials to thermal shock however, they are significant limitations. Historically, ceramic sealing rings have become numerous broken during manufacture and assembly and others fail in operation if the shaft to be sealed hits the ring. The thermal shock properties are poor because of the inherently low thermal conductivity of ceramic materials.
Keramische Überzüge auf Metallschichten wurden als die ideale Lösung für die obigen Probleme vorgeschlagen, da der keramische Teil Korrosionswieder« Standsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Abnützung zur Verfügung stellt und die Metall«Ceramic coatings on metal layers have been suggested as the ideal solution to the above problems, because the ceramic part is resistant to corrosion Wear and tear available and the metal «
und Unterschicht die Einfachheit der Herstellung/eine bessere Wärmeleitfähigkeit. Keramische Überzüge, die durch Schweißstäbe oder Sprühelektroden auf·» gebracht werden können, haben sich jedoch nicht allgemein durchgesetzt, da sich homogene und zuverlässige Überzüge nicht leicht erzielen lassen und häufig hohe Abnutzungsgeschwindigkeiten der zueinander passenden Teile vorhanden sind. Weiterhin enthalten derartige keramisohe Teile Verbindungsporen, die einen direkten Durchlaß von der Oberfläohe zur Unterschicht ergeben und daher die Metallunterlagenand underlayer the ease of manufacture / better thermal conductivity. Ceramic coatings, which can be applied by welding rods or spray electrodes, however, do not have generally accepted because homogeneous and reliable coatings are not easy to achieve and there are often high wear rates of the matching parts. Also included Such ceramic parts connecting pores, which have a direct passage from the surface to Result under layer and therefore the metal pads
~4~ 0 0 3 819/0964~ 4 ~ 0 0 3 819/0964
nicht gegen korrodierende Medien schützen,do not protect against corrosive media,
Glasüberzüge auf einer Metallunterlage können ein vorteilhaftes Material darstellen· Obwohl das Glas an und für sich und alleine verhältnismäßig spröde und ein schlechter Wärmeleiter ist, wenn eine dünne Schicht auf eine Metallunterlage auf«· gebracht wird, nähern sich die Eigenschaften des zusammengesetzten Gegenstandes im wesentlichen denen der Metallunterlageβ Glasüberzüge lassen sich in einfacher Weise durch bekannte Bmailliertechniken aufbringen und stellen Standardmaterialien für die Verwendung zum Widerstand gegen Korrosion dar. Obwohl homogenes Glas im allgemeinen sohwächer in der Zugbeanspruchung ist als festes Keramikmaterial, bleibt nach Absplittern eines Glasüberzuges die Metallunterschicht in der Lage* teilweise die Punktion des gesamten Teiles weiter zu übernehmen· Im Gegensatz dazu ist das Versagen eines festen keramischen Überzuges häufig ein katastrophales Ereignis, durch das ein sofortiges Austreten des Mediums erfolgen kann, das abgedichtet werden soll. Es ist auf diese Weise klar, daß mit Glas überzogene Metalle inhärente Vorteile haben, die ihre Eignung zur Verwendung bei meohanisohen Abdichtungen auf der Hand liegen lassen· Jedoch wurden mitGlass coatings on a metal base can be an advantageous material · Although the glass in and of itself and on its own is relatively brittle and a poor conductor of heat, if If a thin layer is applied to a metal base, the properties of the composite object essentially those of the metal base-glass coatings can be divided into simply by means of known painting techniques apply and constitute standard materials for use in resisting corrosion. Though homogeneous glass is generally less resistant to tensile stress than solid ceramic material, After a glass coating has chipped off, the metal underlayer remains in the position * partially the puncture The entire part continues to take over · In contrast, the failure is a solid ceramic coating is often a catastrophic event that causes immediate leakage of the Medium can be done that is to be sealed. It is clear in this way that covered with glass Metals have inherent advantages that make them suitable for use in mechanical waterproofing Let it be obvious · However, were using
0ÜS819/0Ö6A0ÜS819 / 0Ö6A
Glas überzogene Metalle bisher nicht benutzt, weil trotz der ausgezeichneten Korrosionswiderstands« fähigkeit und der äußersten Verringerung der physikalischen Nachteile durch die Verwendung einer Metalluntersohieht Glasoberflächen keine genügende Abnutzungswiderstandsfähigkeit gezeigt haben, um ihre Verwendung auf industriellen Anwendungsgebieten gerechtfertigt sein zu lassen.Glass-coated metals have not yet been used because despite their excellent corrosion resistance « ability and the utmost reduction in physical disadvantages through the use of a Metal underside does not provide sufficient glass surfaces Wear resistance have shown their use in industrial applications to be justified.
Es 1st daher ein Hauptziel der Erfindung, abnutzungsfeste Glasarten zu schaffen, die sich zur Verwendung als Emallleüberzüge eignen·It is therefore a primary object of the invention to provide types of wear-resistant glass which suitable for use as enamel coatings
In neuester Zeit sind neue teilweise kristalllserte Glas-Keramikeüberzugsmaterialien entwickelt worden, die verbesserte physikalische und mechanische Eigenschaften zeigen, wie etwa Widerstandsfähigkeit gegen Wärmesohook und Stoß, Korrosionswiderstands·· fähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Wärmestabilität bei höheren Arbeitstemperaturen als bei üblichen Emailliermaterialien· Diese Eigenschaften zeigen, daß solche Materialien sich gut zur Verwendung als Überzüge eignen, um Sitze und Köpfe in mechanischen Abdichtungen abzudichten· Jedoch waren die Versuche der Erfinder zur Benutzung teilweise kristallisierter Oläser als Emaille für Abdiohtringe nicht erfolgreich, da die Ringe bei relativen Geschwindigkeiten versagten, die größer waren als 4,50 m ä Sekunde, Dieses Recently, new partially crystallized glass-ceramic coating materials have been developed which show improved physical and mechanical properties, such as resistance to heat hook and impact, corrosion resistance, thermal conductivity and thermal stability at higher working temperatures than conventional enamelling materials.These properties show that such materials are well suited for use as coatings to seal seats and heads in mechanical seals.However, attempts by the inventors to use partially crystallized oils as enamel for earring rings were unsuccessful because the rings failed at relative speeds greater than 4 , 50 m a second, this one
009819/0964009819/0964
Versagen trat auf wegen der übermäßigen Hitze, die sich aus den Reibungskräften ergab, die durch den Gleitkontakt zwischen der Abdichtoberfläche und dem Abdichtungssitz erzeugt wurden.Failure occurred because of the excessive heat resulting from the frictional forces exerted by the Sliding contact between the sealing surface and the sealing seat.
Es ist demgemäß eine weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein AbdichtUberzugsmaterial zu schaffen, das aus einem teilweise kristallisierten Glas hergestellt ist, das verbesserte Abnutzungen eigenschaften hat und in der Lage ist, die Reibungs« hitze auf ein Minimum zu verringern, die bei hohen Geschwindigkeiten entwickelt wird.Accordingly, it is a further object of the present invention to provide a sealing cover material made from a partially crystallized glass that has improved wear and tear has properties and is able to reduce frictional heat to a minimum, which occurs at high temperatures Speeds is developed.
Es hat sich gezeigt, daß, wenn eine verhältnismäßig weiche Oberfläche, wie etwa Graphit in Gleit« berührung mit einer harten Oberfläche,, wie etwa keramischem Material, ist, eine Verringerung der Reibung durch die Schmierwirkung von Teilchen erzielt wird, die von der weicheren Oberfläche abgerieben werden. Diese Schmierwirkung geschieht, wo die Teil« chen von der weicheren Oberfläche sich auf der härteren Oberfläche ablagern und so den Bereich direkten Kontaktes zwischen der weicheren und der härteren Oberfläche verringern. Damit sich Jedoch diese Ablagerung an der härteren Oberfläche fest·» legen kann, muß diese Rauhheiten aufweisen, an denen sich die weicheren Teilchen verankern können. BeiIt has been shown that if a relatively soft surface, such as graphite in sliding « touching a hard surface, such as ceramic material, is a reduction in friction achieved by the lubricating effect of particles rubbed off by the softer surface. This lubricating effect happens where the part « Some of the softer surface is deposited on the harder surface and so the area Reduce direct contact between the softer and the harder surface. With that, however this deposit can fix on the harder surface, must have this roughness on which the softer particles can anchor themselves. at
~Ί~ 00981 9/098 A ~ Ί ~ 00981 9/098 A
einer Abdichtoberfläche ist ein primäres Erfordernis, die relative Weichheit und Glattheit der Oberfläche. Dm die erforderlichen Oberflächeneigenschaften zu erreichen, werden die aneinanderliegenden Oberflächen üblicherweise mit hoher Präzision auf bis zu drei Lichtbandglätten und vier Mikrozoll PlMS Rauhheit geläppt.A primary requirement of a sealing surface is the relative softness and smoothness of the surface. In order to achieve the required surface properties, the adjacent surfaces usually with high precision on up to three light band smoothing and four micro-inch PlMS roughness lapped.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, eine Oberfläche zu schaffen, die durch eine genügende Flachheit und Glätte gekennzeichnet ist, um als eine Abdichtfläche zu wirken, aber dennoch Hohlräume auf ihrer Oberfläche hat, um das Verankern von Teilchen zu erleichtern, die aus einer weicheren Oberfläche herauserodiert sind.The invention has set itself the goal of creating a surface that has sufficient flatness and smoothness is characterized to act as a sealing surface but still has voids on it Surface has to facilitate the anchoring of particles that erode out of a softer surface are.
Bei mechanischen Abdichtungen werden die aneinander«· liegenden Abdiohtoberflächen üblicherweise durch Vorspannung in Berührung miteinander gehalten« Bei solchen Fällen wird der Verlust an Oberfläche, der durch Abnutzung bewirkt wird, durch den Druck der Federn ausgeglichen, so daß eine selbsteinsteilende Wirkung erzielt wird. Wenn die Abdichtoberfläche auf ihrer Oberfläche so behandelt wird, daß sie die wünschenswerten Hohlräume zur Verfügung stellt, ver»· nichtet schließlich das nach und nach erfolgende In mechanical seals, the abutting surfaces are usually held in contact with one another by pretensioning. In such cases, the loss of surface caused by wear is compensated for by the pressure of the springs, so that a self-adjusting effect is achieved. If the surface of the sealing surface is treated in such a way that it provides the desired voids, what is gradually destroyed will eventually be destroyed
-8--8th-
009819/0964009819/0964
Abnutzen der Oberfläche die Wirkung der Oberflächen« behandlung· An diesem Punkte erhöht die Abnutzungs·» geschwindigkeit sich scharf und beschleunigt so die Zeit, bis zum Austauschen der Abdichtung· Es ist daher wünschenswert und ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Glas- oder Glas»Keramik-Körper zu schaffen, der so beschaffen ist, daß die Oberfläche kontinuierlich Rauhheiten aufweist, trotz der nach und nach erfolgenden Abnutzung des Körpers selbst0 Wear of the surface the effect of the surface treatment · At this point the rate of wear increases sharply, thus accelerating the time to replace the seal · It is therefore desirable and a further aim of the invention to have a glass or glass » to provide ceramic body is such that the surface has continuous roughness, despite gradually wear taking place of the body itself 0
Beim Schaffen einer Abdichtoberfläche, die konstant eine Oberfläche mit Rauhheiten aufweist, ist es wirklich, daß die Aufbauveränderungen, die hervorragenden Eigen·« schäften der Abnutzungswiderstandsfähigkeit und Korrosionswiderstandsfähigkeit nicht ungünstig beein« flußen, die für die Grundmaterialien charakteristisch sind. So ist es notwendig, die oben erwähnten Rauhheiten zu erzielen ohne durchlaufende Kanäle von der Ober·» fläche bis zur Unterlage zu schaffen· Weiterhin ist es von äußerster Wichtigkeit, die Empfindlichkeit gegen Wärmesohoeck nicht zu erhöhen. Es ist daher ein wichtiger Punkt der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, um die genannten Oberfläohenrauhheiten zu erzielen, ohne die inhärenten Eigenschaften des Grund·» materials ungünstig zu beeinflußen.In creating a sealing surface that is constant has a surface with roughness, it really is that the structural changes, the outstanding properties the wear resistance and corrosion resistance are not adversely affected. rivers characteristic of the basic materials. So it is necessary to get the roughness mentioned above to be achieved without creating continuous channels from the surface to the base it is of the utmost importance not to increase the sensitivity to heat socks. It is therefore a An important point of the invention to provide a method for the surface roughness mentioned without adversely affecting the inherent properties of the base material.
Es hat sich gezeigt, daß die Vorteile der Erfindung erzielt werden durch Hinzufügen von Materialien zu einem Grundglasrezept, die sich während des BrennvorgangsIt has been found that the advantages of the invention are achieved by adding materials to it a basic glass recipe that changes during the firing process
009819/0964009819/0964
ΛΟΛΟ
verflüchtigen, um eine Vielzahl einzelner, aber nicht miteinander in Verbindung stehender Blasen oder Hohl« räume innerhalb des Enderzeugnisses zu schaffen. Der Ausdruck "verflüchtigen", wie hierin verwendet, sollte so ausgelegt werden, daß er die Bildung und das Ein« schließen von Gasen innerhalb der Glasmasse umfaßtevolatilize to form a multitude of individual but unrelated bubbles or cavities « create space within the end product. The term "volatilize" as used herein should designed to include the formation and entrapment of gases within the glass mass
Weiterhin hat es sich gezeigt, daß eine hervorragende mit Glas überzogene Metalleinheit geschaffen werden kann durch die Bildung einer Vielzahl einzelner Blasen oder Hohlräume innerhalb eines halbkristallinen Glasüberzuges 0 Furthermore, it has been found that an excellent plated metal with glass unit can be provided by forming a plurality of individual bubbles or cavities within a semi-crystalline glass coating 0
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels· Further features and advantages of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment shown in the attached schematic drawings.
Fig· 1 ist eine teilweise im Schnitt gezeigte Seiten« ansicht einer Mediumrühreinrichtung mit einer mechanischen. Abdichtung, Fig. 1 is a side view, partially in section, of a media agitator having a mechanical one. Seal,
Pig. 2 ist eine ungefähr lOOfach vergrößerte graphische Darstellung einer Mikrok-Photographie eines kristallisierten Glases, das nach der Erfindung hergestellt ist*Pig. Figure 2 is a graphic representation, enlarged approximately 100 times, of a micrograph of a crystallized glass made according to the invention *
„10-"10-
009819/0964009819/0964
In Flg. 1 ist ein Gefäß 2 mit einer Rührwerkswelle gezeigt, die von einem nicht gezeigten Motor oder einer anderen Antriebsvorrichtung angetrieben wird, die sich durch eine mit Plansch versehene öffnung in das Gefäß 2 hinein erstreckte Die Welle 4 endet in einem nicht gezeigten Flügelrad oder einer sonstigen Mischeinrichtung.In Flg. 1 shows a vessel 2 with an agitator shaft, which is driven by a motor (not shown) or Another drive device is driven, which is provided through an opening provided with a splash The shaft 4 ends in an impeller (not shown) or another one that extends into the vessel 2 Mixing device.
Eine mechanische Abdichtung, die im allgemeinen bei gezeigt ist, umgibt die Rührwerkswelle 4 und umfaßt einen stationären Abdichtungssitz 14, einen umlaufenden Abdichtungskopf 16 und eine Federgruppe I8e Der um« laufende Abdichtkopf 16 hat eine hochgradig ober« flächenbehandelte Oberfläche, die an einer gleichartig fein bearbeiteten Oberfläche des stationären Abdichtungs« Sitzes 14 anschlägtβ Der Abdichtsitz 14 hat einen Glas« oder Glaskeramiküberzug 15· Ein Federhalteteil 1 ist an der umlaufenden Welle etwa durch Stellschrauben Π befestigte Der stationäre Abdichtsitz 14 wird durch ein Abdichtgehäuse in seine Stellung geklemmt und die Federgruppe 18 hält durch Vorspannung den Abdicht·· kopf 16 in Berührung mit dem Abdiohtsitz 14. Eine statische Abdichteinriohtung 22 (O-Ring oder ein eingekeilter Teflonteil) ist vorgesehen, um eine Abdichtung zwischen der Welle 4 und dem Abdiohtkopf zu schaffen, die im wesentlichen im Verhältnis zueinander statisch sind«,A mechanical seal which is shown generally at, surrounding the agitator shaft 4 and includes a stationary seal seat 14, a circumferential seal head 16 and a spring group I8 e The order "running seal head 16 has a highly top" surface-treated surface, the finely in a similar The machined surface of the stationary sealing seat 14 strikes the sealing seat 14 has a glass or glass ceramic coating 15 A spring holding part 1 is attached to the rotating shaft by means of adjusting screws Π The stationary sealing seat 14 is clamped in its position by a sealing housing and holds the spring group 18 by pretensioning the sealing head 16 into contact with the sealing seat 14. A static sealing device 22 (O-ring or a wedged Teflon part) is provided in order to create a seal between the shaft 4 and the sealing head which is essentially in relation to one another are static «,
009819/0964009819/0964
Im Betrieb wird die Abdichtung zwischen dem Umlaufkopf 16 und dem stationären Sitz 14 durch die innige Berührung zwischen den hochgradig polierten Oberflächen dieser Bestandteile bewirkt, veranlaßt durch die Federspannung der Federgruppe 1$.In operation, the seal between the circulating head 16 and the stationary seat 14 by the intimate Contact between the highly polished surfaces of these components caused by the Spring tension of the spring group 1 $.
Die vorliegende Erfindung zielt insbesondere darauf ab, ein Glas« oder Glaskeramikmaterial zu schaffen, das sich zur Verwendung als ein Überzugsmaterial in dem oben beschriebenen Aufbau eignet.The present invention particularly aims to create a glass or glass ceramic material that is suitable for use as a coating material in the construction described above.
Fig· 2 zeigt eine Glasmasse mit einer Vielzahl nicht miteinander in Verbindung stehender Hohlräume oder Unterbrechungen, von denen einige die Oberfläche schneiden«Fig. 2 shows a glass mass with a plurality of non-communicating cavities or Interruptions, some of which cut the surface «
Die folgenden besonderen Beispiele illustrieren die Art und Weise, in der die Vorteile der vorliegenden Erfindung erzielt werden können.The following specific examples illustrate the manner in which the benefits of the present Invention can be achieved.
009819/0964009819/0964
100 Teile der Fritte wurden mit folgenden Bestandteilen vermählen:100 parts of the frit were ground with the following components:
4,0 Teile kohlenstoffenthaltendes Silikat (99# SiO2) 0,4 Teile Bentonit 4,0 Teile Emaillierton 0,62 Teile Kaliumchlorid 0,21 Teile Natriumnitrat4.0 parts of carbon-containing silicate (99 # SiO 2 ), 0.4 parts of bentonite, 4.0 parts of enamelled clay, 0.62 part of potassium chloride, 0.21 part of sodium nitrate
5,0 Teile Kieselerde 45,0 Teile Wasserβ 5.0 parts silica 45.0 parts water β
Die vorstehend genannte Mischung wurde auf eine Flußeisen·* unterlage aufgesprüht, bei 8820C gebrannt und dann 1 1/2 Stunden lang bei 7820C wärmebehandelteThe above mixture was sprayed onto a mild steel backing · *, baked at 882 0 C and then heat-treated for 1 1/2 hours at 782 0 C.
Das sich ergebende Erzeugnis wurde zertrennt und zeigte ein teilweise kristallisiertes Glas mit einer Vielzahl auf das Geratewohl verteilter, nicht miteinanderThe resulting product was cut to reveal a partially crystallized glass with a plurality more at random, not with each other
009819/0964009819/0964
_i -x. _i -x.
in Verbindung stehender Höhlen oder Leerräume, wie graphisch in Pig· 2 dargestellt.communicating cavities or voids as graphically represented in Pig * 2.
100 Teile der gleichen Fritte, wie sie in Beispiel I hergestellt wurde, wurde mit folgenden Bestandteilen vermählen:100 parts of the same frit as used in Example I. was produced, was ground with the following ingredients:
20 Teile SiO2 8 Teile Emaillierton 4 Teile 25 0,4 Teile Borax 0,5 Teile MgCO, 0,25 Teile NaNO2 1,5 Teile LiP 61 Teile H2O20 parts SiO 2 8 parts enameled clay 4 parts 25 0.4 parts borax 0.5 parts MgCO, 0.25 parts NaNO 2 1.5 parts LiP 61 parts H 2 O
Obige Mischung wurde auf ein Metallsubstrat aufgesprüht, bei 8820C gebrannt und 1 1/2 Stunden lang bei 7820C mit Wärme behandelt·Above mixture was sprayed onto a metal substrate, baked at 882 0 C and treated 1 1/2 hours at 782 0 C with heat ·
Das Erzeugnis wurde aufgeschnitten und Mikrophotographie des erzielten Erzeugnisses zeigte ein Produkt, das ähnlich dem des Beispiels I war·The product was cut open and photomicrograph of the product obtained showed a product that was similar to that of example I
-14--14-
009819/0964009819/0964
Die Glaszusammensetzung nach Beispiel I wurde auf die Oberfläche eines Abdichtringes innerhalb einer mechanischen Dichtung nach der Erfindung eingebracht. Eine Glaszusammensetzung, die gleiche in jeglicher Hinsicht mit Ausnahme des NichtVorhandenseins flüchtiger Bestandteile, wurde auf einen anderen Abdichtring aufgebracht. Der gemäß der Erfindung überzogene Ring arbeitete noch nach 6 Monaten ständigen Gebrauches zufriedenstellend. Der Ring, der nach üblichen Techniken hergestellt war, versagte bereits nach 4 Stunden.The glass composition according to Example I was based on introduced the surface of a sealing ring within a mechanical seal according to the invention. A glass composition the same in all respects except for the lack of volatility Components, was applied to another sealing ring. The ring coated according to the invention still worked satisfactorily after 6 months of continuous use. The ring made according to standard techniques was established, failed after just 4 hours.
Obwohl der Gegenstand der Erfindung bezüglich seiner Nützlichkeit als Abdichtoberfläche beschrieben wurde, ist er nicht darauf beschränkt und ist für viele andere Anwendungsgebiete nützlich, bei denen Abnutzungs» festigkeit erforderlich ist. Beispielsweise in der Textilindustrie, in der Pasern mit hohen 3eschwindig·» keiten über verschiedene Teile laufen, erhöhte eine Glas zusammensetzung mit einem organischen Flocken-» bildungsmittel, das in Übereinstimmung mit der Erfindung zugefügt wurde, die Nutzlebensdauer eines Teiles von 3 Tagen bis zu 5 Monaten und in einigen Fällen sogar langer. Although the article of the invention has been described in terms of its usefulness as a sealing surface, it is not so limited and is useful in many other applications where wear resistance is required. For example, in the textile industry, where fibers run at high speeds over various parts, a glass composition with an organic flaking agent added in accordance with the invention increased the useful life of a part from 3 days to 5 days Months, and in some cases longer.
Um die gewünschten Unterbrechungen innerhalb des Überzuges zu erreichen, ist es notwendig, Materialien In order to achieve the desired interruptions within the coating, it is necessary to use materials
-I5- 009819/0964-I 5 - 009819/0964
hinzuzufügen, die sich während des Brennens verflüchtigen, aber dennoch die Kristallisation des Glases nicht ungünstig beeinflußen wie etwa durch Hemmen der Kristallisation oder dadurch, daß sie eine vorzeitige Kristallisation verursachen«, Weiterhin dürfen die gebildeten Blasen nicht ineinander übergehen und während der Wärmebehandlung wachsen, um miteinander in Verbindung stehende Nadellöcher in dem Überzug zu bilden, die mit der Unterlage in Verbindung stehen» Schließlich sollten die Materialien nicht von einer Art sein, die sich nach dem Altern während mehrerer Tage oder Wochen in dem gemahlenen Keramikschlamm "verdirbt"o which volatilize during firing but do not adversely affect the crystallization of the glass, for example by inhibiting crystallization or by causing premature crystallization to form communicating pinholes in the coating that are in contact with the substrate. Finally, the materials should not be of a type that "spoils" in the ground ceramic slurry or similar after aging for several days or weeks
Es ist festgestellt worden, daß kohlenstoffhaltige Silikatmaterialien sich zur Verwendung bei der Aus« bildung der Rauhheiten eignen, die Gegenstand dieser Erfindung sind. Aber zahlreiche verfügbare organische und anorganische Materialien, wie etwa Ton, Lithiumfluorid, und organische Stoffe können für diesen Zweck nützlich sein. In der Tat ist jegliches Material geeignet, das sich während des Reifens der Überzüge verflüchtigt und das die Kristallbildung nicht hemmt, Kristalle bildet, als Kernbildungsmittel eignet, oder den Korrosionswiderstand nicht verringert.It has been found that carbonaceous silicate materials are suitable for use in the manufacture of suitable formation of the roughness, which are the subject of this invention. But numerous available organic ones and inorganic materials such as clay, lithium fluoride, and organics can be used for this purpose to be useful. Indeed, any material that changes during the maturation of the covers is suitable volatilized and that does not inhibit crystal formation, forms crystals, is suitable as a nucleating agent, or does not reduce the corrosion resistance.
«16«"16"
009819/0964009819/0964
Um die Vorteile nach der Erfindung zu erzielen, ist es notwendig, daß das blasenbildende Material sich verflüchtigt, aber dennoch in der Glasmasse ein« geschlossen bleibt. Demgemäß muß die Verflüchtigung erfolgen, während das Glas noch genügend viskos ist, um die Drücke zu überwinden, die von den sich verflüchtigenden Gasen entwickelt werden, wodurch ihr Entweichen verhindert und die Bildung von Blasen begünstigt wird. Der Erweichungspunkt des Glases stellt die untere Grenze dar, bei der die Glas« viskosität den Einschluß der Blasen begünstigt. Die obere Grenze ist nicht klar bestimmt, aber kann weitgehend als die Temperatur charakterisiert werden, bei der das Glas genügend flüssig wird, um das Austreten der flüchtigen Materialien zu gestatten. Der Temperaturbereich, der vom Erweichungspunkt und diesem äußerst flüchtigen Zustand bestimmt wird, liegt im allgemeinen zwischen 54o°C und 9250CIn order to achieve the advantages according to the invention, it is necessary for the bubble-forming material to volatilize, but still remain enclosed in the glass mass. Accordingly, volatilization must occur while the glass is still sufficiently viscous to overcome the pressures developed by the volatilizing gases, thereby preventing their escape and promoting the formation of bubbles. The softening point of the glass represents the lower limit at which the glass viscosity favors the inclusion of the bubbles. The upper limit is not clearly determined but can largely be characterized as the temperature at which the glass becomes sufficiently fluid to allow the volatile materials to escape. The temperature range, which is determined by the softening point, and this extremely volatile state, is generally between 54o ° C and 925 0 C.
Zahlreiche Materialien wurden als Abdichtoberflächen bei mechanischen Abdichtungen ausprobiert oder verwendet. Poröse Materialien, wie etwa gesintertes Messing und pulverisierte Metalle, eignen sich für einige Anwendungsgebiete, aber derartige Materialien ermangeln der Korrosionswiderstandsfähigkeit, wie sie für zahlreiche andere Anwendungsgebiete notwendig ist. Feste keramische Körper bieten bessere Korrosionswiderstands-Numerous materials have been tried or used as sealing surfaces in mechanical seals. Porous materials, such as sintered brass and powdered metals, work for some Areas of application, but such materials lack the corrosion resistance as they are for numerous other areas of application is necessary. Solid ceramic bodies offer better corrosion resistance
mll~ 009819/09 mll ~ 009819/09
fähigkeit als Metalle, sind aber verhältnismäßig zerbrechlich und teuer. Zufriedenstellende, mit Keramik überzogene Metalle stehen nicht ohne weiteres zur Verfügung wegen der Schwierigkeiten beim Versuch, eine Verbindung zwischen dem Keramikmaterial und dem Metall zu schaffen, die genügend kräftig ist, um denjenigen Kräften Widerstand zu leisten, die bei der Verwendung auftreten· Mit Glas überzogene Metalle haben bisher die notwendige Korrosionsfestigkeit ergeben, waren aber vor der vorliegenden Erfindung nicht geeignet wegen der hohen Abnutzungsgeschwindigkeit der Oberfläche,ability than metals, but are relatively fragile and expensive. Satisfactory, with Ceramic coated metals are not readily available because of the difficulty in attempting to create a connection between the ceramic material and the metal that is strong enough to to withstand those forces which occur during use · Covered with glass Metals have heretofore given the necessary corrosion resistance, but were prior to the present invention not suitable because of the high wear rate of the surface,
Der Hauptvorteil der Erfindung ist das Schaffen von Glasüberzügen, die in der Kombination alle Vorteile der früheren Glas«, und Glaskeramik-Überzogenen Materialien haben und zusätzlich bisher eine nicht zur Verfugung stehende Abnutzungswiderstandsfähigkeit,The main advantage of the invention is the creation of glass coatings that combine all advantages the earlier glass «, and glass-ceramic-coated ones Materials and additionally have a previously unavailable wear resistance,
Obwohl die Oberflächenmerkmale, die notwendig sind, um eine erhöhte Abnutzungswiderstandsfähigkeit zu schaffen, duroh eine Oberflächenbehandlung, wie etwa Ätzen oder Sandstrahlen, erzielt werden kann, ist die bevorzugte Methode das Schaffen von Rauhheiten duroh die Gänze des Pläohenmaterials,Although the surface features that are necessary to increase wear resistance create by which a surface treatment such as etching or sandblasting can be achieved the preferred method is to create roughness through all of the sheet material,
Dies hat den zusätzlichen Vorteile, daß eine Abriebwiderstandsfähige Oberfläche während der gesamtenThis has the additional advantage of being abrasion resistant Surface throughout
009819/0 96 4009819/0 96 4
-18--18-
Lebensdauer des Überzugsmaterials geschaffen wird.Life of the coating material is created.
Der Ausdruck Glas, wie er hierin verwendet wird, sollte so ausgelegt werden, daß er sowohl amorphe als auch kristallisierte oder halbkristalline Gläser umfaßt.As used herein, the term glass should be interpreted to include both amorphous and crystallized or semi-crystalline glasses.
Um eine gute Haftfähigkeit zwischen verschiedenen Grund« metallen und Glasüberzügen zu schaffen, ist ein in der Technik wohlbekanntes Merkmal die Anwendung eines gemahlenen Überzugsemailies auf der Oberfläche des Metalls, GrundUberzüge sind besonders ausgebildet, um einen gleichmäßigen Überzug über das gesamte Grund« metall zu verbessern und eine starke Verbindung zwischen der Oberfläche oder Überzugsschicht und dem Grundmetall herzustellen. Nachdem der vorstehend genannte Grund·« überzug aufgebracht wurde, werden ein oder mehrere Abdecküberzüge darauf angebracht. Diese Abdecküberzüf sind so rezeptiert, daß sie die Oberflächenmerkmale schaffen, die für die besondere Anwendung erforderlich sind. Die Verwendung von Grundüberzügen und oberen Überzügen, sowohl amorph als auch halbkristallin, liegt innerhalb des Rahmens der Erfindung·In order to have a good adhesion between different reason « To provide metal and glass coatings is a feature well known in the art using a ground coating enamel on the surface of the Metal base coatings are specially designed to an even coating over the entire ground « metal to improve and a strong bond between the surface or coating layer and the base metal to manufacture. After the above reason · « coating has been applied, one or more cover coatings are applied to it. This cover cover are formulated to create the surface features required for the particular application are. The use of base coats and top coats, both amorphous and semi-crystalline, is within the scope of the invention
Obwohl besondere Verfahren, Zusammensetzungen und Mahlzuschläge beschrieben wurden, die in der praktischen Ausführung der Erfindung wirksam sind, ist klar, daßAlthough particular methods, compositions, and milling aggregates have been described, which will be useful in practical Practice of the invention are effective, it is clear that
009819/09 6k 009819/09 6 k
die Erfindung nicht hauptsächlich auf den Zusammensetzungen oder den Mengen der entsprechenden flüchtigen Materialien besteht, sondern in der Erkenntnis, daß ein wesentlich verbessertes abnutzungswiderstandsfähiges Material erzielt werden kann, indem eine Oberfläche geschaffen wird, die nicht kontinuierliche Hohlräume oder Ausnehmungen in der genannten Oberfläche hat und wobei diese Hohlräume geschaffen werden, ohne die vorteilhaften Eigenschaften des Glases oder der Glas« keramikmasse zu zerstören»the invention does not relate primarily to the compositions or the amounts of the corresponding volatile materials, but in the knowledge that a much improved wear-resistant material can be obtained by adding a surface is created that has discontinuous cavities or recesses in said surface and whereby these cavities are created without the advantageous properties of the glass or the glass « to destroy ceramic mass »
Demgemäß stellen die besonderen Beispiele und Materialien eine Illustration und keine Beschränkung dar und jeder Fachmann ist im Lichte der Beschreibung in der Lage, die besonderen Parameter und Materialien zu bestimmen, die am besten den Anforderungen entsprechen, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er durch die beigefügten Ansprüche gesetzt ist.Accordingly, the specific examples and materials are illustrative and not limiting and any person skilled in the art, in the light of the description, will be able to identify the particular parameters and materials determine which best meet the requirements without departing from the scope of the invention, as set forth by the appended claims.
-20--20-
009819/0964009819/0964
Claims (16)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US44162465A | 1965-03-22 | 1965-03-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1596972A1 true DE1596972A1 (en) | 1970-05-06 |
Family
ID=23753626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661596972 Pending DE1596972A1 (en) | 1965-03-22 | 1966-03-16 | Wear-resistant items and covers for them, as well as processes for manufacturing the covers |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH470610A (en) |
DE (1) | DE1596972A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102119292A (en) * | 2008-08-07 | 2011-07-06 | 联邦摩高布尔沙伊德公司 | Slide ring and/or stationary seal ring of a running gear seal |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0788909B2 (en) * | 1987-12-28 | 1995-09-27 | 日本タングステン株式会社 | Mechanical seal using pore dispersion material, pore dispersion cemented carbide and method for producing the same |
DE9312095U1 (en) * | 1993-08-13 | 1993-10-28 | Rheinauer Maschinen und Armaturenbau Faulhaber & Truttenbach KG, 77866 Rheinau | Shut-off device for a gas pipe |
-
1966
- 1966-03-16 DE DE19661596972 patent/DE1596972A1/en active Pending
- 1966-03-21 CH CH402366A patent/CH470610A/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102119292A (en) * | 2008-08-07 | 2011-07-06 | 联邦摩高布尔沙伊德公司 | Slide ring and/or stationary seal ring of a running gear seal |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH470610A (en) | 1969-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3038416C2 (en) | ||
DE102004025560B4 (en) | slide | |
DE2926080A1 (en) | DRY LUBRICANTS | |
EP0217126A1 (en) | Galvanic hard chromium layer | |
DE3509572C1 (en) | Sliding element coated with ceramic material components and its use | |
EP1361261A2 (en) | Seal | |
DE102004015827B4 (en) | slide | |
DE3732829C2 (en) | ||
DE1596972A1 (en) | Wear-resistant items and covers for them, as well as processes for manufacturing the covers | |
DE3012245C2 (en) | Heat-resistant protective cover, as well as its use | |
DE3447346C2 (en) | ||
US3550989A (en) | Wear resistant articles and facings therefor | |
EP0261108B1 (en) | Gliding and sealing pair of components | |
DE3212214C2 (en) | Piston ring and process for its manufacture | |
EP0882145A1 (en) | Method of producing layered material for sliding bearings and an electroplating bath for carrying out this method | |
DE2263693A1 (en) | DRY LUBRICATION COMPONENT AND DEVICE AND MANUFACTURING METHOD | |
DE2854471B2 (en) | Jet shaper made of rubber for sanitary fittings | |
DE60205811T2 (en) | Method for producing a sliding bearing with a friction lining | |
CH218164A (en) | Method for manufacturing a machine part subject to sliding stress. | |
DE1068083B (en) | Enamel with high impact resistance and process for its production | |
DE102006003823A1 (en) | A method for highly effective coating of a surface of a system of pairs of motion | |
DE2419500A1 (en) | COVER FOR IMPROVING THE RUN-IN AND EMERGENCY RUNNING BEHAVIOR OF SLIDING FRICTION SUBJECT TO MACHINE PARTS | |
DE1533268C (en) | Palladium-based electrical contact material and method of manufacturing the same | |
DE10111721A1 (en) | Highly corrosion-resistant heavy metal-free enamel composition for the production of coated steel and boiler plates | |
DE2036495C (en) | Method of manufacturing a piston ring |