DE1750848A1

DE1750848A1 - Laufring fuer Gleitringdichtungen

Info

Publication number: DE1750848A1
Application number: DE19681750848
Authority: DE
Inventors: Richard Heinrich
Original assignee: Kupfer Asbest Co
Current assignee: Kupfer Asbest Co
Priority date: 1968-06-11
Filing date: 1968-06-11
Publication date: 1971-06-03
Also published as: FR2013337A1

Description

Heilbronn/Neckar i A J50 426 - sz

Rosenbergstr. 22

10.3.1971

Laufring für Gleitringdichtungen

Die Erfindung betrifft einen Laufring für axial wirkende Gleitringdichtungen, der aus mindestens zwei Teilen b&fceht, von denen einer als Tragteil und ein anderer, äusserer, in Achsrichtung daneben liegender Teil als ÜLeittoiL ausgebildet sind und bai dem zwischen diesen TeiLe eine Zwischenschicht vorgesehen ist.

Es ist ein Kontakt!¹ Lug für axial wirkende GIeLbrlngdiohtungen bekannt, bei welchem dor !'ija üine Größ^£'o axlaLo i'.ri-jbi'eckuag aLa die Zw :-5i:hichb aiu'woiist, i;uiluvch iiat der GleLtteLL oLne

BAD ORWfNAL

verhältnismässig grosse axiale Erstreckung bzw. Dicke, die zu relativ hohen Kosten führt, da der Gleitteil in der Regel auseinem hochwertigen und damit teueren Material besteht, Die verhältnismässig grosse axiale Erstreckung des Gleitteiles führt auch zu verhältnismässig grossen Abmessungen des Kontaktringes, die wiederum einen entsprechend groseen Einbau' raum an der Montagestelle erforderlich machen.

Weitere Nachteile ergeben sich bei der bekannten Ausbildung dadurch, daß die elastische Zwischenschicht sehr dünn und deshalb unnachgiebig ist. Wied diese Zwischenschicht, durch eine geringfügige Auslenkung der Dichtung, an einer Stelle zusammengedrückt, so entstehen infolge ihrer Unnachgiebigkeit relativ grosse Differenzen bezüglich der Anpresskraft des rLngförmigen Gleitteils über dessen Umfang, so daß

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schon nach relativ kurzer Laufszeit eine starke Verschlechterung der Dichtwirkung eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Laufring der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau und kleiner Dimensionierung gute Laufe igenschaf ten gewährleistet sind.

Bei einem Laufring für axial wirkende Gleitringdichtungen, der aus mindestens zwei Teilen besteht, von denen einer als Tragteil und ein anderer, äusserer, in Achsrichtung daneben liegender Teil als Gleitteil ausgebildet sind und bei dem zwischen diesen Teilen eine Zwischenschicht vorgesehen ist, ist erfindungsgemäsBder Gleitteil dünner als die. Zwischenschicht. Da die Zwischenschicht in bestimmten Fällen beispielsweise in Form einer Klebeschicht äusserst dünn ausgeführt werden kann und andererseits der Gleitteil noch dünner als die Zwischenschicht ist, ergeben sich dadurch bei einfachem

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Aufbau sehr kleine Abmessungen des Laufringes, wobei ausserdem gute Laufeigenschaften gewährleistet sind, wenn der Laufring als sich bewegender, also als drehender Laufring vorgesehen ist, da der dünne Gleitteil nur eine äusserst geringe Masse aufweist. Der erfindungsgemässe Laufring kann jedoch sowohl als drehender Laufring als auch als feststehender Laufring vorgesehen sein, wobei es denkbar ist, zwei gleichartige erfindungsgemässe Laufringe in einer Gleitringdichtung zu verwenden, derart, daß ein Laufring als drehender Laufring und der andere als Gegenlaufring vorgesehen ist. Zweckmässig beträgt die Gleitteildicke weniger als 1 mm.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Zwischenschicht aus einem elastischen, vorzugsweise elastisch kompressiblen Werkstoff, so daß sich die Gleitfläche des Gleitteiles In ihrer Lage den jeweiligen Gegebenheiten anpassen kann und auch bei ggf. auftretenden Schwingungen eine ausgezeichnete Dichtwirkung hat. Wird die Zwisohensohbht durch eine geringfügige Auslenkung der Dlohtung an einer Stelle zusammengedrückt, so ändert sloh die

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Kraft, mit welcher die elaötische Zwischenschicht den Gleitteil gegen die gegenüberliegende Gleitfläche presst, an dieser Stelle wegen der relativ großen axialen Erstreckung der Zwischenschicht nur in sehr geringem Maß, so daß das Gleitteil bzw. die beiden Gleitteile der zusanmenwirkenden Laufringe auch unter einer solchen Auslenkung über den gesaraten Umfang annähernd gleichmässig gegeneinander gedrückt werden. j

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Die Zwischenschicht kann in dnfacher Weise aus Kunststoff bestehen. Es Ist dabei vorteilhaft möglich , die Zwischenschicht aus einem porösen Werkioff, vorzugsweise einem feinporigen Schaumgummi herzustellen, so daß die Zwischenschicht einerseits gewlchtsmässig leicht und andererseits von großer Elastizität ist.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erflndungsgegenstandes besteht darin, daß die Zwischenschicht wenigstens im Betriebszustand

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radial nach aussen über den übrigen Laufring vorsteht. Dadurch ist es möglich, die Zwischenschicht als Zentrierteil zu verwenden, durch welches der Laufring In einer entsprechenden Bohrung oder dgl. In seiner Lage zentriert ist, ohne daß hierfür besondere weitere Mittel erforderlich sind; andererseitys kann die Zwischenschicht bei dieser Ausbildung auch als Dichtteil verwendet werden, da durch entsprechende Dimensionierung der Zwischenschicht ein ausreihender Festsitz des Lauf ringes in der Ihn aufnehmenden Bohrung oder dgl. erreicht werden kann, so daß auf die bisher übliohen O-Ringe zur Abdichtung des Umfanges des Laufringes verzichtet werden kann. In entsprechender Weise kann auoh eine Zentrierung und/oder Abdichtung radial nach innen ohne besondere Mittel, beispielsweise gegenüber einer Welle erzielt werden, wenn die Zwischenschicht, wenigstens im Betriebszustand, radial nach innen über den übrigen Laufring vorsteht. Die radial nach innen bzw. nach außen vor-

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stehende Abbildung der Zwischenschicht ergibt auch die Möglichkeit, diese Zwischenschicht in entspanntem Zustand mit einer verhältnismässig großen axialen ErStreckung zu versehen, die dann im Einbauzustand dadurch verringert wird, daß die elastische Zwischenschicht zusammengedrückt wird und radial nach außen und/oder innen üaber den übrigen Umfang des Lauf ringes ausweicht, so daß der Laufring trotzdem einen geringen Platzbedarf hat. Dies kann in vorteilhafter Weise dadurch erreicht werden, daß die elastische Zwischenschicht als Quetschelement ausgebildet ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die elastische Zwischenschicht als Pederelement fppfür die Gleitflächen pressung vorgesehen ist, so daß also die axial gerichtete Pressung zwischen den Gleitflächen der Gleitringdichtung wenigstens teilweise durch die elastische Zwischenschicht bewirkt wird und somit

eine weitere Vereinachung im Aufbau der Gleitringdichtung gegeben ist.

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Nach einem weiteren Vorschlag gemäss der Erfindung haben die Umfangsflächen des Oleitteiles und der Zwischenschicht und/oder der Zwischenschicht und des Tragteiles vorzugsweise bei entspanntem Lauff ring gemeinsame Mantel linien, vorzugsweise gleiche

Durchmesser, wodurch eine einfache Herstellung ;

des Laufringes möglich 1st.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungs gegenstandes 1st mindestens ein Teil, bzw. sind vorzugsweise alle Teile des Laufringes ringförmig, so daß sie in einfacher Welse montiert werden können

Beispielsweise zur Erhöhung der Feuerwirkung der

Um beim Erfindungegegenstand ein leichtes Auswechseln einzelner Teile, beispielsweise zum Zwecke der Reparatur, bei niedrigen Kosten zu ermöglichen«

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und eine große Festigkeit haben. j i

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Zwischenschicht oder aber, auch zur Gewicht sver- '

rlngerung kann die Zwischenschicht mindestens eine Wölbung, Rille, Nut oder dgl. aufweisen.

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liegt die Zwischenschicht zweckmässig lose an dem Gleitring und/oder dem Tragring an, so daß also ohne weiteres ausschließlich der Gleitring oder die Zwischenschicht ausgewechselt werden können, während der Tragring, der meist keinem wesentlichen Verschleiß ausgesetzt ist, beibehalten werden kann. Es ist für bestimmte Zwecke aber auch vorteilhaft, wenn der Gleitteil über die Zwischenschicht fest mit dem Tragtg^l, vorzugsweise durch KLebung, Schweißung oder Vulkanisation verbunden ist. In jedem Fall kann mindestens ein Teil, nämlich beispielsweise der Gleitteil oder die Zwischenschicht oder der Tr^agteil aus einzelnen Stücken, wie Segmenten, bestehen, also mehrteilig sein.

Zur v/eiteren Veningerung der axialen Erstreckung des Erfindungsgegenstandes liegen die einander zugewandten Verbindungs- bzw. Anlageflächen des Gleitteiles und der Zwisohenschicht und/oder der Zwischenschicht und des Tragteiles in zur Achse im wesentlichen

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senkrechten Ebenen.

Der Gleitteil des erfindungsgemässen Laufringes kann in einfacher Weise als Stanzteil aus hochwertigem Metall ausgebildet sein. In diesem Fall ist der Gleitteil in sich elastisch, so daß er sich, beispielsweise im Zusammenwirken mit der elastischen Zwischenschicht, äusserst genau den jeweiligen Gegebenheiten anpassen kann. Der Gleitteil kann aber auch aus hochwertigem Kunststoff, wie Tetrafluoräthylen oder dgl. bestehen. Ferner ist es möglich, den Gleitteil aus Kohlenstoff, vorzugsweise Kohle bzw. Graphit herzustellen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Gleitteil aus Oxydkeramik herzustellen, wobei es auch denkbar ist, den Gleitteil durch einen Träger, beispielsweise aus rostfreiem Stahl zu bilden, der mit einem Keramiküberzug von wenigen Zehnteln eines Millimeters versehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den Zeichnungen dargestelltenAusführungsbeispiels näher erläutert; die Zeichnungen geben ein Ausführungs-

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belspiel mit den für die Erfindung wesentlichen Teilen annähernd maßstabgerecht wieder. Diese Teile werden» soweit sie nicht aus den Zeichnungen ohne weiteres erkennbar sind« anhand der Zeichnungen erläutert. Es sind dargestellt in i ■ ι

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Flg. 1 ein erflndungsgemasser, an einer Pumpe angeordneter Laufring im Axialschnitt,

Fig. 2 der Laufring geraäss Fig. 1 in entspanntem : ' Zustand. j ■

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, 1st eine' erflndungsgemasser Laufring 1 in einer stirnseitigen zylindrischen Aussparung 2 der Nase 5 eines Flügelrades 4 einer Pumpe angeordnet, wobei das Flügelrad 4 auf der Pumpenwelle 5 angeordnet ist und sich mit dieser dreht.

Der Laufring 1 besteht aus einem in der ringförmigen Ausikrung 2 liegenden und an deren Stirnfläche

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abgestützten Tragring 9 aus vergleichsweise billigem Werkstoff und einem an dessen Stirnfläche abgestütaen Gleitring 10, der gleichen Außen- und Innendurchmesser wie der Tragring 9 aufweistund dessen axiale Erstreckung wesentlich kleiner als diejenige des Tragringes 9 ist, vorzugsweise weniger als 1 mm betragt. Der Gleitring 10 besteht aus einem verschleißfesten und hochhitzebeständigen Werkstoff. Zwischen dem Gleitring 10 und dem Tragring 9 ist ein vorzugsweise kompresslbel elastischer Zwischenring 11 angeordnet, dessen axiale Erstreckung wesentlich grosser als die des Gleitringes 10 ist; beim dargestellten AusfUhrungsbeispiel ist die axiale Erstreckung des Zwischenringes 11 im Betriebszustand des Laufringes 1 gemäss Fig. 1 etwa vier Mal so groß wie diejenige des Gleitringes 10, während die axiale Erstreckung des Zwischenringes 11 bei entspanntem Laufring 1 gemäss Fig. 2 etwa sechs Mal so groß wie diejenige des Gleitringes 10 ist. Der Zwischenring 11 kann beispielsweise durch Klebung mit mindestens einem der beiden übrigen Ringe 9, bzw. 10 verbunden sein.

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In entspanntem Zustand gemäss Fig. 2 hat der Zwischenring 11 genau den gleichen Außen- sowie Innendurchmesser wie die Ringfeile 9, 10. In montiertem Zustand ist dem Laufring 1 ein Gegen« laufring 8 zugeordnet, der mit seiner dem Laufring Stirnfläche an der freien Stirnfläche des Gleitringes 10 des Laufringes 1 ganzflächig anliegt und der durch eine entsprechende Druckfeder

gegen den Laufring 1 gedrückt wird.

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In Betriebszustand ist der Laufring 1 also in Achsrichtung zusammengedrückt. Wie Pig* I zeigt, sind die Aussendurchmesser des Tragringes 9 und des Gleitringes 10 kleiner als der Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 2, ao daß der Tragring 9 leicht in die Bohrung 2 eingeschoben werden kann; hierbei ist es möglich, den Außendurchmesser des Tragringes 9 im Verhältnis zum Innendurchmesser der Bohrung 2 so zu wählen, daß der Tragring 9 mit leichtem Schiebesitz in die Bohrung 2 eingeführt werden knn. Infolge der durch die Feder 6 auf den Laufring 1

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wirkenden axialen Pressung wird der elastische Zwischenring 11 axial zusammengedrückt bzwl. gequetscht, so daß er versucht, radial nach außen auszuweichen und sich mit seiner Umfangsfläche 12 fest gegen die Innenfläche der Bohrung 2 presst. Die als Stütz- bzw. Dichtfläche ausgebildete Umfangsfläche 12 bewirkt dabei eine Abdichtung des Umfanges des Lauf ringes 1 gegenüber der Innenl/fäche der Bohrung 2 und ggf. eine Zentrierung des Lauf ringes 1 ebenfalls gegenüber dar Bohrung 2. Ist der Äußendurohtiesser des Tragringes 9 entsprechend kleiner als der Innendurchmesser der Bohrung 2 oder ist der Innendurchmesser des Tragringes 9 entsprechend grosser als der Außendurchmesser der Welle 5, d.h. also wenn der Tragring selbst nicht zur Zentrierung des Laufrlnged 1 herangezogen wird, sondern diese Zentrierung durch den Zwischenring 11 erfolgt, so 1st der Tragring 9 zweokmässig fest, beispielsweise durch Klebung mit dem Zwischenring 12 verbunden.

Wie dargelegt,übt der elastische Zwischenring 11

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selbst eine axial gerichtete Federkraft aus, durch welche die Gleitflächenpressung, mit welcher der Laufring 1 und der Gegenlaufring 8 gegeneinander gepresst werden, mitbestimmt wird. In bestimmten Fällen ist es auch adenkbar, auf eine besondere Feder 6 zur Erzielung dieser Gleitflächenpressung zu verzichten und die Gleitflächenpressung ausschließlich durch den axial vorgespannten elastischen Zwischenring 11 zu verursachen. Insbesondere in diesem Fall kann der Gegenlaufring 8 .ähnlich oder genau gleich wie der Laufring 1 ausgebildet sein, so da£ eine weitere Vereinfachung im Aufbau der Gleitringdichtung gegeben 3st.

Die Ringe 9 bis 10 weisen beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils zwei Stirnflächen auf, von denen jede in einer zur Achse des Laufrhges 1 senkrechten Ebene liegt und als geschlossene Ringfläche ausgebildet ist.

Durch die gegenüber dem Gleitring 10 verhältnismässig dicke elastische Zwischenschicht 11 ergibt sich beim Erfindungsgegenstand eine gute Geräuschdämpfung.

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Claims

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Ansprüche

Laufring für axial wirkende Gleitringdichtui&n, der aus mlndestensjzwei Teilen besteht, van denen einer als Tragteil und ein anderer, äußerer, in Aohsriohtung daneben liegender Teil als 01eltteil ausgebildet sind und bei

dem zwischen diesen Teilen eine Zwischenschicht vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daa der Gleitteil (10) dünner ist als die Zwischenschicht (11).

Laufring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitringdicke weniger als 1 mm beträgt.

Laufring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschiht (H) aus einem elastischen, vorzugsweise elastisch kompresslblen Werkstoff besteht.

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4.) Laufring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) aus Kunststoff besteht.

5.) Laufring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) aus einem poräsen Werkstoff, vorzugsweise feinporigem Schaumgummi besteht.

6.) Laufring nach einem dervorhergehenden Ansprüche, dadprch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) wenigstens im Betriebszustand radial nach aussen über den übrigen Laufring (1) vorsteht.

7.) Laufring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) wenigstens im Betriebszustand radial nach innen über den übrigen Laufring vorsteht.

8.) Laufring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äussere und/oder innere, vorzugsweise ringförmige ununterbrochene geschlossene Umfangsfläche der

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Zwischenschicht (11) als Stützfläche, vorzugsweise als Dichtfläche (12) ausgebildet sind (ist). : I

j : Laufring nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Zwischenschicht (11) als Quevtschelement ausgebildet 1st. , j

Laufring nach einem der Ansprüche 3 bis 9$ dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Zwischenschicht (11) als Federelement für die Oleitflächenpressung vorgesehen ist.

Laufring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daduroh gekennzeichnet, daß die Umfangsflachen des Gleitteiles (10) und der Zwischenschicht (11) und/oder der Zwischenschicht (11) und des Tragteiles (9)* vorzugsweise bei entspanntem Laufring (l) gemeinsame Mantellinien, vorzugsweise glelohe Durchmesser haben.

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12.) Laufring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil, vorzugsweise alle Teile (9 bis 10) des Laufringes ringförmig sind.

13.) Laufring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) mindestens eine Wölbung, Rille, Mut oder dgl. aufweist.

14.) Laufring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) lose an dem Gleitring (10) und/oder dem Tragring (9) anliegt.

15.) Laufring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitteil (10) und die Zwischenschicht (11) fest, vorzugsweise durch Klebung, Schweissung, Vulkanisation oder dgl. miteinander verbunden sind.

16.) Laufring nacheinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragteil (9) und

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die Zwischenschicht (11) fest, vorzugsweise durch Klebung, Schweissung, Vulkanisation od.dgl. miteinander verbunden sind.

17.) laufring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Verbindungsbzw. Anlageflächen des Gleitteiles(lo) und der Zwischenschicht (11) und/oder der Zwischenschicht (11) und des Tragteifes (9) in zur Achse des Laufringes (1) im wesentlichen senkrechten Ebenen liegen.

18.) Laufring nacheinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß der Gleitteil (10) als Stanzteil aus hochwertigem Metall (befepieisweise V2A) ausgebildet ist.

19.) Laufring nach einemder Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitteil (10) aus hochwertigem Kunststoff^ wie Tetrafluoräthylen od.dgl. besteht.

20.) Laufring nach einem der Ansprüche 1 bis 17, daduch gekennzeichnet, daß der Gleitteil (10) aus Kohlenstoff, vorzugsweise Kohle (Graphit) besteht.

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Laufring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche des Gleitteiles (10) aus Gxydkeramik besteht.

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