Itrdrodynaminch tragendes, azd.ales Gleitringpaar
insbesondere Gleitringdichtung
Die Erfindung bezieht sich auf ein hyärocdynamisch
firagendee, axiales Gleitringpaar, insbesondere auf
eine Gleitringdichtung, deren planparallele, ring-
förmige, aufeinander laufende Gleitfehen eines
rotierenden Gleitringes und 'eines Gegenringes zur-
Vergrößerung des hydrodynamischen Schmiertmgs- und
Traganteiles und/oder zur Intensivierung der Kühlung
entsprechend besonders gestaltet sind*
Kydrodynamische Schmiereffekte werden. erzeugt durch
ixe Drehrichtung ansteigende Flächen. Zwischen einer
ebenen und einer geneigten Fläche bildet sich im
Schmierkeil das bydrodynamsche DruWeld ause
las ist bekannt, geneigte Flächen durch thermische
Verwertungen zu erzeugen* Die Dichtflächen derartiger
Gleitringpaarungea werdet als Planflächen gefertigt.
Ausnehmungen in. einer oder beiden Gleitflächen bewirken,
daß die beim ?auf entsprechende Reibungswärme örtlich
ungleichmäßig abgeführt wird. Das dadurch entstehende
räumliche Temperaturprofil erzeugt durch Wärmespannungen
Verwerfungen, die im Lauf hydrodynamische Druokfelder
ausbilden.
Nachteilig ist bei diesen Dichtungen, daß Ringe aus harten
Werkstoffen, $.B. aus Karbiden, nur schwer mit diesen
Ausnehmungen versehen werden können.
Na ist Weiter nachteilig, daß die hydrodynamische Funktion
derartiger bekannter Gleitringdiohtungen an ein Temperatur-
profil gebunden ist, dessen Spitzen und Unterschiede die
Temperatureinsatzgrenze bestimmte
Ka ist auch nachteilig, daß die gezielt erzeugten thermischen Verwerfungen sich
über die gesamte Dichtbreite erstrecken. Der dadurch ungleichmäßig vergrößerte Dichtspalt
hat größere IAckverluste zur Folge, insbesondere auch infolge des hydrodynamischen
Druckes im Spalte
Bine optimale Anpassung der 1Wdrodpnaichen Tragfähigkeit
dieser Dichtungen an den speziellen- Betrieüsf"all`' erscheint
sehr schwierig. Die theoretische Bedan.dlung der bWä#
dynamischen Tragfähigkeit solcher bekannter Gleitring-
dichtengen ist Wegen des ständigen Spiels zwischen. Vor-
schleiß und Verwerfung mit den heute bekannten, Mitteln
Bekannt ist auch die byärocnamischs Sabmiex,- und Trag-
wirkung mittels in. Drebrichtung geneigt gefertigter
Tragflächen zu erzeugen. Derartige Gleitringdichtungen
sind nur mit großem Xostenaufwsnd, herzustellen. Der
Aufwand wird ao oh größere wenn die. Funktion zwei Dre
aichtüngen möglich sein soll. Is ist nachteilig, deß
diese Dichtungen wie laialgleitlager empfindlich sind
gegen Fremdkörper. I. den Scizierkel geratene Fest-
körper können nicht wieder ausgesgÜlt -werden Land
fUhren
schnell zur Zerstörung der Dichtung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fertigung
der die b7drodynamisehe Schmier- und. Tragwirkung er-
zeugenden Elemente technisch einfacher und kostengünstiger
zu gestalten bei gleichzeitiger Stabilisierung und Per-
besserung der hydroögaamischen Effekte und Erweiterung
der Einsatzgrenzen.
erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die
Dichtfläche eines Ringes mit in radialer Richtung ge-
neigten Flächen versehen wird..
Die Erfindung Wird an drei nachstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1: -Schnitt und Draufsicht auf die Gleitfläche
eines von außen beaufschlagten Gleitringes.
311g. 2s Schnitt und Draufeicht auf dien Gleitfläche
eines von innen beaufschlsgten Gleitringes.
Fig, 39 Schnitt und Draufsicht auf die Gleitfläche
eines Gleitringes, der von außen beaufschlagt
v&rd und mit Nuten und Rohrungen zur Inten-
sivierung der Kühlung versehen ist.
in der Gleitfläche des Ringes nach Fig. 'I sind Dicht-
und Tragfunktion vereinigt. Die Gleitfläche 'I ist auf
der dem Druckmedium zugekehrten Seite mit in radialer
Richtung geneigten, vorwiegend ebenen Flächen 2 ver-
sehen4 Die Flächen 2 vermitteln der Gleitfläche in jeder
Drehrichtung gleiche bydrodynamische Eigenschaften.
Wird die Dichtung von innen beaufschlagt, so sind die
radial geneigten Flächen 3 als Zylinderflächen ausge-
führt. Die Fig. 3 zeigt einen Gleitcingg dessen Gleit-
fläche mittels einer-Ringnut 5 in zwei konzentrische
Ringflächen die Dichtfläche 6 und die Tragfläche ?
geteilt ist, Infolge Zentrifugalkraftwirkung des
Kühl- und Schmierstoffes in den Radialnuten 4 fließt
ein beständiger Kühlstrom durch die Ringnut 5, wobei
dieser ebenso durch Bohrungen 3:m Gleit- wie im Gegen-
ring der Ringnut zugeführt werden kann.
Die erfindungsgemäße Ausführung hat den Vorteil, äaß die radial geneigten Flächen
2 und 3 selbst an Gleitringen aus harten Gleitwerkstoffen, wie beispielsweise Metallkarbiden,
mittels einfachster Sohleiftechnologie angebracht werden können. Die -Flächen 2
und. 3 sind in gleicher Weise einfach als ebene und als Zylinderflächen ausführbar*
Rin Vorteil besteht darin, duß die drodynamische
Wirksamkeit der geneigten Flächen 2 und 3 unabhängig
ist von der Drehrichtung.
3s ist vorteilhaft, daß die b7äroamieche Tragwirkung
mit einfachen Mitteln zu verlern ist. Dazu ist die
Änderung der Anzahl der Flächen. 2 und 3 und der Neigung
dieser Flächen gleichermaßen geeignet wie die Veränderung
der Größe der Tragfläche 7. Damit ist die Möglichkeit
einer optimalen hydrodynamischen lntlastung der
Dichtfläche 1 bzw. 6 verbunden. Itr drodynaminch bearing, a z d.ales sliding ring pair
especially mechanical seal
The invention relates to a hyärocdynamic
firagendee, axial sliding ring pair, in particular on
a mechanical seal whose plane-parallel, ring-
shaped sliding feet running one on top of the other
rotating seal ring and 'a counter ring to
Enlargement of the hydrodynamic lubrication and
Portion and / or to intensify the cooling
are specially designed *
Hydrodynamic smear effects are. produced by
ixe direction of rotation rising surfaces. Between one
flat and an inclined surface is formed in the
Lubricating wedge ause the Bydrodynamsche DruWeld
las is known to incline surfaces by thermal
Generate recoveries * The sealing surfaces of such
Slide ring pairs are manufactured as flat surfaces.
Cause recesses in one or both sliding surfaces,
that the at? on corresponding frictional heat locally
is discharged unevenly. The resulting
spatial temperature profile generated by thermal stresses
Faults in the course of hydrodynamic pressure fields
form.
The disadvantage of these seals is that rings are made of hard
Materials, $ .B. made of carbides, only difficult with these
Recesses can be provided.
Na Another disadvantage is that the hydrodynamic function
such known mechanical seal to a temperature
profile is bound, its tips and differences the
Temperature limit certain
Ka is also disadvantageous that the deliberately generated thermal distortions extend over the entire sealing width. The resulting unevenly enlarged sealing gap results in greater corner losses, in particular as a result of the hydrodynamic pressure in the gap Bine optimal adaptation of the 1Wdrodpnaichen load capacity
of these seals to the special company "all""appears
very difficult. The theoretical requirement of the b W ä #
dynamic load capacity of such known slide ring
dense is because of the constant play between. Before-
wear and tear with the means known today
Also known is the Byärocnamischs Sabmiex, - and Trag-
effect by means of inclined in the direction of rotation
Generate wings. Such mechanical seals
can only be produced at great expense. Of the
Effort becomes ao oh greater if that. Function two Dre
changes should be possible. Is is disadvantageous to that
These seals are sensitive like sliding bearings
against foreign bodies. I. Feasts advised against
body can not re ausgesgÜlt -Will country f s PM
quickly destroying the seal
The invention is based on the object of manufacturing
which the b7drodynamisehe lubrication and. Carrying effect
generating elements technically simpler and cheaper
with simultaneous stabilization and persistence
improvement of the hydro-organic effects and expansion
the application limits.
according to the invention this is achieved in that the
Sealing surface of a ring with radial direction
inclined surfaces is provided.
The invention is described in three ways below
Embodiments explained in more detail.
Fig. 1 : -section and plan view of the sliding surface
an externally loaded sliding ring.
311 g. 2s cut and plan view on the sliding surface
a sliding ring acted upon from the inside.
Fig. 39 Section and plan view of the sliding surface
a sliding ring, which is acted upon from the outside
v & rd and with grooves and pipes for internal
sivating the cooling is provided.
in the sliding surface of the ring according to Fig. 'I are sealing
and support function combined. The sliding surface 'I is on
the side facing the print medium with in radial
In the direction of inclined, predominantly flat surfaces 2
see4 The surfaces 2 mediate the sliding surface in each
Direction of rotation has the same dynamic dynamic properties.
If the seal is acted upon from the inside, the
radially inclined surfaces 3 designed as cylinder surfaces
leads. Fig. 3 shows a Gleitcingg whose sliding
surface by means of an annular groove 5 in two concentric
Ring surfaces the sealing surface 6 and the wing?
is divided, as a result of the centrifugal force of the
Coolant and lubricant flows in the radial grooves 4
a constant flow of cooling through the annular groove 5, wherein
this also through holes 3: m sliding as in the opposite
ring can be fed to the annular groove.
The embodiment according to the invention has the advantage that the radially inclined surfaces 2 and 3 can themselves be attached to sliding rings made of hard sliding materials, such as metal carbides, by means of the simplest sole technology. The surfaces 2 and. 3 can be designed in the same way simply as flat and cylindrical surfaces * The advantage of this is that it is drodynamic
Effectiveness of inclined surfaces 2 and 3 independently
is on the direction of rotation.
3s is advantageous that the b7äroamieche load-bearing effect
can be unlearned with simple means. This is the
Change in the number of faces. 2 and 3 and the slope
these areas are equally suitable as the change
the size of the wing 7. This is the possibility
an optimal hydrodynamic relief of the
Sealing surface 1 or 6 connected.
Vorteilhaft ist weiter, daß die hydrodynamischen Laufeigenschaften
der,Gleitringpaarung nahezu unabhängig sind von der beispielsweise nach Fig. 3 vorgesehenen
Kühlung der Gleitflächen, daß diese Kühlung zur weitgehenden Vermeidung vün Temperaturspitzen
am Umfang gleichmäßig intensiv vorgesehen werden kann, und daß die erfindungsgemäße
Ausführung der lydrodynamisch wirksamen Tragflächen 2 bzw. 3 die Ebenheit der Dichtflächen
1 bzw. 6 im Betrieb nicht beeinträchtigt, das heißt,näch hinreichender Einlaufzeit
sind diese Flächen eben und damit höchstmöglich dicht im Gegensatz zu solchen Gleitringdichtungen,
deren hydrodynamische Wirksamkeit auf Verwerfungen beruht. Es ist ein Vorteil, daß
die Tragfähigkeit der erfindungsgemäßen Tragflächen 2 bzw. 3 der theoretischen Behandlung
zugänglich ist. Ein Vorteil liegt auch in dem Umstand, daß die auf der Tragfläche
7 und der Dichtfläche 6 laufende Fläche des Gegenringes aus Materialien unterschiedlicher
Verschleißfestigkeit hergestellt werden können (z.B., indem eine Fläche mit einer
Panzerschicht versehen ist).It is also advantageous that the hydrodynamic running properties
the sliding ring pairing are almost independent of the one provided according to FIG. 3, for example
Cooling of the sliding surfaces, that this cooling for the greatest possible avoidance of temperature peaks
can be provided on the circumference evenly intense, and that the invention
Execution of the hydrodynamically effective wings 2 and 3 the evenness of the sealing surfaces
1 or 6 not impaired in operation, that is, the next sufficient running-in period
are these surfaces flat and therefore as tight as possible in contrast to such mechanical seals,
whose hydrodynamic effectiveness is based on faults. There is an advantage in that
the load-bearing capacity of the wings according to the invention 2 or 3 of the theoretical treatment
is accessible. Another advantage lies in the fact that the on the wing
7 and the sealing surface 6 running surface of the counter ring made of materials of different
Wear resistance can be established (e.g. by covering a surface with a
Armor layer is provided).
Wird der Tragflächenpaarung die geringere Verschleißfestigkeit zugeordnet,
so ist der ständig maximaldichte Lauf der Dichtflächen gesichert. Die erfindungsgemäße
Ausführung der radial geneigten Flächen hat schließlich den Vorteil, daB die Neigungskomponente
in radialer Richtung sehr viel größer ist, als die in Umfangsrichtung. Deshalb können
Festkörperbestandteile infolge Zentrifugalkraftwirkung abgeschleudert werden.If the wing pairing is assigned the lower wear resistance,
this ensures that the sealing surfaces run at maximum density at all times. The inventive
Execution of the radially inclined surfaces finally has the advantage that the inclination component
is much larger in the radial direction than that in the circumferential direction. Therefore can
Solid components are thrown off as a result of the effect of centrifugal force.