DE19846124C1

DE19846124C1 - Gleitringdichtung

Info

Publication number: DE19846124C1
Application number: DE1998146124
Authority: DE
Inventors: Bernd Stephan; Klaus Pesch
Original assignee: CR Elastomere GmbH
Current assignee: SKF Sealing Solutions GmbH
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-03-23
Anticipated expiration: 2018-10-08
Also published as: NL1013213C2; NL1013213A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung, insbesondere für Pumpen oder dgl., bestehend aus einer Membran (1) aus elastomerem Werkstoff, einem mit der Membran verbundenen Gleitring (2) aus verschleißfestem Werkstoff und einer Tellerfeder (3) zur axialen Anstellung des Gleitringes gegen eine Anlauffläche eines Gegenringes (4) oder dgl., wobei die Membran in einer Schnittebene, welche die Längsachse enthält, mit zwei axial verlaufenden Schenkeln (6 bzw. 7) ausgebildet ist, von denen der radial äußere (6) als Sitzfläche für die Aufnahme der Gleitringdichtung in einer Bohrung (8) des Pumpengehäuses (9) dient, während der radial innere (7) mit dem Gleitring (2) verbunden ist, und die Tellerfeder (3) mit ihrem äußeren Umfangsrand an einer mit dem Gehäuse (9) verbundenen Anlagefläche und mit ihrem inneren Umfangsrand an einer Schulter oder dgl. des Gleitrings (2) anliegt. Um den Gleitring gut zentrieren sowie leicht ein- und ausbauen zu können, wird der radial innere Schenkel (7) der Membran (1) mit seiner Bohrungsfläche (10) auf eine Außenumfangsfläche (11) des Gleitrings (2) aufgesetzt und durch ein auf seine Mantelfläche (12) aufgesetztes radial wirkendes Spannelement (13) gegen den Gleitring (2) gepreßt, wobei das Spannelement (13) mit einem radial nach innen gerichteten, den radial inneren Schenkel (7) der Membran (1) sowie eine Stirnfläche des Gleitrings (2) hintergreifenden Flansch (14) versehen ist und wobei der Flansch (14) mit einem den inneren Umfangsrand (16) ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Gleitringdichtungen zur Abdichtung von rotierenden Wellen gegenüber Gehäusen oder dgl. bestehen im allgemeinen aus einer Membran oder einem Balg aus elastomerem Werkstoff, die/der - je nach Einbau - in der Bohrung oder am Mantel einen Gleitring aus verschleißfestem Werkstoff trägt, wobei der Gleitring durch eine axial wirkende Feder, meist Schraubenfeder, gegen einen feststehenden Gegenring angepreßt wird. Gleitringdichtungen dieser Art sind beispielsweise aus der US 3 160 418 und der US 3 291 492 bekannt.

Es sind auch Gleitringdichtungen bekanntgeworden, bei denen als Anpreßfeder Tellerfedern oder dgl. verwendet werden. Bei einer dieser bekannten Ausführungen ist die scheibenförmige Tellerfeder mit einem Umfangsrand zusammen mit der im wesentlichen ebenfalls scheibenförmigen Membran zwischen den radialen Flanschen zweier ineinander gepreßter und vorzugsweise auf der Welle aufgesetzter Winkelringe eingespannt, während der freie Umfangsrand gegen einen ringförmigen Ansatz an der Membran oder einen separat ausgebildeten Gleitring federnd anliegt und diesen gegen den Gegenring oder dgl. anpreßt (US-PS 2 608 425).

Diese bekannte Ausführung weist eine Vielzahl von Einzelteilen auf, die einen zeitaufwendigen Zusammen- und Einbau erfordern und wobei aufgrund der metallischen Berührung zwischen den Winkelringen und der Welle Leckagen des abzudichtenden Mediums eintreten können.

Es ist weiterhin eine Gleitringdichtung bekannt geworden, bei der eine im Längsschnitt C-förmige Membran verwendet wird, bei der der radial äußere Schenkel als Sitzfläche der Gleitringdichtung in einer Bohrung oder Ausnehmung im Pumpengehäuse und der radial innere zur Aufnahme des Gleitringes dient, der mit Hilfe eines diesen Schenkel umgebenden Halte- oder Befestigungsringes drehfest mit der Membran verbunden ist (DE 198 01 112 A1). Dieser Haltering ist als zylindrische geschlossene Hülse ausgebildet, die - um ihre Funktion zu erfüllen mit Untermaß ausgebildet sein muß. Bei einem Ausführungsbeispiel dieser bekannten Lösung ist die Tellerfeder und der Haltering einstückig ausgebildet. Dies erschwert den Einbau und einen etwaigen Ausbau des sehr leicht verschleißenden Gleitringes. Außerdem ist eine gute Führung und Zentrierung der Tellerfeder in Bezug auf den Gleitring und umgekehrt nicht immer gewährleistet.

Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, eine Gleitringdichtung der vorstehend genannten Art so zu verbessern, daß der Gleitring gut zentriert ist und leicht ein- und ausgebaut werden kann, sowie die Tellerfeder immer gut geführt und in ihrer Funktion nicht behindert ist, so daß immer eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet ist, wobei die Gleitringdichtung aus einfachen Teilen aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird mit den Maßnahmen des Hauptanspruches gelöst.

Durch die Anordnung eines radial wirkenden Spannelements, das nach weiteren Merkmalen der Erfindung eine geschlossene oder geschlitzte Hülse, ein radial wirkender Federring oder eine Schraubenzugfeder oder dgl. sein kann, kann dieses Spannelement in Verbindung mit den weiteren Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs leicht auf die Mantelfläche des inneren Schenkels der Membran aufgesetzt oder gelöst werden. Das erleichert nicht nur den Austausch eventuell verschlissener Gleitringe, sondern auch von Gleitringen unterschiedlicher Werkstoffe. Damit wirkt auch die Tellerfeder unmittelbar auf den Gleitring und nicht über den elastischen Werkstoff der Membran.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

So bewirken die Maßnahmen nach Anspruch 7 und 8, daß die Tellerfeder außerhalb des abzudichtenden Mediums liegt, so daß diese nicht durch aggressive Medien angegriffen, in ihrer Wirkung beeinträchtigt oder gar zerstört werden kann.

Die Membran kann nach Anspruch 9 auch Z-förmig mit zwei in entgegengesetzte Richtungen weisenden Schenkeln ausgebildet werden.

Zur sicheren axialen Festlegung der Tellerfeder und damit auch zur Bildung einer einbaufertigen Einheit wird gemäß Anspruch 10 der freie Umfangsrand der Tellerfeder mindestens während des Transportes an dem entsprechenden Schenkel der Membran abgestützt. Nach dem Einbau kann durch ein geeignetes Werkzeug dieser Umfangsrand der Tellerfeder von dem Schenkel der Membran gelöst werden.

Zur Abstützung wird nach Anspruch 11 der den freien Umfangsrand der Tellerfeder abstützende Schenkel der Membran mit einem vorstehenden radialen Flansch versehen.

Um einerseits den Sitz und die Abdichtung der Membran in der die Gleitringdichtung aufnehmenden Gehäusebohrung zu verbessern und andererseits ein Eingraben der Tellerfeder in den Werkstoff der Membran zu verhindern, wird gemäß Anspruch 12 die Membran mit einem Verstärkungsring versehen, der eingepreßt, eingegossen oder einvulkanisiert sein kann. Dieser Verstärkungsring, der vollständig eingebettet oder zur besseren Zentrierung im Gehäuse auch mit einem vorstehenden hülsenförmigen Abschnitt versehen sein kann, kann zur Abstützung des freien Randes der Tellerfeder dienen, wobei im Betriebszustand durch den Verstärkungsring verhindert wird, daß die Tellerfeder sich in den elastomeren Werkstoff der Membran einarbeitet und diese beschädigt. Somit wird eine negative Beeinflussung der funktionswichtigen Axialkraft vermieden.

Weiterhin wird die Abstützung durch die Maßnahme nach Anspruch 13, nämlich Schaffung eines radialen Flansches, verbessert. Der Verstärkungsring und dieser Flansch, über den die Tellerfeder beim Zusammenbau der Gleitringdichtung hinweggedrückt wird, bilden eine Art Kammer zur Aufnahme der Tellerfeder. In dieser Kammer kann sich die Tellerfeder in axialer Richtung - nur begrenzt durch den Flansch - frei bewegen. Der Flansch hält dabei die Teile der Gleitringdichtung zusammen, so daß eine einbaufertige Einheit gebildet wird, die sicher gelagert und transportiert werden kann.

Die Erfindung soll nachstehend anhand des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. Die Figur zeigt einen Teilquerschnitt durch eine Gleitringdichtung.

Die im Teilschnitt dargestellte Gleitringdichtung besteht aus der Membran 1 aus elastomerem Werkstoff, dem mit der Membran 1 verbundenen Gleitring 2 aus verschleißfestem Material, z. B. Kohle oder Graphit, und der z. B. mit Zungen versehenen Tellerfeder 3, die den Gleitring 2 gegen den nur andeutungsweise dargestellten Gegenring 4 anpreßt.

Die Membran 1 ist im Längsschnitt, d. h. in einer Schnittebene, welche die Längsachse 5 enthält, U-förmig gestaltet, d. h. sie weist zwei in die gleiche axiale Richtung weisende Schenkel 6 und 7 auf, wobei der radial äußere Schenkel 6 in einer Bohrung 8 des Gehäuses 9 eingesetzt ist. Der radial innere Schenkel 7 nimmt in seiner Bohrung 10 die Außenumfangsfläche 11 des Gleitrings 2 auf. Auf der Mantelfläche 12 des Schenkels 7 ist eine Hülse 13 aufgesetzt, die den Gleitring 2 fest und dicht mit dem Schenkel 7 der Membran 1 verbindet. Die Hülse 13 weist einen radial nach innen gerichteten Flansch 14 auf, der am freien Ende mit einem ringförmigen Vorsprung 15 versehen ist, auf dem sich der innere Umfangsrand 16 der Tellerfeder 3 abstützt. Die Tellerfeder 3 liegt mit ihrem äußeren Umfangsrand 17 an einem radialen Flansch 18 des den radial äußeren Schenkel 6 der Membran 1 versteifenden Verstärkungsrings 19 an.

Claims

1. Gleitringdichtung, insbesondere für Pumpen oder dgl., bestehend aus einer Membran (1) aus elastomerem Werkstoff, einem mit der Membran verbundenen Gleitring (2) aus verschleißfestem Werkstoff und einer Tellerfeder (3) zur aalen Anstellung des Gleitringes (2) gegen eine Anlauffläche eines Gegenringes (4) oder dgl., wobei die Membran (1) in einer Schnittebene, welche die Längsachse enthält, mit zwei axial verlaufenden Schenkeln (6, 7) ausgebildet ist, von denen der radial äußere (6) als Sitzfläche für die Aufnahme der Gleitringdichtung in einer Bohrung (8) des Pumpengehäuses (9) dient, während der radial innere (7) mit dem Gleitring (2) verbunden ist, und die Tellerfeder (3) mit ihrem äußeren Umfangsrand an einer mit dem Gehäuse (9) verbundenen Anlagefläche und mit ihrem inneren Umfangsrand an einer Schulter oder dgl. des Gleitrings (2) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innere Schenkel (7) der Membran (1) mit seiner Bohrungsfläche (10) auf eine Außenumfangsfläche (11) des Gleitrings (2) aufgesetzt und durch ein auf seine Mantelfläche (12) aufgesetztes radial wirkendes Spannelement (13) gegen den Gleitring (2) gepreßt ist, daß das Spannelement (13) mit einem radial nach innen gerichteten, den radial inneren Schenkel (7) der Membran (1) sowie eine Stirnfläche des Gleitringes (2) hintergreifenden Flansch (14) versehen ist und daß der Flansch (14) mit einem den inneren Umfangsrand (16) der Tellerfeder (3) abstützenden, axial verlaufenden Vorsprung (15) versehen ist.

2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannelement eine geschlossene Hülse (13) vorgesehen ist.

3. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannelement eine geschlitzte Hülse vorgesehen ist.

4. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannelement ein radial wirkender Federring vorgesehen ist.

5. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannelement eine Schraubenzugfeder (20) vorgesehen ist.

6. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der radial innere, axial verlaufende Schenkel (7') der Membran (1) mit einer ringförmigen Ausnehmung (23) oder dgl. zur axialen Fixierung des Spannelementes (20) versehen ist.

7. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) U-förmig mit zwei in gleicher axialer Richtung weisenden Schenkeln (6, 7) ausgebildet ist.

8. Gleitringdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verlaufenden Schenkel (6, 7) der U-förmig ausgebildeten Membran (1) mit ihren freien Enden vom Gegenring (4) wegweisend angeordnet sind.

9. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) Z-förmig mit zwei in entgegengesetzten Richtungen weisenden Schenkeln (6', 7') ausgebildet ist.

10. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Umfangsrand (17) der Tellerfeder (3) mindestens während des Transportes an dem äußeren Schenkel (6) der Membran (1) abgestützt ist.

11. Gleitringdichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der den äußeren Umfangsrand (17) der Tellerfeder (3) abstützende Schenkel (6) der Membran (1) mit einem vorstehenden radialen Flansch zur axialen Festlegung der Tellerfeder (3) versehen ist.

12. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (1) mit einem Verstärkungsring (19) versehen ist, an dem sich der freie Umfangsrand (17) der Tellerfeder (3) abstützt.

13. Gleitringdichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsring (19) im Bereich des freien Endes des axial verlaufenden Schenkels (6) mit einem radialen Flansch (18) zur axialen Festlegung der Tellerfeder (3) versehen ist.