DE2057685A1

DE2057685A1 - Federgehaeuse fuer eine Gleitringdichtung

Info

Publication number: DE2057685A1
Application number: DE19702057685
Authority: DE
Inventors: Tracy Herbert E
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1969-11-26
Filing date: 1970-11-24
Publication date: 1971-06-09
Also published as: NL7016742A; GB1252848A; US3612548A; ZA706834B; FR2072460A5; CA928737A

Description

Federgehäuse für eine Gleitringdichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Gleitringdichtungen, wie sie zur Abdichtung zwischen einem Gehäuse und einer sich drehenden Welle verwendet werden. Diese Dichtungen benutzen sich relativ zueinander drehende Gleitringe, die einander zugekehrte, extrem genau geläppte Ringflächen aufweisen, die zwischen sich die Dichtung bilden. Einer der Gleitringe ist drehfest im Gehäuse angeordnet, während der andere Gleitring auf der Welle bzw. einer sich mit der Welle drehenden Buchse befestigt ist. Der sich drehende Gleitring ist axial beweglich und wird durch eine oder mehrere Federn in Dichtungsanlage gegen den artsfesten Gleitring gedrückt. Die Federn sind in einem sich mit der Welle drehenden Federngehäuse angeordnet* Ein hierbei auftretender Mangel ist darin zu sehen, daß sich schädliche Abriebpartikel und Fremdkörper in den Federnkammern ablagern können, die die Wirksamkeit der Federn beeinträchtigen, so daß eine öftere Wartung der Dichtung erforderlich ist.

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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, ein Federngehäuse für eine Gleitringdichtung zu schaffen, bei dem sich ansammelnde Abriebpartikel und Fremdkörper durch Zentrifugalkraft aus demselben herausgeschleudert werden, wobei gleichzeitig ein Kühl- und Schmiermittelstrom im Federngehäuse geschaffen werden soll, mit dem jegliche schädliche Ablagerungen, die sich darin anzusammeln suchen, herausgespült werden.

Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine auf einer Welle befestigte zylindrische Buchse vorgesehen ist, die eine sich achsparallel erstreckende, jedoch exzentrisch angeordnete zylindrische Kammer aufweist, deren eines Ende zur Aufnahme einer Schraubendruckfeder offen ist, während das andere Ende als Widerlager für die Feder dient, und daß die Kammer über einen Strömungsmitteldurchgang mit der Außenseite der Buchse verbunden ist, der die Seitenwand der Kammer am Widerlager der Feder an der von der Buchsenachse entferntesten Stelle schneidet.

Die bevorzugte Ausfuhrungsform des Erfindungsgegenstandes zeichnet sich dadurch aus, daß mehrere Federnkammern in Umfangsteilungen auf einem Kreis um die Achse der Buchse angeordnet sind, und daß die Strömungsmitteldurchgänge durch eine die Seitenwand einer jeden Federnkammer schneidende Eindrehung der Außenfläche der Buchse gebildet sind*

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Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung soll nunmehr anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Pumpengehäuse

mit einer Gleitringdichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1 in Richtung der Pfeile gesehen;

Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 1 in Richtung der Pfeile gesehen;

Fig. h einen Längsschnitt nach Linie k-h der Fig. 5 , eine Baugruppe der Gleitringdichtung zeigend; und

Fig. 5 eine Endansicht der in Fig. k gezeigten Baugruppe von rechts gesehen.

In den Fig. 1,2 und 3 ist die Gleitringdichtung im Ganzen mit 10 bezeichnet· Diese Gleitringdichtung ist in einer Dichtungskammer 11 beispielsweise eines Pumpengehäuses 12, angeordnet. Die Dichtungskammer 11 steht mit dem Arbeitsraum der Pumpe (nicht gezeigt) über eine Wellenbohrung 13 in Verbindung. Eine sich drehende Welle 14 erstreckt sich durch die Bohrung 13 und die Dichtungekammer 11, wobei

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die Welle von einem außerhalb des Gehäuses 12 angeordneten Motor angetrieben ist und das Pumpenlaufrad 15» von dem nur ein Teil gezeigt ist, dreht.

Eine Buchse 16 ist auf der Welle 14 angeordnet, wobei ein Dichtungsring 17 zwischen einer radial einwärts gerichteten Schulter 18 der Buchse und einer radial auswärts gerichteten Schulter 19 der Welle angeordnet ist. Die Schulter 18 der Buchse ist zwischen der Schulter 19 der Welle und dem Pumpenlaufrad 15 eingeklemmt, um eine axiale Bewegung der Buchse auf der Welle zu verhindern und den Dichtungsring 17 zusanunenzudrücken und dadurch ein Durchlecken von Flüssigkeit durch den Spielraum zwischen der Buchse und der Welle zu verhindern. Eine Paßfeder 21 verbindet sowohl das Pumpenlaufrad 15 als auch die Buchse 16 drehfest mit der Welle 14, so daß das Laufrad und die Buchse sich gemeinsam drehen.

Ein Deckel 22 verschließt die Dichtungskammer 11 am äußeren Ende, wobei der Deckel am Gehäuse durch Stiftschrauben 23 und Muttern 2h, von denen nur eine gezeigt ist, befestigt ist. Ein Durchlecken von Flüssigkeit an der Verbindungsstelle zwischen dem Gehäuse 12 und dem Deckel 22 wird durch einen in einer Ringnut 26 des Deckels aufgenommenen O-Ring 25 verhindert, der am Gehäuse 12 anliegt.

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Der Deckel 22 weist eine Bohrung 27 auf, durch die sich die Welle 14 erstreckt. Ein. Ring 28 ist in die Bohrung eingesetzt und umgibt die Buchse 16 mit engem Sitz,um eine Sammelkammer 29 für Leckflüssigkeit zu bilden, die einen AbIaufkanal 31 aufweist.

In einer Ausnehmung 32 des Deckels 22 ist ein ortsfester Gleitring 33 angeordnet, der aus Hartmetall, beispielsweise Wolframkarbid, bestehen kann. Der ortsfeste Gleitring 33 weist eine Umfangsnut 34 auf, in der eine O-Ringdichtung 35 angeordnet ist, die einen Leckfluß von Flüssigkeit durch den engen Spalt zwischen dem Deckel und dem ortsfesten Gleitring verhindert und gleichzeitig den ortsfesten Gleitring durch Reibung in der Ausnehmung 32 hält. Der ortsfeste Gleitring weist eine radiale Dichtungsfläche 36 auf, die spiegelglatt geläppt ist und eine hochgradig ebene Fläche hat, wie dies bei Gleitringdichtungen üblich ist. Gegenüber dem ortsfesten Gleitring 33 ist ein sich drehender Gleitring 37 angeordnet, der ebenfalls eine radiale spiegelglatte Dichtungsfläche 38 aufweist, die der Dichtungsfläche 36 des ortsfesten Gleitringes gegenüberliegt. Der sich drehende Gleitring ist beispielsweise aus Graphit hergestellt.

Der sich drehende Gleitring ist axial gleitend auf der Buchse 16 angeordnet. Eine O-Ringdichtung 39 dichtet den sich drehenden Gleitring 37 gegenüber der Buchse 16 ab, so

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daß tinter Druck stehende Flüssigkeit nicht aus der Dichtungskammer 11 nach außen durch die Verbindung zwischen dem sich drehenden Gleitring und der Buchse durchlecken kann.

Es ist eine Vorrichtung vorgesehen, die den sich drehenden Gleitring mit der Welle antreibt und ihn in Dichtungsanlage gegen den feststehenden Gleitring drückt. Diese Vorrichtung weist ein im wesentlichen zylindrisches Federngehäuse 41 auf. Das Federngehäuse hat einen Boden 42 mit einer Borhung 43» mit der das Federngehäuse auf der Buchse l6 angeordnet ist. Das Federngehäuse 4i ist drehfest durch eine Stellschraube 44 mit der Buchse 16 verbunden. Das Federngehäuse weist einen sich nach vorn erstreckenden Wandabschnitt k$ auf, der den sich drehenden Gleitring 37 umgibt. Nahe dem vorderen Ende 46 des Federngehäuses innerhalb der zylindrischen Kammer 47 sind Mitnehmernasen 48 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel sind drei Mitnehmernasen 48 vorgesehen, die unter 120 auf der Innenseite des Wandabschnittes 45 angeordnet sind. Die Mitnehmernasen sind durch Punktschweißung am Wandabschnitt 45 befestigt, wie dies bei 49 gezeigt ist. Diese Mitnehmernasen 48 greiftn in entsprechende Mitnehmernuten 5I im Umfang des sich drehenden Gleitringes 37 ein. Das durch die Stellschraube 44 drehfest mit der Buchse 16 verbundene Ferngehäuse 41 dreht sich mit der Buchse 16 und nimmt durch den Eingriff der Mitnehmernasen in die Mitnehmernuten 51 den sich drehenden Gleiir'.r<g 37 mit.

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Die Vorrichtung, um den sich drehenden Gleitring 37 nachgiebig in Dichtungsanlage gegen den feststehenden Gleitring 33 zu drücken, weist mehrere Schraubendruckfedern $2. auf, die vorgespannt zwischen dem Federngehäuse kl und einer Federnhaltescheibe 53 angeordnet sind, welch letztere an der hinteren Stirnfläche $k des sich drehenden Gleitringes 37 angreift. Die Federn 52 sind in zylindrischen Federnkammern 55 angeordnet, die im Boden kZ des Federngehäuses 4i vorgesehen sind, wobei sie sich "

parallel zur Achse des Federngehäuses erstrecken. Die Federn passen mit losem Sitz in die Federnkammern. Die inneren Enden der Federnkammern sind im wesentlichen durch die Rückseite des Federngehäuses geschlossen und bilden ¥iderlager für die anderen Enden der Schraubendruckfedern 52.

Strömungsmitteidurchgangslöcher 57 sind im Wandabschnitt 45 des Federngehäuses vorgesehen. Strömungsmitteldurchgänge λ 58 verbinden die Federnkammern ^ mit der Außenseite des Federngehäuses 41 .

Wie am besten aus den Fig. 2 und h ersichtlich, werden die Strömungsmitteldurchgänge 58 dadurch hergestellt, daß zunächs-tj&ie Federnkammern 55 gebohrt werden und dann eine Eindrehung 59 im äußeren Umfang des Ferngehäuses 4i gemacht wird, die die inneren Enden der Federnkammern 55 an ihren

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radial äußeren Abschnitten schneidet, d.h. an Stellen, die nahe den inneren Enden der Kammern 55 am weitesten von der Längsachse des Federngehäuses 41 entfernt liegen. Die Eindrehung 59 ist am hinteren Ende des Federgehäuses 41 vorgesehen. Wie am beftten aus Fig. 2 ersichtlich, hat die Eindrehung 59 eine Tiefe, daß etwa l/h des inneren Endes einer jeden Federnkammer 55 zur Außenseite des Federngehäuses k-Λ hin offen ist. Wie weiterhin aus Fig. k ersichtlich, ist die Eindrehung in Längsrichtung ein kurzes Stück in jede Federnkammer 55 eingedreht, so daß die Strömungsmitteldurchgänge 58 die inneren Enden der Kammern 55 mit der Außenseite über Strömungsmitteldurchgänge verbinden, die sich im wesentlichen radial auswärts gerichtet erstrecken. Die Strömungsmitteldurchgänge 58 können natürlich auch in anderer Weise hergestellt werden, beispielsweise durch eine Kantenanfasung des Federngehäuses h"\ , die tief genug in die Federnkammern 55 eingeschnitten ist. Es kann atich im Außenumfang des Federngehäu&es kl eine Ringnut nahe den inneren Enden der Federnkammern, jedoch genügend nach vorn versetzt eingearbeitet sein, die eine zum hinteren Ende des Federngehäuses hin geschlossene U-förmige Nut bildet. Der Ausdruck "Eindrehung¹¹ soll daher sowohl eine Anfasung als auch eine Eindrehung des hinteren Endes und eine zum hinteren Ende hin geschlossene Ringnut oder dergleichen einschließen.

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Bei den beschriebenen Strömungsmitteldurchgängen 58 werden Sacklöcher als Federnaufnahmekammern 55 vermieden, so daß Abriebpartikel und Fremdkörper sich in den Kammern 55 nicht ansammeln und absetzen können, um die Wirkungsweise der Federn zu beeinträchtigen. Im Gegenteil werden derartige Fremdkörper leicht aus den Federnkammern 55 zur Außenseite des Federngehäuses 4i fortgespült.

Die Fig. 4 und 5 zeigen als Baugruppe das Federngehäuse 41 " mit der Stellschraube 44, die Schraubendruckfedern 52 und die Federnhaltescheibe 53· Bei dieser Baugruppe wird die Federnhaltescheibe 53 durch die Federn ^Z in eine Stellung nach vorn gedrückt, in der die vordere Fläche 61 der Federnhaltescheibe an den inneren Enden 6Z der Mitnehmernasen 48 anschlägt, so daß die Scheibe 53 und die Federn im Federngehäuse 41 gehalten werden. Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich, weist die Federnhaltescheibe 53 Ausnehmungen 63 in der äußeren Umfangsfläche auf. Die Anzahl A dieser Ausnehmungen 63 entspricht der Anzahl der Mitnehmernasen 48, wobei ihre Umfangsteilungen mit den Mitnehmernasen 48 fluchten. Wenn jedoch die Federnhaltescheibe 53 von Hand gegenüber dem Federngehäuse 41 gedreht wird, kommen die Ausnehmungen 63 in axiale Ausrichtung mit den Mitnehmernasen 48, so daß die Federnhaltescheibe 53 nach vorn an den Mitnehmernasen 48 vorbeibewegt und aus der zylindrischen Kammer 48 im Federngehäuse 41 herausgezogen werden kann. Die Schraubendruckfedern 5^ können dann aus den

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Federnkammern 55 herausgezogen und durch das vorn offene Ende der zylindrischen Kammer h"J aus der Baugruppe entfernt werden. Die Vorrichtung nach den Fig. k und 5 kann durch Umkehrung des soeben beschriebenen Zerlegungsvorganges wieder zusammengebaut werden, um eine Untergruppe zu bilden, die leicht und bequem versandt, gehandhabt und mit Leichtigkeit in eine vollständige Gleitringdichtung eingebaut werden kann.

Wie in Fig. 1 gezeigt, hat der Deckel 22 eine radiale Bohrung 65 mit einem Gewinde 66» Von dieser Bohrung führt ein Kanal 67 in die Kammer 68, die das vordere Ende der Gleitringdichtung 10 umgibt, um Kühl- oder Schmiermittelflüssigkeit in die Kammer 68 einzuführen. In die Bohrung 65 eingeführte Kühlflüssigkeit strömt über den Kanal 67 in die Dichtungskammer 11, um die Gleitringdichtung zu kühlen, wenn sie zur Abdichtung heißer Druckflüssigkeit innerhalb des Pumpengehäuses 12 dient. Es findet ein geringes Durchlecken von Flüssigkeit durch den engen Spalt zwischen den zusammenwirkenden Dichtungsflächen 36 und 38 statt. Obwohl die Menge dieser durchleckenden Flüssigkeit klein ist, dient

und
sie zur Schmierung/Kühlung der Dichtungsflächen 38 und 36 der Gleitringe 37 und 33. Dieser Leckfluß in die ringförmige Sammelkammer 29 wird durch den Ablaufkanal 31 abgeführt.

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Claims

- 11 Patentansprüche

1. Federgehäuse für eine Gleitringdichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf einer Welle (i4, 16) befestigte

eine zylindrische Buchse (4i) vorgesehen ist, die/sich achsparallel erstreckende, jedoch exzentrisch angeordnete zylindrische Kammer (55) aufweist, deren eines Ende zur Aufnahme einer Schraubendruckfeder (52) offen ist, während das andere Ende als Widerlager für die Feder dient, und daß die Kammer (55) über einen Strömungsmitteldurchgang (58) mit der Außenseite der Buchse (4i) verbunden ist, der die Seitenwand der Kammer (55) am Widerlager der Feder (52) an der von der Buchsenachse entferntesten Stelle schneidet.

2. Federgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Federnkammern (55) i*¹ Umfangsteilungen auf einem Kreis um die Achse der Buchse (4i) angeordnet sind, ä und daß die Strömungsmitteldurchgänge (58) durch eine die Seitenwand einer jeden Federnkammer (55) schneidende Eindrehung der Außenfläche der Buchse gebildet sind.

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