DE2113703A1 - Seal, in particular a mechanical seal, preferably for use in refrigerant compressors - Google Patents

Seal, in particular a mechanical seal, preferably for use in refrigerant compressors

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DE2113703A1
DE2113703A1 DE19712113703 DE2113703A DE2113703A1 DE 2113703 A1 DE2113703 A1 DE 2113703A1 DE 19712113703 DE19712113703 DE 19712113703 DE 2113703 A DE2113703 A DE 2113703A DE 2113703 A1 DE2113703 A1 DE 2113703A1
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seal
ring
sealing
sliding
pressure
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DE19712113703
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Heinz Barthel
Franz Boerngen
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Luft und Kaeltetechnik VEB
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Luft und Kaeltetechnik VEB
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/38Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member sealed by a packing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00Compressor arrangements

Description

Dichtung, insbesondere Gleitringdichtung, vorzugsweise zur Verwendung in Kältemittelkompressoren. Seal, in particular mechanical seal, preferably for use in refrigerant compressors.

Die Erfindung betrifft eine Dichtung, insbesondere Gleitringdichtung, vorzugsweise zur Verwendung in Kältemittelkompressoren zum Abdichten eines zwischen zv/ei Maschinenteilen befindlichen Spaltes, wie z. B. einer von einem Gehäuse umgebenden und durch dieses hindurchgeführten Welle, mit einem drehfest und dicht an dem einen Maschinenteil gehalterten, aber axial verschiebbaren Anlaufring, einem mit dem anderen Maschinenteil umlaufenden und axial verschiebbarem Gleitring, gegen den eine unter Federkraft stehende Sekundärdichtung mit dem Maschinenteil umlaufend, aber axial verschiebbar zugeordnet ist.The invention relates to a seal, in particular a mechanical seal, preferably for use in Refrigerant compressors for sealing a gap between zv / egg machine parts, such as B. a shaft that is surrounded by a housing and passed through it, with a non-rotatable and tight on one machine part held but axially displaceable thrust ring, one with the other machine part circumferential and axially displaceable sliding ring, against which one is under spring force Secondary seal with the machine part is assigned circumferentially, but axially displaceable.

Bekannt ist, an den Durchfuhrungsstellen von Wellen oder Achsen durch ein dieses Maschinenteil ein- bzw. umschließendes Gehäuse zur Verhinderung des Entweichens eines Strömungsmittels Dichtelemente einzusetzen, wobei seit einigen Jahren in zunehmendem Maße die bekannten Gleitringdichtungen den VorzugIt is known that at the points of passage of shafts or axles through this machine part, one or Use an enclosing housing to prevent the escape of a fluid, sealing elements for some years now, the known mechanical seals have been increasingly preferred

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haben» Die zur Verhinderung der Leckage an den Dur c hf uhr lings- und Dichtstellen auftretenden Pro- bleme und Schwierigkeiten, die sich wiederum aus - ·· .-den Forderungen, die an die jeweilige Dichtung ge-, stellt werden, und den Betriebsbedingungen, wie- s.·.. B. Strömungsmedien, Druckverhältnisse., axiale und radiale Bewegungen sowie Oberflachenbeschaffsnheit der V/elle, die Größe dsr Berührungsfläche und damit die .;-auftretende Reibungswärme, ableiten, sind so nannig- ; faltig, daß eine kaum noch übersehbare Menge· derύsr- ■ schiedensten Arten an Dichtungselementen in der=Form : von Gleitringdichtungen bekannt geworden sind, wobsi diese Gleitringdiohtungen vorwiegend für flüssige : Medien mit Erfolg zum öüinsatz gelangen, dagegen bei der Anwendung derartiger Diohtungsslemente zum Abdichten von leicht verflüssigter Gase, wie s. B. das Kältemittel bei den Kältekompressoren, ungleich größere Schwierigkeiten auftreten und eine nicht befriedigende Lösung zeigen, es sei denn, daß diese Schwierigkeiten durch einen relativ großen Aufwand aufgehoben bzw. gemindert werden· Insbesondere treten Komplikationen bei der Abdichtung von Kältemittelkompressoren durch den extrem großen Druckunterschied auf, da eine einwandfreie Funktion der Dichtung sowohl bei Vakuum als auch bei hohen Drücken gefordert ist und damit die Belästungsumkehrung besondere !.Maßnahmen notwendig macht. Bei eine* Gleitringdichtung der oben bezeichneten Art zum Abdichten von 'Teilen gegen hohe Drücke ist bekannt, daß die aus zwei hintereinandergeschalteten bekannten elastischen dachförmigen Dichtungsringen bestehende Sekundärdichtung so aufgebaut ist, daß der Baum zwischen diesen beiden Ringen durch eine Druckausgleichslöitung mit dem in der Gleitfläche befindlichen Ringnut räum in Verbindung steht, wobei die Ver-have »The problems and difficulties that arise to prevent leakage at the passage and sealing points, which in turn result from - ··. - the requirements placed on the respective seal and the operating conditions , as- s. · .. B. flow media, pressure conditions., axial and radial movements as well as surface quality of the V / elle, the size of the contact area and thus the. Wrinkled, that a hardly overlookable amount of the most diverse types of sealing elements in the form of mechanical seals have become known, whereby these mechanical seals are mainly used for liquid media, whereas these seal elements are used with success when using such sealing elements Sealing of slightly liquefied gases such as the refrigerant in refrigeration compressors, inconsistently greater difficulties arise and an unsatisfactory solution is found, unless these difficulties are eliminated or reduced by a relatively large effort the sealing of refrigerant compressors due to the extremely large pressure difference, since a perfect function of the seal is required both under vacuum and at high pressures and thus the reversal of the nuisance makes special measures necessary. In a * mechanical seal of the type described above for sealing 'parts against high pressures, it is known that the secondary seal consisting of two known elastic roof-shaped sealing rings connected in series is constructed in such a way that the tree between these two rings is connected to the one in the sliding surface through a pressure compensation line Annular groove space is in connection, whereby the

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"bindung mittels durch den axial verschiebbaren Gleitring geleiteten Kanal hergestellt ist. Zur Gewährleistung der Dichtheit erfordert diese Dichtung für die Aufrechterhaltung eines kontrollierbaren Druckes im Raum zwischen den Dichtungspackungen einen komplizierten Gesamtaufbau der Gleitringdichtunge Nachteilig ist hei dieser konstruktiven Ausführung, daß die Einrichtung aufwendig ist und damit einen relativ langen Baum erfordert· Daraus resultiart ein weiterer Fachteil insofern, daß der Abstand zum lager für die abzudichtende ^VeIIe relativ groß wird und damit der "felle einen unruhigen Lauf verleiht. Dies wie derum wirkt sich nachteilig auf die gewünschte Dichtheit der Dichtung selbst aus. Weiterhin ist diese Aus führung ausschließlich für einseitige Strömung geeignet sowie nur in einen sehr engen Druckbereich betriebssicher."Binding by means of the axially displaceable sliding ring directed channel is established. To ensure the tightness this seal requires for the maintenance of a controllable pressure A complicated overall construction of the mechanical seals is disadvantageous in the space between the packings is called this constructive version that the establishment is complex and thus requires a relatively long tree further specialist part insofar as the distance to the camp becomes relatively large for the volume to be sealed and thus gives the skins a restless run. This in turn has a detrimental effect on the desired tightness the seal itself. Furthermore, this version is only suitable for one-sided flow and only reliable in a very narrow pressure range.

Bei einer weiteren bekannten Gleitringdichtung der oben erwähnten Art ist der Innen— bzw. Außenumfang eines Dichtringes mit einer eingeschnittenen tiefen ümfangsringnut zur Seite des höheren Druckes hin derart versehen, daß sich die zwischen der Umfangsringnut und der Gleitfläche gebildete 'tfand bei axialen Druckbeaufschlagungen zu verbiegen vermag, wobei der Umfangsringnut über Kanäle mit in die Gleitfläche eines der Dichtringe eingeschnittene Hingnut in Verbindung steht. Wenn auch diese Gleitringdichtung für einen größeren Druokbereich und Druckschwankungen geeignet ist, so ist diese Dichtung ebenfalls mit den vorangeschilderten Nachteilen insgesamt behaftet.In a further known mechanical seal of the type mentioned above, the inner or outer circumference is a sealing ring with an incised deep circumferential ring groove towards the side of the higher pressure provided in such a way that the 'tfand formed between the circumferential ring groove and the sliding surface in the axial Able to bend pressurization, the circumferential ring groove via channels with in the sliding surface one of the sealing rings incised hanging groove is in connection. Even if this mechanical seal is suitable for a larger pressure range and pressure fluctuations, so is this seal also suffered from the aforementioned disadvantages overall.

Insbesondere haben aber beide Gleitringdichtungen gemeinsam den Nachteil, daß sie für Belastungsum-In particular, however, both mechanical seals have the common disadvantage that they are

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1098B1/Q94&1098B1 / Q94 &

kehrungen nicht geeignet sind, da "bei Vakuum die Dichtungsflächen öffnen und somit die gewünschte Dichtungswirkung zunichte machen·precautions are not suitable because "in the case of vacuum the Open sealing surfaces and thus the desired Destroy the sealing effect

Ferner ist eine Gleitringdichtung "bekannt, "bei der ein drehgesicherter und axial verschiebbarer Gleitring eine hülsenförmige Verlängerung besitzt, die eine die Welle umschließende^ ringförmige Kammer mit einem die Verlängerung abschließenden Gehäuseteil bildet, wobei die Kammer eine federbelastete Sekundärdichtungseinrichtung aufnimmt, die aus zwei als keilförmige Dichtungsringe ausgebildete, sich gegenüber angeordnete Einzeldichtungen besteht, in deren gemeinsam gebildeter Öffnungswinkel ein aus dem Gehäusedeckel herausragendes keilförmiges Druckstück eingreift·Furthermore, a mechanical seal is "known" in the a rotationally secured and axially displaceable slide ring has a sleeve-shaped extension that with an annular chamber surrounding the shaft forms a housing part closing off the extension, the chamber having a spring-loaded secondary sealing device receives the two formed as a wedge-shaped sealing rings, opposite each other arranged individual seals, in their jointly formed opening angle a from the housing cover protruding wedge-shaped pressure piece engages

Der Nachteil dieser Gleitringdichtung besteht darin, daß die geteilten Dichtungsringe vier Undichtheitswege besitzen und damit die Sicherheit der Dichtung beeinträchtigen.The disadvantage of this mechanical seal is that the split sealing rings have four leakage paths and thus impair the security of the seal.

Die Gefahr der Leckage ist dann gegeben, sobald die Dichtflächen nioht insgesamt und zugleich abdichten. Die oben erwähnten Nachteile treten auch hier mehr oder weniger in Erscheinung bzw. sind zutreffendeThere is a risk of leakage as soon as the sealing surfaces do not seal both as a whole and at the same time. The above-mentioned disadvantages also appear more or less here or are applicable

Weiterhin ist eine Gleitringdichtung bekannt, insbesondere zur Abdichtung gegen Gase, bei der mehrere ineinanderliegende unabhängig voneinander axial bewegliche Gleitringe gegeneinander abgedichtet sind und die einander zugekehrten Flächen zweier benachbarter Ringe und ihrer gemeinsamen Gegenlauffläohe einen spaltförmigen, mit Schmiermittel gefüllten Raum begrenzen, wobei zur radialen Dichtung mehrere Rundringe eingesetzt sind. Zur Regulierung der Druokver- Furthermore, a mechanical seal is known, in particular for sealing against gases, in which several mutually mutually axially movable sliding rings are sealed against each other and the mutually facing surfaces of two adjacent rings and their common opposing surface delimit a gap-shaped space filled with lubricant, with several for the radial seal Round rings are used. To regulate the Druokver-

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hältnisse sind die Gleitringe mit ringförmigen Kanaldurchbrüohen versehen, die mit den Schmiermittelräumen eine Verbindung herstellen· Bs ist augenscheinlich» daß diese Gleitringdichtung fertigungstechnisch aufwendig ist· Nachteilig ist insbesondere der Einsatz von Rundringen, da diese einerseits nur radial dichten, andererseits gewährleisten die Rundringe keine Dichtheit gegen leicht verflüssigter Gase, da die von der Herstellung zwangsbedingte Preßnaht nicht mit solcher Präzision entfernt werden kann, daß eine sichere Abdichtung zu erzielen ist»ratios are the sliding rings with annular duct openings provided with the lubricant spaces Establish a connection · It is evident »that this mechanical seal The use of round rings is particularly disadvantageous, since they on the one hand only seal radially, on the other hand the O-rings do not guarantee any tightness against light liquefied gases, since the press seam required by the production is not with such precision can be removed so that a secure seal can be achieved »

Zur Vermeidung dieser Mängel sind Dichtungen in der Form als Nut-, Spreiz- oder Lippendichtungsringe bekannt, die entsprechend ihrer Eigenschaft aufgrund der konstruktiven Gestaltung sowohl als eigentliches Dichtelement als auch als Sekundärdiohtung Verwendung finden·To avoid these defects, seals in the form of groove, expanding or lip sealing rings are known, which according to their property due to the structural design as well as the actual Sealing element as well as secondary sealing use Find·

So ist z. B. ein Spreizring bekannt, dessen Lippenteile durch eine Ausnehmung im Rückenteil eine Verlängerung erfahren und somit das Auseinanderspreizen der Lippen wesentlich erleichtern, wobei als Spreizmittel ein Rundring eingesetzt wird. Diese Art von Dichtungen gestatten lediglich eine einseitige Strömung und sind damit als Dichtungselement für wechselseitigen Druck nicht geeignet.So is z. B. known an expanding ring, the lip parts Experience an elongation through a recess in the back part and thus the spreading apart make the lips much easier, with a round ring being used as a spreading means. This kind of Seals only allow a one-way flow and are therefore used as a sealing element for reciprocal Pressure not suitable.

Weiterhin ist eine als Lippenring ausgebildete Dichtung mit parallelen Umfangflächen bekannt, in dessen Öffnungswinkel ein zungenförmiger Stützring eingreift· Auch bei dieser Ausführungsform ist die Dichtheit nur in einer Strömungsriohtung gewährleistet. Selbst die axialen Bewegungen der Welle lassen eine einwandfreie Funktion der Diohtungslippe nicht mehr zu, da die Vor-Furthermore, designed as a lip ring seal with parallel circumferential surfaces is known in which Opening angle a tongue-shaped support ring engages In this embodiment, too, tightness is only guaranteed in one flow direction. Even the Axial movements of the shaft no longer allow the sealing lip to function properly, as the front

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spannung der Lippen der auf der Welle aufgebrachten Dichtung ein Kleben der Lippe Barvorruft und somit den axialen Bewegungen der Yfelle nicht trägheitslos folgt.tension of the lips of the applied to the shaft Seal a sticking of the lip bar and thus the axial movements of the Yfelle are not inertia follows.

Ferner ist ein Lippenring bekannt, dessen durch den öffnungswinkel gebildete Lippenlänge durch ein Nut im Rückenteil vergrößert ist und die Urafangsflr-ohen einen gewinkelten Knick aufweisen derart, daß die Querschnittsfläche eine doppelte trapezförmige Gestalt annimmt, wobei der 7/inkel größer als 180° beträgt und in ,Höhe des tiefsten ITuteinschnittes liegt, so daß die Lippenteile eine Spreizung zeigen, die im eingebauten Zustand die Vorspannung ausmacht* Sin in Nutmitte eingreifender zungenförmiger Druckring bewirkt ausschließlich eine Verdrängung der elastischen Masse im Rückenteil des Lippenringes» Eine Dmßkelnwirkung auf die Lippenteile erfolgt nicht» Bei Verwendung eines keilförmigen Druckringes wird zwar der Druck auf die Lippenteile erhöht, auf Druckschwankungen und selbst auf axiale Relativbewegungen der Welle reagiert aber die Beaufschlagung sehr schleppend, so daß die Dichtheit nicht mehr gewährleistet ist j damit eignet sich dieses Dichtungselement als„sekundäre Dichtung für Gleitringdichtungen bei Belastungsumkehrungen ebenfalls nicht·Furthermore, a lip ring is known, the lip length of which is formed by the opening angle through a groove is enlarged in the back and the Urafangsflr-ohen have an angled kink such that the cross-sectional area has a double trapezoidal shape assumes, where the 7 / inkel is greater than 180 ° and is at the level of the deepest ITut incision, so that the lip parts show a spread, which makes up the preload when installed * Sin in The tongue-shaped pressure ring engaging in the middle of the groove only causes the elastic ones to be displaced Mass in the back part of the lip ring »A dimple effect on the lip parts occurs not »When using a wedge-shaped pressure ring the pressure on the lip parts is increased, pressure fluctuations and even axial relative movements the shaft reacts very slowly to the application, so that the tightness is no longer guaranteed if j this sealing element is suitable as a “secondary seal for mechanical seals also not with load reversals

Zwsck der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile und Mangel zu beseitigen, insbesondere die Dichtungseinheit so zu gestalten, daß eine absolute technische Dichtheit der Dichtungselemente. für einen größeren Anwendungsbereich gewährleistet ist.The purpose of the invention is to overcome the aforementioned disadvantages and to eliminate defects, in particular to design the sealing unit so that an absolute technical tightness of the sealing elements. for one larger area of application is guaranteed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleit-The invention is based on the object of a sliding

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ringdichtung rait Sekundärdichtung in relativ einfacher Bauart zu schaffen, die sowohl "bei hohen Drücken als auch hei Vakuum mit einem Restdruok von weniger als 2 Torr störungsfrei arbeitet, insbesondere ein Abdichten leicht verflüssigter Gase, zum Beispiel bei Verwendung in Kältemittelkompressoren, garantiert»ring seal rait secondary seal in relatively simple To create a design that "both at high pressures and in a vacuum with a residual pressure of less than 2 Torr works without problems, especially a sealing of slightly liquefied gases, for Example when used in refrigerant compressors, guaranteed »

3rfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die in an sich bekannter Weise aus einem aus hochpolimerem Material bestehenden Nutring gebildete Se-· kundärdichtung in einer dem Gleitring mit umfassend ringförmigen Bandage hintereinander und gegeneinander abstützend, axial gleitend eingebettet ist, so daß die Primär dichtung mit der Sekundärdichtung auf der V/elle eine gemeinsame axiale Dichtfolge bilden und daß die Querschnittsprofilachsmitte des Nutringes und die Achsmitte des Querschnittprofils eines in seinem Öffnungswinkel einwirkenden federbelasteten Druckringes auf einer gBineinsamen Achse mit gleichem Achsmittendurchmesser oder die Achsen versetzt mit unterschiedlich großen Achsmittendurchmesser festgelegt sind, wobei die Querschnittsprofile der Ringe symmetrisch und / oder asymmetrisch gestaltet sind, so daß der innere Lippenteil bei einer Druokbeaufschlagung auf den äußeren Lippenteil des Nutringes gegen die Welle elastisch angedrückt ist·According to the invention, the object is achieved in that which in a manner known per se from one of the highly polymeric Secondary seal formed from the material consisting of a U-ring in one of the sliding rings encompassing annular bandage one behind the other and supporting one another, is embedded in an axially sliding manner, so that the Primary seal with the secondary seal on the v / el form a common axial sealing sequence and that the cross-sectional profile axis center of the groove ring and the Axial center of the cross-sectional profile of a spring-loaded pressure ring acting in its opening angle on a single axis with the same axis center diameter or the axes are staggered with different sized axis center diameters, wherein the cross-sectional profiles of the rings are designed symmetrically and / or asymmetrically, so that the inner lip part when pressure is applied to the outer lip part of the U-ring against the shaft is elastically pressed

In abgewandelter Form ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die ringförmige Bandage zur Aufnahme der Sekundärdichtung in dem Gleitring eingearbeitet ist·In a modified form, the invention provides that the ring-shaped bandage for receiving the secondary seal is incorporated into the sliding ring

Gemäß Erfindung ist der Nutring zur Erreichung der "Elastizität und Beibehaltung der Stabilität in eineAccording to the invention, the U-ring to achieve the "elasticity and maintenance of stability in one

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trapezförmige Querschnittsgeometrie aufgeteilt, die aus einer die Mantelflächen zu den Stirnflächen angewinkelten Spreizung der Lippenteile gebildet ist, wobei in den Mantelflächen eine winkelförmige Unterteilung vorgesehen ist, deren Winkel weniger als 180° "beträgt, so daß die Lippenteile in eingebauten Zustand eine die Dichtflächen dichtende, jedoch noch gleitfähige Torspannung aufweisen und daß der öffnungswinkel des Nutringes kleiner als der Druokwinkel des Druckringes ist«.split trapezoidal cross-sectional geometry, the is formed from a spreading of the lip parts angled towards the end faces, wherein an angular subdivision is provided in the lateral surfaces, the angle of which is less than 180 ° "is so that the lip parts in the installed state a the sealing surfaces have sealing, but still slidable gate tension and that the opening angle of the groove ring is smaller than the pressure angle of the pressure ring «.

Die Einbettung der Sekundärdichtung in die ringförmige Bandage, wobei diese sowohl als selbständiges Bauteil ausgebildet als auch in dem Gleitring eingearbeitet sein kann, gestaltet die Gleitringdichtung als einfache unkomplizierte Einheit mit hintereinander geschalteten, in der Herstellung relativ einfachen Dichtringen, die auf der abzudichtenden Welle eine gemeinsame axiale Dichtfolge bilden und deren ausschließlich radialen Gleitfläohen relativ einfach durch entsprechende Federbelastung zu beherrschen sind. Unterstützend wirkt sich bei symmetrischen Querschnittsprofilen der Achsmittenversatz der Sekundärdichtung gegenüber des Druokringes bzw. bei unterschiedlichen Querschnittsprofilen im.Zusammenhang mit der dadurch einseitigen Belastung des äußeren Lippenteiles und der Gestaltung des Nutringes aus, da resultierend daraus gewährleistet ist, daß bei axialen Relativbewegungen der V/elle zum Abdichtteil der Dichtring so gleitet, daß er trägheitslos reagiert und damit keinen Moment der dichtende Kontakt zwischen den Gleitringen und der V/elle verloren geht. Damit ist gewährleistet, daß die Gleitringdichtung sowohl bei hohen und niedrigen Drüoken als auch bei Belastungsumkehrungen, selbst bei leicht verflüssigter Gase, einwandfrei arbeitet und absolut technische Dichtheit bietet·The embedding of the secondary seal in the annular Bandage, which is both designed as an independent component and incorporated into the sliding ring can be, the mechanical seal is designed as a simple uncomplicated unit with one behind the other, in the manufacture of relatively simple sealing rings, which have a joint on the shaft to be sealed Form axial sealing sequence and their exclusively radial Gleitfläohen relatively easy by appropriate Spring loading are to be mastered. The axial offset of the secondary seal has a supporting effect in the case of symmetrical cross-sectional profiles compared to the Druokring or with different cross-sectional profiles in connection with the resulting one-sided loading of the outer lip part and the design of the U-ring, as a result it is guaranteed that with axial relative movements of the V / elle to the sealing part the sealing ring slides so that that he reacts without inertia and thus no moment the sealing contact between the slip rings and the V / el is lost. This ensures that the mechanical seal at both high and low Drüoken as well as reversing loads, even with slightly liquefied gases, works flawlessly and offers absolutely technical tightness

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Die Erfindung soll- nachstehend anhand eines Ausführüngsbeispieles näher erläutert werden· In der Zeichnung zeigen:The invention is to be - hereinafter based on an exemplary embodiment are explained in more detail in the drawing show:

Fig. 1: einen Axialschnitt einer erfindungsgemäßen doppelt wirkenden Gleitringdichtung5Fig. 1: an axial section of an inventive double acting mechanical seal 5

Fig, 2: eine Quersohnittsdarstellung einer entlasteten Sekundärdiohtung Tor dem Einbau;Fig, 2: a cross-sonity representation of a relieved Secondary gate installation;

Fig. 3: eine Querschnittsdarstellung einer "belasteten Gekundärdiohtung im eingebauten Zustand;Fig. 3: a cross-sectional view of a "loaded Secondary insulation when installed;

Fig· 4: eine Querschnittsdarstellung eines asymmetrischen Druckringes und eines symmetrischen Nutringes mit gemeinsamen Aohsen;Fig. 4: a cross-sectional representation of an asymmetrical one Pressure ring and a symmetrical groove ring with common Aohsen;

Fig. 5: eine Quersohnittsdarstellung eines symmetrischen Druokringes und eines asymmetrischen Nutringes bei gemeinsamer Achse 5Fig. 5: a cross-sonity representation of a symmetrical Druokring and an asymmetrical one U-ring with common axis 5

Fig. 6: eine Quersohnittsdarstellung eines Druckringes und eines iiutringes mit asymmetrischer Gestaltung auf einer gemeinsamen Achse. Die Gleitringdichtung in der Fig. 1 ist doppelt wirkend ausgebildet und sitzt auf der durch das Lager 26 abgefangenen Welle 2 in dem von. einem Gehäuse umgebenen Gleitringraum 16, welcher mit dem Deckel abgeschlossen ist· Gehäuseseitig ist der winkelförmige Anlaufring 31 in dem Gehäuse. 1 eingesetzt, dem ein Rundring 13' dichtend beigeordnet ist. Beide Dichtelemente sin,d drehgesiohert im Gehäuse 1 angedrückt, wobei der axiale Sohenkel des Anlaufringes im Gehäuseteil frei beweglioh eingelassen ist und der radiale Schenkel durch, den Rundring im Abstand von der Ge hause wand gehalten v/ird«, Das wird erreicht, indem der radiale Schenkel auf der Gahäuseseite durch Kinßteohen einen Ansatz besitzt. Auf der feststehenden äußeren Gc henke Ie el te läuft der Gleltring 41 um*, dar6: a cross-sectional view of a pressure ring and a pressure ring with an asymmetrical design on a common axis. The mechanical seal in Fig. 1 is double-acting and sits on the intercepted by the bearing 26 shaft 2 in the of. a housing surrounded sliding ring space 16, which is closed with the cover · On the housing side, the angular stop ring 3 1 is in the housing. 1 used, to which an O-ring 13 'is associated with a seal. Both sealing elements are pressed against rotation in the housing 1, the axial leg of the thrust ring being let in freely movable in the housing part and the radial leg being held by the circular ring at a distance from the housing wall, "This is achieved by the radial legs on the Gahäuseseite by Kinßteohen has an approach. On the fixed outer Gc henke Ie el te the Gleltring 4 1 runs around *, represent

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mit der Sekundärdiehtüng 6* in der ringförmigen Bandage 5* eingebettet ist» Sin Mitnehmer 12 ver-■bindet die Bandage 51 mit dem Federkäfig 9 durch den Niet 15. Der Bolzen 1o, der in ein Wellennut 14 eingelassen ist, arretiert den Federkäfig 9 mit der Welle 2 drehfest, wobei der Bolzen 10 mit eineni Spannring 11 gesiohört ist* Mehrere auf dem Umfang der Welle 2 verteilte, in dem Federkäfig 9 geführte Druckfedern 8 drücken den Druckring 7* gegen den Nütring 6*· Es versteht sich* daß anstelle der Druckfedern 8 auch eine einzelne die Welle 2 umfassende in der Zeichnung nicht dargestellte große Schraubenfeder eingesetzt v/erden kann» Aus Gründen der Sicherheit ist die vorbesohriebene Dichtungseinheit in spiegelbildlicher Anordnung nochmals auf der 7/elle vorgesehen und ergibt somit eine axial doppelt wirkende Gleitringdichtung.with the secondary elastic 6 * is embedded in the ring-shaped bandage 5 * »Sin driver 12 connects the bandage 5 1 with the spring cage 9 through the rivet 15. The bolt 1o, which is embedded in a shaft groove 14, locks the spring cage 9 rotationally fixed to the shaft 2, the bolt being gesiohört 10 with an I clamping ring 11 * Multiple distributed over the periphery of the shaft 2 guided in the spring cage 9 pressure springs 8 push the pressure ring 7 * against the Nütring 6 * * It is understood * that instead the compression springs 8 also a single large helical spring (not shown in the drawing) encompassing the shaft 2 can be inserted.

In Fig. 2 ist der Nutring 61 vor dem Sinbau in die Gleitringdichtung verdeutlicht dargestellt, wobei die den Dichtraum bildenden Teile, wie Bandage 5% Gleitring 4* und Welle 2, nur schemenhaft gezeichnet sind, so daß die Querschnittsgeometrie des liutringes 6· besonders hervorgehoben wird. Der IJutring 6' weist in seinem Grundkörper eine trapezförmige Gestaltung auf, wobei die aus den axialen Dichtflächen 22; 23 gebildeten Mantelflächen nochmals eine"winkelförmige Unterteilung erhalten, deren eingeschlossener Y/inkel oC weniger als 180° beträgt.In Fig. 2, the groove ring 6 1 is shown clearly before it is built into the mechanical seal, the parts forming the sealing space, such as the bandage 5% sliding ring 4 * and shaft 2, are shown only schematically, so that the cross-sectional geometry of the liutring 6 · particularly is highlighted. The IJutring 6 'has a trapezoidal design in its base body, the axial sealing surfaces 22; 23 formed lateral surfaces again receive an "angular subdivision, the included Y / angle oC is less than 180 °.

Die zu den Stirnflächen angewinkelte Stellung der Mantelflachen ergeben die Spreizung der Lippenteile, , deren inneres und äußeres Übermaß die Vorspannung ausmaoht· Damit ist gewährleistet, daß die Dich.tungs-The position of the lateral surfaces angled towards the end faces results in the spreading of the lip parts,, whose inner and outer oversize the pretensioning · This ensures that the sealing

10 9 8 5 i/Ö% 10 9 8 5 i / o %

lippen im .Dichtungsraum von vornherein an den abzudichtenden Flächen im eingebauten Zustand Fig. 3 gut anliegen· Die Bemessung der Lippenteile ist dabei so gehalten, daß der üutring 61 seine innere steifigkeit beibenält, dabei aber eine größtniöglicne .Elastizität aufweist. Diese niigenscnaften sind insofern von Bedeutung, daß einerseits keine Verdrehung des Hutringes 61 erfolgt und damit diesen funktionsunfähig macht und andererseits der Hutring 61 so elastisch ist, daß er auf jede Druckveränderung unmittelbar reagiert.Lips in the .Sealing chamber from the outset are in good contact with the surfaces to be sealed in the installed state Fig. 3 · The dimensioning of the lip parts is kept in such a way that the seal ring 6 1 maintains its internal rigidity, but has the greatest possible elasticity. These niigenscnaften are important in that on the one hand there is no twisting of the hat ring 6 1 and thus makes it inoperative and on the other hand the hat ring 6 1 is so elastic that it reacts immediately to any change in pressure.

Der die Dichtflächen 18 und 2o bildende öffnungswinkel ist in dem l.utring 6f kleiner gewählt als der V/inKeI des keilförmigen Druckringes 7'» dessen Achsmitte 25 des iiutringes 6' versetzt angeordnet ist, somit der Achsmittendurcrimesser vom imtring , ' größer als der vom uutring 6f gehalten wurde. Mit dieser Anordnung erfo'lgt die Drucfcbeaufschlagung auf den äußeren Lippenteil 29 des Lutringes 6f, der gepreßt sich abstützend an der .Bandage 51 den Druck durch eine ringförmige i.Iasseverschiebung auf den inneren Lippenteil in geminderter Form ableitet, so daß der innere Lippenteil 28 auf Grund seiner Elastizität sowohl bei jeder Druckveränderung als auch bei axialen Helativbewegungen der /felle zum Abdichtteil so gleitet, daß er trägheitslos reagiert und dabei keinen Moment den dicntenden Kontakt zwischen den Gleitringen verliert. Durch die ringförmige Masseverschiebung wird sowohl "der innere Lippenteil 28 elastisch gehalten als auch die vier Undichtheitswege leckfrei abgedichtet. Die gleicne Wirkung wird erreicht bei gemeinsamer Achse von iJutring 6 und Druckring 7, wenn die Querschniütsprofile der beiden Hinge 6j 7 in Fig, 4} 5 und 6 symmetrisch und/oder asymmetrisch gestaltet sind. The opening angle forming the sealing surfaces 18 and 2o is selected to be smaller in the l.utring 6 f than the V / inKeI of the wedge-shaped pressure ring 7 '»whose center 25 of the diaphragm 6' is offset, thus the center diameter of the imtring, 'greater than the was held by the uutring 6 f . With this arrangement, the pressure is applied to the outer lip part 29 of the lip ring 6 f , which, when pressed against the bandage 5 1, derives the pressure through an annular displacement on the inner lip part in a reduced form, so that the inner lip part 28 due to its elasticity both with every change in pressure and with axial helative movements of the / skin to the sealing part so that it reacts inertially and does not lose a moment of the thinning contact between the sliding rings. By the annular mass shift is maintained both "of the inner lip portion 28 elastically as a leak-free sealed the four leak paths. The gleicne effect is achieved with a common axis of iJutring 6 and the thrust collar 7 when the Querschniütsprofile of the two hinge 6y 7 in Fig, 4} 5 and 6 are designed symmetrically and / or asymmetrically.

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Die Anordnung der einzelnen Diohteleraente, deren Formgebung und die Gestaltung der Gleitringdichtung mit der Sekundärdiohtung ermöglicht ein absolut technisches Abdichten·The arrangement of the individual Diohteleraente, their Shaping and the design of the mechanical seal with the secondary sealing enables an absolute technical sealing

Sie arbeitet sowohl bei hohen als auch geringen Drücken störfrei und dichtet ebenso bei Belastungsumkehrungan sioher ab, selbst bei Yakuum mit einem Restdruok von weniger als zwei Torr in Aggregate mit leioht verflüssigter Gase als Arbeitsmedium.It works trouble-free at both high and low pressures and also seals when the load is reversed sioher, even with yakuum with a residual pressure of less than two torr in aggregates with lent liquefied gases as working medium.

Die Gleitringdichtung ist aufgrund ihres unkomplizierten Aufbaues einfach wie auch doppelt wirkend verwendungsfähig, wobei der als Sekundärdichtung vorgesehene Nutring auch für andere Dichtungszwecke eingesetzt werden kann·The mechanical seal is simple as well as double-acting due to its uncomplicated structure usable, whereby the groove ring provided as a secondary seal can also be used for other sealing purposes can be used

10985 1 /09Λ610985 1 / 09Λ6

Claims (1)

PatentansprücheClaims Λ · Dichtung, insbesondere Gleitringdichtung, vorzugsweise zur Verwendung in Kaltemittelkoiopressoren, zum Abdichten eines zwischen zwei Maschinenteilen befindlichen Spaltes, wie zum Beispiel eine von einem Gehäuse umgebenen "/eile, mit einem drehfest und dicht an dem einen Maschinenteil elastisch gehalterten Anlaufring, einem mit dem anderen Maschinenteil umlaufenden und axial beweglichen Gleitring, gegen den eine unter Federkraft stehende SekundärdiGhtung mit dem Maschinenteil umlaufend, aber axial verschiebbar angepreßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise aus einem aus elastischem Material bestehenden Nutring (6) gebildete Sekundärdichtung in einer den Gleitring (4) mit umfassend ringförmiger Bandage (5) hintereinander und gegeneinander abstützend, jedooh axial gleitend eingebettet ist und die Diohtelemente der Primärdichtung mit der Sekundärdiohtung auf der V/eile (2) eine gemeinsame axiale Diohtfolge bildend angeordnet sind und daß die Querschnittsprofilaehsmitte (29) des Nutringes (6) und die Aohsraitte (24) des Quersohnittprofiles eines in seinem Öffnungswinkel einwirkenden federbelasteten Druokrin gps (7) auf einer gemeinsamen Achse mit gleiohen Aohsmitten— durchmesser oder die Aohsen (24; 2?) versetzt mit unterschiedlich großen Aohsmittendurohmesser festgelegt sind, wobei die Quersohnittsprofile der Ringe (6 j 7) symmetrisch und/oder asymmetrisch gestaltet sind, so daß der innere Idppenteil (28) "bei Λ · Seal, in particular a mechanical seal, preferably for use in refrigerant pressure compressors, to seal a gap between two machine parts, such as a part surrounded by a housing, with a thrust ring that is held elastically tightly against one machine part, one with the other machine part rotating and axially movable sliding ring against which a spring-loaded secondary seal is pressed circumferentially but axially displaceably with the machine part, characterized in that the secondary seal formed in a manner known per se from an elastic material made of elastic material in a secondary seal the sliding ring (4) with a comprehensive ring-shaped bandage (5) one behind the other and supporting one another, but is embedded in an axially sliding manner, and the diaphragm elements of the primary seal with the secondary diaphragm on the vane (2) are arranged to form a common axial diaphragm sequence and that the cross-sectional profile Laehsmitte (29) of the grooved ring (6) and the Aohsraitte (24) of the transverse Sonittprofiles of a spring-loaded Druokrin gps (7) acting in its opening angle on a common axis with the same Aohsmitte- diameter or the Aohsen (24; 2?) Are set offset with different sized Aohsmittendurohmesser, the Quersohnittprofile of the rings (6 j 7) are designed symmetrically and / or asymmetrically, so that the inner Idppteil (28) "at -2-1 0 9 8 S 1 / 0 9 U -2- 1 0 9 8 S 1/0 9 U einer Druokbeaufsohlagung auf den äußeren Idppenteil (29) gegen die Welle (2) elastisch angedrüokt ist.a Druokbeaufsohlagung on the outer Idppteil (29) against the shaft (2) elastic is indicated. 2« Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Bandage (5) zur Aufnahme der Sekundärdichtung in dem Gleitring (4) eingearbeitet ist,2 «seal according to claim 1, characterized in that that the annular bandage (5) incorporated into the sliding ring (4) for receiving the secondary seal is, 3e Dichtung, bestehend aus einem elastischen Nutring und einem Druokring, vorzugsweise zur Verwendung als Sekundärdichtung in Gleitringdiohtungen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung der Elastizität unter Beibehaltung der Stabilität der Nutring (6) in eine trapezförmige Querschnittsgeometrie aufgeteilt ist, die aus einer die'Mantelflächen zu den Stirnflächen angewinkelten Spreizung der Lippenteile gebildet 1st, wobei in den Mantelflächen eine winkelförmige Unterteilung vorgesehen ist, deren WinkeloCweniger als 180° beträgt, so daß die Lippenteile (28; 29) im eingebauten Zustand eine die Dichtflächen dichtende, jedoch nooh gleit— fähige Vorspannung aufweisen, und daß der Öffnungswinkel des Nutringes (6) kleiner als der Druokwinkel des Druokringss (7) gehalten ist·3e seal, consisting of an elastic groove ring and a pressure ring, preferably for use as a secondary seal in sliding ring seals, thereby characterized in that in order to achieve elasticity while maintaining the stability of the U-ring (6) is divided into a trapezoidal cross-sectional geometry, which consists of a die'Mantelflächen zu the end faces angled spreading of the lip parts is formed, wherein in the lateral surfaces an angular subdivision is provided, the angle of which is less than 180 °, so that the lip parts (28; 29) in the installed state seal the sealing surfaces, but nooh slide have capable preload, and that the opening angle of the groove ring (6) is smaller than the Druokwinkel of the Druokringss (7) is held - Hierzu 2 Blatt Zeichnungen —- For this 2 sheets of drawings -
DE19712113703 1970-06-09 1971-03-22 Seal, in particular a mechanical seal, preferably for use in refrigerant compressors Pending DE2113703A1 (en)

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