DE2143983C2 - Axiale Gleitringdichtung mit auswechselbarem Gleitring - Google Patents

Description

bekannter Weise ein Kragen des Gehäusehalses vorgesehen. Bei einer anderen Ausführung kann als Gegenanschlag eine ringförmige, am Gehäuse befestigte Scheibe vorgesehen sein.

Die Erfindung is·, nachfolgend an Hand vor, Zeichnungen, die jeweils axiale Längsschnitte zeigen, an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine axiale Gleitringdichtung für das Flügelrad einer Pumpe im Betriebszustand,

Fig.2 in axialer Draufsicht in einem nach der Linie H-U in Fi g. I geführten Querschnitt,

F i g. 3 in noch ungespanntem Zustand und

F i g. 4 bei herausgenommenem Gleitring.

F i g. 5 ze^:.gt eine andere Gleitringdichtung, bei welcher das Gehäuse samt dem Gleitring mit der abzudichtenden Welle umläuft,

F i g. 6 als drittes Ausführungsbeispiel eine Gleitringdichtung, bei welcher der Axialweg des O-Rings durch eine mit dem Gehäuse verbundene Ringscheibe begrenzt ist.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Gleitringdichtung hat ein Gehäuse 1, das, wie der in Fi g. 1 wiedergegebene Längsschnitt zeigt, in seinem achsparallelen Querschnitt als U-förmiger Ring ausgebildet ist und aus drei einstückig miteinander verbundenen Teilen besteht, nämlich aus dem äußeren zylindrischen Mantel 2 mit seinem radialen Bund 3, aus dem sich radial erstreckenden Boden 4 und dem konzentrisch zum Mantel 2 angeordneten Gchäusehals 5. Die äußerere Oberfläche des Gehäuses i ist mit einem Überzug 6 aus einem gummielasiischen Werkstoff, beispielsweise aus Nitrilbutadicnkautschuk versehen. Dieser dient insbesondere zur Gewährleistung eines einfachen Einbaus und eines dichten Sitzes der Dichtung in einem Pumpengehäuse 7. Gleichachsig zum Gehäusehals 5 ist ein in axialer Richtung beweglich angeordneter Gleitring 3 vorgesehen, der zum großen Teil in dem zwischen dem Außenmantel 2 und dem Gehäusehals 5 verbleibenden Ringraum aufgenommen ist und mit seiner Stirnfläche gegen die sich drehende Fläche 9 des Pumpenrades 10 anläuft und hier gegen ein flüssiges Medium abdichtet.

Zur inneren Abdichtung dient ein O-Ring 11. Dieser ist aus Gummi in einer Form endlos hergestellt. Er ist radial zwischen einer zylindrischen Anlagefläche 12 in der Bohrung des Gleitringes P· und andererseits einer ebenfalls zylindrischen Anlagefläche 13 am Gehäusehals 5 verspannt. Die axial wirkende Dichtkraft zwischen dem Gleitring 8 und seiner Dichtfläche 9 wird durch eine Kegel-Druckfedcr 14 erzeugt, die spiralförmig ausgebildet ist und sich an: Boden 4 des Gehäuses 1 absiützt.

Zur Unterstützung der von der Feder 14 aufgebrachten Dichtkraft ist der O-Ring 11 um seine zirkuläre Querschnittsachse B verdreht. Er ist deshalb bestrebt, sich zu seiner Entspannung gegen den Bördelrand 16 am vorderen Ende des Gehäusehalses 5 abzurollen. Zwischen der rückwärtigen Stirnfläche des Gleitringes 8 und der Druckfeder 14 ist eine ringförmige Scheibe 15 angeordnet, so daß sich die Druckfeder über diese Scheibe am Gleitring abstützt. Dk Scheibe 15 ist in ihrer radialen Breite so bemessen, daß sie an der Rückfläche des Gleitringes8 anliegt und die zylindrische Fläche des Gleitringes, die mit dem O-Ring 11 in Berührung steht, radial überragt, und zwar nahezu um die Dicke des O-Ringes 11. Dies ist erforderlich, weil die Scheibe 15 in losem (ungesoanntem) Zustand der Dichtung oder bei herausgenommenen Gleitiing (F i g. 4) als axialer Anschlag für den O-Ring dient. Der gegenseitige Anschlag für den O-Ring ergibt sich aus dem anrollierten Kragen 16 am vorderen Ende des Gehäusehalses 5; Diese Anschläge sind sehr wichtig, weil sie verhindern, daß bei der Lagerung der Dichtung und auch nach Entfernung des Gleitrings die Innenteile aus dem Gehäuse herausfallen bzw. durch die Feder herausgedrückt werden. Da die Feder 14 über die ganze axiale Arbeitslänge der

ίο Dichtung eine fast konstante Anpreßkraft des Gleitrings haben soll und deshalb eine sehr flache Charakteristik aufweisen muß, ist sie in ungespanntem Zustand um ein Vielfaches höher als die Dichtung lang ist. Um die Überleitung des zwischen den Gleitflächen beim Betrieb entstehenden Reibmomentes vom Gleitring auf das Gehäuse sicherzustellen, sind in dem radial vorspringenden Kragen 17 des Gleitringes 8 mehrere gleichmäßig verteilte Aussparungen 18 vorgesehen, die in entsprechende, am Gehäusemantel vom Boden ausgehende Rippen 19 eingreifen.

Die F i g. 3 zeigt im Längsschnitt die Dichtung nach den F i g. 1 und 2 in entspanntem Zustand, d. h. nach Entfernung des Pumpenrades 10 und der Pumpenwelle. In diesem Zustand ist der Gleitring 8 nur durch die Klemmwirkung des O-Ringcs 11 gehalten, so daß er nicht herausfallen kann. Er kann aber nach Überwindung des durch dkse Klemmwirkung entstandenen Widerstandes aus dem Dichtungsgehäuse entnommen werden, wie in Fig.4 dargestellt ist. Nach Entfernen des Glcitringes oder auch vor seinem Einbau in die Dichtung liegt der O-Ring 11 satt zwischen dem Kragen 16 und der Scheibe 15. Da der O-Ring 11 aus elastischem Material besteht, kann er erforderlichenfalls ausgewechselt werden, indem er über den Kragen 16 gezogen wird.

Die F i g. 5 zeigt im Längsschnitt eine Gleitringdichtung mit denselben erfindungsgemäßen Konstruktionsmerkmalen wie die Dichtung nach den F i g. I bis 4. Sie ist jedoch so ausgebildet, daß sie auf der Welle 20 festsitzt und mit dieser umläuft. Das einstückige Gehäuse 21 der Dichtung hat ebenfalls einen U-förmigcn Querschnitt und besteht aus einem äußeren Mantel 22, einem Bodenteil 24 und einem zylindrischen Hals 25. Auf seiner Außenfläche ist es mit einer Schicht 26 aus elastischem Material überzogen, die am Hals 25 als Sitzfläche der Dichtung auf der Welle 20 dient und am Mantel 22 auf dessen Innenseite zu mehreren gleichmäßig verteilten Mitnehmernocken 27 für den Gleitring 28 ausgebildet ist. Der erforderliche Anpreßdruck für den Glcitring 28 erzeugt hier eine Kegelfeder 29, die jedoch im Gegensatz zu dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel mit ihrer engsten Windung am Grunde des vom Boden 21 begrenzten Hohlraumes gegen den Hals 25 anliegt. Sie stützt sich ebenfalls gegen eine Scheibe 15 ab, welche den Druck der Feder auf den Gleilring 28 überträgt. In dem dargestellten entspannten Zustand liegt die Scheibe 115 außerdem gegen den O-Ring 11 an, der in dieser Stellung entspannt ist und gegen den radial nach außen rollierten Bördelrand 16 anliegt. Wenn der Glcitring gegen eine nicht dargestellte, quer zur Welle 20 verlaufende Dichtfläche angedrückt wird, rollt der O-Ring auf der Bohrungswand 30 und der gegen den Innenraum des Gehäuses gekehrten Zylinderfläche 25 des Halses ab, wobei er sich elastisch verspannt und dann die Anpreßkraft der Feder 29 unterstützt.

Die in Fig. 6 im Längsschnitt dargestellte Gleit-

ringdichtung besteht aus einem Gehäuse 61 mit U-förmigem Querschnitt; die Außenfläche des Gehäuses ist mit einer Schicht 62 aus elastischem Material überzogen. Im Innenraum des Gehäuses befindet sich der in axialer Richtung bewegliche Gleitring 63, der mit seiner vorderen Stirnfläche 64 gegen eine nicht dargestellte Dichtfläche gedruckt wird. Ein an der Innenumfangsfläche des Gleitrings 63 angeordneter, radial sich erstreckender Wulst 65 ist mit mehreren gleichmäßig verteilten Aussparungen 66 verschen. In diese greifen an der Innenseite des Gehäusehalses 67 angebrachte Nocken 76 ein, die das Reibmoment des Glcitrings 63 formschlüssig auf das Gehäuse 61 übertragen. Zwischen der Mantelfläche 68 des Gleitrings 63 und der Innenfläche 69 des Gehäusemantels 61 befindet sich als innere Abdichtung ein O-Ring 70, der als Rollring ebenfalls derart angeordnet ist, daß er sich bei axialer Bewegung des Gleitringes 63 auf den Berührungsflächen 68 und 69 abrollt und in Arbeitsstellung torsionsgespannl ist. Eine koaxial angeordnete Kegel-Druckfeder 71, die sich einerseits am Gehäuseboden 72 abstützt, dient zur Erzeugung der Anpreßkraft des Gleitringcs 63 an seine Dichtfläche. Zwischen der Rückseite des Gleitringes und der Druckfeder befindet sich eine Scheibe 73, die die Federkraft auf den Gleitring 63 überträgt und dessen äußere Mantelfläche 68 radial überragt, so daß sie den axialen Bewegungsraum des O-Ringcs 70 begrenzt. Die radiale Erstreckung der Scheibe 73 über die äußere Mantelfläche 68 des Glcitrings 63 entspricht nahczu der Dicke des O-Rings 70. Eine weitere Scheibe 74 an der Öffnungsseite des Gehäuses 61 zwischen der Innenseite des Gehäuses und dem Außenmantcl des Gleitrings begrenzt den axialen Spielraum des O-Rings 70. Diese Scheibe ist durch gleichmäßig verteilte, durch Schweißen oder Pressen angebrachte Warzen 75 am Gehäuse gegen ein Herausfallen aus dem Gehäuse abgesichert. Auch bei dieser Dichtungsausführung kann der Glcitring 63 der Dichtung entnommen und durch einen anderen ersetzt werden ohne daß hierbei die Innenteile der Dichtung ihn Lage verändern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Patentansprüche: sehr kurz sein. In solchen Fällen wird es als Nachteil empfunden, wenn bei der Wiederinstandsetzung der

1. Gleitringdichtung zur Abdichtung von um Pumpe die gesamte Dichtung ausgewechselt werden eine Achse drehbaren Maschinenteilen, insbeson- muß. Dies ist notwendig, wenn die Dichtungen als dere zur Abdichtung von Pumpenwellen, mit 5 Kompielt-Teil ausgebildet sind. d.h. ein Austausch einem wenigstens annähernd rotationssymme- des Gleitringes allein nicht möglich ist.

Irischen Gehäuse, das an seiner Stirnseite einen Eine Anordnung der eingangs genannten Art, die

zur Achse quer verlaufenden Boden hat, und mit aus der USA.-Patentschrift 2 561 132 Fig. 1 bekannt

einem im Innenraum des Gehäuses in axialer ist, ermöglicht einen Ausbau und Ersatz des verschlis-

Richtung beweglich geführten Gleitring sowie mit io senen Gleitrings. Bei der Demontage der Dichtung

einer zwischen dem Gehäuseboder und dem zum Auswechseln des Gleitringes jedoch kann die Fe-

Gleitring angeordneten Feder und mit einem zur der aus dem Dichtungsgehäuse herausfallen, was im

inneren Abdichtung dienenden O-Ring, der zwi- übrigen auch schon beim Lagern oder beim Transport

sehen einer Zylinderlauffläche des Gehäuses und geschehen kann und wodurch die Gefahr besteht, daß

einer zur Achse konzentrischen Wandfläche des 15 die Einzelteile beim erneuten Einbau nicht sachgemäß

Gleitrings liegt und sich bei einer Axialbewegung behandelt und insbesondere fehlerhaft eingebaut wer-

des Gleitrings auf diesen Flächen abrollt, wobei die den, so daß die Dichtung nicht mehr ihre Funktion

mit dem O-Ring in Berührung stehende Wand- voll erfüllt.

fläche des Gleitringes an ihrem dem Gehäuse- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

boden benachbarten Abschnitt glatt und ohne 20 eine Gleitringdichtung der eingangs genannten Art zu

radiale Vorsprünge ausgeführt ist und der Bewe- schaffen, bei der einerseits der Gleitring leicht aus-

gungsweg des O-Ringes in beiden axialen Rieh- wechselbar ist und bei Verschleiß in einfacher Weise

tungen begrenzt ist, dadurch gekenn- durch einen anderen ersetzt werden kann, andererseits

zeichnet, daß zwischen der Feder (14, 29, 71) jedoch die übrigen Dichtungsleile in ihrer Lage im Ge-

und dem Gleitring (8, 28, 63) eine ringförmige 25 liäuse verbleiben und gegen Herausfallen gesichert

Scheibe (15, 73) angeordnet ist, die radial über sind, so daß nach dem Einbau des neuen Gleitringes

den Gleitring als Anschlag für den O-Ring (11, keine schädlichen Veränderungen an den Einzelteilen

70) vorsteht, und daß zur Begrenzung der Axial- der Dichtung selbst und ihrer Einbauiage aufireten

bewegung des O-Ringes aus dem Gehäuse am können.

vorderen Ende der Zylinderlauffläche des Ge- 3° Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gehäuses ein etwa sich radial erstreckender Gegen- löst, daß zwischen der Feder und dem Gleitring eine anschlag (16, 74) für den O-Ring (11, 70) vor- ringförmige Scheibe angeordnet ist, die radial über gesehen ist. den Gleitring als Anschlag für den O-Ring vorsteht,

2. Gleitring nach Anspruch 1, dadurch gekenn- und daß zur Begrenzung der Axialbewegung des zeichnet, daß der Gegenanschlag in an sich be- 35 O-Ringes aus dem Gehäuse am vorderen Ende der kannter Weise als Kragen (16) des Gehäusehalses Zylinderlauffläche des Gehäuses ein etwa sich radial (5) ausgebildet ist. eiitreckender Gegenanschlag für den O-Ring vorge-

3. Gleitring nach Anspruch 1, dadurch gekenn- sehen ist. Durch diese Anordnung ist der Gleitring zeichnet, daß der Gegenanschlag als ringförmige, durch die radiale Klemmwirkung des zwischen Gleitam Gehäuse befestigte Scheibe (74) ausgebildet 40 _rj_ng ynd Gehäuse angeordneten O-Ringes auch bei ist. ausgebauter Dichtung bei der Anlage des O-Ringes

am Gegenan:chlag im Gehäuse gehalten, so daß er zwar nicht herausfallen kann, aber nach Überwindung dieser Klemmwirkung leicht abnehmbar ist.

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung zur 45 Nach der Abnahme des Gleitringes verbleiben die

Abdichtung von um eine Achse drehbaren Maschi- Innenteile der Dichtung durch die Anlage der von

nenteilen, insbesondere zur Abdichtung von Pumpen- der Feder beaufschlagten Scheibe an der hinteren

wellen mit einem wenigstens annähernd rotationssym- Innenseite des am Gegenanschlag anliegenden

metrischen Gehäuse, das an einer Stirnseite einen zur O-Ringes in ihrer Lage, so daß ein neuer Gleitring

Achse quer verlaufenden Boden hat, und mit einem 5° ohne Schwierigkeiten oder Fehlermöglichkeitcn ein-

im Innenraum des Gehäuses in axialer Richtung be- gtsetzt werden kann.

weglich geführten Gleitring sowie mit einer zwischen Aus der USA.-Patentschrift 2 856 219 ist zwar eine dem Gehäuseboden und dem Gleitring angeordneten Dichtung bekannt, bei der eine sich am Gehäuseboden Feder und mit einem zur inneren Abdichtung dienen- abstützende Feder über eine Scheibe an der Innenseite den O-Ring, der zwischen einer Zylinderfläche des 55 des Gleitringes anliegt, wobei die Scheibe ihre Anlage-Gehäuses und einer zur Achse konzentrischen Wand- fläche am Gleitring radial erheblich überragt und mit fläche des Gleitrings liegt und sich bei einer Axialbe- diesem überragenden Teil zur Anlage an einem zwiwegung des Gleitrings auf diesen Flächen abrollt, wo- sehen Gleitring und Gehäuse angeordneten O-Ring bei die mit dem O-Ring in Berührung stehende Wand- gebracht werden kann. Bei dieser bekannten Anordfläche des Gleitringes an ihrem, dem Gehäuseboden ⁶° nung ist jedoch eine Herausnahme des Gleitringes webenachbarten Abschnitt glatt und ohne radiale Vor- der vorgesehen noch möglich, so daß die beschriebene sprünge ausgeführt ist und der Bewegungsweg des Ausbildung und Anordnung der Scheibe ganz anderen O-Ringes in beiden axialen Richtungen begrenzt ist. Zwecken dient und hieraus keine Anregungen oder Bei allen Dichtungen dieser Art ist der Gleitring der Hinweise zur erfindungsgemäßen Ausbildung einer Teil, der einem starken Verschleiß unterliegt; von ihm 65 Gleitringdichtung mit auswechselbarem Gleitring enthängt somit die Funktionsdauer der Dichtung bzw. nommen werden können.

der Pumpe ab. Diese kann je nach der Art des abzu- In weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen

dichtenden Mediums, z. B. bei schmutzigem Wasser, Gleitringdichtung ist als Gegenanschlag in an sich