DE2204162B2 - Spaltdichtung für die Abdichtung hin- und hergehender Maschinenteile - Google Patents

Description

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erwähnt. Auch ist eine freie Einstellbarkeit von rührungslos und teilweise als Berührungsdichtunj

Kolben und Dichtungsbüchse nicht in Betracht ge- wirkende Dichtvorrichtung ist daher nicht nur bau

zogen. Hch aufwendig, sondern auch störanfällig. Auch wer

Es sind femer Berührungsdichtungen und kombi- den durch die gleichzeitige Verwendung einer Beruh

nierte Dichtungen bekannt, die mit elastisch verform- 5 rungsdichtung die Vorteile eines berührungslosei

baren Dichtbüchsen arbeiten. So weist eine bekannte Dichtspaltes wieder aufgehoben.

Maschine (französische Patentschrift 812223 und in Der Erfindung liegt demgegenüber die Erkenntnii

ähnlicher Weise »technica« vom 4. 1.1957, S. 21) zugrunde, daß man einen solchen Aufwand nich

eine elastisch nachgiebige Büchse auf, die konzen- braucht und auch ohne Berühningsdichtung selbs

irisch von außen her durch den Druck der Hoch- io bei sehr hohen Drücken und hohen Hubzahlen unc

drucfcseite beaufschlagt wird. Infolge der Nachgiebig- unter ungünstigsten Schmiereigenschaften der zi

keic der nach Art einer Dichtungslippe ausgebildeten fördernden Flüssigkeit allem mit einer berührungs-

Büchse wird diese gegen die Welle bzw. den Kolben losen Dichtung auskommt und diese darüber hinau:

gepreßt, so daß sie sich an die Welle bzw. den KoI- noch weitaus leistungsfähiger ist als eine kombinierte

ben elastisch anschmiegt Es handelt sich also um 15 Dichtung, sofern die berührungslose Dichtung untei

eine Berührungsdichtung, deren Anpressung an die bestimmten Voraussetzungen verwirklicht wird.

Welle oder den Kolben gegebenenfalls noch dadurch Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, eine

besonders verstärkt werden soll, daß man den Durch- berührungslose, praktisch reibungsfreie Dichtung

messer der elastischen Büchse klüner als den Durch- zwischen relativ zueinander hin- und hergehender

messer der Welle oder des Kolbens bzw. einer son- 20 Teilen zu schaffen, die eine ohne Herstellungs-

stigen Stange hält Schwierigkeiten und bei verhältnismäßig geringem

Bei einer kombinierten Dichtung mit an den baulichem Aufwand ausführbare, wirksame und zu· Pumpenarbeitsraum angrenzender Spaltdichtung und verlässige Dichtung mit langer Lebensdauer auch bei derselben nachgeschalteter Berühningsdichtung (Ge- hohen Drücken und bei Verwendung nichtschmieren· brauchsmuster 6 809 596) schließt an einen Dich- 25 der, niederviskoser Flüssigkeiten wie Wasser od. dgl, tungsspalt eine zwischen diesem und einer Beruh- ermöglicht ohne daß trotz Berührungslosigkeit dei rungsdichtung angeordnete, nach außen geschlossene Dichtung ein übermäßiger Leckstrom auftritt.
Zwischendichtungskammer an, wobei der die Spalt- Die Erfindung geht hierbei von der Erfahrung aus. dichtung, die Berührungsdichtung und die Zwischen- daß bei einer berührungslosen Dichtung mit einem dichtungskammer tragende Dichtungslräger mit 3° Dichtspalt von einer solchen Abmessung, daß eine radialem Spiel zum Pumpengehäuse schwimmend Berührung zwischen dem zueinander hin- und hermittels der Berührungsdichtung auf dem Kolben gehenden Teil nicht eintritt, die erforderliche Dicht- bzw. der Kolbenstange angeordnet ist. Der Dichtungs- wirkung bei den üblichen Pumpenbauarten um se träger wird hierbei von dem Kolben bzw. der KoI- schwieriger zu erreichen ist je höher die Drücke benstange mittels der Berührungsdichtung zentrierend 35 sind, da die Leckverluste mit der Höhe des Druckes getragen und weist im Bereiche der Berührungs- zunehmen. Da hierbei innerhalb des ringförmiger dichtung bzw. der Zwischendichtungskammer eine Dichtspaltes ein Druckabfall eintritt, der mit zuneh· starke, massige Verbreiterung auf, welche die Ver- mender axialer Entfernung von der Hochdruckseite formung der Dichtungsbüchse des sie von außen be- ebenfalls zunimmt, wird die bei den bisher im allaufschlagenden Druckmediums stark beeinflußt und 40 gemeinen üblichen Anordnungen auf ihrer radialer bewirkt, daß eine Deformation der Dichtungsbüchse Außenseite gegen den Druck des Förder- odei nur in größerer Entfernung von der niederdruck- Arbeitsmediums abgedichtete Dichtbüchse im Bereicr seitigen Verstärkung auftreten kann. der Hochdruckseite entsprechend der Elastizität dei

In einer besonderen Ausführungsform der vor- Dichtbüchse aufgeweitet, was unter Zugrundelegung

erwähnten bekannten Einrichtung ist zwar die nach 45 eines bestimmten Mindestspaltes auf der Nieder

der Hochdruckseite zu gelegene, auf der Außenseite druckseite zu den bei sich erhöhendem Druck immei

vom Arbeitsdruck beaufschlagte Dichtungsbüchse als mehr steigenden Leckverlusten führt,

dünnwandiger Zylinder von dem Dichtungsträger, Dieses Verhalten einer Dichtungsbüchse ist um se

welcher die Berührungsdichtung und die Zwischen- kritischer, je niederviskoser die Flüssigkeit ist, ins

dichtungskammer trägt getrennt aufgeschoben, so 50 besondere bei Förderung von Wasser oder änderet

daß sich die Dichtungsbüchse gesondert von dem nichtschmierenden Flüssigkeiten. Bei zu großen

übrigen Dichtungsträger radial deformieren kann, Dichtspalt werden die Leckverluste bei steigenden

doch schließt sich unmittelbar an die Dichtungs- Druck untragbar hoch. Verkleinert man jedoch dei

büchse bzw. an den durch diese gebildeten Dichtspalt Querschnitt des Dichtspaltes derart, daß die Leck der Dichtungsträger mit stark vergrößertem Außen- 55 Verluste eine tragbare Höhe annehmen, besteht dii

durchmesser an, so daß der in dem Dichtungsträger Gefahr, daß schon nach kurzer Zeit durch Reibver

gebildete, den Dichtspalt der Dichtungsbüchse fort- schleiß der aufeinandergleitenden Flächen und Teil·

setzende Dichtspalt den Verformungen der Dicht- diese zerstört werden. Dieses kann unter Umstände)

büchse nicht folgen kann. Hinzu kommt, daß die dazu führen, daß schon unmittelbar nach dem An Dichtungsbüchse mit dem Dichtungsträger durch 60 laufen der Maschine ein Fressen der ineinander

eine Gummimuffe verbunden ist, welche aus Grün- gleitenden Teile auftritt.

den der Abdichtung hart ausgebildet sein muß, Wenn auch bekannte Abdichtvorrichtungen (deut

andererseits als Überdruckventil wirken soll. Die sches Gebrauchsmuster 6 809 596) teilweise ver

Dichtungsbüchse ist daher entweder fest mit dem suchen, diesen gegensätzlichen Anforderungen ai Dichtungsträger veispannt, und die Gummimuffe 65 Dichtheit bzw. Verhinderung eines zu großen Leck

kann ihre Funktion als Überdruckventil nur unvoll- Verlustes dadurch Rechnung zu tragen, daß ein

kommen erfüllen, oder die Gummimuffe ist in kurzer Dichtungsbüchse vorgesehen ist, die sich unter der

Zeit zerstört. Eine solche kombinierte, teilweise be- Arbeitsdruck verformen und sich relativ zu dem hin

und hergehenden Teil radial einstellen kann, berück- Bei auf ein Minimum verringerten Leckverlusten wird

sichtigen sie doch nicht die Notwendigkeit, daß zur ein Reibverschleiß vollständig vermieden. Im Gegen-

Frzielung eines optimalen Ergebnisses nicht nur der teil, die Dichtung wirkt um so besser, je höher die

Dichtspalt zwischen den relativ hin- und hergehenden Drücke und Relativgeschwindigkeiten der zueinander

Teilen durch Deformation verringert werden muß, S sich bewegenden, abzudichtenden Teile sind,

sondern daß auch die Verformung nach einem be- Da der durch die Verformung der Dichtungs-

stimmten Gesetz stattfinden muß. büchse gebildete konische Dichtspalt über den gan-

Die Erfindung trägt diesen Anforderungen Rech- zen Arbeitsdruckhub erhalten bleibt, wird auch die nung und erreicht damit, daß von einer Berührungs- zentrierende Wirkung des konischen Spaltes über den dichtung überhaupt abgesehen werden kann, trotz- io ganzen Arbeitshub und damit auch während der dem aber die Leckverluste auch bei hohen und sehr ganzen Förderung aufrechterhalten,
hohen Drücken sehr gering gehalten werden können, Um die relative radiale Beweglichkeit zu den mit indem sie das Prinzip eines selbstzentrierenden Bezug aufeinander hin- und hergehenden Maschinenkonischen Kolbens und damit einer stabilen Lage der teilen herzustellen, ist nach einem weiteren Merkmal relativ zueinander hin- und hergehenden Teile unter 15 der Erfindung der hin- und hergehende Teil, also allen praktisch vorkommenden Arbeitsbedingungen z. B. ein Kolben oder eine Kolbenstange, bei fest einohne die Notwendigkeit der Herstellung eines gebauter Dichtungsbüchse allseitig beweglich mit konischen Kolbens verwirklicht. Die Erfindung be- seinem Antriebsteil gekuppelt. Der Kolben oder die steht demgemäß darin, daß die Dichtungsbüchse Kolbenstange bzw. der entsprechende Teil kann sich über den wesentlichen Teil ihrer Länge vom Arbeits- so dadurch sowohl radial als auch winklig zentrierend druck beaufschlagt und so bemessen ist, daß die sich in der Dichtungsbüchse einstellen. Vorteilhaft ist aus der resultierenden Druckbeaufschlagung er- hierfür ein geringes axiales Spiel zwischen Antriebsgebende Spaltverengung ihren Höchstwert nahe dem teil und Kolben oder Kolbenstange vorgesehen, wonkderdruckseitigen Ende der Büchse erreicht. bei diese Teile zur Unterbindung von Geräuschen

Durch die Erfindung wird folgendes erzielt: Die as unter Zwischenschaltung einer Dämpfungsflüssigkeit

zusammenwirkenden, den Dichtspalt bildenden zusammenwirken.

Flächen des hin- und hergehenden Teiles, z. B. eines Es ist nicht notwendig, daß die Dichtungsbüchse Pumpenkolbens, einerseits und der Dichtungsbüchse über ihre Länge gleichen Innen- bzw. Außendurchandererseits können als durchgehend zylindrische messer hat. So kann es vorteilhaft sein, die Dich-Flächen mit relativ großer Durchmesserdifferenz her- 30 tungsbüchse mit einer Ausnehmung auf ihrer Außengestellt weiden, da der der Hochdruckseite ent- seite zu versehen, deren Tiefe von der Hochdruckseite sprechende Druck, welcher die Dichtungsbüchse auf zur Niederdruckseite zunimmt, so daß die Bildung ihrer dem Drosselspalt radial gegenüberliegenden des engsten Querschnittes im Bereiche der Nieder-Rückseite belastet, eine von der Hochdruckseite zur druckseite entsprechend der zu dieser hin abnehmen-Niederdruckseite steigende Druckdifferenz gegenüber 35 den Wandstärke unterstützt wird,
dem entsprechend abnehmenden Druck im Dicht- Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher spalt aufweist und dadurch unter Verformung der erläutert.
Dichtungsbüchse ein konischer Drosselspalt in Rich- Im einzelnen zeigt

rung des fließenden Leckstromes gebildet wird, des- F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil einer sen engster Querschnitt im Bereich der Niederdruck- 40 Kolbenpumpe mit einer erfindungsgemäßen Spaltseite liegt. Durch diesen im Betrieb der Maschine dichtung,

erzeugten konischen Dichtspalt, der sich praktisch Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1,
kontinuierlich von der Hochdruckseite zur Nieder- F i g. 3 ein Diagramm, das die an der Dichtungsdruckseite verengt, entsteht während des Betriebes büchse wirkenden Drücke und die durch dieselben die starke selbstzentrierende Wirkung eines konischen 45 bewirkte Verformung des Dichtspaltes darstellt,
Dichtspaltes mit bei zunehmendem Arbeitsdruck F i g. 4 ein Leckverlust-Diagramm und
wachsenden Zentrierungskräften, so daß eine Beruh- F i g. 5 einen der F i g. 1 entsprechenden, jedoch rung von Dichtungsbüchse und Kolben oder der schematischen Axialschnitt, mit einer sich unter sonstigen relativ zueinander hin- und hergehenden einem inneren Druck radial auswärts verformenden Teile trotz starker Verengung des Spaltes bei allen 50 Dichtungsbüchse.
Betriebsdrücken zwangläufig verhindert wird. Die Kolbenpumpe der F i g. 1 weist ein Kurbel-

Dieses wird auch dadurch ermöglicht, daß die den kastengehäuse 10 und einen mit diesem verflanschten

Dichtspalt bildenden Maschinenteile radial zuein- Zylindergehäuseblock 11 auf. Über ein Saugventil 12

ander beweglich sind und somit die zentrierende wird Flüssigkeit in den Pumpenraum 13 eingesaugt

Wirkung des konischen Dichtspaltes sich frei aus- 55 und über ein Druckventil 14 weitergefördert. Zum

bilden kann. Ansaugen und Ausschieben der Förderflüssigkeit

Da der engste Querschnitt des Dichtspaltes um so dient ein Kolben 15, der mit einem in üblicher Weise

mehr verkleinert wird, je höher der Arbeitsdruck der durch eine Kurbelwelle od. dgl. angetriebenen

Maschine und damit der auf die Dichtbüchse wir- Kreuzkopf 16 mittels einer Kupplung 17 gekuppelt

kende Verformungsdruck ist, werden bei steigenden 60 ist.

Drücken die Leckverluste nicht proportional dem Zur Abdichtung des Kolbens 15 dient eine in eine Druck erhöht, sondern verringern sich ab einer be- Bohrung lla des Zylindergehäuseblocks 11 eingestimmten Druckhöhe mit zunehmendem Druck. Die setzte Dichtungsbüchse 18, in die ihrerseits eine z. B. Praxis hat gezeigt, daß dadurch die Kolben auch von aus gehärtetem, rostbeständigem Stahl bestehende mit nichtschmierenden, niederviskosen Flüssigkeiten 65 Laufbüchse 19 fest eingesetzt ist, z. B. fest eingeklebt arbeitenden Maschinen selbst bei sehr hohen Arbeits- ist. Dichtungsbüchse 18 und Laufbuchse 19 können drücken berührungsfrei bei praktisch unbegrenzter auch aus einem Stück bestehen. Ein Abstützring 20 Lebensdauer einwandfrei abgedichtet werden können. dient zur axialen Abstützung der Dichtungsbüchse 18.

Zwischen der Dichtungsbüchse 18 bzw. der eingesetz- beus 15 in Pfeilrichtung X₁ wird die zu fördernde ten Laufbüchse 19 und dem Kolben 15 ist ein durch Flüssigkeit über das Ventil 12 in den Pumpenraum 13 ein geringes Spiel erzeugter axialer Dichtspalt 21 vor- eingesaugt und im Druckhub bei Bewegung des Kolgesehen, dessen Weite bei Drucklosigkeit z. B. in der bens in Pfeilrichtung x_t über das Druckventil 14 ausGrößenordnung von etwa ¹I₁₀₀ mm liegt und der in S geschoben. Die Förderflüssigkeit wird hierbei, insder Zeichnung vergrößert dargestellt ist. Auf ihrer besondere im Druckhub, in den Dichtspalt 21 Außenoberfläche ist die Dichtungsbüchse 118 zur BiI- eindringen und diesen, einschließlich der Rillen 19 a, dung eines radial äußeren Ringraumes 22 auf kleine- allmählich füllen. Gleichzeitig wird die Förderflüssigren Durchmesser abgesetzt, derart, daß die Dich- keit über die Durchtrittsnuten 25 und 26 den Ringtungsbüchse 17 z. B. in der Nähe der dem Pumpen- io raum 22 auf der radialen Außenseite der Dichtungsraum 13, also der Hochdruckseite, gegenüberliegen- büchse 18 anfüllen, so daß die Dichtungsbüchse 18 den Niederdruckseite an der Stelle 23 eine geringste sowohl radial von innen als auch radial von außen Wandstärke hat, die sich nach der Hochdruckseite unter Druck gesetzt wird.

zu allmählich vergrößert. Der Ringraum 22 ist mit In F i g. 3 sind in Verbindung mit einer (in diesem dem Pumpenraum 13 bzw. mit dem Ringspalt 24 15 Fall einstückig dargestellten) Dichtungsbüchse 18 die zwischen Zylinderblock 11 und Kolben 15 durch radial von innen, also vom Dichtspalt 21 her, wirken-Radialnuten 25 in der Dichtungsbüchse 18 bzw. in den Druckkräfte P einerseits und die radial von außen der Einsatzlaufbüchse 19 oder im Abstützung 20 vom Ringraum 22 her wirkenden Druckkräfte Q sowie durch Axialnuten 26 ständig verbunden. Bei- über die Länge der Dichtungsbüchse 18 dargestellt, spielsweise sind je drei Radialnuten 25 und Axial- 20 wobei — entsprechend F i g. 1 — die Hochdrucknuten 26 über den Umfang der Dichtungsbüchse 18 seite H rechts und die Niederdruckseite N links anverteilt, genommen ist. Wie ersichtlich, halten sich unmittel-

Nach der Niederdruckseite zu ist die Dichtungs- bar auf der Hochdruckseite H die Druckkräfte P büchse 18 durch eine Dichtung 27 gegen den ZyUn- und Q das Gleichgewicht. Nach der Niederdruckdergehäuseblock 11 abgedichtet. Hinter dieser Dich- 25 seite N hin nehmen jedoch die Druckkräfte P im rung angeordnete Bohrungen 28 in der Dichtungs- Dichtspalt 21 allmählich ab, während auf der radial büchse bzw. 29 im Zylindergehäuseblock 11 dienen äußeren Seite im Ringraum 22 die Druckkräfte Q zur Ableitung der Leckflüssigkeit, die durch den konstant und gleich oder im wesentlichen gleich dem Dichtspalt 21 von der Hochdruckseite zur Nieder- Druck im Pumpenarbeitsraum 13 sind. Infolgedessen druckseite durchgedrückt wird. Eine Dichtung 30, die 30 nimmt die aus der Überlagerung der Druckkräfte P als Abstreifdichtung wirkt, verhindert, daß der Leck- und Q sich ergebende radiale Belastung der Dichstrom unkontrolliert in die freie Umgebung austritt. tungsbüchse von H nach N hin zu. Im unteren Teil und sorgt dafür, daß der Leckstrom durch die Boh- der F i g. 3 ist die Spaltweite s über der Länge der rungen 28 und 29 abfließt. Eine Überwurfmutter 31 Dichtungsbüchse 18 in stark vergrößertem Maßstabe hält die Dichtbüchse 18 mit der eingesetzten Büchse 35 aufgetragen. Die Herstellungsspaltweite ist s₀. Unter 19 in der Bohrung 11a des Zylindergehäuseblockes der Wirkung der Druckkräfte P und Q verformt sich H fest. die Dichtungsbüchse 18 so, daß sich der Spalt 21

Insbesondere zur Sicherstellung eines berührungs- zwischen Büchse und Kolben oder Welle zur Niederfreien Laufes des Kolbens 15 auch im unteren Bereich druckseite hin verengt. Es werden hierbei je nach des Pumpendruckes bzw. beim Anlaufen der Pumpe 40 Höhe des Druckes Verformungskurven wie s_v s₂, s₃ ist die Innenbohrung der Laufbüchse 19 mit Um- usw. entstehen, wobei in der Nähe des niederdruckfangsrillen 19a versehen, in denen sich Förderflüssig- seitigen Endes der Dichtungsbüchse 18 eine Mindestkeit der Pumpe sammeln kann. spaltweite i_mi„ auftritt. Diese Mindestspaltweite s_min

Die Kupplung 17 zur Verbindung des Kolbens 15 ist also um so kleiner, je größer der Druck des ab-

mit dem als Antriebsteil für den Kolben wirkenden 45 zudichtenden Mediums ist, wobei sich die Spaltweite

Kreuzkopf 16 ist eine Schraubbüchse 32, die mit ab- jeweils dem herrschenden Druck während des

gedichtetem Gewinde 33 in den Kreuzkopf 16 ein- Arbeitsspieles der Maschine anpaßt, so daß auch bei

geschraubt ist. Durch die Schraubbüchse 32 wird starken Druckschwankungen und sehr hohen Drücken

unter Zwischenschaltung der Ringe 34 und 35 das der Leckstrom gleichmäßig klein gehalten werden

zur axialen Abstützung des Kolbens 15 im Antriebs- 50 kann.

teil dienende Axialstück 36 derart gehalten, daß die- Durch den sich zur Niederdruckseite hin verengen-

ses mittels einer balligen Fläche 37 unter Einhaltung den Dichtspalt 21 und die allseitig bewegliche Ab-

eines geringen axialen Abstandes »a«, z. B. 0,1 mm, Stützung des Kolbens 15 an dessen Antriebsglied

und eines radialen Spieles »r<r mit einer in den Kreuz- wird der Kolben 15 hydraulisch zentriert Durch die

kopf 16 eingesetzten Scheibe 38, einem Querstift 55 Anbringung der Umfangsrillen 19 a wird diese Zen-

od. dgl. zusammenwirkt. Eine Gegenmutter 39 sichert trierung, insbesondere auch im Bereich niedriger

die Gewindebüchse 32 in ihrer eingestellten Lage. Pumpendrücke, etwa beim Anfahren der Pumpe,

Der Innenraum 40. der dem Axialstützteil 36 bzw. noch weiter verbessert.

dem Kolben 15 außer dem radialen und axialen Spiel Im Gegensatz hierzu nimmt bei denjenigen Spaltzugleich ein geringes allseitiges Spiel erlaubt, ist mit 60 dichtungen, die ohne Gegendruck auf der radialen einer Dämpfungsflüssigkeit, z. B. Öl, gefüllt, das Außenseite arbeiten, infolge der Belastung durch die durch eine verschließbare Bohrung 41 in den Hohl- Druckkräfte P gemäß Fig. 3 der Druck im Spalt 21 raum 40 eingefüllt werden kann. Ein Dichtbalg 42 von der Hochdruckseite nach der Niederdruckseite dichtet das Innere der Gewindebuchse 32 der Kupp- ab. Wird der Druck erhöht, erweitert sich der Dichtlung 17 nach außen ab. ⁶5 spalt auf der Hochdruckseite, und zwar um so mehr,

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung je höher der Druck auf dieser Seite ist. Das führt zu

ist folgende: untragbaren Leckströmen.

Im Saughub der Pumpe bei Bewegung des KoI- Im Diagramm nach Fig. 4 ist der Leckstrom q

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über dem abzudichtenden Druck P_w der Hochdruck- Durch die Dämpfungsflüssigkeit, z. B. Öl, im seite aufgetragen. Hierbei zeigt die Kurve q_t in prin- Raum 40 wird ferner ein Ausschlagen der Teile 36, zipieller Darstellung den Leckstrom bei einer bis- 38 Jind damit das metallische Schlaggeräusch verherigen Ausführung ohne äußere Druckbeauf- hindert. Statt oder zusätzlich zu einer Dämpfungsschlagung der Dichtungsbüchse und q₂ im Vergleich 5 flüssigkeit kann auch ein Dämpfmaterial, z.B. Gummi hierzu die Leckverluste bei einer erfindungsgemäßen od. dgl,, vorgesehen sein, um die Stoßkräfte beim Ausführung. Wie das Diagramm zeigt, nimmt ^r₁ pro- Antrieb des Pumpenkolbens aufzunehmen,
portional oder überproportional mit dem DruckP_H Fig. 5 zeigt schematisch eine Ausführung mit zu und erreicht bei höheren Drücken praktisch un- einem im Zylindergehäuse 111 laufenden, mit eintragbare Werte. Im Falle der Erfindung nimmt io geschraubtem Einsatz 115 a versehenen Pumpendagegen nach Überschreiten eines bestimmten kolben 115 und einer auf diesen gleitend aufgesetzten Druckes P₀ der Leckstrom i]₂ wieder ab, wobei er Dichtungsbüchse 118, die gegenüber dem Kolben innerhalb eines Bereiches α praktisch konstant bleibt. 115 durch eine Dichtung 127 abgedichtet und durch Eine erfindungsgemäße Dichtung eignet sich daher einen Abstützring 120 axial abgestützt ist. Der axiale ganz besonders zur Abdichtung hoher Arbeitsdrücke, 15 Dichtspalt 121 liegt in diesem Falle radial außerhalb die diesem Bereich α entsprechen oder oberhalb die- des Ringraumes 122, der mittels eines Durchlaßquerses Bereiches liegen. Durch den Dichtspalt 21 hin- schnittes 125 od. dgl. mit dem Pumpenraum 113 verdurchdringendes Fördermedium kann über die Boh- bunden ist. Entsprechend Fig. 3 bilden sich die rungen 28, 29 nach außen bzw. in das Saugleitungs- Druckkräfte P im Dichtspalt 121 und Q im Ringsystem der Maschine zurückfließen. Gegebenenfalls 20 raum 122 aus, wodurch die Dichtungsbüchse 118 kann auch die Leckableitung entsprechend den Boh- nach der Niederdruckseite zunehmend aufgeweitet rungen 28 bereits in einem Bereich erfolgen, bei der und damit der Dichtspalt 121 zunehmend bis zu einer die nach der Kurve abnehmenden Kräfte P den Null- Mindestspaltweite s_mi„ verengt wird. Im übrigen ist wert auf der Niederdruckseite N noch nicht erreicht die Wirkungsweise die gleiche wie die des ersten haben, also beispielsweise an einer Stelle P_x der 25 Ausführungsbeispieles, und es können die gleichen Fig. 3. Maßnahmen, wie über die Länge des Dichtspaltes Durch das axiale Spiel a und das radiale Spiel r an 121 variierende Wandstärke der Dichtungsbüchse der Kupplung 17 sowie durch die ballige Stützfläche 118, Umfangsrillen, Leckableitung, axiale Abstützung 37 des Abstützstückes 36 ist gewährleistet, daß sich des Plungerkolbens mit Dämpfungseinrichtung der Kolben 15 zur Dichtungsbüchse 18 frei einstellen 30 od. dgl., wie beim ersten Ausführungsbeispiel vorkann, gesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

ι 2 Patentansprüche- von dem Ende hölieren Druckes zur Einspannstelle zunehmender, auf die Außenseite der Dichtungs-

1. Spaltdichtung für die Abdichtung hin- und büchse ausgeübter Druck. Es wird daher an der hergehender Maschinenteile, insbesondere für EinspannsteUe ein nach innen gerichteter starker Pumpen für die Förderung niederviskoser, nicht- 5 Überdruck auftreten, der bewirkt, daß dieDichtungsschmierender Flüssigkeiten unter hohen Arbeite- büchse im Bereiche der Einspannstelle am stärksten drücken, mit einer elastisch verformbaren Dich- einwärts verformt wird und der Dichtungsspalt zwitungsbüchse, die auf ihrer dem Dichtungsspalt sehen Büchse und hin- und hergehender Welle hier gegenüberliegenden Rückseite bis zu ihrer Ab- einen geringsten Querschnitt erhält. Nach dem dichtung gegenüber dem Gehäuse vom Arbeite- m niedei druckseitigen freien Ende zu wird sich die druck beaufschlagt ist, wobei die den Spalt bil- Dichtungsbüchse wieder erweitern und damit auch denden Maschinenteile, z. B. Dichtungsbüchse einen sich konisch erweiternden Dichtungsspalt er- und Kolbenstange, relativ zueinander radial be- zeugen. Eine solche Ausbildung des Dichtungsspaltes weglich sind, dadurch gekennzeichnet, ist jedoch unerwünscht, da die an sich günstigen daß die Dichtungsbüchse (18; 118) über den 15 Wirkungen eines konischen Spaltes dadurch prakwesentlichen Teil ihrer Länge vom Arbeitedruck tisch wieder aufgehoben werden. Des weiteren erlaubt beaufschlagt und so bemessen ist, daß die sich die Verwendung einer Membrane, die von einander aus der resultierenden Druckbeaufschlagung er- entgegengesetzten Seiten mit höherem und niedrigem gebende Spaltverengung ihren Höchstwert nahe Druck beaufschlagt wird, auch nur eine verhältnisdem niederdruckseitigen Ende der Büchse er- 20 mäßig geringe Druckhöhe des gasförmigen Mediums, reicht. Um höheren Drücken standzuhalten, würde eine

2. Spaltdichtung nach Anspruch 1, dadurch relativ hohe Steifigkeit der Membrane erforderlich gekennzeichnet, daß der hin- und hergehende sein, was die gewünschte freie Beweglichkeit der Teil, z. B. ein Kolben oder eine Kolbenstange Büchse verhindern würde.

(15; 115), allseitig radial und winkelbeweglich 25 Es ist an sich theoretisch (Trutnovsky, »Beriih-

an seinem Antriebsglied (Kreuzkopf 16) axial ab- mngsfreie Dichtungen«, 1964, S. 58) bekannt, daß

gestützt ist. sich ein konischer Kolben innerhalb einer zylin-

3. Spaltdichtung nach Anspruch 3, dadurch drischen Bohrung in einer Strömung selbst zentriert, gekennzeichnet, daß der Kolben bzw. eine indem der Kolben bei außenmittiger Lage durch den Kolbenstange (15) ein geringes axiales Spiel (a) 30 unsymmetrischen Seitendruck der Strömung in seine gegenüber dem Antriebsglied (16) aufweist und mittige Lage zurückgebracht wird.

die kraftübertragenden Kupplungsflächen zwi- in der Praxis ist dieses Prinzip eines konischen sehen Antriebsglied und Koiben bzw. Kolben- Kolbens nicht ohne weiteres anwendbar. Die Herstange unter Zwischenschaltung einer Dämpfungs- stellung eines konischen Kolbens verlangt außerflüssigkeit zusammenwirken. 35 ordentliche Präzision bei der Herstellung, da es sich

4. Spaltdichtung nach einem der Ansprüche 1 praktisch nur um Bruchteile eines Millimeters hanbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicht- dein kann, um die die Durchmesser des Kolbens an büchse (18) nach der Niederdruckseite zu eine den Enden des Dichtungsspaltes voneinander verEinschnürung aufweist. schieden sind. Auch würde sich ein solcher Kolben

40 unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise beim

Anlaufen, außerordentlich ungünstig und mit praktisch unbrauchbaren Laufeigenschaften verhalten.

Die Erfindung betrifft eine Spaltdichtung für die Es ist des weiteren ein Zylinder für hohe Drücke Abdichtung hin- und hergehender Maschinenteile, bekannt, bei dem der vom Kolben erzeugte Druck insbesondere für Pumpen für die Förderung nieder- 45 nicht nur von innen, sondern auch von außen auf im viskoser, nichtschmierender Flüssigkeiten unter hohen wesentlichen die ganze Länge einer den Kolben abArbeitsdrücken, mit einer elastisch verformbaren dichtenden Büchse wirkt (deutsche Patentschrift Dichtungsbüchse, die auf ihrer dem Dichtungsspalt 395 400). Die Büchse soll dadurch beim Arbeiten gegenüberliegenden Rückseite bis zu ihrer Abdich- des Kolbens nicht deformiert werden und infolgetung gegenüber dem Gehäuse vom Arbeitsdruck 50 dessen auch bei Erzeugung sehr hoher Drücke die beaufschlagt ist, wobei die den Spalt bildenden Abdichtung aufrechterhalten. Der unter dem Kolben-Maschinenteile, z. B. Dichtungsbüchse und Kolben- druck stehende äußere Ringraum erstreckt sich hierstange, relativ zueinander radial beweglich sind. bei im wesentlichen über den Hub des Kolbens, so

Es ist eine Spaltdichtung (britische Patentschrift daß die Kolbenstirnfläche in der äußersten Stellung 206) bekannt, bei der eine die rotierende oder 55 des Druckhubes etwa mit dem freien Ende der hin- und hergehende Welle mit Ringspalt umschlie- Büchse abschließt, in der innersten Stellung des ßende Dichtungsbüchse, d^;e zur Abdichtung eines Druckhubes dagegen mindestens etwa in der Ebene gasförmigen Mediums dient, in der Mitte zwischen des geschlossenen Endes des äußeren ringförmigen ihren Enden, d. h. zwischen den Räumen höheren Druckraumes oder in der Nähe dieses Endes liegt. Es und niederen Druckes, durch eine Membrane ge- 60 wird daher auch im ersten Teil des Druckhubes keine halten wird, derart, daß die Dichtungsbüchse radial Druckdifferenz zwischen dem Innenraum und dem von außen in ihrer einen Hälfte von dem Medium Außenraum — entsprechend dem Zweck der behöheren Druckes und in ihrer anderen Hälfte von kannten Einrichtung — vorhanden sein, während dem Medium niederen Druckes beaufschlagt wird. bei sich seinem Ende näherndem Druckhub eine Da sich in dem Dichtspalt zwischen der Welle und 65 Druckdifferenz zwischen innen und außen auftritt, der Dichtbüchse ein von der Seite höheren Druckes Diese Druckdifferenz ist jedoch bei der bekannten zur Seite niederen Druckes abfallender Druck ein- Maschine nicht ausgenutzt und soll auch vermieden stellt, ergibt sich über die eine Hälfte der Büchse ein werden. Die Anordnung einer Spaltdichtung ist nicht