DE2252409A1

DE2252409A1 - POETRY

Info

Publication number: DE2252409A1
Application number: DE19722252409
Authority: DE
Inventors: Harold Edward Mccormick
Original assignee: Ramsey Corp
Current assignee: Ramsey Corp
Priority date: 1971-11-24
Filing date: 1972-10-25
Publication date: 1973-06-07
Also published as: JPS4863301A; IT969816B; JPS5229768B2; GB1364144A; AU4754672A; BR7208181D0

Description

RAMSEY CORPORATION, Manchester and We i dme η Roads,RAMSEY CORPORATION, Manchester and We i dme η Roads,

Manchester, Missouri / V. St» A.Manchester, Missouri / V. St »A.

Our reference: R 784

Dichtungpoetry

Die Erfindung bezieht sich auf Dichtungen oder Dichtungsflächen und insbesondere auf Flächendichtungsbauteile und eine Beschichtung für diese.The invention relates to seals or sealing surfaces and in particular to surface sealing components and a coating for them.

Derartige Flächendichtungen werden im allgemeinen als Wellenab·- dichtungen verwendet, bei denen ein drehbarer Bauteil gegen einen nicht drehbaren Bauteil an einer Dichtungsgrenz- oder Dichtungszwischenfläche anliegt. Wenigstens einer dieser Bauteile wird gegen den anderen Bauteil gedrückt. Der stationäre Bauteil ist an einem Gehäuse befestigt und der drehbare Bauteil ist in abgedichteter Weise an einem drehbaren Teil befestigt, der sich durch das Gehäuse hindurch erstreckt. Die Dichtung verhindert eine Leckströmung aus dem Innenraum des Gehäuses zum Außenraum oder umgekehrt. Derartige Flächendichtungen sind in zahlreichen speziellen Ausführungsformen bekannt. Allen Ausführungsformen ist jedoch eine Grenz- oder Zwischenfläche zwischen einem sich drehenden und einem sich nicht drehenden 'Bauteil gemeinsam. Diese Grenz- oder Zwischenfläche benötigt normalerweise ungleiche Materialien, von denen eines verschleißfest ist und das andere einen gewissen Grad des Verschleißes aufnimmt und welches gewisse Einlaufeigenschaften aufweist und. eine konstante Dichte aufrechterhält.Such surface seals are generally used as shaft seals, in which a rotatable component against a non-rotatable component rests against a sealing boundary or sealing interface. At least one of these components will pressed against the other component. The stationary component is attached to a housing and the rotatable component is sealed Manner attached to a rotatable part which extends through the housing. The seal prevents leakage flow from the interior of the housing to the exterior or vice versa. Such surface seals are in numerous special Embodiments known. However, there is one embodiment of all of the embodiments Boundary or intermediate surface between a rotating and a non-rotating component common. This border or Interface usually requires dissimilar materials, one of which is wear-resistant and the other to some degree the wear and tear and which has certain run-in properties and. maintains a constant density.

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Ein typisches Ausführungsbeispiel für Flächendichtungeri dieser Art ist bei Wasserpumpen für Brennkraftmaschinen gegeben. Die Welle der Wasserpumpe geht durch ein Gehäuse hindurch und endet im Schaufelrad der Pumpe. Da die Schaufelradkammer mit dem Kühlmedium für die Brennkraftmaschine gefüllt ist, muß ein Dichtungsglied zwischen der Welle und dem Gehäuse vorgesehen sein, um ein Durchlecken aus der Schaufelradpumpe längs der Welle zur Außenseite des Gehäuses hin zu verhindern.A typical embodiment for Flächendichtungeri of this type is given in water pumps for internal combustion engines. The shaft of the water pump goes through a housing and ends in the impeller of the pump. Since the impeller chamber is filled with the cooling medium for the internal combustion engine, a sealing member must be provided between the shaft and the housing in order to prevent leakage from the impeller pump along the shaft to the outside of the housing.

Wegen der hohen Temperatur, die während bestimmter Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine in der abzudichtenden Flüssigkeit auftritt und wegen der Möglichkeit des Auftretens von extrem hohen Temperaturen bei Ausfall des Kühlsystems müssen die zusammenpassenden Bauteile der Dichtung aus Materialien hergestellt sein, die ihre Festigkeit bei hohen Temperaturen aufrechterhalten. Ein allgemein verwendetes Material für den verschleißfesten Bauteil ist ein keramisches Material. Obwohl diese Materialien bei konstanten Temperaturen zufriedenstellende Ergebnisse bringen, können sie zu einem Ausfall führen, wenn sie thermischen Schubbelastungen ausgesetzt sind, wie sie während eines schnellen Temperaturanstieges in der Brennkraftmaschine auftreten können oder während eines schnellen Temperaturabfalls, was auftreten kann, wenn beispielsweise neues und kälteres Kühlmittel in das System eingefüllt wird. Unter diesen Umständen können die bisher bekannten keramischen Dichtungen, mikroskopisch feine Risse oder Spalte erhalten. Diese Risse oder Spalte, die durch einen thermischen Schock hervorgerufen werden, setzen sich fort, bis das Dichtungselement vollständig getrennt ist und damit ausfällt. Ein derartiger Ausfall kann außerordentlich nachteilig bei den vorbestimmten Betriebsbedingungen sein, wobei ein solcher Ausfall zu einer schweren Beschädigung der Brennkraftmaschine führen kann.Because of the high temperature that occurs during certain operating conditions the internal combustion engine occurs in the liquid to be sealed and because of the possibility of extremely high Temperatures at failure of the cooling system, the mating components of the seal must be made of materials that maintain their strength at high temperatures. A commonly used material for the wear-resistant component is a ceramic material. Although these materials give satisfactory results at constant temperatures, they can too lead to failure when subjected to thermal shear loads such as those encountered during rapid temperature rise can occur in the internal combustion engine or during a rapid temperature drop, which can occur if, for example new and colder coolant is added to the system. Under these circumstances, the previously known ceramic Seals, microscopic cracks or crevices preserved. These cracks or crevices caused by a thermal shock continue until the sealing element is completely separated and thus fails. Such a failure can extremely detrimental to the predetermined operating conditions, such failure resulting in serious damage the internal combustion engine can lead.

Zusätzlich zu den Problemen, die durch thermische Schöckbelastungen auftreten, die durch schnelle Temperaturänderungen erzeugt Werden, kann bei Wasserpumpen für Brennkraftmaschinen und ähnlichenIn addition to the problems caused by thermal shock loads occur that are generated by rapid temperature changes, can be used in water pumps for internal combustion engines and the like

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Einrichtungen, wie beispielsweise Waschmaschinen, ein weiterer Grund für einen Ausfall bei hohen Temperaturen auftreten. Die Dichtungen sind im allgemeinen derart aufgebaut, daß sie deshalb den hohen Temperaturen widerstehen können, weil sie eine gewisse Menge der Wärme, die durch die Reibung an der Dichtungsfläche erzeugt wird, an die Flüssigkeit abgeben, die abgedichtet werden soll. Unter bestimmten Betriebszuständen des Schaufelrades der Pumpe können Kavitationen auftreten, was dazu führt, daß der Bereich, der-die Dichtung umgibt, flüssigkeitsfrei wird. Wenn die Dichtung während einer bestimmten Zeitdauer läuft, während der der Bereich um die Dichtung herum von Flüssigkeit frei ist, kann dies zu einem extremen Temperaturanstieg im keramischen Dichtungselement führen. Wenn die Dichtung nicht in der Lage ist, einer derart erhöhten Temperatur zu widerstehen, kann dies zu einem Ausfall durch thermische Ausdehnung führen. Wenn alternativ das Dichtungsmaterial, dieser Temperatur widerstehen kann, kann möglicherweise ein Ausfäll Zustandekommen und zwar durch eine thermische Schockeinwirkung, wenn die Kavitation verstärkt wird.Facilities, such as washing machines, are another reason for failure to occur at high temperatures. the Seals are generally constructed in such a way that they can withstand the high temperatures because they have a certain Amount of heat generated by the friction on the sealing surface given off to the liquid being sealed target. Cavitations can occur under certain operating conditions of the pump impeller, which means that the area which-surrounds the seal, becomes fluid-free. If the The seal can run for a period of time during which the area around the seal is free of fluid this lead to an extreme increase in temperature in the ceramic sealing element. If the seal is incapable of one withstanding such elevated temperature can result in failure due to thermal expansion. Alternatively, if the sealing material, can withstand this temperature, a precipitation can possibly occur through a thermal Shock when the cavitation is intensified.

Durch die Erfindung werden diese Nachteile der bekannten keramischen Dichtungen ausgeschaltet, wobei die Vorteile der keramischen Werkstoffe als ein Dichtungsflächenmaterial beibehalten werden.· Erfindungsgemäß ist ein Dichtungselement vorgesehen, welches aus rostfreiem Stahl besteht und dieses Dichtungselement weist eine Dichtungsfläche auf, die mit einem keramischen Material beschich-The invention eliminates these disadvantages of the known ceramic Seals eliminated while maintaining the advantages of ceramic materials as a sealing face material. According to the invention, a sealing element is provided which consists of is made of stainless steel and this sealing element has a sealing surface that is coated with a ceramic material

tet ist. Diese Beschichtung wird vorzugsweise mittels eines Plasmastrahles aufgetragen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Flächen- oder Beschichtungsmaterial aus einem Gemisch von Aluminium-Oxyd und Titan-Oxyd und das Basismaterial ist rostfreier Stahl AISI Nr. 301. Der Basisbauteil wird vorzugsweise mittels eines Metall-Keramik-Verfahrens hergestellt. Als Alternative ist eine Zirkon-Oxyd-Beschichtung vorgesehen.is tet. This coating is preferably applied by means of a plasma jet. In a preferred embodiment the surface or coating material consists of a mixture of aluminum oxide and titanium oxide and the base material is more rustproof Steel AISI No. 301. The basic component is preferably manufactured using a metal-ceramic process. As alternative a zirconium oxide coating is provided.

Durch die Erfindung wird ein Flächendichtungsbauteil für eine Flächenabdichtung geschaffen, wobei der Bauteil aus einem Basis-The invention creates a surface sealing component for surface sealing, the component being made from a basic

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abschnitt aus rostfreiem Stahl besteht, auf den eine mittels eines Plasmastrahls aufgebrachte Beschichtung sich befindet, die aus einem Aluminium-Oxyd-Titan-Oxyd-Gemisch besteht, wobei diese Beschichtung hochwarmfest ist.section is made of stainless steel, on which there is a coating applied by means of a plasma jet, which consists of an aluminum-oxide-titanium-oxide mixture, this coating being highly heat-resistant.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sollen in der folgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung erläutert werden. Es zeigenFurther objects, features and advantages of the invention are set out in the following description of various embodiments of the invention explained. Show it

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Teiles einer Wasserpumpe eines Kraftfahrzeuges, wobei eine Wasserpumpendichtung gemäß der Erfindung dargestellt ist,Fig. 1 is a sectional view of part of a water pump of a motor vehicle, wherein a water pump seal according to the invention is shown,

Fig. 2 eine Schnittansicht der in Fig. 1 dargestellten Dichtung in vergrößertem Maßstab,FIG. 2 is a sectional view of the seal shown in FIG. 1 on a larger scale,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Dichtungsbauteil und3 shows a plan view of the sealing component according to the invention and

Fig. 1 eine Schnittansicht des in Fig. 3 gezeigten Dichtungsbauteiles. FIG. 1 is a sectional view of the sealing component shown in FIG. 3.

In Fig. 1 ist ein Wasserpumpengehäuse IO dargestellt, durch das hindurch sich eine Welle 11 erstreckt, die in einem freien Ende 12 ausläuft, an dem ein Pumpenschaufelrad 13 gelagert ist. Wenn diese Anordnung mit anderen Abschnitten des nicht dargestellten Pumpengehäuses zusammengebaut ist, so ist der Raum um das Schaufelrad herum und der Raum 15 zwischen dem Schaufelrad und der Wandung 16 des Gehäuses mit Kühlwasser gefüllt. Um einen Austritt des Kühlwassers zu verhindern, ist eine Dichtung 17 zwischen der Welle 11 und der Wellenöffnung 18 des Gehäuses angeordnet. Diese Dichtung weist, wie dargestellt, einen U-Profilgehäusering 19 auf, der einen radial nach außen umgebogenen Flansch 20 hat, welcher über einem Abschnitt der Wandung 16 des Gehäuses liegt. Der U-Profilgehäusering 19 weist einei axial verlaufenden inneren Umfangsschenkel 21 auf, der in dichtem Abstand zur äußeren Ober-In Fig. 1, a water pump housing IO is shown through which a shaft 11 extends therethrough and terminates in a free end 12 on which a pump impeller 13 is mounted. if this arrangement is assembled with other sections of the pump housing, not shown, so is the space around the impeller around and the space 15 between the impeller and the wall 16 of the housing is filled with cooling water. To an exit To prevent the cooling water, a seal 17 is arranged between the shaft 11 and the shaft opening 18 of the housing. These As shown, the seal has a U-profile housing ring 19 which has a flange 20 which is bent radially outwards and which lies over a portion of the wall 16 of the housing. The U-profile housing ring 19 has an axially extending inner peripheral leg 21, which is close to the outer upper

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fläche der Welle diese umgibt. Ein Trägerring 22 ist im U-Profil des Ringes 20 angeordnet und eine Feder 23 ist zwischen einer radialen Wandung 24 des Trägerringes und der Stegwandung 25 des U-Profils angeordnet und drückt den Trägerring 22 von der Stegwandung fort. Ein stationärer Dichtungsring 27 ist zwischen dem inneren Umfangsschenkel 21 und dem Trägerring 22 angeordnet, wobei die radial nach außen verlaufende Wandung 2k des Trägerringes gegen einen Abschnitt 28 dieses Dichtungsringes anliegt. Der Dichtungsring weist eine Dichtungsnase 29 auf, die sich axial von diesem erstreckt und zwar von der axialen Endwandung 30 aus, die der Feder gegenüberliegt. Der Ring 27 oder dessen Nasenabschnitt 29 bestehen vorzugsweise aus kohlenstoffverstärktem Kunststoffmaterial oder einem ähnlichen verschleißfesten Material, um eine gute Dichtungsfläche zu ergeben. surface of the shaft surrounds it. A carrier ring 22 is arranged in the U-profile of the ring 20 and a spring 23 is arranged between a radial wall 24 of the carrier ring and the web wall 25 of the U-profile and pushes the carrier ring 22 away from the web wall. A stationary sealing ring 27 is arranged between the inner peripheral leg 21 and the carrier ring 22, the radially outwardly extending wall 2k of the carrier ring resting against a section 28 of this sealing ring. The sealing ring has a sealing nose 29 which extends axially therefrom, namely from the axial end wall 30 which is opposite the spring. The ring 27 or its nose portion 29 are preferably made of carbon-reinforced plastic material or a similar wear-resistant material in order to give a good sealing surface.

Eine sich drehende Dichtungsbaugruppe 32 ist um die Welle 11 herum angeordnet und liegt gegen eine radiale Wandung 33 des Schaufelrades an. Die Feder 23 drückt die Dichtungsnase 29 des Dichtungsringes 27 in Kontakt mit einer Dichtungsfläche 35 der sich drehenden Dichtungsbaugruppe 32. Die Dichtungsgrenzfläche der Dichtungsbauteile ist der Kontaktbereich zwischen der Nase und der Dichtungsfläche 35.A rotating seal assembly 32 is around shaft 11 arranged around and rests against a radial wall 33 of the impeller. The spring 23 presses the sealing nose 29 of the Sealing ring 27 in contact with a sealing surface 35 of the rotating seal assembly 32. The sealing interface of the sealing components is the area of contact between the nose and the sealing surface 35.

Bei bisher bekannten Dichtungen für Wasserpumpen bestand die Dichtungsbaugruppe 32 im allgemeinen aus einem Ring aus keramischem Material, wobei eine Fläche dieses Ringes die Dichtungsfläche aufwies. Dieser keramische Ring war im allgemeinen in einer axialen Nut einer Halterung aus Kunststoff oder Kautschuk angeordnet, wobei diese Halterung ihrerseits um die Welle herum verlief, die an ihrem äußeren Umfang ein Metallband trug. Das Metallband diente dazu, den Keramikring festzuhalten, nachdem der Ring infolge von thermischen Schockeinwirkungen in Fragmente zerbrochen ist. Wenn der Keramikring durch offene Spalte beschädigt ist, die durch thermische Schockeinwirkungen entstanden sind, so kann selbstverständlich die Dichtung nicht mehr richtig funktionieren.In previously known seals for water pumps, the seal assembly 32 generally consisted of a ring of ceramic Material, one face of this ring exhibiting the sealing face. This ceramic ring was generally in one axial groove of a holder made of plastic or rubber, which holder in turn ran around the shaft, which carried a metal band on its outer circumference. The metal band was used to hold the ceramic ring in place after the ring broken into fragments as a result of thermal shock. If the ceramic ring is damaged by open gaps, the caused by thermal shock, the seal can of course no longer function properly.

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Die erfindungsgemäße Dichtungsbaugruppe 32 weist einen Stützbauteil 37 auf, der einen L-förmigen Querschnitt haben kann» wie es die Fig. 2 zeigt,und der um die Welle 11 herum derart angeordnet ist, daß er auf der äußeren Oberfläche dieser Welle mit Paßsitz sitzt. Ein radialer Vorsprung 38 des Stützgliedes 37 kann gegen die radiale Wandung 33 des Schaufelrades 13 in abdichtender Anlage anliegen. Das Stutzglied besteht vorzugsweise aus einem Kunststoff oder aus einem Elastomermaterial.The sealing assembly 32 according to the invention has a support component 37, which can have an L-shaped cross section »like this which Fig. 2 shows, and which is arranged around the shaft 11 in this way is that it is a snug fit on the outer surface of this shaft sits. A radial projection 38 of the support member 37 can abut against the radial wall 33 of the impeller 13 in a sealing manner issue. The support member is preferably made of a plastic or from an elastomeric material.

Ein Dichtungsring 40 ist um einen Teil des Stützgliedes 37 herum angeordnet und liegt am Stützglied in abdichtender Weise an. Der Dichtungsring 40 und das Stützglied 37 drehen sich mit der Welle 11.A sealing ring 40 is around part of the support member 37 arranged and rests on the support member in a sealing manner. The seal ring 40 and the support member 37 rotate with the shaft 11.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, weist der Dichtungsring '40 im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei abgeschrägte Ecken 11, 42, 43 und 44 vorgesehen sind. Der Dichtungsring hat eine innere Umfangsoberfläche 45 und eine äußere Umfangsoberfläche 46. Ferner ist eine radial sich erstreckende Endwandung an der Rückseite 47 vorgesehen und eine radial sich erstreckende axiale Endwandung 48 an der Vorderseite, wobei diese Endwandung die Dichtungsoberfläche 35 trägt. Die abgeschrägten Kanten 41, 42 and 43 erstrecken sich vorzugsweise um den gesamten Umfang herum und zwar an den Schnittstellen der äußeren und inneren Umfangsoberflachen mit den axialen Endwandungen. Die Abschrägungen dienen dazu, die Integrität einer zerbrechlichen Beschichtung aufrechtzuerhalten und zwar sowohl nach deren Herstellung als auch während des Betriebes. Diese Abschrägungen können auch dazu verwendet werden, den Aufbau von Beschichtungsmaterial an der inneren Umfangsoberfläche des Ringes auf ein Minimum herabzusetzen.As shown in FIGS. 3 and 4, the sealing ring '40 essentially has a rectangular cross-section, with beveled corners 11, 42, 43 and 44 are provided. The sealing ring has an inner peripheral surface 45 and an outer peripheral surface 46. Furthermore, a radially extending end wall is provided on the rear side 47 and a radially extending axial one End wall 48 at the front, this end wall carrying the sealing surface 35. The beveled edges 41, 42 and 43 extend preferably around the entire circumference and at the interfaces of the outer and inner circumferential surfaces with the axial end walls. The bevels are used to maintain the integrity of a fragile coating both after their manufacture and during operation. These bevels can also be used to minimize the build-up of coating material on the inner peripheral surface of the ring.

Der innere Umfang 25 liegt im zusammengebauten Zustand, wie es Fig. 2 zeigt, mit Paßsitz gegen das Stützglied 37 an.In the assembled state, as shown in FIG. 2, the inner circumference 25 rests against the support member 37 with a snug fit.

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Die Dichtungsfläche 35 besteht aus einem mittels Plasmastrahl aufgebrachten, verschleißfesten Keramikmaterial. Bevorzugte keramische Materialien umfassen Aluminium-Oxyde, Chrom-Oxyde, Titan-Oxyde und Zirkon-Oxyde und Gemische von diesen. Der Ring ^O besteht aus einem korrosionsfestem Metall, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, Bronze und Aluminium und ist vorzugsweise ein Körper aus einem gesinterten Metallpulver. Ein bevorzugter rostfreier Stahl ist der Stahl AISI Nr. 301. Dieser Stahl hat die folgende Zusammensetzung:The sealing surface 35 consists of a wear-resistant ceramic material applied by means of a plasma jet. Preferred ceramic materials include aluminum oxides, chromium oxides, titanium oxides, and zirconium oxides, and mixtures of these. The ring ^ O consists of a corrosion-resistant metal such as stainless steel, bronze and aluminum, and is preferably a body made of a sintered metal powder. A preferred stainless steel is AISI No. 301 steel. This steel has the following composition:

Kohlenstoff 0,08 bis 0,20Carbon 0.08 to 0.20

Mangan . 2,0 Nickel 6,00 bis 8,00 -Manganese. 2.0 nickel 6.00 to 8.00 -

Chrom 16,00 bisl8,00Chrome 16.00 to l8.00

Eisen , RestIron, rest

Der Ring wird vorzugsweise nach einem Metallkeramikverfahren aus einem Rohpulvermaterial der obigen Zusammensetzung hergestellt.The ring is preferably manufactured from a raw powder material of the above composition by a metal-ceramic process.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Dichtungsoberfläche 35 durch ein Plasmastrahlsprühverfahren hergestellt, bei dem ein Metalloxyd-Keramikmaterial auf die Oberfläche 48 aufgesprüht wird. Das Plasmastrahlsprühverfahren erzeugt eine sichere Bindung zwischen der Keramikbeschichtung und dem Basismaterial aus rostfreiem Stahl, wobei gleichzeitig die Ausbildung einer Oberfläche sichergestellt wird, die die gewünschte Zugfestigkeit und die gewünschte Porosität aufweist, die für eine lange Lebensdauer einer Dichtungsoberfläche erforderlich sind. Es ist wünschenswert, die Oberflächenporosität auf einen Wert von unter 5 Volumen-/? zu halten. Eine Bindeschicht, die die Verbindung des Keramikmaterials mit dem Ring verbessert, wie beispielsweise eine aus Nickel-Aluminid, Molybdän u. dgl., kann verwendet werden.In a preferred embodiment, the sealing surface 35 is produced by a plasma jet spray process in which a metal oxide ceramic material is sprayed onto the surface 48. The plasma jet spray process creates a secure bond between the ceramic coating and the stainless steel base material Steel, while at the same time ensuring the formation of a surface that has the desired tensile strength and the desired Has porosity, which are required for a long service life of a sealing surface. It is desirable the surface porosity to a value of less than 5 volume /? to keep. One Bonding layer that improves the bond between the ceramic material and the ring, such as one made of nickel-aluminide, molybdenum and the like can be used.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Beschichtung aus einer Titan-Dioxyd-Aluminium-Oxyd-Zusammensetzung.In a preferred embodiment, the coating consists of a titanium-dioxide-aluminum-oxide composition.

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Vorzugsweise weist die Zusammensetzung ein Minimum von etwa 60 Gew.-Jf Aluminium-Oxyd und ein Maximum von etwa 40 Gew.-36 Titan-Dioxyd auf. Eine spezielle Zusammensetzung, gegeben in Gew.-Jf ist die folgende:Preferably the composition has a minimum of about 60 percent by weight of aluminum oxide and a maximum of about 40 percent by weight Titanium dioxide. A special composition given in terms of weight is the following:

Titan-Dioxyd 12,0 bis 15,0 Gew.-JfTitanium dioxide 12.0 to 15.0 wt

Organische Feststoffe 3»0 Gew.-Jf MaximumOrganic solids 3 »0 wt% maximum

Aluminium-Oxyd 78,0 Gew.-Jf MinimumAluminum oxide 78.0 wt. Jf minimum

Andere Oxyde total 5»5 Gew.-36 MaximumOther oxides total 5 »5 wt. 36 maximum

Das Pulvergemisch, das bei dem Plasmastrahlverfahren verwendet wird, hat vorzugsweise einen Größenbereich, der ausreicht, um durch ein Sieb von -270 Mesh hindurchgeht. Wenn die Beschichtung aufgebracht ist, weist diese im allgemeinen eine Vickers-Härte (DPH)₁₁₀ im Bereich von 500 bis zu etwa 1500 in der Titan-Oxyd-Phase auf und in der Aluminium-Oxyd-Phase eine Vickers-Härte (DPH)₁₁₀ von etwa 2300 bis zu etwa 3300.The powder mixture used in the plasma jet process is preferably of a size range sufficient to pass through a -270 mesh screen. When the coating is applied, it generally has a Vickers hardness (DPH) ₁₁₀ in the range from 500 to about 1500 in the titanium oxide phase and a Vickers hardness (DPH) _{110 in the aluminum oxide phase} from about 2300 to about 3300.

In der Praxis wurde gefunden, daß diese Beschichtung eine zufriedenstellende Dichtungsfläche ergibt und zwar insbesondere dann, wenn sie zusammen mit einem Dichtungsring verwendet wird, der dem Dichtungsring 27 entspricht, der aus einem Kunstharz bestehen kann. Thermische Schockeinwirkungen können dazu führen, daß mikroskopisch feine Risse oder Spalte in der Oberfläche auftreten. Diese Risse oder Spalte haben jedoch keine schädliche Einwirkung auf die Dichtungsleistung, da das keramische Material lediglich eine Oberflächenbeschichtung auf dem Ring 40 bildet. Die Risse oder Spalte können sich keinesfalls durch den gesamten Ring hindurch fortsetzen.In practice it has been found that this coating is a satisfactory one Sealing surface results, especially when it is used together with a sealing ring that the Sealing ring 27 corresponds, which can consist of a synthetic resin. Thermal shock effects can lead to microscopic cracks or gaps appear in the surface. However, these cracks or gaps have no detrimental effect on the sealing performance, as the ceramic material is only forms a surface coating on ring 40. The cracks or gaps cannot run through the entire ring continue.

Bei einer anderen Ausführungsform kann für die Dichtungsfläche 35 eine Zirkon-Oxyd-Beschichtung verwendet werden. Eine typische Beschichtung kann in der Weise hergestellt werden, daß ein Zirkon-Oxyd-Pulver in einen Plasmastrahl eingeführt wird, um die Oberfläche ¹J8 des Ringes zu beschichten.In another embodiment, a zirconium oxide coating can be used for the sealing surface 35. A typical coating may be prepared in such a manner that a zirconium oxide powder is introduced into a plasma jet to the surface ¹ J8 to coat the ring.

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Bei jeder Beschichtung wird diese vorzugsweise durchgeführt, nachdem die Abschrägungen 42 und ^'5 ausgebildet sind. Die Anordnung dieser Abschrägungen setzt die Neigung der Beschichtung, an den inneren und äußeren Kanten abzubrechen, herab.For each coating, this is preferably done after the bevels 42 and 5 have been formed. The arrangement of these bevels reduces the tendency of the coating to break off at the inner and outer edges.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß durch die Erfindung ein verbesserter Dichtungsring für Flächendichtung geschaffen wird, wobei der Dichtungsring einen Ring aus rostfreiem Stahl aufweist, der eine Verschleißoberfläche trägt, die mit einer verschleißfesten Keramikbeschichtung beschichtet ist, wobei diese Keramikbeschichtung in situ mittels eines Plasmastrahlverfahrens hergestellt ist, wobei ein Metall-Oxyd gegen eine Oberfläche· des Ringes aus rostfreiem Stahl gesprüht wird.The foregoing shows that the invention creates an improved sealing ring for surface sealing is, wherein the sealing ring comprises a ring made of stainless steel, which carries a wear surface with a wear-resistant Ceramic coating is coated, this ceramic coating in situ by means of a plasma jet process is made by spraying a metal oxide against a surface of the stainless steel ring.

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Claims

- ίο - patent claims

1.) Seal for a water pump to seal against leakage between the shaft and the housing of a water pump, wherein a component carried by the housing is provided and a component carried by the shaft and wherein each component has sealing surfaces adapted to one another and with a spring, which presses one of the components against the other on the sealing surface, characterized in that the one carried by the shaft Component has a corrosion-resistant sealing ring which has an axial end wall, that this axial end wall is a hard, wear-resistant Coating has that this coating has a mixture, which consists mainly of aluminum oxide, a material selected from the group of oxides of titanium, zirconium and mixtures is provided as a further component of these, this mixture being applied to this end wall by means of a plasma spray process and the wear-resistant Coating forms the sealing surface for the component carried by the shaft.

2. Seal according to claim 1, characterized in that the coating 60 wt. up to 80% by weight of 56 aluminum oxide and 10% by weight? contains up to 40% by weight of titanium dioxide.

3. Seal according to claim 2, characterized in that the sealing ring made of stainless steel.

4. Seal according to claim 3 »characterized in that the sealing ring made of powdered stainless steel.

5 · Seal according to claim 3 * characterized in that the sealing ring beveled inner and outer peripheral edges on the having axial end walls.

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