DE2259535C3 - Hydrostatische Gleitringdichtung - Google Patents
Hydrostatische GleitringdichtungInfo
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Description
Die Hrfindung betrifft eine hydrostatische Gleitringdichtung
mit einem axial verschiebbaren Gleitring und einem Gegenlaufring, wobei zur Bildung von zwei in
Reihe angeordneten Arbeitsdfosselspalten zwischen den Ringen sowohl der Gleitring als auch der
Gegenlaufring zwei in entgegengesetzte Richtung weisende Planflächen aufweisen, derart, daß bei
Axialverschiebung des Gfeitringcs die Spalte entgegengesetzt
öffnen bzw, schließe^ Wobei nach Haiiplpalent
fiO
6τ 20 43 844 sowohl der Gleit- als auch der Gegenlaufring
zweiteilig ausgebildet sind und die eine Planfläche jedes Ringes auf dem einen und die andere auf dem anderen
Ringteil angeordnet ist, wobei die beiden Planflächen jedes Ringes radial gegeneinander versetzt sind und sich
mindestens angenähert in einer Ebene mit ihren Verbindungsflächen befinden, wobei zur Erzeugung der
erforderlichen Arbeitsdrosselspalte entweder zwischen den Verbindungsflächen der Ringteile des Gleitringes
oder den Ringteilen des Gegenlaufringes ein Distanzblech eingefügt ist.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine derartige Dichtung zur Durchführung eines Druckmediums von
einem die Welle umgebenden Gehäuse zur Weile, wobei :ich nach Hauptpatent 20 43 844 in einer der Planflächen
des einen Ringes eine Ringnut befindet, die über eine in diesem Ring befindliche Verbindungsleitung mit
einer Leitung in dem diesem Ring zugeordneten Maschinenteil in Verbindung steht, und von dem
anderen Maschinenteil durch den anderen Ring eine Verbindungsleitung führt, die in die der Ringnut
gegenüberliegende Planfläche ausläuft.
Solche aus der DE-OS 20 43 344 bekannte Dichtungen
und Durchführungen gemäß Hauptpatent 20 43 844 können zweckmäßig bei niedrigen und mittleren
Drücken der abzudichtenden Medien eingesetzt werden. Wird jedoch ein= · Abdichtung bei höheren Drücken
versucht, so nimmt die Leckmenge infolge Verformung der Dichtteile zu, wodurch unerwünschte Leistungsverluste
entstehen.
Die vorliegende Zusatzerfindung bezweckt, auch bei Höchstdrücken die Leckmenge auf ein tragbares Maß
zu beschränken. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei bewußter Zulassung einer druckbedingten
Verformung der Dichtteile, nämlich des Gleitringes und des Gegenlaufringes. die Verformung des einen
Dichtteiles, nämlich des Gegenlaufringes, in Abhängigkeit von der Verformung des anderen Dichtteiles, d. h.
des Gleitringes, so zu steuern, da0· die Summe der
Spaltweiten der Arbeitsdrosselspalte (Dichtspalte) im wesentlichen unverändert bleibt.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der eine Ringleil des Gegenlaufringes an einem
ringförmigen Deckelteil befestigt ist und mit diesem mindestens einen durch einander gegenüberliegende
Flächen des Ringteiles und des Deckelteiles sowie durch radial gegeneinander versetzte elastische Dichtungen
begrenzten Ausgleichsraum bildet, der über eine durch den einen Ringteil geführte Leitung mit dem auf den
Gleitring einwirkenden Arbeitsdruck beaufschlagt ist, derart, daß die vom Druck im Ausgleichsraum erzeugte
Kraft auf den einen Ringteil der Verformungskraft des in einem zwischen den beiden in Reihe angeordneten
Arbeitsdrosselspalten befindlichen Raum vorliegenden
Zwischendruckes entgegenwirkt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Dichtung nach der Erfindung zur Durchführung eines Druckmediums
von einem die Welle umgebenden Gehäuse zur Welle, welche der eingangs insbesondere genannten Art ist,
zeichnet sich dadurch aus. daß die Anzahl der Vorgesehenen Ausgleichsräume der Anzahl der Ringnu^
ten entspricht und daß jeder Aüsgleichsraüm mit einer
der Verbindungsleitungen in Verbindung steht.
Im folgenden ist die Erfindung anhand des Standes der Technik und dreier durch die Zeichnung beispielhaft
dargestellter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Dichtung im einzelnen erläutert. Es zeigt
F1Ig.! eine bekannte Wellendichtung nach dem
22
Hauptpaient in dem unter Druckkräften verformten
Zustand,
Fi g. 2 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Dichtung unter der Wirkung von Druckkräften,
Fig.3 eine als axiale Durchführung ausgebildete
zweite Ausführungsform und
Fig.4 eine dritte Ausführungsform in Gestalt einer
Durchführung mit zwei getrennten Durchführungsleitungen.
Bei der in Fig. 1 dargestellten, in der DE-OS 20 43 844 beschriebenen Dichtung durchdringt eine
Welle 1 ein Gehäuse 2 in einer Bohrung 3, wobei zwischen einem Raum 4 und einem Raum 5 ein
Druckgefälle besteht, dessen Leckfluß die in die Bohrung 3 eingeschobene und durch einen Seegerring 6
festgehaltene Dichtung auf ein Mindestmaß zu reduzieren hat Die eigentliche Dichtung besteht aus festen
Kapselteilen, nämlich sitzplattenförmigen Gegenlaufringen 7 und 8 und einem Distanzblech 10, welche Teiie
alle durch Schrauben 11 oder äquivalente Mittel zusammengehalten werden, und aus einem zweiteiligen,
von den Kapselteilen umschlossenen, dichtenden Gleitring 12a, 126, der über eine elastische Dichtung 13
mit der Welle 1 drehmomentübertragend und dichtend verbunden ist, wobei die elastische Dichtung 13 ein
leichtes axiales Verschieben und Taumeln des Gleitringes 12a, 126 erlaubt. Zwischen je einem Teil des
Gleitringes 12a, 120 und je einem Gegenlaufring 7, 8 werden zwei Arbeitsdrosselspalte, nämlich der druckseitige
Spalt 14 und leckseitige Spalt 15 erzeugt, die den JO
Einlaß bzw. Auslaß eines Zwischendruckraumes 16 bilden. Die zwei Teile 12a und 126 des Gleitringes
werden durch Schrauben 18 oder äquivalente Mittel zusammengehalten. Das Axialspiel des Gleitringes 12a,
126 zwischen den Kapselteilen 7 und 8 wird durch das π
Distanzblech 10 festgelegt.
In Fig. 1 ist übertrieben dargestellt, wie sich die
genannten Bauteile unter der Wirkung der Druckkräfte verformen, wenn der Raum 4 unter einem höheren
Druck als der Raum 5 steht. Es ist insbesondere daraus ersichtlich, daß die Spalte 14 und 15 stark geöffnet
werden, was eine nachteilige Vergrößerung des Lecks zur Folge hat.
Die in Fig. 2 dargestellte erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung, bei der diese Verformung «
ausgeglichen ist, weist im großen und ganzen den gleichen Aufbau wie die Dichtung gemäß Fig. 1 auf.
Jedoch ist der Gegenlaufring 7 von einem Deckel 25 umgeben, der mittels der Schrauben 11 mit den
Gegenlaufringen 7 und 8 vi-schraubt ist. Zwischen dem w
Gegenlaufring 7 und dem Deckel 25 ist ein Ausgleichsraum 24 vorgesehen, der radial durch elastische
Dichtungen 26 und 27 begrenzt ist.
Dieser auf der dem Regelmechanismus abgekehrten Seite vorgesehene Ausgleichsraum ist mit dem Druck «
des abzudichtenden Mediums aus dem Raum 4 beaufschlagt, weil der Ausgleichsraum 24 über eine
Bohrung 23 mit dem Raum 4 in Verbindung steht. Die übrigen Teile entsprechen denjenigen der Fig. 1 und
brauchen deshalb nicht mehr erwähnt zu werden. f>°
In Fig. 2 ist die oben beschriebene Dichtung ebenfalls
im Betriebszustand dargestellt, in welchem ihre Bauteile unter der Wirkung des Druckes teilweise verformt
werden. Der dem Ausgleichsraum 24 zugeführte Druck erzeugt eine Kraft auf den Gegenlaufring 7, welche der &">
Verforrrtungskraft des Drucks im Raum 4 auf diesen Ring entgegenwirkt. Es ersteht eine Verformung des
Gegenlaufringes 7 im Sinne einer Schließung der Spalte 14 und 15, so daß eine Vergrößerung des Lecks
vermieden oder sogar eine Verkleinerung des Leckr erzielt werden kann. Gleichzeitig entsteht eine entgegengesetzte
Verformung des Deckels 25. Der Ausgleichsraum 24 bleibt jedoch trotz dieser Relativbewegung
dank der elastischen Dichtungen 26 und 27 dicht.
In den F i g, 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dichtung dargestellt,
die von der Ausführungsform nach F i g. 2 abgeleitet und zur Durchführung eines Druckmediums von dem die
Welle 1 umgebenden Gehäuse 2 zur Welle vorgesehen sind.
Bei der zweiten Ausführungsform nach F i g. 3 soll ein Wellendruckraum 4; in der rotierenden Welle 1 mit
einem Gehäusehohlraum 46 im Gehäuse 2 in Verbindung gebracht werden, wobei ein Austreten des im
Gesamtraum 4a—4b unter Arbeitsdruck stehenden
Mediums in die druckfreien oder unter Niederdruck stehenden, zwischen der Welle 1 und dem Gehäuse 2
gebildeten Räume 5 auf ein Mindestm»·1} zu reduzieren
ist. Dies wird durch die zwischen der sVelle 1 und dem
Gehäuse 2 eingeschobene, in eine Durchführung umgewandelte hydrostatische Dichtung erreicht. Diese
Durchführung besteht aus den mit der Welle 1 drehmomentübertragend und dichtend verbundenen
Kapselteiien, nämlich den sitzplattenförmigen Gegenlaufringen
7 und 8, welche durch die Schrauben 11 oder äquivalente Mittel zusammengehalten werden, und aus
dem zweiteiligen, das Distanzblech 10 aufweisenden Gleitring 12a, 126, der über die elastischen Dichtungen
13a und 136 mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Die elastischen Dichtungen 13a und 136 zwischen den
miteinander verbundenen Gegenlaufringen 7 und 8 und der Welle 1 gestatten ein leichtes axiales Verschieben
und Taumeln der verbundenen Gegenlaufringe 7 und 8. Zwischen je einem Teil des Gleitringes 12a, 126 und je
einem Gegenlaufring 7, 8 werden zwei Arbeitsdrosselspalte, nämlich der druckseitige Spalt 14 und der
leckseitige Spalt 15 erzeugt, die den Einlaß bzw. Auslaß des Zwischendruckraumes 16 bilden. Zwischen dem
Gegenlaufring 8 und dem Gleitring 12a wird noch ein zusätzlicher Druckflächenbegrenzungsspalt 14a gebildet,
wodurch der dem Gleitring i2a zugewandte Druckraum auf eine Ringnut 4c beschränkt wird. Die
beiden Teile 12a und 126 des Gleitringes werden durch die Schrauben 18 oder äquivalente Mittel zusammengehalten.
Die Funktionsweise ist folgende: Der Arbeitsdruck in der Ringnut 4c wirkt auf eine Fläche, die durch den Spalt
14a begrenzt ist. Die Arbeitsdrosselspalte 14 und 15 bilden einen Druckteüer, dessen im Raum 16 herrschender
Zwischendruck, der kleiner als der Arbeitsdruck ist. entgegengesetzt dem Arbeitsdruck auf eine Fläche
wii kt, uie aus geometrischen Gründen größer ist als die
Wirkfläche des Arbeitsdruckes in der Ringnut 4c. Eei einer gewissen Lage der verbundenen Gegenlaufringe 7
und 8 wird somit ein Kräftegleichgewicht zwischen der Arbeitsdruckkraft und der Zwischendruckkraft möglich,
weil dann das Prod"kt aus Druck und Fläche für den Arbeitsdruck und den Zwischendruck dasselbe ist.
Werden die Verbundenen Gegenlaufringe 7 und 8 aus dieser Gleichgewichtslage gegen den Gleilring 12a, 126
gestoßen, so entsteht durch das Schließen des leckseitigen Arbeitsdrosselspaltes 15 und das Öffnen des
druckseitigen Arbeitsrkosselspaltes 14 eine Druckerhöhung
im Zwischendruckraum 16 derart, daß eine der Störung entgegenwirkende Kraft entsteht und die
verbundenen Gegenlaufringe 7 und 8 in die Gleichge-
Wichtslage zurückgeschoben werden. Im Falle einer Auslenkung in die andere Richtung bringt der gleiche
Mechanismus die Gegenlaufringe ebenfalls in die gleiche Lage zurück; die Gleichgewichtslage des
Systems ist demzufolge eine stabile.
Der unter Arbeitsdruck stehende Hauptflüssigkeits^ strom wird von dem Wellendruckraum 4a durch eine
Bohrung 20 im Gegenlaufring 8 in die Ringnut 4c geleitet und von dort durch eine Bohrung 19 in den
Gleitringteilen 12a und 126 seiner Verwendung im Gehäusehohlraum 4b zugeführt; diese DurchfluDrichtung
kann natürlich umgekehrt werden.
Die Dichtigkeit wird an der Übergangsstelle Welle-Durchführung und Durchführung'Gehäuse durch die
elastischen Dichtungen 13a und 13f>
bzw. weitere elastische Dichtungen 21a und 21 b gewährleistet; Um den auf die beschriebenen Bauteile wirkenden Druckkräften,
die eine Vergrößerung der Arbeitsdrösselspalte und damii eine LeckvergröBcrung zur Foige nüBen,
entgegenzuwirken, ist wiederum der mit dem Gegenlaufring 7 durch die Schrauben 11 verschraubte Deckel
25 vorgesehen, der mit dem Gegenlaufring 7 den durch die Dichtungen 26 und 27 begrenzten Ausgleichsraum
24 bildet. Der Druckraum beschränkt sich hier auf die Leitungen zwischen dem Wellendruckraum 4a und dem
Gehäusehohlraum 4b, d. h. auf die Bohrungen 19 und 20 und auf die Ringnut 4c. Folglich mündet die zum
Ausgleichsraum 24 führende Bohrung 23 in eines dieser
Leiiungsstücke, nämlich die Bohrung 20.
Die in Fig.4 dargestellte dritte Ausführungsform
entspricht derjenigen nach Fig.3, weist aber zwischen
zwei getrennten Wellendruckräümen 4a( 4a'und zwei
getrennten Gehäusehohlräümen 4b, 4o'zwei getrennte
ίο Leitungen mit Bohrungen 19 Und 20 bzw. 19' und 20' und
je einer Ringnut 4c bzw. 4c' auf. Die innere Ringnut 4c
trennt demnach den Arbeitsdrosselspalt 14 von einem ersten Druckflächeribegrenzungsspall 14a, und die
äußere Ringnut 4c'diesen Spalt 14a von einem zweiten Druckflächenbegrenzüngsspalt 14a'. Entsprechend sind
nun zwischen dem Gegenlaufring 7 und dem Deckel 25 zwei Ausgleichsräume 24 und 24' vorgesehen, die durch
drei Dichtungen 26, 27 und 27' begrenzt sind. Jeder der uciucn Leitungen 19
ein Ausgleichsraum 24 bzw. 24' zugeordnet. Dementsprechend ist in Übereinstimmung mit Fig.3 der
Ausgleichsraum 24 über die Bohrung 23 mit der Bohrung 20 und der Ausgleichsraum 24' über die
Bohrung 23' mit der Bohrung 20' verbunden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Hydrostatische Gleitringdichtung mit einem axial verschiebbaren Gleitring und einem Gegenlaufring,
wobei zur Bildung von zwei in Reihe angeordneten Arbeitsdrosselspalten zwischen den
Ringen sowohl der Gleitring als auch der Gegenlaufring zwei in entgegengesetzte Richtung weisende
Planflächen aufweisen, derart, daß bei Axialverschiebung
des Gleitringes die Spalte entgegengesetzt öffnen bzw. schließen, wobei nach Hauptpatent
P 20 43 844.2-09 sowohl der Gleitring als auch der Gegenlaufring zweiteilig ausgebildet sind und die
eine Planfläche jedes Ringes auf dem einen und die andere auf dem anderen Ringteil angeordnet ist,
wobei die beiden Planflächen jedes Ringes radial gegeneinander versetzt sind und sich mindestens
angenähert in einer Ebene mit ihren Verbindungsflächen befinden, wobei zur Erzeugung der erforderlichen
Arbeiwdrosselspalte entweder zwischen den
Verbindungsflächen der Ringteile des Gleitringes oder den Ringteilen des Gegenlaufringes ein
Distanzblech eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der eine Ringteil (7) des Gegenlaufringes (7, 8) an einem ringförmigen Deckelteil
(25) befestigt ist und mit diesem mindestens einen durch einander gegenüberliegende Flächen des
Ringteiles und des Deckelteiles (25) sowie durch radial gegeneinander versetzte elastische Dichtungen
(26,27,27') begrenzten Ausgleichsraum (24,24')
bildet, der Ober eine durch den einen Ringteil geführte Leitung (23, 23') mit dem auf den Gleitring
(12a, 12b) einwirkenden Arbeitsdruck beaufschlagt ist, derart, daß die vom Druck im Aüsgleichsraüm
erzeugte Kraft auf den einen I ingteil der Verfor- v>
mungskraft des in einem zwischen den beiden in Reihe angeordneten Arbeitsdrosselspalten (14, 15)
befindlichen Raum (16) vorliegenden Zwischendrukkes entgegenwirkt
2. Dichtung nach Anspruch 1 zur Durchführung eines Druckmediums von einem die Welle umgebenden
Gehäuse zur Welle, wobei sich nach Hauptpatent P 20 43 844.2-09 in einer der Planflächen des
einen Ringes eine Ringnut befindet, die über eine in diesem Ring befindliche Verbindungsleitung mit
einer Leitung in dem diesem Ring zugeordneten Maschinenteil in Verbindung steht, und von dem
anderen Maschinenteil durch den anderen Ring eine Verbindungsleitung führt, die in die der Ringnut
gegenüberliegende Planfläche ausläuft, dadurch w gekennzeichnet, daß die Anzahl der vorgesehenen
Ausgleichsräume (24,24') der Anzahl der Ringnuten (4c, 4rVentspricht und daß jeder Ausgleichsraum mit
einer der Verbindungsleitungen (20, 20') in Verbindung steht.
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Owner name: GLYCO-ANTRIEBSTECHNIK GMBH, 6200 WIESBADEN, DE |