DE2334023A1 - Drehvakuumdichtring - Google Patents

Description

Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, Weinheim

Drehvakuumdichtring

Die Erfindung betrifft einen Dichtring, der Vakuum und sogenanntes Hochvakuum bei Trockenlauf abdichtet.

Es ist bekannt, daß Wellen mittels Radialwellendichtringen gegen Vakuum abgedichtet werden können. Das setzt allerdings voraus, daß die Dichtringe geschmiert werden müssen. In der Regel erreicht man das, indem man eine Schmiermittelfüllung zwischen Wellenlagerung und Radialwellendientring vorsieht. Diese Konstruktion ist sehr aufwendig und teuer. Außerdem kann bei dieser Konstruktion Schmiermittel bei Leckage in den evakuierten Raum gesogen werden, was sich besonders nachteilig bei Rührwerken auswirkt.

Der Einsatz von Dachmanschettenpackungen aus gefülltem Polytetrafluoräthylen ergibt bei entsprechend hoher Vorpressung eine gute Dichtheit. Die Dachmannschettenpackungen

409885/0042

«. 2 —

haben aber den Nachteil einer sehr hohen Reibung, was eine entsprechend starke Antriebsmaschine voraussetzt. Um die Dichtheit zu erhalten, ist es notwendig, daß die Dachmanschettenpackung wegen Verschleißes ständig nachgestellt werden muß. Bei Laborrührern deren Antriebswelle aus Glas besteht, kann die oben erwähnte Dachmanschettenpackung nicht verwendet werden, da, bedingt durch die große Reibung, eine hohe Wärmeentwicklung entsteht, die die Glaswelle nach kurzer Zeit zerstören würde.

Aus dieser Erkenntnis heraus hat man versucht, für Mischer bzw. Rührer, deren Behälterinhalt unter Vakuum steht, eine Dichtung für die aus dem Behälter herausführende Welle zu entwickeln, die nicht geschmiert und gewartet werden muß und darüberhinaus nur eine geringe Wärmeentwicklung verursacht.

Die Aufgabe wurde gelöst mit einem Drehvakuumdichtring aus verschleißfestem, reibungsarmen Kunststoff, gekennzeichnet durch eine Manschette, deren Dichtfläche durch eine Ringnut geteilt ist und durch einen angepaßten elastomeren oder plastmeren Verdrängungsring, der elastisch vorgespannt werden kann.

Besonders durch die Verwendung von Polytetrafluoräthylen bei der Manschette ist eine gute Trockenlaufeigenschaft gewährt.

In Figur 1 ist der erfindungsgemäße Drehvakuumdichtring und der dazu gehörige Verdrängungsring im Schnitt dargestellt. Damit der Drehvakuumdichtring (1) bei Vakuumbeaufschlagung nicht deformiert wird, ist es notwendig, daß die Polytetrafluoräthylen-Manschette (1) in ihren Abmessungen sehr stabil gehalten wird. Um in drucklosem Zustand bzw, geringem Unterdruck eine Dichtheit zu erreichen, muß die Polytetrafluoräthylen-Manschette mit einer entsprechenden Vorspannung gefertigt werden, d.h., daß der Innendurchmesser kleiner ausgeführt wird als das Nennmaß der dazugehörigen Welle ist. Durch die bedingte stabile Ausführung und die notwendige Vorspannung der

- 3 409885/0042

Manschette tritt eine erhöhte Wärmeentwicklung ein, die zu einem vorzeitigen Verschleiß des Dichtungsringes führt. Erfindungsgemäß konnte dieses Problem dahingehend gelöst werden, indem man eine Ringnut (2) an der Dichtfläche der Polytetrafluoräthylen-Manschette anbrachte und damit erreichte, daß die Dichtfläche (3 und 4) unter Vakuum sich nur oberhalb der Ringnut an die Welle fest anschmiegt. Die Reduzierung der Flächenreibung vermeidet eine übermäßige Erwärmung des Dichtringes bzw. der Rührwelle. Durch das Anbringen der Ringnut wurde darüberhinaus erreicht, daß der obere Teil der Dichtfläche (3) wie ein Scharnier wirkt und schon bei einem geringen Unterdruck an die abzudichtende Welle gesaugt wird. Da Polytetrafluoräthylen nicht gummielastisch ist, ist es notwendig, mittels geeigneter Vorrichtungen z.B. Federn oder nachstellbarer Stützringe für einen gleichbleibenden Anpressdruck im drucklosen Zustand zu sorgen und damit eine . Dichtheit auch bei ganz minimalem Unterdruck zu erreichen. Da durch die Scharnierwirkung der Dichtlippe (3) nur ein geringer Anpressdruck benötigt wird, ist es möglich, die entsprechende Anpresskraft über einen elastomeren/plastomeren Verdrängungsring (6), der dem Polytetrafluoräthylen-Dichtring entsprechend"angepaßt ist, zu erzeugen.

Vorteilhaft ist es, wenn für den Verdrängungsring (βJein für höhere Temperaturen einsetzbares Elastomer benutzt wird wie z.B. ein Fluor-Elastomer, was gestattet, daß die Elastizität auch bei ungünstigen Bedingungen und Temperaturen bis ca. 2oo ⁰C erhalten bleibt.

Der Verdrängungsring (6) wird auf seiner Stirnseite zweckmäßig mit einer Wölbung ausgeführt, die es gestattet, daß man mit dem Abschlußflansch oder entsprechendem Sicherungsring ein Verpressen des elastomeren/plastomeren Materials des Verdrängungsringes eine federnde Anpressung der Polytetrafluoräthylen-Man.schette erreicht. Die federnde Anpressung der Manschette ermöglicht einen Ausgleich von Toleranzschwankungen

- 4 409885/U042

sowie Abriebs- und Maßänderungen, die durch Wärmeausdehnungen und Verschleiß verursacht werden. Als zweckmäßig hat sich erwiesen, daß die Polytetrafluoräthylen-Manschette am Boden, d.h. an dem Teil, der im Einbaugehäuse den statischen Dichtungsteil der Manschette darstellt durch eine erhabene Ringwulst (5) ausgeführt wird. Bedingt durch die verkleinerte statische Dichtfläche, die in diesem Falle durch die Breite der Ringwulst (5) dargestellt ist, wird in diesem Bereich eine hohe spezifische Flächenpressung erreicht, wenn der elastomere/ plastomere Verdrängungsring (6) verpresst wird. Die hohe Flächenpressung an diesem Teil der Manschette garantiert eine absolute Dichtheit und läßt keinen Vakuumverlust über die Gehäusebohrung und den statischen Dichtungsteil der Polytetraf luoräthylen-Manschette zum Behälterinneren zu.

Eine vorteilhafte Einbauweise des erfindungsgemäßen Drehvakuumdichtringes ist in Figur 2 im Schnitt dargestellt. Pos. 7 zeigt einen Verschlußstopfen des Vakuumbehälters, durch den die Glaswelle (11) hindurchgeführt ist.

Die Glaswelle wird dabei mittels des erfindungsgemäßen Drehvakuumdichtringes (1) und dem dazugehörigen Verdrängungsring (6) gegen die äußere Atmosphäre abgedichtet.

Durch das Anziehen der Überwurfmutter (lo) wird über die Führungsbuchse (9) auf dem Verdrängungsring (6) ein Druck ausgeübt, wodurch die Dichtlippe unter eine elastische Vorspannung gesetzt wird. Um eine Dichtheit zu gewährleisten und die Manschette vor einem erhöhten Verschleiß zu schützen ist es notwendig, daß die Glaswelle (11) im Bereich des Drehvakuumdichtringes mit einer Führung versehen wird, was zweckmäßigerweise mittels einer Führungsbuchse (8) aus gefülltem Polytetrafluoräthylen geschieht. Durch die guten Gleiteigenschaften, die die Polytetrafluoräthylen-Führungsbuchse aufweist, kann auf eine aufwendige Konstruktion und Verwendung von Kugellagern Axt Ölschmierung verzichtet werden.

A09885/Ü042

Claims (5)

1. Patentansprüche;

   Vakuumdichtring aus verschleißfestem, reibungsarmen Kunststoff, gekennzeichnet durch eine Manschette, deren Dichtfläche durch eine Ringnut geteilt ist, und durch einen angepaßten elastomeren oder plastomeren Verdrängungsring, der elastisch vorgespannt werden kann.
2. 2. Vakuumdichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reibungsarme Kunststoffmaterial aus reinem oder gefülltem Polytetrafluoräthylen besteht.
3. 3. Vakuumdichtring nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungsring aus einem Fluor-Elastomer-Material besteht.
4. 4. Vakuumdichtring nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungsring eine gewölbte Form aufweist.
5. 5. Vakuumdichtring nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polytetrafluoräthylen-Manschette am Boden eine erhabene Ringwulst aufweist.

   409885/0042

   Leerseite