DE2412342B2 - Gleitringdichtung - Google Patents
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- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeführten
Merkmalen.
Bei den heute bekannten Gleitringdichtungen, in denen eine der Dichtflächen zur Abdichtung durch
vorgespannte Federn an die andere Dichtfläche angedrückt wird, können sich auf einer oder beiden der
zusammenwirkenden Dichtflächen Fehler wie abnormale Abnützung, thermische Rißbildung usw. ausbilden,
insbesondere in Fällen, in denen unter hohem Druck stehende Flüssigkeiten abgedichtet werden müssen
oder in denen mit hohen Drehzahlen der Welle gearbeitet wird. Solche Fehler haben ganz allgemein mit
dem Auftreten hoher Drehmomente zwischen den Dichtringen zu tun. Solche Fehler treten mit recht
großer Wahrscheinlichkeit beim Anlaufen auf, wenn sich der Schmierfilm der zwischen den Dichtringen
befindlichen Flüssigkeit weitgehend verloren hat. Während des Betriebs können hohe Drehmomente
entstehen, wenn der zwischen den Dichtringen befindliche Schmierfilm verlorengeht.
Die Erfindung geht von einer bekannten Gleitringdichtung (US-PS 30 52 475) aus, bei der eine Druckentlastung
des umlaufenden Gleitrings mittels einer Nockenführung vorgesehen ist. Dabei wird durch Anlaufen des
Nockengliedes an den schrägen Flanken eine entgegen dem Federdruck wirkende Kraft erzeugt, die den
umlaufenden Gleitring zwangsweise von der Dichtfläche abhebt Die Nockenführung ist jedoch nur für eine
Drehrichtung der Welle vorgesehen.
Es ist auch bekannt (DE-PS 5 05 082, GB-PS 9 54 883), Nockenführungen zur Druckentlastung von Gleitringdichtungen
symmetrisch auszubilden, so daß sie in beiden Drehrichtungen wirksam sind. Auch hier erfolgt
ίο die Druckentlastung durch formschlüssiges Zusammenwirken
zwischen Nockenglied und Nockenflächen.
Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik soll daher die Gleitringdichtung so ausgebildet
werden, daß sie in beiden Drehrichtungen wirksam ist und daß die Druckentlastung des Dichtrings nicht
zwangsweise erfolgt, sondern durch hydraulische Kräfte.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst
Dabei erfolgt die Entlastungsfunktion nicht zwangsläufig durch die Nockenführung. Vielmehr wird
zunächst durch Anlaufen des Nockengliedes an der Nockenfläche eine Entlastungskraft erzeugt, die den
umlaufenden Dichtring entgegen der auf ihn einwirkenden Federkraft zum Abheben bringt, so daß Flüssigkeit
zwischen die Dichtflächen eintreten kann und die Reibung vermindert wird. Dadurch wird das Drehmoment
verringert und wirken geringere Kräfte zwischen Nockenfläche und Nockenglied. Insgesamt stellt sich
nun zwischen den auf den Dichtring einwirkenden hydraulischen Kräften und den in der Nockenführung
auftretenden Kräften ein Gleichgewicht ein, das von der Größe des Drehmoments abhängig ist, das durch die
Reibung zwischen den Dichtflächen erzeugt wird. Die Einstellung des Dichtrings erfolgt somit nicht allein
zwangsläufig durch die Nockenführung, sondern abhäntyitr vnn Hpn hvHrüiilisi^hf^n I^räftpn
o-o ■ — "j — ..-.. .-.—..-...
o-o ■ — "j — ..-.. .-.—..-...
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Anhand von drei Ausführungsbeispielen wird im folgenden die Erfindung unter Bezugnahme auf die
Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform
einer Gleitringdichtung in axialer Richtung längs der Linie 1-1 von Fig. 3;
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1;
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 1;
F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 von F i g. 3;
Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform;
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 1;
F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 von F i g. 3;
Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform;
F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 von F i g. 5;
Fig. 7 einen Teilschnitt durch eine weitere abgeänderte Ausführungsform.
Fig. 7 einen Teilschnitt durch eine weitere abgeänderte Ausführungsform.
In den F i g. 1 bis 4 ist der Abschnitt eines Gehäuses 11
z.B. eines Pumpengehäuses gezeigt. Das Gehäuse 11 weist eine Wellenaufnahmeöffnung 12 auf, welche eine
Stopfbuchse 13 bildet. Durch die Wellenaufnahmeöffnung 12 erstreckt sich eine umlaufende Welle 14 in das
Innere des Gehäuses 11. An ihrem links gelegenen Ende und innerhalb des Gehäuses 11 ist sie mit einem
Pumpenantrieb oder dergleichen (nicht gezeigt) verbunden, und an ihr rechtes Ende ist ein Motor (nicht gezeigt)
angeschlossen. Die Welle 14 ist in Lagern (nicht gezeigt) gelagert. Die Stopfbuchse 13 ist durch einen Flansch 15
verschlossen, welcher die Stützring 44, 14 in kleinem Abstand umgibt und durch Befestigungsmittel (nicht
gezeigt) mit dem Gehäuse 11 verbunden ist. Eine in
einer Nut 17 angebrachte O-Ringdichtung 16 dichtet
den Flansch 15 gegenüber dem Gehäuse 11 ab.
Der Flansch 15 trägt einen insgesamt mit 18 bezeichneten feststehenden Gleitring. Der Gleitring
18 weist einen in einer zylindrischen Aussparung 21 im Flansch 15 gehaltenen und in ihr durch eine
O-Ringdichtung 22 abgedichteten Stützring 19 auf. Der Stützring 19 stützt einen feststehenden Dichtring 23 ab
und verhindert seine Bewegung nach rechts, wie in Fig. 1 gezeigt ist Auf der Vorderseite des Stützringes
19 ist eine ringförmige, geläppte Oberfläche 24 angebracht, und diese liegt auf einer gegenüberliegenden,
ringförmigen: geläppten Fläche 25 auf der Rückseite des feststehenden Dichtrings 23 auf, so daß
eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen den Ringen 19 und 23 entsteht
Der feststehende Dichtring 23 ist in einer vergrößerten Bohrung 26 im Flansch 15 gelagert und wird in
dieser durch einen spiralförmigen Sprengring 27 zurückgehalten, wenn der Flansch 15 von dem Gehäuse
U entfernt wird. Durch ein Paar von diametral entgegengesetzten Keilen 28, 28' oder ähnlichen
Mitnehmteilen, welche in Aussparungen 29, 29' im Flansch 15 eingepaßt sind und in diesen z. B. durch
Verschweißen befestigt sind, wird ein Drehen des feststehenden Dichtrings 23 verhindert. Die Keile 28,28'
greifen in entsprechende Aussparungen 31. 3Γ ein, welche im äußeren Umfang des feststehenden Dichtringes
23 angebracht sind.
Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 32 gekennzeichneter umlaufender Gleitring ist auf der Welle 14 so
angebracht, daß eine dinhte Verbindung mit der Welle 14 und mit dem feststehenden Gleitring 18 entsteht. Die
Welle 14 hat einen eine Schulter 33 bildenden Abschnitt 14' mit vermindertem Durchmesser sowie darüber
hinaus einen Abschnitt 14a mit noch geringerem Durchmesser, welcher eine weitere Schulter 34 bildet.
Auf der Welle 14 ist ein Federtragring 35 montiert. Dieser weist eine die Schulter 33 berührende Vertiefung
36 auf, durch die der Fe:dertragring 35 daran gehindert wird, auf der Welle nach links zu gleiten, wie in Fig. 1
gezeigt ist. Ein in eine Nut 38 in der Welle 14 eingepaßter Keil 37 ragt in eine im Federtragring 35
befindliche Aussparung 39, so daß der letztere gegenüber Drehungen bezüglich zur Welle 14 fixiert
wird. Wie in Fig.3 gezeigt, befindet sich ein ähnlicher
Keil 37 genau gegenüber dem Keil 37 und ist ähnlich angebracht. Der Federtragring 35 besitzt eine Anzahl
von in longitudinaler Richtung verlaufenden, längs seines äußeren Umfangs in gleichmäßigen Abständen
angebrachten Federaufnahmen 41, und in jeder Federaufnahme 41 wird eine Druckfeder 42 gehalten.
Im hinteren Teil jeder Federaufnahme i\ ist eine Spülöffnung 43 vorgesehen, durch welche Flüssigkeit
durch die Federaufnahmen 41 fließt, um Fremdstoffe herauszuspülen.
Auf dem Federtragring 35 ist ein Stützring 44 für eine Dichtung mit U-förmigem Querschnitt angebracht. Der
Stützring 44 weist einen äußeren, ringförmigen Abschnitt 45, welcher über den äußeren Umfang 46 des eo
Federtragrings 36 geschoben ist, einen nach innen gewandten Flanschabschnitt 47 und einen nach vorne
überstehenden, ringförmigen Kontaktabschnitt 48 mit U-förmigem Querschnitt auf. Die Druckfedern 42
drücken gegen die Rückseite des Flanschabschnitts 47, so" daß der Stützring 44, wie in F i g. 1 gezeigt, nach
rechts gedrückt wird.
Auf dem einen verminderten Durchmesser aufweisenden Abschnitt 14' der Welle 14 ist ein umlaufender
Dichtring 49 in axialer Richtung verschiebbar angebracht und er weist einen nach hinten verlaufenden
Flansch 51 auf, welcher auf die in radialer Richtung weiter außen gelegene Oberfläche 52 des Kontaktringabschnitts
48 mit U-förmigern Querschnitt gleitend aufgeschoben ist Der Flansch 51 weist einen Dorn 53
auf, der in einen Schlitz 54 im Trägei 44 hineinragt, so daß eine verschiebbare Verbindung ensteht, durch
welche eine umlaufende, dem Antrieb dienende Verbindung zwischen dem Stützring 44 und dem
umlaufenden Dichtring 49 geschaffen wird. Diese verschiebbare Verbindung erlaubt ein Wegziehen des
Stützrings 44 vom umlaufenden Dichtring 49 weg nach hinten unter Aufrechterhaltung einer dem Antrieb
dienenden Verbindung mit ihm.
Im hinteren Teil des umlaufenden Dichtringes 49 ist eine ringförmige Vertiefung 55 angebracht, in der ein
gummiartiger Dichtring 56 von U-förmigem Querschnitt gehalten wird, wobei die hintere Oberfläche des
Dichtrings 56 mit U-förmigem Querschnitt einen kreisförmigen, keilförmigen Schlitz 57 aufweist, weicher
die entsprechend keilförmig gestaltete Nase des ringförmigen Kontaktabschnittes 48 mit U-förmigem
Querschnitt des Stützrings 44 aufnimmt. Der Dichtring 56 dichtet den umlaufenden Dichtring 49 statisch gegen
die Welle 14 ab, und der umlaufende Dichtring 49 wird über ihn durch den Stützring 44 nach rechts gedruckt.
Der umlaufende Dichtring 49 hat eine geläppte Dichtfläche 58, welche einer zweiten geläppten
Dichtfläche 59 auf dem feststehenden Dichtring 23 gegenübersteht und mit dieser zusammen eine Dichtfläche
bildet.
Wie in F i g. 1 bis 3 gezeigt, weist der Federtragring 35 eine in Längsrichtung verlaufende Nockenführung 61
auf, die an seinem äußeren Umfang angebracht ist. Die Nockenführung 61 hat eine Bodenfläche 62 und
Nockeniiächen darstellende seitliche Flanken bj und b4,
welche gegen das Ende des Federtragrings 35 auseinanderlaufen. In dem Nockenschlitz ist ein
Nockenglied 65 angebracht, das einen angeformten Stift 66 zum Drehen aufweist, welcher in einem zur
Aufnahme des Stifts 66 dienenden, im äußeren, ringförmigen Abschnitt 45 des Trägers 44 gebohrten
Loch 67 gelagert ist. Das Nockenglied 65 weist longitudinal und parallel zueinander verlaufende Nokkenflächen
68 und 69 auf, welche mit den Nockenflächen 63 bzw. 64 des Nockenschlitzes zusammenwirken. Das
Nockenglied 65 ist von den seitlichen Flanken 63,64 des Nockenschlitzes eine ausreichende Strecke entfernt, so
daß es je nach der Drehrichtung des Federtragrings 35 bezüglich des Stützrings 44 mit einer der beiden
seitlichen Flanken 63, 64 durch Schwenken in Berührung gebracht wird und diese wegdrückt. Wie in
F i g. 3 gezeigt, sind gegenüber der soeben beschriebenen aus dem Nockenschlitz 61 und der Nocke 65
bestehenden Vorrichtung ein ähnlicher Nockenschlitz 61 und eine Nocke 65 angebracht, wobei die beiden
Nockenvorrichtungen in einer später genauer zu beschreibenden Weise zusammenarbeiten.
In den Fig. 3 und 4 sind gegenüberliegende Montagestifte 71 gezeigt, durch welche der Federtragriiig
35, die Druckfedern 42 und der auf die Dichtung 56 mit U-förmigem Querschnitt folgende Stützring 44 zu
einer Untereinheit zusammengehalten werden, so daß diese Untereinheit leicht auf der Welle 14 angebracht
oder von ihr entfernt werden kann. Der Montagestift 71 hat einen Schaft 72 und einen Knnf 7.1. wobei Her Knnf
73 von einer im inneren Umfang des Federtragringes 35 angebrachten Aussparung 74 aufgenommen wird und
der Schaft 72 in einer Bohrung 75 im Federtragring 35 verläuft. Das Ende 76 des Schaftes 72 befindet sich in
einem in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 77, welcher s im äußeren, ringförmigen Abschnitt 45 des Trägers 44
angebracht ist. Der Schlitz 77 ist so lang, daß seine hintere Wand 78 an das Ende 76 des Monlagestifts 71
anschlägt und verhütet, daß der Träger 44 durch die Druckfedern 42 vom Federtragring 35 heruntergeschoben
wird, wenn diese Teile von der Welle 14 entfernt werden. Nachdem diese Teile als eine Untereinheit von
der Welle 14 entfernt worden sind, kann die Untereinheit nach Entfernung der Montageslifte 71
auseinandcrgebaui werden. Die Weite der Schlitze 77 ist r>
so bemessen, daß der Stützring 44 eine beschränkte Drehung gegenüber dem Federlragring 35 ausführen
kann, wobei eine solche relalive Drehung durch Anschlagen der Nockenglieder 65 an die seitlichen
Flanken 63,64 der Nockenschlitze begrenzt wird. 2<>
Beim Beiricb der Gleitringdichtvorrichtung nach den
Fig. I bis 4 sei zunächst einmal angenommen, daß die
Welle 14 sieht, daß in der Sloffbuchse 13 Wasser unter einem Druck von etwa 70 kg/cm2(1000 psi) eingeschlossen
ist und daß außerhalb des Flansches 15 atmosphäreseher
Druck herrscht. Die Kraft, welche den umlaufen den Dichtring 49 gegen den feststehenden Dichtring 23
zu bewegen sucht, ist die Summe der Kräfte, welche von ilen Druckfedern 42 und der resultierenden der
li>draulisclien. auf den umlaufenden Dichiring wirken- J(>
den Kräfle ausgeübt werden.
Für den Fall, daß sich die Welle 14 längere Zeil nicht
bewegt hat, ist der von Wasser gebildete Schmierfilm /wischen ilen Dichtflächen 58 und 59 der Dichtringe 23
und 49 im wesentlichen verdrängt worden, und die Ji Dichtflächen 58 und 59 sind praktisch trocken.
Die Welle 14 soll nun von rechts in F i g. 1 gesehen im I Ihr/eigcrsinne in Umdrehung versetz! werden. Der mil
der Welle verblockte Federlragring 35 wird im Uhrzeigersinn so lange gedreht, bis die Nockenflächen
63 der Nockcnschlitze die Nockenflächen 68 der Nockenglicdci" 65 berühren. Die Nockenglieder 65
werden um ihre Stifte 66 geschwenkt, so daß die Nockenflächen 68 in eine parallele Lage zu den mil
ihnen zusammenwirkenden Nockenflächen 63 und zu einem vollen Berühren derselben gebracht werden.
Daraufhin wird ein Drehmoment an den auf die Dichtung mit U-förmigem Querschnitt 56 folgenden
Siiii/ring 44 weitergegeben, welcher über den Dorn 53
den umlaufenden Dichtring 49 im Uhrzeigersinne dreht. Beim Anlaufen ist die Reibung zwischen den Flächen 58,
59 der gegenüberliegenden Dichtringe 49 und 23 relativ hoch. Diese Reibung führt zu einem entgegengesetzt
gerichteten Drehmoment, das in Form einer großen Kraft zwischen den zusammenwirkenden Nockenflädien
68, 63 zur Auswirkung kommt. Da die Nockenflächen 63 unter einem kleinen Winkel zur Längsachse der
Dichtvorrichtung angebracht sind und nach hinten und von der Drehrichtung weg geneigt sind, entsteht eine
resultierende Kraft, welche das Nockenglied 65 und den auf die Dichtung 56 mit U-förmigem Querschnitt
folgenden Stützring 44 nach hinten zieht, wodurch die Druckfedern 43 weiter zusammengepreßt werden und
die Kraft der Druckfedern 42 auf den umlaufenden Dichiring 49 vermindert wird. Entsprechend wird der
umlaufende Dichtring 49 nach hinten verschoben, so daß die aufeinander abgestimmten Dichtflächen 58 und
59 getrennt werden und ein Film aus Wasser zwischen die Dichtflächen 58 und 59 eindringt, welcher sie
schmiert und die Reibung vermindert. Diese führt zu einem geringeren Drehmoment und zu geringeren
Kräften zwischen den zusammenwirkenden Nockenflächen 68, 63. Zwischen den Kräften, welche den auf die
Dichtung 56 mit U-förmigem Querschnitt folgenden Stützring 44 nach hinten zu bewegen suchen und den
von den Federn 42 und der resultierenden der auf den umlaufenden Dichiring 49 einwirkenden hydraulischen
Kräfte herrührenden Rückstellkräfte stellt sich ein Gleichgewicht ein. in dem sich die Teile in einer
Gleichgewichtslage befinden, welche von dem Drehmoment abhängt, das durch die Reibung zwischen den sich
gegeneinander drehenden Dichtflächen 58, 59 erzeugt wird.
Es ist klar, daß eine ähnliche Betriebsweise dann erhalten wird, wenn die Welle 14 in Fig. 1 von rechts
gesehen gegen den Uhrzeiger gedreht wird, wobei die Nockenflächen 64, 69 die wirksamen Nockenflächen
sind.
In den im folgenden betrachteten F i g. 5 und 6 ist ein
abgewandeltes Nockenglied vorgesehen. In diesen Figuren sind solche Teile, die Teilen der Fig. 1 bis 4
entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Nockenführung der F i g. 5 und 6 kann natürlich
anstelle der Nockenführung der Fig. 1 bis 4 Verwendungfinden.
Das Nockenglied 65 weist ein nach oben laufendes Ansatzstück 79 auf, welches seine größte Abmessung in
I ängsrichtung der Gleitringdichtung aufweist, wobei
das Ansatzstück 79 in einem entsprechenden Langschlitz 81 in dem auf die Dichtung mit U-förmigem
Querschnitt folgenden Stüt/ring 44 aufgenommen wird. Da das Nockenglied 65 nicht drehbar an dem auf die
Dichtung mit U-förmigem Querschnilt folgenden Stützring 44 befestigt ist. sind seine Nockenflächen 68.
69 so bearbeitet, daß sie parallel zu den mit ihnen zusammenarbeitenden Nockenflächen 63 und 64 slehen.
wodurch die jeweilige Nockenfläche 63 bzw. 64 vollständig berührt werden kann.
Damit das in den Fig. 5 und 6 gezeigte Nockenglied
65 richtig arbeitet, muß es übrigens in der gczeigicn
Orientierung auf dem auf die Dichtung mit U-förmigem Querschnilt folgenden Slützring44 angebracht werden,
d. h., die zusammenwirkenden Nockenflächen des Nockengliedes und des Schlitzes müssen sich parallel
zueinander befinden. Dagegen kann das Nockenglied 65 der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 4 mit seinen
parallelen Seiten so befestigt werden, daß — in Drehrichtung gesehen — irgendeine der beiden Seiten
vorne liegt. Was den Einbau anbetrifft, kann somit das Nockenglied 65 als narrensicher angesehen werden.
In F i g. 7 ist eine weitere Abwandlung gezeigt. Diese
Vorrichtung ähnelt der in den F i g. 5 und 6 gezeigten. Teile der F i g. 7, welche auch in der Vorrichtung nach
den F i g. 5 und 6 vorkommen, sind durch entsprechende Bezugszeichen gekennzeichnet.
In F i g. 7 weist der umlaufende Dichtring 49 einen angeformten, nach hinten verlaufenden, ringförmigen
Flansch 82 auf, welcher auf dem äußeren Umfang 46 des Federtragrings 35 gleitbar gelagert ist Der Flansch 82
nimmt in einem Langschlitz 81 das Nockenglied 65 auf, das mit dem Nockenschlitz in derselben Weise
zusammenarbeitet, wie in der Vorrichtung nach F i g. 5 und 6 erläutert Die den Druckfedern 42 von F i g. 1
entsprechenden Druckfedern (in Fig.7 nicht gezeigt)
wirken direkt auf den umlaufenden Dichtring 49, so daß sie ihn in F i g. 7 nach rechts drücken. Eine O-Ringdich-
tung 83, welche sich in einer ringförmigen, für einen O-Ring bestimmten Vertiefung 84 im umlaufenden
Dichtring 49 befindet, dichtet den letzteren gegen die Welle 14 ab.
Die Gleitringdichtvorrichtung nach F i g. 7 arbeitet in einer sehr ähnlichen Weise wie die in F i g. 1 bis 4 und 5
bis 6 gezeigten und vorstehend beschriebenen Vorrichtungen, jedoch mit dem hauptsächlichen Unterschied,
daß der umlaufende Dichtring 49 der Vorrichtung nach F i g. 7 zwangsweise nach hinten bewegt wird, während
die umlaufenden Dichtringe 49 nach hinten bewegt werden, indem sie der Rückwärtsbewegung des auf die
Dichtung mit U-förmigem Querschnitt folgenden Stützringes 44 folgen. Bei jeder der beschriebenen
Ausführungsformen wird eine solche Bewegung nach rückwärts durch die Wechselwirkung zwischen den
jeweiligen Nocken und Nockenschlitzen herbeigeführt, welche ihrerseits auf das von der Hemmung zwischen
den jeweiligen umlaufenden und feststehenden Dichtringen erzeugte Drehmoment zurückzuführen ist. Beim
Betrieb der in F i g. 7 gezeigten Anordnung begibt sich der umlaufende Dichtring in eine Gleichgewichtslage,
deren Entfernung vom feststehenden Dichtring durch das Gleichgewicht der Kraft der Druckfedern, der
resultierenden, auf den umlaufenden Dichtring 49 einwirkenden, hydraulischen Kraft und der durch das
Nockenglied 65 auf den umlaufenden Dichtring 49 ausgeübten Kraft, welche von der Hemmung zwischen
den aufeinander abgestimmten Dichtflächen der Dichtringe herrührt, bestimmt wird.
Dabei ist der Nockenwinkel als der Winkel zwischen
einer zur Drehachse parallelen Linie und einer der Nockenflächen wie z. B. der Nockenfläche 63 oder 64
von F i g. 1 definiert. Ein solcher Nockenwinkel ist spitz, d. h. er beträgt weniger als 90° und mehr als 0°. In der
Praxis ist der Nockenwinkel meist kleiner als 45", unter gewissen Umständen kann er jedoch größer sein. Bei
der Auswahl des Nockenwinkels zu berücksichtigende Faktoren sind die Umlaufgeschwindigkeit der Welle,
Temperatur und Druck der abzudichtenden Flüssigkeit, der Durchmesser der Dichtringe, die Natur der
abzudichtenden Flüssigkeit, das Ausmaß axialer Bewegung der Welle und dergleichen.
Der mit Gleitringdichtungen vertraute Fachmann kann aufgrund seiner Erfahrung und möglicherweise mit
einigen wenigen Versuchen einen geeigneten Nockenwinkel auswählen. Allgemein gilt, daß mit wachsendem
Nockenwinkel die Empfindlichkeit der Nockenvorrichtung zunimmt
Die zusammenarbeitenden Nockenflächen können aus demselben oder verschiedenen Materialien bestehen. Bei nicht zu schweren Betriebsbedingungen können
z. B. beide Nockenflächen aus Stahl gefertigt sein. Falls zwischen den Nockenflächen hohe Reibung und
zuweilen Fressen beobachtet wird, kann eine der Flächen aus Stahl und die andere aus einem Material mit
geringerer Reibung wie z. B. Messing oder Nylon hergestellt werden.
Es ist selbstverständlich, daß die beschriebene Ausbildung der Gleitringdichtung auch am feststehenden Dichtring angewendet werden kann.
Die Dichlringc können aus den gemeinhin verwendeten Materialien gefertigt sein. So kann z. B. der
feststehende Ring aus Kohle bestehen und der umlaufende Ring kann aus rostfreiem Stahl gefertigt
sein und eine harte Dichtfläche aus einer aufgebrachten Schicht Stellit oder einem anderen harten Material zur
Beschichtung aufweisen.
Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann in Vorrichtungen nach den F i g. 1 bis 6 der in axialer
Richtung verschiebbare Dichtring eine Gleichgewichtslage einnehmen, die einzig von den hydraulischen
Kräften abhängt.
Wie in den F i g. 1 bis 4 und 5 bis 6 gezeigten Ausführungsformen dargestellt, ist die Verwendung
einer Dichtung 56 mit U-förmigem Querschnitt und eines auf die Dichtung 56 mit U-förmigem Querschnitt
folgenden Stützringes 44 dann von besonderem Vorteil, wenn beim Anlaufen Spiel am Wellenende ein
Verschieben der Welle in axialer Richtung um eine kleine Strecke nach rechts (in Fig. 1) zuläßt. Unter
solchen Bedingungen nimmt die Reibung zwischen den Dichtringen beträchtlich zu und der auf die Dichtung 56
mit U-förmigem Querschnitt folgende Stützring 44 reagiert durch eine Bewegung nach links. Damit wird
der Druck des Stützrings 44 auf die Dichtung 56 mit U-förmigem Querschnitt vermindert, wodurch die
Reibung zwischen der Dichtung 56 mit U-förmigem Querschnitt und der Welle 14 vermindert wird, so daß
ein Verschieben des umlaufenden Dichtrings 49 erleichtert wird, wodurch die Reibung zwischen den
zusammenwirkenden Dichtringen 49 und 23 vermindert wird.
Claims (4)
1. Gleitringdichtung mit einem mit der Welle umlaufenden Gleitring, der mittels einer an einem
Federtragring abgestützten Feder an den feststehenden Gleitring angedrückt ist, und mit einer
zwischen dem umlaufenden Gleitring und dem Federhalter vorgesehenen Entlastungsvorrichtung
in Form einer Nockenführung mit schräg zur Wellenachse verlaufenden Flanken und einem an
den Flanken geführten Nockenglied, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugekehrten
Flanken (63, 64) der Nockenführung (61) in Richtung auf den Dichtspalt zu konvergieren und
unter einem solchen Winkel zur Wellenachse angeordnet sind, daß bei Anlage des Nockengliedes
(65) an je eine Flanke der umlaufende Gleiti ing (32) durch die auf ihn wirkenden hydraulischen Kräfte
axial einstellbar ist
2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (63, 64) der
Nockenführung (61) in die Mantelfläche des Federtragrings (35) eingeschnitten sind und daß das
Nockenglied (65) an einem den Federtragring übergreifenden Stützring (44) befestigt ist, an dem
die Federn (42) abgestützt sind und der über eine Sekundärdichtung (32) mit dem umlaufenden Gleitring
(32) verbunden ist.
3. Gleitringdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenglied (65)
um eine radiale Achse schwenkbar im Stützring (44) gelagert ist und zwei parallele Nockenflächen (68,
69) aufweist, die unter Spiel zwischen die Flanken (63,64) eingreifen.
4. Gleitringdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenglied (65)
mit dem Stützring (44) fest verbunden ist und Nockenflächen (68. 69) aufweist, dip parallel zu den
Flanken (63,64) verlaufen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US344379A US3858890A (en) | 1973-03-23 | 1973-03-23 | Spring-loaded mechanical seal with torque control |
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DE2412342A1 DE2412342A1 (de) | 1974-10-03 |
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