DE2412342C3 - Gleitringdichtung - Google Patents
GleitringdichtungInfo
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- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- 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 Druckentla
stung 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
Drehriehtung 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 hiet 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
ίο 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
J5 Reibung zwischen den Dichtflächen erzeugt wird. Die Einstellung des Dichtrings erfolgt somit nicht allein
zwangsläufig durch die Nockenführung, sondern abhängig von den hydraulischen Kräften.
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. i einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform
einer Gleitringdichtung in axialer Richtung längs der Linie I -1 von F i g. 3;
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von F i g. I;
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. I;
F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 von F i g. 3;
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Fig. I;
F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 von F i g. 3;
5Λ Fig.5 einen Tcilschnilt 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. I 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 in
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
11 entfernt wird. Durch ein Paai von diametral entgegengesetzten Keilen 28, 28' oder Ihnliciien
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, 31' 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 dichte 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 Federtragring 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 :n Fig.3 gezeigt, befinde- sich ein ähnlicher
Keil 37 genau gegenüber dem Keil 37 und ist ähnlich angebracht. Der Federtragring 35 besitzt eine Anzahl
von in longitudinalcr Richtung verlaufenden, längs seines äußeren Umfang; in gleichmäßigen Abständen
angebrachten Federaufnahmen 41, und in jeder Federaufnr.hme 41 wird eine Druckfeder 42 gehalten.
Im hinteren Teil jeder Federaufnahnie 41 ist eine Spülöffnung 43 vorgesehen, durch welche Flüssigkeit
durch die Federaufnahmen 41 fließt, um Fremdstoffe herauszuspülen.
Auf dem Federtragring 35 ist ein Slützring 44 für eine Dichtung mit U-förmigem Querschnitt angebracht. Der
Stülzring 44 weist einen äußeren, ringförmigen Abschnitt
45, welcher über den äußeren Umfang 46 des 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 dip Rückseite des Flanschabschnitts 47, b5
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 Kontnktringabschnitts
48 mit U-förmigem Querschnitt gleitend aufgeschoben ist. Der Flansch 51 weist einen Dorn 53
auf, der in einen Schlitz 54 im Träger 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, welcher
die entsprechend keilförmig gestaltete Nase des ringförmigen Kontaktabschnittes 48 mit U-fömigem
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 gedrückt.
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
Nockenflächen darstellende seitliche Flanken 63 und 64. 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
Deruhrung 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 Federtragring 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 Kopf 73, wobei der Kopf
73 von einer im inneren Umfang des Federtragringes 35
angebrachten Aussparung 74 aufgenommen wird und der Schaft 72 in einer Bohrung 75 im Fedcrlragring 35
verläuft. Das Fnde 76 des Schaftes 72 befindet sich in
einem in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 77, welcher im äußeren, ringförmigen Abschnitt 45 des Trägers 44
angebracht ist. Der Schlitz 77 ist so lang, daß seine hintere Wand 78 an das linde 76 des Montagestifts 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 Untereinheil von
der Welle 14 entfernt worden sind, kann die Untereinheit nach Entfernung der Montagestifte 71
aiiseinandergebaut werden. Die Weite der Schlitze 77 ist
so bemessen, daß der Stützring 44 eine beschränkte Drehung gegenüber dem Federtragring 35 ausführen
kann, wobei eine solche relative Drehung durch Anschlagen der Nockenglieder 65 an die seitlichen
Flanken 63,64 der Nockcnschlitze begrenzt wird.
Beim Betrieb der Gleitringdichtvorrichtung nach den Fig. 1 bis 4 sei zunächst einmal angenommen, daß die
Welle 14 steht, daß in der Stoffbuchse 13 Wasser unter einem Druck von etwa 70 kg/cm2 (1000 psi) eingeschlossen
ist und daß außerhalb des Flansches 15 atmosphärischer Druck herrscht. Die Kraft, welche den umlaufenden
Dichtring 49 gegen den feststehenden Dichtring 23 zu bewegen sucht, ist die Summe der Kräfte, welche von
den Druckfedern 42 und der resultierenden der hydraulischen, auf den umlaufenden Dichtring wirkenden
Kräfte ausgeübt werden.
Für den Fall, daß sich die Welle 14 längere Zeil nicht
bewegt hat. ist der von Wasser gebildete Schmierfilm zwischen den Dichtflächen 58 und 59 der Dichtringe 23
und 49 im wesentlichen verdrängt worden, und die Dichtflächen 58 und 59 sind praktisch trocken.
Die Welle 14 soll nun von rechts in F i g. I gesehen im
Uhrzeigersinne in Umdrehung versetzt werden. Der mit der Welle verblockte Federlragring 35 wird im
Uhrzeigersinn so lange gedreht, bis die Nockenflächen 63 der Nockenschlitze die Nockenflächen 68 der
Nui'ucngiicuci OJ uciüiticn. Die NuckciigHcuVi 6j
werden um ihre Stifte 66 geschwenkt, so daß die Nockenflächen 68 in eine parallele Lage zu den mit
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
Stützring 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 Nockenflächen
68, 63 zur Auswirkung kommt. Da die Nockenflächen 63 unter einem kleinen Winke! 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
Dichtring 49 vermindert wird. Entsprechend wird der umlaufende Dicht π 49 nach hinten verschoben, so
daß die aufeinander ,ogc^imm'en Dichtflächen 58 und
59 getrennt werden :nd ein Film aus Wasser zwischen die Dichtflächen 58 und 59 eindringt, welcher sie
schmiert und die Reibung vermindert. Diese führl zu einem geringeren Drehmoment und zu geringeren
Kräften zwischen den zusammenwirkenden Nockenflächen 68, 63. /wischen den Kräften, welche den auf die
Dichtung 56 mit U-förmigem Querschnitt folgenden Stützring 44 nach hinten zu bewegen sucK-n und den
von den Federn 42 und der resultierenden der auf den umlaufenden Dichtring 49 einwirkenden hydraulischen
Kräfte herrührenden Riickstellkräfte 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.
Fs isi klar, daß eine ähnliche Betriebsweise dann
erhalten wird, wenn die Welle 14 in F i g. I 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 b ist ein
abgewandeltes Nockenglied vorgesehen. In diesen Figuren sind solche Teile, die Teilen der Fig. I bis 4
entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Nockenführung der F i g. 5 und 6 kann natürlich
anstelle der Nockenführung der Fig. I bis 4 Verwen dung finden.
Das Nockenglied 65 weist ein nach oben laufendes Ansatzstück 79 auf. welches seine größte Abmessung in
1 ängsrichtung der Gleitringdichtung aufweist, wobei
das Ansatzstück 79 in einem entsprechenden l.angschlilz
81 in dem auf die Dichtung mit U-förmigem Querschnitt folgenden Stützring 44 aufgenommen wird.
Da das Nockenglicd 65 nicht drehbar an dem auf die Dichtung mit U-förmigem Querschnitt folgenden
Stützring 44 befestigt ist. sind seine Nockenflächen 68, 69 so bearbeitet, daß sie parallel zu den mit ihnen
Zusammenarbeit enden Nockcnflächcn h3 und 64 stehen, wodurch die jeweilige Nockcnfläclic 63 bzw. 64
vollständig berührt werden kann.
Damit das in den F i g. 5 und 6 gezeigte Nockenglicd
65 I ILlItIg dl UCIlCl. MIUU CS UUII^CII.S III UCI £CAC Ig ICH
Orientierung auf dem auf die Dichtung mit U-förmigem Querschnitt folgenden Stützring 44 angebracht werden,
d. h.. die zusammenwirkenden Nockcnflächcn des Nockenglicdes und des Schlitzes müssen sich parallel
zueinander befinden. Dagegen kann das Nockcnglied 65 der Vorrichtung nach den Fig. I 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 Nockcnglied 65 als narrensicher angesehen werden.
In F i g. 7 ist eine weitere Abwandlung gezeigt. Diese
Vorrichtung ähnelt der in den Fig.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 Fig. 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 Fig. 5
und 6 erläutert. Die den Druckfedern 42 von F i g. 1 entsprechenden Druckfedern (in F i g. 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-
lung 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 ι
einer sehr ähnlichen Weise wie die in F i g. I 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 in die umlaufenden Dichtringe 49 nach hinten bewegt
werden, indem sie der Rückwärtsbewegung des auf die Dichtung mit U-förmigem Querschnitt folgenden
Suit /ringes 44 folgen. Bei jeder der beschriebenen Ausführungsformen wird eine solche Bewegung nach π
rückwärts durch die Wechselwirkung zwischen den jeweiligen Nocken und Nockenschlitzen herbeigeführt,
welche ihrerseits auf das von der Hemmung zwischen den jeweiligen umlaufenden und feststehenden Dicht
ringen erzeugte Drehmoment zurückzuführen ist. Beim Betrieb der in F i g. 7 gezeigten Anordnung begibt sich
der umlaufende Dichtring in eine Gleichgewichtslage, deren Fntfernung vom feststehenden Dichtring durch
das Gleichgewicht der Kraft der Druckfedern, der resultierenden, auf den umlaufenden Dichtring 49 ü
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 Dichtnnge
herrührt, bestimmt wird. m
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 Fig. 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 axiaier 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 Empfindlichkeil der Nockenvorrichtung zunimmt.
Die zusammenarbeitenden Nockenflächen können aus demselben oder verschiedenen Materialien bestehen.
Bei nicht zu schweren Betriebsbedingungen können /.. B. beide Nockenflächen aus Stuhl gefertigt sein. Falls
zwischen den Nockenflächen hohe Reihung und zuweilen Fressen beobachtet wird, kann eine der
Flächen aus Stahl und die andere aus einem Material mit geringerer Reibung wie /.. B. Messing oder Nylon
hergestellt werden.
Es ist selbstverständlich, daß die beschriebene Ausbildung der Gleitringdichtung auch am feststehenden
Dichtring angewendet werden kann.
Die Dichtringe können aus den gemeinhin verwendeten Materialien gefertigt sein. So kann /. B. der
feststehende Ring ans Kohle bestehen und der umlaufende Ring kann aus rostfreiem Stahl gefertigt
sein und eine harte Dichtfläche aus einer umgebrachten
Schicht Stellit oder einem anderen harten Material zur Beschichtung aufweisen.
Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann in Vorrichtungen nach den F i g. I bis 6 der in axialer
Richtung verschiebbare Dichtring eine Gleichgewichtslage einnehmen, die einzig von den hydraulischen
Kräften abhängt.
Wie in den Fig. 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. I) 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 uiiu üci Welle ·4 vermindert w.rd, ze c!a2
ein Verschieben des umlaufenden Dichtrings 49 erleichtert wird, wodurch die Reibung zwischen den
zusammenwirkenden Dichtringen 49 und 23 vermindert wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Gleitringdichtung mit einem mit der Welle umlaufenden Gleitring, der mittels einer an einem
Federlragring 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 Gleitring (32)
durch die auf ihn wirkenden hydraulischen Kräfte axial einstellbar ist.
2. GleiLr:ngdichtung nach Anspruch I, 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 dein umlaufenden Gleitring (32) verbunden ist.
3. Gleitringdichtung nach Anspruch I 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 untev Spiel „wischen die Flanken
(63,64) eingreifen.
4. Gleitringdichtung nach . nspruch I oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenglied (65) mit dem Stützring (44) fest verbunden ist und
Nockenflächen (68, 69) aufweist, die parallel zu den Flanken (63,64) verlaufen.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
US344379A US3858890A (en) | 1973-03-23 | 1973-03-23 | Spring-loaded mechanical seal with torque control |
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