DE2528665C3 - Dichtungsband aus Grafit für eine Stopfbuchspackung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dichtungsband aus Grafit für eine spiralig zu wickelnde Stopfbuchspa/.-kung, das flexibilitätserhöhende Prägelinien aufweist.

Es ist bekannt, das Dichtungsmaterial in eine Stopfbuchse in Gestalt einer aus einem flachen Band gewickelten Packung einzubringen, die anschließend axial komprimiert wird, bis sie die Stopfbuchse mit der gewünschten Dichte ganz ausfüllt. Der axiale Kompressionsdruck wirkt auf das Band quer zur Bandrichtung von Kante zu Kante und sucht es in dieser Querrichtung zu knicken und zu stauchen. Die gewünschte Verformung begegnet bei weichen Werkstoffen keinen Schwierigkeiten (US-PS 28 !9919; DE-PS 434041). Jedoch kann es bei (durch offenkundige Vorbenutzung bekannten) Bändern aus expandiertem Grafit, der eine harte, spröde, kristallartige Struktur hat, zu unregelmäßigen Knickungen und damit zu ungleichmäßiger Dichte- und Hohlraumverteilung kommen, weil sich die Wickelschichten ungleichmäßig ineinanderschieben und gegenseitig verkeilen. Dieser Nachteil tritt besonders stark in Erscheinigung bei bekannten Dichtungsbändern aus Grafit, die zur Verbesserung der Wickelflexibilität eine durchgehende Riffelung unter 90° zur Bandlängsrichtung aufweisen; denn diese Riffelung bewirkt eine Versteifung in Querrichtung der Bänder, also in Axialrichtung der Packung. Nur durch sehr hohe Axialkräfte erreicht man die zur Abdichtung erforderliehe, vollständige Füllung des Packungsraumes, ohne die Ungleichmäßigkeit der Dichte zu vermeiden, die sich in örtlich hohen Pressungen bzw. Hohlräumen zeigt und eine gewisse Instabilität der Betriebseigenschaften zur Folge haben kann. Durch Verschleiß im Bereich der hohen Anpressungen und durch allmähliche Formveränderung im Bereich hoher Dichte verändert sich nämlich die Packung, so daß sie in manchen Fällen nachgezogen werden muß, nachdem Undichtigkeit ίο aufgetreten ist. Während dies bei normalen Weichpakkungen nicht ungewöhnlich ist, stellt es bei Grafitpakkungen einen sehr großen Nachteil dar, weil diese praktisch ausschließlich in solchen Fällen eingesetzt werden, in denen es auf absolute Dichtheit und :■> Unveränderlichkeit ankommt (Chemie, Reaktortechnik). Man nahm nur die nach außen in Erscheinung tretenden Nachteile, also die für viele Fälle unzureichende Konstanz der Betriebseigenschaften, wahr. Die Gründe dafür, nämlich die ungleichmäßige Verformung des Bandes mit der Konsequenz ungleichmäßiger Dichteverteilung erkannte man nicht.

Der Erfindung iiegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungsband der eingangs genannten Art zu schaffen, das für den Dichtungseffekt geringeren axialen Anzug verlangt und konstantere Betriebseigenschaften aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Prägelinien einen von der Querrichtung abweichenden Verlauf aufweisen.

Die von der Querrichtung abweichende Richtungskomponente der Prägelinien erhöht die Flexibilität des Bandes in Querrichtung und vermindert damit seine Neigung zu unberechenbaren, ungleichmäßigen Knikkungen bei der axialen Kompression des Packungswikkels. Vielmehr kann das Materia! bei der axialen Kompression an jeder beliebigen Stelle verhältnismäßig leicht nachgeben. Man erreicht dadurch eine gleichmäßigere Dichte- und Hohlraumverteilung und damit eine gleichmäßige Elastizität.

4fi Die erfindungsgemäße Riffelung unterscheidet sich in ihrer Wirkung grundsätzlich von einer Längswellung der Bänder, die aus den eingangs genannten Schriften bekannt ist. Während die Längswellung zu einem passenden Ineinandergreifen der benachbarten Schichten führt und damit Hohlräume und eine an das Vorhandensein von Hohlräumen gebundene Elastizität ausschließt, werden durch die erfindungsgemäße Riffelung die Hohlräume zwischen den Bändern vermehrt und gleichmäßig verteilt, so daß die Packung gleichmä-Big elastisch ist.

Die Prägelinien können im Zusammenhang der Erfindung als durchgehende Riffelung ausgeführt v/erden, wie es an sich bekannt ist. Jedoch können die Prägelinien auch durch Reihen von Vertiefungen gebildet sein. Letzteres kann im Zusammenhang der Erfindung besonders vorteilhaft sein, weil die Richtung der Knicklinien nicht so eindeutig festgelegt ist wie durch eine Riffelung und eine Knicklinie leichter von einer Vertiefungsreihe zur anderen umspringen kann. Ferner können sich auch unterschiedliche Vertiefungen zu Prägelinien unterschiedlicher Richtung ergänzen, wodurch sich eine größere Vielfalt von Knickmöglichkeiten ergibt.

Während Riffelungen zu durchgehenden Kanälen auf der Bandoberfläche führen, was in manchen Fällen zwecks besserer Schmierung durch das abzudichtende Medium zweckmäßig sein mag, sind beim Aufbau der Prägelinien aus einzelnen Vertiefungen keine Oberflä-

cyanverbindungen von Vertiefung zu Verliefung vorge-, bildet, so daß das abzudichtende Medium einen höheren ' Durchtrittswiderstand vorfindet, was bei gut schmiert-^ ' den Medien vorteilhaft sein kann.

Wenn bei schlecht schmierenden Medien ein noch stärkerer Durchgang des Mediums erwünscht irt. kann ! das Band auch mit vorstehenden Noppen versehen sein, ι deren Zwischenräume die Prägelinien bilden. Außerdem t kann es gemäß der Erfindung perforiert sein, j Zweckmäßigcrweise verlaufen die Prägelinien schräg

zur Bandeichtung, weil sie dann sowohl Flexibilität in , Längs- als aucn Querrichtung bewirken. Es können auch mehrere Scharen von Prägelinien vorgesehen sein, die ( einander überkreuzen. Bei einer vorteilhaften Ausfüh- ^: rungsform läuft eine Schar von Prägelinien in bekannter ι ϊ '. Weise quer, während die erfindungsgemäße Schar von

Prägelinien parallel zur Bandrichtung verläuft. , Im wesentlichen quer zur Bandrichtung verlaufende

Prägelinien können auch gekurvten oder gewinkelten ι Verlauf haben.

Die Fähigkeit des Bandes zu Kompression in

Axiairichtur.g der Stopfbuchse, d. h. quer zur Bandrirhtung, kann fernerhin dadurch verbessert werden, daß es in Querrichtung gewellt ausgeführt ist, wobei die

, Wellung im Querschnitt kurvig oder gewinkelt ausgeführt sein kann.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die vorteilhafte Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Darin zeigt

Fig. 1 ein bekanntes Dichtungsband in Draufsicht und Längsschnitt und

Fig. 2 bis 10 unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung, jeweils in Draufsicht und einem im Maßstab größer dargestellten Längsschnitt.

Das bekannte Band gemäß Fig. 1 weist eine unter 90° zur Längsrichtung des Bandes verlaufende Riffelung auf. Unter einer Riffelung ist dabei eine Vielzahl mit geringem Abstand parallel zueinander verlaufender Rillen auf einer oder beiden Seiten des Bands gemeint. wobei im Falle beidseitiger Riffelung die Rillen auf der j» einen Seite versetzt zu denen der anderen angeordnet sind, wodurch sich im Längsschnitt ein welliger oder zickzack-förmiger Verlauf ergibt. Es ist leicht einzuse-' hen, daß dieses bekannte Band zwar in Längsrichtung , flexibel, in Querrichtung jedoch sehr steif ist.

\ In den F i g. 2 bis 8 sind der Einfachheit halber die in

der Bandoberfläche liegenden Bereiche schwarz dargestellt, während die vertieften Bereiche weiß erscheinen. Fig.2 veranschaulicht ein Band, welches auf beiden Seiten mit zwei einander kreuzenden, unter dem Winkel A zur Bandquerrichtung verlaufenden Riffelungen versehen ist. Jede Rille geht von einem Bandrand bis zum anderen durch und bildet damit einen Durchgangskanal für das abzudichtende Medium vor, das auf diese Weise zur Schmierung im Stopfbuchsbereich nutzbar ^ gemacht werden kann. Die Rillen auf der einen Seite sind jeweils zu den parallelen Rillen auf der anderen Seite versetzt angeordnet.

Fig. 3 veranschaulicht ein Beispiel, daf ähnlich wie Fig.2 auf beiden Seiten mit zueinander versetzten, rechtwinklig zueinander verlaufenden Riffelungen versehen ist, wobei jedoch jeweils eine Riffelung senkrecht zur Bandrichtung verläuft, während die andere in Bandrichtung verläuft. Dadurch ergibt sich vorzügliche Flexibilität in beiden Richtungen. b>

Fig.4 zeigt ein Au^r,führungsbeispiel, das auf beiden Bandseiten mit paralleler, versetzter Riffelung versehen ist, die unter dem Winkel A zur Bandquerrichtiing verläuft. Diese Riffelung besitzt Ricmungskuinponenten sowohl quer zum Psiid ft Is auch in Bandlüngv'chiung und vermindert daher das WiJf-fUa.Tisrnumem dec Randes in beiden Richtungen in der gewünschten Weise. Die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 5 und Fig. 6 i-iit-iprechen denen gemäß Fig. 2 und Fig. 3 mi< dim Unterschied, daß die Vertiefungen nicht durchgehend als Rillen sondern durch Reihen von rautenförmigen Vertiefungen gebildet sind, wobei die Vertiefungen auf einer Seite jeweils zu denen auf der anderen Seite versetzt sind. Die zwischen den Reihen von Vertiefungen befindlichen Stege laufen, einander kreuzend, von einem Rand des Bands zum anderen durch, so daß sich keine durchgehenden Kanäle auf der Bandoberfläche bilden, die den Mediumtransport erleichtern. Solche Bänder finden Anwendung, wenn der Mediumsdurchtritt nicht erleichtert werden soll.

Die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 7 und Fig. 8 zeigen jeweils in ihrer Gesamtheit quer verlaufende Riffelungen, wobei man sich wieder die Rillen auf der einen Seite des Bandes gegenübe, denen auf der anderen Seite des Bandes versetzt vorzustellen hat. Die einzelnen Rillen verlaufen parallel wellenförmig (F i g. 7) bzw. gepfeilt (F i g. 8). In den Zonen, in welchen die Riffelung mit besonders ausgeprägter Längskomponente verläuft, ist das Widerstandsmoment in Querrichtung stark herabgesetzt, so daß diese Zonen bevorzugt als Knickzonen bei der axialen Kompression der Packung wirksam sind.

Bei den Beispielen gemäß F i g. 9 und lO ist das Band auf einer Seite glatt ausgeführt, während es auf der anderen Seite vorstehende Noppen trägt, die im Fall der Fig. 9 länglich oder oval sind, während sie im Fall der Fig. 10 rund ausgeführt sind. Die Zonen zwischen den Noppen, in denen das Band verhältnismäßig dünn sein kann, haben verringerte Biegefestigkeit und sind daher als Prägelinien im Sinne der Erfindung anzusehen. Außerdem bilden sie Durchgangsräume für das Medium. Bänder dieser Art kommen daher vorzugsweise für schlecht schmierenden Medien in Frage.

Selbstverständlich könnten die Noppen auch auf beidun Seilen des Bands vorgesehen sein.

An der Lauffläche bilden sich Schmiertaschen, die beim dynamischen Einsatz der Dichtung der spezifischen Reibwert verringern. Der wellen- oder zickzackförmige Verlauf der Rillen gemäß F i g. 7 und F i g. 8 ist vornehmlich für hin- und hergehende Plunger bei schlecht schmierenden Medien vorgesehen. Er ermöglicht eine gleichförmige Benetzung der gesamten Berührungsfläche.

Demgegenüber ist die Noppenausführung gemäß F i g. 9 und 10 vornehmlich für die Abdichtung bei hoher P ■ ^-Belastung vorgesehen, wobei die längliche Form der Neppen sich für Medien mit niedriger Viskosität eignen, während bei hoch viskosen Medien die kleinen runden Noppen besser geeignet sind. Dadurch kann einerseits die Leckmenge durch Wahl der Noppung und andererseits der spezifische Reibwert gesteuert werden. Die zusätzliche Perforation wählt man vornehmlich bei nicht schmierenden Medien, z. B. trockenen Gasen, um zusätzlich Schmierstoffe einführen zu können.

Um die chemische und thermische Beständigkeit des Dichtungsbandes den verschiedenen Medien besser anpassen zu können, kann die Oberfläche auch mit Gleithilfen, -. R. noc^ schmelzenden Metallen oi'ei Gleiclacken, versehen werden. Gleithilfen an ^Anr Bandoberflätiie sind im Zusammenhang der Erfindung insofern besonders vorteilhaft, weil sie die Reibur<;

zwischen aufeinanderliegenden Bandabschnitten vermindern und damit eine gleichmäßige, von unterschiedlicher Reibung der Bandabschnitte unbeeinträchtigte Verformung bei der Kompression der Packung erleichtern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Dichtungsband aus Grafit für eine spiralig zu wickelnde Stopfbuchspackung, das flexibilitätserhöhende Prägelinien aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägelinien einen von der Querrichtung abweichenden Verlauf aufweisen.

2. Dichtungsband nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Prägelinien als durchgehende Riffelung ausgeführt sind.

3. Dichtungsband nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Prägelinien aus Reihen von Vertiefungen bestehen.

4. Dichtungsband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägelinien schräg zur Bandrichtung verlaufen.

5. Dichtungsband nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei jeweils parallele Scharen von Prägelinien einander kreuzend vorgesehen sind.

6. Dichtungsband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schar von Prägelinien quer und eine Schar parallel zur Bandrichtung vorgesehen ist.

7. Dichtungsband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägelinien gekurvten oder gewinkelten Verlauf haben.

8. Dichtungsband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es mit vorstehenden Noppen versehen ist, deren Zwischenräume die Prägelinien bilden.

9. Dichtu' gsband nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, d-Ό es perforiert ist.

10. Dichtungsband nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, Haß die Bandoberfläche mit einer Gleithilfe ausgerüstet ist.