DE2626445C3 - Axial wirkende Gleitringdichtung, insbesondere für ölpumpen, mit einem Rückfördernuten aufweisenden Gleitring und Verfahren zur Herstellung des Gleitrings - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine axial wirkende Gleitringdichtung, insbesondere für Ölpumpen, deren einer Gleitring aus Metall und deren anderer aus Kohlenstoff besteht, wobei in der radial ebenen Gleitfläche des aus Metall bestehenden Ringes Nuten mit einer gleichsinnigen Neigung zur Radialrichtung zwecks Rückpumpens angeordnet sind und Verfahren zur Herstellung des genuteten Gleitrings.

Bei einer bekannten Gleitringdichtung (DE-PS 01 074) besteht der genutete Gleitring aus Kohle. Die Nuten sind als Riefen auf einer kegelförmigen Ringfläche des Gleitrings ausgebildet, während die Gleitfläche dieses Gleitrings völlig eben ist. Auf diese Weise soll vermieden werden, daß die Riefen während der Drehung des Kohlerings abgenutzt werden und ihre Pumpwirkung verlieren. Da die Riefen aufgrund der Kegelfläche nur mit einer Komponente in Radialrichtung entgegen dem Flüssigkeitsdruck wirken, tragen sie nur zu einem sehr geringen Teil zur dynamischen Abdichtung bei. Darüber hinaus erfordert nicht nur die Ausbildung einer Kegelfläche, sondern auch die Ausbildung von Riefen auf einer Kegelfläche aufwendige Werkzeuge.

Es ist auch bereits bekannt, die beim Vulkanisieren an der Oberfläche eines Gleitrings aus Gummi entstehende

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50 Preßhaut im Bereich der Gleitfläche durch Schleifen wegzunehmen und hierbei den Schleifstein so anzuordnen, daß sich die Schleifriefen als Drall auf den Innenumfang einer Dichtlippe zeigten (DE-GbmS 17 52 653). Auch hierbei ist die Förderwirkung der Schleifriefen sehr gering, weil sie im Betrieb rasch zugeschliffen werden und auf einem kleinsten Umkreis liegen, so daß ihre Umfangsgeschwindigkeit zu. gering ist Sodann ist eine Wellendichtung bekannt (AT-PS 1 85 634), bei der die Welle etwa schraubenlinienförmige, weitgehend axiale Rillen aufweist, die in einem schmalen Bereich von einem Gleitring aus Gummi im Laufe der Zeit zugeschlif/en werden, so daß nur noch die 2xial außerhalb dieses schmalen Bereiches liegenden Abschnitte der Rillen eine Pumpwirkung haben, die hauptsächlich axial gerichtet ist. Auch hier ist die Pumpwirkung der Rillen nur mangelhaft, weil die Rillen auf dem kleinsten Umkreis liegen und ihre Umfangsgeschwindigkeit demzufolge nur gering ist Zudem ist die Ausbildung weitgehend axialer Rillen in einer Welle schwierig. Sie erfordert eine Einstechbewegung der Schleifscheibe bei aufwendiger, konkaver Form der Schleifscheibe oder eine Einstechbewegung in Verbindung mit einer axialen Vorschubbewegung bei zylindrischer Schleifscheibe.

Ferner sind Gleitrc/ige bekannt (DE-OS 19 64 150 und 17 75 596), bei denen in den radial ebenen Gleitflächen Rille ausgebildet sind, die sich nur über einen Teil der Gleitflächen erstrecken. Die Ausbildung dieser Rillen erfordert daher ebenfalls eine aufwendige Steuerung der Bewegung des gegebenenfalls zur Ausbildung der Rillen verwendeten Werkzeugs. Dieses muß nicht nur etwa radial auf der Gleitfläche bis zu einer vorgegebenen Stelle, sondern auch noch in einer hierzu senkrechten Richtung verschiebbar sein. Für eine Serienherstellung derartiger Dichtringe ist dieses Verfahren zu aufwendig.

Das gleiche gilt für eine andere gekannte Gleitringdichtung (DE-OS 20 23 675), bei der keine Rillen, sondern miteinander nicht in Verbindung stehende Ausnehmungen in der Gleitfläche vorgesehen sind. Diese steilenweisen Ausnehmungen haben nur eine mangelhafte Förderwirkung und sollen darüber hinaus auch mit einem überzug versehen sein, der durch einen elastischen Gegenring während des Betriebs in einem schmaleren Abschnitt wieder abgeschliffen wird, wobei auch die Ausnehmungen wieder frei werden. Die Ausnehmungen sollen hauptsächlich dazu dienen, einen Schmierfilm auszubilden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine völlige Dichtheit gewährleistet und dennoch einfach herzustellen ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Nuten als Schleifriefen mit einer Rauhliefe von 0,2 bis 0,8 μ ausgebildet sind und von Rand zu Rand der Gleitfläche verlaufen.

Eine andere Lösung besteht erfindungsgemäß darin, daß die Nuten als Schleifriefen mit einer Rauhtiefe von I bis 2 μ ausgebildet sind, von Rand zu Rand der Gleitfläche verlaufen und die Gleitfläche mit einer Phosphatschicht in einer Dicke von 2 bis 5 μ überzogen ist.

Beiden Lösungen ist gemeinsam, daß das zur Ausbildung der Riefen benötigte Werkzeug über die gesamte Breite der zu bearbeitenden Gleitfläche durchgehend in deren Ebene bleiben kann, im Gegensatz /v. bekannten Ausführungen, bei denen die

Riefen an den Enden abgeschlossen sind. Im Gegensatz zur Ausbildung der Riefen in einer Kegelfläche braucht das Werkzeug nicht unter einem schrägen Winkel zur Drehachse geführt zu werden, so daß man mit einem verhältnismäßig einfachen Werkzeug auskommt. Sodann entfällt demgegenüber die Ausbildung einer Kegelfläche. Die Pumpwirkung der Riefen kommt voll in der radialen Ebene der Gleitflächen zur Wirkung. Dennoch ist die Dichtung nicht nur dynamisch, sondern auch statisch dicht Bei der zweiten Lösung werden die sich auch in der Phosphatschicht noch abbildenden Riefen in kürzester Zeit während des Betriebs zugeschliffen, das heißt, sie füllen sich im Berührungsbereich der Ringe mit einem Phosphat-Kohlenstoffgemisch, so daß sich gegebenenfalls nur ein sehr kleiner Durchtrittsquerschnitt ergibt, der während des Betriebs die Pumpwirkung aufrechterhält, dagegen im Stillstand einen Durchtritt der Flüssigkeit völlig verhindert. Kohlenstoff und Phosphat ergeben eine gute Schmierung der Gleitflächen. Bei der ersten Lösung ist dagegen die Rauhtiefe der Riefen so gering gewählt daß man ohne Phosphatschicht auskommt Die geringe Rauhtiefe stellt sicher, daß selbst im Stillstand kein öl austritt Die Gefahr einer Abnutzung der Riefen im Berührungsbereich zwischen den Ringen ist gering, weil sich die Riefen im Metallring und nicht im weicheren Kohlenstoffring befinden.

Zur Herstellung eines derart gerieften Gleitrings kann der Metall-Gleitring gedreht und gleichzeitig ein Schleifstein von einem Rand zum anderen Rand der ■)<> Gleitfläche geführt werden. Hierbei ergeben sich auf einfache Weise gleichförmig gekrümmte Riefen mit guter Förderwirkung.

Eine andere Art der Herstellung eines gerieften Gleitrings besteht darin, daß bei stillstehendem « Metall-Ring ein Schleifstein schräg zur Radialrichtung geradlinig von einem Rand zum anderen Rand der Gleitfläche geführt wird. Hierbei ergeben sich geradlinige Schleifrie-'en.

Um einen gleichmäßigen Abstand der Schleifriefen ίο auf einem Umkreis zu erzielen, kann der Metall-Gleitring bei der Ausbildung der Riefen schrittweise drehbar sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung bevorzugter Ausführuirgsbeispiele näher ⁴^ erläutert. Es zeigt

F i g. 1 in einem Ausschnitt des Gehäuses einer Ölpumpe die Gleitringdichtung im Längsschnitt,

F i g. 2 die mit gleichförmig gekrümmten Schleifriefen versehene Gleitfläche des einen Gleitrings der Gleitringdichtuiig,

Fig. 3 die Vorderansicht eines Gleitrings mit geradlinigen Schleifriefen in vergrößerter Darstellung und

F i g. 4 die SchnittansichtA -A des Rings nach F i g. 3.

Nach Fig. 1 ist aus einem Pumpengehäuse 1 eine Pumpenwelle 2, die in einem Lager 3 gehalten ist, abgedichtet herausgeführt

In einer Ausnehmung 4 des Gehäuses 1 ist ein Gleitring 5 aus Gußeisen oder einem anderen Metall eingesetzt Der Gleitring 5 ist an seiner äußeren Umfangskante mit einer Abstufung versehen, in der ein elastischer Dichtring 6 angeordnet ist Mit Hilfe einer gewellten Ringfeder 7, die sich an einem Sprengring 8 abstützt wird der Gleitring 5 mit einer Anlagefläche 9 gegen eine zur Wellenachse senkrechte Andrückfläche der Ausnehmung 4 gedrückt, wodurch der Dichtring 6 gleichzeitig gegen die Andrückfläche gepreßt wird. Der Gleitring 5 schließt eine innere Kauvc.ier 10 ab, die mit öl gefüllt sein kann und über einen Kanal 11 mit der Saugseite der Pumpe in Verbindung steht Auf der Welle 2 ist in der Kammer ein Stützring 12 aus Metall befestigt, der unter Zwischenlage einer Gleitscheibe 13 an der inneren Stirnwand der Kammer 10 abgestützt ist Eine Feder 14 liegt mit dem einen Ende am Stützring 12 und mit dem anderen Ende an nach außen ragenden Fingern 15 eines Druckrings 16 an. Dieser wirkt über einen Dichtring 17 auf einen Gleitring 18 aus Kohlenstoff. Die Feder 7 ist etwa zehnmal so kräftig wie die Feder 14.

Die radiale Gleitfläche 19 des Gleitrings 5 ist größer als die des Gleitrings 18.

Wie Fig.2 zeigt, sind in die Gleitfläche 19 gleichförmig gekrümmte Riefen 20 vom Rand 23 bis zum Rand 24 eingeschliffen. Die Riefen 20 haben eine Rauhtiefe von ca. 1—2 μ und sind so gerichtet, daß bei der Wellendrehung eine Pumpwirkung entsteht Die Pumpwirkung ist nach außen gerichtet Nach der Ausbildung der Riefen 20 wird die Gleitfläche 19 mit einer Phosphatschicht von ca. 2 μ Dicke überzogen. Diese Phosphatschicht k&.m jedoch auch 3 bis 5 μ dick sein.

F i g. 3 zeigt eine Ausführung des Gleitrings 5 ohne Phosphatschicht mit geradlinig, jedoch radial schräg in der Gleitfläche 19 eingeschliffenen Riefen 25. Die Rauhtiefe dieser Riefen 25 liegt zwischen 0,2 bis 0,8 μ. F i g. 4 stellt die Schnittansicht A-A dar, um die Ebenheit der Gleitfläche 19 zu veranschaulichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Axial wirkende Gleitringdichtung, insbesondere für ölpumpen, deren einer Gleitring aus Metall und deren anderer aus Kohlenstoff besteht, wobei in der radial ebenen Gleitfläche des aus Metall bestehenden Ringes Nuten mit einer gleichsinnigen Neigung zur Radialrichtung zwecks Rückpumpens angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten als Schreifriefen (20; 25) mit einer Rauhtiefe von 0,2 bis 0,8 μ ausgebildet sind und von Rand (23) zu Rand (24) der Gleitfläche (19) verlaufen.

2. Axial wirkende Gleitringdichtung, insbesondere für ölpumpen, deren einer Gleitring aus Metall und deren anderer aus Kohlenstoff besteht, wobei in der radial ebenen Gleitfläche des aus Metall bestehenden Ringes Nuten mit einer gleichsinnigen Neigung zur Radialrichtung zwecks Rückpumpens angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten als Schleifriefen (20· 25) mit einer Rauhtiefe von 1 bis 2 μ ausgebildet sind, von Rand (23) zu Rand (24) der Gleitfläche (19) verlaufen und die Gleitfläche mit einer Phosphatschicht in einer Dicke von 2 bis 5 μ überzogen ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines gerieften Gleitrings nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metall-Gleitring (5) gedreht und gleichzeitig ein Schleifstein von einem Rand (24) zum anderen Rand (23) der Gleitfläche (19) geführt wird.

4. Verfahren zur Herstellung eines gerieften Gleitrings mach Anspruch Ί oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei stillstehendem Metall-Gleitring (5) ein Schleifstein sei..ag zur Radialrichtung geradlinig von einem Rand (24) zum anderen Rand (23) der Gleitfläche (19) geführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Metall-Gleitring (S) schrittweise drehbar ist.

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