DE2637247C3 - Doppeltwirkende Gleitringdichtung - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine doppeltwirkende Gleitringdichmg mit produktseitiger Hauptdichtung und atmosphärenseitiger Reservedichtung, deren axial verstellbarer Gk-itring beim Undicht- ^⁵ werden der Hauptdichtung mittels eines Hydraulikkolbens selbsttätig verschoben wird. Eine solche doppeltwirkende Gleitr.ngdichtung ist aus der GB-PS 9 41 241 bekannt

Bei der bekannten Ausbildung wird der zur Beaufschlagung des Hydraulikkolbens notwendige Druck von einer besonderen Druckquelle erzeugt, als welche eine Kühlmittelpumpe dienen kann. In i\e Druckleitung zum Arbeitsraum des Hydraulikkolbens ist ein Magnetventil geschaltet, welches gesteuert wird von einem Niveauschalter in einem Behälter, in welchen das aus der Hauptdichtung austretende Leckmedium gelangt.

Nachteilig ist bei der bekannten Gleitringdichtung vor allem die Kompliziertheit, die nicht nur einen hohen ^Μ Preis zur Folge hat. sondern auch die Arbeitszuverlässigkeit in Frage stellt Bei einer der Sicherheit dienenden Reservedichtung ist die Arbeitszuverlässigkeit eine ganz wesentliche Eigenschaft Hinzu kommt daß bei der bekannten Ausbildung ein schnelles Ansprechen weder angestrebt ist noch wegen des Auffangbehälters für das Leckmedium möglich wäre.

An sich ist aus der deutschen Auslegeschrift 18 14 975 eine doppeltwirkende Gleitringdichtung bekannt deren Konstruktion insofern einfacher ist als zur Beaufschlafung des die Reservedichtung schließenden Hydraulik kolbens das durch die Hauptdichtung durchtretende Leckmedium dient. Bei dieser Ausbildung ist jedoch die Reservedichtung produktseitig und die Hauptdichtung im Leckweg hinter der Reservedichtung angeordnet, so daß auf dem Leckweg hinter der Hauptdichtung eine weitere dritte Dichtung notwendig ist, damit hinter der Hauptdichtung bei deren Lecken ein Betätigungsdruck aufgebaut werden kann. Der hauptsachliche Nachteil dieser Ausbildung liegt darin, daß ein zuverlässiges Geschlossenbleiben der Reservedichtung nicht gewährleistet sein kann. Wenn die weitere Dichtung eine auch nur geringe Undichtigkeit aufweist so wird der Druck im Raum zwischen der Hauptdichtung und der weiteren Dichtung nach einem Ansprechen der Anordnung wieder absinken und zu einem öffnen der Reservedichtung führen. Erst dann wird der Druck im befrachteten Raum über die leckende Hauptdichtung wieder den Wert annehmen, der das Ansprechen bewirkt hatte. Bei dieser bekannten doppeltwirkenden Gleitringdichtung muß also mit einem ständigen Lecken oder sogar mit SchwingungKvorgang^n, verbunden mit pulsierendem Lecken gerechnet werdea Hinzu kommt daß die weitere Dichtung wegen der Forderung nach möglichst hoher Dichtigkeit eine Berührungsdichtung sein muß, die auch während des Normalbetriebs geschlossen ist Dadurch kommt es zu zusätzlicher Reibung und zusätzlichem Verschleiß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eir.er doppeltwirkenden Gleitringdichtung einfacher Bauart und zuverlässiger Wirkungsweise.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Hydraulikkolben zugleich den axial verstellbaren Gleitring bildet und daß der Raum, in welchen das aus der Hauptdichtung austretende Leckmedium gelangt über eine Leitung so mit dem Raum hinter dem Hydraulikkolben verbunden ist daß der zu dessen Verschieben zum mit der Welle rotierenden Gleitring hin erforderliche Druck von dem aus der Hauptdichtung austretenden Leckmedium aufgebaut wird.

Bei einer solchen Ausbildung ergibt sich als erste wesentliche konstruktive Vereinfachung, daß ein besonderer Hydraulikkolben zur Betätigung des axial verstellbaren Gleitrings der Reservedichtung entbehrlich wird. Darüber hinaus entfallen aber auch alle beim gattungsgemäß vorausgesetzten Ausgangspunkt notwendigen Hilfsmechanismen zur Druckbetätigung der Reservedichtung. Gegenüber der aus DE-AS 18 14 975 bekannten Ausbildung ergibt sich als wesentlicher Vorteil, daß eine zusätzliche Berührungsdichtung entbehrlich ist.

Eine vorteilha.te Weiterentwicklung der Dichtung ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung weiter erläu'ert. Die Zeichnung zeigt schematisch eine schnittbildliche Darstellung einer doppeltwirkenden Gleitringdichtung.

Die betrachtete doppeltwirkende Gleitringdichtung dient zur Abdichtung einer Welle 4, wo diese durch die Wand eines Gehäuses 2 nach außen tritt. Das Gehäuse 2 gehört z. B. zu einer nicht näher gezeigten Pumpe. Abzudichten ist das im Gehäuse befindliche Produkt 1 gegenüber der Umgebungsluft, also der Atmosphäre 3. Die Abdichtung wird bewirkt durch zwei hintereinander auf der Welle 4 angeordnete axiale Gleitringdichtungen.

leder Gleitringdichtung gehören zwei Gleitringe an. Die produktseitige Gleitringdichtung hat einen fest im Gehäuse 2 eingesetzten und diesem gegenüber durch einen O-Ring 6 abgedichteten Gleitring 5. Mit diesen wirkt zusammen ein Gleitring 7, der fest auf einer Hülse 8 sitzt, welche ihrerseits dicht auf der Welle 4 befestigt ist.

Zur atmosphärenseitigen Gleitringdichtung gehört ein rotierender Gleitring 9, der axialverschieblich in

einen Gleitringkörper 10 eingebaut und Ober einen O-Ring U gegenüber einer Hülse 12 abgedichtet ist Die HOlse 12 ist mittels einer Schraube 13 an der Welle 4 befestigt und mittels eines O- Rings 14 dieser gegenüber abgedichtet Auf diese Weise kann die Hülse 12 axial 5 von der Welle 4 abgezogen werden.

Auf den Gleitring 9 drücken unter Zwischenschaltung einer Ringscheibe 15 Federn 16, die gleichmäßig auf dem Umfang verteilt von der Stirnseite her in den Gleitringköiyer 10 eingesetzt sind. Die Verschiebebewegung des Gleitrings 9 in Axialrichtung ist durch einen Anschlagring 17 begrenzt

Der mit dem rotierenden Gleitring 9 zusammenwirkende Gleitring ist als Hydraulikkolben 18 ausgebildet und in einem durch Schrauben 19 fest mit dem Gehäuse ι 2 verbundenen Deckel 20 angeordnet Am Deckel 20 ist mittels Schrauben 22 ein Deckelchen 21 befestigt, das einen rohrzyiindrischen Kragen 23 aufweist, der ein im Durchmesser reduziertes Teilstück 24 der Hülse 12 frei übergreift und zwischen seinem Außenmantel 25 und einer im Deckel 20 vorgesehenen Sitzfläche 26 den Hydrauükkolben !S in Richtung und Gegenrichtung des Pfeiles Sverschieblich aufnimmt

Zur Verhinderung eines Drehens des Hj draulikkolbens 18 ist in diesem wenigstens ein Sackloch 26' ausgeführt in das ein am Deckelchen 21 fest angebrachter Stift 27 ragt

Der Verschiebeweg des Hydraulikkolbens 18 in Richtung des Pfeiles 5 ist durch eine Wandfläche 28 im Deckel 20 und eine Anschlagfläche 29 am Hydraulikkolben 18 begrenzt In Gegenrichtung des Pfeiles 5 ist der Verschiebeweg des Hydraulikkolbens 18 durch eine Absatzfläche 30 am Deckelchen 21 und die Stirnfläche 31 des Hydraulikkolbens 18 begrenzt

Gegenüber dem Deckel 20 ist der Hydrauükkolben 18 durch einen O-Ring 32 und gegenüber dem Deckelchen 21 durch einen O-Ring 33 abgedichtet

Hinter dem Gleitring 5 ist im Gehäuse 2 ein freiet Ringraum 35 vorgesehen, in welchen ein Bund 34 des Deckels 20 sowie die Hülse 8 und die Hülse 12 ragen. *o Ebenso ist zwischen dem Gleitring 18 und der Innenwand 36 des Deckeichens 21 ein freier Ringraum 37 ausgebildet Die beiden Ringräume 35 und 37 sind durch eine in der Zeichnung gestrichelt angedeutete Leitung 38 miteinander verbunden. Ein den Druck in « dieser Leitung 38 erfassendes Drur!«anzeigegerät 41 ist als Warn- und/oder Abschaltgerät ausgebildet

Der Deckel 20 ist gegenüber dem Gehäuse 2 durch einen O-Ring 39 abgedichtet. Außerdem ist in ihn eine Laufbuchse 40 tür den Gleitringkörper 10 eingesetzt

Im Betrieb funktioniert die beschriebene doppeltwirkende Gleitringdichtung wie folgt:

Wenn an der produktseitigen Gleitringdichtung eine

Leckage eintritt, so gelangt das Produkt in den Ringraum 35 und von hier vorwiegend über die Leitung 38 in den Ringraum 37. Je nach der Drosselwirkung des Spaltes zwischen der Laufbüchse 40 und dem Gleitringkörper 10 baut sich in den Ringräumen 35 und 37 ein Druck auf, der höher liegt als der Druck im Raum zwischen dem Gleitring 9 und dem Hydrauükkolben 18. Auch ohne eine Drosselwirkung zwischen der Laufbüchse 40 und dem Gleitringkörper 10 wird es jedoch zu einer den Hydraulikkolben 18 in Schließrichtung bewegenden Kraftwirkung kommen, weil das durch den engen Spalt 44 zwischen der Stirnseite 43 des Gleitrings 9 und dem Hydraulikkolben 18 hindurch ausströmende Produkt nach dem Gesetz von Bernoulli im Spaitraum auf einen niedrigeren statischen Druck absinkt und auf diese Weise in jedem Falle eine Druckdifferenz auf den Hydraulikkolben 18 wirksam wird.

Der Hydraulikkolben 18 wird in Richtung des Pfeiles S verschoben und die Stirnseite 42 des Hydraulikkolbens 18 kommt in Berührung mit der Stirnseite 43 dei Gleitringes 9. Dadurch ist die teservedichtung geschlossen, und in diesem Zustand wir'it der Hydrauükkolben 18 als Differenztialkolben und wird somit im geschlossenen Zustand gehalten.

Der rotierende Gleitring 9 wird entgegen der Richtung des Pfeiles P gegen den Druck der Federn 16 so weit verschoben, bis die Anschlagfläche 29 an der Wandfläche 28 zur Anlage kommt Bei rotierender Welle 4 gleiten die Stirnseiten 42 und 43 aneinander und dichten ab. Die Flächenpressung, mit welcher die Stirnseiten 42 und 43 sich berühren, läßt sich durch entsprechende Wahl der Federn 16 und des Federweges für die jeweiligen Verhältnisse optimal bestimmen. Bei einwandfrei arbeitender Hauptdichtung bleibt auf jeden Fall an der Reservedichtung der Spalt 44, so daß hier im Normalbetrieb keine Rzibung auftritt

Um gegebenenfalls eine Schmierung der Gleitflächen der Reservedichtung sicherzustellen, kann in den Raum 37 ein Schmiermittel gegeben und im H/drauiikkolben 18 eine Axialbohrung 45 vorgesehen sein, wobei deren Durchmesser und die Viskosität des Schmiermittels derart gewählt werden, daß dieses bei einem Ansprechen der Reservedichtung den Gleitflächen zugeführt wird.

Bei einem Lecken der Hauptdichtung und Ansprechen der Reservedichtung wird das Druckanzeigegerät 41 einen Druckanstieg in den Ringräumen 35 und 37 anzeigen. Dabei kann die Ausbildung so getroffen werden, daß bei Erreichen eines vorbestimmten Höchstdruckwertes ein Warnsignal gegeben wird und/oder darüberhinaus der Antriebsmotor der Pumpe abgeschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Doppeltwirkende Gleitringdichtung mit produktseitiger Hauptdichtung und atmosphärenseitiger Reservedichtung, deren axial verstellbarer Gleitring beim Undichtwerden der Hauptdichtung mittels eines Hydraulikkolbens selbsttätig verschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkolben (18) zugleich den axial verstellbaren Gleitring bildet und daß der Raum (35), in <o welchen das aus der Hauptdichtung (5,7) austretende Leckmedium gelangt, über eine Leitung (38) so mit dem Raum (37) hinter dem Hydraulikkqlben verbunden ist, daß der zu dessen Verschieben zum mit der Welle (4) rotierenden Gleitring (9) hin erforderliche Druck von dem aus der Hauptdichtung austretenden Leckmedium aufgebaut wird.

2. Doppelwirkende Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Gleitring (9) der Reservedichtung axial verschieblieh unter Wirkung von ihn zum Hydraulikkolben (18) druckenden Federn (16) angeordnet ist, wobei der Verschiebeweg in Richtung zum Hydraulikkolben durch einen Anschlagring (17) so begrenzt ist, daß bei unverstelltem Hydraulikkolben ein Spalt (44) zwischen diesem und dem rotierenden Gieitnng vorhanden ist