DE2703104C2

DE2703104C2 - Gleitringdichtung

Info

Publication number: DE2703104C2
Application number: DE2703104A
Authority: DE
Inventors: Klaus-Jürgen Ing.(grad.) 7105 Leingarten Uhrner
Original assignee: Kaco GmbH and Co KG
Current assignee: Kaco GmbH and Co KG
Priority date: 1977-01-26
Filing date: 1977-01-26
Publication date: 1982-07-15
Also published as: US4136885A; GB1561873A; FR2378997B1; DE2703104A1; FR2378997A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung zur Abdichtung von Wellen mit einem Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Gleitringdichtung nach dem Hauptpatent P 26 48 323 hat einen Gleitring und eine balgartig ausgebildete Sekundärdichtung, dip. in einer ihrer mittleren Einbaustellung im Gehäuse sntsprechenden Lage vulkanisiert und in dieser Lage durch die Anschlagbegrenzung in nicht eingebautem Zustand gehalten wird. Infolge der entfernbaren Befestigung der Anschlagbegrenzung liegt diese um den Betrag des Verschleißvorrates des Gleitringes und der Plus-Toleranz der Einbaulänge der Gleitringdichtung näher an der Ebene, in der die Sekundärdichtung in der Einbaulage vulkanisiert ist. Die Sekundärdichtung kann daher lediglich um den geringen Betrag, der sich aus den entsprechenden Toleranzen ergibt, mit denen die axiale Gleitringdichtung behaftet ist, gegenüber der spannungsfreien Lage strecken. Dieser Betrag ist aber so gering, daß die Sekundärdichtung im wesentlichen spannungsfrei gelagert werden kann und dadurch nur einer minimalen Vorschädigung ausgesetzt ist. Durch die Anschlagbegrenzung wird die Sekundärdichtung während der Lagerzeit der Gleitringdichtung in dieser entsprechend ihrer mittleren Einbaustellung im Gehäuse vulkanisierten Lage gehalten, :x> daß die Sekundärdichtung während der Lagerzeit, die häufig sehr lang sein kann, keinen inneren Spannungen unterworfen ist, Da die Anschlagbegrenzung in Wirkrichtung der Feder vom Gehäuse entfernbar ist, braucht bei der Positionierung der Anschlagbegrenzung keine Rücksicht auf die Toleranz der Einbaulänge im Gehäuse genommen zu werden. Die Feder kann den Gleitring bei Auftreten von Verschleiß ungehindert nachstellen.

Wird die Gleitringdichtung zusätzlich mit einem

Gegenring ausgestattet, dann muß sichergestellt sein, daß der Gegenring an einem drehfest mit einem drehbaren Maschinenteil verbundenen Maschinenbauteil anliegt. Bei der Festlegung der gespannten Länge der Gleitringdichtung muß aus diesem Grunde der ungünstigste auftretende Fall berücksichtigt werden, d. h. die kürzeste Länge der nicht eingebauten Gleitringdichtung muß mindestens der größten im Aggregat auftretenden Einbaulänge entsprechen. Zur schlagfreien Ausrichtung des Gegenringes durch den n> Maschinenbauteil muß ein bestimmter Verschiebeweg für den Gegenring vorgesehen sein, um den die Länge der Gleitringdichtung in nicht eingebauter Lage vergrößert werden muß.

Würde eine Anschlagbegrenzung mit nur einem H einzigen Axialanschlag für den Gegenring verwendet werden, dann müßte die kürzeste Länge der Gleitringdichtung in nicht eingebautem Zustand größer sein als die größte im Aggregat auftretende Einbaulänge. Dann würde aber bei der Gleitringdichtung nach dem Hauptpatent die in ihrer mittleren Einbaustellung vulkanisierte Sekundärdicutung während der Lagerzeii der Gleitringdichtung aus ihrer vulkanisierten rormgestalt gestreckt. Dann stünde die Sekundärdichtung während der Lagerzeit unter Zugspannungen, so daß vor allem bei längerer Lagerzeit die Gefahr einer Vorschädigung gegeben ist.

Es sind Gleitringdichtungen bekannt (DE-OS 25 31749, DE-GmS 74 04 061 und US-PS 29 43 872. 39 17 287 und 35 54 559), die außer dem Gleitring und der Sekundärdichtung auch einen Gegenring aufweisen, für den jedoch ebenfalls nur ein einziger Axialanschlag vorgesehen ist. Die Sekundärdichtungen dieser Gleitringdichtungen sind nicht in einer ihrer mittleren Einbaustellung entsprechenden Lage vulkanisiert, so μ daß die Sekundärdichtung in nicht eingebauter Lage elastisch verformt sind. Die Sekundärdichtungen weisen infolgedessen Stellen innerer mechanischer Spannungen auf, an denen sich durch Ozoneinwirkung oder durch Alterung während der Lagerzeit bzw. im Betrieb bevorzugt Ri^se bilden. Dieser frühzeitige Verschleiß wird noch dadurch begünstigt, daß die Anschlagbegrenzungen für·den Gegenring nur jeweils einen einzigen Axialanschlag aufweisen und die Sekundärdichtung dadurch übermäßig gestreckt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gleitringdichtung nach dem Hauptpatent so weiterzubilden, daß die Sekundärdichtung auch bei Anordnung eines Gegenringes innerhalb der Gleitringdichtung sowohl in der Einbaulage als auch in der nicht eingebauten Lage optimal spannungsfrei ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem kennzeichnenden Teil des Anspruches I gelöst.

Infolge der beiden Axialanschläge kann die Lage des ersten Axialanschlages so gewählt werden, daß die in ihrer mittleren Einbaulage vulkanisierte Sekundärdichtung in dieser vulkanisierten, also spannungsfreien Gestalt gehalten wird. Der Abst.ind zwischen dem ersten Axialanschlag und dem Gehäuseboden bzw. die Länge der Gleitringdichtung entspricht dem sich aus den Toleranzen des Einbauraumes ergebenden minieren Einbaumaß. Da der erste Axialanschlag während der Lagerzeit der Gleitringdichtung wirksam ist, wird die Sekundärdichtung während dieser Zeit von Verformungsspannungen freigehalten. Der zweite Axialanschlag ist erfindungsjemäß so angeordnet, daß beim Anliegen des Gegenringes an diesem zweiten Axialanschlag die Länge der Gleitringdichtung größer ist als das größte Einbaumaß. Dieser zweite Axialanschlag wird während der Montage der Gleitringdichtung wirksam. Dadurch ist sichergestellt, daß die Sekundärdichtung nur für eine sehr kurze, völlig ungefährliche Zeitspanne verformt wird und daß der Gegenring unabhängig vom Ist-Einbaumaß in jedem Fall axial an einem drehfest mit der Welle verbundenen Maschinenbauteil anliegt. In der montierten Lage nimmt die Sekundärdichtung wieder ihre vulkanisierte Lage ein, so daß sie auch in der Betriebsstellung frei von Verformungsspannungen ist.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt

Fig. I im Axialschnitt eine erfindungsgemäße Gleitringdichtung in ihrer Außerbetriebsstellung,

Fig. 2 im Axialschnitt die Gleitringdichtung gemäß Fi g. 1, die in ein Einpreßwerkzeug eingesetzt ist,

F i g. 3 im Axialschnitt die Gleitringdichtung nach den Fig. 1 und 2, die mit dem Einpreßwerkzeug in ein Pumpengehäuse eingepreßt ist und deren Anschlagbegrenzung sich in Lösestellung befinde',

F i ε 4 im Axialschrutt die Gleitringdichtung nach dsn F i g. 1 bis 3 in Betriebsstellung,

Fig. 5 im Axialschnitt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleitringrichtung in nicht eingebaiter Lage,

Fig. 6 im Axialschnitt die Gleitringdichtung gemäß Fig. 5, die mit einem Einpreßwerkzeug in ein Pumpengehäuse eingepreßt ist und deren Anschlagbegrenzung sich in Löses:ellung befindet,

Fig. 7 und 8 in Darstellungen entsprechend den Fig. 5 und 6 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleitringdichtung.

Bei den in den F i g. 1 bis 8 dargestellten Ausführungsformen übergreifen die als Haltekappen ausgebildeten Anschlagbegrenzungen 1, la, lö die Gleitringdichtung ausschließlich von außen. Die Anschlagbegrenzung ist über eine Schnappverbindung 2, 2a, 2b mit einem Gehäuse 3,3a, 3b einer Dichtungseinheit 4, 4a, 4h lösbar verbunden. Außerdem dient die Anschlagbegrerizung als Axialbegrenzung für einen Gegenring 5, 5a, 5b, der unt-.r der Kraft einer Druckfeder 6, 6a, 6b axial gegen die Anschlagbegrenzung gedruckt wird und der zusammen mit der Dichtungseinheit pine Dichtungsanordnung bildet. Bei der in den F i g. i bis 4 dargestellten Ausführungsform ist das Gehäuse 3 ringförmig und im Querschnitt napfförmig ausgebildet. Die Außenmantelfläche 7 des Gehäuses 3 bildet eine Sitzfläche, mit der die Gleitringdichtung mit Preßsitz dichtend in eine Ausnehmung 8 im ruhenden Maschinenteil 9, der im Ausführungsbeispiel ein Pumpengehäuse ist, eingesetzt werden kann (Fig. 3). Im Gehäuse 3 ist ein Teil einer Primärdichtung 10 untergebracht, die als Gleitring ausgebildet ist. Am Gleitring 10 stützt sich eine balgförmige Sekundärdichtung 11 mit einem Ende ab, deren anderes Ea!a am Boden 12 des Gehäuses 3 abgestützt ist. Der Gleitring 10, die Sekundärdichtung 11 und das Gehäi'se 3 bilden die Dichtungseinheit 4, die über die Anschlegbegrenzung 1 mit dem Gegenring 5 verbunden ist. Dtr Gegenring 5 wird mit einer aus elastomereii! Material bestehenden Haltemanschette 13, die in Axialrichtung geringfügig kürzer ist als der Gegenring, drehfest und dichtend auf aintm drehenden Maschinenteil 14 befestigt (Fig. 3), der im Ausführungsbeispiel eine Pumpenwelle ist.

Die balgförmige Sekunoärdichtung 11, die in Betriebsstellung vulkanisiert ist, besteht ebenfalls aus einem elastomeren Werkstoff und wird durch einen

Federteller 15 radial dichtend an den Gleitring IO angepreßt. Die Druckfeder 6. die koaxial zum Gehäuse 3. zur Sekundärdichtung II. zum Gleitring 10 und zum Gegenring 5 liegt drückt den Gleitring axial gegen den Gegenring. Die Druckfeder 6 ist im wesentlichen ~, innerhalb des Gehäuses 3 angeordnet. Durch die Kraft der Druckfeder liegen der Gleitring IO und der Gegenring 5 mit einer Gleitfläche 16 und einer Gegendichtfläche 17 flächig aneinander, die |eweils in einer Ebene liegen. m

Um eine einfache Halterung des Geeenringes 5 auf Jcr l'umpenwelle 14 zu erreichen. ^ind die llaltemaii schotte I 3 und der Gegenring 5 kraftschlussig miteinander verbunden, vorzugsweise nach An einer Keilverbindung 18. die eine besonders einfache i "· Zentrierung des Gegenringes 5 erlaubt.

Wie F ι g. I zeigt, liegt die Anschlagbegrenzung 1 koaxial zu den einzelnen Dichtteilcn und bildet .".!siif^men ΓΤίί! ίΙοπΊ Gehäuse ? ^ρίπ·' Λη ι 'nviv.n'.el'in¹* der Dichtteile 5, 10. It. so daß diese während ihrer :n Lagerung in hohem Maße geschützt sind. Die Anschlagbegrenzung I ist über die Schnappverbindung 2 mi! dem Gehäuse 3 lösbar verbunden. Zu diesem Zweck weist der Aiißcnmantel 19 des Gehäuses 3 einen etwa rechtwinklig nach außen abgebogenen Flansch 20 :> auf. mit dem das Gehäuse formschlüssig mit der Anschb^hegrenzung 1 verbunden ist. Der Flansch 20 liegt etwa über seine ganze Länge an einer Schulter 21 der Anschlagbegrenzung I an. Die Schulter 21 liegt quer, im Ausführungsbeispiel senkrecht zur Achse A der n. Gleitringdichtung und schließt in Richtung auf das Gehäuse 3 an einen radial schräg nach außen gerichteten Rand 22 der Anschlagbegrenzung an. Der umlaufende Rand 22 schließt vorzugsweise einen Winkel von 45 mit der Achse der Anschlagbej¹ nzung si I ein. Am Übergang vom Rand 22 zur Schulter . I ist an der Innenseite eine Ringnut 23 vorgesehen. i:i die der Flansch 20 des Gehäuses 3 eingreift. Die Ringnut 23 wird in Axiälrichiung von einer Innenfläche 24 der Schulter 21 und von einem als Raste dienenden 4n Vorsprung 25 begrenzt, der einen Teil des abgewinkelten Randes 22 der Anschlagbegrenzung bildet. Der Flansch 20 des Gehäuses 3 ist in der Ringnut 23 sicher gehalten, infolge der konischen Ausbildung des Randes 22 wird das Aufsetzen der kappenformigen Anschlagbegrenzung 1 auf das Gehäuse 3 wesentlich erleichtert.

Die Schulter 21 schließt an einen Zylinderabschniit 26 der Anschlagbegrenzung an. der an seinem von der Schulter 21 abgewandten Ende einen radial nach außen gerichteten umlaufenden Formschlußteil 27 aufweist. Der Formschlußteil ist im Querschnitt kreissegmentförmig ausgebildet, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist. Der Zv linderabschnitt 26 geht an dem den Formschlußteil 27 aufweisenden Ende in einen konisch ausgebildeten Zwischenabschnitt 28 über, der sich in Richtung auf eine Finführoffnung 29 der Anschlagbegrenzung 1 verjüngt und einen Winkel von etwa 135" mit dem Zylinderabschnitt 26 einschließt Beim Aufsetzen der Anschlagbegrenzung 1 erleichtert dieser kegelstumpfförmige Zwischenabschnitt 28 das Einbringen des Gegenringes 5 in seine in F i g. 1 dargestellte Lage.

Der Zwischenabschnitt 28 schließt an einen zylinderförmigen Endabschnitt 30 der Anschlagbegrenzung 1 an. der die Einführöffnung 29 aufweist. Die Innenfläche 31 dieses Zyünderabschnittes 30 ist mit einer Schulter 32 versehen, an deren radial liegender Stirnfläche 33 der Gegenmg 5 mit dem Rand seiner Anlagefläche 34 aniieg*. Die Schulter 32 dient somit als Axiaibegrenzung für den Gegenring 5, so daß dieser bei Außerbetriebsstellung der Gleitringdichtung gesichert ist. Der Durchmesser der Schulter 32 ist geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Gegenringes 5, so daß der Mantel 35 der Schulter 32 unter Spannung an der Mantelfläche 36 des Gegenringes 5 anliegt. Dadurch ist der Gegenring 5 auch in Radialrichtiing lagegesichert. Wie F i g. I zeigt, ist die axiale Länge des Mantels 35 der Schulter 32 kleiner als die entsprechende Länge der Mantelfläche 36 des Gegenringes 5.

Der in Achsrichtung A gemessene Abstand der Stirnfläche 33 \"in Vorsprung 25 der Schnappverbindung 2 ist so bemessen, daß die SekiindärdichUing in ihrer in Betriebslage vulkanisierten Lage gehalten ist, so daß sie im wesentlichen frei von Spannungen und dadurch nur einer minimalen Vorschädigung ausgesetzt ist. Der axiale Absland zwischen der Anlagefläche 34 des Gegenringes 5 und einer Bodenfläche 37 des (".phiiii'.phodrns 12 ist in F i g. ι mit L-, bezeichnet. Die Stirnfläche 33 bildet einen ersten Axialanschlag für den Gegenring 5.

Die Einführöffnung 29 der Anschlagbegrenzung 1 w ird durch einen radial liegenden, umlaufenden Bund 38 begrenzt, dessen innere Stirnfläche 39 etwa rechtwink-Mg an die Innenfläche 31 des Endabschnittes 30 anschließt. Die Stirnfläche 39 bildet einen Sicherungsanschlag für den Gegenring 5 für den Fall, daß die Stirn'üche 33 der Schulter 32 unbeabsichtigt vor dem Einsetzen der Gleitringdichtung in ein in F i g. 2 teilweise dargestelltes Einpreßwerkzeug 40 gelöst wird. Bei einem solchen unbeabsichtigten Lösen des durch die Schulter 32 gebildeten Anschlages schlägt der Gegenring 5 unter der Kraft der Druckfeder 6 mit seiner Anlagefläche 34 an die innere Stirnfläche 39 des Bundes 38 an. so daß eine unbeabsichtigte Trennung von Gleitring 10 und Gegenring 5 mit Sicherheit verhindert wird.

Der in axialer Richtung gemessene Abstand der inneren Stirnfläche 39 vom Vorsprung 25 der Schnappverbindung 2 ist so bemessen, daß sich bei Anlage des Gegenringes 5 an der inneren Stirnfläche 39 für die Gleitringdichtung, gemessen vo der Anlagefläche 34 des Gegenringes 5 bis zur Bodenfläche 37 des Gehäuses 3, eine Länge ergibt, die kleiner ist als die entsprechende, bei ungespannter Länge auftretende Länge von Dichtungseinheit 4 und Gegenring 5. die aber größer ist als die größtmögliche, von der Pumpe abhängige entsprechende Länge und die außerdem größer ist als die Länge L₂ (Fig. 2), die dem Axialabstand zwischen der Anlagefläche 34 des Gegenringes 5 und der Bodenfläche 37 des Gehäusebodens 12 entspr-ht. Der lichte Durchmesser des Bundes 38 ist wesentlich kleiner als der Außendurchmesser des Gegenringes 5, so daß ein unbeabsichtigtes Herausrutschen des Gegenringes 5 aus der Anschlagbegrenzung 1 vermieden wird. Die vordere Stirnfläche 41 des Bundes 38, die parallel zur inneren Stirnfläche 39 liegt, geht in eine gekrümmte Führungsfläche 42 über, die an eine Innenmantelfläche 43 anschließt, die parallel zur Außenmantelfläche 44 des Endabschnittes 30 verläuft und rechtwinklig an die innere Stirnfläche 39 des Bundes 38 anschließt

Zur Vergrößerung der radialen Beweglichkeit des Endabschnittes 30 sind dieser sowie der kegelstumpfförmige Zwischenabschnitt 28 der Anschlagbegrenzung 1 durch axial verlaufende Schlitze 45 in federnde Zungen, im Ausfuhrungsbeispici in vier Zungen unterteilt

In Fig.2 ist dargestellt wie die Gleitringdichtung gemäß F i g. 1 in das Einpreßwerkzeug 40 eingesetzt ist

Dieses besteht aus einer hülsenförmigen Führung 46 und einem in dieser axial beweglich gelagerten Ausstoßer 47. Der Ausstoßer trägt an seiner Stirnseite 48 ein im Querschnitt kegelstumpfförmig ausgebildetes, einen ringförmigen Ansatz bildendes Spreizglied 49. das sich in Aufschieberichtung 50 der Gleitringdichtung verjüngt. Der kleinste Außendurchmesser des Spreizgli^'es 49 ist kleiner als der lichte Durchmesser des Bund JS 38 der Anschlagbegrenzung 1.

Beim F.insetzen der Gleitringdichtung in die Führung 46 läuft die im Querschnitt abgerundete Führtingsfläche 42 des Bundes 38 auf eine Kegelniantelflächc 51 des Sprcizgliecles 49 auf. Infolge der gekrümmten Ausbildung der Führiingsfläehe 42 wird ein Verkanten der Anschlagbegrenzung I beim F.inschiebcn in das F.inpreßwerkzeug 40 verhindert. Beim weiteren Einschießen der Gleitringdichtung wird die Anschliigbegrcn-Aing im Bereich ihres Bundes "58 und des keiZL-lstumpfförmigen Zwischenabschnittes 28 infolge des kegelstumpfförmigen Spreizgliedes 49 zwangsläufig aufgeweitet, so daß die F.inführöffnung 29 radial elastisch aufgeweitet wird Das Spreizglied 49 ist so ausgebildet, daß beim Aufweiten der Anschlagbegrenzung 1 der Gegenring 5 vom ersten Axialanschlag 33 der Schulter 32 freikommt und unter der Kraft der Feder 6 in Axialrichtung gegen den Ausstoßer 47 verschoben wird, bis er mit seiner Anlagefläche 34 an einer einen /weiten Axialanschlag bildenden Stirnfläche 52 des .Spreizgliedes 49 anliegt. In dieser Lage des Gegenringes 5 ist der axiale Abstand Lj zwischen der Ar'agefläche 34 des Gegenringes 5 und der Bodenfläche 37 des Gehäusebodens 12 größer als die größtmögliche entsprechende pumpenbedingte Länge.

In der in F i g. 2 dargestellten Lage hai die balgförniige Sekundärdichtung 11 ihre vulkanisierte Form (Fig. I) geändert, so daß in der Sekundärdichtung 11 bis /um Hinpressen der Gleitringdichtung in das Pumpengehäuse 9 (Fig. 3) und bis zum Aufpressen eines Flügelrades 53 auf die Pumpenwelle 14 (Fig. 4) Spannungen auftreten. Jedoch ist diese Zeit vernachlässigbar klein, so daß die auftretenden Verformungsspannungen /u keiner Schädigung der .Sekundärdichtung 11 führen können.

An einer Innenmantelfläche 54 der Führung 46 des Finpreßwerkzeuges 40 ist als Gegenformschlußteil für den Formschlußteil 27 der Anschlagbegrenzung 1 ein Absatz 55 vorgesehen. Beim Einschieben der Gleitringdichtung in die Führung 46 gelangt der Formschlußteil 27 selbsttätig in den Gegenformschlußteil 55. Wie F i g. 2 zeigt, hintergreift die Anschlagbegrenzung 1 mit ihrem als Raste ausgebildeten Formschlußteil 27 den Absatz 55. dessen einen stumpfen Winkel mit der Innenmantelfläche 54 einschließende Stirnfläche 56 am Formschlußteil anliegt. Infolge dieser Rastverbindung zwischen der Führung 56 und der Anschlagbegrenzung 1 kann das Einpreßwerkzeug 40 die Gleitringdichtung selbsttätig beispielsweise von einer automatischen Zuführeinrichtung aufnehmen. Die Gleitringdichtung wird dabei lediglich so weit in die Führung 46 eingeschoben, bis die Stirnfläche 57 der Führung 46 an der Schulter 21 der Anschlagbegrenzung anliegt.

Beim Einschieben in die Führung 46 braucht die Gleitringdichtung nur ungefähr ihre Einschublage einzunehmen, wci! infolge des konischen Zwischenabschnittes 28 der Anschlagbegrenzung 1 die Gleitringdichtung selbsttätig in ihre genaue Einschublage beim Ansetzen an der Anpreßwerkzeug 40 geführt wird. Der FormschiuBteil 27 hat eine auf einem Kegelmantel

liegende Auflauffläche 58. die zusammen mit einer Außenmantelfläche 59 des Zwischenabschnittes 28 auf einem gemeinsamen Kegelmantel liegt. Die Auflauffläche 58 bildet also eine stetige Fortsetzung der Außenmantelfläche 59. wodurch das Einschieben in die Führung 46 wesentlich erleichtert wird. Infolge der im Querschnitt kreissegmentförmigen Ausbildung des Formschlußteiles 27 kann die Führung 46 ohne Schwierigkeiten über den Formschlußteil hinweg in ihre Sperrstellung (Fig. 2) verschoben werden, in der die Stirnfläche 56 des Absatztcs 55 am Formschlußteil 27 anliegt. Dadurch ist die Anschlagbegrcn/iing I in Axialrichtung gegen Herausfallen aus dem Finprcß werkzeug 40 gesichert. I Im eine Radial/cntrierung der Gleitringdichtung /um KinpreLtwerkzcug zu erreichen, ist der größte Aiißcndiirchmesser des umlaufenden Formschlußteiles 27 größer als der Innendurchmesser der Führung 46. so daß die Anschlagbegrenzung in der in Fig 2 dargestellten Lage unter elastischer Verspannung an der Führung 46 anliegt.

Mit dem Finpreßwerkzeiig 40 wird die in die Führung 46 eingesetzte Gleitringdichtung in die Ausnehmung 8 des Pumpengchäiises 9 eingesetzt (Fig. 3). In der Einbaulage sitzt das Gehäuse 3 der Dichtungseinheit 4 mit Preßsitz in der Ausnehmung 8 und liegt mit seinem Flansch 20 an einer Stirnseite 60 des l'umpengehäuscs 9 an. Beim Einschieben der Gleitringdichtung in die Ausnehmung 8 wird der Rand 22 der Anschlagbegrenzung 1 entgegen F.inschubrichtung /urückgebogen. weil er während des Einschiebens an der Stirnfläche 60 des Pumpengehäuses 9 anliegt. In der F.inbaulage gemäß F ι g. 3 liegt der Rand 22 über seine ganze Breite an der Stirnfläche 60 an.

Während des Umbiegens des Randes 22 wird der die Ringnut 23 begrenzende Vorsprung 25 aus der Lage gemäß den F i g. 1 und 2 in die in F i g. 3 dargestellte Lage geführt, in der er radial außerhalb des Flansches 20 des Gehäuses 3 liegt. Dadurch kann der Vorsprung 25 beim Zurückziehen des Finpreßwerkzeuges 40 entgegen Aufschieberichtung 50 nicht mehr als Axialsicherung für das Gehäuse 3 dienen.

Während des Einpressens der Dichtungseinheit 4 in die Ausnehmung 8 des Pumpengehäuses 9 wird gleichzeitig der Gegenring 5 durch den Ausstoßer 47 bzw. das Spreizglied 49 auf die Pumpenwelle 14 aufgeschoben. Dabei bewegt sich der Ausstoßer 47 nicht relativ zur Führung 46. Beim Aufschieben auf die Pumpenwelle wird die Haltemanschette 13 radial verspannt, so daß die Haltemanschette nach dem Zurückziehen des Einpreßwerkzeuges infolge des Reibschlusses ihre Lage auf der Pumpenwelle 14 beibehält. Die Kraft der Druckfeder 6 reicht nicht aus. um die Haltemanschette auf der Pumpenwelle zu verschieben. Der Gegenring 5 wird durch die Kraft der Feder 6 entgegen Aufschieberichtung 50 gedrückt, wobei die Keilverbindung 18 zwischen dem Gegenring und der Haltemanschette die Lagesicherung des Gegenringes auf der Haltemanschette unterstützt.

Wird das Einpreß werkzeug 40 aus der in Fig. 3 dargestellten Lage zurückgezogen, so bleibt die Anschlagbegrenzung 1 infolge der Rastverbindung 27, 55 mit der Führung 46 im Einpreßwerkzeug und wird somit von der Gleitringdichtung abgenommen. Das Abnehmen der Anschlagbegrenzung wird dadurch erleichtert daß der Endabschnitt 30 sowie die Innenfläche 3! A.bstand vom Gegenring 5 haben, wodurch beim Zurückziehen keine Reibung zwischen Anschlagbegrenzung und Gegenring auftritt. Die

Anschlagbegrcn/.ung 1 kann nach dem Abnehmen mit dem Ausstoßer 47 aus der Führung 46 ausgestoßen werden.

Die endgültige Bctriebsstellung des Gegenringes 5 wird durch das auf die f'umpenwelle 14 aufzupressende Flügelrad 53 bestimmt (Fig. 4). Dadurch wird der Gegenring 5 in jedem Fall rechtwinklig und mit geringstem Taumelschlag zur Pumpenwelle 14 ausgerichtet. Die Anlogeflache 34 des Gegenringes 5 liegt ganzflächig an einer Kontaktflache 61 des Flügelrades an. Infolge der innigen Berührung dieser beiden Flachen 34, 61 wird ein optimaler Wärmeübergang vom (iegenring 5 /um Flügelrad 5} gewährleistet. Der Abstand / ι/wischen der Anlagefläche 34des Gegcnringcs 5 und der Fiotlonfliiclie 37 des Gehäusebodcns 12 entspricht dem Abstand /._: in Fig. I. Diese beiden Langen l.\ und L₁ können im ungünstigsten Fall um den Met rag differieren, der sich aus der pumpenbedingten Toleranz tier Lange L₁ ergibt. Im allgemeinen ergibt sich Dadurch tritt ein hoher Wärmeübergang vom Gegcnring 5 zum Flügelrad auf. so daß die Reibungswärme schnell abgeführt wird. Die Gegendichlfläche 17 des Gegenringes 5, an der die Reibungswärme erzeugt w ird.

") und die gegenüberliegende Anlagefläche 34 des Gegenringes haben im wesentlichen gleiche Größe, so daß der Wärmetransport innerhalb des Gegenringes 5 in Axialrichtung durch den im wesentlichen konstanten Querschnitt und der Wärmeübergang vom Gegenring 5

in zum Flügelrad 53 wegen der zur Verfügung stehenden großen Berührungsfläche erheblich erhöht wird. Der Gegenring S und der Crleitrine 10 sind daher nur einem minimalen Verschleiß ausgesetzt, so daß diese Baumle eine sehr lange Lebensdauer haben.

π Die Anschlagbegren/.ung 1 kann nach dem Abnehmen der Gleitringdichtung erneut verwendet werde'i. was wirtschaftlich von Vorteil ist. Außerdem könner. bereits vorhandene Dichtungsei'iheiten infolge der lösbaren Anordnung der Anschkigbegren/ung nach

n vciuiriicii uci'

entsprechenden Dichlungsteüe üblichen Präzision lediglich eine Abweichung dieser Langen l.\ und L₁. die nur geringfügig über der halben Toleranzbreite der pumpenbedingten Länge /.) liegt, so daß die balgförmigo .Sekundärdichtung 11 sowohl während der Außcrbetriebsstellung als auch im Betrieb der Gleitringdichtung frei von Verformungsspannungen ist.

Der Gegenring 5 und die llaltemanschette 13 haben einfache Querschnitte, die leicht und einfach kostengünstig herzustellen sind und die sich auf einfache Weise montieren lassen. Infolge des Formschlußteiles 27 ist die Gleitringdichtung'27 insbesondere für eine vollautomatisierte Montage geeignet, weil sie beim Einsetzen in das Einpi cßwerk/eug selbsttätig in dieses einrastet und sich selbsttätig koaxial zum Einpreßwerk/.eug ausrichtet.

Außerdem wird beim Einsetzen die Anschlagbegrenzung für den Gegenring 5 und beim Einpressen der Gleitringdichtung in das Pumpengehäuse 9 die Schnappverbindung 2 zwischen der Anschlagbegrenzung 1 und der Dichtungseinheit 4 zwangsläufig und selbsttätig gelöst, so daß der Einbau der Gleitringdichtung in das jeweilige Aggregat auf einfache Weise durchgeführt werden kan>',. Beim Zurückziehen des Einpreßwerkzeuges wird dann die Anschlagbegrenzung I infolge der Rastverbindung mitgenommen und kann mit dem Ausstoßer beispielsweise in einen Sammelbehälter ausgestoßen werden.

Da der Gegenring 5 durch das Flügelrad 53 in seine Betriebslage gebracht wird, muß bei der Festlegung der Wegbegrenzung durch die Anschlagbegrenzung 1 die Toleranz der maschinenbedingten Einbauiänge der Gleitringdichtung nicht berücksichtigt werden. Darum kann die balgartige Sekundärdichtung 11 während der Lagerzeit nur um den geringen Weg aus ihrer spannungsfreien Lage gebracht werden, wie er sich aus den entsprechenden Toleranzen ergibt, mit denen die Gleitringdichtung selbst Chattet ist. Dieser Weg ist jedoch so gering, daß in der Sekundärdichtung 11 praktisch keine Verformungsspannungen auftreten. Da die Anschlagbegrenzung 1 abnehmbar ist, hat das abzudichtende Medium vom ersten Moment der Inbetriebnahme der Gleitringdichtung ungehinderten Zutritt zum Gleitring 10 und zum Gegenring 5, so daß die an diesen Bauteilen entstehende Reibungswärme rasch abgeführt werden kann. Die Abfuhr der entstehenden Reibungswärme wird dadurch noch erhöht, daß der Gegenring 5 ohne wärmeisoK^rende Zwischenschicht unmittelbar am Flügelrad 53 anliegt .'it iragiiCM am euiiiieiie weise /u emei vjiein iii^uiLmuiig zusammengebaut werden.

Bei der in den F i g. 5 und b dargestellten Aiislührungsform ist die Anschlagbegrenzung Li ebenfalls über die Schnappverbindung 2a mit dem Gehäuse i:i der Dichtungseinheit 4.i lösbar verbunden. Die Schnappverbindung ist gleich ausgebildet wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Ebenso sind die Dichtungscinheit 4a und der Gegenring 5a gleich ausgebildet wie bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 bis 4.

Die Anschlagbegrenzung la weist einen an die Schulter 21;) etwa rechtwinklig anschließenden Zylinderabschniü 62 auf, der etwa in halber Länge an seiner Mantelfläche 63 mit dem radial nach außen ragenden, umlaufenden Formschlußteil 27,7 versehen ist. der im Querschnitt kreissegmentförmig ausgebildet ist. An seinem von der Schulter 2Ki abgewandten Ende geht der Zylinderabschnitt 62 in einen radial in Richtung auf die Achse A der Anschlagbegrenzung lagerichteten Rand 64 über, an den mehrere, im Ausführungsbeispiel sechs jeweils schräg gegen die Achse A und in Richtung auf die Dichtungseinheit 4 gerichtete Zung ι 66 und sechs jeweils etwa parallel zum Mantel des Zylinderabschnittes 62 liegende und gegen die Dichtungseinheit gerichtete Zungen 65 anschließen. Die Zungen 65, 66 sind jeweils durch Schlitze 67 voneinander getrennt.

Die Stirnfläche 68 der schräg nach innen gerichteten Zungen 66 ist im Querschnitt gekrümmt ausgebildet (Fig. 5) und bildet einen ersten Axialanschlag für den Gegenring 5a, der unter der Kraft der Feder 6a mit seiner Anlagefläche 34a an den Stirnflächen 68 der Zungen 66 anliegt. Die Zungen 66 sind so weit schräg nach innen in die Anschlagbegrenzung 1 a gerichtet, daß der in Achsrichtung gemessene Abstand L, zwischen der Anlagefläche 34a des Gegenringes 5a und der Bodenfläche 37a des Gehäusebodens 12a gleich groß ist wie d«r entsprechende axiale Abstand L₁ bei der vorigen Ausführungsform.

Die Steifigkeit der schräg nach innen gerichteten

Zungen 66 ist so bemessen, daß sie ohne wesentliche Verformung einer in Axialrichtung wirkenden Kraft widerstehen können, die geringfügig größer ist als die größte auftretende Kraft der Druckfeder 6a. Dadurch ist sichergestellt, daß die balgförmige Sekundärdichtung 11a in Außerbetriebsstellung der Gleitringdichtung nur -.ornachlässigbar gering verformt wird.

Die etwa rechtwinklig vom Rand 64 in Richtung auf das Gehäuse 3a abstehenden, durch die Axialschlitze 67

voneinander getrennten Zungen 65 dienen als Zentnerzungen und Führung für den Gegenring 5a. an dessen AuQenmantclfläche 36a die Zungen über einen Teil ihrer Länge anliegen. Vorteilhaft liegen die Zungen 65 unter elastischer Spannung am Gegenring 5a an, so daß dieser ϊ auch bei größerer Toleranz seines Außendurchmessers sicher in Radialrichtung zur Anschlagbegrenzung l.i und damit zur Dichtungseinheit 4a zentriert wird. Außerdem erleichtert die federnde Ausbildung der Zungen 65 das Einschieben des Gegenringes 5a in die in in K i g. 5 dargestellte Lage.

Reim Einsetzen der Gleitringdichtung in das F-'inpreU werk/eug 4O₁)(Ii gh) i.:,ie( die Anschlaghegrenzung la mit ihrem FornischlulMeil 27a in den Gegenformschlußtcil ^rt5 ti der hiilsenförniigcn Führung 46,ι des :'. Linpreßwerkzeuges ein. das bei der in den I ι g. > und b dargestellten Ausfiihrungsform im wesentlichen gleich ausgebildet ist wie das F.inpreßwerkzeiig 40 der vorigen Aiisfiihrungsform. Allerdings weist der Ausstoßer 47a kein Spreizglied auf. Beim Enisei/eii der Gieiii mguicii- ju tung in die Ausnehmung 8a des Punipengehäuses 4a wird der dem Gehäuse 3a zugewandte, schräg radial nach außen gerichtete Rand 22a der Anschlagbegren ziing la infolge seines Auftreffens auf die Stirnfläche 66a des Punipengehäuses so weit umgebogen, bis er 2i über etwa seine ganze radiale Breite an der Stirnfläche des Pumpengehäuses anliegt, wie dies in F i g. 6 dargestellt ist. In dieser Lage befindet sich der Vorsprung 25a radial neben dem Flansch 20a des Gehäuses 3a. so daß die S.hnappverbindung 2a so zv/ischen der Anschlagbegrenzting und dem Gehäuse gelöst ist.

Das Gehäuse 3;i ist mit Preßsitz in die Ausnehmung 8a des Pumpengehäuses 9a eingesetzt und stützt sich mit seinem Flansch 20a an der Stirnfläche 60a des Pumpengehäuses ab. In der in F 1 g. 6 dargestellten Lage nimmt der Gegenring 5a seine Einbaulagc ein. in der seine Anlagefläche 34a den axialen Abstand /..> von der Bodenfläche 37a des Gehäusebodens 12a hat. Die axiale Verschiebbarkeit des Gegenringes 5a durch die Pumpenwelle 14a wird durch die Verformbarkeit der schräg nach innen gerichteten Zungen 66 gewährleistet. Bei der Montage der Gleitringdichtung wird der Gegenring 5a mit seiner Haltemanschette 13a auf die Pumpenwelle 14a aufgepreßt. Dabei entsteht durch iüe Radialpressung der Haltemanschette auf der Pumpenwelle eine zur Kraft der Druckwelle 6a gleichgerichtete Reibungskraft, deren Größe mindestens der Kraft der Druckfeder entspricht. Dadurch muß beim Aufpressen des Gegenringes 5a auf die Pumpenwelle 14a die zur axialen Abstützung des Gegenringes erforderliche Kraft mindestens doppelt so groß sein wie die Kraft der Druckfeder. Da die Steifigkeit der den Gegenring 5a abstützenden Zungen 66 jedoch so bemessen ist, daß sie lediglich der Kraft der üruckfeder 6a ohne wesentliche Verformung widerstehen können, werden die Zungen 66 in Richtung der Kraft der Druckfeder und der Reibungskraft so weit umgebogen, bis sie plan zwischen der Stirnfläche 69 des Ausstoßers 47a und der Anlageflächc 34a des Gegenringes 5a liegen (F i g. t>).

Wird das Finpreßwc'kzeiig 40a zurückgezogen, so bleibt die Arischlagbegrenzung la aufgrund der formschlüssigen Verbindung 27.· 55a mit der Führung 46a im FinpreKwerkzcug. Die Anschlagbegrenzung kann dann mit dem Ausstoßer 47a beispielsweise in einen Sammelbehälter ausgestoßen werden. Seine endgültige Betriebslage erhält der Gegenring 5a durch das auf der Welle 14a zu befestigende Pumpenrad, an dem der Gegenring in der Betriebslage anliegt.

Die in den F i g. 7 und 8 dargestellte Ausführungnform entspricht im wesentlichen der Ausfühningsform eeniäH den Fig. ! his-I. ! Ur Bund JH/'der Anschlaübegrenzurig IΛ -.erlauft ieduih in radialer Richtung so weit nach ,.Tuen, dall die lichie Weite der \om Bund begrenzten F.inführoffnung 24/' um mindestens die Differenz zwischen dem Innendurchmesser de-. Mantels 35/' ckr Schulter 32/uind dem Durchmesser der Innenfläche Jl/' des Endabschnittes 30Λ der Anschlagbcgrenzung [/>

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Der Gegenring 5/' hegt mit dem radial äußeren Rand seiner Anläget lache 34/' an der einen ersten Axiaianschlag bildenden Stirnfläche 33/' der Schulter 32b unter der Kraft der feder 66 an. Wird die in da" Einpreßwerkzeug 406 eingesetzte Gleitringdichtung auf die Pumpenwelle 14/' aufgeschoben, dann wird der Bund 38/' von tier Pumpenwelle 14/' radial aufgeweitet, weil die lichte Wehe der F.inführoffnung kleiner ist al· der Durchmesser der Pumpenwclle. Die Pumpenwelle 14/) ist mit einem konischen Ende 70 ausgebildet, auf das der Bund 386 beim Aufschieben auf die Pumpenwelle auftrifft. Entsprechend der schräg verlaufenden Kegel mantelfläche wird ciann der Bund beim weiteren Einschieben der Gleitringdichtung stetig so weit aufgeweitet, bK die lichte Weite der Einfuhröffnung im Pumpenweiler.durchmesser entspricht. Da der Bund 386 mit seiner äußeren Stirnfläche 416 an der Stirnseite 486 des Auss'ißers A7b anliegt, gleiten die durch die Schlitze 676 gebiiJeten Segmente des Bundes 386 längs der Stirnfläche 486 des Aussto^srs radial nach außen und vergrößern dabei zwangsläufig den Innendurchmesser der Schulter 326. Ist der Innendurchmesser der Schulter 326 mindestens gleich dem Außendurchmesser des Gegenringes 56, dann ist die axiale Wegbegrenz .ng für den Gegenring gelöst. Der Gegenring bleibt aufgrund des Reibschlusses zwischen der Haltemansch.Me 136 und der Pumpenwelle 146 relativ zur Pumpenwelle so lange stehen, bis der Gegenring 56 beim Kinpreßvorgang mit seiner Anlagefläche 346 ar der inneren Stirnfläche 396 des Bundes 386 anliegt Beim weiteren Einpressen wird dann der Gegenring "6 und 386. der sich an der Stirnfläche 486 des Ausstoßers 476 abstützt, axial mitgenommen, bis die Gleitringdichtung ihre in Fig.8 dargestellte Lage erreicht hat. die der Lage der Gleitringdichtung in Fig. 3 entspricht. Die endgültige Betriebsstellung erhält die Gleitringdichtung durch das auf die Pumpenwelle 146 aufzuschiebende Pumpenrad, an der der Gegenring 56 anliegt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gleitringdichtung zur Abdichtung von Wellen mit einem Gehäuse, das an einer Stirnseite einen zur Dichtungsachse quer verlaufenden Boden hat, mit einer am Gehäuse angeordneten, als Gleitring ausgebildeten Primärdichtung und mit einer balgartig ausgebildeten, ebenfalls ringförmigen Sekundärdichtung, die mit einer Feder axial gegenüber dem Gleitring festgelegt ist, und mit einer axialen Anschlagbegrenzung für den Gleitring im nicht eingebauten Zustand der Gleitringdichtung, wobei die Sekundärdichtung in einer ihrer mittleren Einbaustellung im Gehäuse entsprechenden Lage derart vulkanisiert ist, daß sie bei eingebauter Gleitringdichtung im Vergleich zu ihrer bei der Herstellung gegebenen Form unverformt ist, und wobei die Sekundärdichtung in Außerbetriebsstellung der Gleitringdichtung in diese Einbaulage durch eine vom Gehäuse in Wirkungsrichtung der Feder entfernbare A aschlagbegrenzung gehalten ist, die als eine das Gehäuse mindestens teilweise übergreifende Haltekappe ausgebildet ist, die zur lösbaren Befestigung am Gehäuse eine Schnappverbindung und zur Abstützung des Gleitringes eine axial benachbarte Anschlagfläche aufweist, nach Patent 26 48 323, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagbegrenzung (1, la, \b) einen ersten Axialanschlag (33, 68, 336) für einen am Gleitring (10, 10a, 10ö; anliegenden, auf der Welle (14, 14a, \4b) zu befestigenden Gegenring (5,5a, 5b) in einem zugeordneten ?.bstand (L\) aufweist und daß dem Gegenring in Wirkungsricihtung ''sr Feder (6,6a, 6b) hinter dem ersten Axi-^lanschlag ein zweiter Axialanschlag (52, 68, 39b) zugeordnet ist, dessen Abstand (L2) von einer Bodenfläche (37,37a,376,)des Gebäudebodens (12, 12a, i2b) größer ist als die größtmögliche Einbaulänge der Dichtungsanordnung.

2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Axialanschlag (33) durch eine radial zur Achse (A)der Anschlagbegrenzung (1) liegende Schulterfläche einer an der Innenseite der Anschlagbegrenzung vorgesehenen Schulter (32) gebildet ist, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Gegenringes (5) und die den Gegenring radial führt.

3. Gleitringdichtung nach Anspruch I oder 2, bei der der Gegenring kraftschlüssig auf der Welle zu befestigen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Axialanschlag (39b) durch eine etwa radial zur Achse (A) der Dichtungseinheit liegende Innenfläche eines am Ende der Anschlagbegrenzung (1/^vorgesehenen Bundes (38f>,)gebildet ist.

4. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, bei der der Ge^enring kraftschlüssig auf der Welle zu befestigen ist. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Axialanschläge an elastisch verformbaren Zungen (66) vorgesehen sind, die von der Anschlagbegrenzung (Ia^ aus schräg nach innen gerichtet sind und deren Rückstellkraft größer ist als die auf den Gegenring (5a) wirkende Kraft der Feder (6a), jedoch kleiner als die Summe aus Federkraft und der beim Aufpressen zwischen Welle und Haltemanschette (13a^ auftretenden, axial gerichteten Reibungskraft.

5. Gleitringdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Axialanschlag (68) am axial federnden Teil der Zungen (66) angeordnet ist, die in ihrer elastisch verformten Lage den zweiten Axialanschlag bilden, und daß eine radial federnde Führung (65) für den Gegenring (5a) vorgesehen ist.

6. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 ■i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagbegrenzung (1, la, Xb) im Bereich des zweiten Axialanschlages (52,68,39b) für das Einführen eines Spreizgliedes (49) eine Öffnung (29, 29b) aufweist, die so groß ist, daß der erste Axialanschlag (33, 68, 33b)vom Gegenring(S,5a,5b)beim Einschiebendes Spreizgliedes lösbar ist.

7. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführöffnung (29) eine Führungsfläche (42) für ein Zusammenwirken mit dem Spreizglied (49) aufweist.

8. Gleitringdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizglied (49) kegelstumpfförmig ausgebildet ist und sich in Aufschieberichtung (50) nach vorn verjüngt.

9. Gleitringdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizglied (49) am Ausstoßer (47) eines Eiiipießwcikzeuges (40) oder an der Welle angeordnet ist.

10. Gleiringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagbegrenzung (1) auf ihrer Außenseite mindestens einen als Raste ausgebildeten Formschlußteil (27, 27a) für einen Gegenformschlußteil (55, 55a) eines Einpreßwerkzeuges (40) aufweist.