DE2755502A1 - Dichtungsteil zum abdichten eines axial beweglichen teils einer gleitflaechendichtung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft mechanische Gleitflächendichtun-
• gen für sich relativ zueinander drehende Teile (beispielsweise für die Abdichtung einer Antriebswelle gegen das Gehäuse einer Pumpe). Diese Gleitflächendichtungen bestehen in der Regel aus zwei zusammenwirkenden Dichtungsteilen mit je einer entsprechenden Fläche, die mittels einer Federeinrichtung miteinander in Eingriff gebracht werden. Eine oder zwei der miteinander zusammenwirkenden Teile müssen axial verschieblich sein, beispielsweise mittels Federkraft an das andere Teil angepreßt werden und dieses axial verschiebliche Teil muß gegenüber derjenigen Komponente (z.B. dem Gehäuse oder der Welle), dem er zugeordnet ist, abgedichtet werden. Eine derartige Dichtung darf jedoch nur eine sehr geringe Reibung entwickeln, da die Feder oder die Federn die durch diese Dichtung auftretenden Reibungskräfte leicht überwinden müssen, unabhängig davon, ob die Federkräfte durch hydraulische oder pneumatische Kräfte unterstützt werden.
• Wenn beispielsweise das axial verschiebliche Teil auf einer Welle montiert ist, wird gewöhnlich ein O-Ring oder ein keilförmiger Ring verwendet, manchmal auch ein Balg, um das Teil gegen die Welle abzudichten. Bei bekannten Gleitflächendichtungen, bei welchen keilförmige Ringe verwendet werden, wobei diese Ringe üblicherweise als flexible Teile ausgebildet sind, wird die Axialkraft auf das Hauptdichtungsteil mit der Dichtfläche über das flexible Teil so geleitet, daß das Teil infolge seiner keilförmigen Form in einen innigen Dichtkontakt mit der Welle gerät. Solche Ringe bestehen oft aus Polytetrafluoräthylen wegen des niedrigen Reibungs- koeffizienten dieses Materials und seines Widerstandes gegen chemische Angriffe.
• Ein Nachteil der Verwendung von Polytetrafluoräthylen besteht darin, daß es einer Schwindung unterworfen ist und daß diese Neigung mit steigender Temperatur und Druck noch zunimmt. Es ist bekannt, Polytetrafluoräthylen mit Glas oder Kohlenstoff oder, in besonders schwierigen Fällen, auch mit Asbest zu verstärken. Während jedoch dieses Verstärkungsmaterial den Schwund reduziert, erhöht es den Reibungskoeffizienten und im Falle der Verwendung von Asbest wird der Anwendungsbereich begrenzt.
• Es ist ebenfalls bekannt, solche Ringe aus reinem Graphit herzustellen, die vom Standpunkt der Reibung sehr günstig sind, jedoch andererseits auch sehr zerbrechlich.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungsteil mit bestimmter Form zu schaffen, mit dem ein axial verschiebliches Teil einer Gleitflächendichtung gegenüber seiner zugeordneten Komponente abgedichtet werden kann, ohne die Begrenzung existierender Dichtungsteile. Das Dichtungsteil soll in solchen Formen hergestellt werden können, daß es sowohl bei neuen, als auch bereits bestehenden Dichtungskonstruktionen Verwendung finden kann.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Dichtungsteil zur Abdichtung eines axial verschieblichen Teils einer Gleitflächendichtung gegenüber der diesem Teil zugeordneten Komponente gelöst, welches aus einem ringförmigen Körper aus Graphit oder einem anderen hauptsächlich kohlenstoffenthaltenden Material besteht und einen U-förmigen oder C-förmigen Querschnitt aufweist und um einen ringförmigen Stützkern herum geformt ist.
• Reines Graphit ist besonders geeignet, da es einen niedrigen Reibungskoeffizienten gegenüber Metallflächen wie Stahl besitzt und gegenüber den meisten Chemikalien widerstandsfähig ist, bei hohen Temperaturen keine Verformung erleidet und im wesentlichen ungiftig ist. Anstatt der Verwendung von reinem Graphit können jedoch auch bestimmte Additive zugemischt werden. Insbesondere kann Zinkpulver oder ein anderes Material eingelagert werden, das sich gegenüber Eisen elektropositiv verhält und rostfreien Stahl oder andere Eisenteile der Dichtung im Sinne einer Opferanode beschützt.
• ede gewünschte Form kann gewickelt oder gegossen werden, indem Graphitpulver, gemahlene Stücke, Blätter oder Bänder verwendet werden. Das Material kann entweder plastisch verformbar oder elastisch verformbar oder auch beides sein. Vorzugsweise besteht es aus zusammengepreßtem teilchenförmigem Graphit. Eine weitere Möglichkeit ist die Verwendung eines Körpers aus Kohlenstoffasern.
• Ein Vorteil der Verwendung von Graphit besteht darin, daß es sowohl kaltem Wasser ausgesetzt werden kann, als auch später erhöhten Temperaturen. Dies ermöglicht beispielsweise seine Verwendung bei einer Pumpe, die zunächst mit Wasser getestet, aber anschließend zum Pumpen von heißem öl verwendet werden soll.
• Nachfolgend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben.
• Darin zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Gleitflächendichtung einer Pumpenwelle, wobei die Schnittfläche in eine Axialebene der Welle gelegt und nur eine symmetrische Hälfte der Welle und der Dichtung gezeigt ist; Fig. 2 die vergrößerte Ansicht eines Bereichs von Fig. 1, welche die eigentliche Dichtung zeigt; Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, jedoch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, jedoch einer dritten Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, jedoch einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
• In der in Fig. 1 und 2 dargeste'lten Ausführungsform ist eine Welle 1 von einem Pumpengehäuse 2 mittels einer mechanischen Gleitflächendichtung 3 abgedichtet. Die Dichtung 3 besteht aus einem, eine Dichtfläche aufweisenden, axial verschieblichen Hauptdichtungsteil 4, das von der Welle 1 getragen wird und axial gegen ein stationär angeordnetes Lagerteil 5 gepreßt wird, das in dem Gehäuse 2 befestigt ist.
• Das Hauptdichtungsteil 4 hat einen Endbereich 6 mit einer abgeschrägten Innenfläche 7, die zusammen mit der Oberfläche der Welle 2 einen keilförmigen Spalt definiert.
• Im Spalt ist ein Dichtring 8 angeordnet, welcher das Teil 4 gegen die Welle abdichtet. Der Dichtring 8 wird mittels einer Feder 9 in dichtende Berührung mit der Innenfläche 7 des IIauptdichtungsteils 4 und der Welle 1 gepreßt. Feder 9 wirkt über den Dichtring 8 dahingehend, daß das llauptdichtungsteil 4 mit dem Lagerteil 5 in Eingriff kommt. Feder 9 ist in einer Gegenbohrung 10 einer Aufnahme 11 gelagert, welche an der Welle 1 mittels Madenschrauben 12 befestigt ist und dient dazu, das Hauptdichtungsteil 4 in seiner Lage zu halten.
• Wie genauer in Fig. 2 dargestellt ist, besteht der Dichtring 8 aus einem C-förmigen Teil 13, das geeigneterweise aus Graphit oder einem Material besteht, das hauptsächlich Kohlenstoff enthält, und um einen Metallkern 14 herumgeformt ist, der einen Flansch 15 aufweist, welcher die Axialkraft von Feder 9 aufnimmt. Die Oberfläche des Graphitteils 13 bildet eine Dichtung mit der Welle 1 und gleichzeitig mit der abgeschrägten Innenfläche 7 des Endbereiches 6. Da die Reibung sehr niedrig ist, ist Feder 9 in der Lage, bei einer Abnutzung des Lagerteils 5 das Dichtungsteil vorwärtszuschieben und dabei den Dichtkontakt mit der Welle 1 aufrechtzuerhalten.
• In Fig. 3 ist ein modifizierter Dichtring 8 gezeigt, bei welcher ein C-förmiges Graphitteil 16 um einen O-Ring oder eine Ringbandfeder 17 herumgeformt ist und Feder 9 wirkt auf den Ring 8 über einen separaten Axiallastring 18 ein, der an der Außenseite des Graphitteils 16 anliegt. Der Aufbau und die Arbeitsweise ist im übrigen die gleiche wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2.
• Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt, in welcher der Dichtring 8 wiederum ein C-förmiges Graphitteil 16 ist, das um einen O-Ring oder eine Ringbandfeder 17 herumgeformt ist, wobei jedoch der Axiallastring 18 einen Anschlagflansch 19 aufweist, welcher den O-Ring oder die Ringbandfeder 17 über einen Spalt in dem Graphitteil 16 direkt beaufschlagt.
• Die Ausführungsform nach Fig. 5 ist ähnlich der in Fig.
• 4 gezeigten, außer daß das Lagerteil 5 eine Fläche 7 aufweist, die anstatt abgeschrägt gewölbt ausgebildet ist.
• Der Spalt, der von dem Dichtring 8 abgedichtet wird, muß nicht notwendigerweise keilförmig sein.

Claims (10)

1. Dichtungsteil zum Abdichten eines axial beweglichen Teils einer Gleitflächendichtung Patentansprüche Dichtungsteil zum Abdichten eines axial bewegllchen seils einer Gleitflächendichtung gegenüber einer zugeordneten Komponente, bestehend aus einem ringförmigen Körper aus Graphit oder einem anderen hauptsächlich kohlenstoffenthaltendem Material, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Körper (13, 16) einen U-förmigen oder C-förmigen Querschnitt aufweist und um einen ringförmigen Stützkern (14, 17) herumgeformt ist.
2. 2. Dichtungsteil nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß in dem zur Bildung des ringförmigen Körpers verwendeten Graphitmaterial ein gegenüber Eisen elektropositives Material in Pulverform eingelagert ist.
3. 3. Dichtungsteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der ringförmige Körper (13, 16) aus gepreßtem teilchenförmigem Graphit besteht.
4. 4. Dichtungsteil nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der ringförmige Körper (13, 16) aus Kohlenstoffasern besteht.
5. 5. Dichtungsteil nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kern (14) aus Metall besteht.
6. 6. Dichtungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kern (17) ein elastischer O-Ring ist.
7. 7. Dichtungsteil nach einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kern (17) eine Ringbandfeder ist.
8. 8. Dichtungsteil nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Flansch (15, 18), der auf das Dichtungsteil einwirkt, so ausgebildet ist, daß er einen Anschlag für eine Feder (9) bildet, die so ausgelegt ist, daß sie über das Dichtungsteil (13, 16) das axial bewegliche flauptdichtungsteil (4) in Kontakt mit einem stationären Lagerteil (5) bringt.
9. 9. Dichtungsteil nach Anspruch 5 und 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Flansch (15) in einem öffnungsbereich des ringförmigen Körpers (13) mit dem Metallkern (14) verbunden ist.
10. 10. Dichtungsteil nach Anspruch 6, 7 und 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Flansch (18) einen Anschlagflansch (19) aufweist, der eine Öffnung im ringförmigen Körper (16) durchsetzt und den O-Ring oder die Ringbandfeder (17) beaufschlagt.