DE2844335A1

DE2844335A1 - Shaft seal with rotating slide ring - has segment-section wings causing centrifugal deflection, to give oil pressure areas on slide surface

Info

Publication number: DE2844335A1
Application number: DE2844335A
Authority: DE
Inventors: Michael Steigenberger
Original assignee: Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH and Co
Current assignee: Burgmann Grundstuecksverwaltungs GmbH and Co KG
Priority date: 1978-10-11
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1980-04-30

Abstract

The slide ring seal comprises a stationary slide ring sealingly retained in a housing. A rotating slide ring with a contact surface is carried by the shaft or by a bush fixed to it. The ring comprises a portion contg. the contact surface and fixed to it or integral a ring carrier. On the side away from the surface, the carrier has a number of axially extending, identical segment-section projections. Under the action of centrifugal force, these cause circumferentially unequal deflection of the ring and consequent undulations of the surface, producing lubrication pressure fields.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung, bestehend aus einem
drehfest in einem Dichtungsgehäuse angeordneten und gegen dieses
abgedichteten stationären Gleitring und einem mit seiner stirnseitigen Gleitfläche an dem stationären Gleitring anliegenden, mit der Welle
drehfest verbundenen und gegen diese bzw. eine daran feste Wellenhülse radial nach innen abgestützten und abgedichteten rotierenden Gleitring, der aus einem die Gleitfläche enthaltenden Ringelement und einem damit formstabil verbundenen oder einstückig ausgebildeten Trägerkörper besteht, welcher einen von der Gleitfläche wegweisenden, in Axial richtungThe invention relates to a mechanical seal consisting of a
rotatably arranged in a seal housing and against this
sealed stationary sliding ring and one with its frontal sliding surface resting against the stationary sliding ring, with the shaft
non-rotatably connected and against this or a fixed shaft sleeve radially inwardly supported and sealed rotating sliding ring, which consists of a ring element containing the sliding surface and a rigidly connected or integrally formed carrier body, which has a facing away from the sliding surface, in the axial direction

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vorstehenden, wenigstens angenähert zur Wellenachse parallelen Ansatz aufweist.protruding, at least approximately parallel to the shaft axis Has approach.

Bei bekannten Gleitringdichtungen dieser Art (US-PS 3 746 350) ist der einen Bestandteil des rotierenden Gleitringes bildende Ansatz, abgesehen von einer kleineren Bohrung^ls vollwandiger Hohlzylinder ausgebildet und dient einerseits dazu, den rotierenden Gleitring verkantungssicher verschieblich in Axialrichtung der Welle zu lagern und andererseits in seinem Inneren die Anpreßfeder aufzunehmen und an seinem Außenumfang ein Flüssigkeitsfördergewinde zu tragen. Durch die geschlossene Ringform werden beim Lauf der Welle Fliehkräfte ohne merkliche Formänderung aufgenommen. Für solche Gleitringdichtungen ist es ferner bekannt, in der Gleitfläche des rotierenden Gleitringes kreisbogenförmige Nuten auszubilden, welche von einer Seite der Dichtung ausgehen und an einer anderen Stelle des Umfanges auf der gleichen Dichtungsseite wieder austreten. Diese Nuten bewirken, daß die insbesondere durch Reibung im Dichtspaltbereich erzeugte Wärme ungleichförmig abgeführt wird, so daß gezielte Verwerfungen der Gleitfläche eintreten, die den Aufbau hydrodynamischer Schmierfelder gestatten. Durch diese Schmierfelder können die Einsatzgrenzen der Gleitringdichtung bis zu einer Größenordnung erhöht werden.In known mechanical seals of this type (US Pat. No. 3,746,350), the one that forms a component of the rotating seal ring Approach, apart from a smaller bore ^ ls full-walled Hollow cylinder formed and serves on the one hand to tilt the rotating slide ring in the axial direction of the To store shaft and on the other hand in its interior the pressure spring take up and to carry a liquid pumping thread on its outer circumference. Due to the closed ring shape Centrifugal forces absorbed without any noticeable change in shape while the shaft was running. It is also known for such mechanical seals arc-shaped in the sliding surface of the rotating sliding ring To form grooves which extend from one side of the seal and at another point on the circumference on the same sealing side exit again. These grooves have the effect that the heat generated in particular by friction in the sealing gap area is non-uniform is discharged, so that targeted distortions of the sliding surface occur, which the build-up of hydrodynamic lubrication fields allow. The application limits of the Mechanical seal can be increased up to an order of magnitude.

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Nachteilig ist bei solchen bekannten Gleitringdichtungen, daß die Nuten die wirksame radiale Dichtspaltbreite in der Regel bis zur Hälfte vermindern und schon aus diesem Grund eine erhöhte Leckage bewirken. Die Herstellung der Nuten ist überdies bei harten Werkstoffen mit erheblichen Kosten verbunden, da die Bearbeitung üblicherweise nur durch Diamantwerkzeuge vorgenommen werden kann. Andererseits erfordert die Ausbildung genau definierter Verwerfungen, welche einerseits hinreichend groß für ein hydrodynamisches Laufverhalten sind, andererseits klein genug bleiben, um die Leckage auf zulässige Werte zu begrenzen, eine diffizile Abstimmung zwischen den Materialdaten (insbesondere Elastizitätsmodul und Wärmedehnung) und der Form, Anordnung und Anzahl der Nuten, wobei auch Änderungen der Temperatur des den Gleitring umgebenden Mediums und eventuelle den Querschnitt der Nuten verändernde Partikel die Bildung von Verwerfungen unerwünscht bzw. unkontrolliert verändern können.The disadvantage of such known mechanical seals that the Grooves the effective radial sealing gap width usually up to Reduce by half and for this reason alone cause increased leakage. The production of the grooves is also in the case of hard materials associated with considerable costs, since the processing is usually can only be done by diamond tools. On the other hand, the formation of precisely defined faults requires which on the one hand, sufficiently large for hydrodynamic running behavior are, on the other hand, remain small enough to allow the leakage to be tolerated To limit values, a difficult coordination between the material data (especially modulus of elasticity and thermal expansion) and the shape, Arrangement and number of grooves, including changes in the temperature of the medium surrounding the sliding ring and possibly the cross-section of the Particles that change grooves can change the formation of distortions in an undesired or uncontrolled manner.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Gleitringdichtung zu schaffen, welche unter Beibehaltung der Vorteile der bekannten Gleitringdichtung» nämlich hydrodynamisches Laufverhalten verbunden mit Planizität der Gleitflächen bei WeIlensti11 stand, die volle Dichtspaltbreite wirksam werden läßt, mit geringem Aufwand herstellbar ist, größere Freiheit bei der Wahl des Werkstoffes läßt und gezielt praktisch jede gewünschte Größe der Verwerfung im Dichtspaltbereich erreichen läßt.The object of the present invention is to provide a mechanical seal create which while retaining the advantages of the well-known mechanical seal » namely hydrodynamic running behavior associated with Planicity of the sliding surfaces at WeIlensti11 stood, the full sealing gap width can be effective, can be produced with little effort is, allows greater freedom in the choice of material and practically any desired size of the warp in the sealing gap area can be achieved in a targeted manner.

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Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Gleitringdichtung der eingangs erläuterten Art dadurch gelöst, daß der Ansatz des Trägerkörpers durch Schlitze oder Aussparungen, welche von seinem der Gleitfläche abgewandten freien Ende ausgehen, in eine Mehrzahl von einander gleichen und gleichförmig über den Wellenumfang verteilten Lappen aufgeteilt ist, die mindestens radial nach außen ein freies Bewegungsspiel zu anderen formstabilen Bauteilen aufweisen.This task is based on a mechanical seal of the initially explained type solved in that the approach of the support body through slots or recesses which face away from its sliding surface go out free end, divided into a plurality of equal and uniformly distributed over the circumference of the shaft lobes is, which have a free movement to other dimensionally stable components at least radially outwards.

Durch diese Ausbildung können die auf die freistehenden Lappen im Lauf der Welle einwirkenden Zentrifugalkräfte zu elastischen Verformungen des Trägerkörpers und damit auch das mit ihm formstabil verbundenen, die Gleitfläche enthaltenden Ringelements führen. Hierdurch werden drehzahlabhängig in der Gleitfläche des rotierenden Gleitringes Verwerfungen erhalten, die den Aufbau hydrodynamischer Schmierfelder gestatten.This training allows the free-standing lobes in the barrel centrifugal forces acting on the shaft result in elastic deformations of the carrier body and thus also the ring element which is connected to it in a dimensionally stable manner and which contains the sliding surface. This will be Depending on the speed, distortions in the sliding surface of the rotating seal ring obtained that build up hydrodynamic lubrication fields allow.

Die Verwertung der Fliehkraft bei Gleitringdichtungen ist bekannt (DE-GM 1 921 796). Hierbei wurde die Fliehkraft durch Winkelhebel in eine Axial kraft umgeformt, die, ohne irgend eine Beeinflussung der Gleitflächengeomatrie, mit zunehmender Drehzahl die Wirkung der Anpreßfedern des rotierenden Gleitringes aufhebt und schließlich bereits vor Erreichung der Wellen-Nenndrehzahl den Dichtspalt völlig öffnet und damit die Gleitringdichtung außer Funktion setzt. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Lappen in einem senkrecht zur Wellenachse geführten Schnitt die Form von zurThe utilization of centrifugal force in mechanical seals is known (DE-GM 1 921 796). Here the centrifugal force was controlled by angle levers transformed into an axial force, without any influence the sliding surface geometry, the effect with increasing speed the pressure springs of the rotating seal ring and finally the sealing gap completely before the nominal shaft speed is reached opens and thus deactivates the mechanical seal. According to an advantageous embodiment of the invention, the tabs in a cut perpendicular to the shaft axis has the shape of to

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Wellenachse konzentrischen Kreisringstücken (Kreisring-Ausschnitten) oder von Kreisringsegmenten (Kreisring-Abschnitten) mit übereinstimmenden großen und kleinen Radien auf. Vorteilhaft sind weiterhin die Lappen an oder benachbart zu ihren freien Enden mit einen den Querschnitt vergrößernden Wulst versehen. Es ist hierdurch möglich, die Fliehkraftwirkung zu verstärken.Shaft axis concentric circular ring pieces (circular ring cutouts) or of circular ring segments (circular ring sections) with matching large and small radii. The tabs on or adjacent to their free ends with a cross section are also advantageous provided enlarging bead. This makes it possible to reduce the effect of centrifugal force to reinforce.

Vorzugsweise berühren die Lappen bei stillstehender Welle mit mindestens einem Teil ihres inneren Umfanges die Welle bzw. eine diese umgebende Wellenhülse, oder umgeben die Welle bzw. Wellenhülse mit einem minimalen Spiel. Hierdurch läßt sich beim Wellenstillstand eine einwandfreie Zentrierung des rotierenden Gleitringes erreichen.When the shaft is at a standstill, the tabs preferably touch at least part of its inner circumference, the shaft or a shaft sleeve surrounding it, or also surround the shaft or shaft sleeve a minimal game. This allows when the shaft is at a standstill achieve perfect centering of the rotating seal ring.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Trägerkörper mit einer benachbart zum Ringelement ausgebildeten Innenschulter gegen einen Bund der Welle bzw. eine daran feste Wellenhülse radial und axial abgestützt sowie abgedichtet. Durch diese Ausbildung können die auf dem rotierenden,, Gleitring einwirkenden Kräfte zuverlässig auf die Welle übergeleitet werden, ohne die Ausbildung von fliehkraftabhängigen elastischen Verformungen in der Gleitfläche zu beeinträchtigen.According to a preferred embodiment of the invention, the carrier body is with an inner shoulder formed adjacent to the ring element against a collar of the shaft or a shaft sleeve fixed thereon radially and axially supported and sealed. Due to this design, the forces acting on the rotating, sliding ring can be relied upon be transferred to the shaft without the formation of centrifugal force-dependent elastic deformations in the sliding surface affect.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, durch an der Welle feste Anschläge den Bewegungsbereich der Lappen radial nach außen zu begrenzen. Die Anschläge erlauben es einerseits,die Gleit-Another embodiment of the invention consists in by at the Shaft fixed stops to limit the range of motion of the tabs radially outward. On the one hand, the stops allow the sliding

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ringdichtung so auszulegen, daß bereits bei relativ niedrigen Drehzahlen eine für ein hydrodynamisches Laufverhalten ausreichend Verformung der Gleitfläche erfolgt, wobei auch bei höchsten Drehzahlen die Verformung und damit die Leckage auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzt wird und gestatten es damit andererseits auch, eine Bauform unverändert in einem großen Drehzahl bereich einzusetzen.design ring seal so that even at relatively low speeds a deformation sufficient for hydrodynamic running behavior the sliding surface takes place, even at the highest speeds the deformation and thus the leakage is limited to a predetermined maximum value and thus on the other hand also allow a Design can be used unchanged in a large speed range.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind diese Anschläge an einer Muffe ausgebildet, welche die freien Enden der Lappen mit Spiel umgreift, das entsprechend der maximal zulässigen Verformung der Gleitfläche bemessen ist. Die Muffe kann ein auf die Welle bzw. die Wellenhülse aufgeschobenes und daran mit einer Schraube fixiertes erstes rohrförmiges Glied aufweisen, das durch einen radialen Flansch mit einem sich im wesentlichen über die ganze axiale Länge des Träqerkörpers und seines Ansatzes erstreckenden zweiten rohrförmigen Glied verbunden ist, an dessen Innenumfang die Anschläge vorgesehen sind und an dem eine den Trägerkörper an seinem Außenumfang praktisch spielfrei umfassende Führungsfläche im Bereich der durch die Innenschulter gehenden Radi al ebene ausgebildet ist.In a preferred embodiment, these stops are on a Sleeve formed, which engages around the free ends of the tabs with play, which corresponds to the maximum permissible deformation of the sliding surface is sized. The sleeve can be on the shaft or the shaft sleeve have pushed on and fixed thereon with a screw first tubular member, which by a radial flange with one extending essentially over the entire axial length of the Träqerkörpers and its second tubular member extending at its base is connected, on the inner circumference of which the stops are provided and on one of which the carrier body is practically free of play on its outer circumference extensive guide surface in the area of the inner shoulder going Radi al plane is formed.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung insbesondere für schwierige Einsatzgebiete, welche eine verstärkte Kühlung erfordern, besteht darin, daß die vollwandig ausgebildete und gegen die Welle abgedichtete Muffe am zylindrischen Außenumfang ihres zweiten rohrförmigen Gliedes einA particularly useful design, especially for difficult ones Areas of application which require increased cooling consists in the fact that the sleeve, which is designed with full walls and is sealed against the shaft on the cylindrical outer circumference of its second tubular member

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Außengewinde trägt, daß von einem am Dichtungsgehäuse festen, umgekehrte Gangrichtung aufweisenden (gegenläufigen) Innengewinde mit minimalen Radialspiel umgeben ist, welches zusammen mit dem Außengewinde eine Pumpvorrichtung bildet und daß auf jeder Axialseite des Innengewindes im Dichtungsgehäuse eine Durchlaßbohrung zur Kreislaufförderung eines Kühl medi ums durch einen externen Wärmetauscher vorgesehen ist.External thread carries that of a fixed on the seal housing, reverse Thread direction having (opposite) internal thread with minimal radial play is surrounded, which together with the external thread forms a pumping device and that on each axial side of the internal thread in the seal housing a through hole for Circulation of a cooling medium through an external heat exchanger is provided.

Zwei Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigenTwo exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch die obere Hälfte einer ersten Ausführungsform der Erfindung;1 shows an axial section through the upper half of a first embodiment of the invention;

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß dem Pfeil II in Fig. 1 durch die erste Ausführungsform;FIG. 2 shows a cross section according to arrow II in FIG. 1 through the first embodiment;

Fig. 3 einen axialen Schnitt durch die obere Hälfte einer zweiten Ausführungsform der Erfindung undFig. 3 is an axial section through the upper half of a second embodiment of the invention and

Fig. 4 einen Querschnitt gemäß dem Pfeil IV in Fig. 3 durch die zweite Ausführungsform.FIG. 4 shows a cross section according to arrow IV in FIG. 3 the second embodiment.

Die in Fig. 1 und 2 veranschaulichte erste Ausführungsform umfaßt im wesentlichen einen rotierenden Gleitring 1, welcher drehfest auf einer Welle 2 angeordnet ist und einen stationären Gleitring 3, welcher drehfest, aber axial verschieb!ich in einem Dichtungsgehäuse 4 gelagert ist.The first embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2 comprises in essentially a rotating sliding ring 1, which is arranged non-rotatably on a shaft 2 and a stationary sliding ring 3, which is non-rotatable, but axially displaceable! I is mounted in a seal housing 4.

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Der rotierende Gleitring 1 besteht aus einem ringförmigen Trägerkörper 5, an dessen einer axialen Stirnseite ein Ringelement 6 angeformt ist, an deren freien Stirnseite eine in einer Radi al ebene liegende Gleitfläche 7 ausgebildet ist. Von der anderen axialen Seite des Trägerkörpers 5 steht ein damit einstückig ausgebildeter Ansatz 8 vor, der von drei Lappen 8a, 8b und 8c gebildet ist, die in einem senkrecht zur Wellenachse 2a geführten Schnitt die Form von Kreisringstücken mit einem Zentriwinkel von jeweils 60 besitzen (vergl. Fig. 2). Die in gleichen Winkel abständen angeordnete Lappen sind durch Aussparungen 9a, 9b und 9c voneinander getrennt.The rotating seal ring 1 consists of an annular carrier body 5, on one axial end of which a ring element 6 is formed, on the free end of which a plane in a Radi al lying sliding surface 7 is formed. From the other axial side of the support body 5 there is an integral therewith Approach 8 before, which is formed by three tabs 8a, 8b and 8c, which in a cut perpendicular to the shaft axis 2a has the shape of Have circular ring pieces with a central angle of 60 each (see Fig. 2). The equally angularly spaced lobes are separated from one another by recesses 9a, 9b and 9c.

Der Trägerkörper 5 des rotierendes Gleitringes 1 ruht mit einer Innenschulter an einem Ende einer Wellenhülse 10 auf, dergestalt, daß er in Radial richtung am Außenumfang der Wellenhülse geführt ist und sich hinsichtlich einer in Richtung auf die Gleitfläche 7 gerichteten Kraft gegen die Stirnseite der Wellenhülse abstützt, die ihrerseits (mit nicht dargestellten Mitteln) auf der Welle befestigt und gegen diese abgedichtet ist. Ein O-Ring 11, angeordnet in einer am Innenumfang des Trägerkörpers 5 ausgebildeten Ringnut, dichtet den Trägerkörper gegenüber der Wellenhülse. Benachbart zu ihren freien Enden verlängern sich die Lappen 8a, 8b und 8c mit je einem Wulst 12 radial nach innen, dessen innerer Umfang 12'bei stillstehender Welle 2 an der Wellenhülse 2a anliegt. Eine in je eine Ausnehmung in der Wellenhülse und in einem der Wülste eingelegte Feder 13 stellt eine drehfeste Verbindung zwischen den beiden Bauteilen her.The carrier body 5 of the rotating seal ring 1 rests with a Inner shoulder at one end of a shaft sleeve 10, such that it is guided in the radial direction on the outer circumference of the shaft sleeve and is supported against the end face of the shaft sleeve with regard to a force directed in the direction of the sliding surface 7, which in turn (by means not shown) is attached to the shaft and sealed against it. An O-ring 11 arranged in a on the inner circumference of the carrier body 5 formed annular groove, seals the carrier body against the shaft sleeve. Adjacent to theirs free ends, the tabs 8a, 8b and 8c extend radially inward with a bead 12 each, the inner circumference 12 'of which is at a standstill Shaft 2 rests against the shaft sleeve 2a. One in each one recess in the shaft sleeve and the spring 13 inserted in one of the beads produces a non-rotatable connection between the two components.

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Ein den einen Bestandteil eines Dichtungsgehäuses 4 bildender Gehäusekörper 4a umgibt den rotierenden Gleitring 1 unter Belassung eines radialen Abstandes. In einem mittels Stehbolzen und Muttern am Gehäusekörper 4a gehaltenen Gehäusedeckel 4b ist in bekannter Art der stationäre Gleitring 3 in Axialrichtung verschieblich gelagert, durch einen in eine achsparallele Aussparung des stationären Gleitringes eingreifenden Stift gegen Drehung gesichert, durch Federn in Richtung auf die Gleitfläche 7 des rotierenden Gleitringes 1 vorgespannt und mittels eines O-Ringes abgedichtet.A housing body forming part of a seal housing 4 4a surrounds the rotating seal ring 1, leaving one radial distance. In one by means of stud bolts and nuts on the housing body 4a held housing cover 4b is in a known manner the stationary Sliding ring 3 mounted displaceably in the axial direction, by a pin engaging in an axially parallel recess of the stationary sliding ring Secured against rotation by springs in the direction of the sliding surface 7 of the rotating seal ring 1 and preloaded by means of an O-ring sealed.

Bei Stillstand der Welle 2 ist die Gleitfläche 7 des rotierenden Gleitringes 1, wie auch die entsprechende Gleitfläche des stationären Gleitringes 3 völlig eben. Beginnt sich die Welle zu drehen, wirkt auf jeden der Lappen 8a, 8b und 8c die Fliehkraft in Richtung der Pfeile A, B und C in Fig. 2* wodurch der Trägerkörper 5 und das damit einstückige Ringelement 6 elastisch verformt wird. Die Gleitfläche 7 erfährt dadurch örtliche Deformationen entsprechend der Anzahl der Lappen, welche es gestatten, daß sich hydrodynamische Schmierfelder im Dichtspaltbereich zwischen den beiden Gleitflächen ausbilden» mit dem Erfolg, daß die Reibung wesentlich herabgesetzt wird. Kommt die Welle 2 wieder zur Ruhe, gehen die erwähnten elastischen Verformungen zurück und die Gleitfläche 7 wird wieder völlig plan, so daß die Leckage der Dichtung den Wert Null erreicht.When the shaft 2 is at a standstill, the sliding surface 7 is the rotating sliding ring 1, as well as the corresponding sliding surface of the stationary sliding ring 3, completely flat. If the shaft starts to turn, it affects everyone of the tabs 8a, 8b and 8c the centrifugal force in the direction of the arrows A, B and C in Fig. 2 *, whereby the carrier body 5 and the ring element integral therewith 6 is elastically deformed. As a result, the sliding surface 7 experiences local deformations corresponding to the number of lobes that allow it, that hydrodynamic lubrication fields are in the sealing gap area Form between the two sliding surfaces' with the result that the friction is significantly reduced. Wave 2 comes back to Rest, the elastic deformations mentioned go back and the sliding surface 7 is completely flat again, so that the leakage of the seal reaches the value zero.

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In den die zweite Ausführungsform der Erfindung erläuternden Fig. 3 und 4 sind gleichgestaltete bzw. gleichwirkende Bauteile mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich auf die in Zusammenhang mit der Erfindung wesentlichen Änderungen bzw. Ergänzungen gegenüber der in Fig. 1 und 2 veranschaulichten ersten Ausführungsform.In FIG. 3, which explains the second embodiment of the invention and 4 are identically designed or identically acting components with matching Provided with reference numerals. The following description is restricted to what is essential in connection with the invention Changes or additions to the first embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2.

Ein erstes rohrförmiges Glied 15a einer Muffe 15 ist auf die Wellenhülse 10 aufgeschoben und mit einer diese durchdringenden Schraube 16 an der Welle 2 befestigt. Von dem ersten rohrförmigen Glied erstreckt sich radial nach außen benachbart zu den Lappen 8a, 8b und 8c, aber ohne diese zu berühren, ein Flansch 15b. An den Flansch ist ein zweites rohrförmiges Glied 15c angeformt, das die Lappen und einen Teil der axialen Erstreckung des Trägerkörpers 5 übergreift. Benachbart zu den freien Enden der Lappen ist das zweite rohrförmige Glied 15c mit einem Innenumfang 15'reduzierten Durchmessers ausgebildet, der einen definierten radialen Abstand zum Außenumfang der Lappen 8a, 8b und 8c aufweist und die Radial bewegung der Lappen begrenzende Anschläge bildet. Die jeweils gleichen radialen Abstände entsprechen der maximalen Ausbiegung, die die Lappen 8a, 8b und 8c unter der Wirkung der Fliehkraft erfahren können und legen somit auch die Maximalwerte für die Örtlichen Deformationen an der Gleitfläche 7 fest.A first tubular member 15a of a sleeve 15 is on the shaft sleeve 10 and fastened to the shaft 2 with a screw 16 penetrating this. Extending from the first tubular member radially outwardly adjacent to the tabs 8a, 8b and 8c, but without touching them, a flange 15b. On the flange is a second tubular member 15c integrally formed, which the tabs and a Part of the axial extent of the support body 5 overlaps. Adjacent the free ends of the tabs is the second tubular member 15c formed with an inner circumference 15 'of reduced diameter, the has a defined radial distance from the outer circumference of the tabs 8a, 8b and 8c and the radial movement of the tabs limiting stops forms. The same radial distances in each case correspond to the maximum deflection that the tabs 8a, 8b and 8c under the effect of centrifugal force can experience and thus also determine the maximum values for the local deformations on the sliding surface 7.

Benachbart zu seinem freien Ende umfaßt das zweite rohrförmige Glied 15c spielfrei den Außenumfang des Trägerkörpers 5. In den zylindrischen Außen-Adjacent to its free end, the second tubular member comprises 15c play-free the outer circumference of the carrier body 5. In the cylindrical outer

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umfang des zweiten rohrförmigen Glieds 15c ist ein in Fig. 3 durch gestrichelte Linien angedeutetes Fördergewinde 17 eingeschnitten. Dieses Außengewinde wird von einem gegenläufig ausgebildeten Innengewinde 18 mit geringem Spiel umgeben, welches in die Bohrung des Gehäusekörpers 4¹a eingeschnitten ist. In den Gehäusekörper 4'a und den Gehäusedeckel 4'b ist je eine Durchlaßbohrung 19 bzw. 20 vorgesehen. An diese Durchlaßbohrungen ist ein externer Wärmetauscher anschließbar, durch den mittels der beim Lauf der Welle als Pumpe wirkenden Fördergewinde 17 und 18 ein Kühlmedium im Kreislauf gefördert werden kann.A conveying thread 17, indicated by dashed lines in FIG. 3, is incised around the second tubular member 15c. This external thread is surrounded by a counter-rotating internal thread 18 with little play, which is cut into the bore of the housing body 4 ¹ a. In the housing body 4'a and the housing cover 4'b a passage bore 19 and 20 is provided. An external heat exchanger can be connected to these passage bores, through which a cooling medium can be conveyed in the circuit by means of the conveying threads 17 and 18, which act as a pump when the shaft is running.

Das die Gleitfläche 7 aufweisende Ringelement 6¹ ist bei der zweiten Ausführungsform als eigenes Bauteil ausgebildet, jedoch so innig mit dem Trägerkörper 5 verbunden, daß sich dessen elastische Verformungen, hervorgerufen durch die Lappen 8a, 8b und 8c,auf das Ringelement 6¹ übertragen und zu örtlichen Deformationen der Gleitfläche 7 führen.The ring element 6 ¹ having the sliding surface 7 is designed as a separate component in the second embodiment, but so intimately connected to the carrier body 5 that its elastic deformations, caused by the tabs 8a, 8b and 8c, are transferred to the ring element 6 ¹ and lead to local deformations of the sliding surface 7.

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LeLe

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Claims

October 11, 1978 File: P 23 589

PATENT CLAIMS.

L) Mechanical seal, consisting of a stationary one arranged in a rotationally fixed manner in a seal housing and sealed against it Sliding ring and one with its front side sliding surface resting against the stationary sliding ring, connected to the shaft in a rotationally fixed manner and against this or a shaft sleeve fixed on it radially inwardly trimmed and sealed rotating sliding ring, which consists of a the ring element containing the sliding surface and thus a dimensionally stable connected or integrally formed carrier body, which has a facing away from the sliding surface, in the axial direction has protruding approach which is at least approximately parallel to the shaft axis, characterized in that that the projection (8) through slots or recesses (9a, 9b, 9c) which from its free end facing away from the sliding surface (7) is divided into a plurality of lobes (8a, 8b, 8c) which are identical and uniformly distributed over the circumference of the shaft, which at least radially outwards has free movement to other dimensionally stable components.

ORlGiNAL INSPECTED 030018/0028ORlGiNAL INSPECTED 030018/0028

2. Mechanical seal according to claim 1, characterized in that it is marked chnet that the lobes (8a, 8b, 8c) in a vertical the section leading to the shaft axis (2a) the shape of circular ring pieces concentric to the shaft axis (circular ring cutouts) or of circular ring segments (circular ring sections) with matching have large and small radii.

3. Mechanical seal according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the tabs (8a, 8b, 8c) on or adjacent to their free ends each with a cross section enlarging bead (12) are provided.

4. Mechanical seal according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the tabs (8a, 8b, 8c) at stationary shaft (2) with at least part of its inner circumference the shaft or a shaft sleeve (10) surrounding it touch or surround the shaft or shaft sleeve with minimal play.

5. Mechanical seal according to claim 1, characterized in that the carrier body (5) is adjacent to one another to the ring element (6) formed inner shoulder against a collar of the shaft (2) or a shaft sleeve (10) fixed thereon radially and is axially supported and sealed.

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6. Mechanical seal according to claim 1, characterized in that it is marked chnet that fixed stops on the shaft (2) limit the range of motion limit the flap radially outwards.

7. Mechanical seal according to claim 6, characterized in that that the stops are formed on a sleeve (15) which the free ends of the tabs (8a, 8b, 8c) with Game encompassing.

8. Mechanical seal according to claim 5 and 7, characterized characterized in that the sleeve (15) is pushed onto the shaft (2) or the shaft sleeve (10) and on it first tubular member (15a) fixed with a screw (16) has, which by a radial flange (15b) with a substantially over the entire axial length of the support body (5) and its extension (8) extending second tubular member (15c) is connected, on the inner circumference (12) of the stops are provided and the support body (5) on its outer circumference practically free of play comprehensive guide surface in the area the radial plane passing through the inner shoulder is formed.

9. Mechanical seal according to claim 8, characterized marked ei c h η e t that the fully-walled and against the Shaft sealed sleeve (15) on the cylindrical outer circumference of their second tubular member (15c) has an external thread (17),

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that is surrounded by a ^{(counter-rotating) internal thread (18) which is fixed on the seal housing (4 1} ) and has reverse thread direction with minimal radial play, which together with the external thread forms a pumping device and that on each axial side of the internal thread a through-hole (19, 20) for Circulation is provided for conveying a cooling medium through an external heat exchanger.

F / room left

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