DE2913229C2 - Gleitflächendichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitflächendichtung zum Einsatz in Pumpen, insbesondere Hochdruckpumpen, zwischen Plunge- und Zylinderwand, mit einer Mehrzahl zwischen Stützringen angeordneter Dichtungsringe, wobei zumindest ein Dichtungsring als standfester Hochdruckring und zumindest eic Dichtungsring als schmiegsamer Leckagering ausgebildet sind.

Bei Gleitflächendichtungen handelt es sich um Berührungsdichtungen an gleitenden Flächen, für die man eine dauerhafte selbsttätige Abdichtung über eine lange Betriebszeit anstrebt. Besonders problematisch liegen die Verhältnisse dann, wenn hohe und höchste Druckdifferenzen abgedichtet werden müssen, wie das bei Pumpen und insbesondere Hochdruckpumpen der Fall ist. In soichen Fällen versagen regelmäßig herkömmliche Manschettendichtungen, Stopfbuchsendichtungen oder dergleichen. Das gilt jedenfalls dann, wenn gleichzeitig bestimmte physikalische, chemische und mechanische Forderungen erfüllt werden sollen.

Im einzelnen ist eine als Stopfbuchsenpackung ausgebildete Gleitflächendichtung der eingangs beschriebenen Ausführungsform zur Abdichtung und molekularen Schmierung von oszillierenden Maschinenelementen wie Plunger bekannt. Bei dieser bekannten Ausführungsform besteht die Stopfbuchsenpackung aus einzelnen Weichpackungsringen, die ihrerseits aus einem Polytetrafluorethylen ummantelten Textil- oder Mineralfasergewebe aufgebaut sind. Zwischen den einzelnen Weichpackungsringen sind Zwischenringe angeordnet, die aus einem mit Kunstharz verfestigten Textilgewebebestehen. Die Weichpackungs- und Zwischenringe werden an beiden Enden von Gleitringen mit aus Kunststoff bestehenden Anschlußringen gehalten sowie von einer Spannhülse zusammengepreßt (vgl. DE-OS 20 39 071).

Ferner kennt man eine Stopfbuchsendichtung, die lediglich aus einer geflochtenen Schnur auf der Grundlage von Synthesefasern besteht. Als Synthesefasern können PTFE-imprägnierle Polypropylen- oder Polyamidfasern Verwendung finden (vgl. DE-OS 19 46 349).

Außerdem ist eine Stopfbuchsenpackung von Kolbenpumpen mit Metallkolben bekannt, welche aus einem Distanzring, Entspannungsringen, Stützringen, Packungsringen, Doppelkonusringen, einer Schmierlaterne und einem Distanzring besteht Zwar können die Entspannungsringe, die Packungsringe und die Doppelkonusringe aus Hartbrandkohle bzw. flexiblem Graphitmaterial bestehen, jedoch ist dadurch die Entwicklung von Gleitflächendichtungen der eingangs beschriebenen Ausführungsform nicht maßgebend beeinfhißt worden (vgl. DE-OS 25 47 415).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitflächendichtung für Pumpen und insbesondere Hochdruckpumpen der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die sich nicht nur durch minimale Leckage und hohe Standzeit, sondern auch durch Unempfindlichkeit gegen abrasive Stoffe sowie Resistenz gegen unterschiedliche Fördermedien unter Verwirklichung eines in fertigungstechnischer und montagetechnischer Hinsicht einfachen Aufbaus auszeichnet

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgerr.äSen G!eitf!ächend:chiung dadurch, daß der Hochdruckring und der Leckagering zwischen selbstschmierenden Führungsringen unter Bildung eines Lamellenpaketes eingebettet sind, und daß der Hochdruckring aus einem PTFE-imprägnierten Geflecht aus PTFE-Fasern und die Führungsringe aus Kohlenstoff bestehen. — Bei der erfinduagsgemäßen Gleitflächendichtung zeichnet sich der Hochdruckring durch Widerstandsfähigkeit und nahezu Inkompressibilität aus. Dieser Hochdruckring sorgt ffir die erforderliche Resistenz gegen unterschiedliche Fördermedien wie Öle, Fette und Wasser im weiten pH-Bereich. Er ist ferner standfest gegen abrasive Stoffe. Bei dem Leckagering handelt es sich um einen anpassungsfähigen und plungerschonenden Dichtungsring, dessen Kriechdichtigkeit minimale Leckage und das Ansaugen von Nebenluft, die Kavitationsschäden bewirkt, vermeidet. Die selbstschmierenden Führungsringe sorgen für geringe Reibung und ausgezeichnete Wärmeabfuhr. ÜberraocheneL.-pveise bildet sich bei einer erfindungsgemäß aufgebauten Gleitflächendichtung eine gleichsam eingeläppte Dichtungshülse. Bei dieser Dichtungshülse handelt es sich um einen Film aus Kohlenstoff, der von den Führungsringen ausgehend die gesamte Dichtungsfläche der Gleitflächendichtung überzieht. Dadurch entsteht ein echter Verbund zwischen den einzelnen Dichtungsringen unter Bildung des Lamellenpakets. Dieses Lamellenpaket bildet gleichsam eine Baueinheit in der Ausführungsform einer äußerst präzisen Dichtungshülse mit den Vorteilen eines äußerst kleinen Dichtungsspaltes zwischen ihrer Dichtungsfläche und dem Plunger. Offenbar ist es auf den überraschenden Effekt der Hülsenbildung zurückzuführen, daß die erfindungsgemäße Gleitflächendichtung zur Abdichtung von Druckdifferenzen bis zu 750 bar eingesetzt werden kann. Nach einer speziellen und erfinderischen Ausführungsform ist das Lamellenpaket in Druckrichtung aus einem Messingring als Stützring, einem Führungsring, dem Leckagering, einem Führungsring, dem Hochdruckring, einem Führungsring und einem korrosionsbeständigen Stahlring als Stützring aufgebaut. Der Stahlring kann aus einem Chromnickelstahl bestehen.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß eine Gleitflächendichtung zum Einsatz in Pumpen, insbesondere Hochdruckpumpen, verwirklicht wird, die sich bei minimaler Leckage durch hohe Standzeit auszeichnet. Das ist darauf zurückzuführen, daß einerseits geringe Reibung und

optimale Wärmeabfuhr ebenso gewährleistet sind wie Unempfindlichkeit gegen abrasive Stoffe und Resistenz gegen unterschiedliche Fördermedien. Darüber hinaus ist für eine gute Abdichtung gegen Nebenluft und damit gegen Kavitationserscheinungen Sorge getragea Endlieh ist ein in fertigungstechnischer und montagetechnischer Hinsicht einfacher Aufbau verwirklicht Die erfindungsgemäße Gleitflächendichtung läßt sich ohne Veränderungen an bereits vorhandenen Pumpen und insbesondere Hochciruckpumpen einsetzen und gewährleistet darüber hinaus unter Federvorspannung Verschleißkompensation.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Zylinderkolbenanordnung für eine Pumpe mit einer erfindungsgemäßen Gleitflächendichtung.

Die dargestellte Gleitflächendichtung dient zum Einsatz in Pumpen, insbesondere Hochdruckpumpen, zwisehen Plunger 1 und Zylinderwand 2. Sie weist in ihrem grundsätzlichen Aufbau eine Mehrzahl zwischen St(Hzringen 3, 4 angeordneter Dichtungsringe aur. Ein Dichtungsring ist als standfester Hochdruckring S und ein Dichtungsring als schmiegsamer Leckagering 6 ausgebildet Der Hochdruckring 5 und der Leckagering 6 sind zwischen selbstschmierenden Führungsringen 7 unter Bildung eines Lamellenpaketes eingebettet. Der Hochdruckring 5 besteht aus einem PTFE-imprägnierten Geflecht aus PTFE-Fasern, während der Leckagenng 6 aus einem PTFE-imprägnierten Geflecht aus Bastfasern, z. B. Ramiefasern, besteht Die Führungsringe 7 bestehen aus Kohlenstoff. Das Lamellenpaket ist in Druckrichtung aus einem Messingring als Stützring 3, einem ersten Führungsring 7, dem Leckagering 6, einem zweiten Führungsring 7, dem Hochdruckring 5, einem dritten Führungsring 7 und einem korrosionsbeständigen Stahlring als Stützring 4 aufgebaut. Außerdem ist der gleichsam eine eingeläppte Dichtungshülse bildende Kohlenstoffilm 8 angedeutet, der sich nach Einsatz der erfindungsgemäßen Gleitflächendichtung von den Führungsringen 7 ausgehend bildet. Die so aufgebaute Gleitflächendichtung ist mittels einer Feder 9 vorgespannt, so daß zugleich Verschleißkompensation erreicht wird. — PTFE meint bekanntlich Polytetrafluoräthylen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gleitflächendichtung zum Einsatz in Pumpen, insbesondere Hochdruckpumpen, -zwischen Plunger und Zylinderwand, mit einer Mehrzahl zwischen Stützringen angeordneter Dichtungsringe, wobei zumindest ein Dichtungsring als standfester Hochdruckring und zumindest ein Dichtungsring als schmiegsamer Leckagering ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckring (5) und der Leckagering (6) zwischen selbstschmierenden Führungsringen (7) unter Bildung eines Lamellenpaketes eingebettet sind, und daß der Hochdruckring (5) aus einem PTFE-imprägnierten Geflecht aus PTFE-Fasern und die Führungsringe (7) aus Kohlenstoff bestehen.

2. Gleitflächendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lamellenpaket in DruckhubrichtuRgaus einem Messingring als Stützring (3), einem Führungsring (7), dem Lecksgering (6), einem Führungsring (7), dem Hochdruckring (5), einem Führungsring (7) und einem korrosionsbeständigen Stahlring als Stützring (4) aufgebaut ist.

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