DE3027133A1

DE3027133A1 - Gleitringdichtung

Info

Publication number: DE3027133A1
Application number: DE19803027133
Authority: DE
Inventors: Winfred John Wiese
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: BW IP International Inc
Priority date: 1979-08-13
Filing date: 1980-07-17
Publication date: 1981-02-26
Also published as: US4323255A; FR2463339B1; CA1148986A; AR222241A1; GB2056584B; FR2463339A1; JPS642824B2; AU5974580A; DE3027133C2; AU534589B2; JPS5628354A; GB2056584A

Description

Beschreibung

Herkömmliche Gleitringdichtungen werden dazu benutzt, unterschiedliche Strömungsmittel zu trennen, und sie weisen einen drehbaren Gleitring auf, der mit einer drehbaren Welle drehfest verbunden ist und mit einer Dichtfläche an einer Dichtfläche eines stationären Dichtrings anliegt, der an einem Gehäuse od. dgl. befestigt ist, wobei einer oder beide der Dichtringe axial beweglich sind und elastisch gegeneinander gedrückt werden, um das Zusammenwirken der Gleitflächenpaarung sicherzustellen. Eine Verformung des Dichtringträgers - entweder der Welle oder des Gehäuses -, die in erster Linie durch Temperatureinflüsse bedingt ist, wird auf die Dichtringe übertragen, was eine Verformung der Dichtringe und eine entsprechende Fehlfunktion der Dichtung zur Folge hat. Außerdem ist eine Abnutzung der Dichtflächen im Hinblick auf die Relativdrehung unvermeidlich, die bei entsprechenden Anwendungsbereichen sehr hoch werden kann.

Die Erfindung ist in Anspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.,

Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt somit die Gleitringdichtung einen drehbaren Dichtring, einen stationären Dichtring und einen dazwischenliegenden, schwimmend gelagerten zentralen Dichtring; der zentrale Dichtring besitzt auf Abstand zueinander liegende Dichtflächen, von denen die eine an der Dichtfläche des drehbaren Dichtrings und die andere an der Dichtfläche des stationären Dichtrings 'anliegt. Der zentrale Dichtring wird durch das Gehäuse zentriert, kann sich jedoch frei

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drehen; zu diesem Zweck bildet das Gehäuse ein Lager für diesen Dichtring. Eines der wichtigen Merkmale der Erfindung sind die exzentrischen Dichtflächen des zentralen Dichtrings; die Dichtflächen sind vorzugsweise exzentrisch zu einander und auch zur axialen Mitte der Anordnung. Die Dichtflächen des zentralen Dichtrings können somit als drehende Dichtflächen oder als stationäre Dichtflächen oder als· Dichtflächen arbeiten/ die mit anderer Drehzahl als die Welle umlaufen, und zwar in Abhängigkeit von der unterschiedlichen Reibung, die jeweils zwischen den aneinander anliegenden Dichtflächen vorhanden ist.

Anhand der Zeichnungen werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine Endansicht einer Dichtfläche des zentralen Dichtrings, wobei die auf Abstand liegende Dichtfläche durch gestrichelte Linien angedeutet ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Gleitringdichtung 10 ist einer drehbaren Welle 12 und einem mehrteiligen stationären Gehäuse 14 zugeordnet. Die Gleitringdichtung 10 besitzt einen stationären Dichtring 16, der durch einen geflanschten Ring 18 und Schrauben 20 mit dem Gehäuse 14 verbunden ist, einen drehbaren Dichtring 22 und einen zentralen Dichtring 24. Der drehbare Dichtring 22 umgibt eine Hülse 26, die durch ein Fixierelement 28

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(Paßfeder) in Nuten 30, 32 mit der Welle 12 drehfest verbunden ist. Der drehbare Dichtring 22 ist ferner mit einem drehbaren Stirnring 40 drehfest verbunden, und zwar durch ein Fixierelement 34, das in Nuten 36 und 38 des Dichtrings 22 bzw. des Stirnrings 40 sitzt. Eine elastische Manschette 42 mit U-förmigem Querschnitt sitzt in einer Ausnehmung 44 des Stirnrings 40. Ein Folgeglied 46 liegt an der Manschette 42 an und wird durch mehrere Federn 48 elastisch gegen die Manschette 42 gedrückt. Die Federn 48 sitzen in Federtaschen 50 eines Federhalters 52, der die Hülse 26 umgibt und von einem Teil des Folgegliedes 46 umgeben ist. Die Federn 48 drücken auf diese Weise den Dichtring 22 gegen den zentralen Dichtring 24. Der zentrale Dichtring 24 besitzt gegenüberliegende Dichtflächen 54 und 56, die an Dichtflächen 58 und 60 des Dichtrings 16 bzw. 22 anliegen. Der Außenumfang des zentralen Dichtrings 24 ist eingeschlossen von dem geflanschten Ring 18, und ein Abschnitt 62 des Rings wirkt als Lager für den Dichtring 24.

Die Stirnflächen 58 und 60 des Dichtrings 16 und 22 können aus Titancarbid, Tungstencarbid, Stellit, Aluminiumoxid oder dergl. bestehen; der zentrale Dichtring 24 kann aus Kohlenstoff bestehen, während der Abschnitt 62 des geflanschten Ringes 18 eine Oberfläche aus dem gleichen Material wie die Dichtflächen 58 und 60 haben kann.

Die Dichtflächen 54 und 56 sind zu den Dichtflächen 58 bzw, 60 und auch zueinander exzentrisch, wie in Fig. 3 dargestellt.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 gezeigt. Die An-

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Ordnung der Teile ist die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, und es werden auch die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der Hauptunterschied besteht in den Materialien, die für die Dichtringe 16, 22, 24 und die Lagerflache 62 verwendet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen die Dichtringe 16 und 22 und die Lagerfläche 62 aus Kohlenstoff oder kohlenstoffähnlichem Material, während der zentrale Dichtring 24 oder zumindest die Dichtflächen 54, 56 aus Titancarbid, Tungstencarbid, Stellit, Aluminiumoxid oder dergl. bestehen.

Das Antriebssystem für den rechtsseitigen Abschnitt der Dichtung (in den Figuren) ist der gleiche wie in der US-PS 3 858 890 und wird daher nicht im einzelnen beschrieben.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Gleitringdichtung besitzt zwei Gleitflächenpaarungen, die von den aneinander anliegenden Dichtflächen gebildet werden. Der zentrale Dichtring hat die Freiheit, je nach der unterschiedlichen Reibung an der betreffenden Dichtfläche als stationärer oder drehender Ring zu arbeiten. Mit anderen Worten, die Dichtung des zentralen Dichtrings wirkt auf der einen Dichtfläche oder der anderen Dichtfläche, je nachdem,welche zu einer bestimmten Zeit den niedrigsten Reibungskoeffizienten hat; da diese Dichtfläche sich abnutzt und ihr Reibungskoeffizient größer wird, läuft die Dichtung dann auf der anderen Dichtfläche. Jedesmal, wenn die Dichtung in Betrieb gesetzt und angehalten wird, wechselt sie von der einen Dichtfläche zur anderen; das Vorhandensein von zwei Dichtflächen vergrößert die Lebensdauer. Die Funktions- und Wirkungsweise der sich abwechselnden Dichtflächen wird dadurch günstig beeinflußt, daß die Dichtflä-

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chen des zentralen Dichtrings im obigen Sinn exzentrisch ausgebildet sind.

Bei Versuchen mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtung wurde festgestellt, daß im Stillstand die Dichtung eine kleine Leckage an den Dichtflächen zuläßt. Somit existiert ein Strömungsmittelfilm zwischen den Dichtflächen. Das Anlaßdrehmoment hat daher bei dieser Dichtung einen niedrigen Wert.

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ZUSAMMENFASSUNG

Eine Gleitringdichtung mit drei Dichtringen (16, 22, 24), von denen der eine (22) mit der Welle verbunden und daher drehbar ist, ein anderer (16) mit dem Gehäuse verbunden und daher stationär ist und der dritte (24) zwischen dem drehbaren und stationären Dichtring angeordnet ist. Der zentrale Dichtring hat auf Abstand zueinander liegende Dichtflächen (54, 56), die jeweils an einer angrenzenden Gleitfläche (58, 60) des benachbarten Dichtrings anliegt. Die Dichtflächen des zentralen Dichtrings werden jeweils durch kreisförmige Begrenzungen definiert, die relativ zueinander sowie relativ zur axialen Mitte der Anordnung radial versetzt liegen. In anderen Worten: Die Dichtflächen des zentralen Dichtrings sind exzentrisch zueinander und jeweils exzentrisch zu der Berührungsfläche des benachbarten Dichtringes.

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Leerseite

Claims

Patentanwälte Dipl. Ing. H. Hauck

Dipl. Phys. W. Schmitz ^η ">7 1 O*>

Dipl. Ing. E. Graalfs OU £ I \ JJ

Dipl. Ing. W. Wehnert Dipl. Phys. W. Carstens Dr.-Ing. W. Döring

Mozartstraße 23 8OOO München 2

Borg-Warner Corporation

South Michigan Ave. Anwaltsakte M-524 0

Chicago, 111.60604 (USA) 7. Juli 1980

GIe itringdichtung
Patentansprüche

M./ Gleitringdichtung, die einer drehbaren Welle und einem Gehäuse zugeordnet ist, mit einem drehbaren Dichtring, einem stationären Dichtring und einem zentralen Dichtring zwischen dem stationären und drehbaren Dichtring, wobei der zentrale Dichtring mit beabstandeten Dichtflächen versehen ist, die an einer Dichtfläche des stationären Dichtrings bzw. an einer Dichtfläche des drehbaren Dichtrings anliegen und wobei ferner der zentrale Dichtring in einem am Umfang vorgesehenen Lager zentriert wird, dadurch gejcennzeichnet, daß eine Dichtfläche (54) einer der anliegenden Dichtflächen exzentrisch zu der anderen anliegenden Dichtfläche (56) ist.
2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (54, 56) des zentralen Dichtrings (24) exzentrisch zu der zugehörigen Dichtfläche (58, 60) des stationären Dichtrings (16) und drehbaren Dichtrings (22) ist.

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3. Gleitringdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß die Dichtflächen (54, 56) des zentralen Dichtrings (24) exzentrisch zueinander sind.

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