DE3128620A1

DE3128620A1 - Dichtungspackung

Info

Publication number: DE3128620A1
Application number: DE19813128620
Authority: DE
Inventors: Edward M. 06883 Weston Conn. Case; Chester S. 06470 Newton Conn. Hopper
Original assignee: Marlo Co Inc
Current assignee: Marlo Co Inc
Priority date: 1980-03-24
Filing date: 1981-07-20
Publication date: 1983-01-27
Also published as: SE8104235L; GB2102460A; GB2102460B; FR2510035B1; AU7281681A; SE444450B; AU549762B2; CA1186572A; FR2510035A1

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Dichtungspackung.

Polytetrafluoräthylen (TFE) in dispergierter oder faseriger Form wurde schon bei Dichtungspackungen und stationären Dichtungen in Verbindung mit Glasfasern sowie Schmiermitteln verwendet, bei denen es sich um andere Materialien als die TFE-Fasern selbst handelte. Die TFE-Fasern haben die Eigenschaft des kalten Flusses, was hinsichtlich der Anpassungsfähigkeit an die Gestalt eines Behälters von Vorteil ist, jedoch dann nachteilig ist, wenn der Behälter nicht so ausgebildet ist, daß er die Dichtungspackung zusammenhalten kann. Die Faser hat ferner einen geringen Reibungskoeffizienten, was von Vorteil ist, wenn die Dichtungspackung in Berührung mit sich bewegenden Bauteilen steht. Die Dispersion wirkt als Schmiermittel, so daß Fasern,wie solche aus Glas und Graphit, auch ein Dichtungsmaterial ergeben können, wenn dieses in Berührung mit sich bewegenden Bauteilen steht, sofern das Schmiermittel darin gehalten wird.

Neben den vorerwähnten Eigenschaften wurde festgestellt, daß diese TFE-Materialien unerwartete und besonders vorteilhafte Eigenschaften besitzen, wenn sie mit anderen Fasern und anderen Schmiermitteln in der nachfolgend beschriebenen Weise kombiniert werden. Diese Eigenschaften ermöglichen es, daß die Ausführungsformen der Erfindung Dichtungspackungen und Stationärdichtungen auf Basis von bekanntlich krebserregendem Asbest bei vergleichbaren Preisen ersetzen können und bei zahlreichen Anwendungsgebieten verwendet werden können, die bislang auf die Verwendung von Zusammensetzungen mit extrem teuren Materialien wie Graphitfasern beschränkt waren.

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Eine bekannte Kombination aus Glasfasern mit TFE-Fasern hat einen zentralen Kern aus Glasfasern mit einer Ummantelung aus TFE-Fasern. Obgleich sich eine solche Anordnung für eine Vielzahl von Verwendungen eignet, ist sie insbesondere hinsichtlich des übermäßigen kalten Flusses nachteilig, da das TFE durch den Glasfaserkern nicht ausreichend an einer Verformung gehindert wird. Die Erfindung bezieht sich auf das breitere Gebiet der Verwendung von glasartigen Fasern zusammen mit bekannten und neuen organischen Fasern in Anordnungen, die die Vorteile beider Faserarten wiedergeben. Die Erfindung bezieht sich ferner auf die Verwendung von glasartiger Faser alleine, wenn sie mit einem dispergierten anorganischen Material, das durch dispergiertes TFE fixiert ist, geschmiert wird.

Die Suche nach Fluidabdichtungsmaterialien, die nicht auf Asbest basieren, hat zur Entwicklung von Dichtungspackungen und Diehtungsscheiben oder -ringen geführt, die aus individuell verwendeten fasrigen Materialien wie Aramidfasern, Graphit- und Kohlenstoffasern bestehen. Obgleich diese Dichtungen sämtlich für gewisse Zwecke ihre Aufgabe gut erfüllen, können sie beträchtlich für den gleichen oder für andere Zwecke verbessert werden, indem man sie in geflochtener oder verdrehter Ausbildung bzw. einer Kombination solcher Ausbildungen mit Glasfasern kombiniert; auch eine geflochtene oder gedrehte Anordnung aus Glasfasern mit anderen Fasern ist, wenn in geeigneter Weise geschmiert, für andere Zwecke nützlich, doch wird sie beträchtlich durch die Zumischung einer Menge von TFE, Aramid, Polyäthylen, Polypropylen, Polyamid (Nylon), Rayon sowie natürlichen Fasern und Fasern aus Graphit oder Kohlenstoff für andere Zwecke verbessert.

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Im übrigen wird auf die Patentansprüche verwiesen.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische geschnittene Ansicht von einer erfindungsgemäß aufgebauten Dichtungspackung ,

Figur 2 eine Figur 1 ähnliche Ansicht von einer Ausführungsform mit sowohl organischen als auch glasartigen Fasern,

Figur 3 eine ähnliche Ansicht von einer erfindungsgemäßen Dichtungspackung mit KreuzVerflechtung (Korbverflechtung),

Figur 4 eine ähnliche Ansicht von einer Ausführungsform, bei der Stränge aus glasartigen Fasern mit Strängen aus organischen Fasern kombiniert sind,

Figur 5 eine ähnliche Ansicht von einer Ausführungsform mit einer Ummantelung aus glasartiger Faser über einem Kern aus organischer Faser,

Figur 6a eine perspektivische Ansicht von dem abgeschnittenen Ende eines erfindungsgemäß aufgebauten Dichtungsmaterials für stationäre Dichtungen,

Figur 6b eine perspektivische Ansicht von dem geschnittenen Ende einer anderen Ausführungsform mit einer einzelnen Lage, wobei die Stränge in der Lage sowohl glasartige als auch organische Fasern enthalten, die miteinander verdreht, versponnen oder aufeinandergelegt sind,

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Figur 6c eine perspektivische Ansicht von dem geschnittenen Ende einer weiteren Ausführungsform in Gestalt einer einzelnen Lage, bei der die einzelnen Stränge entweder aus glasartigen Fasern oder organischen Fasern bestehen und beide Faserarten in der Lage vorhanden sind,

Figur 7 eine perspektivische Ansicht von dem geschnittenen Ende einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Figur 8 eine Ansicht bezüglich des Verfahrens zum Verbinden der Enden von einer erfindungsgemäßen Dichtmanschette,

Figur 9 eine geschnittene Ansicht von einer Dichtmanschette nach der Erfindung,

Figur 10 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht von einer erfindungsgemäßen Dichtmanschette,

Figur 11 eine Ansicht längs der Schnittlinie 6-6 in Figur 5 und

Figur 12 eine teilweise geschnittene Ansicht von einer weiteren Dichtmanschette nach der Erfindung.

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Eine erfindungsgemäß aufgebaute geflochtene Dichtungspackung ist in Figur 1 gezeigt und trägt das allgemeine Bezugszeichen 11. Das geflochtene Material ist eine glasartige Faser, wobei geeignete glasartige Fasern aus Glas, Keramik oder Quarz bestehen können. Glasfasern werden wegen ihrer geringeren Kosten jedoch bevorzugt. Glasfasern sind hinsichtlich elektrischer, mechanischer oder chemischer Spezifikation erhältlich. Eine spezielle verwendbare Faser wird auf der Grundlage der chemischen Beständigkeit, der maximalen Temperatur, der die Dichtungspackung ausgesetzt ist, und der Kosten gewählt. Mit einer Textur verse+-" hene anorganische Fasern erhöhen die Produktmasse und Produktelastizität.

Die glasartigen Fasern 12 besitzen die notwendige Nachgiebigkeit, um sich dem Innern einer Stoffbüchse und der Aussenseite einer Welle grundsätzlich anzupassen, und müssen bei Verwendung ohne organische Fasern mit einem geeigneten Material 13 imprägniert werden, damit eine wirksame Dichtung als auch ein Schmiereffekt erhalten werden. In der US Patentschrift 3 306 155 ist eine Anordnung beschrieben, bei der als Imprägniermittel eins TFE-Dispersion verwendet wird. Die Kosten für die TFE-Dispersion sind jedoch so, daß die resultierende Dichtungspackung wesentlich teurer als eine mit Graphit versehene Asbestpackung ist, die es zu ersetzen gilt. Der Versuch wurde unternommen, die TFE-Dispersion in einer Glasfaserpackung oder Dichtungsmanschette durch eine Graphitdispersion zu ersetzen, doch, wird die Graphit-Dispersion leicht durch eine Flüssigkeit von der glasartigen Faser selbst bei niedrigem Druck verdrängt, so daß eine derartige Ausbildung einen geringen Wert hat. Es wurde je-

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doch festgestellt, daß, wenn man sogar nur 5 Gewichtsprozent TFE-Dispersion oder Stärke als Bindemittel hinzufügt, dies ausreichend ist, um den Graphit in der Glasfaserdichtung zu halten. Der Gehalt an dispergiertem TFE oder Stärke in einem Imprägniermittel kann nur etwa 5 Gewichtsprozent ausmachen und bis zu 50 Gewichtsprozent betragen, wenn das eigentliche Schmiermittel dispergierter Graphit, Molybdän, Wolfram oder Titandisulfid, Glimmer oder Talk darstellt. Für eine optimale Kombination hinsichtlich Arbeitsverhalten und Kosten sollte der Gehalt an dispergiertem Graphit oder einem anderen anorganischen Schmiermittel zwischen 60 und 90 Gewichtsprozent liegen, so daß die TFE-Dispersion 40 bis 10 Gewichtsprozent ausmacht. Es wurde festgestellt, daß der Graphit so vollständig durch die TFE-Dispersion selbst bei einem Anteil von 5 % TFE gehalten wird, daß die Packung ohne Verschmutzung der Hände, wie sie gewöhnlich bei Graphit enthaltenden Packungen eintritt, gehandhabt werden kann. Daraus ergibt sich, daß das TFE als Bindemittel und nicht als Schmiermittel wirkt, da bei einem 5 %-igen Anteil das dispergierte TFE nur vernachlässigbare Schmierfunktion ausüben kann.

Stärke hat sich als wirksames Austauschmittel· für TFE erwiesen, um die anorganischen Schmiermittel in der Packung zu halten. Stärke kann jedoch nur in Verbindung mit nicht wässrigen Lösungsmitteln oder Lösungen verwendet werden, da sie gegenüber Wasser empfindlich ist.

Bei gewissen Anwendungsfallen_;z.B. bei der Verwendung einer Packung zum Abdichten einer hin- und hergehenden Welle anstelle einer sich drehenden Welle oder bei Einwirken einer übermäßigen Druckkraft während des Einbaus oder der nachfolgenden Einstellung, können ungeschützte Glasfasern relativ leicht brechen, wenn Glas auf Glas auftrifft. Unter sol-

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chen Umständen, bei denen der Abrieb ein ernstes Problem darstellt, werden vorteilhafterweise organische Fasern mit glasartigen Fasern kombiniert. Geeignete organische Materialien sind TFE-Fasern, Aramid, die unter dem Handelsnamen "Kevlar" von DuPont vertrieben werden, Fasern aus Polyamid, Rayon, Polyäthylen, Polypropylen sowie Kohlenstoff- und Graphitfasern. Natürliche Fasern, wie aus Flachs, Jute,Baumwolle, Hanf, Rayon, Ramie können bei gewissen Anwendungsfällen ebenfalls verwendet werden. Ein Zusatz von nur 5 Gewichtsprozent TFE-Fasern zu 95 Gewichtsprozent glasartiger Faser erleichtert das Verflechten der Materialien und verringert wesentlich den Abrieb infolge der geringeren Anzahl an direkten Glas zu Glas Berührungen. Der Gehalt an organischer Faser in der Kombination wird im Hinblick auf deren Kosten so klein wie möglich gehalten.

Eine derartige Dichtungspackung (die wenigstens 5 % organische Faser zusammen mit der Glasfaser enthält) kann wirksam ohne jedes Schmiermittel arbeiten, doch wird sie vorzugsweise geschmiert. Da die organische Faser hilft, das Schmiermittel zu halten, kann die Zusammensetzung des Schmiermittels zwischen 100% anorganischem bis 100% organischem Schmiermittel reichen. Der hier erwähnte Zusatz von einem geeigneten Schmiermittel bewirkt ferner eine Milderung der Glas zu Glas Berührungen unter der Druckkraft des Stoffbüchsendrucks beim Einbau oder der nachfolgenden Einstellung der Dichtungspackung, so daß hierdurch ein verhinderter Selbstabrieb der glasartigen Fasern neben der weiteren Funktion als Dicht- und Schmiermittel erhalten wird. Eine auf der Kombination einer glasartigen Faser mit einer organischen Faser aufgebaute Dichtungspackung ist in Figur 2 gezeigt, in der die geflochtene Struktur das allgemeine Bezugszeichen 16 trägt. Jeder Strang 17 besteht aus glasartigen Fasern 18 und organischen Fasern Die glasartigen und organischen Fasern können aufeinandergelegt ,mit-

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einander verdreht oder miteinander versponnen sein; der Raum zwischen den Fasern ist mit dem Imprägniermittel 21 gefüllt, bei dem es sich um ein dispergiertes anorganisches Material wie Graphit oder ein Metalldisulfid oder Glimmer oder Talk handeln kann, wobei dieses anorganische Material entweder alleine oder in Kombination mit einer organischen Dispersion aus TFE oder Stärke vorliegt. Auch kann das Imprägniermittel nur eine organische Dispersion sein. Darauf hinzuweisen ist, daß eine organische Faser selbst ohne Vorhandensein von einem organischen Bindemittel in einem anorganischen Schmiermittel gehalten wird.

Zur Erzielung einer langen Lebensdauer von Anordnungen, die sowohl glasartige als auch organische Fasern unter Berücksichtigung vernünftiger Kosten enthalten, beträgt der organische Faseranteil vorzugsweise zwischen 5 bis 55 Gewichtsprozent am gesamten Fasergehalt. Im Hinblick auf eine optimale Gießwirksamkeit beträgt der organische Faseranteil bis 35 Gewichtsprozent des gesamten Fasergehaltes. Als glasartige Faser wird vorzugsweise Glasfaser verwendet. Bei der bevorzugten organischen Faser wird im Hinblick auf ihre Anpassungsfähigkeit TFE-Faser verwendet. Bei dem bevorzugten anorganischen Schmiermittel handelt es sich unter Berücksichtigung der Kosten um Graphit, das im allgemeinen als wässrige Dispersion erhältlich .ist. Die TFE-Dispersion wird mit einem anorganischen Schmiermittel hauptsächlich als Bindemittel verwendet, doch wirkt sie bei einem Anteil von mehr als etwa 5 Gewichtsprozent auch als Schmiermittel.

Sofern es sich bei der glasartigen Faser um eine Glasfaser und bei der organischen Faser um eine TFE-Faser handelt, kann der Gehalt an organischer Faser in einer solchen Kombination zwischen 5 Gewichtsprozent bis 95 Gewichtsprozent liegen. Der bevorzugte Gehalt an anorganischer Faser liegt

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zwischen 45 bis 95 Gewichtsprozent im Hinblick auf eine Kosteneinsparung und zwischen 65 bis 90 Gewichtsprozent im Hinblick auf eine optimale Kombination von Kosten und Arbeitsverhalten. Wenn die Faserkombination mit dispergiertem Graphit kombiniert mit dispergiertem TFE geschmiert wird, beträgt der Gehalt an dispergiertem Graphit in dem dispergierten Material zwischen 50 Gewichtsprozent und 95 Gewichtsprozent. Der Gehalt an dispergiertem Graphit sollte jedoch vorzugsweise zwischen 60 und 9 0 Gewichtsprozent liegen, wodurch eine optimale Kombination von Arbeitsverhalten und Kosteneinsparung erzielt wird.

Sofern Graphit als Schmiermittel vorliegt, kann sich eine Korrosion an den in Berührung mit der Dichtungspackung stehenden Metallen ergeben. Unter solchen Umständen wird ein geringer Anteil an pulverisiertem Zink als Korrosionshemmer hinzugefügt.

Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist eine Dichtungspackung 26 in kreuzweiser Bindung verflochten. Die diagonale Ausbildung ist an dem Schnittende 28 zu sehen. Jeder Strang 27 besteht aus einer glasartigen und einer organischen Faser.

Bei der Ausführung nach Figur 4 bestehen die Stränge 31 und 32 im wesentlichen aus glasartigen Fasern und die Stränge 33 und 34 im wesentlichen aus organischen Fasern, wobei geeignete glasartige und organische Fasern zuvor aufgeführt worden sind. Die Dichtungspackung ist mit einem Schmiermittel imprägniert, worauf zuvor in Verbindung mit einer Anordnung eingegangen worden ist, bei der jeder einzelne Strang sowohl anorganische als auch organische Fasern enthält. Für spezielle Anwendungsfälle wurde festgestellt,

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daß eine Packung, bei der jeder Strang aus nur einer Faserart besteht, ein besseres Verhalten gegenüber einer Packung zeigt, bei der jeder Strang sowohl glasartige als auch organische Fasern aufweist.

Bei der Ausführungsform nach Figur 5 ist ein Kern 41 aus einer relativ preisgünstigen organischen Faser mit einer geflochtenen Ummantelung 42 aus glasartiger Faser 43 umgeben, die 2 bis 50 Gewichtsprozent an teurer Faser wie Aramid enthalten kann. Wenn Aramid in der Ummantelung vorhanden ist, können die Glas- und Aramidfasern miteinander verdreht,, versponnen oder aufeinandergelegt sein. Auch können Stränge aus Glasfasern mit Strängen aus Aramid miteinander verflochten werden. Die Packung wird mit einem dispergierten anorganischen Material wie Graphit, MoS₂/ ^T^S₂, WS-, Talk oder Glimmer in Kombination mit dispergiertem TFE oder Stärke als Bindemittel geschmiert, wobei die kombinierten Dispersionen durch die Bezugszeichen 93 angedeutet sind. Bei der glasartigen Faser kann es sich um Glas mit elektrischer, mechanischer oder chemischer Spezifikation handeln, während für die organische Faser des Kernes ein relativ preisgünstiges Material wie Polyäthylen, Polypropylen, Hanf, Jute, Flachs, Baumwolle, Rayon, Polyamid oder Ramie verwendet wird.(Ramie eignet sich nur, wenn die Kosten ausreichend niedrig sind.) Die organische Faser des Kernes kann versponnen, verdreht, aufeinander gelegt oder verflochten SeIn₁, und Figur 5 ist daher als eine Anordnung anzusehen, bei der die organische Faser in '.irgendeiner dieser Ausbildungen vorliegt. Das Verhältnis von anorganischem Schmiermittel zu organischem Bindemittel beträgt 50 : 50 bis 95 : 5 Gewichtsanteile bei einem bevorzugten Bereich von 60 : 40 zu 90 : 10 Gewichtsanteile. Das Verhältnis des ümmantelungsgewichtes zu dem der organischen Faser im Kern kann zwischen 10 : 90 bis 90 : 10 betragen, was von der Art des Einsatzes und der relativen Kosten der Materialien abhängt; vorzugs-

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weise beträgt besagtes Verhältnis 20 : 8 0 bis 80 : 20.

Die Anforderungen an Dichtungspackungen für Anwendungen, bei denen das Dichtungsmaterial keinem Abrieb durch sich bewegende Bauteile unterworfen ist, sind ungefähr gleich den Anforderungen an Dichtungspackungen, die eine Dichtung vorsehen müssen, die in Berührung mit sich bewegenden Bauteilen steht. Die Beständigkeit gegen eine Vielzahl von Chemikalien als auch die Eignung für einen Betrieb bei relativ hohen Temperaturen sind daher wichtige !Kriterien füir sowohl Dichtungspackungen an beweglichen Bauteilen als auch Dichtungsanordnungen an stationären Bauteilen. Der relativ rasche kalte Fluß von TFE-Fasern, der bei einer Dichtungspackung für bewegliche Bauteile so erwünscht ist, kann jedoch zu einem Versagen führen, da Dichtungspackungen für stationäre Bauteile im allgemeinen nicht gänzlich umschlossen sind. Hier kommt der Wert einer Kombination aus organischen Fasern mit Glasfasern und einem Versiegelungsmittel no ch deutlicher zum Tragen.

Wie erwähnt, reicht das Vorliegen von einem Kern aus Glasfaser in einer Ummantelung aus TFE-Faser nicht aus, um einen übermäßigen kalten Fluß in der Ummantelung zu verhindern. Zur Verstärkung der TFE-Faser müssen Glas- oder andere glasartige Fasern damit verflochten oder in relativ dünnen Umkleidungen in Berührung gebracht werden. Ein Dichtungsmaterial nach der Erfindung ist in Figur 6a mit dem allgemeinen Bezugszeichen 61 versehen und umfaßt eine verflochtene äußere Umkleidung oder Lage aus organischer Faser 62, die eine Basishülle aus glasartiger Faser 63 umgibt. Diese Basishülle ist ebenfalls verflochten. Dank der Kombination von glasartiger Faser mit organischer Faser können die organischen Fasern über einen vergrößerten Bereich von Bedingungen verwendet werden. Das Dichtungsmaterial 61 wird

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mit dispergiertem TFE imprägniertj das anschließend getrocknet wird.

Geeignete organische Fasern sind Fasern aus TFE, Aramid, Polyäthylen, Polypropylen und Polyamid, wobei TFE Fasern und Aramid-Fasern bevorzugt werden. Geeignete glasartige Fasern sind Glasfasern mit chemischer_;struktureller und elektrischer Spezifikation sowie Fasern aus Keramik und Quarz, wobei Glasfasern mit chemischer Spezifikation wegen ihrer höheren Beständigkeit gegenüber dem Angriff von Chemikalien bevorzugt werden. Das Imprägniermittel ist durch das Bezugszeichen 64 angedeutet und stellt bevorzugt dispergiertes TFE dar. Es kann jedoch auch Stärke verwendet werden, wenn das abzudichtende Fluid nicht wässrig ist.

Für die Herstellung der Ausführungsform nach Figur 6a wird zunächst die glasartige Faser 63 verflochten und dann die organische Faser 62 über die glasartige Faser geflochten (Flechtung über Flechtung). Das Gewichtsverhältnis an anorganischer Faser zu organischer Faser kann im Bereich von 5 : 95 bis 95 : 5 liegen, doch liegt es vorzugsweise zwischen 20 : 80 und 80 : 20. Nach dem Verflechten werden die Materialien zu einem rechteckigen Querschnitt kalandriert. Die geflochtene Glasfaserlage steht mit der organischen Faser über deren gesamten Fläche in Berührung und sieht daher die erforderliche Verstärkung vor.

Für die Herstellung der Ausführungsform nach Figur 6b werden die anorganische und organische Faser verdreht oder versponnen oder aufeinandergelegt , um die Stränge 65 zu bilden,und diese Stränge werden dann zu ein oder mehreren Lagen verflochten. In der Dichtungspackung nach Figur 6b ist nur eins Lage oder Hülse gezeigt. Die Anzahl an Lagen oder Hülsen ist entsprechend dem besonderen Anwendungsfall zu wählen. Im allgemeinen kann das Gewicht von jeder Kompo-

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nente zwischen 5% und 95% jedoch vorzugsweise zwischen 10 und 90% liegen. Bei dem Imprägniermittel handelt es sich vorzugsweise um dispergiertes TFE.

Bei der Herstellung der Ausführungsform nach Figur 6c enthalten einige Stränge 70 nur anorganische Fasern und andere Stränge 75 nur organische Fasern. Wie in Figur 6b ist nur eine einzelne Lage gezeigt, doch können Dichtungen mit jeder gewünschten Anzahl an übereinanderliegenden Lagen vorgesehen werden. Bei der Anordnung nach Figur 6b kann auch ein einzelner Strang sowohl anorganische als auch organische Fasern enthalten.

Die Ausführungsform nach Figur 7 stellt eine Modifikation derjenigen nach Figur 6a dar. Bei der Ausführungsform nach Figur 7 wird eine innere Lage aus organischen Fasern 66 durch Verflechten zunächst gebildet, wonach eine Basislage aus glasartiger Faser 67 um die innere Lage geflochten wird. Danach wird eine äußere Lage aus organischer Faser 68 um die Basislage aus glasartiger Faser 67 geflochten. Das mit dem Bezugszeichen 69 allgemein angedeutete Dichtungsmaterial wird vorzugsweise mit einer TFE-Dispersion imprägniert und bei irgendeiner Fertigungsstufe getrocknet.

Zur Herstellung eines Dichtungsmaterials für die Abdichtung des Deckels von einem Druckgefäß gegenüber dem Gefäß selbst oder zur gegenseitige! Abdichtung von Rohrlängen muß das Dichtungsmaterial geschnitten werden. Wenn der Schnitt senkrecht zur allgemeinen Erstreckungsrichtung der Dichtung liegt, kann der Fluiddruck die Dichtung in ihrer Querrichtung verlagern. Um dies zuverhindern, sollte das Dichtungsmaterial so geschnitten werden, daß durch die glasartige Faser ein Widerstand gegenüber dem Fluiddruck geschaffen wird.

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Wie in Figur 8 gezeigt, wird das Dichtungsmaterial 71 diagonal geschnitten, so daß der Fluiddruck, der in Richtung des Pfeiles 72 wirkt, sowohl von der organischen als auch glasartigen Faser aufgenommen wird, wobei der Hauptteil des Widerstandes gegenüber einer Verlagerung und einem kalten Fluß durch die glasartige Faser erhalten wird.

Eine weitere Einrichtung zur Herstellung der geschnittenen Enden des Dichtungsmaterxals ist in Figur 9 gezeigt. Um die Anordnung nach Figur 9 vorzusehen, wird das Ende 72 des Dichtungsmaterials 71 zunächst aufgeweitet, da dies infolge der geflochtenen Ausbildung möglich ist. Das Ende 73 des Dichtungsmaterxals wird dann in das geöffnete Ende 72 eingesetzt. Wenn durch nicht gezeigte gegeneinander abzudichtende Flansche ein Druck ausgeübt wird, verformen sich die organischen Fasern 74 und anorganischen Fasern 76 wie in Figur 9 gezeigt, so daß eine Anordnung erhalten wird, bei der die glasartigen Fasern 76 an den abgeschnittenen Enden ineinander eindringen und dadurch die abgeschnittenen Enden gegenüber dem Fluiddruck verstärken.

Eine weitere Ausführungsform ist in den Figuren 10 und 11 gezeigt. Figur 10 zeigt in; perspektivischer Ansicht eine Anordnung bestehend aus einer Zunge und einer Ausnehmung, wobei die Zunge glasartige Fasern zur Verstärkung der organischen Fasern am anderen Ende des Dichtungsmaterials enthält. Die innere Konstruktion ist in Figur 11 im Schnitt gezeigt, wobei die glasartigen Fasern das Bezugszeichen 77 und die organischen Fasern das Bezugszeichen 78 tragen.

Es versteht sich, daß sämtliche vorerwähnten Anordnungen für jedes beschriebene Dichtungsmaterial verwendet werden können. Infolge der durch die glasartigen Fasern erhaltene Verstär-

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kung, insbesondere bei der erwähnten Formgebung der Enden/

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können Drücke bis zu 28kp/cm bei 121⁰C und 4,2kp/cm bei 232⁰C abgedichtet werden. Durch die Kombination dieser Materialien wird die Festigkeit der glasartigen"Faser, die bei alleiniger Verwendung Schwierigkeiten bereitet, durch die weichmachende,polsternde, füllende Wirkung der organischen Faser gemildert. Umgekehrt wird in Fällen, wo die Weichheit der organischen Faser bei alleiniger Verwendung den begrenzenden Faktor darstellt, diese durch die glasartige Faser herabgesetzt und gesteuert. Schließlich beseitigt die Kombination der TFE-Faser, Glasfaser und TFE-Dispersion vollständig das Problem eines Verklebens der Metallflansche, vgl. Figur 12. Bei der in Figur 12 gezeigten Anordnung tragen die Metallflansche am Deckel und Grundkörper eines Gefäßes das Bezugszeichen 81. Das Dichtungsmaterial ist so geschnitten, daß es rechtwinklige Kanten hat, wobei die Länge des Dichtungsmaterials so ist, daß es zwei Windungen um das Gefäß bilden kann, wobei die beiden Windungen in Form von einer Spirale verlaufen. Die geschnittenen Enden des Dichtungsmaterials tragen die Bezugszeichen 82 und 83. Die Länge des geschnittenen Dichtungsmaterials ist so, daß sie ausreicht, um gemäß Figur 12 um der Verbindungsstelle liegen zu kommen.Wenn auf die beiden Wicklungen aus dem Dichtungsmaterial ein Druck einwirkt, wird das Dichtungsmaterial gebogen oder verformt, wie bei 84 angedeutet. Eine Verlagerung des Dichtungsmaterials z.B. am geschnittenen Ende 82 wird durch die Verstärkung verhindert, die durch die glasartige' Faser bei 86 in der unteren Windung des Dichtungsmaterials geschaffen ist. Umgekehrt wird eine Verlagerung des geschnittenen Endes 83 durch die Verstärkung verhindert, die durch die glasartigen Fasern an der Stelle 87 in der oberen Lage des Dichtungsmaterials gebildet ist.

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Die relativen Dicken von glasartiger Faserlage und organischer Faserlage werden entsprechend dem gewünschten Verstärkungsgrad und Grad an Anpassungsfähigkeit gewählt.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickman-n., Οη>£.~Ρηυ%. Dr-. K-.Fjncke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Hüber Dr. Ing. H. Liska

8000 MÜNCHEN 86, DEN 2 Q. JllK 1981

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Sch/ha

The Mario Company Incorporated
12 Commerce Road
Newtown, Connecticut 06470, V.St.A.

DICHTUNGSPACKUNG

PATENTANSPRÜCHE

\\j/ Dichtungspackung gekennzeichnet durch eine geflochtene, glasartige Faser und ein Imprägniermittel bestehend aus 50 Gewichtsprozent bis 95 Gewichtsprozent von einem anorganischen Schmiermittel und 50 Gewichtsprozent bis 5 Gewichtsprozent von einem organischen Bindemittel, wobei das anorganische Schmiermittel aus einer Materialgruppe ausgewählt ist, die dispergiertes Graphit, MoS-, TiS₂, WS₂, Glimmer, Talk sowie Kombinationen davon umfaßt und das organische Bindemittel aus einer Materialgruppe ausgewählt ist, die dispergiertes Polytetrafluoräthylen (TFE) und Stärke umfaßt.

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2. Dichtungspackung nach Anspruch 1, dadurch g e -kenn ζ eichnet, daß das anorganische Schmiermittel Graphit und das organische Bindemittel dispergiertes TFE ist.
3. Dichtungspackung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an anorganischem Schmiermittel im Imprägniermittel $0 bis 9 0 Gewichtsprozent und der Anteil an organischem Bindemittel 10 bis 40 Gewichtsprozent beträgt.
4. Dichtungspackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die glasartige Faser aus einer Materialgruppe gewählt ist, die Glasfasern mit elektrischer Spezifikation, Glasfasern mit mechanischer Spezifikation und Glasfasern mit chemischer Spezifikation, sowie Keramikfasern und Quarzfasern umfaßt.
5. Dichtungspackung gekennzeichnet durch verflochtene Stränge aus glasartiger Faser und organischer Faser in Kombination, wobei die glasartige Faser aus der Materialgruppe gewählt ist, die Glasfasern mit elektrischer, mechanischer oder chemischer Spezifikation, sowie Keramik- und Quarzfasern umfaßt, während die organische Faser aus der Gruppe von Fasermaterialien gewählt ist, die Fasern aus Polytetrafluoräthylen (TFE), Polyäthylen, Polypropylen, Aramid, Polyamid, Rayon, Flachs, Ramie, Hanf, Jute, Baumwolle sowie Kohlenstoff-und Graphitfasern umfaßt, wobei der Anteil an glasartiger Faser in der Kombination bei 5 bis 95 Gewichtsprozent liegt.
6. Dichtungspackung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an organischer Faser

bei 5 bis 55 Gewichtsprozent liegt.
7. Dichtungspackung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Strang aus glasartigen und organischen Fasern in Kombination besteht.
8. Dxchtungspackung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese erste Stränge bestehend aus glasartigen Fasern und zweite Stränge bestehend aus organischen Fasern umfaßt, wobei die Stränge miteinander verflochten sind.
9. Dichtungspackung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein anorganisches Schmiermittel, das aus der Materialgruppe gewählt ist, die dispergiertes Graphit, MoS₂, TiS₂/ WS₂, Glimmer, TaHk sowie Kombinationen davon umfaßt,und durch ein Bindemittel aus einer TFE-Dispersion oder Stärke in Kombination mit dem anorganischen Schmiermittel.
10. Dichtungspackung nach Artspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel dispergiertes Graphit und das Bindemittel dispergiertes TFE ist.
11. Dichtungspackung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil von Graphit in der Kombination 60 bis 90 Gewichtsprozent beträgt.
12. Dichtungspackung nach Anspruch 5 gekennzeichnet durch ein Imprägniermittel, bestehend aus im wesentlichen 0. bis 100 Prozent dispergiertem TFE, wobei der Rest dispergiertes Graphit ist.

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13. Dichtungspackung gekennzeichnet durch einen Kern aus billiger organischer Faser, einer ersten geflochtenen Ummantelung aus glasartiger Paser um den Kern und einem Imprägniermittel, bestehend aus 50 bis 95 Gewichtsprozent dispergiertem Material, das aus der Materialgruppe ausgewählt ist, die Graphit, MoS, TiS, WS, Talk und Glimmer umfaßt, und aus 5 bis 50 Gewichtsprozent dispergiertem Polytetrafluoräthylen oder Stärke, wobei die glasartige Faser aus der Gruppe der Fasermaterialien gewählt ist, die Glasfasern mit chemischer, mechanischer oder elektrischer Spezifikation, sowie Quarzfasern und Keramikfasern umfaßt, und die organische Faser aus der Gruppe gewählt ist, die Fasern aus Jute, Flachs, Hanf, Baumwolle, Ramie, Polyamid, Rayon, Polyäthylen und Polypropylen umfaßt.
14. Dichtungspackung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine geflochtene zweite Ummantelung aus organischen Fasern über der ersten geflochtenen Ummantelung aus glasartigen Fasern, wobei die organische Faser der zweiten Ummantelung aus der Gruppe von Fasermaterialien gewählt ist, die Fasern aus Polytetrafluoräthylen, Aramid, Graphit und Kohlenstoff umfaßt.
15. Dichtungspackung gekennzeichnet durch einen Kern aus einer billigen organischen Faser und einer geflochtenen Ummantelung um den Kern, wobei die organische Faser aus der Gruppe der Fasermaterialien gewählt ist, die Fasern aus Jute, Flachs, Hanf, Baumwolle, Ramie, Polyamid, Rayon, Polyäthylen und Polypropylen umfaßt; und die geflochtene Ummantelung aus Strängen gebildet ist, die jeweils aus glasartigen und Aramidfasern be-

steht, die aufeinandergelegt, verdreht oder miteinander versponnen sind, wobei der Gehalt an Aramidfasern 2 bis 50 Gewichtsprozent ausmacht.
16. Dichtungspackung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß diese weiter aufweist ein Schmiermittel, das aus der Gruppe der Materialien ausgewählt ist, die Graphit, MoS₂/ ^WS9' ^TiS2' ^{Talk und} Glimmer umfaßt, sowie ein Bindemittel aufweist, das aus dispergiertem Polytetrafluoräthylen oder Stärke besteht.
17. Dichtungspackung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Bindemittel zu Schmiermittel bei 5 : 95 bis 50 : 50 liegt.
18. Dichtungsmaterial für stationäre Dichtungen gekennzeichnet, durch eine geflochtene Ummantelung aus organischer und glasartiger Faser, wobei die organische Faser hauptsächlich die Anpassungsfähigkeit der Dichtung vorsieht und die glasartige Faser die Dichtung gegen Innendruck verstärkt und wobei die Ummantelung mit einem Element aus der Materialgruppe imprägniert ist, die dispergiertes Polytetrafluoräthylen (TFE) oder Stärke umfaßt.
19. Dichtungsmaterial nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Faser eine Polytetrafluoräthylenfaser, Aramidfaser, Polyäthylenfaser, Polypropylenfaser oder Polyamidfaser ist und daß es sich bei der glasartigen Faser um eine Glasfaser mit elektrischer, chemischer oder mechanischer Spezifikation handelt.
20. Dichtungsmaterial nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung eine gefloch-

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tene Basisummantelung aus glasartiger Faser und eine äußere Ummantelung aus organischer Faser über der Basismantelung umfaßt und daß das Imprägniermittel bei sämtlichen Ummantelungen vorhanden ist.
21. Dichtungsmaterial nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß weiter eine innere Ummantelung aus organischer Faser in der Basisummantelung aus glasartiger Faser vorgesehen und das Imprägniermittel bei sämtlichen Ummantelungen vorhanden ist.
22. Dichtungsmaterial nach Anspruch 18, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung Stränge aufweist, wobei jeder Strang aus miteinander verdrehten, versponnenen oder aufeinandergelegten glasartigen und organischen Fasern besteht.
23. Dichtungsmaterial nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von glasartiger Faser zu organischer Faser in der Ummantelung bei 5 : 95 bis 95 : 5 liegt.
24. Dichtungsmaterial nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung Stränge aus anorganischen und organischen Fasern umfaßt, die verdreht, versponnen oder aufeinandergelegt sind.
25. ' Dichtungsmaterial nach Anspruch 18, dadurch g e kenn zeichnet, daß die Ummantelung Stränge aus anorganischen Fasern alleine und Stränge aus organischen Fasern alleine umfaßt.