DE3141512A1 - Gleit- und/oder gegenring einer gleitringdichtung - Google Patents
Gleit- und/oder gegenring einer gleitringdichtungInfo
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Description
- Gleit - und / oder Gegenring einer Gleitringdichtung.
- Die Erfindung betrifft einen Gleit - und / oder Gegenring einer Gleitringdichtung, insbesondere zum Einsatz unter relativ hohen Drücken, mit einer zur Aufnahme wenigstens eines elastischen Rollkörpers bestimmten kegeligen Umfangsfläche, wobei sich der Rollkörper im Einbauzustand zwischen der kegeligen Umfangsfläche und einer ebenfalls kegeligen korrespondierenden Umfangsfläche eines den Gleit - und / oder Gegenring aufnehmenden Maschinen - beziehungsweise Gehäuseteiles erstreckt.
- Durch das deutsche Gebrauchsmuster 6.607.175 ist unter anderem eine Gleitringdichtung der angesprochenen Gattung bekannt. Sie besteht aus zwei geometrisch gleichen Gleitrngen mit etwa L - förmigem Querschnittsprofil. Im Bereich ih'ver äußeren Umfangsfläche sind die Gleitringe zur Aufnahme eines elastischen Rollkörpers kegelig geformt. Im Einbauzustand der Gleitringdichtung erstrecken sich die elastischen Rollkörper im wesentlichen unter radialer Vorspannung zwischen den angesprochenen kegeligen Umfangsflächen und korrespondierenden, ebenfalls kegeligen Umfangsflächen zweier Stützringe, die in jeweils einer Aufnahmebohrung eines zugehörigen Maschinenteiles angeordnet sind. Infolge der kegelig geformten Flächenpartien werden die Gleitringe durch die im Einbauzustand vorgespannten Rollringe axial gegeneinander gedrückt. Die Dichtflächen der Gleitringe liegen dabei lediglich im radial äußeren Stirnflächenbereich aneinander und sind zum inneren Stirnflächenbereich hin konisch abfallend ausgebildet. In diesem konischen Teil sammelt sich das Schmiermittel, um eine möglichst dauerhafte Schmierung im Dichtflächenbereich sicherzustellen.
- Gleitringdichtungen der angesprochenen Gattung - auch als Laufwerkdichtung bekannt - können, bedingt durch ihre Bauweise, lediglich zur Abdichtung in solchen Systemen verwendet werden, wo der maximal im Medium auftretende Druck eine gewisse Höhe ( ca. 10 bar ) nicht überschreitet. Die elastischen Rollkörper bilden bei Druckbeaufschlagung der Dichtung die Schwachstelle der gesamten Dichtung, da diese zum einen durch die einwirkenden, zum Beispiel hydraulischen Kräfte aus ihrer ursprünglichen und für die Dichtfunktion entscheidenden Position gedrückt werden. Zum anderen werden die Gleitringe in Schließrichtung zusätzlich hydraulisch über die höchst zulässige spezifische Flächenpressung belastet.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitring dichtung der angesprochenen Gattung dahingehend zu verbessern, daß sie zum einen universell sowohl bei geringen als auch bei hohen Mediumsdrücken einsetzbar ist und sich zum anderen der Gleit - und / oder Gegenring im DichtClächenbereich entsprechend den maximal auftretenden Drücken neutral verhält.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich zwischen dem Gleit - und / oder Gegenring und dem korrespondierenden Maschinen - beziehungsweise Gehäuseteil medienseitig, also auf der Seite des höheren Druckes, mindestens eine weitere Sekundärdichtstelle befindet. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß das teilweise unter sehr hohem Druck stehende Medium den Rollkörper in seiner Wirkungsweise nicht beeinflußt.
- Vorzugsweise befindet sich die Sekundärdichtstelle in dem der Dichtfläche zugewandten, im wesentlichen zylindrischen Utnfangsbereich des Gleit - und / oder Gegenringes. Durch die Ausbildung der Sekundärdichtstelle in diesem Bereich können bevorzugt unter Druck stehende Medien, die radial von außen auf den Gleit - und / oder Gegenring einwirken, wirkungsvoll abgedichtet werden.
- Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß befindet sich die Sekundärdichtstelle im der Dichtfläche abgewandten, im wesentlichen zylindrischen Umfangsbereich des Gleit - und / oder Gegenringes. Hiermit können bevorzugt Medien, die radial von innen auf das System einwirken, abgedichtet werden. Je nach Anwendungsfall kann es sinnvoll sein, die Sekundärdichtstelle im kegeligen oder einem anderen Bereich des Gleit - und / oder Gegenringes vorzusehen.
- Die Sekundärdichtstelle kann durch einen 0 - Ring gebildet werden, der vorzugsweise in einer umlaufenden Nut im zylindrischen oder einem anderen Bereich des Gleit - und / oder Gegenringes angeordnet ist. Natürlich besteht in diesem Rahmen auch die Möglichkeit, nicht den Gleit - und / oder Gegenring mit einer umlaufenden Nut zu versehen, sondern den 0 - Ring in einer Nut des korrespondierenden Maschinen - beziehungsweise Gehäuseteiles anzuordnen. Die Wirkungsweise des oder der Rollkörper würde dadurch nicht beeinträchtigt werden.
- Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß besteht die Möglichkeit, den zylindrischen Teil des Gleit - und / oder Gegenringes axial zu verlängern und in diesem Bereich eine Abstufung vorzusehen, welche den 0 - Ring dann aufnimmt.
- Vorzugsweise wirkt mit dem 0 - Ring ein metallischer Stützring zusammen, der auf der dem Rollkörper zugewandten Seite des 0 - Ringes angeordnet ist. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es, bedingt durch die Kontur des Gleit - und / oder Gegenringes, relativ schwierig, die im wesentlichen zylindrischen Bereiche, die mit der Sekundrdichtstelle versehen sind, in engen Toleranzen zu bearbeiten Um nun zu vermeiden, daß sich infolge von Druckeinwirkung der O - Ring in den radialen Spalt zwischen der zylindrischen Fläche des Gleit - und / oder Gegenringes und der korrespondierenden Umfangsfläche des Maschinen - beziehungsweise Gehäuseteiles quetscht und so die Wirkungsweise der ganzen Dichtung in Frage stellt, wird vorgeschlagen, in Abhängig keit von der Aufnahmebohrung einen relativ genau bearbeitbaren Stützring zu verwenden. Dieser ist beim Einsatz in einer umiaufenden Nut vorzugsweise an einer Stelle seines Umfanges aufgeschnitten und gegebenenfalls radial selbstspannend ausgebildet, um ihn so leicht montieren zu können.
- Es besteht weiterhin die Moglichkeit9 die Sekundärdichtstelle aus einem umlaufenden Gummiwulst zu bilden, der mit dem Gleit - und / oder Gegenring verbindbar ist, zum Beispiel durch Aufstecken, Ankleben oder Anvulkarlisieren. Der Wulst ist vorzugsweise als axialer Fortsatz des Gleit - und / oder Gegenringes ausgebildet und erfüllt die gleichen Bedingungen wie ein 0 - Ring. Die Art der Sekundärdichtstelle, ob sie nun durch einen 0 - Ring, einen Wulst oder durch andere Gummi körper gebildet ist, sollte von den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten der Aufnahmeteile für die Gleit -und / oder Gegenringe abhängig gemacht werden.
- Um ferner zu vermeiden, daß durch den anstehenden Druck im System der Gleit - und / oder Gegenring durch das Medium in Schließrichtung belastet und je nach Druckhöhe über die maximal zulässige spezifische Flächenpressung im Dichtflächenbereich beansprucht wird, wird vorgeschlagen, daß der relativ schmale Dichtbereich in Abhängigkeit von dem im Medium maximal auftretenden Druck verlagerbar ist, d. h. daß der verbleibende, nicht an der Abdichtung beteiligte Spalt mit steigendem Druck abnimmt. Bei höheren Drücken, die insbesondere radial von innen auf das jeweilige System einwirken, kann der Dichtflächenbereich in Kenntnis des maximal auftretenden Druckes bei der Herstellung der Dichtung so ausgelegt werden, daß sich die zum Beispiel hydraulisch beaufschlagten Flächen neutral verhalten, das heißt es verbleiben keine axialen Kraftkomponenten, die bestrebt sind, den Dichtflächenbereich zu öffnen und die Gleitringdichtung somit undicht zu machen. Eine bevorzugte Ausbildung des Dichtflächenbereiches bei Gleit - und / oder Gegenringen ist darin zu sehen, daß dieser Bereich etwa in Höhe der halben radialen Wandstärke angeordnet ist.
- Ein weiterer interessanter Anwendungsfall derartiger Dichtungen ist darin zu sehen, daß teilweise in Systemen Drücke auftreten, die über den maximal errechneten beziehungsweise bekannten liegen und somit die Gefahr besteht, daß die Gleitringdichtung beschädigt oder gar zerstört werden kann.
- In diesem Fall wirkt das für einen bestimmten Maximaldruck ausgelegte und sowohl statisch als auch dynamisch bestimmte System im Dichtflächenbereich wie ein Oberdruckventil, d. h.
- die Gleitringdichtung wird lediglich kurzfristig undicht, indem sie im Dichtflächenbereich öffnet, und nimnt ihre volle Dichtwirkung nach Absinken des Systemdruckes unter den maximal zulässigen Druck wieder auf.
- Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figuren 1 bis 6 Druckentlastete Gleit - und / oder Gegenringe in verschiedenen Ausführungsformen.
- Figur 1 zeigt eine Gleitringdichtung 1, die in Aufnahmebohrungen 2,3 eines nicht weiter dargestellten Hydromotors 4 eingebaut ist. Die Gleitringdichtung s besteht aus zwei geometrisch gleichen Gleitringen 5,6 ( oder Gleitring 5 und Gegenring 6 ). Diese weisen ein etwa L - förmiges Querschnittsprofil auf und sind im Bereich ihrer äußeren Umfangsfläche 7,8 kegelig geformt. Die die Gleitringe 5,6 aufnehmenden Bohrungen 2,3 sind in einem Teilbereich 9,10 ebenfalls kegelig gearbeitet. Radial zwischen den kegeligen Flächen 7,9 und 8,10 erstreckt sich unter Vorspannung jeweils ein elastischer Rollkörper 11,12. Die den Rollkörpern 11,12 aufgezwungene Spannung bewirkt, daß die Gleitringe 5,6 axial gegeneinander gedrückt werden, und zwar, wie es bei dieser Art Gleitringdichtung üblich ist, in einem relativ schmalen radialen Bereich 13. Das abzudichtende System 4 steht unter einem Mediumsdruck von zum Beispiel 30 bar, der radial von innen aus die Gleitring dichtung 1 einwirkt. Um zu vermeiden, daß durch den anstehenden Druck die Gleitringe 5,6 hydraulisch in Schließrichtung belastet und je nach Druckhöhe über die maximal zulässige spezifische Flächenpressung im DichtClächenbereich 13 beansprucht werden, sind die Dichtflächen 14,15 radial so verlagert ( in Richtung auf das abzudichtende Medium ), daß sich die beaufschlagten Flächen hydraulisch neutral verhalten. Um weiterhin zu vermeiden, daß bei Druckbeaufschlagung die Rollkörper 11,12 axial verschoben oder gar zerstört werden, und somit die Wirkungsweise der gesamten Gleitringdichtung 1 in Frage gestellt wäre, sind die beiden Gleitringe 5,6 mit jeweils einer Sekundärdichtstelle versehen. Dazu sind die Axialschenkel 16,17 der Gleitringe 5,6 axial verlängert und in ihren Endbereichen mit jeweils einer Abstufung 18,19 versehen. Die Sekundärdichtstelle ist durch 0 - Ringe 20,21 und Stützringe 22,23 gebildet, welche beide 20,22 und 21,23 auf den abgestuften Teilen 18,19 angeordnet sind. Aus fertigungstechnischen Gründen kann der zylindrische Teil 24 nicht sehr genau bearbeitet werden, so daß es vorkommen kann, daß der radiale Spalt zwischen der zylindrischen Fläche 24 und und den in diesem Bereich ebenfalls zylindrisch geformten Aufnahmebohrungen 2,3 so groß wird, daß das unter Druck stehende Medium die 0 - Ringe 20,21 in diesen Spalt drückt und somit die Funktion der Gleitringdichtung 1 beeinträchtigt.
- Um dies zu vermeiden, ist der jeweilige Stützring 22,23 den jeweiligen Aufnahmebohrungen 2,3 entsprechend genau bearbeitet und wird anschließend auf der den Dichtkörpern 11,12 zugewandten Seite der 0 - Ringe 20,21 angeordnet.
- In Figur 2 ist eine Gleitringdichtung 25 abgebildet, die ebenfalls aus zwei geometrisch gleichen Gleitringen 26,27 ( oder Gleitring 26 und Gegenring 27 ) besteht. ähnlich wie bei der in Figur 1 beschriebenen Gleitringdichtung 1 erstreckt sich zwischen der kegeligen Umfangsfläche 28 der Gleitringe 26,27 und der ebenfalls kegeligen Umfangsfläche 29 eines nicht weiter dargestellten Hydropumpen -Gehäuses 30 ein elastischer Rollkörper 31. Das unter einem Druck von zum Beispiel 40 bar stehende hydraulische Medium beaufschlagt die Gleitringdichtung in diesem Fall radial von außen. Um den Rollkörper 31 vor axialem Verschieben oder vor Zerstörung durch das unter Druck stehende Medium zu bewahren, ist der der Dichtfläche 32 zugewandte zylindrische Teil 33 des Gleit - 26 und / oder Gegenringes 27 axial verstärkt ausgebildet. In diesem zylindrischen Teil 33 ist eine umlaufende Nut 34 eingebracht, die einen 0 -Ring 35 und einen Stützring 36 aufnimmt. Letzterer ist an einer Stelle seines Umfanges aufgeschnitten, damit er in die Nut 34 eingesetzt werden kann.
- Figur 3 zeigt eine Gleitringdichtung 37, bei welcher der Gleitring 38 ähnlich dem Gleitring 5 in Figur 1 geformt ist. Im zylindrischen Bereich 39 des Axialschenkels 40 ist eine umlaufende Nut 41 eingestochen, die einen an einer Stelle seines Umfanges aufgeschnittenen und radial selbstspannenden Stützring 42 aufnimmt. Axial vor dem Stützring 42 ist ein 0 - Ring 43 auf dem zylindrischen Teil 39 vorgesehen, der ähnlich den bereits beschriebenen 0 -Ringen wirkt.
- Figur 4 ist ähnlich Figur 3 zu sehen. Der hier abgebildete Gleitring 44 ist in seinem der Dichtfläche 45 abgewandten Bereich 46 mit einem umlaufenden Gummiwulst 47 versehen der fest mit dem Gleitring 44, zum Beispiel durch Vulkanistation, verbunden ist und axial an einer korrespondierenden Gehäusewand 48 dichtend anliegt.
- In Figur 5 ist ein Gleitring 49 ähnlich dem in Figur 1 abgebildeten dargestellt, der gegen ein Pumpenrad 50 läuft. In seinem der Dichtfläche 51 abgewandten zylindrischen Bereich 52 ist der Gleitring 49 abgestuft 53 ausgebildet. Im Bereich der Abstufung 53 ist ein Gummiring 54 angeordnet, der sich zwischen der Fläche 53 und einer korrespondierenden Umfangs- fläche 62 eines nicht weiter dargestellten Pumpengehauses 63 erstreckt. Axial an dem Gummiring 54 ist eine Dichtlippe 64 angeformt, die mit einem Radialschenkel 65 des Gehäuses 63 zusammenwirt.
- Figur 6 zeigt eine Gleitringdichtung 55 ähnlich der in Figur 2 dargestellten. Der Gleit - 56 und / oder Gegenring 57 wird im Dichtflächenbereich 58 zylindrisch 59 ausgebildet.
- In diesem Bereich ist ein Rechteckring 60 in Abhängigkeit von dem radial von außen auf das System 55 einwirkenden Druck vorgesehen, um den Rollring 61 vor Verschiebung beziehungsweise Zerstörung zu bewahren, wobei der Rechteckring durch Vulkanisation fest mit dem zylindrischen Bereich 58 verbunden ist. Eine derartige Variante ist insbesondere bei Systemen einsetzbar, in welchen der Mediumsdruck vorzugsweise 10 bar nicht überschreitet.
Claims (12)
- Patentansprüche: Gleit - und / oder Gegenring einer Gleitringdichtung, insbesondere zum Einsatz unter relativ hohen Drücken, mit einer zur Aufnahme wenigstens eines elastischen Rolikörpers bestimmten kegeligen Umfangsfläche, wobei sich der Rollkbrper im Einbauztistand zwischen der kegeligen Umfangsflache und einer ebenfalls kegeligen korrespondierenden Umfangsfläche eines den Gleit - und / oder Gegenring aufnehmenden Maschinen - beziehungsweise Gehäuseteiles erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Gleit - ( 5,26,38,4'\,49,56 ) und / oder Gegenring ( 6,27,57 ) und dem korrespondierenden Maschinen - beziehungsweise Gehäuseteil ( 4,30,63 ) mediumseitig mindestens eine weitere Sekundärdichtstelle befindet.
- 2 . Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sekundärdichtstelle im der Dichtfläche ( 32,58 ) zugewandten, im wesentlichen zylindrischen Umfangsbereich ( 33,59 ) des Gleit -( 26,56 ) und / oder Gegenringes ( 27,57 ) befindet.
- 3 . Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sekundärdichtstelle im der Dichtfläche ( 13,51 ) abgewandten, im wesentlichen zylindrischen Umfangsbereich ( 18919939952 ) des Gleit - ( 5,38,49 ) und / oder Gegenringes ( 6 ) befindet.
- 4 . Gleitringdichtang nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- durch gekennzeichnet, daß die Sekundärdichtstelle aus einem 0 - Ring ( 20,21,35,43 ) gebildet ist.
- 5 . Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der 0 - Ring ( 32 ) in einer umlaufenden Nut ( 34 ) im zylindrischen Bereich ( 33 ) des Gleit - ( 26 ) und / oder Gegenringes ( 27 ) angeordnet ist.
- 6 . Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil ( 18 ) des Gleit - ( 5 ) und / oder Gegenringes ( 6 ) zur Aufnahme des 0 - Ringes ( 20,21 ) mindestens eine Abstufung aufweist.
- 7 . Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der 0 - Ring ( 20,21, 35,43 ) mit einem Stützring ( 22,23,36,42 ) zusamnienwirkt, der auf der dem Rollkörper ( 11,12,31 ) zugewandten Seite des 0 - Ringes angeordnet ist.
- 8 . Gleitringdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring ( 35,42 ) an einer Stelle seines Umfanges aufgeschnitten und radial selbstspannend ist.
- 9 . Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärdichtstelle aus einem umlaufenden Gunaniwulst ( 47 ) gebildet ist, der fest mit Gleit - ( 44 ) und / oder Gegenring verbunden ist.
- 10 . Gleitringdichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gummiwulst ( 47 ) als axialer Fortsatz des Gleit - ( 44 ) und / oder Gegenringes ausgebildet ist.
- 11 . Gleit - und / oder Gegenring einer Gleitringdichtung, insbesondere zum Einsatz unter relativ hohen Drücken, mit einer zur Aufnahme wenigstens eines elastischen Rollkörpers bestimmten kegeligen Umfangsfläche, wobei sich der Rollkörper im Einbauzustand zwischen der kegeligen Umfangsfläche und einer ebenfalls kegeligen korrespondierenden Umfangsfläche eines den Gleit - und / oder Gegenring aufnehmenden Maschinen - beziehungsweise Gehäuseteiles erstreckt und die Abdichtung zwischen Gleit -und Gegenring beziehungsweise zwischen Gleitring und einem korrespondierenden Maschinenteil, bezogen auf die radiale Wandstärke des Gleit - und / oder Gegenringes, nur in einem radialen, relativ schmalen Bereich stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen Gleit - ( 5,26,38,44,49,56 ) und Gegenring ( 6,27,57 ) beziehungsweise Gleitring und dem korrespondierenden Maschinenteil verbleibende Spalt mit steigendem Druck im abzudichtenden Medium abnimmt.
- 12 . Gleitringdichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Dichtbereich ( 13,45,51 ) etwa in Höhe der halben radialen Wandstärke des Gleit - ( 5,38,49 ) und / oder Gegenringes ( 6 ) erstreckt.
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