DE3239834A1

DE3239834A1 - Gleitringdichtung

Info

Publication number: DE3239834A1
Application number: DE19823239834
Authority: DE
Inventors: Jakov S. Moskva Gaft
Original assignee: VNI K I T I GIDROMASINOSTROENI
Current assignee: VNI K I T I GIDROMASINOSTROENI
Priority date: 1982-01-07
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1983-09-01
Also published as: FR2519400B1; DE3249851C2; DE3239834C2; FR2519400A1

Description

- 2/7\ October 1982

P 91 229

BESCHREIBOTG

Sie vorliegende Erfindung bezieht sich auf abdichtende Einrichtungen und betrifft insbesondere eine Gleitringdichtung»

Besonders erfolgreich kann die vorliegende Erfindung zur Abdichtung einer Drehwelle von Hydraulikpumpen und Turbinen verwendet werden«.

Die erfindungagemasse Gleitringdichtung kann auch zur Abdichtung einer Drehwelle an der Stelle ihres Austritts aus Behaltern mit Gasen und Flüssigkeiten verwendet werden*

Die Wirksamkeit und Langlebigkeit von Hydraulikpumpen , Turbinen, Chemieanlagen sowie einer Beine anderer Gruppen von Ausrüstungen hangen wesentlich von einer Weilendichtung ab«. "

Eine Gleitringdichtung ist gegenwartig eine besonders Vollkommene Wellendichtung· Dies wird durch einen guten hermetischen Abschluss uad die Langlebigkeit dieser Dichtung j durch deren automatische -Wirkong und auch dadurch erklärt, dass sie fähig ist, den hohen Druck des abzudichtenden Mediums zu halten# Infolgedessen ersetzen Gleitringdichtungen immer mehr radiale Wellendichtungen mit einer Stopfbuchsenpackung»

'Eine Gleitringdichtung ist jedoch ziemlich kostspielig, fur ihre Auswechslung ist eine Auseinandernähme des gesamten Aggregats erfoderlichi Das schrankt die Verwendung der Gleitringdichtungen in Hydraulikmaschinen der Massenund Großserienfertigung ein*

Im Zusammenhang damit ist säZ» dan !Problem der JSn twicklung einer billigen Gleitringdichtung,, deren Auswechslung keine Auseinandernähme des Aggregate erfordert, sehr aktuell»

Bs ist eine Gleitringdichtung bekannt (s.z.B· GB-Patentschrift Br.1111615, IPCi¹Io₁ 315/5^)» welche eine Gleitpaarung enthalt_f in der als Elemente eine ringförmige Stopfbuchsenpackung und ein steifer Ring Terwendet sind.

Die ringförmige Stopfbuchsenpackung befindet sich in einem Sitz einer axial beweglichen abgefederten Passung,

die im Gehäuse angeordnet ist. Die aus dem Sitz der axial beweglichen Passung herausragende Stirn der ringförmigen Stopfbuchsenpackung ist an die ihr zugewandte Stirn des steifen Rings angedruckt· Der steife Ring ist auf der Welle fixiert und in bezug auf sie abgedichtet.

Diese Gestaltung der Gleitringdichtung reduziert wesentlich ihre Kosten und ermöglicht die AuS¹We chslung des sohneliverschleissbaren Elements der Gleitpaarung - der Stopfbuchsenpackung, ohne das gesamte Aggregat auseinandernehmen zu müssen. jedoch

Die bekannte Dichtung kannjein flussiges Medium unter Druck uicht zuverlässig abdichten, da die ringförmige Stopfbuchsenpackung über eine niedrige Steife verfugt, die bauliche Gestaltung der axial beweglichen Passung aber unter der Einwirkung des Mediumdrucks zu deren Abdrucken vom steifen Ring sowie zum Undichtwerden der Dichtung fuhrt. Deshalb hat sie keine breite praktische Anwendung gefunden·.

Ss ist eine Gleitringdichtung bekannt (a* z*B· SU-Urheberschein Ifr.9i8607i IPC 3Ί6, 315/3^), welche eine Gleitpaarung enthält, in der als Elemente eine ringförmige Stopfbuchsenpackung und ein steifer Ring dienen· Der steife Ring hat die Porm einer zylinderformigen Buchse, die in Richtung der ringförmigen Stopfbuchsenpackung offen ist.

Der genannte steife Hing ist auf einer Drehwelle hermetisch aufgestellt und bezuglich dieser fixiert. Die ringförmige Stopfbuchsenpackung ist in einer zylinderformigen Stecköffnung untergebracht, die in der Stirn einer axial beweglichen Passung ausgeführt ist» Die axial bewegliche Passung ist in einer zylinderformigen öffnung des Gehäusedeckeis aufgestellt und in bezug auf diesen abgedichtet.

Der Innendurchmesser der zylinderformigen Aussenwandung des Sitzes, d.h. der Wandung mit dem grössten Durchmesser, übertrifft den Durchmesser der zylinderformigen Oberfläche der Passung, die im Gehäusedeckel aufgestellt ist.

Zur Verhinderung von Winkelverschiebungen der axial beweglichen Passung bezüglich des GehäusedeckeIs unter der Einwirkung von Reibungskräfte¹¹ gibt es Lenker, die im Gehäusedeckel fixiert sind und in entsprechende Futen der axial beweglichen Passung eingehen. Der Sitz ist so ge-

-v5 -

staltetj dass der steife Ring in diesen in Richtung längs der Wellenachse mit geringen Radialspielen bis zum Anschlag an die Stopfbuchsenpaclrung eingeht«, Der steife Ring überdeckt nahezu den Sitz und bildet ein fast geschlossenes Yolumenι wodurch die Belastbarkeit der Gleitpaarung erhöht werden kann»

Diese Gestaltung der Dichtung erfordert fur die regelmassig durchzuführende Auswechslung der ringförmigen Stopfbuchsenpackung eine ziemlich grosse Axialverschiebung des GehäusedeckeIs sowie der axial beweglichen Fassung, d.h. eine umfangreiche Bedienungezone» Das beschrankt die Möglichkeit einer breiten Anwendung dieser baulichen Gestaltung der Dichtung in dem Falle® wenn minimale axiale Bauma/3 e des Aggregats nötig sind»

Die Notwendigkeit einer ziemlich häufigen Auswechslung der Stopfbuchsenpackung, die den Betrieb der Gleitringdichtung erschwert, entsteht bei erhöhtem Unrundlauf der Welle und einer Hichtkoaxilitat des Gehäuses des Aggregats mit der Welle* Geringe Radialspiele zwischen dem steifen Ring und den zylinderförmigen Wandungen des Sitzes der axial beweglichen Fas stag fuhren zu deren Yerschleiss, der ein Herausdrücken der ringförmigen Stopfbuchsenpackung in das wahrend des Betriebs erweiterte Radialspiel zur Folge hat. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtung zu entwickeln, in der eine axial bewegliche Passung mit einem ringförmigen Sitz sowie ein steifer Ring so aufgestellt sind, dass dadurch minimale AxialabmessuBgen der Zone geWahrleistet werden, welche im Aggregat zur Aufstellung und Bedienung der Gleitringdichtung

μ und
benotigt wird j die bauliche Anordnung und der Betrieb der Axialdichtung vereinfacht sind»

zur Abdichtung einer Welle Diese Aufgabe wird durch eine GIeitringdichtungTbe-

züglich des Gehäuses gelöst, welche eine Gleitpaarung enthalt, deren Elemente eine koaxial zur Welle angeordnete ringförmige Stopfbuchsenpackung, welche in einem Sitz einer abgefederten axial beweglichen Fassung untergebracht ist, sowie ein ebenfalls koaxial zur Welle angeordneter steifer Ring sind, der im Sitz der axial beweglichen Fassung

-βία Richtung längs der Achse der Welle bis zum Anschlag an die Stopfbucheenpackting eingeht und nahezu den Sitz überdeckt, wobei das eine .Element der Gleitpaarung mit der Welle und das andere mit dem Gehäuse hermetisch verbunden sind, wobei, erfindungsgemäss, die hermetische Terbindung mit der Welle des einen Elements der Gleitpaarung, das die Stopfbuchsenpackung ist, durch Anordnung der axial beweglichen Fassung auf der Welle verwirklicht ist und als andere⁵Element der Gleitpaarung, welches mit dem Gehäuse hermetisch verbunden ist, der steife Ring dient.

Dadurch, dass die axial bewegliche Fassung mit der ringförmigen Stopfbuchsenpackung auf der Welle angeordnet ist, werden im Aggregat, in dem die erfindungsgemässe Gleitringdichtung verwendet wird, minimale Achsenabmessungen der

X5 Zone erreicht, welche zur Bedienung der Gleitringdichtung notig sind·

Das wird dadurch erreicht, dass die axial bewegliche Passung unter der Einwirkung einer die Rolle eines Ausstossers spdelenden Feder aus dem Gehäuse nach der Abnähme des Deckels des Gehäuses leicht ausschiebber ist.

Das Herausschieben der axial beweglichen Fassung aus dem Gehäuse in Verbindung damit, dass sein Sitz an der Seite des Deckels des Gehäuses offen gestaltet ist, ermöglicht die Vereinfachung der Bedienung, die Herausnahme der abgenutzten und die Aufstellung einer neuen ringförmigen Stopfbuchsenpackung bei minimaler Achsenverschiebung des Deckels des Gehäuses. Das gewahrleistet z.B. die Verwendung der vorliegenden Erfindung in den besonders gebräuchlichen Kreiselpumpen gemäss ISO 2858, wo der Achsenabstand, um welchen der Deckel des Gehäuses verschoben werden kann, begrenzt ist. Bs sei darauf hingewiesen, dass die Reduzierung der Achsenabmessung der zur Unterbringung und Bedienung der Gleitringdichtung erforderlichen Zone die Herabsetzung der Masse sowie die Erhöhung der Betriebsdaten einer Hydraulikpumpe, Turbine bzw. eines anderen Aggregats ermöglicht, wo sie verwendet wird.

Ausserdem wird die bauliche Gestaltung der Gleitringdichtung vereinfacht, da der steife Ring mit dem Deckel des

Gehäuses als ein Ganzes gestaltet werden kann.

Es ist vorteilhaft, dass der steife Hing mit dem Gehäuse mit Möglichkeit seiner Verschiebung bezuglich des Gehäuses in Radialrichtung verbunden ist,.um den steifen Ring bezuglich der Achse der Welle zentrieren zu können.

Eine derartige Verbindung gewährleistet einen Ausgleich des Schiagens der Welle und der Wichtkoazialität der Welle und des Gehäuses. we.lche bei einer starren Verbindung des

„ » eine «

steifen Rings bezüglich des Gehäuses {unerwünschte Erweiterung der Radialspiele zwischen dem steifen Ring und dem Sitz der axial beweglichen Fassung infolge deren Abnutzung hervorrufen.

Es ist günstig,, wenn die Oberfläche der Welle als eine der Wandungen des Sitzes der axial beweglichen Fassung dient.

Eine derartige bauliche Gestaltung gewahrt die Möglichkeit, auf eine zusatzliche dichtung zu verzichten, welche die axial bewegliche Passung bezüglich der Welle abdichtet. Diese Gestaltung ermöglicht ausserdem die Ver-Wendung der erfindungsgemassen Gleitringdichtung bei hohen Temperaturen des abzudichtenden Mediums, wenn die Verwendung von Gummi- und Teflonringen zur Abdichtung der axial beweglichen Fassung bezüglich der Welle erschwert ist.

Die Gewährleistung eiaer minimalen Heibwag bei Ver-Schiebung der axial beweglichen Fassung ist eine Bedingung fur/normale Arbeit der Gleitringdichtung« Wie Versuche gezeigt haben, wird bei Gestaltung der Gleitringdichtung mit einer Stopfbuchsenpacirang„ die mit der Welle in Berührung steht, in einer Heihe von Betriebezuständen und bei einigen Stoffen eine Verschlechterung der Beweglichkeit der ringförmigen Stopfbuchsenpackung bezüglich der Welle beobachtet«

Es wird auch empfohlen, im Sitz der axial beweglichen Fassung einen Ring unterzubringen, der auf der Welle frei aufgesetzt ist, wobei die eine Stirn des Ringes am Boden des Sitzes anliegt / die andere Stirnseite einen bestimmten Abstand von der ihr zugewandten Oberfläche des steifen Rings einhält.

Bei dieser Gestaltung wird die Berührungsfläche der Stopfbuchsenpackung mit der Welle vermindert, was bei Beibehaltung der Grosse des spezifischen Drucks der Stopfbuchs enpackung auf die Welle die Reibungskräfte verringert. Dadurch wird die Beweglichkeit der axial beweglichen Passung mit der ringförmigen Stopfbuchsenpackung verbessert. Das erhöht die Zuverlässigkeit und den hermetischen Abschluss der Gleitringdichtung.

Es wird empfohlen, dass der Boden des Sitzes der axial beweglichen Fassung, der quer zur Achse der Welle liegt,

X ti-L JL C-ifcii φφ

als[Oberfläche eines Kegels gestaltet wird, dessen Spitze auf der Achse der Welle liegt und dem steifen Ring zugewandt ist.

Eine derartige Gestaltung ermöglicht nicht nur die Reduzierung der Berührungsfläche der Stopfbuchsenpackung mit der Welle, sondern auch die Verminderung des spezifischen Drucks in der genannten Berührungestelle.

Die Verminderung des spezifischen Drucks wird dadurch erreicht, dass bei Berührung der kegelförmigen Oberflache des Bodens der Passung mit der ringförmigen Stopfbuchsenpackung eine Kraft entsteht, deren eine Komponente radial zur Oberfläche der Welle gerichtet ist.

Wird die radial bewegliche Passung bezüglich der Achse der Welle zentriert, so verringert sich der Verschleiss der anliegenden zylinderförmigen Oberflächen des Sitzes der axial beweglichen Passung und des steifen Rings. Da dieses Zentrieren jedoch durch zylinderförmige Wandungen des Sitzes zustandekommt, gibt es eine Berührung zwischen den Wandungen und dem steifen Ring.

Ss ist auch vorteilhaft, die Stirnfläche des steifen Rings, die auf der Stopfbuchsenpackung aufliegt, profiliert zu gestalten, um den steifen Ring bezüglich der Stopfbuchsenpackung zentrieren zu können.

Das Profilieren wird so verwirklicht, dass beim Eindrücken des steifen Rings in die ringförmige Stopfbuchsenpackunp; Kräfte entstehen, die den steifen Ring bezüglich

der drehbaren ringförmigen Stopfbuchsenpackung und folglich auch der Achse der Welle zentrieren»

Somit gewahrleistet die erfindungsgemasse Gleitringdichtung die Verringerung' der Abmessungen der Zone, die zu deren Aufstellung und Bedienung notig ist, die Verein-

des
fachung des Aufbauts und| Betriebs der Dichtung*

Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung konkreter Ausfuhrungsbeispiele unter Bezug auf Zeichnungen n'aher erläutert. Es ze igt s
JO Fig. 1 eine schematische Darstellung ^einererfindungsge-

«· im β»

massen Gleitringdichtung^ι Längsschnitt;

Fig. 2 eine Gleitringdichtung in einem Ausfuhrungsbeispieljbei dem ein steifer Hing mit dem Gehäuse mit der Möglichkeit seiner Verschiebung bezuglich des Gehäuses in

je, Radialrichtung verbunden ist^j^angsschnitt;

Fig β 3 eine Gleitringdichtung gemäß Fig. 2 in einem Ausfuhrungsbeispiel_s bei dem als Innenwandung des Sitzes der Fassung die Oberflache der Welle dient, Längsschnitt;

Fig,, 4 eine Gleitringdichtung gemäß Fig. 3 in einem Ausfuhrungsbeispiel ,bei dem im Sitz der axial beweglichen Fassung ein frei auf der Welle sitzender Hing angeordnet ist, im Längsschnitt;

Fig. 5 eine Gleitringdichtung gemäß Fig. 3 in einem Ausfuhrun gs bei spie I₉ bei dem äer Boden des Sitzes der Fassung, der quer zur Achse der Welle liegt, als kegel-

.. «« xni _M

formige Oberflache gestaltet ist|( Längsschnitt;

Fig. 6 eine Gleitringdichtung gemäß Fig. 2 in einem Ausfuhrungsbeispiel,be± dem die Oberfläche des steifen Rings, die dem Boden des Sitzes zugewandt ist und auf der Stopftrachsenpackung aufliegt, profiliert, land zwar

μ und

kegelförmig ι mit einer Spitze gestaltet ist, die auf der Achse der Welle liegt und zum Deckel des Gehäuses gerichtet ist, juangsschnitt;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Teils der

Gleitringdichtung gemäß Fig. 6, und zwar einer Gleitpaarung, der axial beweglichen abgefederten Fassung und der Welle in einem Ausfuhrungsbeispiel, bei dem die pro-

,(konvex) . filierte Oberflache des steifen Rings bauchig in Form eines Teils eines Torus ausgeführt ist, im Längsschnitt;

Pig. 8 eine Gleitringdichtung gemäß Fig. 7 in einem Ausführungsbtdspiel,bei dem die profilierte Oberfläche des steifen Rings in Form einer Fläche mit einem

ringförmigen Vorsprung gestaltet i st"!; ι Längsschitt;

Fig. 9 die Gleitringdichtung gemäß Fig. 7 in einem Ausführungsbeispiel mit profilierter Oberfläche des steifen Kings, die mit einer Ringnut im Mittelteil gestaltet ist,] Längsschnitt;

Fig. 10 die Gleitringdichtung gemäß Fig. 7 in einem Ausführungsbeispiel mit profilierter Oberfläche des steifen Rings, die konkav gestaltet und durch zwei koaxiale sich schneidende Kegelflächen gebildet ist,im Längsschnitt;

Fig. 11 eine schematiEChe Darstellung der Gleitringdichtung gemäß Fig. 3 in einem Ausführungs" beispiel mit profilierter Oberfläche des steifen Rings, die in Form einer Segelfläche mit einer Spitze gestaltet ist, die auf der Achse der Welle liegt und zur axial beweglichen Fassung gerichtet ist, j Längschnitt.

Die erfindungsgemässe Gleitringdichtung ist zur Abdichtung einer Welle 1 (Fig. 1) bezüglich eines Gehäuses 2 bestimmt.

Das Gehäuse 2 besitzt einen in bezug auf ihn durch ein beliebiges bekanntes Verfahren abgedichteten Deckel 3, der senkrecht zur Achse 4 der Welle 1 liegt und in dem ei" ne Mittelöffnung angebracht ist, durch welche die Welle 1 durchgeht.

Auf dem Deckel 3 des Gehäuses 2 ist ein Ansatz 5 vorgesehen, der den Deckel bezüglich der zylinderförmigen Innenfläche der Wandung 6 des Gehäuses 2 zentriert. Die Gleitringdichtung enthält eine Gleitpaarung, deren Elemente eine ringförmige Stopfbuchsenpackung 7 und ein steifer Ring 8 sind, die sich im Gehäuse 2 koaxial zur Welle 1 befinden.

Auf der Welle 1 ist eine axial bewegliche Fassung 9 aufgesetzt. In der Fassung 9 ist ein ringförmiger Sitz 10 zur Unterbringung der Stopfbuchsenpackung 7 angebracht, welcher in Richtung des Deckels 3 offen ist. Die Fassung 9

BAD ORIGINAL

besitzt eine ringförmige Verlängerung 11, die sich auf der Fläche-der 'felle 1/links in Pig. 1 erstreckt. .Auf die ringförmige Verlängerung 11 ist eine Feder 12 aufgesetzt, die zur Gewährleistung einer axialen Verschiebung der Fassung 9 bestimmt ist« Mit der einen Stirn stösst die Feder 12 an die Fassung 9₉ mit der anderen auf ein durch ein beliebiges bekanntes Verfahren auf der Welle 1 starr fixiertes ringförmiges Teil 13« Die Fassung 9 ist bezüglich der Welle 1 mittels eines Dichtrings 14 abgedichtet,

welcher in einer Hut der Fassung 9 montiert

ist, die an der Oberfläche der Welle 1 anliegt. In der ringförmigen Verlängerung 11 der Fassung 9 ist eine Längsnut 15 angebracht j in die ein Zylinderstift 16 eingreift, der auf der Welle 1 befestigt ist· Der steife Ring 8 geht in den Sitz 10 der Fassung 9 in Richtung längs der j&chse 4 der Welle 1 bis zum Anschlag an die Stopfbuchsenpackung 7 einJ)abei überdeckt der steife Ring 8 nahezu den Sitz 10 der Fassung 9. Der steife Ring 8 ist mit dem Deckel 3 des Gehäuses 2 hermetisch verbunden,, er kann mit ihm als ein Ganzes gestaltet sein.

Eine derartige Verbindung der Elemente der Gleitpaarung· der Stopfbuchseapackung 7 mit der Welle 1 und des steifen Rings 8 mit dem Gehäuse 2 ermöglicht die Gewährleistung minimaler axialer .Abmessungen der Gleitringdichtung und ihrer Bedienungsssone sowie die Vereinfachung ihres Betriebs, da die Feder 12 als ein Element dient, das die Fassung 9 aus dem Gehäuse 2 ausschiebt, •wenn der Deckel 3 zur iuswechslung der Stopfbuchsenpaekung abgenommen wird« Die iuswechslung der Stopfbuchsenpaekung wird auch dadurch erleichtert, dass die Fassung 9 an der Seite des Deckels 3 des Gehäuses 2 offen ausgeführt ist. Die Gestaltung des steifen Rings 8 _als ein Ganzes mit dem Deckel 3 ermöglicht die Vereinfachung des Aufbaus der Gleitringdichtung.

In den Fällen, wenn eine FichtkoaxieHität der zylinderfÖrmigen Innenfläche ⁶ des Gehäuses 2 bezüglich der Welle existiert bzw. ein Unrundlauf der Welle 1 beobachtet wird, verwendet man eine Bauart gemäss der Fig. 2.

Die Gestaltung und Anordnung der Hauptelemente dieser

der

Gleitringdichtung sind den j ob enge schildert en und in Fig. 1 abgebildeten ähnlich, eine Ausnahme bildet ein steifer Hing 17. Der steife Ring 17 liegt an der Innenstirn eines Deckels 18 des Gehäuses 2 an.

Im steifen Ring 17 ist eine Ringnut

ausgeführt, in der ein Dichtring 19 montiert ist, welcher den steifen Ring 17 bezüglich des Deckels 18 abdichtet. Der steife Ring 17 ist mit dem Deckel 18 des Geha'uses 2 mittels Stifte 20 verbunden, die in Radialnuten 21 im steifen Ring 17 an der Seite eingreifen, die am Deckel 18 anliegt. Die Radialnuten 21 haben eine Länge und Breite, die eine Radialverschiebung des steifen Rings 17 bezüglich der Stifte 20 um eine Grosse gewährleiste , die der Grosse des Uhrundlaufs der Welle 1 bzw. ihrer Nichtkoaxdalität mit der zylinderförmigen Innenfläche 6 des Gehäuses 2 gleich ist.

Eine derartige Gestaltung ermöglicht die Beibehaltung minimaler Radialspiele zwischen den zylinderförmigen Seitenflächen der Wandungen des Sitzes Ί0 und dem steifen Ring 17, welche die Langlebigkeit der Gleitringdichtung bestimmen, was oben erläutert wurde·

,Wenn es notwendig ist, ein flüssiges Medium abzudichten, gegen das Gummi- bzw. Teflondichtringe unbeständig sind, die Ringe 14 sind z.B. bei

einer hohen Temperatur unbeständig, xmd auch um die Gestal" tung der Gleitringdichtung maximal zu vereinfachen, verwendet man eine Bauart gemäss der Fig. 3· Die Gestaltung

·, . j ,dieser Gleitrinadichtungs-. . , , der und Anordnung der Haupt elemente / HonstruStion sind dem/ obengeschilderten und in Fig. 2 abgebildeten ähnlich, eine Ausnahme bildet eine axial bewegliche Fassung 22. Die axial bewegliche Fassung 22 ist auf der Welle 1 mit einem geringen Spiel aufgesetzt. Der Sitz 23 in der Fassung 22 ist an der Seite der tfelle 1, die ihre Innenwandung bildet, offen gestaltet. Die im Sitz 23 untergebrachte ringförmige Stopfbuchsenpackung 7 zentriert die axial bewegliche Fassung 22 bezüglich der Welle 1.

Zur Erhöhung des hermetischen Abschlusses der Gleitringdichtung verwendet man eine Bauart gemäß Fig. 4-

BAD ORIGINAL

Gleitringdichtungskon-

Die Gestaltung und Anordnung der Haupt elemente dieser /

der

struktion sind deh| obengeschilderten und in Fig. 3 abgebildeten ähnlich. Ein Unterschied dieser Konstruktion besteht darin, dass auf der Welle 1 innerhalb des Sitzes 23 ein Ring 24 frei aufgesetzt ist» Sine Stirn 25 des Rings 24 steht mit dem Boden 26 des Sitzes 23 in Berührung. Die ^ Stirn 27 des Rings 24 hat einen bestimmten Abstand von der Stirn des steifen Rings 17, welcher mit der ringförmigen Stopfbuchsenpackung 7 in Berührung steht» Durch Verrincerung der Berührungsfläche der ringförmigen Stopfbuchsenpackung 7 mit der Welle 1 verringern sich die Reibungs" krä'fte« Dadurch wird eine wirkungsvollere Berührung der Stopfbuchsenpackung 7 mit dem steifen Ring 17 gewährleistet.

Bin anderes Ausfuhrungsbeispiel gemäss der Hg. 5 gewährleistet ebenfalls das Erreichen dieses Ziels.

_-._,_. , . _ dieser-Gleitringdichtungs-Die Gestaltung und Anordnung^,er Hauptelemente /

konstruktion sind den in Sig» 3 abgebildeten ähnlich, eine Ausnahme bildet die Gestaltung des Bodens 28 des Sitzes 23 der axial beweglichen fassung 22„ Der Boden 28 des Sitzes 23 liefet quer zur Achse 4 der Welle 1 und ist als Oberfläche eines Kegels gestaltet, dessen Spitze auf der Achse 4 der Welle 1 liegt und dem steifen Ring 17 zugewandt ist. .

. einer Zur Erhöhung der Betriebssicherheit/Gleitringdichtung wird eine Bauart gemäss der Jig. 6 verwendet. Die Gestaltung und Anordnung der "Haupt exemente ^konstruktion sind den der obengeschilderten und in Eig. 2 abgebildeten ä'hnlich. Ein Unterschied der Konstruktion besteht in der Gestaltung des steifen Rings 17. Seine Stirnfläche 29, die auf die ringförmige Stopfbuchsenpackung 7 stösst, ist profiliert, in diesem Fall in,Form eines Teils eines Kegels gestaltet,

jumaginare Spitze a

dessen / auf der Achse 4 der Welle 1 liegt und dem Deckel 18 des Gehäuses 2 zugewandt ist. Dadurch wird der steife Ring 17 bezüglich der Stopfbuchsenpackung 7 und folglich auch bezüglich der Achse"4· der Welle 1 zentriert.

Das Zentrieren des steifen Rings 17 j der drehbaren ringförmigen Stopfbuchsenpackung 7 beseitigt seine Berührung mit den Wänden des Sitzes 10. Das beseitigt

seinerseits den Verschleiss ihrer anliegenden zylinderförmigen !Flächen, der bei ihrer Berührung möglich ist, und erhält die Radialspiele zwischen den genannten

Flächen konstant.

Die gezeigte Ausführung der Profilierung ist techno" logisch gesehen einfach und gewährleistet einen maximalen Druck bei Berührung des steifen Rings 17 mit der ringförmigen ßtopfbuchsenpackung 7 an der Seite des abzudichtenden Mediums. Das ermöglicht die Gewährleistung einer zuverlässigeren Arbeit der Gleitringdichtung bei vorhandenen Schleifteilchen.

Zur Erhöhung des hermetischen Abschlusses der Gleitringdichtung bei Beibehaltung von Vorteilen, die durch das

. !bezüglich .

Zentrieren des steifen Rings / der ringförmigen Stopfbuchsenpackung geschaffen werden, wird eine Bauart gemäss der Fig. 7 vpr^schlagen. Die Gestaltung und Anordnung der

dieser Gleitringdichtung der . . .

Hauptelementej sind denj obengeschilderten und m Fig. 2

und 6 abgebildeten ähnlich. Bin Unterschied der Konstruktion besteht darin, dass eine profilierte Stirnfläche 35O des. steifen Rings 17, die in die ringförmige Stopfbuchsenpackung 7 eingedrückt wird, bauchig in Form eines Teils eines Torus gestaltet ist. Eine derartige Gestaltung macht es möglich, dass in der Gleitpaarung ein grosserer spezifischer Druck erzeugt wird ohne die Gefahr, dass die ringförmige Stopfbuchsenpackung 7 in die Radialspiele zwischen dem steifen Ring 17 und dem sitz 10 der axial beweglichen Fassung 9 herausgedrückt wird.

Zur' Gewährleistung eines hohen hermetischen Abschlusses und der Langlebigkeit der Gleitringdichtung bei der Abdichtung von Medien mit SchleifteiIchen wird eine Bauart gemäßs der Fig. 8 vorgeschlagen· Die, Gestaltung und ⁰ ° dieser Gleitringdichtung

Anordnung der Hauptelemente/sind den obengeschilderten und in Fig. 2 und 6 abgebildeten ähnlich.

Ein Unterschied dieser Konstruktion besteht darin, dass eine profilierte Stirnfläche 3>1 des steifen Rings 17 in Form einer Fläche mit einem ringförmigen

Vorsprung 32. gestaltet ist, der koaxial zu den zylinderförmigen Seitenflächen des steifen Rings 17 liegt, die

BAD ORIGfMAL

in den Sitz 10 der axial beweglichen Fassung 9 eingehen.

Der ringförmige Vorsprung 32 wird in die ringförmige Stopfbuchsenpackung 7 eingedrückt und ge" wa'hrleistet dadurch das Zentrieren des steifen Rings 17. In Fig. 9 ist eine Konstruktion einer Gleitringdichtung abgebildet, in der die Gestaltung und Anordnung der Haupt-

elemente den/obengeschilderten und in Fig. 2₉6_?7 und 8 ab-. Gleitri,ngdi(#itungen ^_._ττ. ,·-,-,· ~ α. -υ. · gebildeten/ahnlxch sind. Ein Unterschied dieser Konstruktion besteht in der Profilierung der Stirnfläche 33 des steifen Rings 17. Die Stirnfläche 33 ist in Form einer Fläche mit einer Ringnut 34· in ihrem Mittelteil gestaltet. Die Ringnut 34, in die die ringförmige Stopfbuchsenpackung 7 eingedrückt wird, gewährleistet das Zentrieren des steifen Rings 17. Die vorhandene Ringnut 34 schafft bessere Bedingungen fur die Schmierung der Gleitpaarung, wodurch die Lebensdauer der Gleitringdichtung erhöht wird.

In. Fig. 40 ist eine Konstruktion einer Gleitringdichtung

abgebildet, in der die Gestaltung und Anordnung de^r Hauptder ο .Glextringdxchtungen .

elemente deniin Fig. 2,o,7₉8 und 9 abgebildetenI ähnlich sind !in Unterschied der Konstruktion besteht darin, dass die profilierte Stirnfläche 35 des steifen Rinps 17 eingeschnitten gestaltet und durch zwei sich schneidende Kegelflächen gebildet ist, deren Achsen mit der Achse des steifen Rings zusammenfallen.

Eine derartige Gestaltung der Fläche 35 gewährleistet ein gutes Zentrieren des steifen Rings 17 bezüglich der ringförmigen Stopfbuchsenpackung 7, verringert die Gefahr ihres Herausdrückens in das Radialspiel zwischen dem Sitz 10 und dem steifen Ring 17; technologisch gesehen lässt sie sich einfach verwirklichen«.

In Fig. 11 ist eine Konstruktion einer Gleitringdichtung abgebildet, in der die Gestaltung und Anordnung der Hauptelemente denSbengeschilderten und in Fig. 3 abgebildeten ,Gleitoringdiphtung . . . .

/ahnlich sind. Bin Unterschied dieser Konstruktion besteht darin, dass die profilierte Fläche 36 des steifen Rings 17

in Form eines Teils eines Kegels aestaltet ist, dessen auf der

imaginäre Spitze /Achse Λ der Welle 1 liegt und zur axial beweglichen Fassung 22 gerichtet ist. Neben der Zentrierwirkung des steifen Rings 17 bezüglich der ringförmigen

BAD ORIGINAL

Stopfbuchsenpackung 7 wird dabei zusätzlich eine Verminderung der Reibungskräfte der ringförmigen Stopfbuchsenpackung 7 auf der Welle 1 erreicht. Die Verminderung der Reibungskräfte wird durch eine Verringerung der Berührungsfläche der ringförmigen Stopfbuchsenpackung 7 mit der Welle 1 sowie der Grosse ihres spezifischen Drucks auf die Oberfläche der Welle 1 erreicht, d.h.es wird eine der oben geschilderten und mit der Konstruktion gemäss der Fig. 5 erzielbare ähnliche Wirkung erreicht.

Es ist auch die Gestaltung einer Gleitringdichtung gemäss den Fig. 3 und 11 in Verbindung mit einer beliebigen der angeführten Ausführungsbeispiele der profilierten Stirnfläche des steifen Rings 17/. Es ist auch die Verwendung anderer Ausführungsbeispiele der profilierten Stirnfläche des steifen Rings 17 unter der Voraussetzung möglich, dass sie ebenfalls die Möglichkeit gewähren, in der Gleitpaarung Radialkräfte zu erzeugen, die auf den radial beweglichen steifen Ring 17 einwirken und ihn auf der drehbaren ringförmigen Stopfbuchsenpackung 7 zentrieren.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Gleitringdichtung ist wie folgt.

Unter der Wirkung des Drucks des abzudichtenden

Mediums und der Feder 12 verschiebt sich die axial be-

_n . den . die Fassung

wegliche Fassung 9 in/Fig. 1,2,6,7,8,9,40 bzw./22 in Fig. 3,4,5,11 nach rechts. Die im Sitz 10 in Fig. 1,2,6, 7,8,9,40 bzw./<5 in Fig. 3,4,5,11 untergebrachte ringförmige Stopfbuchsenpackung 7 wird dabei an den steifen Ring 8 in Fig. 1 bzw./Π/in Fig. 2 bis 11 angedrückt. Ein hermetischer Abschluss der axial beweglichen Fassung 9 bezüglich der Welle 1 wird durch die Anordnung des Dichtrings 14 gewährleistet. Ein hermetischer Abschluss der axial beweg-' liehen Fassung 22 bezüglich der Welle 1 wird durch das Andrücken an die Welle 1 infolge einer .Query erf or mung der ringförmigen Stopfbuchsenpackung 7 gewährleistet. Die Unterbringung der Stopfbuchsenpackung 7 in einem praktisch geschlossenen Volumen gewährleistet eine hohe Belastbarkeit der Gleitpaarung.

Die Besonderheiten der Arbeitsweise und Anwendung

BAD ORIGINAL

der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemä'ssen Gleitringdichtung sind oben angeführt. Bei Auswechslung der ring-.förmigen Stopfbuchsenpackung 7 wird der Deckel 3 in Fig. 1 bzw. der Deckel 18 in 5ig. 2 bis 11 vom Gehäuse 2 getrennt und nach rechts verschoben. Dabei lässt sich

die axial bewegliche Passung 9 in Hg. 1,2,6,7,8^

die Fassung .

bzw ./22 in KLg. ^_f^,i?_f11 unter der Einwirkung der Feder 12 leicht nach rechts ausschieben. Das gewährleistet die einfache Herausnahme der alten und die Anordnung einer neuen ringförmigen Stopfbuchsenpackung 7 im Sitz 10 in

im Sitz

im Sitz
. ¹,²»⁶>7,8,9,10 bzw./23 in Fig. 2,3,4,5,11. Die minimal

erforderliche Achsenverschiebung des Deckels 3 in Fig. 1 kzw^/i^in^Fig. 2 bis 11 ist dabei der Breite der Stopfbuchsenpackung 7 gleich. Die Anordnung der Stopfbuchffenpeckung 7 im Sitz 10 bzw. 23 £_st der Anordnung der Stopfbuchsenpackung 7 in einerbekannt en Radialdichtung ähnlich. Bei Verbindung des Deckels 3 bzw. 18 mit dem Gehäuse 2 geht der steife Ring 8 bzw. 17 automatisch in den Sitz \0 bzw. 23 ein,

Es wurde eine Reihe von "Versuchsmustern der erfindungsgemä'ssen Gleitringdichtung hergestellt, die einer allseitigen Prüfung unterzogen wurden. Die Produktionskosten der Versuchsmuster sind nicht hoch. Die untersuchten Muster der erfindungsgemässen Gleitringdichtung nä'hern sich ihrer Langlebigkeit und dem hermetischen Abschluss nach den Gleitringdichtungen mit Gleitpaarungen aus harten La'ppringen,

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE

ZELLENTiN
ZWEIBRÜCKENSTR. 16
8OOO MÜNCHEN 2

Wsesojusnyj nautschno-issledowatelskij, 27. Oktober 1982

konstruktorskij i technologitscheskij

institut gidromaschinostroenija RZ/Os

Moskau /Sowjetunion P 91 229

GLEITRINGDICHTUNG
Patentansprüche:

zur Abdichtung einer Welle 1« Gleitringdichtung/ bezuglich eines Gehäuses (2),

welche eine Gleitpaarung enthalt, deren Elemente eine koaxial zur Welle (1) angeordnete ringförmige Stopfbucheernpackung (?)„ welche in einem Sitz (10) einer abgefederten axial beweglichen Passung (9) untergebracht ist, sowie ein ebenfalls koaxial zur Welle (1) angeordneter steifer Ring (8) sind, der im Sitz (10) der axial beweglichen Fassung

(9) in Sichtung fangs der Achse (4·) der Welle (1) bis zum Anschlag an die Stopfbuchsenpackung (7) eingeht und nahezu den Sitz (10) überdeckt, wobei das eine .Element der Gleitpaarung hermetisch mit der Welle (1) und das andere mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die hermetische Verbindung mit der Welle (1) des einen Elements der Gleitpaarung,, das als Stopfbuchsenpackung (7) dient, durch Anordnung der axial beweglichen Passung (9) auf der Welle (1) verwirklicht ist j als anderes Element der Gleitpaarung, welches mit dem Gehäuse (2) hermetisch verbun den ist, der steife Ring (8) dient»·

2» Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein steifer Ring (17) mit dem Gehäuse (2)mit der Möglichkeit seiner Verschiebung bezüglich des Gehäuses (2) in Radialrichtung zu seiner Zentrierung bezuglich der Achse (4-) der Welle (1) verbunden ist.

3. Gleitringdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Welle (1) als eine der Wandungen des Sitzes (25) einer axial beweglichen Fassung (22) dient.

4» Gleitringdichtung nach Anspruch 3, dadurch &-ekennzeichnet, dass im Sitz (23) der axial beweglichen Fassung (22) ein Ring (24) angeordnet ist, der auf die Welle (1) frei aufgesetzt ist, wobei dessen eine Stirn (25) am Boden (26) des Sitzes (23) anliegt^ujclie andere Stirn

(27) einen bestimmten Abstand von der ihr zugewandten Oberflache des steifen Eings (17) hat*

5. Gleitrin gdlchtung nach Anspruch 5« dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (28) des Sitzes (23) der axial beweglichen Fassung (22), der quer zur Achse (4) der Welle (1) liegt, als/Oberflache eines Kegels (28) gestaltet ist, dessen Spitze auf der Achse (4) der Welle (1) liegt und dem steifen Hing (17) zugewandt ist.

6. GIeitringdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (29r36) des steifen Rings (17), die auf der Stopfbuchsenpackung (7) aufliegt, derart profiliert gestaltet ist, daß der steife Ring (17) bezüglich der Stopfbuchsenpackung (7) zentriert wird.