DE3300064A1 - Gleitringdichtung - Google Patents

Description

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KACO GmbH + Co. ^- A 37 477/bri

Rosenbergstr. 22
7I00 Heilbronn

Gleitringdichtung

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer -bekannten Gleitringdichtung dieser Art (DE-OS 25 31 7^9) ist der Gegenring in einem im Querschnitt L-förmig nach außen abgewinkelten Ende einer Hülse unter Zwischenlage einer Gununimanschette drehfest und mediums dicht eingepreßt. Die Hülse sitzt über ihre ganze Länge mit Preßsitz auf dem drehenden Maschinenteil. Die Anschlagbegrenzung ist durch das andere Ende der Hülse gebildet, das sich trichterförmig nach außen erweitert.

Die Hülse ist durch ihr den Gegenring aufnehmendes Ende, den relativ langen Hülsenteil und das erweiterte Ende konstruktiv aufwendig ausgebildet und daher teuer in der Herstellung. Auch die Montage des kompletten Gegenringes ist aufwendig, da drei Teile, nämlich Gegenring, Gummimanschette und Halte- -rüng, zusammengefügt werden müssen. Darüberhinaus müssen der Gummiring und der Gegenring gegenüber dem Hüls_enteil als auch zueinander genau ausgerichtet werden, damit die Gleitfläche des Gegenringes möglichst senkrecht zur Achse des drehenden Maschinenteiles liegt und die Planlaufabweächung.

der Gegenringgleitfläche möglichst klein gehalten werden kann. Wegen unvermeidlicher Pormabweichungen dieser Einzelteile und der zusätzlichen Lageabweichungen, die bei der Montage auftreten, ist es kaum möglich, die Gleitfläche des Gegenringes genau gegenüber dem drehenden Maschinenteil auszurichten, so.daß der Gegenring beim Drehen des Maschinenteiles einen Taumelschlag aufweist, durch den die Gleitring-

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dichtung einem frühzeitigen Verschleiß aufgesetzt ist. Außerdem kann die Gleitfläche des Gegenringes wegen der über die Gleitfläche hervorstehenden Hülse der Halterung nicht durch maschinelles Läppen nachgearbeitet werden. Falls die komplette Dichtungseinheit zu Kontrollzwecken oder für eine Nacharbeit geöffnet, d.h. der Gegenring von der Gleitringdichtung entfernt werden muß, muß die Hülse zerstört werden, so daß sie nicht erneut eingesetzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung dieser Art so auszubilden, daß bei geringen Herstellungskosten und nur einer geringen Zahl an Bauteilen der Gegenring in montagetechnisch einfacher Weise äußerst genau gegenüber dem drehenden Maschinenteil ausgerichtet werden kann, so daß ein Taumelschlag beim Drehen des Maschinenteiles vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Gleitring der gattungsbildenden Art mitten kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Da der Gegenring zwischen dem Gleitring und dem Gehäuse abgestützt ist, kann er unmittelbar auf das drehende Maschinenteil aufgepreßt werden. Dadurch können zusätzliche Halteteile für denGegenring entfallen. Durch den Wegfall dieser relativ teuren Teile und ihrer Verbindung mit dem Gegenring können erhebliche Kosten bei der Herstellung und der Montage der erfindungsgemäßen Dichtung eingespart werden. Der Wegfall eines Halteteiles hat ferner den Vorteil, daß dieses nicht mehr über die Gleitfläche des Gegenringes vorsteht, so daß diese im Bedarfsfalle, z.B. durch Läppen, Polieren od. dgl. maschinell einfach und schnell nachgearbeitet werden kann. Schließlich hat die erfindungsgemäße Dichtung auch eine äußerst hohe Dichtwirkung, da die

Gleitfläche des Gegenringes in ihrer senkrechten Lage zur Achse des drehenden Maschinenteiles ausgerichtet und dadurch die Planlaufabweichungen auf ein Minimum verringert werden können. Diese hängen nämlich nur noch von der Herstellungsgenauigkeit des Gegenringes ab, die sich nicht mehr mit Formfehlern und Lageabweichungen weiterer Teile addieren können.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschriebeR-r Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Hälfte einer erfindungsgemäßen Gleitringdichtung,

Fig. 2 ein Gehäuse der Dichtung in Draufsicht gemäß Pfeil II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IV in Fig.3,

Fig. 5 ein Federteller der Dichtung in Draufsicht gemäß Pfeil V in Fig. 1,

Fig. 6 einen Teil des Federtellers nach Fig. 5 im Axialschnitt,

Fig. 7', eine Ansicht in Richtung des Pfeils VII in Fig. 5

und

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform einer Gleitringdichtung in einer Darstellung entsprechend Fig. 1.

Die Gleitringdichtungen nach den Fig. 1 bis'8 dienen zum Abdichten eines ruhenden Maschinenteiles gegenüber einem drehenden Maschinenteil; vorzugsweise werden sie zur Abdichtung von Kühlmittelpumpen von Kraftfahrzeugen eingesetzt.

Die Gleitringdichtung nach den Pig. 1 bis 7 weist einen Gegenring 1, einen die Primärdichtung bildenden Gleitring und eine balgförmige Sekundärdichtung 3 auf, die in einem ringförmigen Gehäuse 5 angeordnet sind. Das Gehäuse 5 hat napfförmigen Querschnitt mit einer ringförmigen Innenwand 6 und einer geringfügig axial kürzeren und zur Innenwand etwa koaxialen Außenwand 2, die radial nach außen ragende Planschabschnitte 8a bis 8f aufweist (Fig. 2). Im Ausführungsbeispiel sind über den Umfang- der Außenwand 7 sechs mit gleichem Abstand hintereinander angeordnete Planschabschnitte vorgesehen, die jeweils gleich ausgebildet sind. DerXimfangsseitige Abstand zwischen einander benachbarten Planschabschnitten und die Dicke der Planschabschnitte sind vorzugsweise so gewählt, daß Eingriffsöffnungen für ein Werkzeug, z.B. einen Schraubenzieher, entstehen.'Dadurch ist es möglich, eine bereits in eine Pumpe eingebaute Gleitringdichtung ohne Spezialwerkzeug und unbeschädigt wieder aus der Pumpe auszubauen.

Das vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Gehäuse 2 wird mit Preßsitz dichtend in eine Ausnehmung des (nicht dargestellten) Maschinenteiles eingesetzt, während der Gegenring 1 drehfest und dichtend auf dem (ebenfalls nicht dargestellten) drehenden Maschinenteil, vorzugsweise einer Pumpenwelle einer Kraftfahrzeug-Kühlmittel-Pumpe, sitzt.

Die aus gummielastischem Werkstoff bestehende Sekundärdichtung 3 stützt sich mit einem Quersteg 9 eines im Axialschnitt (Fig. 1) etwa U-förmigen Endes 10 am Gehäuseboden 11 ab, während ihr anderes, etwa L-förmig radial nach· außen weisendes Ende 12 formschlüssig in einem im Querschnitt

ebenfalls etwa L-förmigen Federteller 13,liegt.

Am Federteller 13 und an einem auf dem Ende 10 der Sekundärdichtung liegenden, im Querschnitt ebenfalls etwa U-förmigen zweiten Federteller 1Ά stützt sich eine Druckfeder H mit ihren Enden 15» 16 jeweils ab. Mit der Druckfeder Jj wird der Gleitring 2 über die Sekundärdichtung 3 axial gegen den= Gegenring 1 gepreßt, so daß deren Gleitflächen 17, 18 ganzflächig aneinander liegen. Die Sekundärdichtung umgreift zu diesem Zweck den·. Gleitring 2 an der vom Gegenring 1 abgewandten Seite und an der radial äußeren Mantelfläche. Die Druckfeder 4 liegt zum Gegenr-ing 1, zum Gleitring 2 und zur Sekundärdichtung 3 koaxial.

Unmittelbar oberhalb der Flanschabschnitte 8a bis 8f und zwischen jeweils einander benachbarten Flanschabschnitten weist das Gehäuse 5 in Draufsicht gemäß Fig. 2 etwa U-förmige Aufnahmen 19a bis 19f auf, deren durch die Querstege 20a bis 2Of gebildete Außenfläche mit den radial außen liegenden Stirnflächen der Flanschabschnitte auf einer gemeinsamen, gedachten Zylindermantelfläche 21 liegen. Die radiale lichte Weite der Aufnahme 19a bis 19f ist etwa halb so groß wie ihre in Umfangsrichtung gemessene Länge. Die Aufnahmen erstrecken sich in axialer Richtung von den Flanschabschnitten 8a bis 8f aus bis über die Gleitfläche 17 des Gegenringes 1 (Fig. 1). Die Flanschabschnitte 8a bis 8f haben gemäß Fig. 1 kleineren axialen Abstand vom Gehäuseboden 11 als die Stirnseite 22 der Innenwand 6. Die Aufnahmen 19a bis 19f sind in Umfangsrichtung relativ breit und haben eine relativ große axiale Länge, so daß die Außenwand 7 trotz der Unterbrechung im Bereich zwischen Schenkeln'23a bis 23f und 24a bis 2*Jf

(Pig. 2) eine hohe Festigkeit und Formstabilität aufweist.

Die Aufnahme 19a bis 19f dienen zur Aufnahme' von Steckansätzen 25a bis 25f des Federt.ellers 13 (Fig. 5), die in Umfangsrichtung und in radialer Richtung im wesentlichen formschlüssig zwischen den Schenkeln 23a bis 23f und 24a bis 24f der Aufnahmen gehalten sind. Dadurch ist der Federteller 13 und damit die Sekundärdichtung3 gegen Verdrehen in ümfangsrichtung gesichert, so daß die Sekundärdichtung nicht tordiert werden kann. Außerdem gewährleistet die verdrehsichere Befestigung der Sekundärdichtung 3 im Gehäuse 5, daß derßleitring 2 einwandfrei gegenüber dem Gehäuse ausgerichtet ist. Die Steckansätze 25a bis 25f sind durch randoffene Ausnehmungen 26a bis 26f in einem radialen ringförmigen Schenkel 27 des Federtellers 13 voneinander getrennt. Wie insbesondere die Fig. 5 und 7 zeigen, haben die Steckansätze 25a bis 25f U-förmigen Querschnitt mit axial verlaufenden Schenkeln 28 und 29, deren radial innere Stirnseiten 30 und 31 abgeschrägt in den Schenkel 27 und dort in eine schräge Auflagefläche 32 für das Ende 12 der Sekundärdichtung 3 übergehen (Fig. 1 und 6). Wenn die Dichtung in axialer Richtung maximal zusammengedrückt ist, liegen die Steckansätze 25a bis 25f auf einer Stirnfläche 33 der Außenwand 7 auf, die mit einer/Oberseite J>k der Flanschabschnitte 8a bis 8f in einer gemeinsamen Radialebene liegt. Infolge der U-förmigen Ausbildung der Steckansätze 25a bis 25f wird die Flankenfläche vergrößert, ohne eine für Kunststoffe ungünstige Materialanhäufung zu erzeugen.

Wie insbesondere die Fig. 1 bis 3 zeigen, sind an der radialen Stirnfläche 33 der Außenwand 7 zwischen jeweils einander benachbarten Aufnahmen 19a bis 19f Zungen 35a bis 35f vorgesehen, die einstückig mit der Gehäusewand ausgebildet sind. Die Zungen 35a bis 35f verjüngen sich in Seitenansicht gemäß Fig. 3 trapezförmig nach außen und verlaufen in montiertem Zustand der Gleitringdichtung (Fig. 1) vorzugsweise unter

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einem Winkel von etwa 45° zur Gehäuseachs.d A radial nach innen geneigt. Die Zungen 35a bis 35f bilden eine Anschlagbegrenzung für den Gegenring 1 und damit den Gleitring 2. Der Gegenring 1 weist in seiner vom Gehäuseboden 11 abgewandten Hälfte eine radial äußere Konusfläche 37 auf, mit der er flächig an der Innenfläche 38 der Zungen 35a bis 35f (Fig. 1) anliegt. Die Zungen 35a bis 35f begrenzen eine Einführöffnung 39, deren lichte Weite in montierter Lage wesentlich kleiner ist als der maximale Außendurchmesser des Gegenringes 1. Die Länge der Zyngen ist etwa gleich der axialen Länge der Aufnahmen ISabis 19f. Die Zungen 35a bis 35f können zum öffnen der kassettenartigen Dichtung federnd nach außen gebogen werden, so daß beispielsweise der Gegenring 1 für Nacharbeiten und Kontrollzwecke entnommen werden kann. Der Gegenring sitzt mit seiner inneren Ringfläche ¹IO unmittelbar drehfest auf dem drehenden Maschinenteil. Seine Gleitfläche 17 ist nach der Entnahme aus dem Gehäuse 5 zugänglich und kann

daher äußerst einfach und schnell bearbeitet werden. Durch den Wegfall einer zusätzlichen Halterung und durch die einfache Ausbildung des im wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweisenden Gegenringes 1 kann dieser äußerst einfach und mit geringen Fertigungstoleranzen hergestellt werden. Da außer den geringen Formabweichung^auch keine Lageabveichungen durch Anordnung des Gegenringes in der Halterung auftiefcen können, kann der Gegenring genau senkrecht zur Achse des drehenden Maschinenteiles;ausgerichtet werden, so daß er beim Drehen iceinen^Taumelschläg aufweist und seine Gleitfläche 17 stets ganzflächig an der Gleitfläche 18 des Gleitringes 2 anliegt. Dadurch wird eine hohe Dichtwirkung sichergestellt. Schließlich ist auch der Gleitring 2 äußerst einfach ausgebildet; er hat länglich-rechteckigen

- ii -

Querschnitt und stützt sich mit seinen Schmalseiten 18 und 4l am Gegenring 1 und der Sekundärdichtung 3 ab. Wegen der beschriebenen einfachen Form können diese Teile einfach und daher mit geringen Kosten hergestellt werden. Da zudem das Gehäuse konstruktiv einfach ausgebildet ist und ohne Zerstörung geöffnet werden kann, können eventuelle Nacharbeiten am Gegenring oder Gleitring wegen der leichten Zugänglichkeit dieser Teile einfach und schnell durchgeführt werden. Dadurch können erhebliche Kosten eingespart werden, so daß die Gleitringdichtung äußerst kostengünstig hergestellt und montiert werden kann.

Die Ausfuhrungsform nach Fig. 8 unterscheidet sich von der .· Ausfuhrungsßrm nach den Fig. 1 bis 7 dadurch, daß die Zungen 35a' radial nach innen ragen und an einer ebenfalls radialen Schulterfläche 43 einer Ringschulter 44 des Gegenringes la liegen. Zwischen der Ringschulter 44 und der Gleitfläche 17a des Gegenringes la weist dieser eine an die Gleitfläche anschließende Ringfläche 45 auf, mit der der Gegenring la beim Einsetzen in das Gehäuse 5a längs der Zungen 35a gleitet und diese dadurch federnd nach außen drückt. Der Federteller 14a hat L-förmigen Querschnitt und ist mit 'seinem kürzeren Schenkel 46 in das Ende 10a der Sekundärdichtung 3a einvulkanisiert.

Auch bei dieser Ausführungsform ist die senkrechte und unmittelbare Abstützung des Gegenringes la am drehenden Maschinenteil, vorzugsweise einer Pumpenwelle 47, gewährleistet. Die Verdrehsicherung der£ekundärdichtung 3a und ihre axiale Anschlagbegrenzung am Gehäuse 5a sind ebenfalls gewährleistet. Über die Zungen 35a¹ kann der Gegenring für Nacharbeiten aus dem Gehäuse 5a entnommen werden, ohne daß,dieses zerstört wird,und einfach bearbeitet werden, dase,ine Gleitfläche 17a für das Bearbeitungswerkzeug frei zugänglich ist. Der Gegenring la, der Gleitring 2a und das Gehäuse 3a haben einfache Form, so daß sie einfach und preisgünstig hergestellt werden können.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß der Gegenring 1 und der Gleitring 2 im Einbauzustand gegeneinander verkippt sind, so daß zwischen den beiden Flächen 17 und 18 ein keilförmiger, radial nach außen oder ein entsprechend radial nach innen geöffneter Spalt gebildet wird. Beide Fälle können nachteilig sein, weil in den Spalt beispielsweise abrasive Medien eindringen können, die zu einem frühzeitigen Verschleiß des Gegenringes 1 und des Gleitringes 2 führen können. Der Lageveränderung des Gegenringes 1 und des Gleitringes 2 im Einbauzustand kann'in vorteilhafter Weise dadurch entgegengewirkt werden, daß dem Gegenring 1 eine solche Form gegeben wird, daß beim Aufpressen des Gegenringes 1 auf die Welle bewußt Spannungen erzeugt werden. Durch sie kann sich die Gegenfläche 17 derart schräg stellen, daß der gegenüber dem Gegenring verkippte Gleitring wieder ganzflächig an dieser Gegenfläche anliegt. Auch kann die Formgebung des Gegenringes 1 so gewählt werden, daß durch die Spannungsbildung die Gegen-<fläche 17 des Gegenringes 1 bewußt so angeordnet wird, daß ein gewünschter Spalt gebildet wird oder beispielsweise nur radial außen eine Berührung zwischen Gegenring und Gleitring stattfindet. Eine solche Formgebung des Gegenringes 1 kann beispielsweise durch eine Abschrägung der Gegenfläche 17 oder beispielsweise auch durch eine konische Ausbildung der Aufnahmebohrung ^O vorgesehen werden. Auch die Schrägfläche 37 kann zu einer solchen bewußten Schrägstellung der Gegenfläche 17 herangezogen werden.

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Claims (1)

1. Patentanwalt 3 SO O O β 4

   Dipl.-Ing. W. Jackisch - - ; ,--..---:

   Menzeistr.40,7000Stuttgarf-1 ; ::,:.„* : *: ..";.': 3 O₄ DeZ* t982

   KACO GmbH +Co. A 37 477/bri

   Rosenberstr. 22

   7I00 Heilbronn

   Ansprüche :

   yly Gleitringdichtung zur Abdichtung von drehenden Maschinenteilen, insbesondere Wellen, mit einem Gehäuse, in dem eine als Gleitring ausgebildete B.rimärdichtung und eine balgartige Sekundärdichtung angeordnet sind, die mit wenigstens einer Feder axial gegenüber dem Gleitring festgelegt ist, der an einer Gleitfläche eines Gegenringes anliegt, der mit Preßsitz auf der Welle befestigbar ist. und dem eine axiale Anschlagbegrenzung zugeordnet ist,dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der die Gleitfläche (17,17a) aufweisende Teil des Gegenringes (1,1a) mit einer"axial verlaufenden Innenwand (ho) au£ dem drehenden Maschinenteil 0^7) befestigbar ist, und daß die Anschlagbegrenzung (35a bis 35f, 35a¹) durch das Gehäuse (5, 5a) gebildet ist

   2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der _^„-- Anschlagbegrenzung (35a, 35f» 35a^f) eine zur Geliäuseachse

   (A) quer verlaufende Außenfläche (37, ^3) des Gegenringes (1, la) zugeordnet ist.

   3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (37) unter einem Winkel von etwa ^5° zur Gehäuseachse (A) verläuft.

   4. Dichtung .nach Anspruch 2..oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß sich die Außenfläche (37) etwa über die halbe axiale Höhe des Gegenringes (1) erstreckt.

   5. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (43) durch eine etwa radiale Schulterfläche einer Ringschulter (kk) des Gegenringes (la) gebildet ist.

   6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagbegrenzung (35a bis 35f, 35a¹) durch mindestens eine in das Gehäuse ragende endseitige Zunge der Außenwand (7) des Gehäuses.(5) gebildet ist.

   7. Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

   daß mehrere in Umfangsrichtung mit vorzugsweise gleichem Abstand hintereinander angeordnete Zungen (35a bis 35f> 35a¹) vorgesehen sind.

   8. Dichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (35a· bis 35f» 35a^T) zwischen in Umfangsrichtung einander benachbarten Aufnahmen (19a bis 19f) des Gehäuses (5, 5a) vorgesehen sind.

   9. Dichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen mindestens im Bereich ihrer freien, vorzugsweise trapezförmig verjüngten Enden ganzflächig auf der Außenfläche (37j ^3) des Gegenringes (1, la) liegen.

   Io. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (19a bis 19f) im Radialschnitt etwa U-förmigen Querschnitt haben.

   3 SO O O 6 A

   11. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis'10, dadurch gekennzeichnet, daß in die Aufnahmen (19a bis 19f) jeweils ein Steckeinsatz (25a bis 25f, 25a¹) eines zwischen der Feder (4) und dem Gleitring (2) angeordneten Federtellers (13, 13a) ragt.

   12. Dichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckansätze (25a bis 25f> 25a^f) zwischen randoffenen Ausnehmungen (26a bis 26f) eines etwa radial verlaufenden Schenkels (27, 27a) des im Querschnitt etwa L-förmigen Federtellers (13> 13a) liegen.

   13· Dichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckansätze (25a bis 25f, 25a¹) mindestens in einem oberen, dem Gegenring (1) zugewandten Abschnitt etwa U-förmigen Querschnitt haben.

   14. Dichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13> dadurch gekennzeichnet, daß die Steckansätze (.25a bis 25f, 25a^f) in Umfangsrichtung im wesentlichen formschlüssig in

   -— den Aufnahmen (19a bis 19f) liegen.

   15. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der GcLeitring (2, 2a) im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat und mit seiner dem Gehäuseboden (11, lla) zugewandten Schmalseite (.41) in einer zugehörigen Aufnahmeöffnung der Sekundärdichtung

   (3", 3a) liegt.