DE3436799C1

DE3436799C1 - Gleitringdichtung

Info

Publication number: DE3436799C1
Application number: DE19843436799
Authority: DE
Inventors: Karl Vom Stein; Paul 5093 Burscheid Voßieck
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1984-10-06
Filing date: 1984-10-06
Publication date: 1985-11-07

Description

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß infolge einer Änderung des Druckverhältnisses zwischen dem Druckmedium und der Sperrflüssigkeit eine auf der Seite der Sperrflüssigkeit vorgesehene Sekundärdichtstelle durch axiales Zurückschieben des Gleitringes gegebenenfalls in Verbindung mit dem Gegenring dichtend verschließbar ist. In der Regel ist der Druck der Sperrflüssigkeit höher ausgelegt (etwa 2 bar) als der Druck des abzudichtenden Mediums, zum Beispiel in einem Rührwerksbehälter. Fällt nun der Sperrflüssigkeitsdruck aus, so ist die bedingt durch das Druckmedium auf auf den Gleitring oder, falls ein Gegenring vorhanden ist, auf diesen ausgeübte Kraft bestrebt, den Gleitring beziehungsweise den Gleitring mit Gegenring entgegen der Federkraft axial zurückzuschieben. Unter normalen Betriebsbedingungen addieren sich die Kräfte der Feder mit der auf den Gleitring einwirkenden Kraft der Sperrflüssigkeit, wobei die Federkraft letztendlich nicht in der Lage ist, der durch das Druckmedium ausgeübten Kraft auf den Gleitring beziehungsweise den Gegenring standzuhalten. Durch Bildung einer Sekundärdichtstelle während des axialen Zurückschiebens des Gleitringes beziehungsweise des Gleit- und Gegenringes unter Einwirkung des Druckmediums wird eine Art Notdichtung gebildet, die den Austritt des Druckmediums zumindest im statischen Zustand der Gleitringdichtung verhindert.
Vorzugsweise kommt der Gleitring axial außerhalb seiner Gleitfläche an einer als Sekundärdichtstelle ausgebildeten Gegenfläche dichtend zur Anlage. Je nach Ausbildung des Gleitringes sowie des anstehenden, durch die Sekundärdichtstelle aufzunehmenden Drukkes kann es ausreichend sein, daß die Gegenfläche durch einen in eine Nut, zum Beispiel in einem Gehäuse, eingelegten O-Ring gebildet ist, der zum Beispiel mit der äußeren Umfangsfläche des Gleitringes bei axialer Verschiebung desselben zusammenwirkt. Der Durchmesser des O-Ringes kann dabei so ausgelegt sein, daß der Gleitring sich darin verklemmt.
Eine bevorzugte Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist jedoch darin zu sehen, daß der Gleitring im Notfall mit seinem der Gleitfläche abgewandten Stirnflächenbereich an der Gegenfläche zur Anlage kommt.
Konstruktiv ebenfalls denkbar ist, daß der Gleitring in diesem Bereich einen Radialansatz aufweist, der mit der Gegenfläche zusammenwirkt.
Da es bei Ausfall des Sperrflüssigkeitsdruckes in der Regel einer gewissen Zeit bedarf, bis sich die Anlage automatisch abschaltet beziehungsweise manuell abgeschaltet wird, kann es - je nach Anwendungsfall -sinnvoll sein, die mit der Gegenfläche zusammenwirkende Stirnfläche des Gleitringes mit einer die Dichtwirkung erhöhenden Elastomer- oder Kunststoffschicht zu versehen. Diese kann gegebenenfalls aus einem reibungsarmen Material, zum Beispiel PTFE oder dergleichen, bestehen, so daß zumindest kurzfristig auch im dynamischen Arbeitsbereich der Gleitringdichtung eine sichere Abdichtung im Bereich der Sekundärdichtstelle gewährleistet ist, ohne daß gleich Beschädigungen an der Gleitringdichtung hervorgerufen werden.
Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß ist der mit dem Gleitring zusammenwirkende Balgen bis in den Bereich der Gegenfläche, bevorzugt bis zum Radialansatz, verlängert und bildet so die mit der Gegenfläche zusammenwirkende Elastomerschicht.
Eine bevorzugte Anwendungsform wird darin gesehen, daß die Gleitringdichtung mit einer Welle verbunden ist und die Gegenfläche mit einem die Gleitringdichtung konzentrisch umgebenden Gehäuse zusammenwirkt. Die Gegenfläche kann einstückig aus dem Gehäuse herausgeformt sein oder aber aus einem separaten, mit dem Gehäuse verbindbaren Bauteil mit vorzugsweise Z-förmigen Querschnitt bestehen.
Um eine Zerstörung oder Beschädigung des Balgens während des axialen Zurückschiebens des Gleitringes zu vermeiden, wird weiterhin vorgeschlagen, daß mit dem Balgen ein im wesentlichen axial sich erstreckender Stützkörper zusammenwirkt. Im Notfall legt sich der Balgen an dieser Stützfläche an. Vorzugsweise ist der Stützkörper im Bereich der Gegenfläche radial abgebogen und erstreckt sich radial - vom Durchmesser her gesehen - zumindest bis in die unmittelbare Nähe der Gegenfläche. Ebenfalls denkbar ist natürlich auch, den Stützkörper in Abhängigkeit von der Gleitringkontur radial so weit zu verlängern, daß er mit der Gegenfläche zusammenwirkt und so die Sekundärdichtstelle bildet.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben: Die Gleitringdichtung dient zur Abdichtung eines unter einem Betriebsdruck von 20 bar stehenden Rühr- werksbehälters 1. Sie dichtet zwischen dem im Behälter 1 unter Druck stehenden Medium M und einer unter einem Druck von 22 bar stehenden Sperrflüssigkeit S ab. Die auf eine Welle 15 aufgezogene Gleitringdichtung besteht aus einem Gleitring 2, der mit einem über einen O-Ring 3 statisch gegenüber der Behälterwand abgedichteten Gegenring 4 zusammenwirkt, einem Balgen 5, dessen eines axiales Ende 6 mit dem winkelförmig ausgebildeten Gleitring 2 verbunden und dessen anderes axiales Ende 7 als Haftteil ausgebildet ist, sowie einer sich konzentrisch zwischen Haftteil 7 und Gleitring 2 erstreckenden zylindrischen Druckfeder 14. Fällt nun der Sperrflüssigkeitsdruck zum Beispiel durch Abschalten einer Pumpe aus, so wird nun der Mediumsdruck im Rührwerksbehälter 1 wirksam. Da der Mediumsdruck ein Produkt der auf eine Flächeneinheit eines Körpers wirkenden Kraft ist, wird der Gleitring 1 zusammen mit dem Gegenring 4 infolge dieser äußeren Krafteinwirkung axial entgegengesetzt zur Federkraft verschoben. Die Gleitfläche 8 bleibt zwar geschlossen, das Druckmedium jedoch dringt in den Bereich der Gleitringdichtung radial zwischen Gegenring 4 und 0-Ring 3 ein. Um ein Durchtreten der Flüssigkeit in den Bereich der Sperrflüssigkeit zu verhindern, ist eine Sekundärdichtstelle vorgesehen, die aus einem einen etwa Z-förmigen Querschnitt aufweisenden, separaten Metallteil 9 und mit dem Rührwerksbehälter 1 verbunden ist. Der Gleitring 2 weist einen radial nach außen weisenden Ansatz 10 auf, dessen Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser des als Gegenfläche ausgebildeten Radialschenkels 11 des Metallteiles 9. Der Balgen 5 ist dergestalt verlängert 12, daß er sich einstükkig bis zum Radialansatz 10 des Gleitringes 2 erstreckt.
Fällt nun der Sperrflüssigkeitsdruck aus und der Gleitring 2 wird entgegen der Federkraft axial zurückgeschoben, so kommt der Radialansatz 10 beziehungsweise die radiale Verlängerung 12 des Balgens 5 an der Gegenfläche 11 zur Anlage und schließt so die Sekundärdichtstelle dichtend ab. Um infolge der Druckerhöhung auch im Bereich des Balgens 5 eine Zerstörung desselben infolge radialer Verformung auszuschließen, ist ein im wesentlichen axial sich erstreckender Stützkörper 13 vorgesehen, an den sich der Balgen 5 anlegen kann. Der Stützkörper 13 dient hierbei gleichzeitig als Führungselement für die Feder 14 als auch als Klemmelement für den mit dem Gleitring 2 verbundenen Balgenbereich 6.
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Claims

Patentansprüche: 1. Gleitringdichtung zwischen einem unter Druck stehenden Medium auf der einen sowie einer Sperrflüssigkeit auf der anderen Seite, bestehend aus einem in Richtung des unter Druck stehenden Mediums weisenden Gleitring, der gegebenenfalls mit einem Gegenring zusammenwirkt, einem Balgen, dessen eines axiales Ende mit dem Gleitring verbunden und dessen anderes axiales Ende als Haftteil ausgebildet ist, sowie einer konzentrisch zwischen Gleitring und Haftteil angeordneten Druckfeder, dadurch gekennzeichnet, daß infolge einer Änderung des Druckverhältnisses zwischen dem Druckmedium (M) und der Sperrflüssigkeit (S) eine auf der Seite der Sperrflüssigkeit (S) vorgesehene Sekundärdichtstelle (11) durch axiales Zurückschieben des Gleitringes (2) gegebenenfalls in Verbindung mit dem Gegenring dichtend verschließbar ist.
2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (2) axial außerhalb seiner Gleitfläche (8) an einer als Sekundärdichtstelle (11) ausgebildeten korrespondierenden Gegenfläche dichtend zur Anlage kommt
3. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (2) mit seinem der Gleitfläche (8) abgewandten Stirnflächenbereich an der Gegenfläche (11) zur Anlage kommt.
4. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (2) einen umlaufenden Radialansatz (10) aufweist, der mit der Gegenfläche (11) in Berührung kommt
5. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Gegenfläche (11) zugewandte Stirnfläche (10) des Gleitringes (2) mit einer die Dichtwirkung erhöhenden Elastomerschicht (12) versehen ist.
6. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Gleitring (2) verbundene Balgenbereich (5) bis zum Radialansatz (10) verlängert ist und die zwischen dem Radialansatz (10) und der Gegenfläche (11) angeordnete Elastomerschicht (12) bildet.
7. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitringdichtung mit einer Welle (15) verbunden ist und die Gegenfläche (11) mit einem die Gleitringdichtung konzentrisch umgebenden Gehäuse (1) zusammenwirkt.
8. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche (11) aus einem separaten, mit dem Gehäuse verbindbaren Bauteil (9) besteht.
9. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (9) einen etwa Z-förmigen Querschnitt aufweist.
10. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Balgen (5) ein im wesentlichen axial sich erstreckender Stützkörper(13) zusammenwirkt.
11. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (13) radial abgebogen ist und in diesem abgebogenen Bereich mit der Druckfeder (14) zusammenwirkt.

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung zwischen einem unter Druck stehenden Medium auf der einen Seite sowie einer Sperrflüssigkeit auf der anderen Seite, bestehend aus einem in Richtung des unter Druck stehenden Mediums weisenden Gleitring, der gegebenenfalls mit einem Gegenring zusammenwirkt, einem Balgen, dessen eines axiales Ende mit dem Gleitring verbunden und dessen anderes axiales Ende als Haftteil ausgebildet ist, sowie einer konzentrisch zwischen Haftteil und Gleitring angeordneten Druckfeder.

Durch das deutsche Gebrauchsmuster 78 29 170 ist eine Gleitringdichtung in doppeltwirkender Ausführung bekannt. Die im gattungsbildenden Teil angesprochenen Elemente sind dieser Druckschrift ebenfalls zu entnehmen. Auch hier wird ein unter Druck stehender Raum von einem atmosphärischen Raum getrennt, und zwar unter Verwendung einer im Bereich zwischen den beiden axial beabstandeten Gleitringen vorgesehenen Sperrflüssigkeit. Fällt der Sperrflüssigkeitsdruck aus, so wird der Gleitring infolge des Ungleichgewichtes der Kräfte axial in Richtung des abgewandten Gleitringes verschoben. Die Gleitfläche öffnet sich, und das Druckmedium tritt in den Dichtungsraum zwischen den beiden Gleitringen ein. Wäre nun keine weitere Dichtstelle durch den zweiten Gleitring im Bereich des unter Atmosphärendruck stehenden Raumes vorhanden, so würde das Druckmedium ungehindert austreten können.

Nachteilig an dieser zwar wirksamen Konstruktion sind die Vielzahl der Bauteile sowie die verhältnismäßig große axiale Baulänge.

Ferner sind durch das deutsche Gebrauchsmuster 1949 001 sowie die DE-OS 22 26 796 Gleitringdichtungen bekannt, die zum Zwecke von Reparaturen beziehungsweise Austausch von Bauteilen mit axial oder radial außerhalb der eigentlichen Gleitringdichtung liegenden weiteren Abdichtstellen versehen sind. Diese Gleitringdichtungen sind weder Balgenkonstruktionen, noch dichten sie zwei unter unterschiedlichen Drücken stehende Medien (Druckmedium/Sperrflüssigkeit) gegeneinander ab.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtung für das vorab angesprochene Anwendungsgebiet zu konzipieren, die bei Ausfall des Sperrflüssigkeitsdruckes unter Verwendung weniger Bauteile zumindest eine statische Abdichtung des Druckmediums gegenüber der Sperrflüssigkeit gewährleistet.