DE3534459A1

DE3534459A1 - Schaftdichtung

Info

Publication number: DE3534459A1
Application number: DE19853534459
Authority: DE
Inventors: Erhard 5000 Köln Schulze
Original assignee: Albrecht Automatik & Co GmbH
Current assignee: Albrecht Automatik & Co GmbH
Priority date: 1985-03-15
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1986-09-25
Also published as: NL8600628A; DE3534459C2; BE904415A

Description

Schaftdichtung
Die Erfindung betrifft eine Schaftdichtung zum Abdichten des Durchgangs eines längsverschiebbaren Schaftes durch eine Wand, mit einem in eine Bohrung der Wand eingesetzten, axial in der Wand festgelegten Dichtungsteil, das den Schaft eng umschließt.
Es sind zahlreiche Dichtungen mit O-Ringen, Stopfbuchsen und anderen verformbaren Elementen bekannt, um den Durchgang eines Schaftes durch eine Wand abzudichten.
Die bekannten Dichtungen erfordern einen hohen Aufwand, wenn hohe Drücke im Bereich von z.B. 80 bis 400 bar abgedichtet werden müssen. Bei O-Ringen besteht im Falle hoher Drücke die Gefahr, daß der O-Ring in den Dichtungsspalt hineingequetscht wird. Es sind dann besondere Stützelemente erforderlich, um dies zu verhindern.
Bekannt sind auch mehrteilige Dichtungen, bei denen ein ringförmiges Dichtungselement aus Polytetrafluorethylen (PTFE) in eine innere Ringnut der Bohrung eingesetzt wird. Am Nutgrund sitzt ein gummielastischer Federring, der von dem Druck verformt wird und den Dichtungsring gegen den Schaft drücken soll. Dabei besteht allerdings die Gefahr, daß der Druck außen und innen an dem gummielastischen Ring entlang entweicht. Außerdem ist der relativ starre Dichtungsring aus PTFE zum Einsetzen in die innere Ringnut der Bohrung zu verformen, was häufig zu Materialbrüchen führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaftdichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen einfachen Aufbau hat, ohne die Gefahr von Zerstörungen montiert werden kann und für Hochdruckabdichtungen geeignet ist.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß das Dichtungsteil aus einem einstückigen Dichtkörper besteht, der auf der Druckseite einen den Schaft eng umschließenden inneren rohrförmigen Abschnitt aufweist, und daß der rohrförmige Abschnitt von einem Spannring umschlossen ist.
Nach der Erfindung weist der formstabile Dichtkörper einen den Schaft eng umschließenden inneren rohrformigen Abschnitt auf, der zur Druckseite weist. Der Mediendruck drückt diesen rohrförmigen Abschnitt radial gegen den Schaft und erhöht somit die Dichtwirkung entsprechend der Höhe des Drucks. Der den rohrförmigen Abschnitt umgebende und radial zusammendrückende Spannring dient dazu, im Falle von thermischen Ausdehnungen des Dichtkörpers den erforderlichen Anpreßdruck an den Schaft aufrechtzuerhalten.
Die Abdichtung erfolgt ausschließlich im Bereich des rohrförmigen Abschnitts, dessen freies Ende von dem Mediendruck gegen die Umfangsfläche des Schaftes gedrückt wird. Im niederdruckseitigen Bereich besteht vorzugsweise ein Ringspalt zwischen Dichtkörper und Schaft, um die Reibung zu verringern und um Ausweichmöglichkeiten für eingedrungene Fremdkörper zu schaffen.
Der Dichtkörper bildet eine einspaltige Dichtung, d.h.
eine Dichtung mit nur einem einzigen Dichtspalt zwischen dem Dichtkörper und dem bewegbaren Teil, nämlich dem Schaft. Alle anderen Dichtflächen liegen unverschiebbar und absolut fest unverrückbar an dem jeweils angrenzenden Teil an, so daß hier lediglich eine statische Abdichtung erfolgen muß, die wesentlich unproblematischer ist als eine Abdichtung zweier sich relativ zueinander bewegender Teile.
Der Dichtkörper besteht vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE). Hierbei handelt es sich um ein relativ starres Material mit guten Schmiereigenschaften.
Andererseits reicht die Elastizität aus, um bei hohen Kräften die radiale Anpressung des rohrförmigen Abschnitts an den Schaft zu bewirken.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Schaftdichtung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform und Fig. 3 einen Längsschnitt einer dritten Ausführungsform.
Nach Fig. 1 führt der Schaft 10, der zylindrischen Querschnitt hat, durch eine Bohrung 12 der Wand 11 hindurch. Die Bohrung 12 hat bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Stufenabschnitt, d.h. der Durchmesser verringert sich in Form einer Stufe vom druckseitigen Bereich zum Niederdruckbereich. In der Bohrung 12 sitzt der Dichtkörper 13, der den Durchgang des Schaftes 10 durch die Wand 11 abdichtet. Dieser Dichtkörper 13 besteht aus einem einstückigen Formteil aus PTFE.
Die äußere Form des Dichtkörpers 13 ist derjenigen der Bohrung 12 genau angepaßt, so daß der Dichtkörper mit Paß sitz in der Bohrung 12 sitzt.
Am druckseitigen Ende weist der Dichtkörper 13 einen ringförmigen Hohlraum 14 auf, der nach innen von dem inneren rohrförmigen Abschnitt 15 und nach außen durch den an der zylindrischen Wand der Bohrung 12 anliegenden äußeren rohrförmigen Abschnitt 16 begrenzt ist. Die rohrförmigen Abschnitte 15 und 16 sind koaxial zueinander. Am Fußteil des inneren rohrförmigen Abschnitts 15 befindet sich eine außen um den Abschnitt 15 umlaufende Federungsnut 17.
Der auf die rohrförmigen Abschnitte 15 und 16 einwirkende Druck bewirkt, daß der Abschnitt 15 nach innen und der Abschnitt 16 nach außen gedrückt wird, wodurch die Dichtwirkung sich in Abhängigkeit vom herrschenden Druck erhöht. Der rohrförmige Abschnitt 15 ist von radial nach innen wirkenden Spannringen 18 umgeben. Der Dichtkörper 13 bildet eine einspaltige Dichtung, d.h.
eine Dichtung mit nur einem einzigen Dichtspalt zwischen dem Dichtkörper und dem bewegbaren Teil (Schaft 10), während alle anderen Dichtflächen unverschiebbar und fest an dem jeweils angrenzenden Teil anliegen und somit eine statische Abdichtung bewirken.
Der Dichtkörper 13 weist ferner radiale Kanäle 19 auf, die mit einer radialen Prüfbohrung 20 der Wand 11 in Verbindung stehen, um im Falle der Undichtigkeit leckendes Medium abzuleiten und die Undichtigkeit erkennen zu können.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der Dichtkörper 13 lediglich mit einem inneren rohrförmigen Abschnitt 15 versehen, der axial von dem Dichtkörper 13 absteht, während ein äußerer ringförmiger Abschnitt nicht vorhanden ist. Der Innendurchmesser des Dichtkörpers ist am freien Ende des rohrförmigen Abschnitts 15 kleiner als in dem dahinterliegenden Bereich, so daß die Dichtungsberührung mit dem Schaft 10 nur im Bereich 21 erfolgt.
Das rückwartige (niederdruckseitige) Ende des Dichtkörpers 13 stützt sich an der rückwärtigen Stirnseite der Bohrung 12 ab. Zur Fixierung des Dichtkörpers 13 dient ein Federring 22, der in die Bohrung 12 hinein vorsteht und gegen das druckseitige Ende des Dichtkörpers 13 drückt. Die äußere Umfangsfläche des Dichtkörpers 13 enthält eine Ringnut, in die ein O-Ring 23 eingesetzt ist. Ebenso enthält die zylindrische Innenflache des Dichtkörpers eine Ringnut mit einem O-Ring 24, der den Schaft 10 umschließt. Der O-Ring 23 bildet eine zusätzliche statische Dichtung. Die eigentliche Abdichtung erfolgt durch die Umfangsfläche des Dichtkörpers 13.
Der O-Ring 24 bildet ebenso wie ein weiterer O-Ring 25 lediglich eine Schmutzsperre, um zu verhindern, daß Staub o.dgl. in den Dichtspalt gelangt.
Die Wirkung des Mediendruckes auf den Dichtkörper ist durch die in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile veranschaulicht. Man erkennt, daß bei zunehmenden Mediendruck der innere rohrförmige Abschnitt 15 radial zusammengedrückt wird und sich mit dem dichtenden Abschnitt 21 fest an die Umfangsfläche des Schaftes 10, der in Längsrichtung bewegbar ist, anlegt. Nur im Bereich 21 liegt der Dichtkörper vollflächig und abdichtend an der Umfangsfläche des Schaftes 10 an. Im Fall thermischer Ausdehnung des Dichtkörpers 13 sorgen die Spannringe 18, die den Bereich 21 umschließen, für die Aufrechterhaltung der Anpressung.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 ist der Dichtkörper 13 in axialer Richtung der Bohrung 12 der Wand 11 fixiert. Der Dichtkörper 13 drückt abdichtend radial nach außen gegen die Wand der Bohrung 12. Vom druckseitigen Ende des Dichtkörpers 13 steht der innere rohrförmige Abschnitt 15 ab, der von den Spannringen 18 umgeben ist. Ein äußerer rohrförmiger Abschnitt ist nicht vorhanden.
Von dem niederdruckseitigen Ende des Dichtkörpers 13 steht ein zweiter innerer rohrförmiger Abschnitt 26 axial ab. Dieser Abschnitt liegt ebenfalls unter radialer Anpressung durch Spannringe 27 an der Umfangsfläche des Schaftes 10 an. Die äußere Stirnseite 28 des Abschnitts 26 ist axial nach außen und radial nach innen abgeschrägt, um einen Schmutzabweiser zu bilden. Zwischen den Abschnitten 15 und 28 ist im Bereich 29, der auch den O-Ring 24 enthält, der Innendurchmesser des Dichtkörpers 13 erweitert.
Bei allen Ausführungsbeispielen sind jeweils einander entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Diese Teile sind, soweit sie einmal beschrieben worden sind, nicht jedesmal neu erläutert.

Claims

ANSPRtfCHE 1. Schaftdichtung zum Abdichten des Durchgangs eines längsverschiebbaren Schaftes durch eine Wand, mit einem in eine Bohrung der Wand eingesetzten axial in der Wand festgelegten Dichtungsteil, das den Schaft eng umschließt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Dichtungsteil aus einem einstückigen Dichtkörper (13) besteht, der auf der Druckseite einen den Schaft (10) eng umschließenden inneren rohrförmigen Abschnitt (15) aufweist und daß der rohrförmige Abschnitt (15) von einem Spannring (18) umschlossen ist.
2. Schaftdichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Dichtkörper (13) einen den inneren rohrförmigen Abschnitt (15) koaxial umgebenden äußeren rohrförmigen Abschnitt (16) aufweist, der radial gegen die Bohrung (12) drückt.
3. Schaftdichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Innendurchmesser des Dichtkörpers (13) in einem Bereich (21) am freien Ende des inneren rohrförmigen Abschnitts 15 kleiner ist als an dem dahinterliegenden Bereich.
4. Schaftdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Dichtkörper (13) auf der Niederdruckseite einen zweiten inneren rohrförmigen Abschnitt (26) mit Abschrägung (28) als Schmutzabstreifer aufweist.
5. Schaftdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß am niederdruckseitigen Ende des inneren rohrförmigen Abschnitts (15) am Umfang eine Federungsnut (17) vorgesehen ist.
6. Schaftdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Dichtkörper (13) aus Polytetrafluorethylen besteht.