Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung
zur Abdichtung einer Welle in einem Gehäuse
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a mechanical seal
for sealing a shaft in a housing
according to the preamble of claim 1.
Besonders in der Bohrtechnik tritt das Problem
auf, daß in das Gehäuse, z.B. das Außenrohr einer
Zielbohrstange, in dem ein drehendes Bohrgestänge
gelagert ist, abrasive und schleißende Medien wie
Sand oder Gestein eindringen und die Drehlager be
schädigen oder zerstören und die Welle, das Innen
rohr der Zielbohrstange festsetzen. Beim Zielbohren
stützt sich das Außenrohr mit Hilfe von Steuerleisten
auf den Stößen des Bohrlochs ab. Dadurch wirkt auf
das Außenrohr eine Kraft in radialer Richtung und
beim Vorwärtsbohren auch eine Kraft in axialer
Richtung. Das Außenrohr mit den Steuerleisten dient
nämlich dazu, die Bohrrichtung des Bohrkopfes zu
steuern. Dabei bilden die Achsen von Außenrohr und
Innenrohr d.h. von Gehäuse und Welle spitze Winkel
und die Abdichtung zwischen Gehäuse und Welle ist
bei unflexiblen Dichtungen nicht länger gewähr
leistet, so daß die abrasiven Medien eindringen
können.The problem occurs particularly in drilling technology
on that in the housing, e.g. the outer tube of one
Target boring bar in which a rotating drill pipe
is stored, abrasive and abrasive media such as
Penetrate sand or rock and the pivot bearings
damage or destroy and the shaft, the inside
fix the tube of the target boring bar. When target drilling
the outer tube is supported with the help of control strips
on the joints of the borehole. This affects
the outer tube has a force in the radial direction and
a force in the axial direction when drilling forward
Direction. The outer tube with the control strips serves
namely to close the drilling direction of the drill head
Taxes. The axes of the outer tube and
Inner tube i.e. of housing and shaft acute angles
and is the seal between the housing and shaft
no longer guaranteed for inflexible seals
performs so that the abrasive media penetrate
can.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Gleitringdichtung der eingangs genannten Art so aus
zugestalten, daß bei Winkelversatz zwischen Gehäuse
und Welle eine Radialauslenkung auf ein Minimum be
schränkt und das Eindringen von abrasiven Medien ver
hindert wird.The invention is therefore based on the object
Mechanical seal of the type mentioned above
design that with angular misalignment between the housing
and shaft radial deflection to a minimum
limits and prevents the penetration of abrasive media
is prevented.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit Hilfe der Merk
male des Anspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausge
staltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unter
ansprüche.The invention solves this problem with the help of the Merk
male of claim 1. Further advantageous Ausge
Events of the invention are the subject of
Expectations.
Die Welle weist im Bereich des Gehäuses einen geringeren
Durchmesser auf als in ihrem freiliegenden Bereich.
Dadurch entsteht eine Stufe, in deren Flanke eine
Ringnut vorgesehen ist. In dieser Ringnut ist der
Gegenring angeordnet, der drehfest mit der Welle ver
bunden ist und über einen O-Ring gegen diese abge
dichtet ist. Gegen die Dichtungsfläche des Gegenringes
stößt die Dichtfläche eines Gleitringes, der in
axialer Richtung verschiebbar und drehfest am Gehäuse
angeordnet ist. Zwischen der Unterkante der Ringnut
in der Welle und der der Welle abgewandten Oberfläche
des Gleitringes ist ein Führungs-, Schleiß- und
Schlagschutzring angeordnet, der das Eindringen von
abrasivem Material in die Ringnut verhindert und so
auch den Dichtspalt von Gegenring und Gleitring
schützt. Durch die Kraft der Federn wird der Gleit
ring stets in Dichtkontakt zum Gegenring gehalten.
Dabei ist der Gegenring in der Ringnut so geführt,
daß eine Radialauslenkung im Dichtflächenbereich be
grenzt ist. Um eine Radialauslenkung im Dichtflächen
bereich zu verhindern, ist vorgesehen, daß der Gegen
ring auf einer mit dem Gehäuse drehfest verbundenen
Hülse geführt ist, die mit der Welle einen Ringspalt
umschließt. Zur Lagerung des Gegenringes auf der Hülse
dient vorteilhafterweise ein Gleitlager.The shaft has a smaller one in the area of the housing
Diameter on than in their exposed area.
This creates a step on the flank of which one
Ring groove is provided. In this ring groove is the
Counter ring arranged, the ver rotatably with the shaft
is bound and abge against this via an O-ring
is sealed. Against the sealing surface of the counter ring
pushes the sealing surface of a slide ring, which in
axially displaceable and non-rotatable on the housing
is arranged. Between the bottom edge of the ring groove
in the shaft and the surface facing away from the shaft
the slide ring is a guide, wear and
Impact protection ring arranged to prevent intrusion
prevents abrasive material in the ring groove and so
also the sealing gap of the counter ring and slide ring
protects. The force of the springs makes the glide
ring always kept in sealing contact with the counter ring.
The counter ring is guided in the ring groove so
that a radial deflection in the sealing surface area be
is bordered. To a radial deflection in the sealing surfaces
To prevent the area, it is envisaged that the counterpart
ring on a rotatably connected to the housing
Sleeve is guided, which is an annular gap with the shaft
encloses. For mounting the counter ring on the sleeve
advantageously serves a plain bearing.
Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiel und
weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung anhand
von Zeichnungen dargestellt und näher erläutert.
The following are two embodiments and
further advantageous features of the invention based on
represented by drawings and explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 Querschnitt der erfindungsgemäßen Gleit
ringdichtung, Fig. 1 cross section of the sliding ring seal according to the invention,
Fig. 2 erweiterte Ausführungsform der Erfindung
gemäß Fig. 1 mit Führungshülse. Fig. 2 extended embodiment of the invention according to FIG. 1 with guide sleeve.
In der Zeichnung ist ein Gehäuse, z.B. das Außen
rohr einer Zielbohrstange mit 1 bezeichnet. In
diesem Gehäuse 1 ist eine Welle 2, z.B. das Innen
rohr der Zielbohrstange, welches den Bohrkopf trägt,
drehbar gelagert. Am Gehäuse sind sogenannte Steuer
leisten 3 angelenkt. Mit diesen Steuerleisten 3
stützt sich das Gehäuse an den Stößen des nicht dar
gestellten Bohrloches ab. Sie dienen zum Festlegen
und zur Richtungsänderung des Gehäuses 1. Die Welle 2
weist im Bereich des Gehäuses 1 einen geringeren
Durchmesser auf, als auf ihrem freiliegenden Teil.
Dadurch entsteht eine Stufe 4, in die eine Ringnut 5
eingearbeitet ist. In der Ringnut 5 ist ein Gegenring 6
geführt. Gegen die Dichtfläche 7 des Gegenringes 6
liegt die Dichtfläche eines Gleitringes 8 an. Die
Innendurchmesser von Gegenring 6 und Gleitring 8 sind
größer als der Außendurchmesser des im Gehäuse 1 be
findlichen Wellenteiles 2, so daß ein Ringraum 9 ent
steht. Am der Dichtfläche gegenüberliegenden Ende des
Gleitringes 8 liegt ein im Querschnitt L-förmiger
Ring 10 an, der über Federn 11 den Gleitring 8 gegen
den Gegenring 6 preßt. Die Federn 11 stützen sich an
einer Schulter 12 ab, die Teil einer Gleitringhalterung
13 ist. Zwischen der Halterung 13 und dem Gleitring 8
ist ein O-Ring 14 angeordnet, der bei axialer Bewegung
des Gleitringes 8 abdichtet und einen Winkelversatz
erlaubt.In the drawing, a housing, for example the outer tube of a target boring bar is designated by 1 . In this housing 1 , a shaft 2 , for example the inner tube of the target drill rod, which carries the drill head, is rotatably mounted. So-called tax bars 3 are hinged on the housing. With these control strips 3 , the housing is supported on the joints of the borehole, not shown. They are used to set and change the direction of the housing 1 . The shaft 2 has a smaller diameter in the area of the housing 1 than on its exposed part. This creates a step 4 , in which an annular groove 5 is incorporated. A counter ring 6 is guided in the annular groove 5 . The sealing surface of a slide ring 8 bears against the sealing surface 7 of the counter ring 6 . The inner diameter of the counter ring 6 and the sliding ring 8 are larger than the outer diameter of the shaft part 2 , which is sensitive in the housing 1 , so that an annular space 9 is formed. At the end of the slide ring 8 opposite the sealing surface there is a ring 10 with an L-shaped cross section, which presses the slide ring 8 against the counter ring 6 via springs 11 . The springs 11 are supported on a shoulder 12 which is part of a slide ring holder 13 . An O-ring 14 is arranged between the holder 13 and the slide ring 8 , which seals when the slide ring 8 moves axially and permits an angular offset.
In der Fig. 2 ist an der Vorderkante der Stufe 4 an
der Welle 2 ein als Schlagschutz dienender Ring 15
angeordnet, der über eine zur Welle hinweisende
Schulter 16 verfügt, die als Aufnahme für einen
Schleißschutzring 17 dient, der den Zwischenraum
zwischen Schulter 16 und Gleitring 6 weitgehend ab
dichtet. Der Gegenring 6 weist auf seiner der Dicht
fläche 7 entgeqengesetzten Seite eine Ringnut 18 auf,
in der ein O-Ring 19 angeordnet ist, der im ent
spannten Zustand einen Abstand zur vertikalen Fläche
der Ringnut 5 herstellt. Zu seiner Unterstützung ist
zwischen Gegenring 6 und vertikaler Wand der Ring
nut 5 ein weiterer O-Ring 20 angeordnet. Bolzen 21
dienen als Verstellsicherung für den Gegenring 6.
Der Gegenring 6 ist gemäß Fig. 2 auf einer Hülse 22
geführt, die drehfest am Gehäuse 1 angeordnet ist
und im Ringraum 9 unter den Federn 11, dem Gleitring
8 und dem Gegenring 6 hindurchführt. Zwischen Gegen
ring 6 und Hülse 22 ist ein Gleitlager 23 angeordnet.
Bei der Ausführungsform gem. Fig. 1 ist die Ringnut 5 so tief
ausgebildet, daß auf den Schlagschutzring 15 von Fig. 2
verzichtet werden kann. Der Führungs-, Schleiß- und
Schlagschutzring 17 ist direkt an der Vorderkante
der Ringnut 5 angeordnet. Auf die Hülse 22 und das
Gleitlager 23 ist hier verzichtet. Auf seiner der
Dichtfläche 7 abgewandten Seite weist der Gegenring 6
eine nach oben offene Ringnut 26 auf, in der ein
O-Ring 27 angeordnet ist, der sich gegen die obere
horizontale Fläche der Ringnut 5 abstützt, bzw. gegen
eine hülsenförmige Konstruktion des Führungs-, Schleiß-
und Schlagschutzringes 17, welche in die Ringnut 5
eingepreßt ist.In Fig. 2 is arranged on the front edge of the step 4 on the shaft 2 serving as an impact protection ring 15 , which has a shoulder 16 pointing to the shaft, which serves as a receptacle for a wear protection ring 17 , the space between the shoulder 16 and Sliding ring 6 largely seals. The counter ring 6 has on its sealing surface 7 opposite side an annular groove 18 in which an O-ring 19 is arranged, which in the tensioned state creates a distance from the vertical surface of the annular groove 5 . To support it, another O-ring 20 is arranged between the counter ring 6 and the vertical wall of the ring nut 5 . Bolts 21 serve as securing means for the counter ring 6 . The counter ring 6 is guided according to FIG. 2 on a sleeve 22 , which is arranged in a rotationally fixed manner on the housing 1 and passes in the annular space 9 under the springs 11 , the slide ring 8 and the counter ring 6 . A sliding bearing 23 is arranged between the counter ring 6 and the sleeve 22 . In the embodiment according to Fig. 1, the annular groove 5 is formed so deep that the impact protection ring 15 of Fig. 2 can be dispensed with. The guide, wear and impact protection ring 17 is arranged directly on the front edge of the annular groove 5 . The sleeve 22 and the slide bearing 23 are dispensed with here. On its side facing away from the sealing surface 7 , the counter ring 6 has an upwardly open annular groove 26 , in which an O-ring 27 is arranged, which is supported against the upper horizontal surface of the annular groove 5 , or against a sleeve-shaped construction of the guide , Wear and impact protection ring 17 , which is pressed into the annular groove 5 .
Tritt beim Bohren z.B. ein Winkelversatz zwischen
Gehäuseachse und Wellenachse auf oder treten bei
feststehendem Gehäuse axiale Relativbewegungen zwischen
Gehäuse und Welle auf, so gleicht das Dichtungssystem
über O-Ring 14 und die Federn 11 diese, aus, so daß
die Dichtflächen von Gleitring 8 und Gegenring 6
immer in Kontakt miteinander stehen.If, for example, there is an angular misalignment between the housing axis and shaft axis during drilling or if the housing is stationary, axial relative movements between the housing and shaft occur, the sealing system compensates for this via O-ring 14 and springs 11 , so that the sealing surfaces of slide ring 8 and counter ring 6 are always in contact with each other.