DE3703533C2

DE3703533C2 -

Info

Publication number: DE3703533C2
Application number: DE19873703533
Authority: DE
Inventors: Karl Vom Stein; Paul 5093 Burscheid De Vossieck
Original assignee: GOETZE AG 5093 BURSCHEID DE
Current assignee: GOETZE AG 5093 BURSCHEID DE
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1992-05-27
Also published as: DE3703533A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung mit einem stationären Gleitring und einem bevorzugt elastomeren Dichtungsbalgen, der mit dem Gleitring dicht und drehfest verbunden ist und im Bereich seiner dem Gleitring abgewandten Umfangsfläche in ein Haftteil übergeht, sowie einer sich zwischen Haftteil des Dichtungsbalgens und dem Gleitring sich erstreckenden Feder.The invention relates to a mechanical seal a stationary slide ring and one preferred elastomeric sealing bellows with the seal ring is tightly and non-rotatably connected and in the area of it circumferential surface facing away from the slide ring in a Adhesive part passes as well as one between the adhesive part of the Sealing bellows and the sliding ring extending Feather.

Gleitringdichtungen der eingangs beschriebenen Art sind aus der DE-OS 16 50 139 bekannt. Sie können in Pumpen zur Abdichtung gegenüber den verschiedensten Abdichtmedien eingesetzt werden. Nachteilig kann sich dabei die Wechselwirkung zwischen den Elastomerwerkstoffen und dem Abdichtmedium auswirken, denn insbesondere im wechselnden Druckbelastungen ausgesetzten und walkenden Manschettenteil des Dichtungsbalgens entstehen Quellungen des Elastomerwerkstoffes durch die Einwirkung aggressiver Abdichtmedien, und dies führt zum Nachlassen der Elastizität mit möglichen Zerstörungen und möglichem Undichtwerden am Dichtungsbalgen.Mechanical seals of the type described in the introduction are known from DE-OS 16 50 139. You can in pumps for sealing against the various sealing media can be used. Disadvantageous can the interaction between the Impact on elastomer materials and the sealing medium, because especially in changing pressure loads exposed and walking cuff part of the Bellows form swellings of the Elastomer material more aggressive due to the action Sealing media, and this leads to deterioration of the Elasticity with possible destruction and possible Leakage at the sealing bellows.

In der Dichtungstechnik ist es daher üblich, die Beständigkeitswerte der verschiedensten Elastomerqualitäten gegenüber den verschiedensten anorganischen oder organischen Abdichtmedien zu bestimmen und für die Konstruktion der Dichtung, auf den Anwendungsfall abgestimmt, den gegenüber dem abzudichtenden Medium beständigsten Elastomerwerkstoff auszuwählen. Die meisten Elastomerwerkstoffe besitzen allerdings gute Beständigkeiten nur gegenüber einer begrenzten Anzahl von Abdichtmedien. Dichtungen aus solchen Werkstoffen sind daher nur begrenzt und nicht universell anwendbar. Elastomerwerkstoffe mit universeller Anwendungsbreite basieren vor allem auf Fluorelastomeren, allerdings sind solche Werkstoffe relativ teuer und damit unwirtschaftlich.It is therefore common in sealing technology that Resistance values of the most varied Elastomer qualities compared to the most varied inorganic or organic sealing media determine and for the construction of the seal, on matched the use case to the most resistant medium to be sealed Select elastomer material. Most However, elastomer materials have good ones Resistance to a limited number only of sealing media. Seals made from such materials are therefore limited and not universal applicable. Elastomer materials with universal The range of applications is mainly based on Fluoroelastomers, however, are such materials relatively expensive and therefore uneconomical.

Aus Ersparnisgründen ist es daher schon bekannt, bei Radial-Wellendichtungsringen (DE-PS 26 53 457) zur Abdichtung rotierender Wellen die Dichtlippe aus Fluorelastomeren herzustellen, während die Dichtung im lediglich statisch belasteten Haftteil aus einem preiswerteren Elastomerwerkstoff besteht. Allerdings ist die haftfeste Verbindung der Teile untereinander problematisch und nur aufwendig herzustellen, so daß derartige Ringe in aggressiven Abdichtmedien dennoch nicht uneingeschränkt einzusetzen sind. Gerade deshalb haben sich diese Ringe in der Praxis nicht durchgesetzt, und man stellt heute diese Dichtungsringe sowohl im Haftteil als auch im Dichtlippenteil massiv aus den teuren Fluorelastomeren her.For reasons of saving it is therefore already known at Radial shaft sealing rings (DE-PS 26 53 457) for Sealing rotating shafts from the sealing lip Produce fluoroelastomers while the seal in only statically loaded adhesive part from one cheaper elastomer material. Indeed is the bond between the parts problematic and only expensive to manufacture, so that such rings in aggressive sealing media nevertheless are not to be used without restriction. Exactly for that reason these rings are not in practice enforced, and today you put this Sealing rings both in the adhesive part and in the Sealing lip part made of the expensive fluoroelastomers forth.

Nach der US-PS 44 18 919 wird der Gleitring in der Aufnahme der Manschette mit einem zusätzlichen Elastomerring befestigt.According to US-PS 44 18 919, the sliding ring in the Inclusion of the cuff with an additional Elastomer ring attached.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtung zu schaffen, welche trotz Verwendung möglichst preiswerter Werkstoffe eine hohe und universelle Beständigkeit und Funktionsfähigkeit auch in aggressiven Medien besitzt.The present invention is therefore the object to create a mechanical seal, which as inexpensive as possible despite use Materials have a high and universal resistance and Has functionality even in aggressive media.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Gleitringdichtung gelöst, deren sich zwischen Gleitring und Haftteil erstreckendes Manschettenteil des Dichtungsbalgens aus einem separaten Bauteil aus beständigerem Werkstoff als das Haftteil des Dichtungsbalgens besteht, und aus einem anderen Werkstoff als der Gleitring besteht, wobei das Manschettenteil mit dem Haftteil des Dichtungsbalgens kraftschlüssig verbunden ist.According to the invention, this object is achieved by a Mechanical seal released, the between Cuff part extending slide ring and adhesive part of the sealing bellows from a separate component more durable material than the adhesive part of the Seal bellows, and made of a material other than the slide ring is made, the cuff part with the adhesive part of the bellows non-positively connected is.

Der beständigere Manschettenteilwerkstoff ist bevorzugt ein Fluorelastomer, er kann aber gegebenenfalls auch je nach Anwendungsfall aus einem Silikonkautschuk oder einem beständigen Kunststoff, wie Polytetrafluorethylen, einem artverwandten Werkstoff oder einem Polyamid oder dergleichen bestehen. Der restliche Dichtungsbalgteil besteht aus einem üblichen Elastomer auf der Basis von vor allem Naturkautschuk, Nitrilkautschuk, einem Chloropren- oder Butadienkautschuk. Im Prinzip kann er aber auch aus einem verformungssteifen Kunststoff, wie Polyamid, bestehen, da es auf seine elastischen Eigenschaften kaum ankommt.The more resistant sleeve part material is prefers a fluoroelastomer, but it can if necessary also from one depending on the application Silicone rubber or a durable plastic, like polytetrafluoroethylene, a related one Material or a polyamide or the like consist. The remaining bellows part consists of a common elastomer based primarily on Natural rubber, nitrile rubber, a chloroprene or butadiene rubber. In principle, it can also made of a rigid plastic, such as polyamide, insist because of its elastic properties hardly arrives.

Durch die erfinderische Maßnahme ist jetzt das wechselnden Druckbelastungen und Walkarbeit ausgesetzte Manschettenteil des Dichtungsbalgens beständig auch gegenüber aggressiven Medien. Dadurch bleibt seine Elastizität auch während längerer Betriebsdauer erhalten, Zerstörungen treten nicht auf, und die Gleichringdichtung bleibt funktionsfähig. Durch den kraftschlüssigen Verbund der beiden Dichtungsbalgteile besitzt der Dichtungsbalg keine störungsanfälligen Verbindungszonen der beiden Teile aneinander, so daß die Funktionsfähigkeit des Dichtungsbalgens auch von dieser Seite nicht gestört werden kann. Die kraftschlüssige Verbindung der Dichtungsbalgteile miteinander ist darüber hinaus einfach und kostensparend durch entsprechende Formgebung möglich.With the inventive measure that is now changing pressure loads and flexing exposed sleeve part of the sealing bellows resistant to aggressive Media. This keeps its elasticity even during preserved for a longer period of time, destruction occurs not open, and the constant ring seal remains functioning. Due to the frictional connection of the The bellows has two parts of the bellows no fault-prone connection zones between the two Parts together so that the functionality of the Sealing bellows also not disturbed from this side can be. The frictional connection of the Sealing bellows parts with each other is beyond simple and cost-saving through appropriate Shape possible.

Zur Verbindung des separaten Manschettenteiles mit dem Dichtungsbalgen besitzt die Manschette bevorzugt einen axialen Vorsprung beziehungsweise einen umlaufenden Steg, der in eine entsprechende Ausnehmung des Dichtungsbalgens eingreift, wie an und für sich aus der FR-PA 24 36 305 bekannt. Die in diesem Bereich zwischen Haftteil und axialer Verlängerung des Dichtungsbalgens anliegende Druckfeder preßt den Manschettenteil axial in die Ausnehmung des Dichtungsbalgens ein. An den Gleitring wird dann das Manschettenteil durch das andere Ende der Feder axial gepreßt, wobei die letzten Windungen dieses Federendes das Manschettenende auch radial am Gleitring verspannen können.To connect the separate cuff part with the The bellows preferably have a sealing bellows axial projection or a circumferential Web, which in a corresponding recess of the Sealing bellows engages, as in and of itself known from FR-PA 24 36 305. The one in this area between the adhesive part and the axial extension of the Sealing bellows adjacent compression spring presses the Cuff part axially into the recess of the Sealing bellows. Then on the slide ring Cuff part axially through the other end of the spring pressed, the last turns of this spring end the cuff end also radially on the slide ring can brace.

Zusätzlich kann der Gleitring auf seiner der Gleitfläche abgewandten Stirnfläche einen oder mehrere axiale Vorsprünge besitzen, die mit ihren Enden mit einer radialen Verlängerung des Dichtungsbalgens verbunden sind. Bevorzugt besitzt dazu die radiale Verlängerung des Dichtungsbalgens entsprechende axiale Bohrungen oder Nuten, in die die axialen Vorsprünge des Gleitringes einsteckbar sind.In addition, the slide ring on its Face facing away from the sliding surface one or more have axial projections with their ends with a radial extension of the bellows are connected. For this purpose, the radial preferably has Extension of the bellows corresponding axial Bores or grooves in which the axial projections of the slide ring can be inserted.

Die zusätzliche Verdrehsicherung entlastet die Druckfeder, den Dichtungsbalgen im Manschettenteil den kraftschlüssigen Verbund, so daß Zerstörungen, ein Nachlassen der Elastizität und schließlich ein Undichtwerden auch unter extremen Belastungen und im Schadensfall weitgehend unmöglich werden. Die Gleitringdichtung ist dadurch für schwierige Anwendungsfälle einsetzbar.The additional Anti-twist protection relieves the pressure spring, the sealing bellows the non-positive connection in the cuff part, so that Destruction, a decrease in elasticity and finally a leak even under extreme loads and in Damage event will be largely impossible. The Mechanical seal is thereby For difficult applications can be used.

Durch die Erfindung ist somit eine einfach aufgebaute Gleitringdichtung mit universeller Einsetzbarkeit geschaffen. Die erfindungsgemäße zusätzliche Drehsicherung ermöglicht den Einsatz der Gleitringdichtung auch bei extremen Belastungen beziehungsweise bildet eine zusätzliche Sicherung im Schadensfall, und die Dichtmanschette ist gegenüber aggressiven Abdichtmedien einfach und kostensparend geschützt.The invention thus has a simple structure Mechanical seal created with universal applicability. The additional anti-rotation lock according to the invention enables Use of the mechanical seal even under extreme loads or forms an additional backup in the Damage event, and the sealing sleeve is opposite aggressive sealing media easily and cost-effectively protected.

Ein Ausführungsbeispiel der Gleitringdichtung wird nun näher erläutert.An embodiment of the mechanical seal is now closer explained.

Im Querschnittsbild ist (1) die in ein aufnehmendes Gehäuse (2) eingesetzte Gleitringdichtung mit dem stationären Gleitring (3), der kegelförmigen Druckfeder (4) und dem elastomeren Dichtungsbalg (5). Der Dichtungsbalg (5) bildet an seinem einen Ende einen Haftteil (6), der von den anliegenden, drei nebeneinanderliegenden Federwindungen (7) versteift und radial gegen das Gehäuse (2) gepreßt wird. Der radiale Vorsprung (8) am Ende des Haftteiles (6) bildet den axialen Anschlag der Gleitringdichtung (1) am Gehäuse (2). Der Gleitring (3) besitzt an seiner der Gleitfläche (9) abgewandten Stirnfläche eine abgestufte Schulterfläche (10), auf der das Ende des Manschettenteiles (11) aufliegt und radial von der Druckfeder (4) aufgepreßt wird. Die abgestufte Schulterfläche (10) des Gleitringes (3) besitzt zur zusätzlichen Verdrehsicherung einen axialen Vorsprung (12), dessen Ende in eine korrespondierende Ausnehmung (13) der radialen Verlängerung (14) des Dichtungsbalgens (5) eingreift. Der Manschettenteil (11) besteht als separates Bauteil aus einem universell beständigen Fluorelastomer und greift in eine Ausnehmung (15) des Dichtungsbalgens (5) mit einem axialen Vorsprung (16). Das in diesem Bereich aufliegende Druckfederende (7) preßt den Manschettenteil (11) axial gegen den Dichtungsbalgen (5). Die Teile (6, 8, 14) des Dichtungsbalgens (5) bestehen aus einem verformungssteifen Polyamid.The cross-sectional image shows ( 1 ) the mechanical seal inserted in a receiving housing ( 2 ) with the stationary mechanical ring ( 3 ), the conical compression spring ( 4 ) and the elastomeric sealing bellows ( 5 ). The sealing bellows ( 5 ) forms an adhesive part (6) at one end, which is stiffened by the adjacent three adjacent spring windings ( 7 ) and pressed radially against the housing ( 2 ). The radial projection ( 8 ) at the end of the adhesive part ( 6 ) forms the axial stop of the mechanical seal ( 1 ) on the housing ( 2 ). The sliding ring ( 3 ) has a stepped shoulder surface ( 10 ) on its end surface facing away from the sliding surface ( 9 ), on which the end of the sleeve part ( 11 ) rests and is pressed radially by the compression spring ( 4 ). The stepped shoulder surface ( 10 ) of the slide ring ( 3 ) has an axial projection ( 12 ) for additional protection against rotation, the end of which engages in a corresponding recess ( 13 ) in the radial extension ( 14 ) of the sealing bellows ( 5 ). The sleeve part ( 11 ) is a separate component made of a universally stable fluoroelastomer and engages in a recess ( 15 ) of the sealing bellows ( 5 ) with an axial projection ( 16 ). The compression spring end ( 7 ) resting in this area presses the sleeve part ( 11 ) axially against the sealing bellows ( 5 ). The parts ( 6, 8, 14 ) of the sealing bellows ( 5 ) consist of a rigid polyamide.

Claims

1. Mechanical seal with a stationary seal ring and a preferably elastomeric sealing bellows, which is connected tightly and non-rotatably to the slide ring and merges into an adhesive part in the region of its peripheral surface facing away from the slide ring, and a spring extending between the adhesive part of the seal bellows and the slide ring, characterized in that that between the sliding ring and static part extending sleeve portion (11) of the sealing bellows (5) from a separate component made steadier material as the adhesive part (6) of the sealing bellows (5) and of a different material than the sliding ring (3), and that the sleeve part ( 11 ) with the adhesive part ( 6 ) of the sealing bellows ( 5 ) is non-positively connected.

2. Mechanical seal according to claim 1, characterized in that the sleeve part ( 11 ) consists of a fluoroelastomer, a silicone elastomer, a polytetrafluoroethylene or a related material or of polyamide.

3. Mechanical seal according to claims 1 and 2, characterized in that the remaining sealing bellows part ( 6, 8, 14 ) consists of natural rubber, nitrile rubber, butadiene rubber, chlorinated rubber or from a rigid plastic.

4. Mechanical seal according to claims 1 to 3, characterized in that the sleeve part ( 11 ) with an axial projection ( 16 ) engages in a recess ( 15 ) of the radial extension ( 14 ) of the sealing bellows ( 5 ) and from the overlying compression spring ( 4 ) is pressed in axially.

5. A mechanical seal according to claims 1 to 4, characterized in that the sliding ring ( 3 ) on its end face facing away from the sliding surface ( 9 ) has one or more projections ( 12 ), the ends of which have a radial extension ( 14 ) of the sealing bellows ( 5 ) are connected.

6. Mechanical seal according to claims 1 to 5, characterized in that the radial extension ( 14 ) of the sealing bellows ( 5 ) has corresponding recesses ( 13 ) into which the axial projections of the sliding ring ( 3 ) are inserted.