DE4201246C2

DE4201246C2 - Dichtungsanordnung für eine im Querschnitt kreisförmige Kolbenstange, insbesondere an Kolbenkompressoren

Info

Publication number: DE4201246C2
Application number: DE19924201246
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Victor
Original assignee: Pacific Wietz GmbH and Co KG
Current assignee: Pacific Wietz GmbH and Co KG
Priority date: 1992-01-18
Filing date: 1992-01-18
Publication date: 1993-12-16
Anticipated expiration: 2012-01-19
Also published as: DE4201246A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine im Querschnitt kreisförmige Kolbenstange, insbesondere an Kolben kompressoren, mit zumindest einer die Kolbenstange umgebenden Dichtungskammer, die zu dem zugeordneten Zylinderraum hin dichtend verschraubt ist, und mit zumindest zwei in der Dich tungskammer angeordneten mehrteiligen Dichtungsringscheiben, die Teilungsfugen aufweisen, wobei die Dichtungsringscheiben unter Vorspannung mit Dichtflächen an der Kolbenstange anlie gen und mit weiteren Dichtflächen aneinander sowie unter Druckbeaufschlagung des abzudichtenden Mediums mit einer Dichtfläche an einer Dichtwand der Dichtungskammer oder an einem zwischen dieser Dichtwand und den Dichtungsringscheiben angeordneten Stützring anliegen, wobei die Dichtungsringscheiben aus einem äußeren Dichtungsring und einem inneren, die Kolbenstange umschließenden Dichtungsring bestehen, welche Dichtungsringe Teilungsfugen mit Ausgleichsspiel aufweisen sowie exzentrisch und verstellbar ineinandergesetzt sind. - Die Dichtungsordnung kann insbesondere als Trockenlauf-Dichtung, aber auch für Spar schmierung eingerichtet sein. - Zumeist sind mehrere Dich tungskammern in Längsrichtung der Kolbenstange gereiht ange ordnet.

Bei einer gattungsgemäßen Dichtungsanordnung (DE-PS 240 856), ist der innere Dichtungsring ein geteilter Ring, der aus zwei Ringhälften besteht. Zwischen den Stoßflächen auf der einen Seite der beiden Ringhälften ist eine Feder angeordnet, die die beiden Ringhälften in Umfangsrichtung zum Verschleiß ausgleich auseinanderdrückt. Als Führung für die beiden Ringhälften dient der äußere Dichtungsring. Die Federkraft wird unterstützt durch an den betreffenden Stoßflächen angreifende Druckkräfte. Insoweit ist eine Teilungsfuge mit Ausgleichsspiel verwirklicht. Der äußere Dichtungsring weist zwar auch eine Teilung auf, deren Ausgleichsspiel ist aber praktisch gleich Null. Abgesehen von der aufwendigen Konstruktion lassen die Dichtungseigenschaften und die Betriebssicherheit dieser bekannten Dichtungsanordnung zu wünschen übrig.

Bei einer anderen Dichtungsanordnung (VDI-Zeitschrift, Band 85, Nr. 16 vom 19. April 1941, Seiten 383 bis 387) sind die Dichtungsringscheiben einteilige, jeweils mit einer radialen Trennfuge versehene Scheiben. Hier ist es möglich, die Dichtungsringe so auszulegen, daß sie selbst die Vorspannung erzeugen, weil sie von der Kolbenstange aufgeweitet werden. Die so erzeugte Vorspannung ist durch verstellbare Bauteile nicht veränderbar. Der Verschleißausgleich, den die Dichtungsringscheiben an der Dichtfläche erfahren, die an der Kolbenstange anliegt, ist verbesserungsbedürftig. Um die Vorspannung einzurichten, wird mit umfangsseitig auf die Dichtungsringscheiben aufgesetzten Schlauchfedern gearbeitet. Zum Zwecke des Verschleißausgleiches ist es bekannt (CH-PS 439 897), die Dichtungsringscheiben in drei Dichtungsringelemente aufzulösen, und zwar mit in bezug auf die Kolbenstange paral lel zu einer Tangente verlaufenden Teilfugen und mit einen Ausgleichsringspalt bildenden Radialfugen. Hier ist eine um fangsumfassende Schlauchfeder erforderlich. Die große Anzahl der Teilfugen und Radialfugen beeinträchtigt die Dichtwirkung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanord nung des eingangs beschriebenen Aufbaus so weiter auszubilden, daß bei gutem Verschleißausgleich eine hohe Dichtwirkung er reicht wird und darüber hinaus die Vorspannung leicht ein stellbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der innere Dichtungsring und der äußere Dichtungsring jeweils nur eine, axial nicht durchgehende Teilungsfuge mit Ausgleichsspiel aufweisen, die innerhalb der Dichtungsringscheiben um 180° versetzt zueinander angeordnet sind, und daß der innere Dichtungsring einen axialen, zur Kolbenstange exzentrischen Ansatz und der äußere Dichtungsring eine hierzu komplementäre, exzentrische Ausnehmung aufweist, wobei Ansatz und Ausnehmung eine exzentrische Paßfuge bilden. Die Dichtungsringscheiben bestehen z. B. aus einem nichtmetallischen Dichtungswerkstoff, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen. Sie können aber auch aus Metall bestehen, z. B. aus Sintereisen oder Sinterbronze. Es versteht sich, daß auch Werk stoffkombinationen möglich sind. So kann der äußere Dichtungs ring z. B. aus einem metallischen Werkstoff bestehen, der in nere aus Kunststoff.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Dich tungsringe und damit die Dichtungsringscheiben selbstspannend, d. h. federfrei, auf die Kolbenstange aufgesetzt. Jedenfalls ist die Vorspannung der Dichtungsringscheiben durch eine Ex zenterverstellung einrichtbar.

Die Exzenterausbildung kann auf verschiedene Weise verwirk licht sein. Insoweit ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Dichtungsring einen zur Kolbenstange konzentrischen Außenumfang sowie der innere Dichtungsring einen zur Kolbenstange konzentrischen Innenumfang aufweisen und daß zwischen dem äußeren Dichtungs ring und dem inneren Dichtungsring eine exzentrische Paßfuge angeordnet ist. Es empfiehlt sich, die Dichtungsringscheiben in der Dichtungskammer drehfest zu befestigen, z. B. zu ver stiften. Auch können die Dichtungsringscheiben gegeneinander drehfest angeordnet sein. Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Anordnung so zu treffen, daß die Dichtungsringscheiben je weils einen metallischen Umfassungsring aufweisen. Mit diesem können sie verstiftet sein. Es besteht aber auch die Möglich keit, die Anordnung so zu treffen, daß die Dichtungsring scheiben gemeinsam einen metallischen Umfassungsring aufwei sen, mit dem sie verstiftet sind. Bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung empfiehlt es sich, die Teilungsfuge der Dichtungsringe radial verlaufend anzuordnen. Die Teilungsfugen von zwei gegenüberliegenden Dichtungsringscheiben sind zweck mäßigerweise von Ringscheibe zu Ringscheibe gegeneinander ver setzt. Auch im Rahmen der Erfindung kann zusätzlich eine Schlauchfeder umfangsseitig an den Dichtungsringscheiben ange ordnet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher er läutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Radialschnitt durch eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung im montierten Zustand,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Dichtungsringscheibe aus dem Gegenstand der Fig. 1,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Dichtungsanordnung ist für eine im Querschnitt kreisförmige Kolbenstange 1, insbesondere an Kolbenkompressoren, bestimmt. Es mag sich um eine Trocken lauf-Dichtungsanordnung handeln. Zum grundsätzlichen Aufbau gehören zumindest eine die Kolbenstange 1 umgebende Dich tungskammer 2, die zu dem zugeordneten Zylinderraum 3 hin dichtend verschraubt ist, was nicht gezeichnet wurde. Sie be sitzt zumindest zwei in der Dichtungskammer 2 angeordnete, mehrteilige Dichtungsringscheiben 4, die Teilungsfugen 5 auf weisen. Sie mögen aus Polytetrafluoräthylen bestehen. Die Dichtungsringscheiben liegen unter Vorspannung mit Dichtflä chen 6 an der Kolbenstange 1 an. Sie liegen unter Druckbeauf schlagung des abzudichtenden Mediums mit weiteren Dichtflächen 7 aneinander sowie mit einer Dichtfläche an einer Dichtwand 8 der Dichtungskammer 2 oder an einem zwischen dieser Dichtwand 8 und den Dichtungsringscheiben 4 angeordneten Stützring an. Ein solcher wurde nicht gezeichnet. In den Fig. 1, 3 und 4 ist jeweils nur der obere Teil des Schnittes gezeichnet, insoweit sind die Figuren nach unten zu ergänzen.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß die Dichtungsringscheiben 4 aus einem äußeren Dich tungsring 9 und einem inneren Dichtungsring 10 bestehen, wobei der innere Dichtungsring 10 die Kolbenstange 1 umschließt. Die Dichtungsringe 9, 10 sind exzentrisch und verstellbar ineinan dergesetzt, und zwar zum Zwecke der Einstellung der Vorspan nung. Der innere Dichtungsring 10 und der äußere Dichtungsring 9 besitzen jeweils eine Teilungsfuge 5 mit Ausgleichsspiel, die von Dichtungsring 9 zu Dichtungsring 10 versetzt zuein ander angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 sind die Dichtungsringe 9, 10 und damit die Dichtungs ringscheiben 4 selbstspannend auf die Kolbenstange 1 aufge setzt, also frei von besonderen Federanordnungen. Man entnimmt aus der Fig. 2, daß der äußere Dichtungsring 9 einen zur Kol benstange 1 konzentrischen Außenumfang sowie der innere Dich tungsring 10 einen zur Kolbenstange 1 konzentrischen Innenum fang aufweisen. Daraus resultiert, daß zwischen dem äußeren Dichtungsring 9 und dem inneren Dichtungsring 10 eine exzen trische Paßfuge 11 angeordnet ist.

Die Dichtungsringscheiben 4 können in der Dichtungskammer 2 drehfest befestigt, z. B. verstiftet, sein, was nicht gezeich net wurde. Die Dichtungsringscheiben 4 können auch gegeneinan der drehfest angeordnet sein. In den Fig. 3 und 4 erkennt man, daß die Dichtungsringscheiben 4 mit metallischen Umfassungs ringen 12 kombiniert sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind zwei metallische Umfassungsringe 12 vorgesehen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist ein einziger metallischer Um fassungsring 12 vorgesehen. Jedenfalls sind im Ausführungsbei spiel die metallischen Umfassungsringe 12 mit den zugeordneten Dichtungsringscheiben 4 verstiftet. Die Teilungsfugen 5 in den Dichtungsringen 9, 10 der einzelnen Dichtungsringscheiben 4 verlaufen im Ausführungsbeispiel radial. Es versteht sich, daß die Teilungsfugen 5 auch von Dichtungsringscheibe 4 zu Dich tungsringscheibe 4 gegeneinander versetzt sind. Bei der Aus führungsform nach den Fig. 3 und 4 wurde angedeutet, daß eine zusätzliche Anordnung von Schlauchfedern 13 möglich ist.

Claims

1. Dichtungsanordnung für eine im Querschnitt kreisförmige Kolbenstange, insbesondere an Kolbenkompressoren,
mit zumindest einer die Kolbenstange umgebenden Dichtungs kammer, die zu dem zugeordneten Zylinderraum hin dichtend ver schraubt ist, und
mit zumindest zwei in der Dichtungskammer angeordneten mehr teiligen Dichtungsringscheiben, die Teilungsfugen aufweisen,
wobei die Dichtungsringscheiben unter Vorspannung mit Dicht flächen an der Kolbenstange anliegen und mit weiteren Dicht flächen aneinander sowie unter Druckbeaufschlagung des abzu dichtenden Mediums mit einer Dichtfläche an einer Dichtwand der Dichtungskammer oder an einem zwischen dieser Dichtwand und den Dichtungsringscheiben angeordneten Stützring anliegen, wobei die Dichtungsringscheiben aus einem äußeren Dichtungs ring und einem inneren, die Kolbenstange umschließenden Dich tungsring bestehen, welche Dichtungsringe Teilungsfugen mit Ausgleichsspiel aufweisen sowie exzentrisch und verstellbar ineinandergesetzt sind, dadurch gekennzeich net, daß der innere Dichtungsring (10) und der äußere Dich tungsring (9) jeweils nur eine, axial nicht durchgehende Teilungsfuge (5) mit Ausgleichsspiel aufweisen, die innerhalb der Dichtungsringscheiben (4) um 180° versetzt zueinander angeordnet sind, und daß der innere Dichtungsring einen axialen, zur Kolbenstange exzentrischen Ansatz und der äußere Dichtungsring eine hierzu komplementäre, exzentrische Ausnehmung aufweist, wobei Ansatz und Ausnehmung eine exzentrische Paßfuge (11) bilden.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtungsringe (9, 10) und damit die Dichtungsringscheiben (4) selbstspannend auf die Kolbenstange (1) aufgesetzt sind.

3. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß der äußere Dichtungsring (9) einen zur Kolbenstange (1) konzentrischen Außenumfang sowie der in nere Dichtungsring (10) einen zur Kolbenstange (1) konzen trischen Innenumfang aufweisen.

4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringscheiben (4) in der Dichtungskammer (2) drehfest befestigt, z. B. verstiftet sind.

5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringscheiben (4) gegen einander drehfest angeordnet sind.

6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringscheiben (4) je weils einen metallischen Umfassungsring (12) aufweisen.

7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtungsringscheiben (4) mit dem metalli schen Umfassungsring (12) verstiftet sind.

8. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringscheiben (4) einen gemeinsamen metallischen Umfassungsring (12) aufweisen.

9. Dichtungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtungsringscheiben (4) mit dem gemein samen metallischen Umfassungsring (12) verspannt sind.

10. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß die Teilungsfugen (5) der Dichtungs ringe (9, 10) radial angeordnet sind.

11. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß die Dichtungsringscheiben (4) außen umfangsseitig eine Schlauchfeder (13) aufweisen.