DE4314171A1 - Einsatzwasserdichtung - Google Patents

Description

Dieses Patent bezieht sich auf eine Einsatzwasserdich­ tung die zum Bereich der Dichtungen gehört, anwendbar bei Wasserpumpen mit endothermischen Motoren und wel­ che entwickelt wurde um bessere Leistung und längere Haltbarkeit zu bieten als andere übliche Dichtungen.

Die Dichtung der Welle von Wasserpumpen mit endother­ mischen Motoren erfolgt gegenwärtig durch radiale oder axiale Dichtungen welche keramisches Material unter Reibung benutzen.

Bei den Betriebsbedingungen welchen diese Art Dich­ tung unterworfen werden können hohe Temperaturen auf­ treten - die Pumpenwelle dreht sich mit 2000 bis 8000 U/min -, können im Wasser suspendierte angreifen­ de Stoffe erwartet werden und andere Umstände welche die Haltbarkeit der Dichtung auf weniger als den ge­ wünschten Zeitraum verkürzen und dementsprechend die Integrität des Aggregats infrage stellen, insbesonde­ re falls dieses größere Ausmaße hat.

Angesichts dieses Problems bei üblichen Dichtungen und mit der Absicht diese, insbesondere bei größeren Aggregaten, zu überwinden wurde die Einsatzwasser­ dichtung entwickelt, welche Gegenstand dieses Patents ist, welche radiale Dichtung anwendet und im wesent­ lichen aus einem geeigneten Verbund von Elastomeren und Kunststoffen besteht die in einem Metallgehäuse montiert sind, mit oder ohne Feder,und so aufgebaut sind, daß die Dichtungslippen nicht in direkter Rei­ bung mit der Welle stehen sondern gegen eine eigene Lauffläche der Dichtung, keinen Abrieb verursachen und welche um die Welle herum eine Zwischenschicht gegen statische und/oder dynamische Drücke, Wirbelbil­ dung des Wassers und seiner Zusätze und/oder andere Einflüsse bilden, die sich aus dem normalen Betrieb der Pumpe ergeben.

Ein anderer wichtiger Punkt besteht in der Tatsache, daß keine besondere Bearbeitung des Pumpenkörpers und der Welle erforderlich ist für den Einbau dieser Ein­ satzwasserdichtung.

Beiliegende Zeichnung zeigt die Einsatzwasserdichtung welche Gegenstand dieses Patents ist und zwar in ei­ nem einzigen Bild als teilweise aufgeschnittene Sei­ tenansicht auf der Pumpenwelle montiert.

Gemäß der o.g. Figur dichtet die Einsatzwasserdich­ tung welche Gegenstand dieses Patents ist die Welle 1 der Wasserpumpe mit endothermischem Motor radial ab um einen trockenen Teil 2 von einem nassen Teil 3 der Pumpe zu trennen und besteht aus einem ringförmi­ gen Gehäuse 4-5 welche in dem ringförmigen Raum zwi­ schen der Welle 1 und der Wand 6 des Pumpenkörpers angeordnet ist und aus folgenden zwei Teilen besteht: einem festen äußeren Teil 4 welcher durch Interfe­ renz an der Wand 6 des Pumpenkörpers befestigt ist und einem inneren beweglichen Teil 5 welcher fest auf der Welle 1 montiert ist; das genannte ringförmige Gehäuse 4-5 enthält innen zwei Dichtungselemente, eins aus Kunststoff 7 und eins aus einem Elastomeren 8, welche jeweils auf den nassen Teil 3 und den trocke­ nen Teil 2 der Pumpe gerichtet sind; diese sind im genannten festen äußeren Teil 4 des Gehäuses montiert und nehmen die Dichtung gegen eine besondere Laufflä­ che 9 vor, welche durch die Innenseite des inneren be­ weglichen Teils 5 des ringförmigen Gehäuses 4-5 ge­ bildet wird.

Genauer: der feste äußere Teil 4 des ringförmigen Gehäuses 4-5 wird durch einen umgekehrt U-förmigen Ring gebildet, bestehend aus einem axialen Rohrab­ schnitt 10 dessen äußere Oberfläche mit einer aufvul­ kanisierten Elastomerbeschichtung 11 versehen ist wel­ che unter kontrolliertem Interferenzdruck gegen die Wand 6 des Pumpengehäuses gepreßt ist und vom axia­ len Rohrabschnitt 10 erstrecken sich zwei radiale Flansche 12 und 13. Einer der genannten Flansche 12, hat einen leicht Z-förmigen Querschnitt und ist auf die nasse Seite 3 der Pumpe gerichtet und der andere Flansch 12, hat einen geradlinigen Querschnitt,wird nach Zusammenbau der die Dichtung darstellenden Bau­ gruppe geformt und ist auf den trockenen Teil 2 ge­ richtet.

Der innere bewegliche Teil 5 besteht aus einem Ring mit U-förmigem Querschnitt, bestehend aus einem axia­ len Rohrabschnitt 14 von dem zwei radiale Flansche ausgehen, einer mit geradlinigem Querschnitt 15 und der andere mit Z-förmigem Querschnitt 16.

Der Flansch 15 mit geradlinigem Querschnitt ist auf den nassen Teil 3 der Pumpe gerichtet und befindet sich außerhalb des entsprechenden Radialflansches 12 des äußeren festen Teils 4 des Gehäuses und sein freies Teil steht etwas über das freie Teil des Flan­ sches 12 über; dieser Flansch 15 mit geradlinigem Querschnitt wirkt als Abschluß der Baugruppe und dient in Zusammenwirkung mit dem entsprechenden Flansch 12 als Basis für die Montage des Einsatzes in die Wasserpumpe.

Der Flansch mit Z-förmigem Querschnitt 16 ist auf den trockenen Teil 2 der Pumpe gerichtet, sein unteres Teil steht nach außen über den entsprechenden Flansch 13 des äußeren festen Teils 4 des Gehäuses vor und das äußere Teil des genannten Flansches mit Z-förmi­ gem Querschnitt 16 steht über das freie Teil des Flan­ sches 13 vor und ist im Innern des Gehäuses 4-5 ange­ ordnet.

Die Innenseite des axialen Rohrabschnitts 14 bildet die Lauffläche 9 gegen welche die Abdichtung durch die Dichtungselemente 7 und 8 erfolgt und Außensei­ te des genannten Rohrabschnitts 14 ist einer aufvul­ kanisierten Elastomerschicht 17 überzogen, welche un­ ter kontrolliertem Interferenzdruck zwischen dem Rohr abschnitt 14 und der Welle 1 angeordnet ist; diese Elastomerbeschichtung 17 bedeckt ebenfalls die ganze äußere Oberfläche des Flansches mit Z-förmigem Quer­ schnitt 16, welche auf die trockne Seite 2 der Pumpe gerichtet ist und definiert hydrodynamische Aufwölbun­ gen 18 für den Rückfluß von Flüssigkeiten, Staub und anderen Substanzen. Der Flansch mit Z-förmigem Quer­ schnitt 16, beschichtet mit dem Elastomeren 17, wirkt auch als Anschlag falls das Pumpenaggregat eine spiel erzeugende Abnützung aufweist.

Das aus einem Elastomeren bestehende Dichtungselement 8 ist auf einen metallischen Stützring mit L-förmigem Querschnitt 19-20 aufvulkanisiert welcher in seinem rohrförmigen Abschnitt 20 axial zur Baugruppe angeord­ net und an der Innenseite des äußeren festen Teils 4 des Gehäuses 4-5 befestigt ist und von welchem sich ein radialer Flansch mit leicht Z-förmigem Querschnitt 20 erstreckt worauf sich das aus einem Elastometen bei stehende Dichtungselement 8 selbst integriert ist.

Das aus einem Elastomeren bestehende Dichtungselement 8 sieht drei oder mehr Dichtungslippen 21 vor, welche die Dichtung gegen die innere Lauffläche 9 des beweg­ lichen Teils 5 des Gehäuses 4-5 bewirken. Die erste Dichtungslippe 21, auf die trockene Seite 2 der Pumpe gerichtet, kann eine Ringfeder 22 enthalten wie sie in Öldichtungsringen enthalten ist und welche die ge­ nannte Lippe gegen die Lauffläche 9 drückt.

Im Zwischenbereich des genannten Flanschen mit leicht Z-förmigen Querschnitt 20 und zwischen diesem und der Innenseite des Flansches mit Z-förmigem Querschnitt 16 des inneren beweglichen Teils 5 des Gehäuses be­ sitzt, das aus einem Elastomeren bestehende Dichtungs­ element 8 Aufwölbungen 23, welche auf die trockene Sei­ te 2 der Pumpe gerichtet sind und welche als hydrody­ namisches Dichtungselement gegen den Rückfluß des Schmiermittels (Fett) der Dichtung wirken und weiter­ hin als regulierender Anschlag der inneren Entfernung bei der Montage des Einsatzes in die Wasserpumpe die­ nen.

Das aus Kunststoff bestehende Dichtungselement 7 be­ steht aus einem ursprünglich kronenförmigen Ringteil dessen Peripherie zwischen dem Radialflansch mit Z- förmigem Querschnitt 20 des Ringes 19-20 worauf das aus einem Elastomeren bestehende Dichtungselement 8 montiert ist und dem Radialflansch 24 eines zweiten Montagerings mit L-förmigem Querschnitt 24-25 befe­ stigt ist, dessen axialer Rohrabschnitt 25 an der In­ nenseite des äußeren festen Teils 4 des Gehäuses zu­ sammen mit dem axialen Rohrabschnitt 19 des genannten Ringes 19-20 befestigt ist, auf welchen das aus einem Elastomeren bestehende Dichtungselement 8 montiert ist. Der mittlere Bereich des aus Kunststoff bestehen­ den Dichtungselements 7 ist in Richtung des nassen Teils 3 der Pumpe gebogen und der Innenrand des ge­ nannten aus Kunststoff bestehenden Dichtungselements 7 wird gegen die Dichtungslauffläche 9 selbst ge­ drückt. Auf der Innenseite des genannten Zwischenbe­ reichs und dem Rand des aus Kunststoff bestehenden Dichtungselements 7 können Rillen 26 für hydrodinami­ sche Dichtung vorgesehen werden oder nicht.

Das aus Kunststoff bestehende Element 7 wird vorzugs­ weise aus PTFE oder hochwiderstandsfähigen Polyamiden hergestellt.

Bei der Montage der die Dichtung darstellende Baugrup­ pe ist die Anwendung von Spezialfett 27 vorgesehen, genauer gesagt, im von den Dichtlippen und der eige­ nen Lauffläche 9.

Die dem Wasser ausgesetzten Metallteile der Dichtung sind gegen Korrosion geschützt.

Die Dichtung mit diesen Merkmalen wird geeigneterwei­ se aber nicht ausschließlich bei größeren Aggrega­ ten angewendet wo die Bauteile desmontierbar sind.

Claims (7)

1. Einsatzwasserdichtung zur Anwendung bei Abdichtung einer Welle (1) von Wasserpumpen mit endothermischem Motor zwecks Trennung eines trocknen Teils (2) von einem nassen Teil (3) der Pumpe, dadurch gekennzeich­ net, daß sie eine radiale Dichtung der Welle (1) er­ möglicht, bestehend aus einem ringförmigen Gehäuse (4)-(5), angeordnet im ringförmigen Raum zwischen der Welle (1) und der Wand (6) des Pumpenkörpers und wel­ ches aus zwei Teilen besteht: einem äußeren festen Teil (4), durch Interferenz an der Wand (6) des Pum­ penkörpers befestigt und einem beweglichen inneren Teil (5), auf der Welle (1) montiert; das genannte ringförmige Gehäuse (4)-(5) enthält in seinem Innern zwei Dichtungselemente: eins aus Kunststoff (7) und ein anderes aus einem Elastomeren (8), jeweils auf den nassen (3) und den trocknen (2) Teil der Pumpe ge­ richtet, welche auf dem genannten festen Teil (4) des Gehäuses montiert sind und die Dichtung gegen eine eigene Lauffläche (9) vornehmen, welche aus der Innen­ seite des inneren beweglichen Teils (5) des genannten ringförmigen Gehäuses (4)-(5) besteht.

2. Einsatzwasserdichtung laut Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der äußere feste Teil (4) des ringförmigen Gehäuses (4)-(5) durch einen Ring mit umgekehrt U-förmigen Querschnitt gebildet wird, be­ stehend aus einem axialen Rohrabschnitt (10) dessen äußere Oberfläche mit einer aufvulkanisierten Schicht eines Elastomeren (11) überzogen ist und daß vom ge­ nannten axialen Rohrabschnitt (10) zwei Flansche (12) und (13) ausgehen; einer der Flansche (12) hat einen leicht Z-förmigen Querschnitt und ist auf den nassen Teil (3) der Pumpe gerichtet und der andere Flansch (13) hat einen geradlinigen Querschnitt und wird nach der Montage der Baugruppe welche die Dichtung bildet geformt und ist auf den trockenen Teil (2) gerichtet.

3. Einsatzwasserdichtung laut Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der innere bewegliche Teil (5) durch einen Ring mit U-förmigen Querschnitt gebildet wird, bestehend aus einem axialen Rohrabschnitt (14) von welchem sich zwei Flansche erstrecken: einer mit geradlinigem Querschnitt (15) und der andere mit Z- förmigem Querschnitt (16); der Flansch mit geradlini­ gem Querschnitt (15) ist auf die nasse Seite (3) der Pumpe gerichtet uns steht nach außen vor gegenüber dem entsprechenden radialen Flansch (12) des äußeren festen Teils (4) des Gehäuses und sein freies Teil steht leicht über das freie Teil des genannten Flan­ sches (12) über; der Flansch mit Z-förmigem Quer­ schnitt (16) ist auf den trocknen Teil (2) der Pumpe gerichtet, sein unterer Bereich steht nach außen über den entsprechenden Flansch (13) des äußeren fe­ sten Teils (4) des Gehäuses vor und das freie Teil des genannten Flansches mit Z-förmigem Querschnitt (16) steht über das freie Teil des genannten Flan­ sches (13) vor und ist im Innern des Gehäuses (4) (5) angeordnet; die Innenseite des axialen Rohrab­ schnitts (14) definiert die Lauffläche (9) gegen wel­ che die Dichtungselemente (7) und (8) die Dichtung bewirken und die äußere Oberfläche des genannten Rohrabschnitts (14) ist mit einer aufvulkanisierten Schicht eines Elastomeren (17) überzogen welche auch die äußere Oberfläche des Flansches mit Z-förmigem Querschnitt (16) bedeckt und an ihrem Ende hydrodynamische Aufwölbungen (18) definiert zwecks Rückfluß von Flüssigkeiten, Staub und anderen Subs­ tanzen und der Flansch mit Z-förmigem Querschnitt (16) mit dem Überzug aus Elastomeren (17) wirkt auch als Anschlag bei Spiel des Aggregats.

4. Einsatzwasserdichtung laut Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das aus einem Elastomeren bestehen­ de Dichtungselement (8) durch Vulkanisierung mit ei­ nem metallischen Stützring integriert ist welcher einen L-förmigen Querschnitt aufweist (19)-(20), be­ stehend aus einem Rohrabschnitt (20), der axial zur Baugruppe angeordnet ist, befestigt an der Innensei­ te des feststehenden äußeren Teiles (4) des Gehäuses (4)-(5) und von welchem sich ein Radialflansch mit leicht Z-förmigem Querschnitt (20) erstreckt mit wel­ chem das eigentliche aus einem Elastomeren bestehende Dichtungselement (8) verbunden ist, in diesem sind drei oder mehr Dichtungslippen (21) vorgesehen welche die Dichtung gegen die innere Lauffläche (9) des be­ weglichen Teils (5) des Gehäuses (4)-(5) vornehmen; die erste Dichtungslippe (21) welche auf den trocknen Teil (2) der Pumpe gerichtet ist kann eine Ringfeder (22) enthalten; im Zwischenbereich des genannten Flan­ sches mit leicht Z-förmigem Querschnitt (20) und zwi­ schen diesem und der Innenseite des Flansches mit Z- förmigem Querschnitt (16) des inneren beweglichen - Teils (5) des Gehäuses besitzt das genannte aus einem Elastomeren bestehende Dichtungselement (8) Aufwölbun­ gen (23), gerichtet auf den trocknen Teil (2) der Pum­ pe welche als hydrodynamisches Dichtungselement gegen den Rückfluß von Schmiermittel (Fett) der Dichtung wirken, sowie als regulierender Anschlag der inneren Entfernungen bei der Montage des Einsatzes in die Was­ serpumpe.

5. Einsatzwasserdichtung laut Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das aus Kunststoff bestehende Dich­ tungselement (7) aus einem ursprünglich kronenförmi­ gen Ringteil besteht, dessen Periperie zwischen dem Radialflansch mit Z-förmigem Querschnitt (20) des Montageringes (19)-(20) des aus einem Elastomeren be­ stehenden Dichtungselement (8) und dem Radialflansch (24) eines zweiten Montagerings mit L-förmigem Quer­ schnitt (24)-(25) befestigt ist, dessen axialer Rohr­ abschnitt (25) an der Innenseite des feststehenden äußeren Teils (4) des Gehäuses befestigt ist, gemein­ sam mit dem axialen Rohrabschnitt (19) des genannten Ringes (19)-(20); der Zwischenbereich des aus Kunst­ stoff bestehenden Dichtungselements (7) ist in Rich­ tung des nassen Teils (3) der Pumpe gebogen und der Innenrand des genannten aus Kunststoff bestehenden Dichtungselements (7) wird gegen die eigentliche Dich­ tungslauffläche (9) gedrückt und weiterhin können an der Innenseite des genannten Zwischenbereichs und am Rand des Kunststoffelements (7) Rillen für die hydro­ dynamische Dichtung (26) vorgesehen werden oder nicht.

6. Einsatzwasserdichtung laut Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kunststoffelement (7) vorzugs­ weise aus PTFE oder hochwiderstandsfähigem Polyamid hergestellt wird.

7. Einsatzwasserdichtung laut irgendeiner der voraus­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Montage der Baugruppe welche die Dichtung dar­ stellt die Einbringung eines Sonderfettes (27) in den von den Dichtungslippen und der eigentlichen Laufflä­ che (9) vorgesehen ist.