DE8526794U1

DE8526794U1 - Gleitringdichtung

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Publication number: DE8526794U1
Application number: DE19858526794
Authority: DE
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1985-09-19
Filing date: 1985-09-19
Publication date: 1987-06-19

Description

Gleitringdichtung

Die Neuerung betrifft eine Gleitringdichtung in bevorzugt außenliegender Ausführung, insbesondere Für Pumpen zur Förderung chemisch aggressiver Medien oder für Rührwerke in chemischen Anlagen mit einem Gleitring, einer Druckfeder zur axialen Anpressung des Gleitringes an den Gegenringe und einem polymeren Formteil bevorzugt in der Form eines Dichtungsbalgens, welcher mit seinem einen Ende mit der Welle beziehungsweise Gehäuse und mit seinem anderen Ende mit dem Gleitring kraftschlussig und dicht verbunden ist.

Bei Pumpen oder Rührwerken im chemischen Anlagenbau kommen bevorzugt Gleitringdichtungen in außenliegender Ausführung zur Anwendung, bei denen ein über die Welle gezogener, rotierender Faltenbalg kraftschlüssig und dichtend an seinem einen Ende mit der Welle und an seinem anderen Ende mit der rückwärtigen Stirnfläche des "rotierenden Gleitringes verbunden ist. Der Faltenbalg schützt so die äußeren metallischen oder elastomeren Bauteile vor den gegebenenfalls heißen aggressiven Medien in seinem Innenraum und unterstützt gleichzeitig die ^übertragung des Drehmomentes auf den Gleitring und die axiale Anpressung des Gleitringes an den stillstehenden Gegenring. Bei Gleitringdichtungen normaler Ausführung besteht der Faltenbalg üblicherweise aus einem Elastomer, da die Elastizität die abdichtende und kraftschlüssige Verbindung des Faltenbalges zur Welle und zum Gleitring sowie die 'axiale

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Anpressung des Gleitringes an den Gegenring gewährleistet. Nachteilig bei Elastomeren ist jedoch ihre geringe

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Chemikalienbelastung. So sind die einzelnen Synthesekautschukarten nur gegen bestimmte Chemikalien beständig, während sie wiederum von anderen Chemikalien zerstört werden. In einem chemischen Betrieb, in dem üblicherweise Pumpen und Rührwerke gleicher Bauarten eingesetzt werden, müßten daher auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmte unterschiedliche Gleitringdichtungen mit einem Dichtungsbalgen aus einem entsprechend beständigen Elastomer verwendet werden, beziehungsweise bei einem Wechsel der in der Anlage eingesetzten Chemikalien müssen auch die Gleitringdichtungen ausgetauscht werden.

Polymere Werkstoffe aus fluorierten Polykohlenwasserstoffen, wie insbesondere aus Polytetrafluorethylen, sind dagegen universell gegen chemische Substanzen beständig, und sie sind bei Temperaturen zwischen minus 200 bis plus 280⁰C einsetzbar, so daß sie im chemischen Anlagenbau in bezug auf ihre Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit der ideale Werkstoff sind. Nachteilig bei derartigen Werkstoffen ist jedoch vor allem ihre geringe Elastizität, ihr Fließverhalten unter Druck und Temperatureinwirkung und ihr geringer Reibungskoeffizient, so daß Dichtungsbalgen aus Polytetrafluorethylen in Gleitringdichtungen bei der Montage keine abdichtende kraftschlüssige Verbindung zur Welle und zum Gleitring bilden.

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Der vorliegenden Neuerung liegt t'aher die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtung gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs unter Verwendung eines Dichtungsbalgens aus einem fluorierten

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flem Gleitring unter Verwendung einfacher Mittel drehfest und. abdichtend verbunden ist.

Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe durch an beiden axialen Enden des Dichtungsbalgens aus fluoriertem Polykohlenwasrerstoff, wie bevorzugt Polytetrafluorethylen, eingesetzte elastische Elemente gelöst, die beim Einbau des Dichtungsbalgens elastisch verformt werden und mit dem Dichtungsbalgen zum kraftschllissigen Verbund der Welle und zum Gleitring zusammenwirken. Die bevorzugt verwendeten elastischen Elemente bestehen aus Elastomerringen, gegebenenfalls aber auch aus metallischen Federeleni^nten.

Durch die Neuerung ist jetzt die drehfeste und abdichtende Verbindung des Dichtungsbalgens aus einem fluoriertem Polykohlenwasserstoff mit der Welle und/oder dem Gleitring möglich. Das mit dem Dichtungsbalgen zusammenwirkende Bauteil verformt sich bei der Montage unter Ausbildung axial in Richtung auf den Gleitring und radial in Richtung auf die Welle wirkender elastischer Rückstellkräfte, und der Dichtungsbalgen ist verdrehfest und abdichtend mit der Welle und/oder dem Gleitring verbunden. Gleichzeitig werden die durch Fließen des Dichtungsbalgmaterials unter Druck- und Temperatüreinwirkung entstehenden Querschnittsänderungen durch die elastischen und beim Einbau verformten Bauteile ausgeglichen. Die elastischen Glieder aus einem Elastomer oder'

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gegebenenfalls auch aus Metall sind bevorzugt im Außenbereich der Gleitringdichtung angeordnet, so daß sie vor einer Zerstörung durch aggressive chemische Medien im Innenrautn des Dichtungsbalgens geschützt sind.

Zur bevorzugten verdrehfesten Verbindung des Dichtungsbalgens mit der Welle besitzt der Dichtungsbalgen einen axialen auf der Welle aufliegenden Vorsprung, hinter dem axial ein Elastomerring angeordnet ist. Vorsprung und Elastomerring werden mit einem Spannband an der Welle so befestigt, daß sich der Elastomerring verformt und zusammen mit dem Dichtungsbalgen kraftschlüssig die Welle unter gleichzeitiger Verhinderung der axialen Verschiebung des Balgens umgibt. Der Elastomerring kann dabei gegebenenfalls einen L-förmigen Querschnitt besitzen, dessen einer Schenkel auf dem axialen Vorsprung des Dichtungsbalgens und dessen anderer Schenkel kraftschlUssig auf der Welle aufliegt. Gegebenenfalls kann ein axialer Vorsprung des Dichtungsbalgens formschlüssig mit dem Elastomerteil verbunden sein. Als zusätzliche Befestigungsmaßnahmen kann zwischen axialem Vorsprung des Dichtungsbalgens und elastischem Formteil eine Stützscheibe von etwa L-förmigem Querschnitt angeordnet sein, dessen einer Schenkel gegebenenfalls in einer Ausnehmung des axialen Schenkels des Dichtungsbalgens angeordnet ist, während das Ende des zweiten Schenkels als Verdrehsicherung mit der Druckfeder verbunden ist. Die letzte Windung kann gegebenenfalls zusätzlich auf einem axialen Vorsprung des Dichtungsbalgens mit ein oder mehr»?· .-.- windungen zum radialen Pressen an die Welle aufliegen und das elastische Element ks.m in einer Arretiernut der Welle befestigt sein. '

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Zum kraftschlüssigen, abdichtenden und verdrehfesten Verbinden des Dichtungsbalgens mit dem Gleitring besitzt bevorzugt das balgseitige Ende des Gleitringes eine Ausnehmung entweder in Form einer Nut oder in der Form einer zur Welle offenen Aussparung. Eine oder beide Wandungen der Aussparungen sind bevorzugt keilförmig zur Gegenringseite abgeschrägt. Das Ende des Dichtungsbalgens bildet einen axialen Schenkel, der das elastische Bauteil zumindest teilweise umgibt, so daß beim Einpressen des Endes in die Aussparung, gegebenenfalls durch die Keilform der Aussparung, der Dichtungsbalgen am Ende in der Aussparung durch die elastische Rückverformungskraft des elastomeren verformten Bauteils axial und radial in die Ausnehmung gepreßt und so kraftschlUssig verbunden wird. Bevorzugt besteht das elastische Formteil aus einem Elastomerring mit rundem Querschnitt. Im Sinne dar Neuerung kann das elastische Bauteil auch aus einem metallischen Federeletnent bestehen, das beim Einbau axial verformt wird. Es bewirkt die kraftschilissige Einpressung des Dichtungsbalgens in die Ausnehmung, gegebenenfalls zusammen mit einem elastomeren Dichtungsring. Im Sinne der Neuerung kann der Dichtungsbalgen an seinem Ende einen den Gleitring am Außenumfang umhüllenden Schenkel bilden, der dort zusammen mit einem Elastomerring und einem umgebenden Spannband kraftschlUssig verdrehfest und abdichtend verbunden ist.

Durch die Neuerung ist es somit möglich, ein fluoriertes Polykohlenwasserstoffkunstharz, wie bevorzugt Polytetrafluorethylen, in Gleitringdichtungetii in bevorzugt außenliegender Ausführung einzusetzen. Die kraftschlüssige Befestigung des Dictitüngsbälgena ist mit relativ einfachen

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Mitteln zu realisieren und durch die verdrehfeste und abdichtende Verbindung wird die optimale übertragung des Drehmoments von der Welle auf den Gleitring bei gleichzeitigem optimalem Schutz der äußeren metallischen und elastomeren Bas^eile vor aggressiven Medien im Innenraum des .Dichtungsbalgens erreicht. Die universelle Beständigkeit der fluorierten Polykohlenwasserstoffe gegenüber Chemikalien und ihre hohe Temperaturbeständigkeit erlaubt es, die erfindungsgemäße Gleitringdichtung universell, vor allem in RührwerkPn und Pumpen von Chemieanlagen, einzusetzen.

Die feuerung wird durch die Abbildungen 1 bis 11 näher erläutert, die Querschnittsbilder bevorzugter Ausführungen erfindungsgemäßet Gleitringdichtungen im Bereich der Befestigung auf der Welle und zum Gleitring zeigen.

In Figur 1 ist 1 die Welle mit montierter Gleitringdichtung 2 mit Gleitring 3, axial wirkender Feder 11 und Dichtungsbalgen 4 aus Polytetrafluorethylen. Der Dichtungsbalgen 4 bildet an einem Ende einen auf der Welle 1 aufliegenden axialen Vorsprung 5, hinter dem ein Elastomerring 6 angeordnet ist. Der dem Vorsprung 5 und Elastomerring 6 am Außenumfang umgebende Spannring 7 befestigt den Dichtungsbalgen 4 kraftschlUssi? und damit verdrehfest und abdichtend mit der Welle 1. Die Stirnfläche des Gleitringes 3 besitzt eine Nut 8 mit axialer Erstreckung. Der vom Vorsprung 9 am Ende des Dichtungsbalgens 4 umhüllte Elastomerring 10 ist unter Verformung in die Nut 8 eingepreßt, eo daß das umhüllende Ende 9 des Dichtungsbalgens 4 kraftschlüssig und damit abdichtend und verdrehsicher in die '

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Nut 8 eingepreßt wird, wobei er gleichzeitig vor den aggressiven Medien im Innenraum des Dichtungsbalgens 4 geschützt ist.

Das Querschnittsbild der Figur 2 zeigt die umlaufende Nut 12. der Welle I¹, in die e'er Elastomerring 6' zur Arretierung eingesetzt ist.

In Figur 3 besitzt der Elastomerring 13 ein L-TProfil und liegt mit dem Schenkel 14 auf dem axialen Vorsprung 15 des Dichtungsbalgens 4 auf, wobei das Spannband 16, Elastomerring 13 und Vorsprung 15 radial gegen die Welle 1 preßt.

Tn Figur 4 ist ein axialer Vorsprung 17 des Dichtungsbalgens formschlüssig in den Elastomerring 18 eingeknöpft, wobei der Vorsprung 17 und der Elastomerring 18 kraftschlüssig durch das Spannband 19 auf der Welle 1 befestigt sind.

In Figur 5 ist an der Stirnfläche des Dichtungsbalgens 20 eine Stützscheibe 21 mit L-Profil angeordnet, dessen einer Schenkel zur Anpressung an den Dichtungsbalgen 20 und dessen anderer Schenkel in einer Ausnehmung des Vorsprungs 2?. angeordnet ist, so daß das aufliegende Spannband 23 Vorsprung 22 und Elastomerring 6'¹ verdrehfest au* der Welle 1 verspannt.

In Figur 6 besitzt der Gleitring 24 eine Aussparung 25 mit abgeschrägter Wandung 26. Der vom axiale*. Vorsprung des Dichtungsbalgens 27 umhüllte Elastomerring 28 ist in die Aussparung 25 unter Verformung eingepreßt und seine

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RUckverformungskraft sorgt für den verdrehfesten und abdichtenden Sitz am Gleitring 24.

In Figur 7 wirken Elastomerring 29 und die Metallfeder 30 zusammen zum kraftschlUssigen Verbund von Dichtungsbalgen 31. und Gleitring 32.

In Figur 8 besteht das elastische Bauteil 33 aus einem axial wirkenden Federring, der nach Verformung den axialen umhüllenden Vorsprung 34 des Dichtungsbaigens 35 in die Aussparung 36 des Gleitringes preßt.

In Figur 9 ist der als elastisches Bauteil 37 dienende Federring mit der Umhüllung 38 des Dichtungsbalgens in eine keilförmige Nute 39 des Gleitringes 40 zum kraftschlUssigen Verbund eingepreßt.

In Figur 10 besitzt der Dichtungsbalgen 41 einen keilförmigen axialen Vorsprung 42, der in eine entsprechend keilförmige Wut des Gleitringes 43 kraftschlüssig mit der Feder 44 eingepreßt ist.

In Figur 11 besitzt der Dichtungsbalg 45 einen axialen Vorsprung 46, der auf dem Gleitring 44 am Außenumfang aufliegt. In der Ausnehmung des Vorsprungs 46 ist ein Elastomerring 47 angeordnet, der zusammen mit dem Vorsprung durch das Spannband 48 radial gegen die Außenfläche des Gleitringes 49 kraftschlüssig gepreßt wird* Der radiale Schenkel 50 des Spannbandes 48 dient zur Befestigung des Federendes 51 zum axialen Anpressen des Gleitringes 49 an den " Gegenring.

Claims

Schutzansprüche:

1. Gleitringdichtung in bevorzugt außenliegender Ausführung, insbesondere für Pumpen zur Förderung chemisch aggressiver Medien oder für Rührwerke in chemischen Anlagen, mit einem Gleitring, einer Druckfeder zum axialen Anpressen des Gleitringes an den Gegenring und einem polymeren Formteil, bevorzugt in der r'orm eines Dichtungsbalgens, welcher mit seinem einen Ende mit dem Geh'duse beziehungsweise der Welle und mit seinem anderen Ende ipit de"i Gleitring kraftschlüssig und dicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsbalgen (4, 20, 31, 35, 41, 45) aus einem fluorierten Polykohlenwasserstoirf, wie bevorzugt Polytetrafluorethylen, besteht und an beiden axialen Enden über elastische Elemente (6, 10, 13, 14, 18, 2fi, 29, 30, 33, 37, 44, 47) kiaftschlüssig mit der Welle (1) beziehungsweise dem Gehäuse und dem Gleitring (3, 24, 32, 43, 40, 49) verbunden ist.

2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente aus Elastomerringen (6, 10, 13, 14, 18, 28, 29) bestehen.

3. Gleitringdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente aus metallischen Federringen (30, 33, 37, 33,

, 44, 47) bestehen.

4. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsbalg (4) mit einem Ende (5, 15, 22) auf der Welle (1) aufliegt und daß das Ende (5, 15, 22) zusammen mit einem axial dahinter angeordneter Elastomerring (6, 13, 18) durch ein Spannband (7, 16, 19, 23) auf der Welle (1) radial verspannt ist.

5. Gleitringdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerring (6¹, 6") in einer umlaufenden Nut (12) der Welle (1) zur Arretierung einliegt.

6. Gleitringdichtung nach djn Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomerring (13) ein L-förmiges Profil besitzt.

7. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (17) des Dichtungsbalgen3 in einer Ausnehmung des Elastomerringes (18) formschlüssig verknüpft.

8. Gleitringdichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ende (22) dee Dichtungsbalgens (20) und elastischem Formteil (6) eine StUtzscheibe (21) von L-förmigem Querschnitt angeordnet ist, dessen einer Schenkel auf dem Ende (22) des Dichtungsbalgens (20) aufliegt.

9. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3', dadurch

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gekennzeichnet, daß die dichtungsbalgseitige Stirnfläche des Gleitringes (3, 24, 32, 40, 43, 49) eine Ausnehmung in der Form einer Nut (8, 39) oder einer zur Welle (1)

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elastisches Element (10, 28, 29, 30, 33, 37, 44, 47) umhüllendes Ende (9, 27, 34, 38, 42, 46) des Dichtungsbalgens kraftschliissig eingepreßt ist.

10. Gleitringdichtung nach Anspruch 9, dndurch gekennzeichnet, daß die axialen Wandungen (26) der Ausnehmungen (8, 25, 36, 39) keilförmig zur Gegenringseite abgeschrägt sind.

11. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (46) des Dichtungsbalgens (45) auf der Außenfläche des Gegenringes (49) aufliegt und zusammen mit einem Elastomerring (47) durch ein Spannband (48) radial auf den Gleitring (49) gepreßt ist.