DE8807857U1

DE8807857U1 - Gleitringdichtung

Info

Publication number: DE8807857U1
Application number: DE8807857U
Authority: DE
Original assignee: Feodor Burgmann Dichtungswerke GmbH and Co
Current assignee: Burgmann Grundstuecksverwaltungs GmbH and Co KG
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1989-10-19

Description

PATENTANWÄLTE

apLHng.K.EMPL Anwaltsakte: Qn 25 866

WpL-InQ. OfpL-WktKh.-ing. K. FEHNERS

D-8000Mönchen 80

Feodor Burgmann
Dichtungswerke GmbH & Co.
Äußere Sauerlacher Str. 6-8
D-8190 Wolfratshausen 1

GLEITRINGDICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung mit einem an der abzudichtenden Welle drehfest gehaltenen, axial verschieblich geführten und gegen die Welle bzw. eine daran feste WellenhQlse abgedichteten Gleitring und einem mittels einer Sekundärdichtung aus elastorneren Material in einer Innenschulter eines Gehäuses drehfest, axial unverschieblich und abdichtend gehaltenen Gegenring, wobei der eine dieser Ringe aus einem magnetischen (permanentmagnetischen) Werkstoff und der andere Ring aus einem magnetierbaren (ferromagnetisch weichen) Werkstoff besteht und beide Ringe durch magnetische Kraftwirkung mit einer Vorspannkraft an ihren Gleitflächen aneinanderllegend gehalten sind.
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Bei einer bekannten derartigen Gleitringdichtung ist der Gleitring in einem Trägerring angeordnet, der seinerseits über eine von einem O-Ring gebildete Sekundärdichtung gegenüber der Welle abgedichtet

I und in Axialrichtung verschiebt ich gelagert ist und der auch die I . Drehmomentübertragung übernimmt. Soll eine vorzeitige Zerstörung

• des O-Rings durch eine relative Drehbewegung zur Welle vermieden

·■ werden, nuß der O-Ring mit einer großen radialen Vorspannung zwi-

¹ 5 sehen dem Trägerring und der Welle eingebaut werden. Hierdurch

'. werden aber bedeutende Kräfte erforderlich, um den Trägerring und

1 damit auch den von ihm gehaltenen Gleitring in Axialricht".g relativ

; zur Welle zu verschieben. Eine solche Verschiebung ist erforderlich,

t damit der Gleitflächenkontakt von Gleitring und Gegenring aufrecht-

:; 10 erhalten bleibt, wenn sich die Ringe im Betrieb abnützen oder Axial-

bewegungen der Welle auftreten. Die hohe Axialkraft zur Verschiebung y des Gleitringes bedingt aber wiederum, daß eine hohe magnetische Anziehungskraft zwischen dem Gleitring und Gegenring bereitgestellt werden muß, mit der Folge, daß einerseits insbesondere der aus per-15 manentmagnetischem Werkstoff bestehende Ring erheblichen Kostenaufwand verursacht und daß andererseits die große Axidikraft zu ho^n ; Reibungsverlusten und damit auch Verschleiß an den Gleitflächerr führt

und ferner auch das vom Gleitring auf die Welle zu übertragende Drehmoment ansteigt, was wiederum eine größere radiale Verspannung des 20 O-Ringes bedingt.

Bekannt ist es auch, als Sekundärdichtung für den in Axialrichtung beweglichen Gleitring einen Balg einzusetzen, welcher neben seiner Dichtungsfunktion auch zur Drehmomentübertragung herangezogen wird, &igr; 25 Ein solcher Balg verursacht aber nicht unerhebliche Mehrkosten, ver-

größert die axiale Baulänge der Gleitringdichtung und gestattet ohne weitere Vorkehrungen keine hinreichende radiale Führung des Gleitringes.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gleitringdichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei kleinerer axialer Baulänge und sicherer Drehmomentübertragung zum Gleitring eine nur geringe magnetische Anziehungskraft zwischen Gleit- und Gegenring erforderlich ist und damit auch geringer Verschleiß und eine kostengünstige Herstellung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur axial verschieblichen Führung, radialen Lagesicherung und Abdichtung des umlaufenden Gleitrings bezüglich der Welle und zur Drehmomentübertragung eine Winkelmanschette aus elastomeren Material vorgesehen ist, bestehend aus einer ringscheibenförmigen Membran, welche im wesentlichen in einer von der Achse der Welle lotrecht durchdrungenen Radialebene gelegen ist, sich über die radiale Dicke des Gleitrings erstreckt, radial nach innen über diesen vorsteht und an der von der Gleitfläche abgewandten axialen Stirnseite dieses Gleitringes anliegt oder dieser benachbart angeordnet ist, einem an das radial äußere Ende der Membran einstöckig angeformten ersten rohrförmigen Abschnitt,welcher den äußeren Umfang des Gleitringes wenigstens auf einen Teil seiner axialen Erstreckung übergreift und an diesem abdichtend befestigt ist und einem an das radial innere Ende der Membran einstückig angeformten zweiten rohrförmigen Abschnitt, welcher ein radiales Spiel zum

Gleitring aufweist und mit seinem Innenumfang an der Welle bzw. einer daran festen WellenhUlse abdichtend anliegt und daran befestigt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt: 10

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Gleitringdichtung und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Einzelheit einer abgeänderten Ausführungsform.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Gleitringdichtung dient zur Abdichtung einer um eine Achse 1 umlaufenden Welle 2 gegenüber einem Gehäuse 3, wobei mit H die Hochdruckseite und mit N die Niederdruckseite bezeichnet ist. Der aus einem permanentmagnetisch^ Merkstoff, vorteilhaft aus einem Hartferrit bestehende Gegenring 4 ist Qber eine aus elastoaeren Material bestehende Sekundärdichtung 5, welche im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist und mit ihrem rohrförmigen Teil den Gegenring außen übergreift, mit radialer Vorspannung in eine Innenschulter des Gehäuses 3 eingesetzt. Der Gegenring 4 weist an seiner Gleitfläche 4¹ eine Beschichtung 6 mit einer Dicke von 1 bis 10 um aus einem diamant-

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artigen Kohlenstoff auf, welche die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit erhöht. Abhängig von der Art des abzudichtenden Mediums kann sich die Beschichtung 6 auch über weitere, diesem Medium ausgesetzte Oberflächenteile oder über die gesamte Oberfläche des Gegenringes erstrecken.

An aer eieitnacne *· liegt mit seiner üieitriäcne /■ ein mit der Welle 2 umlaufender Gleitring 7 an, welcher aus einem ferromagnetischen weichen Werkstoff, vorteilhaft aus Cr-Mo-Guß besteht. Durch die vom Gegenring 4 ausgehende magnetische Anziehungskraft werden die beiden Ringe 4, 7 auch dann mit einer vorgegebenen axialen Anpreßkraft an ihren Gleitflächen 4',7' in Berührung gehalten, wenn die Hochdruckseite H drucklos ist und daher die hydraulisch bedingt Anpreßkraft fehlt.

Der im Querschnitt rechteckige Gleitring 7 ist an seinem Aiißenumfang über eine Klebeschicht 8 mit dem ihn übergreifenden ersten rohrförmigen Abschnitt 9a einer im Querschnitt U-förmigen, aus elastomeren Material ,vorteilhaft einem Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisat bestehenden Winkelmanschette 9 verbunden. Dieser Abschnitt 9a setzt sich einstückig in eine ringscheibenförmige Membran 9b fort, welche in einer zur Achse 1 lotrechten Ebene gelegen ist, mit einer Fläche an der von der Gleitflache 7¹ abgelegenen Stirnseite des Gleitringes anliegt, ohne mit dieser verbunden zu sein und sich radial nach innen bis zur Welle 2 fortsetzt, wo sie in einen zweiten rohrförmigen Abschnitt 9c übergeht, der mit seinem Innenumfang an der Welle 2 dichtend

anliegt und noch zusätzlich durch einen auf den Außenumfang aufgebrachten Sicherungsring IQ versteift und noch zusätzlich an die Welle angedrückt ist, so daß eine sichere Drehmomentübertragung erfolgt.

Gemäß der abgeänderten Ausführungsfonn nach Fig. 2 weist der Gleit-

rinn 7 &bgr;&idiagr;&eegr;&ogr; limi airfanna Nut 7a an eajnon liiRaniimfann auf uähmanrJ

vom Innenumfang des rohrförmigen Abschnitts 9a der Winkelmanschette 9 ein komplementär geformter umlaufender Wulst 9'a vorspringt. Die der Gleitfläche 7' des Gleitrings 7 gegenüberliegende Stirnseite ist nit radial zur Achse 1 verlaufenden Aussparungen versehen, in welche sich ebenfalls in radialer Richtung erstreckende, von der Membran 9b vorstehende Vorsprünge<eingreifen. Die formschlüssigen Verbindungen, gebildet durch die Nut 7a mit zugehörigem Wulst 9'a bzw. durch die Aussparung und die darin eingreifenden VorSprünge 9'bkönnen zusätzlich zur Klebeschicht 8 (bzw. einer anstelle dessen vorgesehenen Verbindung durch Vulkanisation) vorgesehen werden oder an deren Stelle treten.

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Claims

16. Juni 1988 Anwaltsakte: Gm 25 PATENTANWÄLTE DipL-tng. K. O4PL fMpl-teg, DipL-WirtSctL-taig. K. FEHNERS Schumamsbaee 2 D-8000MOnchen 80 -PAfBffANSPRÜCHE

1. Gleitringdichtung mit einem an der abzudichtenden Welle drehfest gehaltenen, axial verschieblich geführten und gegen die Welle bzw. eine daran feste WeIlenhülseabgedichteten Gleitring und einem mittels einer Sekundärdichtung aus elastomeren Material in einer Innenschulter eines Gehäuses drehfest, axial unverschieblich und abdichtend gehaltenen Gegenring, wobei der eine dieser Ringe aus einem magnetischen (permanentmagnetischen) Werkstoff und der andere Ring aus einem magnet!erbaren (ferromagnetisch weichen) Werkstoff besteht und beide Ringe durch magnetische Kraftwirkung mit einer Vorspannkraft an ihren Gleitflächen aneinanderliegend gehalten sind, dadurch gekennzeichnet,

daß zur axial verschieblichen Führung, radialen Lagesicherung und Abdichtung des umlaufenden Gleitrings (7) bezughch der Welle (2)

und zur Drehmomentübertragung eine Winkelmanschette (9) aus elastomeren Material vorgesehen ist,

bestehend aus einer ringscheibenförmigen Membran (9b), welche im wesentlichen in einer von der Achse (1) der Welle (2) lotrecht durchdrungenen Radialebene gelegen ist, sich über die radiale Dk"-** des Gleitrings (7) erstreckt, radial nach innen über diesen vorsteht und an der von der Gleitfläche (7') abgewandten axialen Stirnseite dieses Gleitringes anliegt oder dieser benachbart angeordnet ist,

einem an das radial äußere Ende der Membran (9b) einstückig angeformten ersten rohrförmigen Abschnitt (9a), welcher den äußeren Umfang des Gleitringes (7) wenigstens auf einen Teil seiner axialen Erstreckung übergreift und an diesem abdichtend befestigt ist und

einem an das radial innere Ende der Membran (9b) einstückig angeformten zweiten rohrförmigen Abschnitt (9c), welcher ein radiales Spiel zum Gleitring aufweist und mit seinem Innenumfang an der Welle (2) bzw. einer daran festen Wellenhülse abdichtend anliegt und daran befestigt ist.

2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Winkelmanschette (9) im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist, dergestalt, daß der zweite rohrförmige Abschnitt (9c) von der Membran (9b) in Richtung zum stationären Gegenring (4) vorsteht.

III.

3. Gleitringdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeicnet, daß der zweite rohrförmige Abschnitt (9c) der Winkelmanschette (9) von einem Sicherungsring (10) umgeben und an die Welle (2) bzw. Wellenhülse angedrückt ist.

4. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste rohrförmige Abschnitt (9a) der Winkelmanschette (9) über eine Klebeschicht (8) am äußeren umfang des Gleitringes (7) befestigt ist.

5. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste rohrfbvTnl·; Abschnitt (9a) der Winkelmanschette (0) an den äußeren Umfang des Gleitringes (7) anvulkanisiert ist.

6. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenumfang des ersten rohrförmigen Abschnitts (9a) und am Außenumfang des Gleitringes (7) formschlüssig ineinander eingreifende Vorsprünge (9'a) und Aussparungen (7a) ausgebildet sind.

7. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der von der Gleitfläche (7') des Gleitringes (7) abgewandten axialen Stirnseite und an der dieser benachbarten Fläche der Membran (9b) formschlüssig ineinander eingreifende, sich radial zur Achse (1) der Welle (2) erstreckende Vor-

Sprünge (9'b) und Aussparungen ausgebildet sind.

8. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelmanschette (9) aus einem Butadien-

Acrylnitril-Mischpolymerisat besteht.

9. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische (permanentmagnetisehe) Werkstoff ein Hartferrit ist.

10. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus magnetischem (permanentmagnetischem) Werkstoff bestehende Ring (4) wenigstens an seiner Gleitfläche (4') eine Beschichtung (5) aus diamantartigem Kohlenstoff mit einer

Dicke von 1 bis 10 um aufweist.

11. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der aus magnetischem (permanentmagnet tischen) Werkstoff bestehend» Ring den Gegenring (4) bildet.

12. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeirh net , daß der magnetisierbar (ferromagnetisch weiche) Werkstoff aus Cr-Mo-Guß besteht.

13. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre Gegenring (4) in einer Innen-

V.

schulter des Gehäuses (3) drehfest und abdichtend über einem aus elastomeren Material bestehenden Sekundärdichtring (5) gehalten ist, welcher im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist und mit seinem rohrförmigen Teil den Gegenring an seinem äußeren Umfang übergreift.

14. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenurnfänge des Gleitringes (7) und des Gegenringes (4) mit dem abzudichtenden, den höheren Druck (H) aufweisenden Medium beaufschlagt sind.