DE966397C - Schleifringdichtung - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 1. AUGUST 1957

H17474 ΧΠ147 f

Schleifringdichtung

Die Erfindung richtet sich auf Schleifringdichtungen für Wellen von Verdichtern oder Zentrifugalpumpen, bei denen ein selbstschmierender Kunstkohlering mit einer gegen die Welle anliegenden, unter dem Druck einer axial wirkenden, Feder stehenden elastischen Gummimanschette mit der Welle umläuft und die Planfläche des rotierenden Kohleringes gegen eine Ringfläche einer feststehenden Lagerbuchse dichtend anliegt.

Diese als Huhnsche Carboplandichtungen bekannten Schleifringdichtungen haben sich bei Zentrifugalpumpen zur Förderung von Flüssigkeiten, wie Kaltwasser, Schlammwasser, Milch, Benzin, Petroleum, schwache Säuren u. dgl., vorzüglich bewährt, und zwar bei mäßigen Drücken bis zu io atü und Drehzahlen bis 3000/min. Bei diesen bekannten Schleifringdichtungen bildet die Gummimanschette die Dichtung an der Welle und die Planfläche des rotierenden Kohleringes die Dichtung gegenüber einer feststehenden Lagerbuchse. Die an den Dichtflächen zwischen dem umlaufenden Kohlering und der Ringfläche an dem feststehenden Schleifring entstehende Reibungswärme bleibt in den obengenannten Fällen niedrig, da immer ein feiner Schmierfilm zwischen den Dichtflächen verbleibt, wenn es sich um Förderung von Flüssigkeiten unter normalen Temperaturen handelt. Werden jedoch solche Schleifringdichtungen für Trockenlauf eingebaut, d. h. sind Gase abzudichten oder Flüssigkeiten mit sehr niedriger Verdampfungstemperatur, dann wirkt sich die Reibungswärme sehr schädlich auf die Gummimanschette aus.

Die Welle der Pumpe bleibt dabei verhältnismäßig kalt, weil die entstehende Wärme durch die verhältnismäßig großen Oberflächen der Welle

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nach außen bis an die Kupplung zum Motor hin abfließt. Infolgedessen bleibt auch die Lippe der Gummimanschette, die den Wellenumfang dicht umschließt, ebenfalls verhältnismäßig kalt, während sich die Reibungswärme zuerst und in hohem Maße dem Kranz der Gummimanschette mitteilt. Bei der Förderung unter hohen Drücken von 20 bis 30 Atm. und Drehzahlen bis 3000/min und darüber treten infolge des Produktes der spezifischen Flächenbelastung und der hohen Umfangsgeschwindigkeit an der Kohleringdichtungsfläche derartig hohe Temperaturen auf, daß sie sehr rasch zu einem Nachvulkanisieren des Gummimanschettenkranzes führen, wodurch dieser hart und brüchig wird und seine elastische Nachgiebigkeit in der Halterung des Kohleringes verliert. Das hat zur Folge, daß sich der Kohlering aus dem Halt der Gummimanschette, die hart geworden ist und sich deformiert hat und brüchig geworden ist, herauslöst.

Die Zuführung von Kühlmitteln unmittelbar an die Schleifringdichtungsflächen, also dort, wo der Herd der zerstörenden Reibungswärme liegt, ist an sich bekannt. Versuche, durch flüssige Kühlmittel die entstehende Reibungswärme an Ort und Stelle abzuführen, haben sich nicht bewährt, abgesehen davon, daß es in einzelnen Fällen nicht möglich ist, unerwünschte Einflüsse des Kühlmittels auf das zu fördernde Mittel zu verhindern. Wenn das Kühlmittel zu dem geförderten Mittel nicht indifferent ist, sind komplizierte Dichtungen nötig, die teuer sind und die Bauart der Schleifringdichtung verwickelt gestalten. Aus betrieblichen Gründen wird daher gefordert, daß die Wärme durch das Fördermittel der Pumpe odeir des Gebläses selbst abgeführt wird, weil sonst Doppeldichtungen in Zwillingsausführung, die axial lang bauen und teuer sind, angewendet werden müssen, wenn das Fördermittel sich mit dem Kühlmittel nicht verträgt. Daher ist die sonst bewährte Schleifringdichtung infolge der bei Trockenlauf auftretenden Reibungswärme und deren Auswirkungen bei der Förderung von Gasen oder von Flüssigkeiten mit einer niedrigen Verdampfungstemperatur nicht geeignet. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den Übergang der an den Dichtungsfläehen, zwischen Lagerbuchse: und Kohlering erzeugten Reibungswärme 'auf die Gunimimanschettei durch Wärmeabdämmung und/odeir Wärmeableitung zu verhindern, um die Schleif ringdichtung' auch für die Förderung von Gasen, also für - Trockenlauf, betriebssicher zu machen,

Dieses Erfindungsproblem berührt eine andere bekannte Dichtung nicht, bei der es vor allem darauf ankommt, einen aus porösem Material bestehenden Dichtungsring zu verwenden, der an seiner inneren zylindrischen Fläche und an seiner hinteren Stirnfläche plattiert oder mit einem Überzug aus Metall oder einem anderen tandurchlässigenMaterial versehen ist, so daß der Dichtungsring Schmiermittel aufnehmen kann und trotzdem abdichtet. Dieselbe Feststellung ist bezüglich einer anderen bekannten, sich selbsttätig nachstellenden Schleifringdichtung zu treffen, die mit einem unter axialem Federdruck stehenden topfförmigen Laufring versehen ist, der durch den auftretenden Betriebsdruck weitgehend entlastet ist, so daß an den Laufflächen nur eine geringe Reibung auftritt. Diese Schleifringdichtung verwendet weder einen umlaufenden Kohlering noch eine Gummimanschette, die nach der Aufgabe, welche der Erfindung zugrunde liegt, vor zu hoher Erwärmung geschützt werden soll.

Die Lösung des Erfindungsproblems besteht darin, daß zwischen dem umlaufenden Kohlering und der Gummimanschette ein mit der Welle umlaufender und gegen den Kohlering und die Gummimanschette anliegender Ringkörper angeordnet ist, der den Übergang der an den Dichtungsfläehen zwischen Lagerbuchse und Kohlering erzeugten Reibungswärme auf die Gummimanschette durch Wärmeabdämmung und/oder -ableitung ohne Beeinträchtigung der Wirkung der Schleifringdichtung so weit verhindert, daß eine Zerstörung der Gummimanschette ausgeschlossen ist.

Die kennzeichnenden Merkmale dieses Ringes bestehen darin, daß er U-förmig ausgebildet ist, jedoch mit den besonderen Merkmalen, daß der eine U-Schenkel dazu dient, den umlaufenden Kohledichtungsring axial zu übergreifen, während der andere U-Schenkel der unter dem Druck der Axialfeder stehenden Gummimanschette einen festen Halt gewährt, wobei der innere Raum des U-förmigen Ringes mit Rippen oder Vorsprüngen versehen ist, die dazu dienen, die Ableitung der Reibungswärme an das geförderte Mittel zu verbessern, indem dadurch die Berührungsfläche zwischen dem geförderten Mittel und dem U-förmigen Ring wesentlich erhöht wird.

Der zylindrische Teil des U-förmigen Ringes zwischen den U-Schenkeln ist dabei möglichst nahe an den Wellenumfang heranzuführen, d. h., der Raum zwischen dem Ring und der Welle ist möglichst klein, seine axiale Länge möglichst groß zu halten, soweit es der Abstand zwischen Laufrad und Lager zuläßt, um die Wärmeableitung dadurch möglichst intensiv zu gestalten, ohne die elastische Beweglichkeit des Dichtungselementes zu behindern.

Wie praktische Versuche ergeben haben, ist es auf diese Weise möglich, selbst erhebliche Temperaturen der Reibungswärme abzudämmen und ohne Beeinträchtigung des Gummiringes abzuführen.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Abb. ι zeigt die Dichtung im Längsschnitt, Abb. 2 eine Ansicht der Dichtung im Aufriß. Mit ι ist eine axial feststehende Lagerbuchse und mit 2 der umlaufende Kohledichtungsring beeichnet und mit 4 der erfindungsgemäße wärmedämmende U-förmige Zwischenring, der auf der einen Seite den umlaufenden Kohlering 2 überreift, während auf der anderen Seite die Gummimanschette 3 mittels einer ringförmigen Scheibe 5 fest gegen, den; U-förmigen. Zwischenring^ durch die

Schraubenfeder 7 gedrückt wird. Die Schraubenfeder 7 stützt sich dabei auf einen Haltering 6, der seinerseits seinen Halt auf einer Schlauchfeder 8 findet, die in einer konischen Bohrung des Ringes 6 und in einer Ringnut auf der Welle liegt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:
2. i. Schleifringdichtung für Wellen von Verdichtem oder Zentrifugalpumpen, bei der ein selbstschmierender Kunstkohlering mit einer gegen die Welle anliegenden, unter dem Druck einer axial wirkenden Feder stehenden elastischen Gummimanschette mit der Welle umläuft und die Planfläche des rotierenden Kohleringes gegen eine Ringfläche einer feststehenden Lagerbuchse dichtend anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem umlaufenden Kohlering (2) und der Gummimanschette (3) ein mit der Welle umlaufender und gegen den Kohlering und die Gummimanschette anliegender Ringkörper (4) angeordnet ist, der den Übergang der an den Dichtungsflächen zwischen Lagerbuchse und Kohlering erzeugten Reibungswärme auf die Gummimanschette durch Wärmeabdämmung und/oder -ableitung an die Welle und das geförderte Medium verhindert. 2. Schleifringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wämedämmende Zwischenkörper U-förmig gestaltet ist in der Weise, daß der eine U-Schenkel den umlaufenden Kohlering (2) axial übergreift, während der andere U-Schenkel als Halt für die Gummimanschette (3) dient, die durch eine Axialschraubenfeder (7) fest gegen diesen gedrückt wird.
3. 3. Schleifringdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen den U-Schenkeln des wärmeabdämmenden Ringes (4) mit Rippen oder Vorsprüngen besetzt ist, die die Ableitung der in der Dichtung entstehenden Reibungswärme an das geförderte Mittel unterstützen.
4. 4. Schleifringdichtung nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummimanschette (3) durch eine ringförmige Platte (5) von der Schraubenfeder (7) fest gegen den Ring (4) gedrückt wird.
5. 5. Schleifringdichtung nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (7) sich gegen einen Ring

   (6) stützt, in dessen kegelförmiger Bohrung eine Schlauchfeder (8) liegt, die den Stützring in dem gewünschten Abstand von der Dichtung hält.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deiutschei Patentschriften Nr. 739827, 718 314; USA.-Patentschrift Nr. 2 145 123.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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