WO2010097062A1 - Laufwerkdichtung - Google Patents

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WO2010097062A1
WO2010097062A1 PCT/DE2009/001656 DE2009001656W WO2010097062A1 WO 2010097062 A1 WO2010097062 A1 WO 2010097062A1 DE 2009001656 W DE2009001656 W DE 2009001656W WO 2010097062 A1 WO2010097062 A1 WO 2010097062A1
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sliding
ring
counter
coating
drive seal
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PCT/DE2009/001656
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English (en)
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Inventor
Laszlo Pelsoeczy
Original Assignee
Federal-Mogul Burscheid Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3436—Pressing means
    • F16J15/344—Pressing means the pressing force being applied by means of an elastic ring supporting the slip-ring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3496—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member use of special materials

Definitions

  • the invention relates to a drive seal, at least including a sliding and / or counter ring.
  • the invention has for its object to provide a corrosion-resistant drive seal that is highly protected regardless of application area against corrosion. Regardless of the material of the sliding and / or counter ring, a longer service life of the drive seal is to be brought about compared to previous applications.
  • a drive seal at least including a sliding and / or counter-ring having a sliding surface, an inner and an outer peripheral surface and a receiving area for an elastic spring element, wherein in at least one provided outside the sliding surface of the sliding and / or counter ring one, a sacrificial anode forming coating is provided
  • coatings based on zinc, magnesium or aluminum are used.
  • the coating can also connect to a power source, in particular a DC power source.
  • the person skilled in the art will select the suitable metallic material for the coating and apply it in the respective area of the sliding and / or counter ring.
  • the sacrificial anode is formed from a layer of an electrochemically base metal. It is applied electrically conductive to be protected (nobler) metal surfaces of the sliding and / or counter ring. In aqueous environment, the two metals form a local element, in which the coating dissolves only gradually, thereby preserving the nobler metal of the sliding and / or counter ring from corrosion for a predeterminable period of time. Thus, the vulnerable metal of the sliding and / or mating ring is electrically connected to the metal of the sacrificial anode, which then can be easily oxidized.
  • coatings based on aluminum or zinc are suitable for iron.
  • the base metal may, if necessary, be added to stabilize or for the purpose of optimum protection current yield further metals.
  • a coating in the form of an external current anode can be used, which is connected to a direct current source and thus ensures permanent corrosion protection of the sliding and / or counter ring.
  • the coating can be applied to the area (s) by conventional technique. In addition to galvanic deposition, spray coatings or the like are also suitable.
  • the single FIGURE shows a sliding or counter ring 1 of a drive seal, not shown.
  • the sliding or counter ring 1 has a sliding surface 2, an inner peripheral surface 3, an outer peripheral surface 4 and a tapered receiving portion 5 for an elastic spring element 6.
  • Mating ring 1 should consist of a non-alloy steel in this example.
  • the sliding or counter-ring 1 should be protected by using a so-called sacrificial anode 7.
  • the sacrificial anode 7 consists of a coating of a metal which is less noble than the material of the sliding or counter-ring 1, for example aluminum or zinc.
  • the coating 7 is, in electrically conductive form, applied in this example on the outer peripheral surface 4 and the receiving portion 5 of the sliding or counter-ring 1.
  • the sliding surface 2 remains uncoated. If necessary, the end surface 8 facing away from the sliding surface 2 can also be used for the application of a sacrificial anode 7.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Abstract

Laufwerkdichtung, zumindest beinhaltend einen Gleit- und/oder Gegenring, der eine Gleitfläche, eine innere und eine äußere Umfangsfläche sowie einen Aufnahmebereich für ein elastisches Federelement aufweist, wobei in zumindest einem außerhalb der Gleitfläche vorgesehenen Flächenbereich des Gleit- und/oder Gegenringes eine, eine Opferanode bildende, Beschichtung vorgesehen ist.

Description

Laufwerkdichtung
Die Erfindung betrifft eine Laufwerkdichtung, zumindest beinhaltend einen Gleit- und/oder Gegenring.
Für Gleit- und/oder Gegenringe einer Laufwerkdichtung werden unterschiedliche Werkstoffe verwendet. Diese können in Form von gehärteten, hochlegierten, unlegierten Stählen, Hartguss oder Gusseisenwerkstoffen vorliegen. Viele Werkstoffe sind nur zum Teil korrosionsbeständig.
Eine vollständige Beschichtung des Gleit- und/oder Gegenringes ist hierbei ungünstig, da die Laufeigenschaften, wie max. Umlaufgeschwindigkeit, darunter leiden können.
Gattungsgemäße Laufwerkdichtungen werden beispielsweise in der DE 298 23 662 oder der DE 10 204 042 385 beschrieben.
In der US 4,452,539 wird eine Dichtung für ein rotierend angetriebenes Bohrsystem beschrieben. Zum Einsatz gelangen flexible Dichtelemente, beispielsweise in Form von O-Ringen. Derartige Bohrsysteme werden zum Aufbrechen von Gestein und Erdreich eingesetzt, befinden sich demzufolge vielfach im Schlamm, so dass hier extreme Korrosionsangriffe gegeben sind. In der genannten Druckschrift werden unterschiedliche Lösungsansätze bereitgestellt, um dem Korrosionsproblem zu begegnen. Neben dem Plattieren von Dichtflächen mit höherwertigen Werkstoffen als der Lagerwerkstoff kommen auch so genannte Opferanoden zum Einsatz, die außerhalb des Dichtrings in einem Wandbereich des Bohrsystems untergebracht sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine korrosionsbeständige Laufwerkdichtung bereitzustellen, die unabhängig vom Einsatzbereich hochgradig gegen Korrosion geschützt ist. Unabhängig vom Werkstoff des Gleit- und/oder Gegenringes soll gegenüber bisherigen Einsatzfällen eine höhere Standzeit der Laufwerkdichtung herbeigeführt werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Laufwerkdichtung, zumindest beinhaltend einen Gleit- und/oder Gegenring, der eine Gleitfläche, eine innere und eine äußere Umfangsfläche sowie einen Aufnahmebereich für ein elastisches Federelement aufweist, wobei in zumindest einem außerhalb der Gleitfläche vorgesehenen Flächenbereich des Gleit- und/oder Gegenringes eine, eine Opferanode bildende, Beschichtung vorgesehen ist
Vorteilhafte Weitebildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Bei vorgebbarem Werkstoff für den Gleit- und/oder Gegenring kommt eine, eine Opferanode bildende Beschichtung aus einem für den jeweiligen Werkstoff des Gleit- und/oder Gegenringes geeigneten unedleren Metall zum Einsatz.
In Abhängigkeit vom umgebenden Medium (Flüssigkeiten allgemein, Schlamm, Meerwasser oder dergleichen) kommen Beschichtungen auf Basis von Zink, Magnesium oder Aluminium zum Einsatz.
Je nach Einsatzgebiet der Laufwerkdichtung besteht auch noch die Möglichkeit, die Beschichtung mit einer Stromquelle, insbesondere einer Gleichstromquelle, zu verbinden.
Außerhalb der Gleitfläche(n) bieten sich sämtliche Flächenbereiche des Gleit- und/oder Gegenringes an, um dort die Beschichtung in elektrisch leitender Form aufzubringen.
In Abhängigkeit desjenigen, für den Gleit- und/oder Gegenring einzusetzenden Werkstoffs wird der Fachmann den geeigneten metallischen Werkstoff für die Beschichtung auswählen und im jeweiligen Flächenbereich des Gleit- und/oder Gegenringes aufbringen.
In einfachster Ausführung wird die Opferanode gebildet aus einer Schicht aus einem elektrochemisch unedlen Metall. Sie ist elektrisch leitend auf den zu schützenden (edleren) Metallflächen des Gleit- und/oder Gegenringes aufgebracht. In wässriger Umgebung bilden die beiden Metalle ein Lokalelement, bei dem sich die Beschichtung nur allmählich auflöst und dadurch das edlere Metall des Gleit- und/oder Gegenrings über einen vorgebbaren Zeitraum vor Korrosion bewahrt wird. Somit wird das gefährdete Metall des Gleit- und/oder Gegenringes elektrisch leitend mit dem Metall der Opferanode verbunden, das sich dann leichter oxidieren lässt.
Für Eisen kommen beispielsweise Beschichtungen auf Basis von Aluminium oder Zink in Frage.
Dem Basismetall können bedarfsweise zur Stabilisierung bzw. zwecks optimaler Schutzstromausbeute weitere Metalle hinzulegiert werden.
Soll ein nachträgliches Auftragen der zum Einsatz gelangten Beschichtung nach deren Auflösung vermieden werden, kann eine Beschichtung in Form einer Fremdstromanode eingesetzt werden, die mit einer Gleichstromquelle verbunden wird und somit einen permanenten Korrosionsschutz des Gleit- und/oder Gegenringes gewährleistet.
Die Beschichtung kann mit üblicher Technik auf dem/den Flächenbereich(en) aufgebracht werden. Neben galvanischer Abscheidung bieten sich auch Spritzschichten oder dergleichen an.
Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben.
Die einzige Figur zeigt einen Gleit- oder Gegenring 1 einer nicht näher dargestellten Laufwerkdichtung. Der Gleit- oder Gegenring 1 verfügt über eine Gleitfläche 2, eine innere Umfangsfläche 3, eine äußere Umfangsfläche 4 sowie einen konisch verlaufenden Aufnahmebereich 5 für ein elastisches Federelement 6. Der Gleit- oder
Gegenring 1 soll in diesem Beispiel aus einem unlegierten Stahl bestehen. Zur Reduzierung von Korrosionsangriffen durch umgebende Medien, wie Wasser, Schlamm oder dergleichen, soll der Gleit- oder Gegenring 1 durch Verwendung einer so genannten Opferanode 7 geschützt werden. Die Opferanode 7 besteht aus einer Beschichtung aus einem gegenüber dem Werkstoff des Gleit- oder Gegenringes 1 unedleren Metall, wie beispielsweise Aluminium oder Zink. Die Beschichtung 7 ist, in elektrisch leitender Form, in diesem Beispiel auf die äußere Umfangsfläche 4 sowie den Aufnahmebereich 5 des Gleit- oder Gegenrings 1 aufgebracht. Die Gleitfläche 2 verbleibt unbeschichtet. Bedarfsweise kann auch die der Gleitfläche 2 abgewandte Stirnfläche 8 für die Aufbringung einer Opferanode 7 genutzt werden.
Nicht dargestellt, jedoch vom Schutzumfang mit umfasst ist, die Ausbildung einer die Opferanode 7 bildenden Beschichtung als Fremdstromanode vorzusehen, die dann mit einer Gleichstromquelle verbunden ist, um einerseits einen Austausch der sich im Laufe der Zeit auflösenden Schicht 7 zu vermeiden und gleichzeitig einen permanenten Korrosionsschutz des Gleit- oder Gegenringes 1 zu gewährleisten.

Claims

Patentansprüche
1. Laufwerkdichtung, zumindest beinhaltend einen Gleit- und/oder Gegenring ( 1 ), der eine Gleitfläche (2), eine innere (3) und eine äußere Umfangsfläche (4) sowie einen Aufnahmebereich (5) für ein elastisches Federelement (6) aufweist, wobei in zumindest einem außerhalb der Gleitfläche (2) vorgesehenen Flächenbereich (3,4,5) des Gleit- und/oder Gegenringes (1) eine, eine Opferanode (7) bildende, BeSchichtung vorgesehen ist.
2. Laufwerkdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei vorgegebenem Werkstoff für den Gleit- und/oder Gegenring (1) die Beschichtung (7) durch ein für den jeweiligen Werkstoff des Gleit- und/oder Gegenringes geeignetes unedleres Metall gebildet und auf dem jeweiligen Flächenbereich (3,4,5) aufgebracht ist.
3. Laufwerkdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem eisenhaltigen Werkstoff für den Gleit- und/oder Gegenring (1) eine Beschichtung (7) auf Basis von Zink, Magnesium oder Aluminium einsetzbar ist.
4. Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleit- und/oder Gegenring ( 1 ) mit einer Stromquelle, insbesondere einer Gleichstromquelle, verbunden ist.
5. Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (7) im Bereich der inneren (3) und/oder der äußeren Umfangsfläche (4) des Gleit- und/oder Gegenringes (1) vorgesehen ist.
6. Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (7) außerhalb des Federelementes (6) im Aufnahmebereich (5) des Gleit- und/oder Gegenringes ( 1 ) vorgesehen ist.
Laufwerkdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Flächenbereiche (3,4,5) außerhalb der Gleitfläche (2) des Gleit- und/oder Gegenrings (1) mit der Beschichtung (7) versehen sind.
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