WO2016095893A1 - Gleitringdichtung und verfahren zur herstellung gleitringdichtung - Google Patents

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WO2016095893A1
WO2016095893A1 PCT/DE2015/000600 DE2015000600W WO2016095893A1 WO 2016095893 A1 WO2016095893 A1 WO 2016095893A1 DE 2015000600 W DE2015000600 W DE 2015000600W WO 2016095893 A1 WO2016095893 A1 WO 2016095893A1
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housing
ring
mechanical seal
housing element
elements
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Thomas Schmitt
Franz Kneidl
Achim Dehnz
Stefan Weigl
Erich Weber
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Netzsch Pumpen & Systeme Gmbh
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Priority to CN201580068269.6A priority patent/CN107002884A/zh
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    • 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
    • F16J15/3452—Pressing means the pressing force resulting from the action of a spring
    • 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
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    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3464—Mounting of the seal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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 present invention relates to a mechanical seal and a method of manufacturing a mechanical seal according to the features of the preambles of
  • the invention relates to a mechanical seal. These are so-called dynamic seals for sealing rotating shafts against a side wall or the like, for example with respect to a machine housing.
  • the main components of action are two components sliding on one another, in particular a spring-loaded sliding ring and an associated counter-ring.
  • One of the two rings is rigidly arranged in a stationary housing element, the other ring is secured by means of anti-rotation pins or the like on the rotating shaft.
  • the areas between the two rings are - depending on the type of
  • Mechanical seal - usually flat and usually made of carbon graphite, metal, ceramic, plastic or resin-bonded carbon.
  • US 2006/0061041 A1 discloses the structure of a mechanical seal comprising a sliding ring sealing sleeve, in which in particular resilient ring elements are arranged, and a sliding ring sealing housing or a retaining ring.
  • the object of the invention is to produce a mechanical seal particularly cost. Another object of the invention is to make a mechanical seal technically easier, in particular using a smaller number of items.
  • the invention relates to a mechanical seal with a spring-loaded mating ring and a sliding ring slidably mounted on the mating ring which are arranged in a housing arrangement.
  • the housing arrangement comprises in particular a first movable housing element and a second stationary fixable housing element.
  • the ring pair formed from the sprung counter ring and the sliding ring is arranged in the housing arrangement, wherein the sprung counter ring is arranged in particular on the second housing element, while the slidably arranged sliding ring is associated with the first movable housing element.
  • the spring-loaded mating ring can be arranged on the first movable housing element and the sliding ring on the second static housing element.
  • the mechanical seal is used to seal a movable, in particular rotationally movable machine component relative to a stationary
  • the first movable housing element is attached to the sliding ring on a shaft, while the second housing element is arranged and fixed with the spring-loaded mating ring, for example in a shaft passage opening of the machine housing.
  • the person skilled in the art can analogously transfer the features of the invention described below to a mechanical seal in which the spring-loaded counter-ring on the first
  • the housing arrangement consists at least partially of a plastic and / or a composite material.
  • the first movable housing element which is also referred to as a mechanical seal sleeve
  • the second stationary fixable housing element which is also referred to as a mechanical seal housing
  • manufacture at least partially made of a plastic and / or a composite material it is provided to manufacture the first and / or the second housing element in each case as an injection molded part made of a plastic and / or a composite material, so that these preferably each completely made of plastic and / or a
  • Composites exist. As a composite material, in particular fiber-plastic composites or self-reinforced plastic composites are suitable. In particular, suitable materials or composite materials include
  • GRP Glass fiber reinforced plastic
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • AFK aramid fiber reinforced plastic
  • NFK natural fiber reinforced plastic
  • the material used can be processed very easily,
  • housing elements can be produced by injection molding, whereby the manufacturing cost compared to conventionally made of metal housing elements can be significantly reduced. Furthermore, the weight of such a mechanical seal is reduced.
  • the sliding ring in each case has first driver elements and the first movable housing element has in each case second driver elements for the first driver elements of the sliding ring, wherein the second driver elements engage in the first driver elements.
  • the mating ring in each case has third driver elements and that the second stationary fixable housing element in each case fourth
  • driver elements can also be configured such that the first engage in the second and / or the third in the fourth driver elements.
  • Sliding ring and counter ring conventionally consist of silicon carbide (SiC) or a metal, for example of a steel material or the like.
  • the first and / or the third driver elements of the sliding ring and counter ring are generally formed as recesses and thus also consist of silicon carbide (SiC) or a metallic material and thus have a first hardness.
  • Plastic or other suitable composite material at least due to the formation of the driver elements of the housing elements made of a plastic or other suitable composite material, these have a second, lower hardness, at least in the region of the driver elements.
  • the first housing element and / or the second housing element are each formed in one piece and comprise the driver elements as an integral part.
  • the driver elements as an integral part.
  • Housing element attached, but are formed at the same time in the production of the first and / or second housing element.
  • the entrainment of the sliding surfaces of the sliding ring and the counterring takes place by means of metallic cylinder pins arranged on the housing elements.
  • it can always come to chipping the driver elements.
  • This is in particular due to a high torque of the sliding surfaces of sliding and counter ring or by an abrupt start of the movable machine part in combination with cooperating first and second or third and fourth driver elements, each of which has a similar or comparable hardness.
  • the second and fourth driving elements of the housing elements now consist of a plastic or other suitable composite material with a second, lower hardness
  • a material pairing is now given by two different material hardness, in particular results in a combination of hard hard first driver elements and soft second driver elements and hard third driver elements and soft fourth driver elements. This can be prevented in particular that the sliding surfaces of sliding and counter ring are damaged by excessive torque.
  • the second and fourth driver elements already pass through during the production of the housing elements
  • the suspension of the sliding ring is formed by a plurality of coil springs, that is, the suspension is designed as a kind of group suspension.
  • the second housing element has specially designed receptacles or
  • the injection molding tool for producing the second housing element can be designed such that the spring receptacles are injected directly into the second housing element as indentations during the production of the second housing element by injection molding.
  • coil springs are used whose outer diameter is approximately the inner diameter of the
  • Spiral springs is that the force exerted on the sliding surfaces of the sliding and counter-ring force can be easily adjusted or adjusted if necessary.
  • the mechanical seal of the invention is technically much easier to manufacture, as a conventionally known mechanical seal, in particular a mechanical seal, in which the counter-ring or the sliding ring is sprung over an array of sinusoidal springs.
  • FIG. 2 shows a schematic partial representation of a mechanical seal housing of a mechanical seal according to the invention.
  • Figure 3 shows a schematic partial view of a mechanical seal housing with the associated seal ring of a mechanical seal according to the invention.
  • FIG. 1 shows an exploded view of the components of a mechanical seal 1 according to the prior art.
  • a mechanical seal 1 has, in particular, a housing arrangement 2, in which a sprung counter-ring 3 and a sliding ring 4 are arranged.
  • the housing assembly 2 comprises a movably formed housing element 5 and a stationary fixable housing element 6.
  • the movably formed housing element 5 is also referred to as a mechanical seal sleeve
  • the stationary fixable housing element 6 is also referred to as a mechanical seal housing 15.
  • the movably formed housing member 5 is assigned in the illustrated embodiment, the movable seal ring 4, while the stationary fixable housing member 6 of the spring-loaded mating ring 3 is assigned.
  • the spring-loaded mating ring 3 forms the standing surface and the sliding ring 4 forms the rotating surface of the mechanical seal 1.
  • the housing elements 5, 6 are conventionally each made of metal.
  • the housing elements by turning and more
  • the suspension 9 of the mating ring 3 is formed in particular by a plurality of sinusoidal springs 12, which are arranged between two metal rings 13-1, 13-2, which serve for the axial fixation of the suspension 9.
  • the mechanical seal 1 comprises a
  • Figure 2 shows a schematic partial view of a fixed fixable
  • Housing member 6 in particular a mechanical seal housing 15 of a mechanical seal according to the invention and Figure 3 shows a schematic partial view of a mechanical seal housing 15 with the associated counter-ring 3 of a mechanical seal according to the invention.
  • Mechanical seal housing 15 has in particular driver elements 8 and
  • injection-molded mechanical seal housing 15 are necessary.
  • coil springs 10 are used.
  • the counter-ring 3 is placed according to FIG.
  • the counter ring 3 also has driver elements 7. In particular, these are formed as notches 16, so that the driver elements 8 of the
  • Driver elements 7, 8 each a game is formed. According to a further embodiment, it is provided that the driver elements 8 of the
  • Mechanical seal housing 15 largely free of play positively and / or non-positively engage in the driver elements 7 of the mating ring 3.
  • the counter-ring 3 presses in the spring receptacles 11 of the

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung (1) umfassend eine Gehäuseanordnung (2), einen gefederten Gegenring (3) und einen dem Gegenring gleitend zugeordneten Gleitring (4). Die Gehäuseanordnung umfasst ein erstes beweglich ausgebildetes Gehäuseelement (5); und ein zweites ortsfest fixierbares Gehäuseelement (6). Erfindungsgemäß besteht die Gehäuseanordnung zumindest teilweise aus einem Kunststoff und/oder einem Verbundwerkstoff. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Gleitringdichtung.

Description

Gleitringdichtung und Verfahren zur Herstellung
Gleitringdichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung und ein Verfahren Herstellung einer Gleitringdichtung gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe der
Ansprüche 1 und 9.
Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitringdichtung. Dabei handelt es sich um sogenannte dynamische Dichtungen zur Abdichtung rotierender Wellen gegenüber einer Seitenwand oder Ähnlichem, beispielsweise gegenüber einem Maschinengehäuse. Die hauptsächlichen Wirkungskomponenten stellen zwei aufeinander gleitende Bauteile dar, insbesondere ein gefederter Gleitring und ein zugeordneter Gegenring. Einer der beiden Ringe ist starr in einem stationären Gehäuseelement angeordnet, der andere Ring ist mithilfe von Verdrehsicherungsstiften oder Ähnlichem auf der rotierenden Welle befestigt. Die Flächen zwischen den beiden Ringen sind - abhängig von der Art der
Gleitringdichtung - zumeist plan und bestehen in der Regel aus Kohlenstoff- Graphitwerkstoffen, Metall, Keramik, Kunststoff oder kunstharzgebundenem Kohlenstoff.
US 2006/0061041 A1 offenbart den Aufbau einer Gleitringdichtung umfassend eine Gleitringdichtungshülse, in der insbesondere federnde Ringelemente angeordnet sind, und ein Gleitringdichtungsgehäuse beziehungsweise einen Haltering.
Herkömmlicherweise werden zur Federung des Gleitrings mehrere übereinander liegende Sinusfedern verwendet, welche von zwei Metallringen begrenzt werden. Die Metallringe dienen insbesondere dazu, die Sinusfedern ausreichend abzustützen. Ein solcher Aufbau der Federung ist aufgrund der Schichtung der Sinusfedern technisch aufwendig, da die Sinusfedern korrekt zueinander ausgerichtet sein müssen und sich nicht gegeneinander verdrehen dürfen. Weiterhin werden für eine solche Federung viele Einzelteile benötigt, die entsprechend montiert werden müssen. Aufgabe der Erfindung ist, eine Gleitringdichtung besonders kostengünstig herzustellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Gleitringdichtung technisch einfacher zu gestalten, insbesondere unter Verwendung einer geringeren Anzahl an Einzelteilen.
Die obige Aufgabe wird durch eine Gleitringdichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Gleitringdichtung gelöst, die die Merkmale in den Patentansprüchen 1 und 9 umfassen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die Unteransprücrv beschrieben.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung mit einem gefederten Gegenring und einen an dem Gegenring gleitend angeordneten Gleitring die in einer Gehäuseanordnung angeordnet sind. Die Gehäuseanordnung umfasst insbesondere ein erstes bewegliches Gehäuseelement und ein zweites ortsfest fixierbares Gehäuseelement. Das aus dem gefederten Gegenring und dem Gleitring gebildete Ringpaar ist in der Gehäuseanordnung angeordnet, wobei der gefederte Gegenring insbesondere am zweiten Gehäuseelement angeordnet ist, während der gleitend angeordnete Gleitring dem ersten beweglichen Gehäuseelement zugeordnet ist. Alternativ kann auch der gefederte Gegenring am ersten beweglichen Gehäuseelement und der Gleitring am zweiten statischen Gehäuseelement angeordnet sein.
Die Gleitringdichtung wird zum Abdichten eines beweglichen, insbesondere rotatorisch beweglichen Maschinenbauteils gegenüber einem stationären
Maschinenbauteil verwendet. Gemäß einer hier beschriebenen Ausführungsform ist das erste bewegliche Gehäuseelement mit dem Gleitring an einer Welle befestigt, während das zweite Gehäuseelement mit dem gefederten Gegenring beispielsweise in einer Wellendurchtrittsöffnung des Maschinengehäuses angeordnet und befestigt ist. Der Fachmann kann die hier im Folgenden beschriebenen Merkmale der Erfindung analog auf eine Gleitringdichtung übertragen, bei der der gefederte Gegenring am ersten
beweglichen Gehäuseelement und der Gleitring am zweiten statischen Gehäuseelement angeordnet ist. Weitere Ausführungsformen mit einem gefederten Gleitring sind ebenfalls denkbar. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Gehäuseanordnung zumindest teilweise aus einem Kunststoff und / oder einem Verbundwerkstoff besteht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, das erste bewegliche Gehäuseelement, welches auch als Gleitringdichtungshülse bezeichnet wird, und / oder das zweite ortsfest fixierbare Gehäuseelement, welches auch als Gleitringdichtungsgehäuse bezeichnet wird, zumindest teilweise aus einem Kunststoff und / oder einem Verbundwerkstoff zu fertigen. Insbesondere ist vorgesehen, das erste und / oder das zweite Gehäuseelement jeweils als Spritzgussteil aus einem Kunststoff und / oder einem Verbundwerkstoff zu fertigen, so dass diese vorzugsweise jeweils komplett aus Kunststoff und / oder einem
Verbundwerkstoff bestehen. Als Verbundwerkstoff sind insbesondere Faser- Kunststoff- Verbünde oder eigenverstärkte Kunststoff- Verbünde geeignet. Zu den geeigneten Werkstoffen beziehungsweise Verbundwerkstoffen zählen insbesondere,
glasfaserverstärkter Kunststoff (GfK), kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK), aramidfaserverstärkter Kunststoff (AFK), naturfaserverstärkter Kunststoff (NFK).
Das verwendete Material kann besonders einfach verarbeitet werden,
beispielsweise können somit kostengünstig Gehäuseelemente mittels Spritzguss hergestellt werden, wodurch die Herstellungskosten gegenüber herkömmlicherweise aus Metall gefertigten Gehäuseelementen deutlich reduziert werden können. Weiterhin verringert sich das Gewicht einer solchen Gleitringdichtung.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Gleitring jeweils erste Mitnehmerelemente auf und das erste bewegliche Gehäuseelement weist jeweils zweite Mitnehmerelemente für die ersten Mitnehmerelemente des Gleitrings auf, wobei die zweiten Mitnehmerelemente in die ersten Mitnehmerelemente eingreifen. Durch die Wirkverbindung der ersten und zweiten Mitnehmerelemente wird die Rotation der Welle, auf der das erste Gehäuseelement der Gleitringdichtung befestigt ist, auf den Gleitring übertragen, der eine Kontaktfläche zu dem gefederten Gegenring aufweist.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der Gegenring jeweils dritte Mitnehmerelemente aufweist und dass das zweite ortsfest fixierbare Gehäuseelement jeweils vierte
Mitnehmerelemente für die dritten Mitnehmerelemente des Gegenrings aufweist, wobei die vierten Mitnehmerelemente in die dritten Mitnehmerelemente eingreifen. Da das zweite Gehäuseelement ortsfest an einem stationären Maschinenteil befestigt wird, verhindert der Eingriff der dritten Mitnehmerelemente des Gegenrings in die vierten Mitnehmerelemente des zweiten Gehäuseelements insbesondere eine Übertragung der Rotationsbewegung des Gleitrings auf den Gegenring.
Für den Fachmann ist klar, dass die Mitnehmerelemente auch dergestalt ausgebildet sein können, dass die ersten in die zweiten und / oder die dritten in die vierten Mitnehmerelemente eingreifen.
Gleitring und Gegenring bestehen herkömmlicherweise aus Siliziumcarbid (SiC) oder einem Metall, beispielsweise aus einem Stahlwerkstoff oder Ähnlichem. Die ersten und / oder die dritten Mitnehmerelemente von Gleitring und Gegenring sind in der Regel als Aussparungen ausgebildet und bestehen somit ebenfalls aus Siliziumcarbid (SiC) oder einem metallischen Werkstoff und weisen somit eine erste Härte auf.
Aufgrund der zumindest teilweisen Ausbildung der Gehäuseelemente aus
Kunststoff oder einem anderen geeigneten Verbundwerkstoff, zumindest aufgrund der Ausbildung der Mitnehmerelemente der Gehäuseelemente aus einem Kunststoff oder einem anderen geeigneten Verbundwerkstoff, weisen diese zumindest im Bereich der Mitnehmerelemente eine zweite, geringere Härte auf.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind das erste Gehäuseelement und/ oder das zweite Gehäuseelement jeweils einstückig ausgebildet und umfassen die Mitnehmerelemente als integralen Bestandteil. Insbesondere werden die
Mitnehmerelemente somit nicht nachträglich an dem ersten und / oder zweiten
Gehäuseelement befestigt, sondern werden gleich bei der Herstellung des ersten und / oder zweiten Gehäuseelement mit ausgebildet.
Herkömmlicherweise erfolgt die Mitnahme der Gleitflächen von Gleitring und Gegenring durch an den Gehäuseelementen angeordnete metallische Zylinderstifte. Hier kann es immer wieder zu Abplatzungen der Mitnehmerelemente kommen. Dies kommt insbesondere durch ein hohes Drehmoment der Gleitflächen von Gleit- und Gegenring beziehungsweise durch ein abruptes Anfahren des beweglichen Maschinenteils in Kombination mit zusammenwirkenden ersten und zweiten beziehungsweise dritten und vierten Mitnehmerelementen, die jeweils eine ähnliche beziehungsweise vergleichbare Härte ausweisen. Da die zweiten und vierten Mitnehmerelemente der Gehäuseelemente nunmehr aus einem Kunststoff oder einem anderen geeigneten Verbundwerkstoff mit einer zweiten, geringeren Härte bestehen, ist nunmehr eine Materialpaarung durch zwei unterschiedliche Materialhärten gegeben, insbesondere ergibt sich eine Materialpaarung von harten ersten Mitnehmerelementen und weichen zweiten Mitnehmerelementen sowie von harten dritten Mitnehmerelementen und weichen vierten Mitnehmerelementen. Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass die Gleitflächen von Gleit- und Gegenring durch zu hohe Drehmomente beschädigt werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die zweiten und vierten Mitnehmerelemente bereits bei der Herstellung der Gehäuseelemente durch
Spritzgussverfahren direkt mit an die Gehäuseelemente angespritzt. Wie bereits beschrieben werden insbesondere die gesamten Gehäuseelemente jeweils als
Spritzgussformteil hergestellt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass die Federung des Gleitrings durch eine Mehrzahl von Spiralfedern ausgebildet wird, das heißt die Federung ist als eine Art Gruppenfederung ausgebildet. Insbesondere weist das zweite Gehäuseelement speziell ausgebildete Aufnahmen beziehungsweise
Federaufnahmen für die Spiralfedern auf. Das Spritzgusswerkzeug zur Herstellung des zweiten Gehäuseelementes kann derart ausgebildet sein, dass die Federaufnahmen beim Herstellen des zweiten Gehäuseelementes durch Spritzguss direkt als Vertiefungen in das zweite Gehäuseelement eingespritzt werden. In die Federaufnahmen werden Spiralfedern eingesetzt, deren Außendurchmesser in etwa dem Innendurchmesser der
Federaufnahmen entspricht, so dass die Spiralfedern form- und / oder kraftschlüssig in den Federaufnahmen gehalten sind. Ein besonderer Vorteil der Verwendung von
Spiralfedern besteht darin, dass die auf die Gleitflächen von Gleit- und Gegenring ausgeübte Kraft bei Bedarf leicht eingestellt beziehungsweise angepasst werden kann.
Je nachdem, welche Federkraft benötigt wird, kann diese durch Anpassen der Anzahl an verwendeten Spiralfedern eingestellt werden. Beispielsweise kann eine geringere Federkraft durch eine Verringerung der Anzahl der Spiralfedern erzeugt werden. Zudem ist es möglich, je nach Anwendungsfall Spiralfedern mit entsprechender Federhärte zu verwenden. Somit könnte beispielsweise eine höhere Federkraft durch Verwendung von Spiralfedern einer größeren Federhärte erreicht werden. Vorteilhaft ist weiterhin, dass diese Federung keine zusätzlichen technischen Mittel, insbesondere keine zusätzlichen Ringe und Stifte oder Ähnliches benötigt, um die Spiralfedern in ihrer jeweiligen Position zu halten.
Die erfindungsgemäße Gleitringdichtung ist technisch wesentlich einfacher herzustellen, als eine herkömmlich bekannte Gleitringdichtung, insbesondere eine Gleitringdichtung, bei der der Gegenring oder der Gleitring über eine Anordnung von Sinusfedern gefedert wird. Durch die Spritzgussherstellung, bei der die
Mitnehmerelemente und die Federaufnahmen bereits in mindestens ein Gehäuseelement integriert werden, sind keine weiteren Nachbearbeitungsschritte an den
Gehäuseelementen notwendig. Diese können direkt verbaut werden. Die Federung des Gegenrings oder des Gleitrings durch eine Mehrzahl von Spiralfedern lässt sich insbesondere in Kombination mit den spritzgegossenen Federaufnahmen leicht zusammenbauen. Insbesondere sind keine weiteren Bauteile zur Fixierung der
Spiralfedern nötig und es muss beim Zusammenbau nicht auf eine korrekte Ausrichtung der Federelemente geachtet werden, wodurch sich der Produktionsaufwand vereinfacht. Die Verwendung eines weniger harten Materials für die Gehäuseelemente und die Ausbildung der Mitnehmerelemente für Gleitring und Gegenring aus demselben weicheren Material wie die Gehäuseelemente führt auch zu einem geringeren Verschleiß der Gleitringdichtung. Die Mitnehmerelemente der Gehäuseelemente können
vorteilhafterweise ebenfalls direkt beim Spritzgießen der Gehäuseelemente in diese eingegossen werden und müssen nicht erst nachträglich an diesen befestigt werden. All dies wirkt sich vorteilhaft auf die Produktionszeit und / oder die Produktionskosten und / oder die laufenden Kosten aus.
Figurenbeschreibung
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Figur 1 zeigt eine Explosionszeichnung der Bauteile einer Gleitringdichtung gemäß dem Stand der Technik.
Figur 2 zeigt eine schematische Teildarstellung eines Gleitringdichtungsgehäuses einer erfindungsgemäßen Gleitringdichtung. Figur 3 zeigt eine schematische Teildarstellung eines Gleitringdichtungsgehäuses mit dem zugeordneten Gleitring einer erfindungsgemäßen Gleitringdichtung.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung und / oder das erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Figur 1 zeigt eine Explosionszeichnung der Bauteile einer Gleitringdichtung 1 gemäß dem Stand der Technik. Eine Gleitringdichtung 1 weist insbesondere eine Gehäuseanordnung 2 auf, in der ein gefederter Gegenring 3 und ein Gleitring 4 angeordnet sind. Die Gehäuseanordnung 2 umfasst ein beweglich ausgebildetes Gehäuseelement 5 und ein ortsfest fixierbares Gehäuseelement 6. Das beweglich ausgebildete Gehäuseelement 5 wird auch als Gleitringdichtungshülse bezeichnet, das ortsfest fixierbare Gehäuseelement 6 wird auch als Gleitringdichtungsgehäuse 15 bezeichnet. Dem beweglich ausgebildeten Gehäuseelement 5 ist in der dargestellten Ausführungsform der beweglich ausgebildete Gleitring 4 zugeordnet, während dem ortsfest fixierbaren Gehäuseelement 6 der gefederte Gegenring 3 zugeordnet ist.
Insbesondere bildet der gefederte Gegenring 3 die stehende Fläche und der Gleitring 4 die drehende Fläche der Gleitringdichtung 1. Die Gehäuseelemente 5, 6 sind herkömmlicherweise jeweils aus Metall gefertigt.
Beispielsweise werden die Gehäuseelemente durch Drehen und weitere
metallbearbeitende Arbeitsschritte hergestellt oder aber es wird ein Metallrohling durch Feinguss hergestellt, der noch weiter bearbeitet wird, beispielsweise indem Aufnahmen für Mitnehmerstifte für Gegenring 3 und Gleitring 4 in den Metallrohling gebohrt werden und Zylinderstifte oder Ähnliches als Mitnehmerstifte eingeschraubt werden. Die Federung 9 des Gegenrings 3 wird insbesondere durch eine Mehrzahl von Sinusfedern 12 gebildet, die zwischen zwei Metallringen 13-1, 13-2 angeordnet sind, die der axialen Fixierung der Federung 9 dienen.
Zur Erzielung der gewünschten Abdichtung eines beweglichen Maschinenteils gegenüber einem stationären Maschinenteil umfasst die Gleitringdichtung 1 eine
Mehrzahl von Dichtringen 14, die in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen eine unterschiedliche Stärke aufweisen können.
Figur 2 zeigt eine schematische Teildarstellung eines ortsfest fixierbaren
Gehäuseelements 6, insbesondere eines Gleitringdichtungsgehäuses 15 einer erfindungsgemäßen Gleitringdichtung und Figur 3 zeigt eine schematische Teildarstellung eines Gleitringdichtungsgehäuses 15 mit dem zugeordneten Gegenring 3 einer erfindungsgemäßen Gleitringdichtung. Das vorzugsweise spritzgegossene
Gleitringdichtungsgehäuses 15 weist insbesondere Mitnehmerelemente 8 und
Federaufnahmen 11 auf. Insbesondere ist das verwendete Spritzgusswerkzeug derart ausgebildet, dass die Mitnehmerelemente 8 und die Federaufnahmen 11 direkt beim Spritzgießen erzeugt werden und keine weiteren Bearbeitungsschritte am
spritzgegossenen Gleitringdichtungsgehäuse 15 notwendig sind. In die Federaufnahmen 11 werden Spiralfedern 10 eingesetzt. Anschließend wird der Gegenring 3 gemäß Figur 3 aufgesetzt. Der Gegenring 3 weist ebenfalls Mitnehmerelemente 7 auf. Insbesondere sind diese als Einkerbungen 16 ausgebildet, so dass die Mitnehmerelemente 8 des
Gleitringdichtungsgehäuses 15 formschlüssig in die Mitnehmerelemente 7 des
Gegenrings 3 eingreifen. Hierbei kann vorgesehen sein, dass zwischen den
Mitnehmerelementen 7, 8 jeweils ein Spiel ausgebildet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mitnehmerelemente 8 des
Gleitringdichtungsgehäuses 15 weitgehend spielfrei form- und / oder kraftschlüssig in die Mitnehmerelemente 7 des Gegenrings 3 eingreifen.
Der Gegenring 3 drückt auf die in den Federaufnahmen 11 des
Gleitringdichtungsgehäuses 15 angeordneten Spiralfedern 10. Insbesondere bildet die Gesamtheit aller zwischen dem Gleitringdichtungsgehäuse 15 und dem Gegenring 3 angeordneten Spiralfedern 10 die Federung 9 der erfindungsgemäßen Gleitringdichtung.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezuqszeichenliste
1 Gleitringdichtung
2 Gehäuseanordnung
3 Gegenring
4 Gleitring
5 erstes Gehäuseelement
6 zweites Gehäuseelement
7 Mitnehmerelement
8 Mitnehmerelement
9 Federung
10 Spiralfeder
11 Federaufnahme
12 Sinusfeder
13 Metallring
14 Dichtring
15 Gleitringdichtungsgehäuse
16 Einkerbung

Claims

Ansprüche
1. Gleitringdichtung (1) umfassend eine Gehäuseanordnung (2), in der ein gefederter Gegenring (3) und ein dem Gegenring (3) gleitend zugeordneter Gleitring (4)
angeordnet sind, die Gehäuseanordnung (2) umfassend ein erstes beweglich ausgebildetes Gehäuseelement (5) und ein zweites ortsfest fixierbares
Gehäuseelement (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseanordnung (2) zumindest teilweise aus einem Kunststoff und / oder einem Verbundwerkstoff besteht.
2. Gleitringdichtung (1) nach Anspruch 1 , wobei das erste Gehäuseelement (5) und / oder das zweite Gehäuseelement (6) aus einem Kunststoff und / oder einem
Verbundwerkstoff besteht.
3. Gleitringdichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gleitring (4) jeweils erste Mitnehmerelemente aufweist und wobei das erste bewegliche Gehäuseelement (5) jeweils zweite Mitnehmerelemente für die ersten Mitnehmerelemente des Gleitrings (4) aufweist, wobei die zweiten Mitnehmerelemente in die ersten Mitnehmerelemente eingreifen.
4. Gleitringdichtung (1) nach Anspruch 3, wobei das erste Gehäuseelement (5) und / oder das zweite Gehäuseelement (6) jeweils einstückig ausgebildet sind.
5. Gleitringdichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der
Gegenring (3) jeweils dritte Mitnehmerelemente (7) aufweist und wobei das zweite ortsfest fixierbare Gehäuseelement (6) jeweils vierte Mitnehmerelemente f(8) für die dritten Mitnehmerelemente (7) des Gegenrings (3) aufweist, wobei die vierten Mitnehmerelemente (8) in die dritten Mitnehmerelemente (7) eingreifen.
6. Gleitringdichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die ersten und / oder die dritten Mitnehmerelemente (7) aus einem ersten Werkstoff mit einer ersten Härte bestehen und wobei die zweiten und / oder vierten Mitnehmerelemente (8) aus einem Kunststoff und / oder einem Verbundwerkstoff mit einer zweiten Härte bestehen, wobei die erste Härte größer ist als die zweite Härte.
7. Gleitringdichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine
Federung (9) des gefederten Gegenrings (3) durch eine Mehrzahl von Spiralfedern (10) ausgebildet ist.
8. Gleitringdichtung (1) nach Anspruch 7, wobei das zweite Gehäuseelement (6)
Aufnahmen (11) für die Spiralfedern (10) ausgebildet hat.
9. Verfahren zur Herstellung einer Gleitringdichtung (1), umfassend eine
Gehäuseanordnung (2), einen gefederten Gegenring (3) und einen dem Gegenring (3) gleitend zugeordneten Gleitring (4), die Gehäuseanordnung (2) umfassend ein erstes beweglich ausgebildetes Gehäuseelement (5) und ein zweites ortsfest fixierbares Gehäuseelement (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseanordnung (2) zumindest teilweise aus einem Kunststoff und / oder einem Verbundwerkstoff spritzgegossen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das erste und / oder das zweite Gehäuseelement (5, 6) jeweils aus einem Kunststoff und / oder einem Verbundwerkstoff spritzgegossen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9oder 10, wobei zwischen dem Gegenring (4) und dem zugeordneten zweiten Gehäuseelement (6) eine Mehrzahl von Spiralfedern (10) angeordnet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei die Spiralfedern (10) in
Aufnahmen (11) des zweiten Gehäuseelementes (6) angeordnet werden, wobei die Aufnahmen (11) beim Spritzguss in das zweite Gehäuseelement (6) eingespritzt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei beim Spritzgießen zweite und / oder vierte Mitnehmerelemente (8) an dem ersten und / oder zweiten
Gehäuseelement (5, 6) ausgebildet werden.
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