SLIP-RING SEALING

Abstract: 1. A mechanical face seal unit, and specifically a pump seal with a sliding ring, which can be pressed axially against a counter ring, and a secondary sealing ring forming a static seal against the counter ring when the seal is installed, which serves to connect the sliding ring and the counter ring, whereby the secondary sealing ring (15), before installation, is connected by its inner or outer circumference, through friction and/or positively, not only with the sliding ring (7), but also with the counter ring (13, 23) and, following the axial deplacement of the ring when installed, then operates in conjunction with the counter ring (13, 23).

Description: Gleitringdichtùng Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung, insbesondere Pumpendichtung mit einem Gleitring, der axial gegen einen Gegenlaufring andrückbar ist und einem mit dem Gegenlaufring im Einbauzustand der Dichtung zusammenwirkenden Sekundärdichtring, der im nicht eingebauten Zustand der Dichtung zum Verbinden von Gleit- und Gegenlaufring dient. In Pumpem werden vielfach zwischen Pumpenrad und Pumpengehäuse Gleitringdichtungen eingesetzt, die die Aufgabe haben, eine nachgiebige Dichtverbindung zwischen einem stehenden Pumpengehäuse und einem sich drehenden Pumpenrad herzustellen und aufrechtzuerhalten. Hierfür verwendete Gleitringdichtungen bestehen vielfach aus einem winkelförmigen Gummigehäuse, in welchem ein Gleitring axial unter Federdruck verschiebbar ist. Als Verdrehsicherung zwischen Gleitring und Gehäuse dient mindestens ein am Innenumfang des axialen Gehäuseschenkels angeformter, axial verlaufender Gumminocken, der in eine entsprechende axiale Ausnehmung des äusseren Gleitringumfanges eingreift. Es ist durch die DE - OS 24 05 616 bekannt, das Gehäuse der Gleitringdichtung axial zu verlängern und in diese Verlängerung den Gegenring einzuknüpfen, damit er bei Lagerung und Transport nicht herausfallen kann. Weiterhin ist durch die GB - PS 807 140 bekannt, die statische Abdichtung des Gegenringes über den Gleitring hinaus zu verlängern, um so eine Einbaueinheit aus Gleitringdichtung plus Gegenring zu schaffen. Bei den vorab angeführten Einbaueinheiten ergibt sich das Problem, dass bei der Montage der Einbaueinheit in ein Maschinengehäuse oder auf eine Welle keine Möglichkeit besteht festzustellen, ob die Dichtungseinheit exakt zentriert ist und insbesondere der Gegenring eine Sollposition erreicht hat. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, dass zwischen der Verlängerung der statischen Abdichtung des rotierenden Gegenringes und dem feststehenden Gleitring ein Gummiabrieb entsteht, der in den Dichtspalt zwischen Gleit- und Gegenring gelangt und so die weitere dichtende Funktion der Gleitringdichtung stören würde. Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, die zuvor genannten Nachteile konstruktiv zu umgehen und eine an sich bekannte Einbaueinheit aus Gleitringdichtung und Gegenring zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass durch axiales Verschieben der Sekundärdichtring mit seinem Innenoder Aussenumfang kraft- und / oder formschlüssig sowohl mit dem Gleitring, als auch mit dem Gegenring verbindbar ist. Damit ist der Vorteil verbunden, dass der Sekundärdichtring zwei Funktionen erfüllt, nämlich im nicht eingebauten Zustand der Dichtung als Verbindungsglied zwischen Gleitringdichtung und Gegenlaufring und im Einbauzustand als statische Abdichtung des Gegenlaufringes. Vorteilhaft ist zu sehen, dass der Sekundärdichtring sowohl am Innen- als auch am Aussenumfang von Gleit- und Gegenlaufring angeordnet werden kann, wobei sich eine Vielzahl von Dichtungen für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle herstellen lassen. Ist der Sekundärdichtring an der Innenumfangsfläche von Gleit- und Gegenlaufring vorgesehen, ist es vorteilhaft, den lichten Durchmesser des Sekundärdichtringes geringfügig kleiner zu gestalten als den Wellendurchmesser. Beim Einbau der Dichtungseinheit wird der Gegenring zur Zentrierung von einem Montagewerkzeug aufgenommen. Das Gehäuse der Gleitringdichtung liegt an einem axialen Schenkel des Montagewerkzeuges an. Wird die Welle eingedrückt, greift ihre Stirnfläche an dem Sekundärdichtring an, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist als der Wellendurchmesser, löst die bestehende reibungs- oder formschlüssige Verbindung zwischen Sekundärdichtring und Gleitring und schiebt den Sekundärdichtring axial in den Gegenring. Der Sekundärdichtring hat seine Einbaulage erreicht, wenn er von der Stirnfläche der Welle gegen einen am Montagewerkzeug angeformten Anschlag gedrückt worden ist. Ein weiteres Durchdrücken der Welle bis zu deren Endposition ist unter erhöhtem Kraftaufwand möglich, ohne dass sich dabei die jetzige Lage des Sekundärdichtringes ändert. Durch das axiale Verschieben des Sekundärdichtringes wird gleichzeitig die axiale Positionierung des Gegenringes auf der Welle sichergestellt. Vorzugsweise ist an der dem Gegenring abgewandten Seite des Sekundärdichtringes ein radial nach innen weisender Anschlag angeformt, der in der Höhe der Innenumfangsfläche des Sekundärdichtringes mit einer Sollbruchstelle versehen ist. Wird die Welle eingedrückt, greift die Stirnfläche der Welle an dem Anschlag an und schiebt den Sekundärdichtring axial in seine Einbaueinlage. Ist diese erreicht, wird der Anschlag bei einem weiteren Eindrücken der Welle in der Höhe der Sollbruchstelle abgeschert. Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäss ist in die innere Umfangsfläche des Gegenlaufringes mindestens eine radiale oder axiale Ausnehmung eingebracht, in der sowohl während Lagerung und Transport, als auch im Einbauzustand der Sekundärdichtring, weicher mit korrespondierenden radialen oder axialen Erhebungen versehen ist, anliegt. Die Ausnehmungen im Gegenlaufring dienen dazu, dass sich der inkompressible Sekundärdichtring, der vorzugsweise aus einem elastischen Material besteht, ausdehnen kann, wenn er durch die Welle in den Gegenlaufring eingeschoben wird. Um dieses Fliessvermögen des elastischen Materials zu erhöhen, ist die Innenund / oder Aussenumfangsfläche des Sekundärdichtringes in an sich bekannter Weise mit einem wellenförmigen Profil versehen. Ein weiterer Vorzug besteht darin, dass am äusseren Umfang des Sekundärdichtringes in axialer Richtung verlaufend Oberströmkanäle eingearbeitet sind, die axial nur so lang sind, dass sie im nicht eingebauten Zustand der Dichtung den Auflagebereich des Gleitringes auf dem Sekundärdichtring überbrücken. Damit ist der Vorteil verbunden, dass die Dichtungseinheit im nicht eingebauten Zustand auf Dichtheit geprüft werden kann. Vorzugsweise ist der Sekundärdichtring aus Hartgummi oder Kunststoff hergestellt und weist einen einvulkanisierten Versteifungsring auf. Dieser Versteifungsring ist mit einem radial nach innen weisenden, konisch abgeschrägten Kragen versehen, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser der Welle entspricht. Dieser Kragen übernimmt die Funktion eines Zentrierungskegels, damit bei eventuellem exzentrischen Eindrücken der Welle der Sekundärdichtring nicht verkantet und somit einen exakten Sitz unmöglich machen kann. Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 Gleitringdichtungseinheit vor dem Einbau im Querschnitt Figur 1 a Sekundärdichtring im Querschnitt Figur 2 Gleitringdichtung im Einbauzustand im Teilschnitt Die in Figur 1 dargestellte Gleitringdichtungseinheit besteht aus einem winkelförmigen Dichtungsgehäuse 1 aus Gummi und einem einvulkanisierten Versteifungsring 2. Der radial nach innen gerichtete Gehäuseschenkel 3 weist eine angeformte Gummimembrane 4 auf, deren freies Ende 5 mittels eines Klemmringes 6 am Gleitring 7 unter dem Druck der Feder 8 gehalten wird. Mit Hilfe eines am Innenumfang des axialen Gehäuseschenkels 9 versehenen Nockens 10, der in eine entsprechende Umfangsausnehmung des Gleitringes 7 greift, wird eine Verdrehsicherung zwischen Gleitring 7 und Gehäuse l erzielt. Durch einen radial nach innen weisenden elastischen Anschlag 11, der am axialen Gehäuseschenkel 9 angeformt ist, wird der Gleitring 7 vor dem Herausfallen gesichert. Der Anschlag tl ist radial nach aussen verlängert 12 und liegt an dem strichpunktiert dargestellten Montagewerkzeug an. Der Gegenring 13, an dessen Innenumfang radiale Ausnehmungen 14 eingearbeitet sind, ist mit dem Gleitring 7 durch einen Sekundärdichtring 15 verbunden. Der in Figur 1 a dargestellte Sekundärdichtring 15 besitzt an seiner Aussenfläche radial nach aussen weisende wellenförmige Erhebungen t6. In der Sekundärdichtung 15 ist ein metallischer Versteifungsring 18 einvulkanisiert, an dessen, dem Gleitring 7 zugewandten Ende ein radial nach innen weisender, kegelig abgeschrägter Kragen 19 angeformt ist. An der Gegenringseite weist der Sekundärdichtring an seinem Innenumfang einen Anschlag 20 auf, der in der Höhe des Innendurchmessers mit einer Sollbruchstelle 21 versehen ist. Der in Figur t a dargestellte Sekundärdichtring 15 liegt mit seinen wellenförmigen Erhebungen 16 in den korrespondierenden Ausnehmungen 14 des in Figur 1 dargestellten Gegenringes 13. An der Gleitringseite liegt der Sekundärdichtring 15 mit seinem Aussenumfang 17 an der Innenumfangsfläche 30 des Gleitringes 7 an und stellt so zwischen Gleitring 7 und Gegenring 13 eine reibschlüssige Verbindung her. Weiterhin sind in den Sekundärdichtring 15 in axialer Richtung verlaufend Oberströmkanäle 3t eingearbeitet. In Figur 2 ist eine Gleitringdichtung im eingebauten Zustand ohne Gehäuse dargestellt. Auf der Welle 22 sind ein Gleitring 7, ein Gegenring 23 und ein Pumpenrad 24 angeordnet. Der Gegenring 23 ist durch einen Sekundärdichtring 26 mit einem einvulkanisierten Versteifungsring 25 auf der Welle 22 befestigt. Der Sekundärdichtring 26 weist sowohl an seinem Innenumfang als auch an seinem Aussenumfang einen wellen förmigen Profilquerschnitt 27,28 auf, wobei das Profil des Aussenumfanges 28 in korrespondierende Ausnehmungen 29 am Gegenring 23 eingreift.

Claims: Patentansprüche: 1. Gleitringdichtung, insbesondere Pumpendichtung mit einem Gleitring, der axial gegen einen Gegenlaufring andrückbar ist, und einem mit dem Gegenlaufring im Einbauzustand der Dichtung zusammenwirkenden Sekundärdichtring, der im nicht eingebauten Zustand der Dichtung zum Verbinden von Gleit und Gegenlaufring dient, dadurch gekennzeichnet, dass durch axiales Verschieben der Sekundärdichtring ( 15 ) mit seinem Innen- oder Aussenumfang kraft- und / oder formschlüssig so wohl mit dem Gleitring ( 7 ) als auch mit dem Gegenlaufring ( 13,23 ) verbindbar ist. 2. Gleitringdichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärdichtring ( t5 ) mit seinem Aussenumfang am Innenumfang des Gleit- ( 7 ) und Gegenringes ( 23 ) anliegt. 3. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der lichte Durchmesser des Sekundärdicht ringes ( 26 ) kleiner ist als der Wellendurchmesser ( 22 ). 4. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass an den Sekundärdichtring ( t5 ) ein radial nach innen weisender Anschlag ( 20 ) angeformt ist. 5. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen t bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der Anschlag ( 20 ) axial am Ende der dem Gleitring ( 7 ) abgewandten Seite angeordnet ist. 6. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (20) in der Höhe des Innendurchmessers des Sekundärdichtringes eine Soll bruchstelle (21) aufweist. 7. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in den Gegenring (13,23) mindestens eine radiale und / oder eine axiale Ausnehmung einge arbeitet ist. 8. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärdichtring (15,26) min destens eine radiale und / oder mindestens eine axiale Erhöhung aufweist, die in die korrespondierende Aus nehmung am Gegenring (13,23) eingreift. 9. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärdichtring (15,26) an seinem Aussenumfang und / oder an seinen Innenumfang einen wellenförmigen Profilquerschnitt (16,27,28) auf weist. 10. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am äusseren Umfang des Sekundär dichtringes (15) in axialer Richtung verlaufend Ober strömkanäle (31) eingearbeitet sind. 11. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärdichtring (15,26) aus Hartgummi oder Kunststoff besteht. 12. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sekundärdichtring (15,26) ein Versteifungsring (18,25) einvulkanisiert ist. 13. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Versteifungsring (18) gleitring seitig einen radial nach innen weisenden Kragen (19) aufweist. 14. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Kragens (19) und der Durchmesser der Welle gleich gross sind. 15. Gleitringdichtung nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (19) eine konische Ab schrägung zur Welle hin aufweist.

Inventors: DEURING, HANS, STUTTEM, HEINZ, VOM STEIN, KARL, ZUTZ, HANS-HENNING, Stüttem, Heinz
Applicants: GOETZE AG
Application year: 1979
Main classification: F16J15
IPC codes: F16J15