SEALING RING

Abstract: 1. Sealing ring, made of graphite, with a cross-section which is essentially rectangular, in particular with a square cross-section, characterised in that the sealing ring (1) possesses a coating (4), at least on its inner or outer axial surfaces, or at least on both these axial surfaces, this coating (4) being suitable for insulating electric currents.

Description: Dichtungsring Die Erfindungbetrifft einen Dichtungsring aus Graphit mit im wesentlichen rechteckigem, insbesondere quadratischem Querschnitt. Solche bekanntenDichtungsringe werden insbesondere für die Abdichtung umlaufender Wellen oder in Axialrichtung bewegter Stangen als Stopfbuchsdichtungen eingesetzt. Die Verwendung von Reingraphit bietet den Vorteil, solche Dichtungsringe bei sehr hohen Temperaturen einsetzen zu können, ohne dass eitie Verhärtung oder Versprödung eintritt und folglich die gute Dauer elastizität erhalten bleibt. Eine Alterung des Reingraphits findet nicht statt. Nachteilig bei solchen aus Graphit bestehenden Dichtungsringen ist, dass an den Berührungsflächen des Gehäuses und der Welle mit den Dichtungsringen elektro-chemische Korrosion auftreten kann, insbesondere dann, wenn an diesen Berührungsstellen wässrige Elektrolyte, wie z.B. Gebrauchswasser, Salzlösungen etc. anstehen. Durch die hohe Leitfähigkeit von Graphit kann ein Strom zwischen Gehäuse und abzudichtender Welle fliessen, wobei die als Anode wirkende Metallschicht nach und nach angegriffen wird. Ein weiterer Nachteil ist, dass sich durch Abrieb der Dichtungsringe auf den Spindeln oder Wellen festhaftende Graphitschichten ausbilden können, welche sehr hohe unerwünschte Antriebsmomente zur Folge haben. Durch die Neigung des Graphites, bei der Verwendung als Material für Dichtungsringe, sehr leicht in die Führungsspalten der Wellen zu fliessen, wird der Packungsabrieb noch weiter erhöht. Die Erfindunghat sich somit zur Aufgabe gestellt, unter Beibehaltung der guten Eigenschaften der Graphit-Dichtungsringe,diese bei umlaufenden Wellen oder bei in Axialrichtung bewegten Stangen auftretenden Nachteile, welche speziell beim Einsatz in Kernkraftwerken gravierende Folgen haben können zu beseitigen, damit ein absolut sicherer Betrieb gewährleistet ist, insbesondere bei aus Graphit bestehenden Dichtungsringen mit im wesentlichen rechteckigem oder quadratischem Querschnitt die elektrische Leiteigenschaften zu vermindern bzw. vollständig zu unterbinden und gleichzeitig den Graphitabrieb zu verhindern. Diese Aufgabe wird erfindun-sgemäss dadurch gelöst, dass ein Dichtungsring der eingangs genannten Art mindestens an seiner axialen Innen- und/oder Aussenfläche eine zur Isolierung von elektrischen Strömen geeignete Beschichtung aufweist. Durch diese Anordnung einer Isolationsschicht zwischen entweder Dichtungsring und Welle oder Dichtungsring und Gehäusewandung oder beiden, wird die Ausbildung eines Stromverlaufes zwischen den Berührungsflächen reduziert bzw. je nach Materialwahl sogar verhindert und gleichzeitig der Graphitabrieb und das Fliessen des Graphites in die Führungs- bzw. Dichtungsspalte unterbunden. Als Beschichtungs- bzw. Isolationsmaterial kann prinzipiell jedes Material Verwendung finden, welches den elektrischen Strom geringer als Reingraphit oder gar nicht leitet und den verschiedenen Betriebsanforderungen genügt, ohne die guten Eigenschaften der aus Reingraphit hergestellten Dichtungsringe zu verringern. Vorteilhaft ist die Beschichtung aus Polytetrafluoräthylen (P4FE) hergestellt. Dieses Material weist neben hervorragenden Isolationsauch sehrgute Gleiteigenschaften auf und trägt somit dazu bei, die Antriebsmomente an der Welle bzw. Spindel niedrig zu halten. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindunaumgreift die Beschichtung den Dichtungsring teilweise mindestens auf einer seiner radialen Stirnflächen. Erfindungsgemäss ist die Beschichtung aus einem PTFE-Profil hergestellt. Das entsprechend den Abmessungen des Graphit-Ringes ausgebildete PTFE-Profil kann dann in einfacher Weise mit dem Dichtungsring zusammengesetzt werden. Vorteilhaft ist das PTFE-Profil L-förmig oder U-förmig ausgebildet und die auf den radialen Stirnflächen des Dichtungsringes anliegenden Schenkel überdecken die Stirnflächen nicht vollständig. Diese Ausbildung der Beschichtung bewirkt, dass unter Druck- und Temperatureinfluss ein Fliessen der stirnseitigen Beschichtung in radialer Richtung nicht auftritt. Mehrere solcher Dichtungsringe können zu einem Dichtungs-Satz zusammengestellt und in dem abzudichtenden Bereich in ein Dichtungsgehäuse eingebaut und unter Druck zusammengepresst werden. Hierbei dringt das radial auf den Stirnflächen aufliegende Beschichtullgsmaterial, also die Schenkel des jeweils gewählten PTFE-Profils in das Graphit ein und auf diese Weise wird das radiale Fliessen der PTFE-Beschichtung verhindert. Vorteilhaft ist der Dichtungsring sowohl auf seiner axialen Innen- als auch auf seiner axialen Aussenseite von einer als PTFE -Profil U-förmig ausgebildeten Beschichtung umschlossen. Bei einem Dichtungs-Satz, bestehend aus einer Mehrzahl von auf einer gemeinsamen Achse nebeneinander angeordneten erfindunnsgemässen Dichtungsringen, können zusätzlich zu den Dichtungsringen aus Graphit medien- und atmosphärenseitig je ein weiterer Ring als Kammerung angeordnet sein, welcher aus z.B. Reinasbest und/oder aus mit PTFE imprägniertem Reinasbest besteht. Diese Kammerungsringe bewirken, dass unter Druck- und Temperatureinfluss ein mögliches Fliessen der auf der axialen Innenfläche und/oder axialen Aussenfläche befindliche PTFE-Beschichtung in axialer Richtung vermieden wird. Solche dazukombinierten Kammerungsringe können auch zusätzlich vor und hinter eventuell betriebsbedingten vorhandenen Absaugringen für gleiche Funktion angeordnet sein. Nachstehend wird die Erfindunaanhand der Zeichnungen näher erläutert. is zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Dichtungsring mit einer die radiale Dichtfläche teilweise bedeckenden Be schichtung, Fig. 2 einen Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen in einer Durchmesserebene gelegenen Schnitt eines Stopfbuchsdichtungssatzes mit zusätzlichen Kammerungsringen 9 und 10. Der in Fig. 1 veranschaulichte, für eine umlaufende Welle bestimmte Dichtungsring 1 hat die Gestalt eines kurzen Rohrabschnittes mit einer bestimmten Wanddicke und einer Längsachse 2. Der Querschnitt des Ringes ist im wesentlichen quadratisch ausgebildet und der Körper 3 des Dichtungsringes besteht aus reinem Graphit, der eine Pressung in Richtung der Längsachse 2 erfahren hat. Die axiale Innenfläche des Dichtungsringes 1 ist mit einer aus Polytetrafluoräthylen hergestellten Beschichtung 4 versehen, welche den aus Graphit bestehenden Körper 3 des Ringes gegenüber der zu dichtenden Welle isoliert. Die Beschichtung 4, in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt, weist radial nach aussen abstehende Schenkel 5 auf, welche den Dichtungsring 1 jeweils auf seinen radialen Stirnflächen 6 teilweise abdecken, wobei diese Schenkel 5, wie in Fig. 1 dargestellt, eine kreisförmige Fläche 7 bilden. Die Schenkel 5 bzw. kreisförmigen Flächen 7 der Beschichtung 4 werden während des Einbauvorganges eines solchen Dichtungsringes 1 in eine Stopfbuchsdichtung durch den stattfindenden Pressvorgang in das verhältnismässig weiche Graphit-Material des Körpers 3 eindrückt, so dass ein Fliessen des PTFE-Materials der Beschichtung 4 bzw. der Schenkel 5 verhindert wird. In Fig. 3 ist eine Dichtungspackung 8 veranschaulicht, welche beispielsweise aus neun Dichtungsringen zusammengesetzt ist. Von diesen neun Dichtungsringen entsprechen die sieben innenliegenden Dichtungsringe dem Dichtungsring 1, der erste Dichtungsring 9 und der letzte Dichtungsring 10 weisen dagegen keine Beschichtung 4 auf. Diese sogenannten Kammerungsringe bestehen z.B. aus mit PTFE imprägniertem Reinasbest-Material. Durch die Anordnung dieser Kammerungsringe 9 und 10 wird verhindert, dass die Beschichtung 4 unter dem Einfluss des im Einbauzustand herrschenden Druckes in Längsrichtung zwischen Dichtungsring und z. B. Welle fliessen. Wie in Fig. 3 weiter veranschaulicht, werden die Schenkel 5 der Beschichtung 4 im eingebauten Zustand durch den Druck in die aus Graphit bestehenden Körper 3 der Dichtungsringe eingepresst, so dass auch ein radiales Fliessen der PTFE-Ringflächen 7 nach aussen verhindert wird. Bei Dichtungssätzen, welche eine grössere Anzahl von mit Beschichtungen 4 versehenen Dichtungsringen 1 aufweisen, können auch z. B. aus Reinasbest bzw. aus mit PTFE imprägniertem Reinasbest hergestellte Dichtungsringe in bestimmtem Abstand zwischen diese eingebaut werden1 wenn z.B. betriebsbedingt Absaugringe vorgesehen sind.

Claims: Patentansprüche 1.) Dichtungsring aus Graphit mit im wesentlichen rechteckigem, insbesondere quadratischem Querschnitt, d a d u r c h gek e n n z ei c h ne t, dass der Dichtungsring ( 1 ) mindestens an seiner axialen Innen- und/oder Aussenfläche eine zur Isolierung von elektrischen Strömen geeignete Beschichtung ( 4 ) aufweist. 2.) Dichtungsring nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Beschichtung aus Polytetrafloräthylen (PTFE) hergestellt ist. 3.) Dichtungsring nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Beschichtung ( 4 ) den Dichtungs ring ( 1 ) mindestens auf einer seiner radialen Stirn flächen ( 6 ) umgreift. 4.) Dichtungsring nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z ei c h ne t, dass die Beschichtung ( 5 ) aus einem PTFE Profil hergestellt ist. 5.) Dichtungsring nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das PTFE-Profil L-förmig oder U-förmig ausgebildet ist und die die radialen Stirnflächen ( 6) des Dichtungsringes ( 1 ) bedeckenden Schenkel ( 5 ) die Stirnflächen ( 6) in radialer Ausdehnung nicht voll ständig überdecken. 6.) Dichtungsring nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Dichtungsring (1) sowohl auf seiner axialen Innen- als auch auf seiner axialen Aussenseite von einer als PTFE-Profil U-förmig ausgebildeten Beschichtung umschlossen ist. 7.) Dichtungs-Packung, bestehend aus einer Mehrzahl von auf einer gemeinsamen Achse unmittelbar nebeneinander angeordneten Dichtungsringen gemäss Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zusätzlich zu den Dichtungs ringen aus Graphit ( 1 ) mindestens als erster und letzter Dichtungsring ( 9.bzw. 10 ) weitere Dichtungsringe angeordnet sind, welche aus Reinasbest und/oder aus mit PTFE imprägniertem Reinasbest bestehen.

Inventors: KRAUS, REINHOLD
Applicants: FEODOR BURGMANN DICHTUNGSWERK GMBH & CO.
Application year: 1980
Main classification: F16J15
IPC codes: F16J15