Manschettenartige Dichtung Die Erfindung betrifft eine mansehettenartige Dich tung, wie solche dazu verwendet werden, Gleit- und Drehdurchführungen zum Abschluss gegen Medien des verschiedensten Aggregatzustandes abzudichten.
Bei der Dichtung von Stopfbuchsen ist es bisher erforderlich gewesen, sobald' gegen hohen Druck ab zudichten ist, das Packungsmaterial sehr stark anzu pressen. Hierdurch wird der bewegliche Konstruk tionsteil stark abgebremst, was durchaus nachteiligiist.
Zur Beseitigung solcher Nachteile hat man daher bereits vorgeschlagen, die Packungen mit Schmier mitteln zu präparieren. Diese Massnahme führt jedoch auch nicht zu befriedigenden Ergebniissen, da auf die Dauer eine Schmiermittelwirkung nicht ge währleistet ist.
Es kommt als weiterer übelstand hinzu, dass das Auswechseln der Packungsmaterialien sehr schwierig ist und häufig nur unter Anwendung von Gewalt du-rchgeführt werden kann, wobei, Beschädigungen des beweglichen Konstruktionsteiles nicht vermieden wer den können.
Weitere Bemühungen, die geschilderten Nach teile zu beseitigen, und zwar mit Schaffung der stopf- buchsenlosen Konstruktionen, haben ebenfalls nicht zu einer befriedigenden Lösung geführt. Sie sind in die bestehenden Stopfbuchskonstruktionen nicht einzubauen und bedingen eine Sonderkonstruktion. Es kommt ferner noch alls Nachteil hinzu, dass bei grossen Dimensionen dieser stopfbuchsenlosen Kon struktionen und bei der Abdichtung gegenüber star ken Drucken materielle Schäden auftreten können.
Zum Dichten hat man neben, den erwähnten Dichtungsarten auch andere Prinzipien verwendet, und zwar Manschettendichtungen in den verschiedensten Ausbildungsformen. Kennzeichnend für derartige Dichtungen sind Dichtlippen. Funktion der Man schette ist es, durch den, auf die Dichtung wirkenden Druck des Medliums die schon mit VoTspannung auf gebrachten Dichtlippen gegen die Drehdurchführung zu pressen. Diese Dichtungen erhalten keine Schmie rung. Es kommt daher durch die dauernde trockene Reibung der Lippen mit den beweglichen Kon struktionsteilen zwangläufig zu einem Verschleiss der Lippen. Hierdurch wird die Dichtwirkung stark be einträchtigt, wenn nicht gar völlig aufgehoben.
Das Auswechseln solcher manschettenartigen Dich tungen ist wegen der geschlossenen Ringforrn in den meisten Fällen sehr schwierig und zeitraubend.
Es besteht daher ein starkes Bedürfnis der Tech nik nach einer Ausführungsform, bei der neben her vorragender Dichtung auch eine -einwandfrei aus reichende Schmierung gewährleistet ist. Dieses Ziel wird gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch er reicht, dass auf der inneren Oberfläche, der Dichtung auf in sich geschlossenen Bahnen nuten- oder rillen- förmige, zur Aufnahme eines Schmiermittels be stimmte Vertiefungen derart angeordnet sind, dass die Ebenen der jeweil, igen Bahnen,
einen Winkel mit der MittdIachse der Dichtung bilden und dass zwischen den einzelnen Bahnen Abstände bestehen, die eine Überschneidung der von den einzelnen Vertiefungen erzeugten Abschnitte des Schiniermittelfilins ge währleisten, und wobei, dlie Gleitfläche an beiden Seiten der Dichtung<B>je</B> von einer Dichtlippe begrenzt ist.
Die manschettenartige Dichtung wird aus einem Material hergestellt, das kautschukelastische oder elastomere Eigenschaften besitzt. Erwünscht sind weiter noch Widerstandsfähigkeit gegenüb#er ölen und Fetten sowie Alterungs- und Ozonbeständig keit. Für diesen Zweck haben sich insbesondere<B>fol-</B> gende Materialien als brauchbar erwiesen: Poly- uretan, Perbunan und Ne:opren.
Die erfindungsgemässen Dichtungen haben sich bisher auf folgenden Gebieten bestens bewährt: Als Dichtung für Stopfbuchsen, wobei die herkömmliche Art der Ausführung verwendet werden kann; ferner als Dichtung gegen Verschmutzungen von Lager stellen (Kugellager), als Dichtlager im Getriebebau und Kompressorenbau und dergleichen.
Besonders eignet sich die erfindungsgemässe Dich tung in den Fällen, wo eine ständige Wartung und Beaufsichtigung deshalb nicht möglich ist, weil die betreffende Stelle nicht ohne weiteres zugänglich ist. Das ist z. B. da der Fall, wo etwa unter Flur Dich tungen verwendet werden müssen, wie im Druck- leitungsbau und dergleichen. Hierbei kommt es sehr darauf an, dass eine ständige Schmierung gewähr leistet ist.
Bei bisherigen speziellen Konstruktionen mit den üblichen Packungen lässt es sich besonders unter dem Einfluss atmosphärischer Einflüsse nicht ausschalten, dass starke Korrosionen auftreten und im übrigen die geschilderten Nachteile des Fest backens oder Festfressens in erhöhtem Masse auf treten.
Bei den geschilderten Verhältnissen wird insbe sondere bei Druckleitungen einseitigein sehr starker Druck auf die Dichtung ausgeübt, wobei durch ,keiten Leitungs schwankende Drücke und Undichtig verluste -eintreten und Schäden verursacht werden können, z. B. Eindringen des Förd'ermediums in den Dichtraum. und damit unter Umständen Aufweichen der Dichtung.
Für diese speziellen Verwendungszwecke eignet sich eine nachstehend beschriebene Form der Dich tung. Bei Absperrorganen, wie Ventilen und Schie bern, bedarf es einer Befestigung und ferner einer Abdichtung gegen das Stopfbuchsgehäuse. Dies be dingt einen Befestigungsteil an der manschettenartigen Dichtung in Form eines Flansches und dergleichen. Die grossen Druckunterschiede erfordern es weiter, dass der Dichtung an dem druckseitigen Ende eine entsprechende Vorspannung gegeben wird.
Dies kann dadurch erreicht werden, dass man den lichten Durchgang konisch zum druckseitigen Ende hin ver laufen lässt. Die äussere Konstruktion dieser Dichtung ist konisch gehalten, um die Elastizität zum Druck raum hin zu erhöhen. Damit werden die Voraus setzungen geschaffen, dass die Dichtlippen sich be sonders gut anlegen, was besonders bei Beanspru chung durch schwankende Drücke sehr vorteilhaft ist. Die konische Form bringt auch noch den Vorteil mit sich, dass die Kraftwirkungen des unter Druck stehenden Mediums in einer solchen Richtung er folgen, dass sie das Anliegen der druckseitig lie genden Dichtlippe unterstützen.
Die Dichtlippen sind der eigentlich absperrende Teil der gesamten Dichtung. Es könnte der Fall sein, dass die Dichtlippe etwas, undicht oder mecha nisch verletzt wird. So würde praktisch die, ge# samte Funktion aufgehoben. Um nun hier ein stufen weises Sicherheitssystern von Dichtungen einzubauen, muss man die Nuten so anbringen, dass sie in einem Winkel zur Drehachse zum Druckraum hin gerichtet stehen, wodurch zusätzliche Dichtlippen entstehen, die im vorgenannten Fall in Aktion treten und die Gewähr bieten für eine absolute Abdichtung.
Um die Druckschwankungen, die im Leitungsnetz auftreten, zur zusätzlichen Schmierung auszunützen, wird der Befestigungsteil, wie Flansch, Bund und dergleichen, kreisförmig in Richtung auf die Achse der Dich tung abgeschrägt. Hierdurch erhält die eingespannte Dichtung die Eigenschaft einer Membran, so dass sie in Achsenrichtung der Dichtung schwingen kann, wobei die Dichtlippen gleitende Bewegungen über den von ihnen umschlossenen Konstruktionsteil ausführen. Es erhalten somit auch die an sich sehr kleinen, aber vorhandenen Gleitflächen der Dichtlippen eine zu sätzliche Schmierung. Diese Massnahmen bewähren sich besonders in den Fällen, in denen! die Dichtlippen auf Grund ihrer geringen Abmessungen nicht selbst mit Räumen zur Aufnahme des Fettes versehen wer den sollen.
Es können Fälle auftreten, in denen man Bau elemente in einer solchen Weise lagern muss, dass nur ganz geringfügige Anpressdrucke auftreten. Dies kann der Fall sein bei Gleit- oder Lagerbuchsen, die unter Beibehaltung des Konstruktionsprinzips eine Vollschmierung gewährleisten, die Bohrung aber tonnenförmig oder zylindrisch ausgebildet ist. Die Lippen, welche den Gleitmittelvorrat innerhalb der Dichtung einschliessen, haben die weitere Funktion eines Gleiflagers zu erfül#len.
Zum besseren Verständnis soll die Erfindung nachstehend anhand einiger Zeichnungen noch näher erläutert werden.: Es zeigen Fig. <B>1</B> eine Dichtung im Axialschnitt, innen ton- nenförinig, Fig. 2 die Dichtung unter Druck in einer her kömmlichen Stopfbuchsenkonstruktion im Schnitt, Fig. <B>3</B> eine Dichtung analog der Fig. <B>1,</B> diesmal mit wellenförmigen Nuten und konischem Durch gang, Fig. 4<B>die</B> Dichtung im eingebauten Zustand im Längsschnitt,
Fig. <B>5</B> einen Längsschnitt durch die Dichtung mit eingeführtem Montagerohr und Dehnungskonus als Hilfsgerät.
Mit<B>1</B> wird ein flanschartiger Befestigungsteil der Dichtung 2 bezeichnet. Zwischen den Nuten 4 befinden sich Dichtungsflächen<B>3</B> der stehenbleiben- den Stege. Der B,efestigungsteil besitzt konzentrisch mit dem Durchgang der Dichtung eine konisch#e Er weiterung<B>5.</B>
Mit<B>7</B> wird in Fig. 2 die Wandung der Stopf buchse, mit<B>8</B> deren Brille bezeichnet. Der Stopf- buchsenraum <B>10</B> wird durch den Befestigungsteil<B>1</B> mit dessen Flächen<B>9</B> (Fig. <B>1)</B> zum Druckraum hin abgedichtet. Die Oberfläche<B>11</B> der Spindel<B>6</B> wird eng von einer oberen Dichtlippe 12a und einer unteren Dichtlippe<B>13</B> umfasst. Die obere Dichtfippe weist eine kreisringförmige Fläche<B>12b</B> (Fig. <B>1)</B> und die untere Dichtlippe eine innere kreisringförmige Fläche 13a auf.
Um der Dichtung die erforderliche Vorspan- nung zu geben, wird der Durchmesser kleiner als derjenige der Spindel gewählt, welch letzterer durch die Linien 14 und<B>15</B> in Fig. <B>1</B> und<B>3</B> dargestellt ist. Die Stege<B>16</B> besitzen, wie Fig. 4 zeigt, in einem Winkel zur Spindelachse in Richtung des Druck raumes verlaufende Wände. Bei allen Ausführungs beispielen bilden die ringförmigen Nuten 4 in sich geschlossene Bahnen.
Durch die aestrichelten Linien<B>18</B> und<B>19</B> der Fig. <B>3</B> soll angezeigt werden, dass sich die verschie denen Abschnitte des Gleitmittelfilms überschneiden.
Das Fertigmachen der Dichtung zur Montage geschieht in folgender Weise: Da der innere Durchmesser der Dichtung wesent lich kleiner als der der Spindel<B>6</B> ist, ist es ohne Hilfsmittel nicht möglich, die Dichtung sachgemäss einzubauen. Selbst wenn die Dichtung ohne Vorrich tung oder mit ungeeigneten Mitteln eingebaut wird, genügt sie allen Ansprüchen<B>bei</B> langsam drehenden Spindel,n;
aber die gesamte Ringzugspannung des Dichtungsschenkels lastet auf den Gleitflächen.<B>3</B> der Stege,<B>16,</B> was zur Folge hat, dass die Masse der in Fig. <B>1</B> über die angedeutete Spindeifinie ragen den Stege sich zum grossen Teil in die Nuten 4 selbst drückt und diese Nuten dadurch sehr verkleinert werden. Deshalb müssen die Nuten 4 auf der Spin <B>del 6</B> unter Öl- oder Fettdruck stehen, so dass die Stege<B>16</B> ihre ursprüngliche Form behalten und ihre, Gleitflächen<B>3</B> auf einem Ölfilm schwimmen . Das kann z.
B. dadurch erzielt werden, dass die Ring nuten 4 einschliesslich der Gleitflächc <B>3</B> von dem Vorsprung 12a bis Vorsprung<B>13</B> durch Schleudern oder im Bad mit<B>Öl</B> oder Fett gefüllt werden und die Dichtung mit einem Konus, welcher der Verjüngung der Bohrung in der Dichtung entspricht, ausgeweitet und auf ein Montagerohr aufgezogen wird (Fig. <B>5).</B> Der Konus wird mit seiner verjüngten Seite<B>1015</B> von der Flanschringseite her eingeführt, wodurch eine Aufweitung des Durchgangs erfolgt, die ein Nach schieben des Montagerohrs<B>100</B> ermöglicht. Auf dem Konus sitzt eine Dichtuno, <B>103</B> aus z.
B. kautschuk artigem Material, in deren Ringschlitz 104 das Mon tagerohr mit seinem scharf verlaufenden, unteren Rand<B>101</B> eingesetzt wird. Beim Durchschieben des Konus gleitet die Dichtung mit ihrer Gleitfläche<B>3</B> über die glatte Seite<B>106</B> des Konu#s und über die Dichtung<B>103</B> auf das Montagerohr. Die überlappung <B>107</B> e-rlaubt einen leichten Übergang der Dichtung 2 vom Konus auf das Montagerohr. Das eingebrachte Schmiermittel, steht nun unter Druck, da der Dich tungsschenkel 2 unter Dehnung steht.
Der Druck kann beim Aufziehen zwischen Montagerohr und Konus nicht entweichen, da dies durch die auf dem Konus angebrachten Dichtung<B>103</B> verhindert wird.
Da die Vorsprünge 12a und<B>13</B> unter erhöhter Zug- und Druckspannung stehen, kann das Über schüssige Schmiermittel nur teilweise entweichen. Die Wände der Nuten 4 und die Gleitfläche <B>3</B> ruhen auf Gleitmittelgegendruck; die Dichtung schwimmt fast mit ihrem gesamten Spannungsdruck auf dem Schmiermittel. Die Dichtung ist somit montage fertig. Für die Montage werden keinerlei weitere Ein richtungen benötigt.
Die Verwendung der Dichtung geht nun wie, folgt vor sich: Das Montagerohr<B>100</B> wird mit der darauf sitzen den Dichtung über die eingefettete Spindel gesteckt, so dass sich die Spindel<B>6</B> im Hohlraum<B>108</B> des Montagerohres.<B>100</B> befindet, welches mittels.<B>Ab-</B> zuges<B>109</B> in Form einer Schnur oder dergleichen in einem Zug entfernt wird. Dabei schliesst der Vor- ,sprung <B>13</B> zuerst und dann der Vorsprung 12a an der Spindel ab. Das auf die Spindel<B>6</B> aufgetragene Fett bleibt also zum Teil mit eingeschlossen, so dass sich beim Anschl-iessen der Dichtung an die Spindel <B>6</B> nur etwas überschüssiges Fett herausdrückt.
Da durch bleibt das Gleitmittelpolster unter Druck auch, auf der Spindel bestehen. Somit ruhen die Innen flächen der Dichtung auf Schmiermittel, ohne dass der gesamte Spannungsdrack der Ringzugspannung des Dichtungsschenkels, auf der Gleitfläche.<B>3</B> der Stege<B>16</B> lasten kann. Durch das unter Druck ste hende Schmiermittel wird also eine Quetschwirkung auf die Stege<B>16</B> verhindert.