DE102011010862A1 - Method for production of metallic sliding or counter-ring of mechanical seal, involves using semi-finished product to generate sliding or counter ring in form of cast iron pipe by centrifugal casting - Google Patents

Abstract

The method involves using a semi-finished product (1) to generate a sliding or counter ring in a form of a cast iron pipe by centrifugal casting, where the semi-finished product is clamped in a region of a processing machine. A ring body is separated from the semi-finished product.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung metallischer Gleit- und/oder Gegenringe einer Gleitringdichtung, insbesondere einer Laufwerkdichtung.The invention relates to a method for producing metallic sliding and / or counter-rings of a mechanical seal, in particular a drive seal.

Die technische Zuverlässigkeit hinsichtlich des Dichtverhaltens von Gleitringdichtungen, insbesondere von Laufwerkdichtungen, ist stark abhängig von der Qualität der unterschiedlichen einzelnen Herstellungsschritte sowie deren Spannvorrichtungen. Dies insbesondere im Hinblick darauf, dass durch die jeweilige Spannvorrichtung eine elastische Verformung der Gleitringe eintreten kann, die das spätere Dichtverhalten der Gleitringdichtung beeinflusst.The technical reliability with respect to the sealing behavior of mechanical seals, in particular of drive seals, is highly dependent on the quality of the different individual manufacturing steps and their fixtures. This in particular in view of the fact that an elastic deformation of the sliding rings can occur by the respective clamping device, which influences the subsequent sealing behavior of the mechanical seal.

Gleit- und/oder Gegenringe einer Gleitringdichtung, insbesondere einer Laufwerkdichtung, werden im Einzelgussverfahren hergestellt. Die Bearbeitung der Gleit- und/oder Gegenringe beinhaltet eine aufwändige Verkettung von komplexen Produktionsmaschinen. Dies betrifft diverse Dreh-, Schleif- und Läppvorgänge mit verketteten Waschvorgängen der Gleit- und/oder Gegenringe. Dieser Herstellungsprozess wird als aufwändig und teuer angesehen und bedeutet für größere Stückzahlen einen hohen Handhabungsaufwand.Sliding and / or counter rings of a mechanical seal, in particular a drive seal, are produced by a single casting process. The machining of the sliding and / or counter rings involves an elaborate linking of complex production machines. This concerns various turning, grinding and lapping operations with concatenated washing operations of the sliding and / or counter rings. This manufacturing process is considered to be costly and expensive and means for large quantities a high handling effort.

Die DD 138997 betrifft einen Werkstoff für Axialgleitringdichtungen, die für Laufrollen und Endgetriebe von Gleitkettenfahrzeugen verwendet werden. Zum Einsatz gelangt ein phosphorlegiertes Gusseisen mit Lamellengraphit, bei dem das Grundgefüge aus einer gleichmäßigen feinperligen Mischstruktur mit einem maximalen Ferritgehalt von 5% besteht. Die Rohlinge der Gleitringdichtung werden durch Gießen hergestellt, wobei das Einzelgussverfahren nach dem Prinzip des Stapelgusses grüner Sandformen angewendet wird.The DD 138997 relates to a material for Axialgleitringdichtungen that are used for rollers and final gear of Gleitkettenfahrzeugen. A phosphor-alloyed cast iron with lamellar graphite is used, in which the basic structure consists of a uniform fine-grained mixed structure with a maximum ferrite content of 5%. The blanks of the mechanical seal are produced by casting, the single casting method is applied on the principle of stacking green sand molds.

In der DE 10 2004 042 385 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gleit- und/oder Gegenrings einer Gleitringdichtung, insbesondere einer Laufwerkdichtung, beschrieben, indem ein aus einem leicht zu bearbeitenden Werkstoff bestehender Grundkörper im Bereich seiner späteren Lauffläche durch heißisostatisches Pressen zumindest mit einer auf einer Legierungsbasis von Stelliten oder NiCr + WC gebildeten Verschleißschicht versehen wird. Der Grundkörper kann aus einem Gusswerkstoff, insbesondere Gusseines mit Lamellengraphit, bestehen.In the DE 10 2004 042 385 A1 a method for producing a sliding and / or mating ring of a mechanical seal, in particular a drive seal, described by a consisting of an easy-to-work material body in the region of its later tread by hot isostatic pressing at least one on an alloy basis of stellites or NiCr + WC formed wear layer is provided. The main body may consist of a cast material, in particular cast iron with lamellar graphite.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Herstellungsverfahren für Gleit- und/oder Gegenringe einer Gleitringdichtung, insbesondere einer Laufwerkdichtung, bereit zu stellen, das gegenüber dem bisher eingesetzten Herstellverfahren einfacher und kostengünstiger ist, wobei auch elastische Verformungen der Gleit- und/oder Gegenringe bei der mechanischen Bearbeitung weitestgehend vermieden werden.The invention has for its object to provide an alternative manufacturing method for sliding and / or counter-rings of a mechanical seal, in particular a drive seal, to provide, which is simpler and less expensive compared to the manufacturing method previously used, including elastic deformations of the sliding and / or counter rings be largely avoided during mechanical processing.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung metallischer Gleit- und/oder Gegenringe einer Gleitringdichtung, insbesondere einer Laufwerkdichtung, indem ein Halbzeug in Form eines Gussrohres durch Schleudergießen erzeugt und das Halbzeug im Bereich einer Bearbeitungsmaschine aufgespannt wird, die innere und/oder die äußere Umfangsfläche sowie die die spätere Gleitfläche ergebende Stirnfläche des Halbzeugs mechanisch bearbeitet und vom Halbzeug abschließend Ringkörper abgetrennt werden.The object is achieved by a method for producing metallic sliding and / or counter-rings of a mechanical seal, in particular a drive seal by a semifinished product produced in the form of a cast tube by centrifugal casting and the semi-finished is clamped in the region of a processing machine, the inner and / or the outer Peripheral surface and the subsequent sliding surface resulting end face of the semi-finished machined and separated from the semi-finished ring body.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the subject invention can be found in the dependent claims.

Die Herstellung von schleudergegossenen Gussrohren ermöglicht eine hochwertige und kostengünstige Herstellung des Halbzeugs. Eine Bearbeitungsmaschine (Dreh-/Schleifmaschine), beispielsweise mit durchgehender Drehspindel mit Spannsystem am geschleuderten Rohr, ermöglicht eine verzugsfreie Herstellung von Gleit- und/oder Gegenringen und zwar in einer einzigen Werkstückaufspannung.The production of centrifugally cast iron pipes enables high-quality and cost-effective production of the semi-finished product. A processing machine (turning / grinding machine), for example with a continuous rotating spindle with clamping system on the hurled tube, allows distortion-free production of sliding and / or counter-rings in a single workpiece clamping.

Die mechanische Bearbeitung erfolgt stets an der der Aufspannung abgewandten Stirnseite des Halbzeugs, wobei die für die Aufnahme von elastischen Dichtkörpern dienende Umfangsfläche problemlos mit einer entsprechend ausgebildeten Kontur versehen werden kann. Ist der mechanische Bearbeitungsvorgang abgeschlossen, wird der jeweilige Gleit- und/oder Gegenring vom Halbzeug abgestochen und kann bedarfsweise einer weiteren Bearbeitung zugeführt werden.The mechanical processing always takes place at the end facing away from the clamping of the semifinished product, wherein the serving for receiving elastic sealing bodies peripheral surface can be easily provided with a correspondingly shaped contour. If the mechanical machining process is completed, the respective sliding and / or counter-ring is tapped from the semi-finished and can be supplied, if necessary, a further processing.

Eine mögliche weiterführende Bearbeitung kann darin gesehen werden, dass zumindest im Bereich der Gleitfläche eine verschleißfeste Schicht aufgebracht wird.A possible further processing can be seen in the fact that a wear-resistant layer is applied at least in the region of the sliding surface.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl im Einzel- als auch im Mehrspindelverfahren angewendet werden.The inventive method can be used both in single and in multi-spindle process.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:The subject invention is illustrated by means of an embodiment in the drawing and will be described as follows. Show it:

1 Prinzipskizze eines durch Schleudergießen erzeugten Gussrohrs; 1 Schematic diagram of a cast tube produced by centrifugal casting;

2 Prinzipskizze eines mechanischen Bearbeitungsvorgangs an dem in 1 dargestellten Schleudergussrohr; 2 Schematic diagram of a mechanical machining operation on the in 1 shown centrifugally cast tube;

3 Prinzipskizze eines einzelnen Gleit- und/oder Gegenrings einer nicht weiter dargestellten Gleitringdichtung. 3 Schematic diagram of a single sliding and / or mating ring of a mechanical seal, not shown.

1 zeigt als Prinzipskizze ein durch Schleudergießen hergestelltes Gussrohr 1 aus einer vorgebbaren Gusslegierung. Das Gussrohr 1 hat eine definierte Wandstärke a, die in Abhängigkeit des Einsatzfalls der späteren Gleitringdichtung variieren kann. 1 shows a schematic diagram of a cast tube produced by centrifugal casting 1 from a predefinable casting alloy. The cast iron pipe 1 has a defined wall thickness a, which can vary depending on the application of the later mechanical seal.

2 zeigt das Gussrohr 1 gemäß 1, das im Bereich seines einen Endes 2 in einer Werkstückaufspannung 3 einer nicht weiter dargestellten Bearbeitungsmaschine eingespannt ist. Das Gussrohr 1 beinhaltet neben einer inneren Umfangsfläche 4 eine äußere Umfangsfläche 5 sowie eine freie Stirnfläche 6. Durch mechanische Bearbeitung, beispielsweise durch Drehen, kann zumindest die äußere Umfangsfläche 5 so bearbeitet werden, dass ein konturierter Bereich 7 gebildet wird. Darüber hinaus kann die freie Stirnfläche 6 so bearbeitet werden, dass eine Gleitfläche 8 entsteht. Je nach Einsatzfall der Gleitringdichtung kann die Gleitfläche 8 in der gleichen Aufspannung 3 auch einem Schleif- oder Läppvorgang unterzogen werden. 2 shows the cast iron pipe 1 according to 1 That's in the area of its one end 2 in a workpiece clamping 3 a processing machine not shown is clamped. The cast iron pipe 1 includes besides an inner peripheral surface 4 an outer peripheral surface 5 and a free end face 6 , By mechanical processing, for example by turning, at least the outer peripheral surface 5 be edited so that a contoured area 7 is formed. In addition, the free end face 6 be edited so that a sliding surface 8th arises. Depending on the application of the mechanical seal, the sliding surface 8th in the same setting 3 be subjected to a grinding or lapping.

Nach Fertigstellung der geometrischen Kontur des späteren Gleit- und/oder Gegenrings wird mittels eines nur angedeuteten Abstechwerkzeugs 9 der fertig bearbeitete Ringkörper 10 vom Gussrohr 1 abgestochen.After completion of the geometric contour of the later sliding and / or counter ring is by means of an only indicated Abstechwerkzeugs 9 the finished ring body 10 from the cast iron pipe 1 tapped.

3 zeigt den fertig bearbeiteten Ringkörper 10, der den in 2 dargestellten konturierten Bereich 7 sowie die Gleitfläche 8 aufweist. Soweit notwendig, kann zumindest die Gleitfläche 8 noch einem Beschichtungsvorgang unterzogen werden. Der konturierte Bereich 7 dient zur Aufnahme eines nicht weiter dargestellten elastomeren Dichtkörpers. 3 shows the finished ring body 10 who is the one in 2 illustrated contoured area 7 as well as the sliding surface 8th having. If necessary, at least the sliding surface 8th still undergo a coating process. The contoured area 7 serves to receive an elastomeric sealing body, not shown.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DD 138997 [0004] DD 138997 [0004]
• DE 102004042385 A1 [0005] DE 102004042385 A1 [0005]

Claims (5)

Verfahren zur Herstellung metallischer Gleit- und/oder Gegenringe einer Gleitringdichtung, insbesondere einer Laufwerkdichtung, indem ein Halbzeug (1) in Form eines Gussrohres durch Schleudergießen erzeugt und das Halbzeug (1) im Bereich einer Bearbeitungsmaschine aufgespannt wird, die innere (4) und/oder die äußere Umfangsfläche (5) sowie die die spätere Gleitfläche (8) ergebende Stirnfläche (6) des Halbzeugs (1) mechanisch bearbeitet und vom Halbzeug (1) abschließend Ringkörper (10) abgetrennt werden.Method for producing metal sliding and / or counter rings of a mechanical seal, in particular a drive seal, by a semi-finished product ( 1 ) produced in the form of a cast tube by centrifugal casting and the semi-finished ( 1 ) in the area of a processing machine, the inner ( 4 ) and / or the outer peripheral surface ( 5 ) as well as the later sliding surface ( 8th ) resulting face ( 6 ) of the semifinished product ( 1 ) mechanically processed and semi-finished ( 1 ) finally ring body ( 10 ) are separated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug (1) mittels einer mindestens eine Spindel aufweisenden Dreh- und/oder Schleifmaschine mechanisch bearbeitet wird.Method according to claim 1, characterized in that the semifinished product ( 1 ) is mechanically processed by means of a turning and / or grinding machine having at least one spindle. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere (4) und/oder die äußere Umfangsfläche (5) des Halbzeugs (1) dergestalt mechanisch bearbeitet wird, dass ein konturierter Aufnahmebereich (7) für einen aus Elastomermaterial bestehenden Dichtkörper entsteht.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the inner ( 4 ) and / or the outer peripheral surface ( 5 ) of the semifinished product ( 1 ) is machined such that a contoured receiving area ( 7 ) arises for a sealing body made of elastomeric material. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Stirnfläche (6) des Halbzeugs (1) dergestalt mechanisch bearbeitet wird, dass eine Gleitfläche (8) entsteht.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the free end face ( 6 ) of the semifinished product ( 1 ) is machined such that a sliding surface ( 8th ) arises. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der abgetrennte Ringkörper (10) bedarfsweise zumindest im Bereich seiner Gleitfläche (8) mit einer verschleißfesten Schicht versehen wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the separated annular body ( 10 ) at least in the region of its sliding surface ( 8th ) is provided with a wear-resistant layer.

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