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Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung mit einer in Umfangsrichtung in zwei Subringe geteilten Druckringeinheit, welche ein verbessertes Verhalten bei Druckstößen aufweist.
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Gleitringdichtungsanordnung sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Bei Gasdichtungen dichtet die Gleitringdichtungsanordnung dabei ein gasförmiges Produkt gegenüber einer rotierenden Einheit, beispielsweise einer Welle, ab. Hierbei können im gasförmigen Produkt Druckspitzen auftreten, welche im Betrieb zu Abdichtungsproblemen an der Gleitringdichtungsanordnung führen können. Derartige Druckspitzen können beispielsweise bei einem Verdichter durch Drehzahländerungen hervorgerufen werden oder auch andere äußere Einflüsse haben. Insbesondere bei toxischen gasförmigen Produkten muss jedoch unbedingt verhindert werden, dass dieses gasförmige Produkt aufgrund eines Versagens der Gleitringdichtungsanordnung in die Atmosphäre gelangt.
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Die
US 2021/0222701 A1 beschreibt eine Gleitringdichtung mit einem porösen stationären Gleitring. Dabei wird der Dichtung ein Sperrfluid zugeführt, welches von der Rückseite des stationären Gleitrings durch diesen in den Dichtspalt strömt.
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Die
DE 20 2007 016 407 U1 beschreibt eine Gleitringdichtung mit einer Strömungspassage im stationären Gleitring, durch welche ein Sperrfluid in den Dichtspalt strömt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gleitringdichtungsanordnung bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit Druckspitzen im abzudichtenden Produkt abfangen kann, ohne dass dabei eine erhöhte Leckage an der Gleitringdichtungsanordnung auftritt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Gleitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass im abzudichtenden Produkt auftretende Druckspitzen aufgenommen werden können, ohne dass dabei eine erhöhte Leckage an der Gleitringdichtungsanordnung auftritt. Derartige Druckspitzen sind üblicherweise nur von kurzer Dauer, d.h. üblicherweise kleiner als eine Sekunde, können durch die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung jedoch derart aufgenommen werden, dass keine zusätzliche Leckage an der Gleitringdichtungsanordnung entsteht. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Gleitringdichtungsanordnung eine Gleitringdichtung mit einem rotierenden Gleitring mit einer ersten Gleitfläche und einem stationären Gleitring mit einer zweiten Gleitfläche aufweist, welche zwischen der ersten und zweiten Gleitfläche einen Dichtspalt definiert. Ferner ist eine Durchgangsöffnung im stationären Gleitring ausgebildet, welche von einer Rückseite des stationären Gleitrings zur zweiten Gleitfläche am Dichtspalt führt. Die Gleitringdichtungsanordnung umfasst ferner eine geteilte Druckringeinheit, welche in Umfangsrichtung geteilt ist derart, dass die geteilte Druckringeinheit einen ersten Subring und einen zweiten Subring aufweist. Der zweite Subring ist dabei radial innerhalb des ersten Subrings angeordnet. Ferner ist eine Nebendichtungsanordnung vorgesehen, welche eine erste und eine zweite Nebendichtung aufweist, wobei die erste Nebendichtung am ersten Subring abdichtet und die zweite Nebendichtung am zweiten Subring abdichtet. Zwischen dem ersten und zweiten Subring ist ein Durchlass für ein Sperrfluid vorgesehen, welches zur Rückseite des stationären Gleitrings zugeführt wird. Ferner umfasst die Gleitringdichtungsanordnung eine Vorspannanordnung zur Vorspannung des ersten und zweiten Subrings in Axialrichtung in Richtung zur Rückseite des stationären Gleitrings. Somit weist die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung eine geteilte Druckringeinheit auf. Dabei können Druckspitzen durch den ersten Subring, welcher radial außerhalb außerhalb des zweiten Subrings angeordnet ist, aufgenommen werden, während der zweite Subring weiterhin die zur geringen Leckage notwendige Vorspannkraft auf den stationären Gleitring ausüben kann. Somit kann sich der erste Subring unabhängig vom zweiten Subring in Axialrichtung bewegen und kurzzeitig auftretende Druckspitzen im abzudichtenden Produkt aufnehmen und abfedern. Dabei weist die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung trotzdem einen sehr einfachen und kostengünstigen und insbesondere Bauraum sparenden Aufbau auf.
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Dabei ist der Durchlass zwischen dem ersten und zweiten Druckring ein umlaufender Spalt. Dieser kann besonders einfach und kostengünstig bereitgestellt werden, indem einfach ein als Druckring vorgesehener Basisring in Umfangsrichtung in zwei Ringe geteilt wird. Der Spalt ist als wellenförmiger Spalt ausgebildet. Der wellenförmige Spalt hat dabei den großen Vorteil, dass eine Länge des Durchlasses größer ist, als bei einem Ringspalt, so dass eine größere Sperrfluidmenge durch den Durchlass zur Gleitringdichtung zugeführt werden kann. Der wellenförmige Spalt weist vorzugsweise abgerundete Spitzen auf oder alternativ eine Zickzack-Form.
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Weiter bevorzugt umfasst der Durchlass zwischen dem ersten und zweiten Subring ferner eine Öffnung. Dadurch kann eine zur Gleitringdichtung zugeführte Sperrfluidmenge weiter auf einfache Weise vergrößert werden. Die Öffnung ist vorzugsweise ausschließlich im ersten Subring oder alternativ ausschließlich im zweiten Subring vorgesehen. Weiter bevorzugt ist die Öffnung sowohl im ersten als auch im zweiten Subring, beispielsweise durch Vorsehen von zwei halbkreisförmigen Öffnungen im ersten und zweiten Subring im Bereich des Spalts ausgebildet. Entlang des Umfangs der Druckringeinheit sind vorzugsweise mehrere Öffnungen ausgebildet.
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Weiter bevorzugt ist eine Breite des ersten und zweiten Subrings in Axialrichtung gleich. Vorzugsweise ist auch eine Höhe des ersten und zweiten Subrings in Radialrichtung gleich.
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Alternativ bevorzugt ist eine Breite des ersten Subrings kleiner als eine Breite des zweiten Subrings. Dadurch ist es möglich, dass aufgrund der Teilung des Druckrings der erste Subring auf dem zweiten Subring bei den möglicherweise auftretenden Axialbewegungen gleiten kann. Dadurch ist der erste Subring auf dem zweiten Subring geführt und kann sicher die Ausgleichsbewegungen in Axialrichtung ausführen. Hierdurch kann ein besonders sicherer Betrieb gewährleistet werden. Der zweite Subring übernimmt somit bei Bewegungen des ersten Subrings dessen Führung. Weiter bevorzugt ist eine Breite des ersten Subrings größer als eine Breite des zweiten Subrings.
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Besonders bevorzugt ist eine Breite des einen Subrings größer als eine Breite des anderen Subrings und kleiner oder gleich zwei Mal der einen Breite des anderen Subrings. Hierdurch wird eine gegenseitige ausreichende axiale Führung der Subringe sichergestellt.
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Weiter bevorzugt sind im normalen Betriebszustand die Subringe derart angeordnet, dass die Mittelachsen der Subringe übereinander liegen.
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Um eine besonders gute Beweglichkeit des ersten Subrings zu ermöglichen, weist der erste Subring am äußeren Umfang vorzugsweise eine Ausnehmung für die erste Nebendichtung auf. Vorzugsweise weist auch der zweite Subring an einem inneren Umfang eine Ausnehmung für die zweite Nebendichtung auf.
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Um eine gleichmäßige Verteilung des Sperrfluids an der Rückseite des stationären Gleitrings zu ermöglichen ist vorzugsweise zwischen der Rückseite des stationären Gleitrings und der geteilten Druckringeinheit ein umlaufender Zwischenraum ausgebildet.
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Besonders bevorzugt umfasst die Vorspannanordnung genau eine Vorspanneinheit, welche den ersten und zweiten Subring gleichzeitig vorspannt. Alternativ umfasst die Vorspannanordnung zwei Vorspanneinheiten, wobei eine der beiden Vorspanneinheiten nur den ersten Subring vorspannt und die andere der Vorspanneinheiten nur den zweiten Subring vorspannt.
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Eine Vorspanneinheit umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Federelementen, insbesondere Zylinderfedern oder Schraubenfedern. Die Federelemente können zylindrisch oder konisch ausgebildet sein. Wenn nur genau eine gemeinsame Vorspanneinheit für den ersten und zweiten Subring vorgesehen ist, sind die Federelemente vorzugsweise derart angeordnet, dass ein Federelement jeweils sowohl am ersten als auch am zweiten Subring anliegt.
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Vorzugsweise ist eine Federkraft aller einzelnen Federelemente der Vorspanneinheit gleich. Dadurch wird eine gleichmäßige Vorspannung der geteilten Druckringeinheit sichergestellt.
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Vorzugsweise ist die Druckringeinheit auf einem hülsenförmigen Bauteil angeordnet, um auf einfache Weise Axialbewegungen ausführen zu können.
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Weiter bevorzugt sind die erste und zweite Nebendichtung als O-Ringe ausgebildet.
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Vorzugsweise ist die geteilte Druckringeinheit in einem Sperrfluidraum angeordnet.
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Vorzugsweise ist die Gleitringdichtungsanordnung eine gasgeschmierte Gleitringdichtungsanordnung. Das abzudichtende gasförmige Produkt ist beispielsweise Erdgas. Die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung ist weiter bevorzugt als Tandemdichtung angeordnet, wobei nach der erfindungsgemäßen Gleitringdichtungsanordnung eine weitere Gleitringdichtungsanordnung in Reihe geschaltet ist.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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In der Zeichnung ist:
- 1 eine schematische Schnittansicht einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem ersten Beispiel,
- 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1,
- 3 eine schematische, vergrößerte Teilschnittansicht der Gleitringdichtungsanordnung von 1,
- 4 eine schematische Draufsicht einer geteilten Druckringeinheit der Gleitringdichtungsanordnung von 1,
- 5 eine schematische Draufsicht einer geteilten Druckringeinheit einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 6 eine schematische Draufsicht einer geteilten Druckringeinheit einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem zweiten Beispiel der Erfindung,
- 7 eine schematische Draufsicht einer geteilten Druckringeinheit einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 8 eine schematische, vergrößerte Teilschnittansicht einer Gleitringdichtungsanordnung mit geteilter Druckringeinheit gemäß einem dritten Beispiel der Erfindung.
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Die 1 bis 4 zeigen eine Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäß einem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die Gleitringdichtungsanordnung 1 umfasst eine gasgeschmierte Gleitringdichtung 2 mit einem rotierenden Gleitring 3 und einem stationären Gleitring 4. Der rotierende Gleitring 3 weist eine erste Gleitfläche 30 auf und der stationäre Gleitring 4 weist eine zweite Gleitfläche 40 auf. Zwischen den beiden Gleitflächen 30, 40 ist ein Dichtspalt 5 definiert.
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Wie aus 1 ersichtlich ist, weist der stationäre Gleitring 4 eine Durchgangsöffnung 42 auf, welche von einer Rückseite 41 des stationären Gleitrings 4 bis zur zweiten Gleitfläche 40 reicht.
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Die Gleitringdichtungsanordnung 1 dichtet dabei einen ersten Bereich 14, in welchem ein unter Druck stehendes, abzudichtendes Produkt, beispielsweise Erdgas, vorhanden ist gegenüber einem zweiten Bereich 15 ab, welcher beispielsweise ein Atmosphärenbereich ist.
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Die Gleitringdichtungsanordnung 1 kann dabei als Einzeldichtung eingesetzt werden oder auch in einer Tandemdichtung, bei der in Reihe vor und/oder nach der Gleitringdichtungsanordnung 1 mindestens eine weitere Dichtung vorhanden ist.
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Die Gleitringdichtungsanordnung 1 umfasst ferner eine in Umfangsrichtung geteilte Druckringeinheit 6, welche im Detail aus den 2, 3 und 4 ersichtlich ist. Die geteilte Druckringeinheit 6 umfasst einen ersten Subring 61 und einen zweiten Subring 62. Wie aus 3 ersichtlich ist, ist der erste Subring 61 radial außerhalb des zweiten Subrings 62 angeordnet.
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Die geteilte Druckringeinheit 6 wird mittels einer Vorspannanordnung 10 in Axialrichtung X-X der Gleitringdichtungsanordnung 1 vorgespannt und übt somit eine Vorspannkraft auf den stationären Gleitring 4 aus.
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Vorzugsweise umfasst die Vorspannanordnung 10 zwei Vorspanneinheiten mit einer Vielzahl von Vorspannelementen, welche nur den ersten Subring 61 und nur den zweiten Subring 62 vorspannen.
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Wie aus 3 weiter ersichtlich ist, ist eine Nebendichtanordnung 7 zwischen der geteilten Druckringeinheit 6 und dem stationären Gleitring 4 angeordnet. Die Nebendichtanordnung 7 umfasst eine erste Nebendichtung 71 am ersten Subring 61 und eine zweite Nebendichtung 72 am zweiten Subring 62. Die beiden Nebendichtungen 71, 72 sind in diesem Ausführungsbeispiel als O-Ring ausgebildet. Der erste Subring 71 weist an seinem radial äußeren Bereich eine erste Ausnehmung 61a auf. Der zweite Subring 62 weist an seinem radial inneren Bereich eine zweite Ausnehmung 62a auf. Die Nebendichtungen 71, 72 sind in den Ausnehmungen 61a, 62a angeordnet.
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Wie weiter aus 3 ersichtlich ist, ist zwischen dem ersten Subring 61 und dem zweiten Subring 62 ein Durchlass 8 vorgesehen. Der Durchlass 8 ist in diesem Beispiel ein Ringspalt 80, welcher durchgängig von einer ersten Axialseite der geteilten Dichtringeinheit 6 zur anderen Axialseite führt.
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Dadurch ist es möglich, dass ein Sperrfluid, welches über einen Zufuhrkanal 17 in einen Sperrfluidraum 19 zugeführt wird, durch den Durchlass 8 in der geteilten Druckringeinheit 6 in einen ringförmigen Zwischenraum 9 an der Rückseite 41 des stationären Gleitrings 4 zugeführt wird. Von dem ringförmigen Zwischenraum 9 wird das Sperrfluid dann über die Durchgangsöffnung 42 zum Dichtspalt 5 zugeführt. Am Dichtspalt 5 teilt sich der Sperrfluidstrom in einen radial nach außen gerichteten Anteil, welcher zum ersten Bereich 14 zugeführt wird, und einen radial nach innen gerichteten Anteil, welcher zum zweiten Bereich 15 zugeführt wird. Der Strömungspfad des Sperrfluids ist in 1 durch die Pfeile C angedeutet.
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Die Vorspannanordnung 10 umfasst in diesem Beispiel eine Vielzahl von Federelementen, die als Zylinderfedern 11 ausgebildet sind. 4 zeigt die Anordnung der Zylinderfedern 11, welche jeweils als Einzelfedern vorgesehen sein können. Dabei übt eine Zylinderfeder 11 jeweils nur eine Kraft entweder auf den ersten Subring 61 oder den zweiten Subring 62 aus. Die Zylinderfedern 11 sind in 4 gestrichelt dargestellt, so dass der jeweilige Angriffspunkt der Zylinderfeder 11 am ersten Subring 61 und am zweiten Subring 62 erkennbar ist.
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Der stationäre Gleitring 4 ist zwischen einem Gehäuse 12 und einem hülsenförmigen Bauteil 18 angeordnet. Die geteilte Druckringeinheit 6 ist ebenfalls zwischen dem Gehäuse 12 und dem hülsenförmigen Bauteil 18 angeordnet und kann Bewegungen in Axialrichtung X-X ausführen.
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Wie weiter aus 3 ersichtlich ist, weist der erste Subring 61 eine erste Höhe H1 auf und der zweite Subring 62 weist eine zweite Höhe H2 auf. Hierbei sind die erste Höhe H1 und die zweite Höhe H2 gleich. Ferner weist der erste Subring 61 eine erste Breite B1 und der zweite Subring 62 eine zweite Breite B2 auf. Dabei sind die erste Breite B1 und die zweite Breite B2 gleich.
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Die geteilte Druckringeinheit 6 umfasst somit zwei separate in Umfangsrichtung geschlossene Ringe, welche radial übereinander angeordnet sind und zwischen sich den Durchlass 8 aufweisen. Durch diese Ausgestaltung der Druckringeinheit 6 ist es möglich, dass bei einer kurzfristig auftretenden Druckspitze im ersten Bereich 14 im Produkt die Druckspitze, welche über einen Gehäusespalt 13 zwischen dem Gehäuse 12 und dem stationären Gleitring 4 auf die Druckringeinheit 6 wirkt (vgl. 3), nur der erste Subring 61 in Axialrichtung X-X gegen die Federkraft der Zylinderfedern 11 bewegt wird. Der zweite Subring 62 verbleibt in der in den 1 und 3 dargestellten Ausgangsposition. In 3 ist ein Druckstoß 16 schematisch durch die Pfeile angedeutet. Der erste Subring 61 bewegt sich dann in Richtung des Pfeils A axial gegen die Federkraft der Zylinderfedern 11.
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Somit wird bei einem möglichen Druckstoß 16 nur der äußere der beiden Subringe 61, 62 der geteilten Druckringeinheit 6 bewegt, und der zweite Subring 62 verbleibt in der Ausgangsposition und dichtet die Gleitringdichtung 2 am Dichtspalt 5 weiterhin ab.
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Sobald der Druckstoß 16 beendet ist, wird der erste Subring 61 wieder durch die Federkraft der Zylinderfedern 11 in die in den 1 und 3 gezeigte Ausgangsposition zurückgestellt. Dadurch ist wieder eine sichere Abdichtung durch die erste Nebendichtung 71 an der Rückseite 41 und am Gehäuse 12 sowie der Gleitringdichtung 2 möglich.
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Somit kann das Beispiel durch die geschickte Unterteilung der Druckringeinheit 6 in zwei ringförmige Untereinheiten auf einfache und sichere Weise Druckstöße abfedern. Somit kann insbesondere verhindert werden, dass sich der stationäre Gleitring 4 aufgrund des kurzfristigen Druckanstiegs im ersten Bereich 14 ebenfalls in Axialrichtung X-X vom rotierenden Gleitring 3 wegbewegt und somit die Gleitringdichtung 2 öffnet, so dass das Medium aus dem ersten Bereich 14 über den nun offenen Dichtspalt 5 in den zweiten Bereich 15 strömen kann. Durch die über den zweiten Subring 62 trotz Druckstoß 16 und Bewegung des ersten Subrings 61 in Richtung des Pfeils A vorhandene Vorspannkraft kann der stationäre Gleitring 4 in der Dichtungsposition gehalten werden und bewegt sich auch bei hohen Druckstößen nicht in Axialrichtung X-X weg vom rotieren Gleitring 3. Damit wird eine unerwünscht große Leckage über den Dichtspalt 5 bei Druckstößen verhindert.
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Die Ausgleichsfunktion der geteilten Druckringeinheit 6 kann dabei auch bei einem zu niedrigen Druck des Sperrfluids, welcher beispielsweise bei Schwankungen im Druckaufbau für das Sperrfluid auftreten kann, eine Ausgleichsfunktion bereitstellen. Der innere zweite Subring 62 bleibt auch hierbei in der in 1 und 3 gezeigten abdichtenden Position, so dass der stationäre Gleitring 4 in jeder Drucksituation immer gegen den rotieren Gleitring 3 vorgespannt ist und abdichtet und keine übermäßige Leckage über den Dichtspalt 5 vom ersten Bereich 14 zum zweiten Bereich 15 auftritt.
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5 zeigt eine geteilte Druckringeinheit 6 einer Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Wie aus 5 ersichtlich ist, ist der Durchlass 8 beim ersten Ausführungsbeispiel unterschiedlich zum ersten Beispiel ausgebildet. Beim ersten Ausführungsbeispiel ist der Durchlass 8 als wellenförmiger Spalt 81 zwischen dem ersten Subring 61 und dem zweiten Subring 62 vorgesehen. Auf diese Weise wird eine Länge des Durchlasses 8 in Umfangsrichtung verlängert, so dass eine größere Menge an Sperrfluid durch den Durchlass 8 in Richtung zum stationären Gleitring 4 strömen kann. Der wellenförmige Spalt 81 kann dabei mit abgerundeten Spitzen oder tatsächlich spitz zulaufend ausgebildet sein. Wie weiter aus 5 ersichtlich ist, ist die Vorspannanordnung 10 durch Zylinderfedern 11 ausgebildet, welche gleichzeitig den ersten Subring 61 und den zweiten Subring 62 vorspannen. Bei einem auftretenden Druckstoß werden die Zylinderfedern 11 einseitig belastet, wobei der Teil der Zylinderfedern 11, der am ersten Subring 61 anliegt, axial bewegt wird, wobei der andere Teil der Zylinderfedern 11, der am zweiten Subring 62 anliegt, in der Ausgangsstellung verbleibt, so dass die Zylinderfeder 11 trotz schräger Anlage immer noch Federkraft auf den zweiten Subring 62 ausübt. Dadurch wird die Dichtheit der Gleitringdichtung 2 durch die stets vorhandene Vorspannung des stationären Gleitrings 4 beibehalten. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden Beispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
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6 zeigt eine geteilte Druckringeinheit 6 einer Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäß einem zweiten Beispiel. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet.
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Wie aus 6 ersichtlich ist, weist die geteilte Druckringeinheit 6 im zweiten Beispiel eine Durchlassöffnung 82 auf. Die Durchlassöffnung 82 ist im Bereich des Durchlasses 8 durch zwei im Schnitt halbkreisförmige Durchgangsöffnungen ausgebildet, wobei jeweils eine der halbkreisförmigen Durchgangsöffnungen am ersten und zweiten Subring 61, 62 ausgebildet ist. Durch das Vorsehen der Durchlassöffnung 82 kann eine Fluidmenge des Sperrfluids, welche durch den Durchlass 8 hindurchgeführt wird, erhöht werden. Es sei angemerkt, dass es möglich ist, dass mehrere Durchlassöffnungen 82 vorgesehen sind. Es sei weiterhin angemerkt, dass es auch möglich ist, dass Durchlassöffnungen ausschließlich in einem der Subringe 61, 62 ausgebildet sind. Hierbei können beispielsweise eine oder mehrere Durchlassöffnungen 82 nur im ersten Subring 61 vorgesehen sein oder mehrere Durchlassöffnungen 82 nur im zweiten Subring 62 vorgesehen sein oder einzelne Durchlassöffnungen 82 sowohl im ersten als auch im zweiten Subring 61, 62 ausgebildet sein.
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Ansonsten entspricht dieses Beispiel den vorhergehenden Beispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
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7 zeigt eine geteilte Druckringeinheit 6 einer Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel bezeichnet.
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Wie aus 7 ersichtlich ist, ist das zweite Ausführungsbeispiel ähnlich wie das in 5 beschriebene erste Ausführungsbeispiel aufgebaut. Allerdings ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel beim zweiten Ausführungsbeispiel eine Anordnung der Zylinderfedern 11 derart, dass zwei Zylinderfedern 11 nur den ersten Subring 61 vorspannen und zwei Zylinderfedern 11 nur den zweiten Subring 62 vorspannen. Hierbei sind die jeweils einen Ring vorspannenden Zylinderfedern 11 an der geteilten Druckringeinheit einander gegenüberliegend angeordnet.
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Dabei ist die Anordnung der Zylinderfedern 11 in 7 derart, dass alle vier Zylinderfedern 11 auf einem Mittelkreis 63 liegen, welcher derart an der geteilten Druckringeinheit 6 angeordnet ist, dass ein Abstand des Mittelkreises 63 zum äußeren Umfang ungleich einem Abstand des Mittelkreises 63 zum inneren Umfang ist. Der Durchlass 8 beim zweiten Ausführungsbeispiel ist wieder wellenförmig ausgebildet, wobei in diesem Ausführungsbeispiel sechs Wellen vorgesehen sind. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
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8 zeigt eine geteilte Druckringeinheit 6 einer Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet.
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Das dritte Beispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Beispiel, wobei im Unterschied zum ersten Beispiel beim dritten Beispiel die zweite Breite B2 des zweiten Subrings 62 größer ist als die erste Breite B1 des ersten Subrings 61. Dabei liegt B2 in einem Bereich von B1 < B2 ≤ 2 x B1. Bevorzugt beträgt die zweite Breite B2 = 1,5 x B1. Dadurch dient der zweite Subring 62 als Führungselement für den ersten Subring 61, wenn dieser eine axiale Ausgleichsbewegung in Richtung des Pfeils A ausführt. Insbesondere kann dadurch ein Verkippen oder Schrägstellen des ersten Subrings 61 bei der Ausgleichsbewegung verhindert werden. Auch kann eine Rückstellung des ersten Subrings 61 in die in 8 gezeigte neutrale Ausgangsposition wieder sicher ermöglicht werden.
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Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, dass alternativ die erste Breite B1 größer ist als die zweite Breite B2. Hierdurch wird die gleiche Wirkung wie bei der in 8 gezeigten Ausgestaltung erreicht. Ansonsten entspricht dieses Beispiel dem ersten Beispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.
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Zu allen Ausführungsbeispielen sei angemerkt, dass durch die geschickte Unterteilung des Druckrings in zwei separate Ringe Druckstöße 16, welche im abzudichtenden Medium auftreten können, sicher abgefedert werden können, ohne dass dadurch die Dichtungsqualität der Gleitringdichtung 2, wie dies bisher im Stand der Technik möglich war, vermindert wird. Durch die Bewegung nur des einen Ringteils der Druckringeinheit bleibt der andere Ringteil der Druckringeinheit immer in vorgespannter Anlage am stationären Gleitring 4, wodurch die Vorspannung des stationären Gleitrings 4 in Axialrichtung X-X beibehalten wird und im Betrieb ein kleiner Dichtspalt 5 zwischen stationärem Gleitring 4 und rotierendem Gleitring 3 aufrechterhalten wird. Dadurch wird auch bei Druckstößen eine Leckage über den Dichtspalt 5 nicht erhöht, so dass die Leistungsfähigkeit der Gleitringdichtungsanordnung 1 auch bei Druckstößen nicht reduziert ist.
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Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den 1 bis 8 Bezug genommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gleitringdichtungsanordnung
- 2
- Gleitringdichtung
- 3
- rotierender Gleitring
- 4
- stationärer Gleitring
- 5
- Dichtspalt
- 6
- geteilte Druckringeinheit
- 7
- Nebendichtanordnung
- 8
- Durchlass
- 9
- ringförmiger Zwischenraum
- 10
- Vorspannanordnung
- 11
- Federelemente / Zylinderfedern
- 12
- Gehäuse
- 13
- Gehäusespalt
- 14
- erster Bereich (Produkt)
- 15
- zweiter Bereich (z.B. Atmosphäre)
- 16
- Druckstoß
- 17
- Zufuhrkanal für Sperrfluid
- 18
- hülsenförmiges Bauteil
- 19
- Sperrfluidraum
- 30
- erste Gleitfläche
- 40
- zweite Gleitfläche
- 41
- Rückseite
- 42
- Durchgangsöffnung
- 61
- erster Subring
- 61 a
- erste Ausnehmung
- 62
- zweiter Subring
- 62a
- zweite Ausnehmung
- 63
- Mittelkreis
- 71
- erste Nebendichtung
- 72
- zweite Nebendichtung
- 80
- Ringspalt
- 81
- wellenförmiger Spalt
- 82
- Durchlassöffnung
- A
- Bewegung des ersten Subrings
- B1
- erste Breite des ersten Subrings
- B2
- zweite Breite des zweiten Subrings
- C
- Sperrfluid
- H1
- erste Höhe des ersten Subrings
- H2
- zweite Höhe des zweiten Subrings
- X-X
- Axialrichtung
