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Gleitringdichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitringdichtung
mit einer ringförmigen Blattfeder, die am äußeren Umfang einen Stützflansch aufweist,
und mit einem Dichtungsringhalter, der mit diesem Stützflansch und mit einem kegelstumpfförmigen
Dichtungsring im Eingriff ist.
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Bei diesen Gleitringdichtungen bildet das sichere Halten des kegelstumpfförmigen
Dichtungsrings an seinem Halter ein besonderes Problem. Es kommt vor, daß sich der
an den Haltern sitzende Dichtungsring im Betrieb löst, selbst wenn der Kegelwinkel
sehr gering gewählt wird, so daß ein Abnehmen des Dichtungsrings normalerweise nur
mittels eines Werkzeugs vorgenommen werden kann. Das unerwünschte Lösen der kegelstumpfförmigen
Dichtungsringe tritt nach den bisherigen Feststellungen offenbar dadurch ein, daß
die Dichtungsanordnung als Ganzes zu starr ausgebildet ist.
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Es wurde gefunden, daß das unerwünschte Lösen der Dichtungsringe wesentlich
seltener oder überhaupt nicht mehr vorkommt, wenn der ringförmige Dichtungsringhalter
einen rinnenförmigen Querschnitt mit einem schräg zur Radialebene angeordneten Boden
und zwei Seitenwänden hat, von denen die eine Seitenwand mit dem Stützflansch der
ringförmigen Blattfeder und die andere Seitenwand mit dem Dichtungsring im Eingriff
ist, wobei der Boden mit der erstgenannten Seitenwand einen stumpfen und mit der
zweiten Seitenwand einen spitzen Winkel einschließt.
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Es wurde festgestellt, daß durch dieses Neigen des Rinnenbodens mit
einem stumpfen Winkel von etwa 135° eine mehr oder weniger größere Biegsamkeit des
Teils der Dichtungsanordnung erhalten wird, der auf den Dichtungsring oder die Dichtungsringe
einwirkt, als wenn ein rechter Winkel vorhanden ist. Obwohl ganz genaue Angaben
nicht gemacht werden können, weil beispielsweise auch das Material des rinnenförmigen
Dichtungsringhalters bei der optimalen Winkelgröße eine Rolle spielt, sind stumpfe
Winkel von 120 bis 150° am günstigsten, wobei der spitze Winkel entsprechend anzupassen
ist.
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Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben.
Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Teilschnitt durch eine Zentrifugalpumpe mit
einer Gleitringdichtung gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine Seitenansicht, teilweise
im Schnitt, der Dichtung nach F i g. 1 im größeren Maßstab, F i g. 3 Einzelheiten
der Dichtung im Schnitt, F i g. 4 einen Teilschnitt durch den Dichtungsringhalter
im größeren Maßstab, F i g. 5 und 6 weitere Formen des Dichtungsringhalters.
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Das Gehäuse 1 der Zentrifugalpumpe nach F i g. 1 ist auf der Antriebsseite
durch eine Platte 2 abgeschlossen, die durch eine überwurfsmutter befestigt ist
und eine Bohrung 3 für den Durchgang der Pumpenwelle 4 aufweist. Auf die Nabe des
Schaufelrads 5 ist eine die Nabe verlängernde Buchse 6 aufgesetzt. Zwischen dieser
Buchse 6 und der Endplatte 2 ist eine Gleitringdichtung gemäß der Erfindung auf
die Welle 4 aufgeschoben, wobei der eine Dichtungsring 7, vgl. F i g. 2, an der
Endplatte 2 und der andere Dichtungsring 8 an der Buchse 6 anliegt.
Die beiden Dichtungsringe 7, 8 sind kegelstumpfförmig ausgebildet. Die Außenfläche
der Dichtungsringe bildet mit der Längsachse A-A der Dichtung einen kleinen Winkel
von weniger als 71/z°, vorzugsweise etwa 6°. In der Zeichnung ist der Winkel zur
besseren Veranschaulichung etwas übertrieben dargestellt.
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Zum Halten der Dichtungsringe 7, 8 sind zunächst zwei ringförmige
Blattfedern 9, 10 vorgesehen. Beide Blattfedern 16, 17 haben am inneren Umfang
einen Ringflansch 12 bzw. 13, die ineinandergesteckt auf die Pumpenwelle 4 aufgeschoben
sind. Die beiden Ringflansche 12, 13 können miteinander verschweißt sein.
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Am äußeren Umfang weisen die Blattfedern 9, 10
je einen ringförmigen
Stützflansch 14 bzw. 15 auf. Zwischen den Flanschen 12 und 14 bzw. 13 und 15 haben
die Blattfedern 9, 19 je einen gewölbten Teil 16 bzw. 17.
In die
Stützflansche 14, 15 sind Dichtungsringhalter 18, 19 eingesetzt. Sie können mit
den StÜtzflanschen 14, 15 verschweißt sein.
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Die Dichtungsringhalter 18,19 haben einen rinnenförmigen Querschnitt
mit einem schräg zur Radialebene angeordneten Boden 22 und zwei Seitenwänden 25,
26, von denen die eine Seitenwand 26 mit dem Stützflansch 14 bzw. 15 der ringförmigen
Blattfeder 9 bzw.10 und die andere Seitenwand 25 mit dem Dichtungsring 7 bzw. 8
im Eingriff ist. Der Boden 22 schließt mit der erstgenannten Seitenwand 26 einen
stumpfen Winkel d und mit der zweiten Seitenwand 25 einen spitzen Winkel c ein,
vgl. F i g. 4. Die Schräglage des Bodens 22 gegenüber der Horizontalebene ist in
F i g. 4 durch den Winkel a angedeutet. Dieser Winkel a kann verschieden groß sein,
wird jedoch zweckmäßig etwa von 30 bis 60° gewählt. Bei der Darstellung in F i g.
4 beträgt der Winkel a etwa 45°. Mit b ist in F i g. 4 der Neigungswinkel der Seitenwand
25 gegenüber der Längsachse A-A der Dichtung berechnet, er entspricht dem schon
erwähnten Neigungswinkel der Außenfläche der Dichtungsringe 7, B.
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Beim Einfügen der Dichtungsringe 7, 8 in die Seitenwände 25, 26 ergibt
sich durch den geringen Neigungswinkel b von etwa vorzugsweise 6° ein kräftiger
Reibungsschluß zwischen den im Eingriff stehenden Flächen.
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Der Winkel c entspricht der Summe der Winkel a und b. Er beträgt daher
bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform 51°, während der stumpfe Winkel
d eine Größe von 135° hat.
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Aus F i g. 4 ist zu entnehmen, daß beim Einsetzen der Dichtungsringe
7, 8 ein Aufbiegen der Dichtungsringhalter 18, 19 um die Kante 24 stattfindet. Gewisse
Verschiebungen der Dichtungsringe und der Dichtungsringhalter sind infolge der vorhandenen
Biegsamkeit möglich. Wenn sich daher die Dichtung im Betrieb erwärmt, paßt sich
der Winkel d selbsttätig den jeweiligen Verhältnissen an.
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Thermische Ausdehnungen der Dichtungsringe haben also keine unerwünschten
Folgen, vorausgesetzt, daß die Dichtungsringe anfänglich richtig gegenüber der Längsachse
A-A der Dichtung zentriert wurden.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform nach F i g. 2 liegen die Stützflansche
14, 15 parallel zur Längsachse A -A der Dichtung, sie können aber
auch nach je einer Seite geneigt angeordnet werden.
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Beispielsweise können die Stützflansche 14, 15 und damit die Seitenwände
26 der Dichtungsringhalter so ausgeführt werden, daß beide parallel verlaufen (nicht
dargestellt).
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Werden die Stützflansche 14, 15 in dieser Richtung noch weiter geneigt,
ergibt sich eine Ausführung nach F i g. 5. Hier ist die eine Seitenwand 28 der Dichtungsringhalter
18, 19 stärker geneigt als die etwas geneigte Seitenwand 25, so daß sich
ein gegenüber der Ausführung nach F i g. 4 verkleinerter Winkel d' ergibt.
Der Winkel d kann etwa 120° oder auch noch weniger betragen.
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Wenn die Stützflansche 14, 15 in der anderen Richtung schräg verlaufen,
wobei sich die Flansche nach außen hin verjüngen, entsteht die Ausführung nach F
i g. 6. Die Seitenwand 30 der Dichtungsringhalter bildet hier mit dem Boden 22 einen
Winkel d", der größer ist als der Winkel d nach F i g. 4 und etwa 9.50° groß ist.
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Werden die Kanten der Seitenwände der Dichtungsringhalter nach F i
g. 4 bis 6 durch Linien 27, 29, 31 (gestrichelt angedeutet) verbunden, so bilden
diese Linien zusammen mit den Seitenwänden und dem Boden des Dichtungsringhalters
ein Viereck. Wie bereits hervorgehoben wurde, können die Seitenwände genau parallel
zueinander liegen. Die aus den Linien gebildete Fläche ist dann ein Parallelogramm.
Bei allen anderen Ausführungen ergibt sich ein unregelmäßiges Viereck.
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Es ist auch möglich, den Boden 22 der Dichtungsringhalter 18, 19 in
der entgegengesetzten Richtung geneigt anzuordnen. Hierbei bildet dann der Boden
mit der einen Seitenwand ebenfalls einen stumpfen und mit der anderen Seitenwand
einen spitzen Winkel, nur sind die Winkel an den Seitenwänden gegenseitig vertauscht.
Auch in diesem Fall ist die gemäß der Erfindung erwünschte Biegsamkeit vorhanden,
so daß ein unerwünschtes Lösen der Dichtungsringe nicht eintritt.