DE1221865B - Gleitringdichtung - Google Patents

Description

• Gleitringdichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Gleitringdichtung mit einem Gleitring und einem Gegenring, die in einer Radialebene liegende, aufeinanderlaufende ringförmige Gleitflächen aufweisen und wobei in der Gleitfläche des einen Ringes mehrere voneinander getrennte Nuten angeordnet sind, die jeweils von der mit dem abzudichtenden flüssigen Druckmedium beaufschlagten Seite der Gleitfläche ausgehen und an einer anderen Stelle der gleichen Seite der Gleitfläche wieder austreten, ohne mit der Niederdruckseite in Verbindung zu stehen.
• Bei derartigen Gleitringdichtungen (USA.-Patentschrift 2 587 408) weist die Gleitfläche des anderen Ringes in der Mitte zwischen der mit dem abzudichtenden Druckmedium beaufschlagten Seite und der Niederdruckseite eine Ringnut auf, zu deren innerer Kante die inneren Kanten der geradlinig und parallel zueinander verlaufenden zwei Nuten des einen Ringes Tangenten bilden. Diese geradlinigen Nuten haben die Aufgabe, der Ringnut kontinuierlich ein Schmiermittel zuzuführen, das für Kühlungs- und Dichtungszwecke dient.
• Für hochbelastete Gleitringdichtungen wird für die aufeinanderlaufenden Gleitflächen eine hydrodynamische Schmier- und Tragwirkung angestrebt, mit der ihre Einsatzgrenzen und Standzeiten wesentlich erhöht werden können. Voraussetzung hierfür ist die Anwesenheit von Keilflächen, die in den Gleitflächen ausgebildet sind. Es sind beispielsweise Gleitringdichtungen bekannt, bei denen eine von Nuten freie ebene Gleitfläche gegen eine Gleitfläche anläuft, in die in Laufrichtung ansteigende Flächen eingearbeitet sind, die mit der von einem flüssigen Medium beaufschlagten Seite direkt (schweizerische Patentschrift 208 998) oder über radiale Nuten (britische Patentschrift 829 482) in Verbindung stehen, wobei auch von der anderen Seite ausgehende, radial verlaufende Nuten sich über einen Teil der Lauffläche erstrecken können.
• Derartige bekannte Gleitringdichtungen, welche im Prinzip Axialdrucklagern gleichen, sind besonders bei aus hartem Material, wie beispielsweise Metallkarbiden, bestehenden Gleitflächen wegen der erforderlichen Ausbildung von Schrägflächen schwierig und teuer herzustellen und weisen .im Ruhezustand und im Lauf nur einen relativ kurzen Dichtspalt auf. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß Fremdkörper in die radialen Nuten bzw. in die von den Schrägflächen gebildeten Taschen gelangen, welche ohnehin wegen geringer Flüssigkeitszirkulation nur wenig Kühlwirkung ausüben können und die sie verstopfen, oder zwischen die Gleitflächen gelangen, so daß sich diese in kurzer Zeit überhitzen und zerstört werden.
• Bekannt ist es weiterhin, die Keilflächen durch erst beim Lauf auftretende thermische Verwerfungen, hervorgerufen durch kontrollierbare Temperaturdifferenzen, zu bilden. Vorteilhaft ist hierbei, daß die Gleitflächen dann als Planflächen hergestellt werden können und bei nicht umlaufender Welle ohne jede Leckage dichtend aufeinanderliegen. Bekannte Gleitringdichtungen dieser Gattung weissen jedoch den Nachteil auf, daß nur eine schwache Kühlwirkung und damit nur verhältnismäßig geringe thermische Verwerfungen auftreten können, so däß das Laufverhalten nur geringfügig durch hydrodynamische Schmiereffekte verbessert werden kann. Außerdem neigen die dort vorgesehenen. Schmiernuten auf Grund ihrer Anordnung leicht zu Verstopfungen durch Ablagerungen, was sich nachteilig auf die Kühl- und Schmierwirkung auswirkt.
• Bei bekannten Gleitringdichtungen der eingangs genannten Art, bei denen eine vorteilhafte Kühlwirkung vorliegt, kann ein hydrodynamisches Laufverhalten nur in sehr begrenztem Maße auftreten, weil das in der Ringnut zirkulierende Druckmedium der Entstehung von Temperaturdifferenzen und folglich auch keilförmigen Verwerfungen entgegenwirkt, welche an der mit den parallelen Nuten versehenen Gleitflächen entstehen könnten, und weil insbesondere ein wenn auch schwach ausgebildeter Druckberg in dem außerhalb der Ringnut gelegenen Gleitflächenbereich sich wegen dieser Ringnut nicht in den inneren Gleitflächenbereich erstrecken kann.
• Diese Nachteile treten noch stärker bei. einer ebenfalls bekannten Gleitringdichtung (britische Patentschrift 755 238) auf, bei der eine ebene ungenutete Gleitfläche gegen eine solche anläuft, die zwei kontentrische Ringnuten besitzt, von welchen die innere mit der Druckseite über .radiale Nuten verbunden ist. Die Ausbildung von thermischen Verwerfungen und folglich ein hydrodynamisches Laufverhalten ist hierbei nicht zu erwarten.
• Es ist auch bekannt, .in einer der Gleitflächen eine in sich geschlossene, polygonal verlaufende und über Bohrungen von einer Sperrflüssigkeit gespeiste Nut (britische Patentschrift 736 568) oder von der Druckseite ausgehende radiale Nuten (britische Patentschrift 685 282) auszubilden. Im ersteren Fall sorgt die in der polygonalen Nut zirkulierende Flüssigkeit für eine Beseitigung der Temperaturdifferenzen in Umfangsrichtung, die infolge der Gestaltung ohnehin nur äußerst gering sein können, während im zweiten Fall die kurzen radialen Nuten nur geringe Kühlwirkung zeigen und damit nur eine kleine Temperaturdifferenz erzeugen können, die sich auch nicht auf die nicht unterbrochene Gleitfläche erstrecken kann. In beiden Fällen treten daher Verwerfungen nur sehr schwach auf, wobei. .die Nuten leicht durch Ablagerangen ganz verstopft werden können, so daß bei dieser bekannten Gleitringdichtung, wenn überhaupt, so doch nur unvollkommen das Lufverhalten durch hydrodynamische Effekte verbessert wird. zs Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, durch Verbesserung der hydrodynamischen Schmier- und Tragwirkung die Einsatzgrenzen und das Betriebsverhalten der eingangs erwähnten Gleitringdichtungen wesentlich günstiger zu gestalten. Dies wird bei einer 3o Gleitringdichtung, deren eine Gleitfläche Nuten mit den eingangs genannten Merkmalen aufweist, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Gleitfläche des anderen Ringes Nuten mit den gleichen Merkmalen oder keine Nuten aufweist. 35 Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt F i g,. 1 eine Draufsicht auf die Gleitfläche eines Gleitringes, der auf seiner Außenseite mit dem abzu- 4.o dichtenden Druckmedium beaufschlagt wird, und F i g. 2 eine Draufsicht auf die Gleitfläche eines Gleitringes, der auf seiner Innenseite mit dem abzudichtenden Druckmedium beaufschlagt wird.
• Die'Fvg. 1 veranschaulicht in ihrer oberen Hälfte a.5 einen .Gleitring, Bier in seiner Lauffläche mehrere voneinander getrennte Nuten 2a aufweist, die geradlinig als Sekanten verlaufen. Eine andere Ausführungsform ist in der unteren Hälfte der F i g. 1 dargstellt, bei der die Nuten 2 b einer gebrochenen 5o Geraden folgen.
• Die Nuten 2 a, 2 b der F i g.1 sind für eine Gleitringdiehtung bestimmt, bei der der Druck Pa des abzu dichtenden Mediums auf den Außenumfang der Gleitungen einwirkt, d. h., der Leckstrom versucht, in 55 den Dichtungsspalt in Richtung des kleinen Durch-Messers zu gelangen. Falls bei dieser Ausbildung der Dichtung die Nuten im rotierenden Ring vorgesehen werden, kann die Zentrifugalkraft zur Verbesserung der Zirkulation des Mediums durch die Nuten herangezogen werden. Hierbei ergibt sich auch der Vorteil, daß in dem Medium enthaltene Fes'tkörperbestandteile wegen ihrer gewöhnlich höheren Dichte im Vers gleich zu dem Medium abgeschleudert werden, so daß die Möglichkeit einer Verstopfung der Nuten und des Eindringens solcher Festkörper in den Dichtspalt stark vermindert wird. Die Länge jeder Nut kann somit ein Mehrfaches der effektiven Dichtbreite im Spalt sein.
• Die F i g. 2 zeigt einen Gleitring 1, der einen auf dessen Innenumfang wirkenden Druck Pi abdichtet. Die in der Gleitfläche angeordneten Nuten 3 folgen dem Verlauf eines KreIsringabschnittes.
• @5 Wesentlich für den Verlauf der erfindungsgemäßen Nuten ist, d#aß sie von der mit dem abzudichtenden Medium beaufsehlagten Seite des Gleitringes ausgehen und auf der gleichen Seite wieder austreten. Die Nuten können hierbei. auch abweichend von dem so dargestellten geradlinigen oder kreisbogenförmigen Verlauf ausgebildet sein, wobei aber vorzugsweise ein zu einem Radius des Gleitringes symmetrischer Verlauf gewählt wird, falls die Dichtung von der Drehrichtung der Welle unabhängig sein soll.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Gleitringdichtung mit einem Gleitring und einem Gegenring, die in einer Radialebene liegende, aufeinanderlaufende ringförmige Gleitflächen aufweisen und wobei in der Gleitfläche des einen Ringas mehrere voneinander getrennte Nuten angeordnet sind, die. jeweils von der mit dem abzudichtenden flüssigen Druckmedium beaufschlagten Seite der Gleitfläche ausgehen und an einer anderen Stelle der gleichen Seite der Gleitfläche wieder austreten, ohne mit :der Niederdruckseite in Verbindung zu stehen, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Gleitfläche des anderen Ringes Nuten mit den gleichem Merkmalen oder keine Nuten aufweist.
2. 2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten die Form eines Kreisringabschnittes aufweisen.
3. 3. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten in an sich bekannter Weise geradlinig -ausgebildet sind.
4. 4. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (2 b) dem Verlauf einer einmal gebrochenen Geraden folgen.
5. 5. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten zu einem Radius des-Dichtungsringes symmetrisch gestaltet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 208 998; . britische Patentschriften Nr. 685 282, 736 568, 755 238, 829 482; USA.-Patentschrift Nr. 2 587 408.