DE202009013496U1

DE202009013496U1 - Gleitringdichtungsanordnung mit axial verspanntem Gleitring

Info

Publication number: DE202009013496U1
Application number: DE200920013496
Authority: DE
Original assignee: EagleBurgmann Germany GmbH and Co KG
Current assignee: EagleBurgmann Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2019-10-08

Abstract

Gas-Gleitringdichtungsanordnung, umfassend
– einen mit einem rotierenden Bauteil (6) verbundenen rotierenden Gleitring (2) mit einer ersten Gleitfläche (2a),
– einen mit einem ortsfesten Bauteil (8) verbundenen stationären Gleitring (3) mit einer zweiten Gleitfläche (3a),
– eine erste Wellenhülse (5) mit einem Hülsenflansch (52), welcher mit einer Rückseite (2b) des rotierenden Gleitrings (2) in Kontakt ist, und
– eine Schulter (16), welche zu einem Teilbereich der ersten Gleitfläche (2a) des rotierenden Gleitrings (2) gerichtet ist, wobei zwischen der Schulter (16) und dem rotierenden Gleitring (2) ein Federelement (15) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung für gasförmige Medien mit einem axial verspannten Gleitring.
Gleitringdichtungsanordnungen für gasförmige Medien werden beispielsweise bei Kompressoren verwendet. Im Betrieb wird dabei zwischen einem rotierenden und einem stationären Gleitring ein mit Gas gefüllter Dichtspalt aufgebaut, um einen berührungslosen Lauf der Gleitringdichtung sicherzustellen. Dabei ist der rotierende Gleitring mit einem Axialspalt von ca. 0,05 mm gehalten, um Verspannungen des rotierenden Gleitrings zu vermeiden. Da eine Drehzahl des Kompressors 20000 U/min oder höher ist, treten im Betrieb hochfrequente Axialschwingungen auf. Dies führt jedoch dazu, dass auch der rotierende Gleitring innerhalb seines Axialspiels mitschwingt und taumelt. Dadurch treten unerwünschte Verschleißerscheinungen am rotierenden Gleitring, insbesondere an seiner Rückenanlagefläche auf. Auch ist ein Verschleiß des rotierenden Gleitrings an der Dichtfläche verstärkt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gleitringdichtungsanordnung für gasförmige Medien bereitzustellen, welche bei einfachem und kostengünstigem Aufbau auch bei sehr hohen Drehzahlen eine Schwingung des rotierenden Gleitrings verhindert.
Diese Aufgabe wird durch eine Gas-Gleitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Gas-Gleitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass auch bei hohen Drehzahlen der rotierende Gleitring nicht in Schwingung gerät bzw. eine Taumelbewegung vermieden wird. Dadurch kann ein unerwünschter Verschleiß am rotierenden Gleitring vermieden werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der rotierende Gleitring zwischen einem ersten Hülsenflansch einer Wellenhülse und einer Schulter angeordnet ist und zwischen der Schulter und dem rotierenden Gleitring ein Federelement angeordnet ist. Das Federelement übt eine axiale Federkraft auf den rotierenden Gleitring aus, so dass dieser gegen den Hülsenflansch der Wellenhülse gedrückt wird und in jeder Betriebsposition an dem Hülsenflansch anliegt. Das Federelement greift dabei an einem Teilbereich der Gleitfläche des rotierenden Gleitrings an und drückt diesen mit seiner Rückenfläche an den Hülsenflansch. Dabei kann die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung weiterhin sehr kompakt und insbesondere in Axialrichtung kleinbauend ausgebildet sein.
Um eine sichere und gleichmäßige Krafteinleitung in axialer Richtung auf den rotierenden Gleitring zu ermöglichen, ist das Federelement vorzugsweise vollständig umlaufend angeordnet.
Weiter bevorzugt ist das Federelement in einer in der Schulter gebildeten Ausnehmung angeordnet. Hierdurch kann eine einfache und sichere Montage ermöglicht werden.
Als Federelement ist vorzugsweise eine axiale Ringfeder oder eine Tellerfeder oder ein axial verpresster O-Ring mit federnden Eigenschaften vorgesehen.
Um eine möglichst schnelle und einfache Montage zu ermöglichen, ist die Schulter, an welcher das Federelement angeordnet ist, in einer zweiten Wellenhülse ausgebildet.
Für einen besonders kompakten Aufbau weist die zweite Wellenhülse einen axial vorstehenden Bereich auf, an dessen Stirnseite ein Aufnahmeraum für einen O-Ring definiert ist. Der O-Ring dient zur Zentrierung zwischen der ersten Wellenhülse und dem rotierenden Gleitring. Weiter bevorzugt schließen der axial vorstehende Bereich und die Schulter einen inneren Kantenbereich des rotierenden Gleitrings ein. Weiter bevorzugt weist die zweite Wellenhülse ferner einen nach innen gerichteten abgestuften Bereich mit einer Anschlagfläche für einen Anschlag mit einer Stirnseite der ersten Wellenhülse auf. Hierdurch kann eine fehlerfreie und einfache Montage der zweiten Wellenhülse ermöglicht werden.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine schematische Schnittansicht einer Gas-Gleitringdichtungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine vergrößerte Teil-Darstellung von 1, und
3 und 4 Darstellungen eines Federelements.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine Gas-Gleitringdichtungsanordnung 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
Die Gleitringdichtungsanordnung umfasst einen rotierenden Gleitring 2 mit einer Dichtfläche 2a und einem stationären Gleitring 3 mit einer Dichtfläche 3a. Zwischen den beiden Dichtringen 2, 3 ist im Betrieb ein Dichtspalt 4 ausgebildet.
Der rotierende Gleitring 2 ist über eine erste Wellenhülse 5 mit einer Welle 6 verbunden. Die erste Wellenhülse 5 ist dabei mittels mehrerer Stifte 7 drehfest mit der Welle 6 verbunden. Die Wellenhülse 5 weist einen zylindrischen Basisbereich 51 mit einer Stirnseite 54, einen Hülsenflansch 52 sowie einen axialen Fortsatz 53 auf. Der axiale Fortsatz 53 übergreift dabei den rotierenden Gleitring 2 (siehe 1). Weiterhin liegt eine Rückseite 2b des rotierenden Gleitrings 2 vollständig an dem Hülsenflansch 52 an. Im Hülsenflansch 52 ist ferner eine Ausnehmung für einen O-Ring 55 gebildet.
Wie weiter aus 1 ersichtlich ist, ist der stationäre Gleitring 3 mit einem ortsfesten Gehäuse 8 verbunden. Der stationäre Gleitring 3 ist in Axialrichtung X-X beweglich angeordnet und wird mittels einer axialen Vorspanneinrichtung 9 in Richtung zum rotierenden Gleitring 2 vorgespannt. Weiterhin umfasst die Gas-Gleitringdichtungsanordnung 1 eine zweite Wellenhülse 10 mit einem Basisbereich 11, einer nach innen gerichteten Stufe 12, einem axial vorstehenden Bereich 13, einer Schulter 16 und einer ringförmigen Ausnehmung 14. Die Ausnehmung 14 ist in der Schulter 16 gebildet. In der Ausnehmung 14 ist ein vollständig umlaufendes Federelement 15 angeordnet, welches im Detail in den 3 und 4 gezeigt ist. Das Federelement 15 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine geschweißte, axiale Ringfeder, welche aus einem Draht hergestellt ist. Das Federelement 15 ist in der Ausnehmung 14 angeordnet und befindet sich mit einem Teilbereich der Gleitfläche 2a des rotierenden Gleitrings 2 in Kontakt. Dabei übt das Federelement 15 eine Federkraft in axialer Richtung auf den rotierenden Gleitring 2 aus, so dass der rotierende Gleitring 2 mit seiner Rückenseite 2a vollständig am Hülsenflansch 52 der ersten Wellenhülse 5 anliegt. Dadurch wird sichergestellt, dass auch bei hohen Drehzahlen der rotierende Gleitring 2 immer an der Wellenhülse 5 anliegt und nicht selbst axiale Schwingungsbewegungen oder eine Taumelbewegung ausführt. Dadurch kann ein Verschleiß des rotierenden Gleitrings vermieden werden, so dass die erfindungsgemäße Gleitringdichtungsanordnung eine signifikant verbesserte Lebensdauer aufweist.
Die zweite Wellenhülse 10 ist mit dem axial vorstehenden Bereich 13 und der Schulter 16 derart ausgebildet, dass ein innerer, umlaufender Kantenbereich 2c des rotierenden Gleitrings eingeschlossen wird. Somit ist der rotierende Gleitring, wie aus 1 ersichtlich ist, an zwei äußeren Flächen vollständig und an zwei äußeren Flächen teilweise mit weiteren Bauteilen in Kontakt und kann somit sehr sicher gehalten werden.
Die zweite Wellenhülse 10 befindet sich ferner über die Stufe 12 mit der Stirnseite 54 der ersten Wellenhülse 5 in Kontakt. Ferner definiert eine Stirnseite 17 des axial vorstehenden Bereichs 13 der zweiten Wellenhülse 10 einen Aufnahmeraum für einen O-Ring 20, welcher eine Zentrierung zwischen dem rotierenden Gleitring 2 und der ersten Wellenhülse 5 bereitstellt.
Somit kann erfindungsgemäß eine kompakte Gleitringdichtungsanordnung für gasförmige Medien bereitgestellt werden, welche auch bei hohen Drehzahlen, z. B. bei Verwendung in Kompressoren, keine Taumelbewegung ausführt und keine axialen Schwingungen ausführt. Es sei angemerkt, dass als Federelement 15 auch ein in die Ausnehmung 14 axial verpresster O-Ring oder eine Tellerfeder o. ä. verwendet werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Gas-Gleitringdichtungsanordnung
2, 3: Gleitringe
2a: erste Gleitfläche/erste Dichtfläche
2b: Rückseite des rotierenden Gleitrings
2c: innerer Montagebereich
3a: zweite Gleitfläche/Dichtfläche
4: Dichtspalt
5: Wellenhülse
6: Welle
7: Stifte
8: Gehäuse
9: axiale Vorspanneinrichtung
10: zweite Wellenhülse
11: Basisbereich
12: nach innen gerichtete Stufe
13: axial vorstehender Bereich
14: Ausnehmung
15: Federelement
16: Schulter
17: Stirnseite
20: O-Ring
51: zylindrischer Basisbereich
52: Hülsenflansch
53: axialer Fortsatz
54: Stirnseite der ersten Wellenhülse
55: Ausnehmung für O-Ring

Claims

Gas-Gleitringdichtungsanordnung, umfassend – einen mit einem rotierenden Bauteil (6) verbundenen rotierenden Gleitring (2) mit einer ersten Gleitfläche (2a), – einen mit einem ortsfesten Bauteil (8) verbundenen stationären Gleitring (3) mit einer zweiten Gleitfläche (3a), – eine erste Wellenhülse (5) mit einem Hülsenflansch (52), welcher mit einer Rückseite (2b) des rotierenden Gleitrings (2) in Kontakt ist, und – eine Schulter (16), welche zu einem Teilbereich der ersten Gleitfläche (2a) des rotierenden Gleitrings (2) gerichtet ist, wobei zwischen der Schulter (16) und dem rotierenden Gleitring (2) ein Federelement (15) angeordnet ist.
Gas-Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (15) vollständig umlaufend vorgesehen ist.
Gas-Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (15) in einer in der Schulter (16) gebildeten Ausnehmung (14) angeordnet ist.
Gas-Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (15) eine axiale Ringfeder oder eine Tellerfeder oder ein axial verpresster O-Ring ist.
Gas-Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zweite Wellenhülse (10), an welcher die Schulter (16) ausgebildet ist.
Gas-Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen O-Ring (20), der zur Zentrierung zwischen der ersten Wellenhülse (5) und dem rotierenden Gleitring (2) angeordnet ist.
Gas-Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wellenhülse (10) einen axial vorstehenden Bereich (13) aufweist, welcher zusammen mit der Schulter (16) einen inneren Kantenbereich (2c) des rotierenden Gleitrings einschließt.
Gas-Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der axial vorstehende Bereich (13) der zweiten Wellenhülse eine Stirnseite (17) aufweist, welche einen Aufnahmeraum für den O-Ring (20) begrenzt.
Gas-Gleitringdichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wellenhülse (10) eine nach innen gerichtete Stufe (12) mit einer axialen Anschlagfläche für einen Anschlag mit einer Stirnseite (54) der ersten Wellenhülse (5) aufweist.