DE3027133C2 - Gleitringdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung, die einer drehbaren Welle und einem Gehäuse zugeordnet ist, mit einem drehbaren Dichtring, einem stationären Dichtring und einem zentralen Dichtring zwischen dem stationären und drehbaren Dichtring, wobei der zentrale Dichtring mit beabstandeten Dichtflächen versehen ist, die an einer Dichtfläche des stationären Dichtringes bzw. an einer Dichtfläche des drehbaren Dichtringes anliegen und wobei ferner der zentrale Dichtring in einen am Umfang vorgesehenen Lager zentriert wird.

Eine Gleitringdichtung dieser Art ist beispielsweise aus dem DE-GM 18 40 726 oder der GB-PS 12 30 529 bekannt. Bei diesen Gleitringdichtungen ist der zentrale Dichtring (Zwischenring) frei drehbar zwischen dem umlaufenden Dichtring und dem stationären Dichtring angeordnet. Zumindest theoretisch läuft der Zentralring im Betrieb mit einer Drehzahl um, die ungefähr halb so groß ist wie die Drehzahl der Welle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtung der eingangs angegebenen Gattung so auszubilden, daß ihre Lebensdauer erhöht und ihre Dichtwirkung verbessert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Dichtring mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen des zentralen Dichtringes exzentrisch zueinander und jeweils exzentrisch zu der in gleitender Berührung stehenden Dichtfläche des benachbarten Dichtringes sind.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es im Hinblick auf die zu erzielende Dichtwirkung vorteilhafter ist, wenn der zentrale Dichtring nicht mit der halben Drehzahl der Welle umläuft, sondern abwechselnd stillsteht und abwechselnd mit der Drehzahl der Welle umläuft. Um einen solchen Wechsel der Dichtwirkung von einer Gleitflächenpaarung zur anderen zu unterstützen, sind bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Gleitringdichtung die Dichtflächen wie oben angegeben exzentrisch ausgebildet. Hierdurch wird erreicht, daß von Anfang an die Gleitflächenpaarungen unterschiedliche Reibungskoeffizienten haben, so daß bereits beim Anlaufen nur eine Gleitflächenpaarung wirksam ist. Da sich mit der Abnutzung der Reibungskoeffizient vergrößert, kommt es praktisch jedesmal, wenn die Dichtung in Betrieb gesetzt und wieder angehalten wird, zu einem Wechsel der wirksamen Gleitflächenpaarung.

Aus der FR-PS 22 34 812 und der GB-PS 11 09 386 sind bereits Gleitringdichtungen bekannt, bei denen die aneinander anliegenden Dichtflächen einer Dichtflächenpaarung exzentrisch zueinander ausgebildet sind. Die voneinander abgewandten Dichtflächen eines zentralen Dichtringes exzentrisch zueinander auszubilden, ist aus diesen Druckschriften jedoch nicht bekannt.

Anhand der Zeichnungen werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 eine Endansicht einer Dichtfläche des zentralen Dichtrings, wobei die auf Abstand liegende Dichtfläche durch gestrichelte Linien angedeutet ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Gleitringdichtung 10 ist einer drehbaren Welle 12 und einem mehrteiligen stationären Gehäuse 14 zugeordnet. Die Gleitringdichtung 10 besitzt einen stationären Dichtring 16, der durch einen geflanschten Ring 18 und Schrauben 20 mit dem Gehäuse 14 verbunden ist, einen drehbaren Dichtring 22 und einen zentralen Dichtring 24. Der drehbare Dichtring 22 umgibt eine Hülse 26, die durch ein Fixierelement 28 (Paßfeder) in Nuten 30, 32 mit der Welle 12 drehfest verbunden ist. Der drehbare Dichtring 22 ist ferner mit einem drehbaren Stirnring 40 drehfest verbunden, und zwar durch ein Fixierelement 34, das in Nuten 36 und 38 des Dichtrings 22 bzw. des Stirnrings 40 sitzt. Eine elastische Manschette 42 mit U-förmigem Querschnitt sitzt in einer Ausnehmung 44 des Stirnrings 40. Ein Folgeglied 46 liegt an der Manschette 42 an und wird durch mehrere Federn 48 elastisch gegen die Manschette 42 gedrückt. Die Federn 48 sitzen in Federtaschen 50 eines Federhalters 52, der die Hülse 26 umgibt und von einem Teil des Folgegliedes 46 umgeben ist. Die Federn 48 drücken auf diese Weise den Dichtring 22 gegen den zentralen Dichtring 24. Der zentrale Dichtring 24 besitzt gegenüberliegende Dichtflächen 54 und 56, die an Dichtflächen 58 und 60 des Dichtrings 16 bzw. 22 anliegen. Der Außenumfang des zentralen Dichtrings 24 ist eingeschlossen von dem geflanschten Ring 18, und ein Abschnitt 62 des Rings 18 wirkt als Lager für den Dichtring 24.

Die Stirnflächen 58 und 60 des Dichtrings 16 und 22 können aus Titancarbid, Tungstencarbid, Stellit, Aluminiumoxid oder dergl. bestehen; der zentrale Dichtring 24 kann aus Kohlenstoff bestehen, während der Abschnitt 62 des geflanschten Ringes 18 eine Oberfläche aus dem gleichen Material wie die Dichtflächen 58 und 60 haben kann.

Die Dichtflächen 54 und 56 sind zu den Dichtflächen 58 bzw. 60 und auch zueinander exzentrisch, wie in Fig. 3 dargestellt.

Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 gezeigt. Die Anordnung der Teile ist die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, und es werden auch die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der Hauptunterschied besteht in den Materialien, die für die Dichtringe 16, 22, 24 und die Lagerfläche 62 verwendet werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen die Dichtringe 16 und 22 und die Lagerfläche 62 aus Kohlenstoff oder kohlenstoffähnlichem Material, während der zentrale Dichtring 24 oder zumindest die Dichtflächen 54, 56 aus Titancarbid, Tungstencarbid, Stellit, Aluminiumoxid oder dergl. bestehen.

Das Antriebssystem für den rechtsseitigen Abschnitt der Dichtung (in den Figuren) ist der gleiche wie in der US-PS 38 58 890 und wird daher nicht im einzelnen beschrieben.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Gleitringdichtung besitzt zwei Gleitflächenpaarungen, die von den aneinander anliegenden Dichtflächen gebildet werden. Der zentrale Dichtring hat die Freiheit, je nach der unterschiedlichen Reibung an der betreffenden Dichtfläche als stationärer oder drehender Ring zu arbeiten. Mit anderen Worten, die Dichtung des zentralen Dichtrings wirkt auf der einen Dichtfläche oder der anderen Dichtfläche, je nachdem, welche zu einer bestimmten Zeit den niedrigsten Reibungskoeffizienten hat; da diese Dichtfläche sich abnutzt und ihr Reibungskoeffizient größer wird, läuft die Dichtung dann auf der anderen Dichtfläche. Jedesmal, wenn die Dichtung in Betrieb gesetzt und angehalten wird, wechselt sie von der einen Dichtfläche zur anderen; das Vorhandensein von zwei Dichtflächen vergrößert die Lebensdauer. Die Funktions- und Wirkungsweise der sich abwechselnden Dichtflächen wird dadurch günstig beeinflußt, daß die Dichtflächen des zentralen Dichtrings im obigen Sinne exzentrisch ausgebildet sind.

Bei Versuchen mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtung wurde festgestellt, daß im Stillstand die Dichtung eine kleine Leckage an den Dichtflächen zuläßt. Somit existiert ein Strömungsmittelfilm zwischen den Dichtflächen. Das Anlaßdrehmoment hat daher bei dieser Dichtung einen niedrigen Wert.

Claims (1)

1. Gleitringdichtung, die einer drehbaren Welle und einem Gehäuse zugeordnet ist, mit einem drehbaren Dichtring, einem stationären Dichtring und einem zentralen Dichtring zwischen dem stationären und drehbaren Dichtring, wobei der zentrale Dichtring mit beabstandeten Dichtflächen versehen ist, die an einer Dichtfläche des stationären Dichtrings bzw. an einer Dichtfläche des drehbaren Dichtrings anliegen und wobei ferner der zentrale Dichtring in einem am Umfang vorgesehenen Lager zentriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (54, 56) des zentralen Dichtringes (24) exzentrisch zueinander und jeweils exzentrisch zu der in gleitender Berührung stehenden Dichtfläche (58, 60) des benachbarten Dichtringes (16, 22) sind.