DE4415119C2 - Gleitringdichtung - Google Patents
GleitringdichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung.
Eine solche Gleitringdichtung ist aus der DE 35 43 160 C2 bekannt. Die
vorbekannte Gleitringdichtung umfaßt einen Gegenring und einen Gleitring, die
einander unter axialer Vorspannung mit Dichtflächen dichtend berühren, wobei
der Gegenring und/oder der Gleitring durch die Federkraft zumindest eines
Federelements in axialer Richtung elastisch nachgiebig an einem Widerlager
abgestützt sind, wobei der Gegenring und ein als Widerlager ausgebildeter
Stellring relativ unverdrehbar miteinander verbunden sind und eine abzu
dichtende Welle relativ unverdrehbar umschließen und gegeneinander und ge
genüber der Welle durch jeweils zumindest eine Dichtung aus elastomerem
Werkstoff abgedichtet sind, wobei der Gleitring mit einem als Widerlager aus
gebildeten ersten Gehäusebestandteil relativ unverdrehbar verbunden und dem
gegenüber durch einen ersten Dichtring aus elastomerem Werkstoff abgedichtet
ist, wobei der abzudichtende erste und zweite Raum axial beiderseits der Glei
tringdichtung wahlweise mit relativem Über- oder Unterdruck beaufschlagbar
sind. Die vorbekannte Gleitringdichtung weist einen unverdrehbar auf der Welle
befestigten Stellring auf, an dem sich ein Gleitring in axialer Richtung federnd
abstützt. Der Gleitring umschließt den Stellring mit einem radialen Abstand,
wobei innerhalb des durch den Abstand gebildeten Spalts ein elastischer O-Ring
zur Abdichtung angeordnet ist. Der O-Ring ist hinter einer Haltekralle des
Stellrings eingeschnappt, um die Relativbeweglichkeit des Gleitrings in axialer
Richtung zu begrenzen. Der Gleitring und der Stellring sind durch eine derartige
Ausgestaltung unverlierbar miteinander verbunden. Die Abdichtung des ersten
und zweiten Raums erfolgt durch den O-Ring, der zwischen dem Stellring und
dem Gleitring angeordnet ist, durch die beiden Dichtflächen von Gleitring und
Gegenring sowie durch die Abdichtung des Gegenrings mittels einer O-Ring-
Dichtung am Gehäuse. Im Ausführungsbeispiel der vorbekannten Druckschrift ist
der Fall beschrieben und gezeigt, in dem der Druck des ersten Raums, in der
Zeichnung links
dargestellt, bezogen auf den zweiten Raum, in der Zeichnung rechts gezeigt, mit
relativem Überdruck beaufschlagt ist. Der O-Ring zwischen dem Stellring und
dem Gegenring ist innerhalb seines Einbauraums an die rechte Begrenzung ver
schoben und dichtet im wesentlichen entlang seines Innenumfangs ab.
Gleitring und Gegenring bestehen bevorzugt aus einem keramischen Material.
Dadurch können beispielsweise auch stark verunreinigte Medien während einer
langen Gebrauchsdauer sicher abgedichtet werden. Für eine gleichbleibend gute
Abdichtung im Bereich der Dichtflächen von Gleitring und Gegenring ist von
entscheidender Wichtigkeit, daß die axiale Anpressung der Dichtflächen anein
ander einen bei der Konstruktion zugrunde gelegten Grenzwert nicht überschrei
tet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der vorbekannten Druckschrift ist dies der
Fall. Die Dichtfläche des zweiten Dichtrings erstreckt sich ebenfalls entlang des
Innenumfangs, so daß die hydraulisch wirksame Fläche des zweiten Dichtrings
größer ist, als die hydraulisch wirksame Fläche des ersten Dichtrings.
Für Anwendungsfälle, in denen der erste und der zweite Raum derart druckbe
aufschlagt werden, daß der zweite Raum einen relativen Überdruck, bezogen auf
den ersten Raum aufweist, ist eine derartige Dichtungsanordnung wenig befrie
digend. In einem solchen Falle verschiebt sich druckbedingt der erste Dichtring
innerhalb seines Einbauraums nach links in Richtung des vergleichsweise niedri
geren Drucks des ersten Raums und dichtet ebenfalls im Bereich seines Innen
umfangs auf dem Gleitring ab. Auch der zweite Dichtring wird mit dem relativen
Überdruck aus dem zweiten Raum beaufschlagt, wobei die Dichtfläche dem Au
ßenumfang des zweiten Dichtrings entspricht. Dadurch wird bewirkt, daß die
hydraulisch wirksame Fläche im zweiten Raum größer ist, als die hydraulisch
wirksame Fläche im ersten Raum, so daß der Gegenring mit einer verstärkten
Anpreßkraft an die Dichtfläche des Gleitrings gedrückt wird. Eine Abdichtung im
Bereich des zweiten Dichtrings kann durch die Relativverlagerung des Gleitrings
in axialer Richtung nicht mehr erfolgen. Würde demgegenüber der Stellring in
der dargestellten Position fixiert, würde sich eine unzulässig hohe Anpressung
der Dichtflächen von Gleitring und Gegenring aneinander einstellen, was zu
Beschädigungen und dem Ausfall der Gleitringdichtung führen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtung der vorbekann
ten Art derart weiterzuentwickeln, daß diese zur Abdichtung zweier Räume zur
Anwendung gelangen kann, unabhängig davon, welcher der beiden Räume mit
dem vergleichsweise höheren Druck beaufschlagt ist. Eine druckbedingte ver
stärkte Anpressung der Dichtflächen von Gegenring und Gleitring aneinander
soll zuverlässig vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprü
che Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist eine Gleitringdichtung mit einem Gegenring und
einem Gleitring vorgesehen, die einander unter axialer Vorspannung mit
Dichtflächen dichtend berühren, wobei der Gegenring und/oder der Gleitring
durch die Federkraft zumindest eines Federelements in axialer Richtung elastisch
nachgiebig an einem Widerlager abgestützt sind, wobei der Gegenring und ein
als Widerlager ausgebildeter Stellring relativ unverdrehbar miteinander
verbunden sind und eine abzudichtende Welle relativ unverdrehbar umschließen
und gegeneinander und gegenüber der Welle durch jeweils zumindest eine
Dichtung aus elastomerem Werkstoff abgedichtet sind, wobei der Gleitring mit
einem als Widerlager ausgebildeten ersten Gehäusebestandteil relativ
unverdrehbar verbunden und demgegenüber durch einen ersten Dichtring aus
elastomerem Werkstoff abgedichtet ist, wobei der erste Gehäusebestandteil von
einem zweiten Gehäusebestandteil zumindest teilweise radial außenseitig
umschlossen und nur in axialer Richtung relativ verschiebbar geführt ist, wobei
der erste und der zweite Gehäusebestandteil durch einen zweiten Dichtring aus
elastomerem Werkstoff abgedichtet sind, wobei der abzudichtende erste und
zweite Raum axial beiderseits der Gleitringdichtung wahlweise mit relativem
Über- oder Unterdruck beaufschlagbar sind, wobei unabhängig von den
Druckverhältnissen in den beiden Räumen relativ zueinander der Dichtring, der
dem mit relativ höherem Druck beaufschlagten Raum zugewandt ist, eine
Dichtfläche aufweist, deren Durchmesser höchstens so groß wie der
Durchmesser der Dichtfläche des Dichtrings ist, der dem mit relativ niedrigerem
Druck beaufschlagten Raum zugewandt ist. Hierbei ist von Vorteil, daß die
Kräfte, die bei Druckbeaufschlagung der beiden Räume entstehen, ausgeglichen
sind oder, daß eine resultierende Kraft entsteht, die derart durch die Widerlager
aufgenommen wird, daß eine zusätzliche Anpressung der Dichtflächen
vermieden wird. Eine Überlastung der Gleitringdichtung wird durch eine derar
tige Ausgestaltung zuverlässig ausgeschlossen. Ist die erfindungsgemäße Glei
tringdichtung hydraulisch ausgeglichen, bedarf es keiner separaten Befestigung
des Widerlagers, da dieses wegen fehlender Differenzkräften nicht aus seiner
Position verschoben wird. Neben der wahlweisen Druckbeaufschlagung der bei
den Räume ist in einem solchen Falle die Wirtschaftlichkeit der Gleitringdichtung
von hervorzuhebendem Vorteil.
Der Betrag der Summe aus der Federkraft des Federelements und dem Produkt
aus dem Druck im ersten Raum und einer hydraulisch wirksamen, resultierenden
Kreisringfläche, die aus der Differenz der zweiten Fläche und der ersten Fläche
gebildet ist, ist zumindest so groß, wie das Produkt aus dem Druck im zweiten
Raum und derselben resultierenden Kreisringfläche.
Das Federelement kann in axialer Richtung zwischen dem Gleitring und dem er
sten Gehäusebestandteil angeordnet sein. Der Stell
ring und der Gegenring sind relativ unverdrehbar zueinander und zu der abzu
dichtenden Welle angeordnet, wobei der Gleitring, der erste Dichtring, der erste
Gehäusebestandteil, der zweite Dichtring, der zweite Gehäusebestandteil und
das Federelement eine stationäre Einheit bilden, die die relativ drehende Welle
außenseitig umschließt. Bei einer Abstimmung der Gleitringdichtung gemäß den
zuvor beschriebenen Bedingungen kann die Einheit hydraulisch ausgeglichen
sein. Halteelemente zur Befestigung der Einheit bedarf es in diesem Falle nicht.
Die Einheit bleibt selbsttätig in ihrer Position. Einer derartigen Auslegung wird im
Rahmen der vorliegenden Erfindung der Vorzug gegeben.
Ist demgegenüber der Betrag der Summe aus der Federkraft des Federelements
und dem Produkt aus dem Druck im ersten Raum und der entsprechenden hy
draulischen wirksamen ersten Fläche größer, als das Produkt aus dem Druck im
zweiten Raum und der entsprechenden hydraulisch wirksamen zweiten Fläche,
wirkt eine resultierende Kraft auf den ersten Gehäusebestandteil, der sich an ei
ner Schulter des zweiten Gehäusebestandteils abstützt. Die resultierende
Differenzkraft wird durch das zweite Gehäusebestandteil aufgenommen.
In Jedem Fall ist dadurch sichergestellt, daß es zu keiner überlastungsbedingten
Beschädigung der Dichtflächen von Gegenring und Gleitring kommt.
Nach einer ersten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, daß der zweite
Dichtring in einer radial nach außen in Richtung des zweiten Gehäusebestand
teils offenen umlaufenden Nut des ersten Gehäusebestandteils unter elastischer
Vorspannung dichtend angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung er
streckt sich die hydraulisch wirksame zweite Fläche bis in den Bereich des Au
ßendurchmessers des zweiten Dichtrings. Die Druckdifferenz zwischen dem er
sten und dem zweiten Raum liegt, unabhängig von der Anordnung des Raums
mit dem relativ höheren Druck, stets am Außenumfang des zweiten Dichtrings
an.
Nach einer anderen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, daß der zweite
Dichtring in einem Einbauraum angeordnet ist, der auf der dem ersten Raum zu
gewandten Seite durch eine sich im wesentlichen radial nach außen erstrec
kende Schulter des ersten Gehäusebestandteils und auf der dem zweiten Raum
zugewandten Seite durch einen sich im wesentlichen radial nach innen erstrec
kenden Vorsprung des zweiten Gehäusebestandteils begrenzt ist, wobei die
Schulter und der Vorsprung einander axial mit Abstand benachbart sind. Bei ei
ner derartigen Ausgestaltung ist die wirksame Dichtfläche davon abhängig, ob
im ersten oder im zweiten Raum der relativ höhere Druck anliegt.
Ist im ersten Raum der Druck, bezogen auf den zweiten Raum, vergleichsweise
höher, verlagert sich der zweite Dichtring in Richtung des zweiten Raums und
legt sich an den Vorsprung des zweiten Gehäusebestandteils an. Die Druckdiffe
renz wirkt dabei auf eine Kreisringfläche, deren Außenumfang durch den Innen
umfang des zweiten Dichtrings gebildet wird.
Ist demgegenüber der erste Raum mit einem, bezogen auf den zweiten Raum,
relativen Unterdruck beaufschlagt, verlagert sich der zweite Dichtring durch die
resultierende Kraft in Richtung des ersten Raums und legt sich an der Schulter
an. Die Druckdifferenz wirkt in diesem Beispiel am Außenumfang des zweiten
Dichtrings.
Der erste Gehäusebestandteil kann den Gleitring zumindest teilweise mit radia
lem Abstand außenseitig umschließen, wobei in dem durch den Abstand gebil
deten Spalt der erste Dichtring verliergesichert angeordnet ist. Die axiale Verla
gerung des ersten Dichtrings, abhängig von der Druckbeaufschlagung, erfolgt
entsprechend der Verlagerung des zweiten Dichtrings. Ist der Einbauraum des
ersten Dichtrings entsprechend dem Einbauraum des zweiten Dichtrings gestal
tet, sind die Dichtflächen entsprechend durch den Innenumfang oder den Au
ßenumfang des ersten Dichtrings gebildet.
Eine beispielhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Gleitringdichtung ist in
den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gleitringdichtung
gezeigt, wobei der Druck im ersten Raum höher ist, als im zweiten Raum.
In Fig. 2 ist ein Ausschnitt aus der Gleitringdichtung aus Fig. 1 schematisch
dargestellt, wobei vier unterschiedliche radiale Zuordnungen des zweiten Dicht
rings bezogen auf den ersten Dichtring gezeigt sind.
In Fig. 3 ist die Lage des zweiten Dichtrings innerhalb seines Einbauraums ver
größert dargestellt.
In Fig. 4 ist die Gleitringdichtung aus Fig. 1 gezeigt, wobei der erste Raum mit
einem niedrigeren Druck beaufschlagt ist, als der zweite Raum.
In Fig. 5 ist eine Darstellung entsprechend Fig. 2 gezeigt, um die Größe der hy
draulisch wirksamen Flächen zu veranschaulichen.
In Fig. 6 ist ein vergrößerter Ausschnitt gezeigt, der den ersten oder zweiten
Dichtring im entsprechenden Einbauraum darstellt.
In Fig. 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel, ähnlich dem Ausführungsbeispiel
aus Fig. 1 gezeigt, wobei der Einbauraum des zweiten Dichtrings eine von Fig. 1
abweichende Gestalt aufweist.
In Fig. 8 ist die schematische Darstellung der Differenzfläche für den Fall aus
Fig. 7 gezeigt, entsprechend der Darstellung aus den Fig. 2 und 5.
In Fig. 9 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Einbauraums des zweiten Dichtrings
aus Fig. 7 gezeigt.
In Fig. 10 ist die Gleitringdichtung aus Fig. 7 gezeigt. Der Druck im ersten Raum
ist demgegenüber vergleichsweise kleiner als der Druck im zweiten Raum.
In Fig. 11 sind die Differenzflächen bei in radialer Richtung abweichenden Ein
baulagen des zweiten Dichtrings bezogen auf den ersten Dichtring für die Aus
gestaltung nach Fig. 10 gezeigt.
In Fig. 12 ist der Einbauraum des zweiten Dichtrings aus Fig. 10 vergrößert ge
zeigt.
In den Fig. 1 und 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Gleitringdichtung gezeigt. Die Gleitringdichtung enthält einen Gegenring 1 und
einen Gleitring 2, die im Bereich ihrer Dichtflächen 3, 4 unter axialer Vorspan
nung dichtend aneinander angelegt sind. Die Dichtflächen 3, 4 von Gegenring 1
und Gleitring 2 bestehen in diesem Ausführungsbeispiel aus Siliziumkarbid. Der
Gegenring 1 ist relativ unverdrehbar zu dem Stellring 6 angeordnet, der mit zu
mindest einem Befestigungselement 23 unverdrehbar auf der Welle 7 befestigt
ist. Der Gegenring 1 ist mit der Dichtung 8 gegenüber dem Stellring 6 abgedich
tet. Der Stellring 6 weist radial innenseitig eine in Richtung der Welle 7 geöff
nete, umlaufende Nut auf, in der die Dichtung 9 unter elastischer Vorspannung
dichtend angeordnet ist. Am Gegenring 1 ist der Gleitring 2 abgestützt, wobei
dieser auf der dem Gegenring 1 abgewandten Seite durch gleichmäßig in Um
fangsrichtung verteile Federelemente 5 am ersten Gehäusebestandteil 10 in
axialer Richtung federnd abgestützt ist. Der erste Gehäusebestandteil 10 ist im
Querschnitt betrachtet im wesentlichen Z-förmig ausgebildet und umschließt mit
seinem radial äußeren Axialvorsprung 24 den Gleitring 2 in radialer Richtung
außenseitig mit radialem Abstand. Innerhalb des durch den Abstand gebildeten
Spalts ist der erste Dichtring 11 angeordnet. Der erste Dichtring 11 ist als O-
Ring ausgebildet und druckabhängig innerhalb seines Einbauraums in axialer
Richtung hin- und herverschiebbar. Der radial innere Axialvorsprung 25 des er
sten Gehäusebestandteils 10 ist mit einer Verdrehsicherung 26 im zweiten Ge
häusebestandteil 16 gelagert. Zur Abdichtung zwischen dem ersten 10 und dem
zweiten Gehäusebestandteil 16 ist ein zweiter Dichtring 17 vorgesehen, der den
ersten Gehäusebestandteil 10 außenseitig umschließt und den zweiten Gehäu
sebestandteil 16 innenumfangsseitig dichtend berührt. Der Einbauraum 19 des
zweiten Dichtrings 17 ist ebenfalls derart bemessen, daß eine druckabhängige
Verschiebung in axialer Richtung erfolgen kann.
Die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Gleitringdichtung ist derart vorge
nommen, daß der Betrag der Summe aus der Federkraft der Federelemente 5
und dem Produkt aus dem Druck im ersten Raum 12 und der entsprechenden
hydraulisch wirksamen ersten Fläche 14 bei einer relativen Überdruckbeauf
schlagung des ersten Raums 12 etwas größer und bei Überdruckbeaufschlagung
des zweiten Raums 13 genau so groß ist, wie das Produkt aus dem Druck im
zweiten Raum und der entsprechenden hydraulisch wirksamen zweiten Fläche
15. Durch eine derartige Ausgestaltung ist sichergestellt, daß eine unzulässig
hohe Anpressung der Dichtflächen 3, 4 von Gegenring 1 und Gleitring 2 anein
ander zuverlässig vermieden wird. Die resultierende Kraft im Fall von Fig. 1, die
in Richtung des zweiten Raums 13 wirkt, wird durch den zweiten Gehäusebe
standteil 16 aufgenommen.
Im Fall von Fig. 4 ist die stationäre Einheit, bestehend aus dem Gleitring 2, dem
ersten und dem zweiten Gehäusebestandteil 10, 16, dem ersten und zweiten
Dichtring 11, 17 und den Federelementen 5 hydraulisch ausgeglichen.
In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung mehrerer Möglichkeiten der Anord
nung des zweiten Dichtrings 17 bezogen auf den ersten Dichtring 11 gezeigt.
Der Druck des ersten Raums 12 ist in diesem Beispiel um 2 bar höher, als der
Druck im zweiten Raum 13. Der Druck im zweiten Raum 13 kann beispielsweise
dem Atmosphärendruck entsprechen. Durch den relativen Überdruck im ersten
Raum 12 wird der erste Dichtring 11 innerhalb seines Einbauraums in Richtung
des zweiten Raums 12 verlagert und legt sich an einen radial nach innen wei
senden Vorsprung des ersten Gehäusebestandteils 10 an. Die Druckdifferenz ist
am Innenumfang des ersten Dichtrings 11 wirksam. Der zweite Dichtring 17 ist
in einer Nut 18 des ersten Gehäusebestandteils 10 angeordnet, die in Richtung
des zweiten Gehäusebestandteils 16 geöffnet ist. Der zweite Dichtring 17 ist
unter radialer Vorspannung innerhalb seines Einbauraums 19 angeordnet und
durch die Druckdifferenz zwischen dem Druck im ersten Raum 12 und dem
Druck im zweiten Raum 13 an der axialen Begrenzungsfläche der Nut 18 ange
legt, die dem Raum 13 mit vergleichsweise niedrigerem Druck benachbart ist.
Die Abdichtung erfolgt im Bereich des Außendurchmessers des zweiten Dicht
rings 17.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist für diesen Fall eine Ausgestaltung der An
ordnung des Einbauraums 19 des zweiten Dichtrings 17 entsprechend der Fälle
1 bis 3 zulässig.
Im Fall 1 ist die Dichtfläche 28 des zweiten Dichtrings 17 radial wesentlich
weiter außen angeordnet, als die Dichtfläche 27 des ersten Dichtrings 11.
Daraus ergibt sich eine vergleichsweise größere Differenzfläche, die eine resul
tierende Kraft des ersten Gehäusebestandteils 10 in Richtung des zweiten
Raums 13 mit relativ niedrigerem Druck bedingt.
In Fall 2 ist der Außendurchmesser des zweiten Dichtrings 17 genau so groß,
wie der Außendurchmesser des ersten Dichtrings 11. Die hydraulisch wirksame
zweite Fläche 15 ist auch in diesem Fall noch größer, als die hydraulisch wirk
same erste Fläche 14. Eine resultierende Kraft, die gleichgerichtet ist, wie die re
sultierende Kraft aus Fall 1, bleibt erhalten. Die Größe der Kraft ist demgegen
über verringert. Bei relativ höherem Druck im Raum 13 verlagert sich der erste
Dichtring 11 in Fall 3 in Richtung von Raum 12. Die hydraulisch wirksame Flä
che wird nun durch den Außenumfang des Dichtrings 11 gebildet, so daß in die
sem Fall eine hydraulische Kraftkomponente in Richtung von Raum 13 auftritt.
In Fall 3 ist die Anordnung des zweiten Dichtrings 17 gezeigt, wenn die statio
näre Einheit hydraulisch ausgeglichen ist. Die Dichtflächen 27, 28 des ersten
Dichtrings und des zweiten Dichtrings 11, 17 entsprechen einander, so daß un
abhängig von der Druckbeaufschlagung des ersten und des zweiten Raums 12,
13 keine resultierende Kraft auf den ersten Gehäusebestandteil 10 wirksam ist.
Wird die Dichtfläche 28 des zweiten Dichtrings 17 gegenüber den Beispielen der
Fälle 1 bis 3 weiter verringert, ergibt sich in Fall 4 während der bestimmungs
gemäßen Verwendung der Gleitringdichtung durch die Kraftumkehr eine Ver
schiebung des Gehäuses 10 entgegen der Federkraft und ein Anlagen desselben
an den Gleitring 2 und somit eine unerwünschte zusätzliche Anpressung des
Gleitrings 2 an dem Gegenring 1, die zu einer Zerstörung der Dichtflächen
führen kann. Die Pfeile in den Diagrammen der Fig. 2, 5, 8 und 11 zeigen sche
matisch die Größe und Richtung der resultierenden Kraftkomponenten des er
sten Gehäusebestandteils 10.
In Fig. 3 ist der zweite Dichtring 17 innerhalb seines Einbauraums 19 in ver
größerter Darstellung für Fall 2 gezeigt.
In Fig. 4 ist die Gleitringdichtung aus Fig. 1 gezeigt, wobei der Druck im zweiten
Raum 13 größer ist, als im ersten Raum 12. Dadurch ergibt sich eine Verschie
bung des ersten und des zweiten Dichtrings 11, 17 innerhalb ihrer Einbauräume
in Richtung des ersten Raums 12.
In Fig. 5 sind unter den Voraussetzung aus Fig. 4 mehrere Zuordnungen des
zweiten Dichtrings 17 bezogen auf den ersten Dichtring 11 gezeigt.
Dadurch, daß der erste Raum 12 bezogen auf den zweiten Raum 13 mit einem
relativen Unterdruck beaufschlagt ist, ist der Außendurchmesser des ersten
Dichtrings 11 zur Bestimmung der hydraulischen wirksamen ersten Fläche 14
relevant. Die räumliche Zuordnung des zweiten Dichtrings 17 entspricht der An
ordnung des zweiten Dichtrings aus Fig. 2. In Fall 1 ist der Außendurchmesser
des zweiten Dichtrings 17, der zur Bestimmung der hydraulisch wirksamen
zweiten Fläche von Bedeutung ist, wesentlich größer, als der Außendurchmes
ser des ersten Dichtrings 11. Dadurch ergibt sich eine in Richtung des ersten
Raums 12 gerichtete resultierende Kraft, die eine unerwünschte zusätzliche An
pressung der Dichtflächen 3, 4 von Gegenring 1 und Gleitring 2 aneinander
bewirkt.
In Fall 2 sind die Außendurchmesser von erstem und zweitem Dichtring 11, 17
gleich groß, so daß sich keine Differenzfläche einstellt. Der erste Gehäusebe
standteil 10 ist hydraulisch ausgeglichen. In Fall 3, in dem der Außendurchmes
ser des zweiten Dichtrings 17 kleiner ist, als der Außendurchmesser des ersten
Dichtrings 11 ergibt sich, durch die hydraulisch wirksame Differenzfläche be
dingt, eine resultierende Verschiebekraft auf den ersten Gehäusebestandteil 10
in Richtung des zweiten Raums 13 mit dem vergleichsweise höheren Durck.
In Fall 4 ist der Außendurchmesser des zweiten Dichtrings 17 weiter verkleinert,
so daß die resultierende Kraft umgekehrt proportional vergrößert ist.
In Fig. 6 ist der zweite Dichtring 17 innerhalb seines Einbauraums 19 aus Fall 2
gezeigt.
Bei Überlagerung der Darstellungen aus den Fig. 2 und 5 ergibt sich, daß von
den Fällen 1 bis 4 nur die Fälle 2 und 3 die Bedingung erfüllen, daß der erste
Gehäusebestandteil 10 hydraulisch ausgeglichen ist oder, daß auf sie eine resul
tierende Kraft in Richtung des zweiten Raums 13 wirkt. Nur in diesen beiden
Fällen wird die Bedingung unabhängig davon erfüllt, ob innerhalb des ersten
oder innerhalb des zweiten Raums ein vergleichsweise höherer bzw. vergleichs
weise niedrigerer Druck anliegt.
Es ist erforderlich, daß die Abmessungen des zweiten Dichtrings 17 höchstens
so groß sind, wie die Abmessungen des ersten Dichtrings 11. Das Ausfüh
rungsbeispiel aus den Fig. 7 und 10 unterscheidet sich von dem Ausführungs
beispiel aus den Fig. 1 und 4 dadurch, daß der Einbauraum 19 des zweiten
Dichtrings 17 abweichend gestaltet ist. Auf der dem ersten Raum 12 zuge
wandten Seite ist der Einbauraum durch eine sich im wesentlichen radial nach
außen erstreckende Schulter 20 des ersten Gehäusebestandteils 10 gebildet.
Auf der dem zweiten Raum 13 zugewandten Seite ist der Einbauraum 19 durch
einen sich radial nach innen erstreckenden Vorsprung 21 begrenzt, der ein
stückig mit dem zweiten Gehäusebestandteil 16 ausgebildet ist. Durch diese
Ausgestaltung ergibt sich entsprechend dem Wechsel der Dichtfläche 28 von In
nendurchmesser auf Außendurchmesser wie zu den Fig. 2 und 5 beschrieben,
ein Wechsel der Dichtfläche des zweiten Dichtrings 17. Fig. 7 entspricht im we
sentlichen Fig. 1. Der zweite Dichtring 17 dichtet entlang seines Innendurch
messers ab. Fig. 7 entspricht im wesentlichen Fig. 1.
In Fig. 8 sind entsprechend Fig. 2 vier Fälle dargestellt, wobei der Druck im er
sten Raum 12 2 bar beträgt und der Druck im zweiten Raum 13 dem Atmo
sphärendruck entspricht.
In den Fällen 1 und 2 ist die Dichtfläche 28 des zweiten Dichtrings 17 größer,
als die Dichtfläche 27 des ersten Dichtrings 11. Durch die resultierende Ver
schiebekraft auf die hydraulisch wirksame Differenz-Fläche stützt sich der erste
Gehäusebestandteil 10 am zweiten Gehäusebestandteil 16 ab.
In den Fällen 3 und 4 ist die Dichtfläche 28 des zweiten Dichtrings 17 kleiner als
die Dichtfläche 27 des ersten Dichtrings 11, so daß sich bei der Konstruktion
aus Fig. 7 eine hydraulisch wirksame erste Fläche ergibt, die größer ist, als die
hydraulisch wirksame zweite Fläche 15. Eine derartige Ausgestaltung hätte eine
unerwünschte zusätzliche Anpressung des Gleitrings 2 an den Gegenring 1 zur
Folge.
In Fig. 9 ist der zweite Dichtring aus Fig. 8, Fall 2 in vergrößerter Darstellung
gezeigt.
In Fig. 10 ist der zweite Raum 13 mit einem relativ größeren Druck beauf
schlagt, als der erste Raum 12.
In Fig. 11 ist die Dichtfläche 27 des ersten Dichtrings 11 durch seinen Außen
durchmesser gebildet. Auch die Dichtfläche 28 des zweiten Dichtrings 17 hat
sich, bezogen auf Fig. 8, durch die Umkehr der Druckverhältnisse verändert. Die
zur Bestimmung der hydraulisch wirksamen zweiten Fläche 15 relevante Dicht
fläche 28 umschließt den zweiten Dichtring 17 außenumfangsseitig. In Fall 1 ist
die Dichtfläche 28 des zweiten Rings 17 größer als die Dichtfläche 27 des er
sten Rings 11. Durch eine derartige Ausgestaltung wird eine zusätzliche An
preßkraft des Gleitrings 2 an den Gegenring 1 bewirkt. In Fall 2 liegen die Dicht
flächen 27, 28 des ersten und des zweiten Dichtrings 11, 17 in radialer Rich
tung auf einem Niveau, so daß die gesamte stationäre Einheit hydraulisch aus
geglichen ist. In den Fig. 3 und 4 hat die Dichtfläche 28 des zweiten Dichtrings
17 einen kleineren Durchmesser, als die Dichtfläche 27 des ersten Dichtrings
11. Die hydraulisch wirksame erste Fläche 14 ist dadurch größer als die hydrau
lisch wirksame zweite Fläche 15, so daß sich eine resultierende Kraft auf das
erste Gehäusebestandteil 10 in Richtung des zweiten Raums 13 einstellt.
Überlagert man auch für das zweite Ausführungsbeispiel die Fig. 8 und 11, ist
zu erkennen, daß ebenfalls nur die Fälle 2 und 3 die gestellte Aufgabe lösen
können. Nur in den Fällen 2 und 3 ist die stationäre Einheit hydraulisch ausge
glichen und/oder das erste Gehäusebestandteil stützt sich mit einer in Richtung
des zweiten Raums 13 gerichteten Kraft am zweiten Gehäusebestandteil 16 ab.
Eine zusätzliche Erhöhung der Anpreßkraft zwischen dem Gegenring 1 und dem
Gleitring 2 wird in jedem Fall sicher vermieden.
In Fig. 12 ist der zweite Dichtring 17 aus Fall 2 als Einzelteil innerhalb seines
Einbauraums 19 vergrößert gezeigt.
Bei einer Ausgestaltung gemäß der Fig. 7 und 10 und unter der Voraussetzung,
daß der erste Dichtring 11 und der zweite Dichtring 17 übereinstimmend aus
gebildet sind und innerhalb der Gleitringdichtung die Symmetrieachse konzen
trisch umschließen, ist immer sichergestellt, daß die stationäre Einheit hydrau
lisch ausgeglichen ist.
Claims (6)
1. Gleitringdichtung mit einem Gegenring (1) und einem Gleitring (2), die
einander unter axialer Vorspannung mit Dichtflächen (3, 4) dichtend
berühren, wobei der Gegenring (1) und/oder der Gleitring (2) durch die
Federkraft zumindest eines Federelements (5) in axialer Richtung elastisch
nachgiebig an einem Widerlager abgestützt sind, wobei der Gegenring (1)
und ein als Widerlager ausgebildeter Stellring (6) relativ unverdrehbar
miteinander verbunden sind und eine abzudichtende Welle (7) relativ
unverdrehbar umschließen und gegeneinander und gegenüber der Welle
(7) durch jeweils zumindest eine Dichtung (8, 9) aus elastomerem
Werkstoff abgedichtet sind, wobei der Gleitring (2) mit einem als
Widerlager ausgebildeten ersten Gehäusebestandteil (10) relativ
unverdrehbar verbunden und demgegenüber durch einen ersten Dichtring
(11) aus elastomerem Werkstoff abgedichtet ist, wobei der erste
Gehäusebestandteil (10) von einem zweiten Gehäusebestandteil (16)
zumindest teilweise radial außenseitig umschlossen und nur in axialer
Richtung relativ verschiebbar geführt ist, wobei der erste (10) und der
zweite Gehäusebestandteil (16) durch einen zweiten Dichtring (17) aus
elastomerem Werkstoff abgedichtet sind, wobei der abzudichtende erste
(12) und zweite Raum (13) axial beiderseits der Gleitringdichtung
wahlweise mit relativem Über- oder Unterdruck beaufschlagbar sind,
wobei unabhängig von den Druckverhältnissen in den beiden Räumen (12,
13) relativ zueinander der Dichtring (11, 17), der dem mit relativ hohem
Druck beaufschlagten Raum (12, 13) zugewandt ist, eine Dichtfläche (27,
28) aufweist, deren Durchmesser höchstens so groß wie der Durchmesser
der Dichtfläche (28), 27) des Dichtrings (17, 11) ist, der dem mit relativ
niedrigerem Druck beaufschlagten Raum (13, 12) zugewandt ist.
2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Betrag der Summe aus der Federkraft des Federelements (5) und dem
Produkt aus dem Druck im ersten Raum (12) und einer hydraulisch
wirksamen, resultierenden Kreisringfläche, die aus der Differenz der
zweiten Fläche (15) und der ersten Fläche (14) gebildet ist, zumindest so
groß ist, wie das Produkt aus dem Druck im zweiten Raum (13) und
derselben resultierenden Kreisringfläche.
3. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Federelement (5) in axialer Richtung zwischen
dem Gleitring (2) und dem ersten Gehäusebestandteil (10) angeordnet ist.
4. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Dichtring (17) in einer radial nach außen
in Richtung des zweiten Gehäusebestandteils (16) offenen umlaufenden
Nut (18) des ersten Gehäusebestandteils (10) unter elastischer
Vorspannung dichtend angeordnet ist.
5. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Dichtring (17) in einem Einbauraum (19)
angeordnet ist, der auf der dem ersten Raum (12) zugewandten Seite
durch eine sich im wesentlichen radial nach außen erstreckende Schulter
(20) des ersten Gehäusebestandteils (10) und auf der dem zweiten Raum
(13) zugewandten Seite durch einen sich im wesentlichen radial nach
innen erstreckenden Vorsprung (21) des zweiten Gehäusebestandteils
(16) begrenzt ist und daß die Schulter (20) und der Vorsprung (21)
einander axial mit Abstand benachbart sind.
6. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Gehäusebestandteil (10) den Gleitring (2)
zumindest teilweise mit radialem Abstand außenseitig umschließt und daß
in dem durch den Abstand gebildeten Spalt (22) der erste Dichtring (11)
verliergesichert angeordnet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944415119 DE4415119C2 (de) | 1994-04-29 | 1994-04-29 | Gleitringdichtung |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19944415119 DE4415119C2 (de) | 1994-04-29 | 1994-04-29 | Gleitringdichtung |
Publications (2)
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DE4415119A1 DE4415119A1 (de) | 1995-11-02 |
DE4415119C2 true DE4415119C2 (de) | 1998-12-03 |
Family
ID=6516860
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DE19944415119 Expired - Lifetime DE4415119C2 (de) | 1994-04-29 | 1994-04-29 | Gleitringdichtung |
Country Status (1)
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DE (1) | DE4415119C2 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19620950C2 (de) * | 1996-05-24 | 1999-08-26 | Freudenberg Carl Fa | Gleitringdichtung |
DE102015103274A1 (de) | 2015-03-06 | 2016-09-08 | HARTING Electronics GmbH | Kabelabdichtung |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3543160C2 (de) * | 1985-12-06 | 1989-01-26 | Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim, De |
-
1994
- 1994-04-29 DE DE19944415119 patent/DE4415119C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3543160C2 (de) * | 1985-12-06 | 1989-01-26 | Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim, De |
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DE4415119A1 (de) | 1995-11-02 |
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