NL1013213C2

NL1013213C2 - Slip ring seal.

Info

Publication number: NL1013213C2
Application number: NL1013213A
Authority: NL
Inventors: Bernd Stephan; Klaus Pesch
Original assignee: Cr Elastomere Gmbh
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1999-10-05
Publication date: 2005-07-05
Also published as: DE19846124C1; NL1013213A1

Description

GlïirineafdichtingGline seal

De uitvinding betreft een glijringafdichting, in het bijzonder voor pompen en dergelijke, bestaande uit een membraan uit een elastomeer materiaal, een met het mem-5 braan verbonden glijring uit slijtvast materiaal en een schotelveer voor het axiaal positioneren van de glijring tegen een aanloopvlak van een tegenring of dergelijke, waarbij het membaan in een doorsnedevlak, door de langsas, met twee axiaal verlopende benen is uitgevoerd, waarvan het radiaal buitenste als bevestigingsvlak voor het opnemen van de glijringafdichting in een boring van de pompbehuizing dient, terwijl het radiaal biri-10 nenste met de glijring is verbonden, en de schotelveer met de buitenste omtreksrand daarvan tegen een met de behuizing verbonden aanligvlak en met de binnenste omtreksrand daarvan tegen een schouder of iets dergelijks van de glijring aanligt.The invention relates to a sliding ring seal, in particular for pumps and the like, consisting of a diaphragm of an elastomeric material, a sliding ring of wear-resistant material connected to the membrane and a plate spring for axially positioning the sliding ring against a contact surface of a a counter ring or the like, wherein the diaphragm is formed in a cross-sectional plane, through the longitudinal axis, with two axially extending legs, the radially outer of which serves as a mounting surface for receiving the sliding ring seal in a bore of the pump housing, while the radially is connected to the sliding ring, and the disc spring rests with its outer peripheral edge against a contact surface connected to the housing and with its inner peripheral edge against a shoulder or the like of the sliding ring.

Glijringafdichtingen voor het afdichten van roterende assen ten opzichte van behuizingen en dergelijke bestaan in het algemeen uit een membraan of een balg uit 15 elastomeer materiaal, dat, afhankelijk van de wijze van inbouwen, in de boring of aan de mantel een glijring uit slijtvast materiaal draagt, waarbij de glijring door een axiaal werkende veer, meestal een schroefveer, tegen een vaststaande tegenring aangedrukt wordt. Glijringafdichtingen van dit type zijn bijvoorbeeld bekend uit US-A-3,291,492 en FR-A-2.219.711.Sliding ring seals for sealing rotating shafts relative to housings and the like generally consist of a membrane or bellows made of elastomeric material which, depending on the method of installation, carries a sliding ring made of wear-resistant material in the bore or on the casing wherein the sliding ring is pressed against an fixed counter ring by an axially acting spring, usually a helical spring. Slip ring seals of this type are known, for example, from US-A-3,291,492 and FR-A-2,219,711.

20 Er zijn ook glijringen bekend, waarbij als aandrukveer schotelveren of dergelijke gebruikt worden. Bij een van deze bekende uitvoeringen is de schijfvormige schotelveer met een omtreksrand samen met het in hoofdzaak ook schijfvormige membraan tussen de radiale flenzen van twee in elkaar gedrukte en bij voorkeur op de as geplaatste junkringen ("Winkelring") ingeklemd, terwijl de vrije omtreksrand tegen een 25 ringvormig aanzetdeel verend aan het membraan of een afzonderlijk uitgevoerde glijring aanligt en deze tegen de tegenring of iets dergelijks aandrakt (US-A-2.608.425).Slip rings are also known, wherein plate springs or the like are used as the compression spring. In one of these known embodiments, the disc-shaped plate spring with a peripheral edge is clamped together with the substantially also disc-shaped membrane between the radial flanges of two junk rings pressed into each other and preferably placed on the shaft, while the free peripheral edge is clamped against an annular extension part resiliently abuts the diaphragm or a separately designed sliding ring and engages it with the counter ring or the like (US-A-2,608,425).

Deze bekende uitvoering omvat een aantal onderdelen, die een langdurig monteren en inbouwen vereisen en waarbij op grond van het metallische contact tussen de 30 junkringen en de as lekkages van het af te dichten medium kunnen voorkomen.This known embodiment comprises a number of parts which require a long-term assembly and installation and in which leaks of the medium to be sealed can occur due to the metallic contact between the junk rings and the shaft.

Verder is een glijringafdichting bekend, die bij een in doorsnede C-vormig membraan gebruikt wordt, waarbij het radiaal buitenste been als bevestigingsvlak van de glijringafdichting in een boring of uitsparing in een pompbehuizing dient en het radiaal binnenste been voor het opnemen van een glijring dient, die met behulp van een deze 10 13 213 2 benen omgevende houd- of bevestigingsring onverdraaibaar met het membraan is verbonden (DE 198 01 112). Deze houdring is als cilindrisch gesloten huls uitgevoerd, die - om de functie daarvan te vervullen - met een ondermaat uitgevoerd moet zijn. Bij een uitvoeringsvoorbeeld van deze bekende oplossing zijn de schotelveer en de houdring 5 als een stuk uitgevoerd. Dit bemoeilijkt het inbouwen en een eventueel demonteren van de heel gemakkelijk verslijtende glijring. Bovendien is een goede geleiding en centre-ring van de schotelveer met betrekking tot de glijring en omgekeerd niet altijd gewaarborgd.Furthermore, a sliding ring seal is known which is used with a diaphragm C-shaped membrane, wherein the radially outer leg serves as a mounting surface of the sliding ring seal in a bore or recess in a pump housing and the radially inner leg serves to receive a sliding ring, which is non-rotatably connected to the diaphragm by means of a holding or fastening ring surrounding these legs (DE 198 01 112). This retaining ring is designed as a cylindrically closed sleeve, which - in order to fulfill its function - must be designed with an under-dimension. In an exemplary embodiment of this known solution, the plate spring and the retaining ring 5 are designed as one piece. This makes it difficult to install and, if necessary, to dismantle the wear ring that is very easy to wear. Moreover, good guidance and centering of the disc spring with respect to the sliding ring and vice versa is not always guaranteed.

Het is daarom het doel van de onderhavige uitvinding, een glijringafdichting van 10 het in de aanhef genoemde soort zo te verbeteren, dat een glijring goed gecentreerd is en eenvoudig ingebouwd en gedemonteerd kan worden, opdat de schotelveer altijd goed geleid wordt en de werking daarvan niet wordt belemmerd zodat altijd een correcte afdichting wordt gewaarborgd, waarbij de glijringafdichting uit eenvoudige delen opgebouwd is.It is therefore the object of the present invention to improve a sliding ring seal of the type mentioned in the preamble such that a sliding ring is well centered and can be easily installed and disassembled, so that the disc spring is always properly guided and its operation is not is impeded so that a correct seal is always guaranteed, the sliding ring seal being made up of simple parts.

15 Dit doel wordt bereikt doordat het radiaal binnenste been van het membraan met het boringsvlak daarvan geplaatst is op een buitenomtreksvlak van de glijring en door een op het mantelvlak daarvan aangebracht radiaal werkend spanelement tegen de glijring wordt gedrukt, dat het spanelement van een radiaal naar binnen gerichte flens is voorzien, die achter het radiaal binnenste been van het membraan alsook een voorvlak 20 van de glijring grijpt, en dat de flens van een de binnenste omtreksrand van de schotelveer afsteunend, axiaal verlopend uitsteeksel is voorzien.This object is achieved in that the radially inner leg of the membrane with its bore surface is placed on an outer circumferential surface of the sliding ring and is pressed against the sliding ring by a radially acting tensioning element arranged on the lateral surface thereof, that the tensioning element of a radially inward a flange is provided which engages behind the radially inner leg of the diaphragm as well as a front surface 20 of the sliding ring and that the flange is provided with an axially extending protrusion supporting the inner peripheral edge of the disc spring.

Door de plaatsing van een radiaal werkend spanelement, dat volgens verdere kenmerken van de uitvinding een gesloten of een van spleten voorziene huls kan zijn, een radiaal werkende veerring of een schroeftrekveer of iets dergelijks kan zijn, kan dit 25 spanelement eenvoudig op de mantelvlakken van het binnenste been van het membraan geplaatst worden of losgemaakt worden. Dat vergemakkelijkt niet alleen het uitwisselen van eventueel versleten glij ringen, maar ook van glij ringen met verschillende materialen. Daarmee werkt ook de schotelveer direct op de glijring en niet via het elastische materiaal van het membraan. Verdere voordelige uitvoeringen van de uitvinding zijn in 30 de verdere conclusies opgenomen.By placing a radially acting tensioning element, which according to further features of the invention can be a closed or slotted sleeve, a radially acting spring ring or a helical tension spring or the like, this tensioning element can easily be applied to the lateral surfaces of the inner leg of the membrane can be placed or detached. This not only facilitates the exchange of any worn sliding rings, but also of sliding rings with different materials. The plate spring thus also acts directly on the sliding ring and not via the elastic material of the membrane. Further advantageous embodiments of the invention are included in the further claims.

Zo wordt door de maatregelen van de uitvinding bereikt, dat de schotelveer buiten het af te dichten medium ligt, zodat deze niet door agressieve media kan worden aangetast, haar werking kan verminderen of zelfs geheel kapot gaan.The measures of the invention thus ensure that the disc spring lies outside the medium to be sealed, so that it cannot be attacked by aggressive media, can diminish its effect or even be completely destroyed.

Volgens de uitvinding is het verder mogelijk dat het membraan Z-vormig met 1013213 3 twee in tegenovergestelde richting wijzende benen is uitgevoerd.According to the invention, it is further possible for the membrane to be Z-shaped with two legs pointing in opposite directions.

Voor het zeker axiaal fixeren van de schroefveer en daardoor ook voor het vormen van een voor het inbouwen gerede eenheid wordt de buitenste omtreksrand van de schotelveer ten minste gedurende het transport tegen het buitenste been van het mem-S braan afgesteund. Na het inbouwen kan door een geschikt werktuig deze omtreksrand van de schroefveer van het been van het membraan losgemaakt worden.In order to secure the helical spring axially and therefore also to form a unit ready for installation, the outer peripheral edge of the disc spring is supported against the outer leg of the membrane at least during transport. After installation, this peripheral edge of the coil spring can be detached from the leg of the diaphragm by a suitable tool.

Verder is het mogelijk dat het been van het membraan dat de buitenste omtreksrand van de schotelveer afsteunt van een uitstekende radiale flens voor het axiaal vastleggen van de schotelveer is voorzien.Furthermore, it is possible that the leg of the membrane which supports the outer peripheral edge of the disc spring is provided with a protruding radial flange for axially fixing the disc spring.

10 Om enerzijds de bevestiging en de afdichting van het membraan in de boring van de behuizing die de glijringafdichting opneemt te verbeteren en anderzijds een ingraven van de schroefveer in het materiaal van het membraan te verhinderen, is het mogelijk dat het membraan van een versterkingsring is voorzien, waarop de vrije omtreksrand van de schotelveer afsteunt. Deze versterkingsring, die volledig is ingebed of voor een IS betere centrering in de behuizing ook van een uitstekend hulsvormig gedeelte kan zijn voorzien, kan voor het afsteunen van de vrije rand van de schroefveer dienen, waarbij in de bedrijfstoestand door de versterkingsring wordt voorkomen, dat de schotelveer zich in het elastomere materiaal van het membraan inwerkt en deze beschadigt. Daarmee wordt een negatieve beïnvloeding van de voor de werking belangrijke axiale 20 kracht vermeden.In order, on the one hand, to improve the fixation and the sealing of the diaphragm in the bore of the housing receiving the sliding ring seal and, on the other hand, to prevent bursting of the coil spring into the material of the diaphragm, it is possible that the diaphragm is provided with a reinforcement ring , on which the free peripheral edge of the disc spring rests. This reinforcement ring, which is fully embedded or can also be provided with a protruding sleeve-shaped portion for better centering in the housing, can serve to support the free edge of the coil spring, while in the operating condition the reinforcement ring prevents that the disc spring acts on and damages the elastomeric material of the membrane. This avoids a negative influence on the axial force important for the operation.

Verder wordt het afsteunen verbeterd doordat de versterkingsring in het gebied van het vrije einde van het axiaal verlopende been van een radiale flens voor het axiaal vastleggen van de schotelveer is voorzien. De versterkingsring en deze flens waarover de schotelveer bij het monteren van de glijringafdichting weggedrukt wordt, vormen 25 een soort kamer voor het opnemen van de schotelveer. In deze kamer kan de schotel-veer zich in axiale richting - slechts begrensd door de flens - vrij bewegen. De flens houdt daarbij de delen van de glijringafdichting samen, zodat een voor de inbouw gerede eenheid wordt gevormd, die veilig kan worden opgeslagen of getransporteerd kan worden.Furthermore, the support is improved in that the reinforcement ring is provided with a radial flange in the region of the free end of the axially extending leg for axially fixing the disc spring. The reinforcement ring and this flange over which the disc spring is pressed away when mounting the sliding ring seal form a kind of chamber for receiving the disc spring. In this chamber, the plate spring can move freely in the axial direction - only limited by the flange. The flange thereby holds the parts of the sliding ring seal together, so that a unit ready for installation is formed, which can be safely stored or transported.

30 De uitvinding wordt hierna aan de hand van de in de bijgaande tekening afge- beelde uitvoeringsvooibeeld nader beschreven. De figuur toont een gedeeltelijke dwarsdoorsnede door een glijringafdichting.The invention will be described in more detail below with reference to the exemplary embodiment shown in the accompanying drawing. The figure shows a partial cross-section through a sliding ring seal.

De gedeeltelijk in dwarsdoorsnede afgebeelde glijringafdichting bestaat uit het membraan 1 uit elastomeer materiaal, de met het membraan 1 verbonden glijring 2 uit ft) 1 3 2 13 4 slijtvast materiaal, bijvoorbeeld koolstof of grafiet, en de bijvoorbeeld met tongen voorziene schotelveer 3, die de glijring 2 tegen de slechts schematisch afgebeelde tegenring 4 aandrukt.The sliding ring seal, partially shown in cross-section, consists of the elastomeric material membrane 1, the wearable material 2, which is connected to the membrane 1, is made of wear-resistant material, for example carbon or graphite, and the disc spring 3, for example, which is provided with tongues. sliding ring 2 against the counter ring 4 only shown schematically.

Het membraan 1 is in langsdoorsnede, dat wil zeggen in een snijvlak, dat door 5 langsas 5 gaat, U-vormig uitgevoerd, dat wil zeggen het omvat twee in de gelijke axiale richting wijzende benen 6 en 7, waarbij het radiaal buitenste been 6 in een boring 8 van de behuizing 9 geplaatst is. Het radiaal binnenste been 7 neemt in de boring 10 daarvan het buitenomtreksvlak 11 van de glijring 2 op. Op het mantelvlak 12 van het been 7 is een huls 13 geplaatst, die de glijring 2 vast en dicht met het been 7 van het membraan 10 verbindt. De huls 13 omvat een radiaal naar binnen gerichte flens 14, die aan het vrije einde van een ringvormig uitsteeksel 15 is voorzien, waarop de binnenste omtreksrand 16 van de schotelveer 3 afsteunt. De schotelveer 3 ligt met de buitenste omtreksrand 17 daarvan tegen een radiale flens 18 van de versterkingsring 19 die het radiaal buitenste been 6 van het membraan 1 verstevigt.The diaphragm 1 is U-shaped in longitudinal section, that is to say in a cutting plane passing through longitudinal axis 5, that is to say it comprises two legs 6 and 7 pointing in the same axial direction, the radially outer leg 6 being a bore 8 of the housing 9 is placed. The radially inner leg 7 receives in its bore 10 the outer peripheral surface 11 of the sliding ring 2. A sleeve 13 is placed on the lateral surface 12 of the leg 7, which sleeve connects the sliding ring 2 firmly and tightly to the leg 7 of the membrane 10. The sleeve 13 comprises a radially inwardly directed flange 14 which is provided at the free end with an annular protrusion 15 on which the inner peripheral edge 16 of the disc spring 3 is supported. The disc spring 3 lies with its outer peripheral edge 17 against a radial flange 18 of the reinforcement ring 19 which reinforces the radially outer leg 6 of the membrane 1.

15 10 13 21315 10 13 213

Claims

1. Glijrmgafdichting, in het bijzonder voor pompen en dergelijke, bestaande uit een membraan (1) uit een elastomeer materiaal, een met het membraan verbonden S glijring (2) uit slijtvast materiaal en een schotelveer (3) voor het axiaal positioneren van de glijring (2) tegen een aanloopvlak van een tegenring (4) of dergelijke, waarbij het membaan (1) in een doorsnedevlak, door de langsas, met twee axiaal verlopende benen (6, 7) is uitgevoerd, waarvan het radiaal buitenste (6) als bevestigingsvlak voor het opnemen van de glijringafdichting in een boring (8) van de pompbehuizing (9) dient, 10 terwijl het radiaal binnenste (7) met de glijring (2) is verbonden, en de schotelveer (3) met de buitenste omtreksrand daarvan tegen een met de behuizing (9) verbonden aanligvlak en met de binnenste omtreksrand daarvan tegen een schouder of iets dergelijks van de glijring (2) aanligt, met het kenmerk, dat het radiaal binnenste been (7) van het membraan (1) met het boringsvlak (10) daarvan geplaatst is op een 13 buitenomtreksvlak (11) van de glijring (2) en door een op het mantelvlak (12) daarvan aangebracht radiaal werkend spanelement (13) tegen de glijring (2) wordt gedrukt, dat het spanelement (13) van een radiaal naar binnen gerichte flens (14) is voorzien, die achter het radiaal binnenste been (7) van het membraan (1) alsook een voorvlak van de glijring (2) grijpt, en dat de flens (14) van een de binnenste omtreksrand (16) van de 20 schotelveer (3) afsteunend, axiaal verlopend uitsteeksel (15) is voorzien.A sliding seal, in particular for pumps and the like, consisting of a diaphragm (1) made of an elastomeric material, a sliding ring (2) of wear-resistant material connected to the diaphragm and a disc spring (3) for axially positioning the sliding ring (2) against a run-on surface of a counter ring (4) or the like, wherein the membrane (1) is designed in a sectional plane, through the longitudinal axis, with two axially extending legs (6, 7), the radially outermost (6) of which mounting surface for receiving the sliding ring seal in a bore (8) of the pump housing (9), while the radially inner (7) is connected to the sliding ring (2), and the disc spring (3) with its outer peripheral edge against an abutment surface connected to the housing (9) and abutting with its inner peripheral edge against a shoulder or the like of the sliding ring (2), characterized in that the radially inner leg (7) of the membrane (1) with the bore surface (10) thereof is pressed onto an outer circumferential surface (11) of the sliding ring (2) and a radially acting tensioning element (13) arranged on the lateral surface thereof (12) against the sliding ring (2) that the tensioning element (13) moves from a radially inner flange (14) is provided which engages behind the radially inner leg (7) of the diaphragm (1) as well as a front face of the sliding ring (2), and that the flange (14) has an inner peripheral edge (16) axially extending protrusion (15) supporting the plate spring (3).

2. Glijringafdichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als spanelement een gesloten huls (13) is voorzien.2. Slip ring seal according to claim 1, characterized in that a closed sleeve (13) is provided as the tensioning element.

3. Glijringafdichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als spanelement een van spleten voorziene huls is voorzien.3. Slip ring seal according to claim 1, characterized in that a sleeve provided with slits is provided as the tensioning element.

4. Glijringafdichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als spanelement een radiaal werkende veerring is voorzien. 304. Slip ring seal according to claim 1, characterized in that a radially acting spring ring is provided as the tensioning element. 30

5. Glijringafdichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als spanelement een schroeftrekveer is voorzien.5. Slip ring seal according to claim 1, characterized in that a tension spring is provided as the tensioning element.

6. Glijringafdichting volgens een van de conclusies 1 tot 5, met het kenmerk, dat 1013 215 het radiaal binnenste, axiaal verlopende been van het membraan (1) is voorzien van een ringvormige uitsparing of dergelijke voor het axiaal fixeren van het spanelement.Slip ring seal according to one of claims 1 to 5, characterized in that the radially inner, axially extending leg of the diaphragm (1) is provided with an annular recess or the like for axially fixing the tensioning element.

7. Glijringafdichting volgens een van de conclusies 1 tot 6, met het kenmerk, dat 5 het membraan (1) U-vormig met twee in gelijke axiale richting wijzende benen (6,7) is uitgevoerd.7. Slip ring seal according to one of claims 1 to 6, characterized in that the membrane (1) is U-shaped with two legs (6, 7) pointing in the same axial direction.

8. Glijringafdichting volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de axiaal verlopende benen (6, 7) van het U-vormig uitgevoerde membraan (1) met de vrije einden 10 daarvan van de tegenring (4) afwijzend zijn aangebracht.Sliding ring seal according to claim 7, characterized in that the axially extending legs (6, 7) of the U-shaped diaphragm (1) are arranged with their free ends 10 opposed to the counter ring (4).

9. Glijringafdichting volgens een van de conclusies 1 tot 6, met het kenmerk, dat het membraan (1) Z-vormig met twee in tegenovergestelde richting wijzende benen is uitgevoerd. 15Slip ring seal according to one of claims 1 to 6, characterized in that the diaphragm (1) is Z-shaped with two legs pointing in the opposite direction. 15

10. Glijringafdichting volgens een van de conclusies 1 tot 9, met het kenmerk, dat de buitenste omtreksrand (17) van de schotelveer (3) ten minste gedurende het transport tegen het buitenste been (6) van het membraan (1) is afgesteund.Slip ring seal according to one of claims 1 to 9, characterized in that the outer peripheral edge (17) of the disc spring (3) is supported against the outer leg (6) of the membrane (1) at least during transport.

11. Glijringafdichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het been (6) van het membraan (1) dat de buitenste omtreksrand (17) van de schotelveer (3) afsteunt van een uitstekende radiale flens voor het axiaal vastleggen van de schotelveer (3) is voorzien.Slip ring seal according to claim 10, characterized in that the leg (6) of the diaphragm (1) which supports the outer peripheral edge (17) of the disc spring (3) from a projecting radial flange for axially fixing the disc spring ( 3) is provided.

12. Glijringafdichting volgens een van de conclusies 1 tot 11, met het kenmerk, dat het membraan (1) is voorzien van een versterkingsring (19), waarop de vrije omtreksrand (17) van de schotelveer (3) afsteuntSlip ring seal according to one of claims 1 to 11, characterized in that the diaphragm (1) is provided with a reinforcement ring (19) on which the free peripheral edge (17) of the disc spring (3) is supported

13. Glijringafdichting volgens conclusies 12, met het kenmerk, dat de verster- 30 kingsring (19) in het gebied van het vrije einde van het axiaal verlopende been (6) is voorzien van een radiale flens (18) voor het axiaal vastleggen van de schotelveer (3). 1013 21313. Slide ring seal according to claim 12, characterized in that the reinforcement ring (19) in the region of the free end of the axially extending leg (6) is provided with a radial flange (18) for axially fixing the plate spring (3). 1013 213