WO2004018907A1 - Gleitringdichtungsanordnung - Google Patents

Gleitringdichtungsanordnung

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WO2004018907A1
WO2004018907A1 PCT/EP2003/009014 EP0309014W WO2004018907A1 WO 2004018907 A1 WO2004018907 A1 WO 2004018907A1 EP 0309014 W EP0309014 W EP 0309014W WO 2004018907 A1 WO2004018907 A1 WO 2004018907A1
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WO
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sic
seal arrangement
rings
graphite
mechanical seal
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PCT/EP2003/009014
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Feigl
Clemens Simon
Original Assignee
Burgmann Automotive Gmbh
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Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3496—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member use of special materials

Definitions

  • the invention relates to a mechanical seal arrangement according to the preamble of claim 1. It relates in particular to a mechanical seal arrangement with a self-lubricating property for use in sealing liquid or gaseous media.
  • a special area of application of a mechanical seal arrangement according to the invention is the sealing of the drive shafts of CO 2 compressors for air conditioning systems of motor vehicles.
  • a basic requirement for the mechanical seal arrangement is a long service life with a minimal leakage rate under the prevailing operating conditions, which are characterized in particular by high pressures of the medium to be sealed (CO 2 -OEI mixture).
  • Common e.g.
  • EP-A-1 098 117 is in the case of mechanical ring pairings in which one of the mechanical rings, for reasons of improved wear resistance and good thermal conductivity, consists of a silicon carbide (SiC) material which has been brought into a desired shape by a sintering process, the other interacting therewith Slide ring made of a material with good sliding properties such as graphite in order to obtain a self-lubricating property on the interacting sealing surfaces of the slide rings.
  • the disadvantage of slide rings made of pure graphite is their low dimensional stability under the forces due to the low modulus of elasticity of graphite, so that these slide rings can easily deform and warp, which not only increases leakage, but also increases wear on the sealing surfaces Have consequence.
  • the invention has for its object to provide a mechanical seal assembly of the generic type, in which the sealing surfaces of the interacting slide rings can come into contact with each other during operation in contacting sealing engagement, which have improved wear and operating behavior and thus a longer life and are particularly suitable for use in CO 2 refrigeration compressors for automotive air conditioning systems.
  • At least one of the interacting slide rings consists of an SiC-graphite composite material, in which the graphite component in particulate form with a comparatively low proportion of only between 1.0 and 4.0% by volume in an SiC crystal containing a certain grain size SiC base material is provided.
  • the other slide ring can be formed from a conventional SiC material.
  • the graphite composite material is preferably provided for both slide rings.
  • the mechanical seal arrangement is characterized by a high level of leak protection. For example, a practically negligible leakage of oil with an oil / CO 2 mixture as the medium to be sealed was found over long operating times, while the leakage of CO 2 always remained well below the permissible limits.
  • the housing of a piece of equipment to be sealed for example a refrigerant compressor for compressing a refrigerant, such as CO 2
  • a refrigerant compressor for compressing a refrigerant, such as CO 2
  • 2 denotes a shaft guided through a housing bore 3, for example a compressor drive shaft.
  • a mechanical seal arrangement is provided in order to seal the shaft 2 with respect to the housing bore 3.
  • the invention is not limited to the aforementioned use in refrigerant compressors or to a special configuration of the mechanical seal arrangement, which is explained in more detail below.
  • the mechanical seal arrangement comprises a pair of interacting slide rings 4, 5, of which the slide ring 4 for rotationally fixed mounting on the housing 1 and the slide ring 5 is provided for common rotation with the shaft 2.
  • An O-ring 6 can be inserted in a groove on the outer circumference of the rotationally fixed slide ring 4 in order to seal the rotationally fixed slide ring 4 with respect to the housing bore 3.
  • the sliding ring 5 rotating with the shaft 2 can contain an axial recess 7 in its peripheral surface facing the shaft 2, in which an O-ring 8 is inserted, which creates a seal between the rotating sliding ring 5 and the shaft 2.
  • the slide rings 4, 5 have mutually facing radial sealing surfaces 9, 10, which are held in sealing engagement with one another by a rotating slide ring 5 with an axial biasing force against the rotationally fixed slide ring 4 biasing device 11.
  • the pretensioning device 11 can comprise a plate or helical spring, which is supported with an axial end on a support ring 12 fastened to the rotating slide ring 5 by means of a clip 13.
  • the support ring 12 can cover the outer axial end of the recess 7 receiving the O-ring 8, so that the O-ring 8 is prevented from coming out of the recess 7.
  • both slide rings 4, 5 are formed from a material containing silicon carbide (SiC).
  • SiC silicon carbide
  • this material has a high inherent rigidity, good wear resistance, good heat resistance and high thermal conductivity.
  • a graphite component with a certain proportion is added to the SiC base material in order to obtain a self-lubricating property or to generate a lubricating film between the sealing surfaces 9, 10 which are in engagement with one another during operation.
  • the SiC base material should be composed of platelet-shaped SiC crystals with a certain grain size or at least a certain proportion of such coarse-grain SiC crystals should be contained in a fine-grain SiC matrix material. This gives the SiC base material a certain suitable porosity, which can be, for example, about 2% by volume in order to create pores for the accommodation of a graphite component. A pore size between 30 and 150 ⁇ m is preferred.
  • the maximum expansion of the SiC crystals should be between 5 and 1500 ⁇ m, preferably 10 and 1000 ⁇ m. Suitable techniques for growing such SiC crystals are known to the person skilled in the art and therefore do not require any further explanation at this point.
  • the proportion of the graphite component in the SiC base material is between 1.0 and 4.0% by volume, preferably 1, 5 and 3.0% by volume, most preferably 1, 8 and 2.5% by volume.
  • the graphite component could be limited to a cross-sectional area close to the sealing surfaces 9, 10, while the other cross-sectional areas of the slide rings 4, 5 could be essentially graphite-free, the simple shaping of the slide rings 4, 5 results in a uniform distribution of the graphite component over the whole Ring cross-section preferred.
  • the size of the graphite particles should be between 20 and 200 ⁇ m, preferably 40 and 150 ⁇ m, most preferably 50 and 120 ⁇ m.
  • the sealing surfaces 9, 10 of the slide rings 4, 5 with the aforementioned inner structure are machined to a roughness measure R k in the range from 0.05 to 0.4 ⁇ m using known smoothing techniques, such as grinding, lapping. Further advantageous ranges for the roughness measure are: 0.1 to 0.4 ⁇ m and 0.15 to 0.3 ⁇ m. Most preferably the roughness measure between 0.2 and 0.25 ⁇ m.
  • R k for a more detailed definition of the roughness measure R k and methods for determining it, reference can be made to DIN standard 13565.
  • Known techniques can be used to manufacture slide rings from the aforementioned SiC graphite composite material.
  • One such technique is to mix and add SiC grains containing at least a portion of SiC crystals of the aforementioned size and grahite particles with the aforementioned portion, optionally with the addition of a suitable sintering aid such as boron or aluminum to compress or compress a shape corresponding to the desired slide ring configuration.
  • the pressing obtained is then heated in an oven to a suitably high temperature at which the SiC grains sinter or "bake together" to form a porous microstructure, the pores filling with free garphite particles.
  • the size of the pores depends, inter alia, on the Size of the SiC crystals used in the granular starting mixture, which, as mentioned above, should be between 5 and 1500 ⁇ m, preferably 10 and 1000 ⁇ m.
  • a mechanical seal arrangement with a structure as shown in the drawing for sealing a shaft with a nominal diameter of 13 mm comprised a pair of mechanical seals according to the invention made of a SiC graphite composite material with the following parameters:
  • Particle-sized graphite varying between 50 and 120 [ ⁇ m]

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Sealing (AREA)

Abstract

Eine Gleitringdichtungsanordnung umfasst wenigstens ein Paar mit ihren gegenüberliegende Dichtflächen (9, 10) in dichtendem Eingriff miteinander gehaltenen Gleitringen (4, 5), von denen einer drehfest und der andere zur gemeinsamen Drehung mit einem rotierenden Bauteil (2) vorgesehen ist. Die beiden Gleitringe sind aus einem SiC­-Material gebildet, dem bei wenigstens einem der Gleitringe eine Graphitkomponente hinzugefügt ist. Die Grahitkomponente ist in partikulärer Form mit einem Anteil zwischen 1,0 and 4,0 Vol.% in einem SiC-Kristalle mit einer Korngrösse zwischen 5 und 1500 µm umfassenden SiC-Matrixmaterial vorgesehen ist. Die Korngrösse der Grahitpartikel beträgt zwischen 20 and 200 µm.

Description

Gleitringdichtungsanordnung
Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie betrifft insbesondere eine Gleitringdichtungsanordnung mit selbstschmierender Eigenschaft für den Einsatz zur Abdichtung von flüssigen oder gasförmigen Medien.
Ein besonderes Einsatzgebiet einer Gleitringdichtungsanordnung nach der Erfindung ist die Abdichtung der Antriebswellen von CO2-Kompressoren für Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen. Hierbei ist eine Grundanforderung an die Gleitringdichtungsanordnung eine lange Lebensdauer bei minimaler Leckagerate unter den herrschenden Betriebsbedingungen, die insbesondere durch hohe Drücke des abzudichtenden Mediums (CO2-ÖI-Gemisch) geprägt sind. Gewöhnlich (z.B. EP-A-1 098 117) ist bei Gleitringpaarungen, bei denen einer der Gleitringe aus Gründen der verbesserten Verschleissfestigkeit und guten Wärmeleitfähigkeit aus einem durch einen Sintervorgang in eine gewünschte Form gebrachten Siliciumkarbid (SiC)-Material besteht, der damit zusammenwirkende andere Gleitring aus einem Material mit guter Gleiteigenschaft wie Graphit gebildet, um an den zusammenwirkenden Dichtflächen der Gleitringe eine selbstschmierende Eigenschaft zu erhalten. Nachteil von Gleitringen aus reinem Graphit ist deren geringe Formbeständigkeit unter den einwirkenden Kräften infolge des geringen Elastizitätsmoduls von Graphit, so dass sich diese Gleitringe leicht verformen und sich Verwerfungen einstellen können, die nicht nur eine erhöhte Leckage, sondern auch einen erhöhten Verschleiss an den Dichtflächen zur Folge haben. Es wurde schon vorgeschlagen (EP-A-1 205 695), eine Gleitringpaarung vorzusehen, bei der ein Gleitring aus einem SiC-Material und der andere aus einem SiC-Graphit-Verbundmaterial besteht. Die Graphitkomponente wird bei einem Sintervorgang durch eine nur teilweise Umwandlung der Graphitphase in SiC an einer Schicht nahe der Dichtfläche gebildet. In dieser Schicht kann der Graphitgehalt zwischen 40 und 85 % betragen, was eine sehr weitgehende Graphitisierung der Dichtfläche bedeutet, die sich daher hinsichtlich ihres Betriebsverhaltens nicht wesentlich von einer reinen Graphitfläche unterscheiden dürfte. Ferner ist es bei einer berührungslos arbeitenden Gleitringdichtungsanordnung (EP-A-0 900 959) bekannt, wenigstens einen der zusammenwirkenden Gleitringe aus einem SiC-Graphit- Verbundmaterial zu bilden. Besondere Anforderungen an die Verschleissfestigkeit der Gleitringe werden dabei nicht gestellt, da die Dichtflächen bei Betrieb ausser Berührung miteinander gehalten sind, indem zwischen diesen infolge förderwirksamer Strukturen in den Dichtflächen ein mediumgefüllter Spalt gebildet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitringdichtungsanordnung der gattungsgemässen Art, bei der die Dichtflächen der zusammenwirkenden Gleitringe bei Betrieb in berührender dichtender Eingriffnahme miteinander treten können, zu schaffen, die ein verbessertes Verschleiss- und Betriebsverhalten und damit eine verlängerte Lebensdauer aufweisen und sich insbesondere für den Einsatz bei CO2- Kältekompressoren für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen eignen soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Danach besteht wenigstens einer der zusammenwirkenden Gleitring aus einem SiC-Graphit-Verbundmaterial, bei dem die Graphitkomponente in partikulärer Form mit einem vergleichweise niedrigen Anteil von nur zwischen 1 ,0 und 4,0 Vol.% in einem SiC-Kristalle mit einer bestimmten Korngrösse enthaltenden SiC-Basismaterial vorgesehen ist. Der andere Gleitring kann dagegen aus einem herkömmlichen SiC- Material gebildet sein. Vorzugsweise wird das Graphit-Verbundmaterial jedoch für beide Gleitringe vorgesehen. Wegen des hohen Anteils an SiC, der deutlich höher als bei den bekannten SiC-Graphit-Verbundmaterialien liegt, wird das Betriebsverhalten des Gleitringes durch die Grahitkomponente praktisch nicht beeinträchtigt, so dass die vorteilhaften mechanischen und thermischen Eigenschaften von SiC im Wesentlichen uneingeschränkt erhalten bleiben und sich eine erfindungsgemäss aufgebaute Gleitringdichtungsanordnung durch eine hohe Verschleissfestigkeit, Lebensdauer und Betriebsstabilität auszeichnet. Die Korngrösse der Grahitpartikel sollte zwischen 20 und 200 μm, vorzugsweise 40 und 150 μm, höchstvorzugsweise 50 und 120 μm betragen. Es wurde festgestellt, dass trotz des niedrigen Anteils an Graphit stets ein ausreichender, stabiler Schmierfilm zwischen den zusammenwirkenden Dichtflächen der Gleitringe gebildet wird, um eine übermässige Reibung und damit verbundene Erwärmung der Gleitringe zu verhindern. Unter anderem bedeutet dies einen Betrieb der Gleitringdichtungsanordnung mit sehr geringer Leistungsaufnahme. Gleichzeitig zeichnet sich die Gleitringdichtungsanordnung durch eine hohe Leckagesicherheit aus. Beispielsweise wurde über lange Betriebszeiten eine praktisch vernachlässigbare Leckage von Öl bei einem Öi/Cθ2-Gemisch als abzudichtendes Medium festgestellt, während die Leckage von CO2 stets deutlich unterhalb der zulässigen Grenzen blieb. Bezüglich vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung kann auf die Ansprüche verwiesen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert, die eine Gleitringdichtungsanordnung in längsgeschnittener Ansicht zeigt.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist in der Zeichnung fragmentarisch das Gehäuse einer abzudichtenden Gerätschaft, z.B. eines Kältemittelkompressors für die Verdichtung eines Kältemittels, wie CO2, und mit 2 eine durch eine Gehäusebohrung 3 geführte Welle, z.B. eine Kompressorantriebswelle, bezeichnet. Eine
Gleitringdichtungsanordnung ist vorgesehen, um die Welle 2 gegenüber der Gehäusebohrung 3 abzudichten. Die Erfindung ist jedoch weder auf die erwähnte Anwendung bei Kältemittelkompressoren noch auf eine nachfolgend näher erläuterte spezielle Ausgestaltung der Gleitringdichtungsanordnung beschränkt.
Die Gleitringdichtungsanordnung umfasst ein Paar zusammenwirkende Gleitringe 4, 5, von denen der Gleitring 4 zur drehfesten Montage am Gehäuse 1 und der Gleitring 5 zur gemeinsamen Drehung mit der Welle 2 vorgesehen ist. In einer Nut am äusseren Umfang des drehfesten Gleitringes 4 kann ein O-Ring 6 eingelegt sein, um den drehfesten Gleitring 4 gegenüber der Gehäusebohrung 3 abzudichten. Der mit der Welle 2 rotierende Gleitring 5 kann eine axiale Ausnehmung 7 in seiner der Welle 2 zugewandten Umfangsf lache enthalten, in der ein O-Ring 8 eingelegt ist, der eine Abdichtung zwischen dem rotierenden Gleitring 5 und der Welle 2 schafft. Die Gleitringe 4, 5 haben einander zugewandte radiale Dichtflächen 9, 10, die durch eine, den rotierenden Gleitring 5 mit einer axialen Vorspannkraft gegen den drehfesten Gleitring 4 beaufschlagenden Vorspanneinrichtung 11 in dichtendem Eingriff miteinander gehalten sind.
Die Vorspanneinrichtung 11 kann eine Teller- oder Wendelfeder umfassen, die sich mit einem axialen Ende an einem am rotierenden Gleitring 5 mittels eines Clips 13 befestigten Stützring 12 abstützt. Der Stützring 12 kann das äussere axiale Ende der den O-Ring 8 aufnehmenden Ausnehmung 7 überdecken, so dass der O-Ring 8 an einem Herausgelangen aus der Ausnehmung 7 gehindert ist.
Der vorbeschriebene Aufbau der Gleitringdichtungsanordnung ist aus der DE-U-201 20 966 grundsätzlich bekannt, so dass auf diese Druckschrift bezüglich weiterer Details verwiesen werden kann.
Erfindungsgemäss sind beide Gleitringe 4, 5 aus einem Siliziumkarbid (SiC) als Basis enthaltenen Material gebildet. Dieses Material hat gleichzeitig eine hohe inhärente Steifigkeit, gute Verschleissfestigkeit, gute Wärmebeständigkeit und hohe Wärmeleitfähigkeit. Dem SiC-Basismaterial ist eine Graphitkomponente mit einem bestimmten Anteil hinzugefügt, um eine selbstschmierende Eigenschaft zu erhalten bzw. bei Betrieb zwischen den in Eingriff miteinander stehenden Dichtflächen 9, 10 einen Schmierfilm zu erzeugen. Es wurde erfindungsgemäss festgestellt, dass das SiC-Basismaterial aus plättchenförmigen SiC-Kristallen mit einer bestimmten Korngrösse zusammengesetzt oder wenigstens in einem feinkörnigem SiC-Matrixmaterial ein gewisser Anteil solcher grobkörniger SiC-Kristalle enthalten sein sollte. Dadurch erhält das SiC-Basismaterial eine bestimmte geeignete Porosität, die beispielsweise etwa 2 Vol.% betragen kann, um Poren für die Aufnahme einer Graphitkomponente zu schaffen. Eine Porengrösse zwischen 30 und 150 μm wird bevorzugt.
Die maximale Ausdehnung der SiC-Kristalle sollte zwischen 5 und 1500 μm, vorzugsweise 10 und 1000 μm betragen. Geeignete Techniken zur Züchtung derartiger SiC-Kristalle sind dem Fachmann bekannt und bedürfen an dieser Stelle daher keiner näheren Erläuterung.
Der Anteil der Graphitkomponente in dem SiC-Basismaterial beträgt zwischen 1 ,0 und 4,0 Vol.%, vorzugsweise 1 ,5 und 3,0 Vol.%, höchstvorzugsweise 1 ,8 und 2,5 Vol.%. Obschon die Graphitkomponente auf einen Querschnittsbereich nahe den Dichtflächen 9, 10 beschränkt sein könnte, wähend die übrigen Querschnittsbereiche der Gleitringe 4, 5 im Wesentlichen graphitfrei ausgebildet sein könnten, wird wegen der einfacheren Formung der Gleitringe 4, 5 eine gleichmässige Verteilung der Graphitkomponente über den gesamten Ringquerschnitt bevorzugt.
Infolge der Einlagerung von Graphit in den Poren des SiC-Basismaterials liegt dieses in Partikelform ohne chemische Bindung mit dem SiC des Basismaterials vor. Die Grosse der Grahitpartikel sollte zwischen 20 und 200 μm, vorzugsweise 40 und 150 μm, höchstvorzugsweise 50 und 120 μm, betragen.
Die Dichtflächen 9, 10 der Gleitringe 4, 5 mit dem vorerwähnten inneren Aufbau werden nach bekannten Glättungstechniken, wie Schleifen, Läppen, auf ein Rauhigkeitsmass Rk im Bereich von 0,05 bis 0,4 μm bearbeitet. Weitere vorteilhafte Bereiche für das Rauhigkeitsmass sind: 0,1 bis 0,4 μm und 0,15 bis 0,3 μm. Höchstvorzugsweise beträgt das Rauhigkeitsmass zwischen 0,2 und 0,25 μm. Zur näheren Definition des Rauhigkeitsmasses Rk und Methoden zu dessen Bestimmung kann auf die DIN-Norm 13565 verwiesen werden.
Für die Herstellung von Gleitringen aus dem vorerwähnten SiC-Graphit- Verbundmaterial können bekannte Techniken herangezogen werden. Eine derartige Technik besteht darin, SiC-Körner, die wenigstens einen Anteil an SiC-Kristallen der vorerwähnten Grosse enthalten, und Grahit-Partikel mit dem vorerwähnten Anteil, ggf. unter Hinzufügung eines geeigneten Sinterhilfsmittels, wie Bor oder Aluminium, miteinander zu vermischen und zu einer der gewünschten Gleitringkonfiguration entsprechenden Gestalt zu verpressen bzw. zu verdichten. Der erhaltene Pressung wird dann in einem Ofen bis auf eine geeignet hohe Temperatur erhitzt, bei der die SiC- Körner zu einer porösen MikroStruktur sintern bzw. „zusammenbacken", wobei sich die Poren mit freien Garphitpartikeln füllen. Die Grosse der Poren hängt u.a. von der Grosse der verwendeten SiC-Kristalle in der körnigen Ausgangsmischung ab, die, wie vorerwähnt, zwischen 5 und 1500 μm, vorzugsweise 10 und 1000 μm betragen sollte.
Beispiel:
Eine Gleitringdichtungsanordnung mit einem Aufbau, wie er in der Zeichnung gezeigt ist, zur Abdichtung einer Welle mit einem Nenndurchmesser von 13 mm umfasste ein Paar erfindungsgemässe Gleitringe aus einem SiC-Graphit-Verbundmaterial mit folgenden Parametern:
Härte: 2500 [HV 0,5]
E-Modul: 410 [Gpa]
Wärmeleitfähigkeit: 110 [W/mK]
Wärmeausdehungs- Koeffizient: < 5,5 [10-6/K]
Korngrösse SiC-Kristalle in Plattenform: variierend zwischen 10 und 1000 [μm] Anteil Graphit: 2,2 [Vo.%]
Partikelg rosse Graphit: variierend zwischen 50 und120 [μm]
Rauhigkeit Rκ der Dichtfläche: 0,25 [μm]
Die Versuche wurden praxisnah mit einem CO2/ÖI-Gemisch als abzudichtendes Medium bei einer Temperatur zwischen -40°C bis +200°C, einem Betriebsdruck von 4-7 Mpa und einer Drehzahl von 750 min"1 durchgeführt. Die Versuche ergaben eine minimale Leckage über eine Betriebszeit von 2000 h an Öl von 1g und CO2 von 25g. Dies bestätigt, dass über der gesamten Betriebszeit praktisch keine Funktionsminderung stattgefunden hat. Bei einer Überprüfung der Beschaffenheit der Dichtfläche am Ende der Betriebszeit konnte praktisch kein Verschleiss festgestellt werden. Beide Faktoren sind ein deutliches Indiz für ein verformungsfreies Zusammenwirken der Gleitringe, was einerseits auf die gute Formstabilität des verwendeten SiC-Graphit-Verbundmaterials und andererseits auf dessen ausreichender Schmierwirkung zurückzuführen ist. Es wurden darüber hinaus nur sehr geringe Verluste durch Reibung zwischen den Dichtflächen gemessen. Diese betrugen bei Betriebsdrehzahlen bis ca. 2500 min"1 nur 50% oder weniger als die gemessenen Verluste bei einer herkömmlichen verschleissfesten Wolframkarbid/Siliciumkarbid- Materialpaarung der Gleitringe unter ansonsten gleichen Betriebsbedingungen.
Obschon die Erfindung vorausgehend anhand einer Ausführungsform beschrieben wurde, bei der beide Gleitringe aus dem erfindungsgemässen SiC-Graphit- Verbundmaterial gebildet sind, könnte dieses auch - unter Inkaufnahme eines geringfügig herabgesetzten, jedoch für gewisse Anwendungsfälle ohne Weiteres akzeptablem Betriebsverhalten - bei nur einem der Gleitringe, vorzugsweise dem rotierenden Gleitring vorgesehen sein, während der drehfeste Gleitring aus einem herkömlichen SiC-Material bestehen könnte. Im Rahmen der Erfindung liegt ferner ein Austausch des Graphitmaterials durch ein Material mit vergleichbarer tribologischer Eigenschaft, sofern dieses in der erwähnten Weise in ein SiC-Basismaterial eingebracht werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Gleitringdichtungsanordnung mit wenigstens einem Paar mit ihren gegenüberliegende Dichtflächen (9,10) in dichtendem Eingriff miteinander gehaltenen Gleitringen (4,5), von denen einer drehfest und der andere zur gemeinsamen Drehung mit einem rotierenden Bauteil vorgesehen ist, wobei beide Gleitringe aus einem SiC- Material gebildet sind, dem bei wenigstens einem der Gleitringe eine Graphitkomponente hinzugefügt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Grahitkomponente in partikulärer Form mit einem Anteil zwischen 1 ,0 und 4,0 Vol.%, vorzugsweise 1 ,5 und 3,0 Vol.%, höchstvorzugsweise 1 ,8 und 2,5 Vol.%, in einem SiC- Kristalle mit einer Korngrösse zwischen 5 und 1500 μm, vorzugsweise 10 und 1000 μm umfassenden SiC-Matrixmaterial vorgesehen ist.
2. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Korngrösse der Grahitpartikel zwischen 20 und 200 μm, vorzugsweise 40 und 150 μm, höchstvorzugsweise 50 und 120 μm beträgt.
3. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtflächen (9,10) der Gleitringe (4,5) auf ein Rauhigkeitsmass Rk zwischen 0,05 und 0,4 μm, vorzugsweise 0,1 und 0,4 μm, weiter vorzugsweise 0,15 und 0,3 μm und höchstvorzugsweise 0,25 μm bearbeitet sind.
4. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gleitringe (4,5) gleichartig ausgebildet sind.
5. Gleitringdichtungsanordnung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass nur einer der Gleitringe (4,5) die Graphitkomponente aufweist.
6. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die SiC-Kristalle in im Wesentlichen Plättchenform vorgesehen sind.
7. Gleitringdichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Graphitkomponente im Wesentlichen gleichmässig in dem SiC-Material verteilt ist.
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