WO2017125227A1 - Gleitringdichtungsanordnung mit reduzierter leckage - Google Patents

Gleitringdichtungsanordnung mit reduzierter leckage Download PDF

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WO2017125227A1
WO2017125227A1 PCT/EP2016/081734 EP2016081734W WO2017125227A1 WO 2017125227 A1 WO2017125227 A1 WO 2017125227A1 EP 2016081734 W EP2016081734 W EP 2016081734W WO 2017125227 A1 WO2017125227 A1 WO 2017125227A1
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ring
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throttle
seal ring
contact surface
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PCT/EP2016/081734
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French (fr)
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Johannes Pröbstl
Berthold Schulten
Ulrich Schubert
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EagleBurgmann Germany GmbH and Co KG
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    • F16J15/363—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member connected by a diaphragm or bellow to the other member the diaphragm or bellow being made of metal

Definitions

  • the present invention relates to a mechanical seal assembly with a reduced leakage, in particular on an annular gap located in the radial direction of a sliding ring.
  • the Gieitringdichtungsan angel ring with the features of claim 1 allows a reduced leakage at a radial peripheral side of a sliding ring.
  • the Gieitringdichtungsan onion includes a mechanical seal with a stationary and rotating seal ring, which define a sealing gap between them and a stationary throttle ring.
  • the throttle ring is disposed on an outer circumference of the rotating seal ring such that there is an annular gap extending in the axial direction between the rotating seal ring and the throttle ring.
  • the rotating seal ring is made of a material which is harder than the material of the throttle ring. The choice of the softer material for the throttle ring, in particular an accurate assembly of the throttle ring is possible, so that the annular gap between the throttle ring and rotating seal ring can be accurately adjusted and has a very small radial dimension.
  • the annular gap between the throttle ring and the rotating seal ring is preferably less than or equal to 0.2 mm.
  • the annular gap is in a range between 0.08 mm to 0.2 mm and in particular between 0.05 mm to 0.15 mm and is in particular 0.1 mm.
  • the annular gap is preferably a Kohlering, which consists of 100% carbon.
  • the throttle ring is in the axial direction of the Gieitringdichtungsanssen on a rear side of the rotating seal ring with a predetermined projection on the back in the axial direction.
  • the predetermined supernatant is preferably at most 0.15 mm, and more preferably in a range from 0.05 to 0.15 mm.
  • the throttle ring in the axial direction to an extent which is longer than an extension of the rotating seal ring in the axial direction.
  • the throttle ring over to both axial sides of the rotating seal ring.
  • the throttle ring covers the sealing gap between the slip rings.
  • the throttle ring is shrunk into an outer sleeve of the mechanical seal assembly. By providing the shrinkage connection between the outer sleeve and the throttle ring, a particularly accurate positioning of the throttle ring can be made possible.
  • the mechanical seal assembly further comprises a shaft seal having a first and second sealing lip. The shaft seal seals with the two sealing lips preferably on a common component, in particular a shaft sleeve from.
  • the mechanical seal further comprises a slip ring carrier, which supports the stationary seal ring.
  • a leakage channel for discharging leakage is also preferably provided. The leakage channel preferably leads from a gap between the mechanical seal and the shaft seal.
  • the mechanical seal assembly further comprises a biasing member which exerts an axial bias on the stationary seal ring.
  • the biasing element is preferably a bellows, in particular a metal bellows.
  • the bellows is preferably connected to a biasing ring, in particular by means of a welded connection, which contacts a rear side of the stationary sliding ring.
  • a contact region is particularly preferably provided, which is provided by a first contact surface on a rear side of the stationary seal ring and a second contact surface on the biasing ring.
  • the stationary seal ring is preferably made of a material having a lower hardness than a material of the biasing ring.
  • the stationary seal ring is particularly preferably a Kohlering.
  • the biasing ring is preferably made of a metal material.
  • the first and second contact surfaces are further preferably processed by means of fine machining methods and have a low average roughness, in particular in the range of 0.01 ⁇ m to 0.5 ⁇ m, preferably 0.1 ⁇ m to 0.3 ⁇ m, and in particular 0.5 ⁇ m , In order to achieve a high surface pressure in the contact region between the two contact surfaces, the first contact surface is preferably smaller than the second contact surface.
  • the first contact surface is provided on the stationary seal ring on an annular shoulder projecting in the axial direction of the slip ring sealing arrangement.
  • a first average diameter of the contact region between the first and second contact surfaces is preferably equal to a second average diameter at the sliding surfaces of the two sliding rings.
  • a third average diameter of the bellows is preferably smaller than the first mean diameter of the contact region.
  • the Gieitringdichtungsan accent is particularly preferably provided as a pre-assembly in which a partial or complete pre-assembly is possible, so that a mounting at a site of the Gieitringdichtungsan ever is then significantly easier.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of an inventive
  • Fig. 2 is a schematic, perspective sectional view of
  • Fig. 3 is a schematic, enlarged view of the mechanical seal of
  • the Gieitringdichtungsan onion 1 comprises a mechanical seal 2 with a first seal ring 3 and a second seal ring 4.
  • the first seal ring 3 the stationary seal ring and the second sliding ring 4 of the rotating seal ring.
  • a sealing gap 5 is present, which is limited by the sliding surfaces of the two sliding rings 3, 4.
  • the mechanical seal 2 seals a media side 40 to a side at which a different pressure level, in particular ambient pressure, prevails.
  • the seal is made to a storage space 21 which is filled with oil to lubricate a bearing 20.
  • the mechanical seal assembly 1 of this embodiment is further formed as a pre-assembly, d. H. it is one, at least partially, pre-assembly possible, so that later installation at the site is facilitated.
  • the mechanical seal assembly 1 seals on a shaft 18, which drives a rotating member 19, from.
  • the second seal ring 4 (rotating seal ring) is arranged on a shaft sleeve 10, which is connected to the shaft 18.
  • the mechanical seal assembly 1 is installed in a housing member 31.
  • an outer sleeve 23 is provided, which allows easy handling of the subassembly.
  • a slide ring carrier 13 holds the first slide ring 3 (stationary slide ring).
  • the Gleitring may 13 also receives a biasing element, which is designed as a bellows 8 ,.
  • the bellows 8 exerts a biasing force F in the direction of the first sliding ring 3 (see Fig. 1).
  • the bellows 8 is fixed to a biasing ring 7, preferably by means of a welded connection. An opposite end of the bellows 8 is fixed to a support ring 17, which is supported on the slip ring carrier 13. Between the first seal ring 3 and the biasing ring 7, a contact region 50 is provided. In this case, a first contact surface 11 is provided on a rear side 6 of the first sliding ring 3 and a second contact surface 12 is provided on a side of the pretensioning ring 7 directed toward the first sliding ring (see FIG. 3).
  • the mechanical seal assembly 1 further comprises a shaft seal 9, which has a first sealing lip 91 and a second sealing lip 92nd having.
  • the two sealing lips 91, 92 in this case seal on a same component, in this embodiment, on the shaft sleeve 10.
  • the first sealing lip 91 seals against one of the media side 40 via column to the shaft seal 9 arrived medium and the second sealing lip 92 seals against the oil in the storage room 21 from.
  • the shaft sealing ring 9 is supported on the outer sleeve 23 via an intermediate component 90.
  • a leakage channel 30 is also provided, via which, as indicated in Fig. 1 by the arrow L, leakage, which can get into an intermediate space 70 between the mechanical seal 2 and the shaft seal 9, can be dissipated.
  • a leak can pass from the media side 40 via a media gap 22 between the rotating member 19 and the housing member 31 via an annular gap 15 and the sealing gap 5 between the two slip rings 3, 4 to the gap 70.
  • the annular gap 15 is provided between an outer circumference of the second sliding ring 4 and a throttle ring 14.
  • the throttle ring 14 is fixed by means of a shrink connection 80 on the inner circumference of the outer sleeve 23.
  • the throttle ring 14 is made of a material which has a lower hardness than the second seal ring.
  • the throttle ring 14 is preferably provided as Kohlering.
  • the contact area 50 on the rear side 6 of the first sliding ring 3 and the pretensioning ring 7 is provided with as close a contact as possible without a gap between the first sliding ring 3 and the pretensioning ring 7 in order to avoid any leakage through this path into the Allow gap 70.
  • first contact surface 11 and the second contact surface 12 are processed by means of fine machining measures. This results in a very small roughness depth of the first contact surface 11 on the first slide ring 3 and the second contact surface 12 on the biasing ring 7. The roughness depth is at both contact surfaces about 0.15 pm.
  • the first contact surface 11 is provided on an annular shoulder 60 on the rear side 6 of the first sliding ring 3.
  • the annular shoulder 60 is formed protruding in the axial direction XX of the mechanical seal assembly in the direction of the biasing ring 7.
  • a surface of the first contact surface 11 is significantly smaller than a surface of the second contact surface 12.
  • the biasing ring 7 is further formed of a material having a greater hardness than a material of the first slide ring 3.
  • the slip ring 3 is a carbon ring 100% made of carbon
  • the bias ring 7 is a steel ring.
  • the contact region 50 is preferably arranged on a first average diameter D1, which is equal to a second average diameter D2 on the sliding surfaces of the two seal rings 3, 4.
  • a third average diameter D3 on the bellows 8 is smaller than the first and second diameter D1, D2.
  • the three diameters D1, D2 and D3 are shown schematically in FIG.
  • the annular gap 15 has a width of less than or equal to 0.2 mm, in particular in a range of about 0.08 mm to 0.2 mm, preferably 0.1 mm to 0.15 mm.
  • the first slide ring 3 made of, for example, coal can be loosely inserted into the slide ring carrier 13 and centered on the slide ring carrier 13 via a small radial gap.
  • the mechanical seal 2 and the shaft sealing ring 9 and the biasing element 8 can be arranged together in a preassembly, so that an assembly of the mechanical seal assembly 1 can be facilitated.
  • the throttle ring 14 projects in the axial direction XX about a projection 16 via a rear side 41 of the second sliding ring 4. This prevents a contact between the rotating member 19 and the second seal ring 4 occurs during shaft movements and / or Wellenausschept, so that the second seal ring 4 is protected by the throttle ring 14 from such contacts.
  • the supernatant 16 in the axial direction is less than or equal to 0.15 mm and is in particular in a range between 0.05 and 0.15 mm.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung, umfassend eine Gleitringdichtung (2) mit einem stationären Gleitring (3) und einem rotierenden Gleitring (4), welche zwischen sich einen Dichtspalt (5) definieren, einen stationären Drosselring (14), welcher an einem äußeren Umfang des rotierenden Gleitrings (4) angeordnet ist, wobei zwischen dem Drosselring (14) und dem rotierenden Gleitring (4) ein in Axialrichtung verlaufender Ringspalt (15) vorhanden ist, und wobei der rotierende Gleitring (4) aus einem Material hergestellt ist, welches härter ist als ein Material des Drosselrings (14).

Description

Gleitringdichtungsanordnung mit reduzierter Leckage
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleitringdichtungsanordnung mit einer reduzierten Leckage, insbesondere an einem in Radialrichtung eines Gleitrings gelegenen Ringspalt.
Gleitringdichtungsanordnungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Im Betrieb kann dabei neben einer Leckage über einen Dichtspalt zwischen einem rotierenden und einem stationären Gleitring auch eine Leckage an radialen Ringspalten oder an einer Rückseite der Gleitringe auftreten. Hierbei wird üblicherweise ein metallischer Gleitringdichtungsträger verwendet, welcher den abzudichtenden Gleitring an der Rückseite kontaktiert und in Axialrichtung an einem äußeren Umfang übergreift, wie bspw. aus der DE 10 2014 203 336 A1 bekannt. Bei dieser Druckschrift wird der rotierende Gleitring von einem derartigen, im Schnitt L-förmigen Gleitringträger übergriffen. Ein Faltenbalg stellt dabei eine axiale Beweglichkeit des rotierenden Gleitrings sicher, um ein Nachsetzen des Gleitrings bei einer Bewegung der Welle zu ermöglichen. Insbesondere bei Abdichtung von heißen gasförmigen Medien kann jedoch eine Leckage zwischen dem Gleitringträger und dem Gleitring über die Rückseite des Gleitrings auftreten oder eine Leckage an einem radialen Ringspalt am Außenumfang des rotierenden Gleitrings.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gleitringdichtungsanordnung bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit eine verbesserte Abdichtung insbesondere an einem radialen Ringspalt eines Gleitrings einer Gleitringdichtung ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch eine Gieitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Gieitringdichtungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht eine reduzierte Leckage an einer radialen Umfangsseite eines Gleitrings. Die Gieitringdichtungsanordnung umfasst dabei eine Gleitringdichtung mit einem stationären und rotierenden Gleitring, welche zwischen sich einen Dichtspalt definieren sowie einen stationären Drosselring. Der Drosselring ist an einem äußeren Umfang des rotierenden Gleitrings angeordnet derart, dass zwischen dem rotierenden Gleitring und dem Drosselring ein in Axialrichtung verlaufender Ringspalt vorhanden ist. Dabei ist der rotierende Gleitring aus einem Material hergestellt, welches härter ist als das Material des Drosselrings. Durch die Wahl des weicheren Materials für den Drosselring ist insbesondere eine genaue Montage des Drosselrings möglich, sodass der Ringspalt zwischen Drosselring und rotierendem Gleitring genau eingestellt werden kann und ein sehr kleines Radialmaß aufweist.
Der Ringspalt zwischen Drosselring und rotierendem Gleitring ist vorzugsweise kleiner oder gleich 0,2 mm. Besonders bevorzugt liegt der Ringspalt in einem Bereich zwischen 0,08 mm bis 0,2mm und insbesondere zwischen 0,05 mm bis 0,15 mm und beträgt insbesondere 0,1 mm.
Der Ringspalt ist vorzugsweise ein Kohlering, welcher zu 100 % aus Kohlenstoff besteht.
Weiter bevorzugt steht der Drosselring in Axialrichtung der Gieitringdichtungsanordnung an einer Rückseite des rotierenden Gleitrings mit einem vorbestimmten Überstand über die Rückseite in Axialrichtung über. Der vorbestimmte Überstand ist vorzugsweise höchstens 0,15 mm und besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,05 bis 0,15 mm.
Weiter bevorzugt weist der Drosselring in Axialrichtung eine Ausdehnung auf, welche länger ist als eine Ausdehnung des rotierenden Gleitrings in Axialrichtung. Besonders bevorzugt steht dabei der Drosselring zu beiden Axialseiten des rotierenden Gleitrings über. Vorzugsweise überdeckt der Drosselring den Dichtspalt zwischen den Gleitringen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der Drosselring in eine Außenhülse der Gleitringdichtungsanordnung eingeschrumpft. Durch das Vorsehen der Schrumpfverbindung zwischen Außenhülse und Drosselring kann eine besonders genaue Positionierung des Drosselrings ermöglicht werden. Weiter bevorzugt umfasst die Gleitringdichtungsanordnung ferner einen Wellendichtring mit einer ersten und zweiten Dichtlippe. Der Wellendichtring dichtet dabei mit den beiden Dichtlippen vorzugsweise an einem gemeinsamen Bauteil, insbesondere einer Wellenhülse, ab.
Weiter bevorzugt umfasst die Gleitringdichtung ferner einen Gleitringträger, welcher den stationären Gleitring abstützt. Im Gleitringträger ist ferner bevorzugt ein Leckagekanal zum Abführen von Leckage vorgesehen. Der Leckagekanal führt vorzugsweise von einem Zwischenraum zwischen der Gleitringdichtung und dem Wellendichtring ab.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Gleitringdichtungsanordnung ferner ein Vorspannelement, welches eine axiale Vorspannung auf den stationären Gleitring ausübt. Das Vorspannelement ist vorzugsweise ein Faltenbalg, insbesondere ein Metallfaltenbalg. Der Faltenbalg ist bevorzugt mit einem Vorspannring, insbesondere mittels einer Schweißverbindung, verbunden, welcher eine Rückseite des stationären Gleitrings kontaktiert. Zwischen dem Vorspannring und dem stationären Gleitring ist besonders bevorzugt ein Kontaktbereich vorgesehen, welcher durch eine erste Kontaktfläche an einer Rückseite des stationären Gleitrings und eine zweite Kontaktfläche am Vorspannring bereitgestellt wird. Der stationäre Gleitring ist dabei bevorzugt aus einem Material hergestellt, welches eine kleinere Härte aufweist, als ein Material des Vorspannrings. Der stationäre Gleitring ist besonders bevorzugt ein Kohlering. Der Vorspannring ist vorzugsweise aus einem Metallmaterial hergestellt.
Die erste und zweite Kontaktfläche sind weiter bevorzugt mittels Feinbearbeitungsverfahren bearbeitet und weisen eine kleine mittlere Rauheit, insbesondere im Bereich von 0,01 pm bis 0,5 pm, bevorzugt 0,1 pm bis 0,3 pm, und insbesondere 0, 5 pm auf. Um eine hohe Flächenpressung im Kontaktbereich zwischen den beiden Kontaktflächen zu erreichen, ist vorzugsweise die erste Kontaktfläche kleiner als die zweite Kontaktfläche.
Weiter bevorzugt ist die erste Kontaktfläche am stationären Gleitring an einem in Axialrichtung der Gieitringdichtungsanordnung vorstehenden Ringabsatz vorgesehen.
Ferner ist bevorzugt ein erster mittlerer Durchmesser des Kontaktbereichs zwischen der ersten und zweiten Kontaktfläche gleich einem zweiten mittleren Durchmesser an den Gleitflächen der beiden Gleitringe. Ferner ist bevorzugt auch ein dritter mittlerer Durchmesser des Faltenbalgs kleiner als der erste mittlere Durchmesser des Kontaktbereichs. Hierdurch kann insbesondere erreicht werden, dass am Kontaktbereich eine hydraulische Belastung vorhanden ist und der Bereich zwischen den beiden Gleitflächen hydraulisch entlastet ist.
Die Gieitringdichtungsanordnung wird besonders bevorzugt als Vorbaugruppe bereitgestellt, in welcher eine teilweise oder vollständige Vormontage möglich ist, sodass eine Montage an einem Einsatzort der Gieitringdichtungsanordnung dann deutlich erleichtert ist.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
Gieitringdichtungsanordnung,
Fig. 2 eine schematische, perspektivische Schnittansicht der
Gieitringdichtungsanordnung von Fig. 1 , und
Fig. 3 eine schematische, vergrößerte Darstellung der Gleitringdichtung der
Gieitringdichtungsanordnung der Fig. 1 und 2. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 eine Gieitringdichtungsanordnung 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst die Gieitringdichtungsanordnung 1 eine Gleitringdichtung 2 mit einem ersten Gleitring 3 und einem zweiten Gleitring 4. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Gleitring 3 der stationäre Gleitring und der zweite Gleitring 4 der rotierende Gleitring. Zwischen den beiden Gleitringen ist ein Dichtspalt 5 vorhanden, welcher durch die Gleitflächen der beiden Gleitringe 3, 4 begrenzt wird.
Die Gleitringdichtung 2 dichtet dabei eine Medienseite 40 zu einer Seite, an welcher ein unterschiedliches Druckniveau, insbesondere Umgebungsdruck, herrscht, ab. In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Abdichtung zu einem Lagerraum 21 , welcher mit Öl gefüllt ist, um ein Lager 20 zu schmieren.
Die Gleitringdichtungsanordnung 1 dieses Ausführungsbeispiels ist ferner als Vorbaugruppe ausgebildet, d. h. es ist eine, zumindest teilweise, Vormontage möglich, sodass ein späterer Einbau am Einsatzort erleichtert wird.
Die Gleitringdichtungsanordnung 1 dichtet dabei an einer Welle 18, welche ein rotierendes Bauteil 19 antreibt, ab.
Der zweite Gleitring 4 (rotierender Gleitring) ist an einer Wellenhülse 10, welche mit der Welle 18 verbunden ist, angeordnet. Die Gleitringdichtungsanordnung 1 ist dabei in einem Gehäusebauteil 31 eingebaut.
Weiterhin ist eine Außenhülse 23 vorgesehen, welche eine einfache Handhabung der Vorbaugruppe ermöglicht.
Ein Gleitringträger 13 hält dabei den ersten Gleitring 3 (stationären Gleitring). Der Gleitringträger 13 nimmt ferner ein Vorspannelement auf, welches als Faltenbalg 8, ausgebildet ist. Der Faltenbalg 8 übt eine Vorspannkraft F in Richtung des ersten Gleitrings 3 aus (vgl. Fig. 1).
Der Faltenbalg 8 ist an einem Vorspannring 7 fixiert, vorzugsweise mittels einer Schweißverbindung. Ein entgegengesetztes Ende des Faltenbalgs 8 ist an einem Abstützring 17, welcher sich am Gleitringträger 13 abstützt, fixiert. Zwischen dem ersten Gleitring 3 und dem Vorspannring 7 ist ein Kontaktbereich 50 vorgesehen. Hierbei ist an einer Rückseite 6 des ersten Gleitrings 3 eine erste Kontaktfläche 1 1 vorgesehen und an einer zum ersten Gleitring gerichteten Seite des Vorspannrings 7 eine zweite Kontaktfläche 12 vorgesehen (vgl. Fig. 3).
Die Gleitringdichtungsanordnung 1 umfasst ferner zusätzlich noch einen Wellendichtring 9, welcher eine erste Dichtlippe 91 und eine zweite Dichtlippe 92 aufweist. Die beiden Dichtlippen 91 , 92 dichten dabei an einem gleichen Bauteil ab, in diesem Ausführungsbeispiel an der Wellenhülse 10. Die erste Dichtlippe 91 dichtet dabei gegenüber einem von der Medienseite 40 über Spalte bis zum Wellendichtring 9 gelangten Medium ab und die zweite Dichtlippe 92 dichtet gegenüber dem im Lagerraum 21 befindlichen Öl ab. Der Wellendichtring 9 ist über ein Zwischenbauteil 90 an der Außenhülse 23 abgestützt.
Im Gleitringträger 13 ist ferner noch ein Leckagekanal 30 vorgesehen, über welchen, wie in Fig. 1 durch den Pfeil L angedeutet, Leckage, welche in einen Zwischenraum 70 zwischen der Gleitringdichtung 2 und dem Wellendichtring 9 gelangen kann, abgeführt werden kann. Eine Leckage kann dabei von der Medienseite 40 über einen Medienspalt 22 zwischen dem rotierenden Bauteil 19 und dem Gehäusebauteil 31 über einen Ringspalt 15 und den Dichtspalt 5 zwischen den beiden Gleitringen 3, 4 zum Zwischenraum 70 gelangen.
Der Ringspalt 15 ist dabei zwischen einem äußeren Umfang des zweiten Gleitrings 4 und einem Drosselring 14 vorgesehen. Der Drosselring 14 ist mittels einer Schrumpfverbindung 80 am inneren Umfang der Außenhülse 23 fixiert. Der Drosselring 14 ist dabei aus einem Material hergestellt, welches eine kleinere Härte als der zweite Gleitring aufweist. Der Drosselring 14 ist vorzugsweise als Kohlering vorgesehen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist am Kontaktbereich 50 an der Rückseite 6 des ersten Gleitrings 3 und dem Vorspannring 7 ein möglichst enger Kontakt ohne Spalt zwischen dem ersten Gleitring 3 und dem Vorspannring 7 vorgesehen, um möglichst keine Leckage über diesen Weg in den Zwischenraum 70 zuzulassen. Hierzu sind die erste Kontaktfläche 11 und die zweite Kontaktfläche 12 mittels Feinbearbeitungsmaßnahmen bearbeitet. Dadurch ergibt sich eine sehr geringe Rautiefe der ersten Kontaktfläche 11 am ersten Gleitring 3 und der zweiten Kontaktfläche 12 am Vorspannring 7. Die Rauhtiefe beträgt an beiden Kontaktflächen ca. 0,15 pm.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist die erste Kontaktfläche 11 an einem Ringabsatz 60 an der Rückseite 6 des ersten Gleitrings 3 vorgesehen. Der Ringabsatz 60 ist dabei in Axialrichtung X-X der Gleitringdichtungsanordnung in Richtung zum Vorspannring 7 vorstehend ausgebildet. Ferner ist eine Fläche der ersten Kontaktfläche 11 deutlich kleiner als eine Fläche der zweiten Kontaktfläche 12. Dadurch kann die Vorspannung F des Faltenbalgs 8 auf eine kleine Ringfläche der ersten Kontaktfläche 11 ausgeübt werden, sodass eine hohe Flächenpressung im Kontaktbereich 50 erreicht wird. Der Vorspannring 7 ist ferner aus einem Material mit größerer Härte als ein Material des ersten Gleitrings 3 ausgebildet. Vorzugsweise ist der Gleitring 3 ein Kohlering, welcher zu 100 % aus Kohlenstoff hergestellt ist, und der Vorspannring 7 ist ein Stahlring.
Durch die unterschiedlichen Härten zwischen den beiden Kontaktpartnern wird eine Abdichtung in Verbindung mit der Vorspannkraft F, welche auf den Kontaktbereich 50 wirkt, noch vergrößert.
Um ein Verkippen von Bauteilen der Gleitringdichtungsanordnung möglichst zu vermeiden, ist vorzugsweise der Kontaktbereich 50 auf einem ersten mittleren Durchmesser D1 angeordnet, welcher gleich einem zweiten mittleren Durchmesser D2 an den Gleitflächen der beiden Gleitringe 3, 4 ist. Ein dritter mittlerer Durchmesser D3 am Faltenbalg 8 ist dabei kleiner als der erste und zweite Durchmesser D1 , D2. Die drei Durchmesser D1 , D2 und D3 sind dabei schematisch in Fig. 3 eingezeichnet.
Somit kann durch die verbesserte Abdichtung an der Rückseite 6 des ersten Gleitrings 3 eine reduzierte Leckage in den Zwischenraum 70 erreicht werden. Durch die unterschiedlichen Materialien zwischen dem ersten Gleitring 3 und dem Vorspannring 7 kann eine weiter verbesserte Abdichtung ermöglicht werden.
Weiterhin kann durch das Vorsehen des Drosselrings 14 ein möglichst kleiner Ringspalt 15 am Außenumfang des zweiten Gleitrings 4 erhalten werden. Der Ringspalt 15 weist eine Breite von kleiner oder gleich 0,2 mm, insbesondere in einem Bereich von ca 0,08 mm bis 0,2 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 0,15 mm auf.
Durch die Anordnung des Kontaktbereichs 50 auf dem ersten mittleren Durchmesser D1 , welcher größer ist als der dritte mittlere Durchmesser D3 am Faltenbalg 8, ergibt sich eine hydraulische Belastung an der Rückseite 6 des ersten Gleitrings 3. Durch die Anordnung des Kontaktbereichs 50 auf dem gleichen ersten mittleren Durchmesser D1 wie der zweite mittlere Durchmesser D2 zwischen den Gleitringen 3, 4 ergibt sich jedoch eine hydraulische Entlastung an Dichtspalt 5. o
Der aus bspw. Kohle hergestellte erste Gleitring 3 kann dabei lose in den Gleitringträger 13 eingelegt werden und über einen geringen Radialspalt am Gleitringträger 13 zentriert werden.
Das Vorsehen des weicheren Drosselrings 14, welcher ebenfalls aus Kohle hergestellt ist, verhindert ferner eine zu große Leckage über den Medienspalt 22 und den Ringspalt 15 zur Gleitringdichtung 2. Die im Betrieb immer vorhandene Leckage über den Dichtspalt 5 zwischen den beiden Gleitringen 3, 4 kann dabei minimiert werden und ggf. über den Leckagekanal 30 abgeführt werden.
Die Gleitringdichtung 2 und der Wellendichtring 9 und das Vorspannelement 8 können gemeinsam in einer Vorbaugruppe angeordnet werden, sodass eine Montage der Gleitringdichtungsanordnung 1 erleichtert werden kann.
Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, steht der Drosselring 14 in Axialrichtung X-X um einen Überstand 16 über eine Rückseite 41 des zweiten Gleitrings 4 über. Dadurch wird verhindert, dass bei Wellenbewegungen und/oder Wellenauslenkungen ein Kontakt zwischen dem rotierenden Bauteil 19 und dem zweiten Gleitring 4 auftritt, sodass der zweite Gleitring 4 durch den Drosselring 14 vor derartigen Kontakten geschützt ist. Der Überstand 16 in Axialrichtung ist dabei kleiner oder gleich 0,15 mm und liegt insbesondere in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,15 mm.
„
Bezugszeichen!iste
1 G!eitringdichtungsanordnung
2 Gleitringdichtung
3 erster Gleitring (stationärer Gleitring)
4 zweiter Gleitring (rotierender Gleitring)
5 Dichtspalt
6 Rückseite des ersten Gleitrings
7 Vorspannring
8 Vorspannelement (Faltenbalg)
9 Wellendichtring
10 Wellenhülse
11 erste Kontaktfläche
12 zweite Kontaktfläche
13 Gleitringträger
14 Drossel ring
15 Ringspalt
16 Überstand
17 Abstützring
18 Welle
19 rotierendes Bauteil
20 Lager
21 mit Öl gefüllter Lagerraum
22 Medienspalt
23 Außenhülse
30 Leckagekanal
31 Gehäusebauteil
40 Medienseite
41 Rückseite des zweiten Gleitrings 50 Kontaktbereich
60 Ringabsatz
70 Zwischenraum
80 Schrumpfverbindung
90 Zwischenbauteil
91 erste Dichtlippe . .
10
92 zweite Dichtlippe
L Leckageabfuhr
F Vorspannung
X-XAxialrichtung
D1 erster mittlerer Durchmesser am Kontaktbereich D2 zweiter mittlerer Durchmesser der Gleitflächen D3 dritter mittlerer Durchmesser des Faltenbalgs

Claims

Ansprüche
1 . Gleitringdichtungsanordnung umfassend:
- eine Gleitringdichtung (2) mit einem stationären Gleitring (3) und einem rotierenden Gleitring (4), welche zwischen sich einen Dichtspalt (5) definieren,
- einen stationären Drosselring (14), welcher an einem äußeren Umfang des rotierenden Gleitrings (4) angeordnet ist,
- wobei zwischen dem Drosselring (14) und dem rotierenden Gleitring (4) ein in Axialrichtung verlaufender Ringspalt (15) vorhanden ist, und
- wobei der rotierende Gleitring (4) aus einem Material hergestellt ist, welches härter ist als ein Material des Drosselrings (14).
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (15) kleiner oder gleich 0,2 mm ist.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselring (14) ein Kohlering ist.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselring (14) in Axialrichtung (X-X) der Gleitringdichtungsanordnung an einer Rückseite (41) des rotierenden Gleitrings (4) mit einem Überstand (16) in Axialrichtung über den rotierenden Gleitring (4) übersteht.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstand (16) kleiner oder gleich 0,15 mm ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselring (14) in Axialrichtung (X-X) länger ist als der rotierende Gleitring in Axialrichtung.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselring (14) in Axialrichtung (X-X) über den Dichtspalt (5) vorsteht.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Außenhüise (23), an welcher der Drosselring (14) befestigt ist, wobei zwischen der Außenhülse (23) und dem Drosselring (14) eine Schrumpfverbindung (80) ausgebildet ist.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Wellendichtring (9) mit einer ersten Dichtlippe (91) und einer zweiten Dichtlippe (92).
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Gleitringträger (13), welcher den stationären Gleitring (3) abstützt, wobei im Gleitringträger (13) ein Leckagekanal (30) vorgesehen ist.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Vorspannelement (8), insbesondere einen Faltenbalg, wobei das Vorspannelement (8) eine Vorspannung (F) auf den stationären Gleitring (3) ausübt.
12. Anordnung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der stationäre Gleitring (3) an einer Rückseite (6) eine erste Kontaktfläche (11) aufweist und am Vorspannring (7) eine zweite Kontaktfläche (12) vorgesehen ist, welche die erste Kontaktfläche (11) berührt, wobei der stationäre Gleitring (3) aus einem Material mit einer Härte hergestellt ist, welche kleiner ist als eine Härte des Materials des Vorspannrings (7).
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktfläche (11) am stationären Gleitring kleiner ist als die zweite Kontaktfläche (12) am Vorspannring (7).
14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktfläche (11) an einem in Axialrichtung (X-X) vorstehenden Ringabsatz (60) vorgesehen ist.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster mittlerer Durchmesser (D1) des Kontaktbereichs (50) zwischen der ersten und zweiten Kontaktfläche (11 , 12) gleich einem zweiten mittleren Durchmesser (D2) an den Gleitflächen der Gleitringe (3, 4) ist.
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