DE19710077A1 - Dichtung für drehbare Schaltwellen von Armaturen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung für drehbare Schaltwellen von Armaturen.

Schaltwellenabdichtungen werden häufig bei Klappen oder Kugelhähnen verwendet. Durch die EP-A-0 411 652 ist eine Schaltwellenabdichtung bekannt, bei der eine Schaltwelle unter der Wirkung eines Federelementes mit einem im Durchmesser größeren Abschnitt an einer Dichtung anliegt und die Feder diese Teile dichtend gegen eine Gehäuseseite preßt. Da eine solche Dichtung für sich allein nicht ausreicht, um die bei solchen Schaltwellen durch die TA-Luft geforderten hohen Dichtheitskriterien zu erfüllen, ist bei der Schaltwelle eine weitere Dichtung vorgesehen. Zu diesem Zweck ist eine Abdichtung angebracht, die von der Außenseite des Gehäuses her in einen die Schaltwelle umgebenden Ringraum einbringbar ist. Ein O-Ring dichtet gegenüber dem Gehäuse ab. Die Abdichtung besteht aus einem karbonverstärkten PTFE-Kunststoff und wird durch einen an der Gehäuseaußenseite befestigten Flansch in den die Schaltwelle umgebenden Ringraum gepreßt.

Da aber auch PTFE-Kunststoffe zum Fließen neigen und abnutzen, vergrößert sich nach einer gewissen Betriebsdauer der Dichtungsspalt zwischen der Abdichtung und der Schaltwellenoberfläche, wodurch eine Undichtigkeit eintritt. Das Dichtungselement, welches zwischen einem im Durchmesser größeren Wellenbund der Schaltwelle und der Gehäuseinnenseite montiert ist, besteht ebenfalls aus PTFE.

Die Schaltwelle liegt mit einem Schaltwellenbund unter dem ständigen Einfluß einer Feder an der Dichtung an, wodurch der Kunststoff noch schneller zum Fließen neigen wird. Dadurch verändert sich der Dichtspalt und Undichtigkeiten werden die Folge einer solchen federnden Anpressung einer Schaltwellenabdichtung sein.

Ein ähnliches Problem besteht bei einer Schaltwellenabdichtung, wie sie durch die DE-A-44 19 426 bekannt ist. Dort findet ebenfalls eine unter der Wirkung eines Federelementes stehende Schaltwelle Verwendung, welche mit einem im Durchmesser größeren Wellenabschnitt ein Dichtungselement gegen eine Gehäuseinnenseite anpreßt. Aufgrund einer Kammerung dieses Dichtungselementes wird ein Fließen desselben zu verhindern versucht. Zusätzliche und in die Schaltwelle integrierte O-Ring-Ab­ dichtungen sollen bei einem Nachlassen der Federwirkung noch für eine zusätzliche Sicherheit sorgen. Beim Abbau der Federwirkung sind solche Dichtungen jedoch in ihrer Wirkung gefährdet.

Auch die DE-A-44 30 181 verwendet eine Schaltwellenabdichtung, bei der die Schaltwelle unter dem Einfluß eines Federelementes dichtend gegen ein im Querschnitt L-förmiges Dichtungselement gepreßt wird. Auch hier ist die Funktionssicherheit abhängig von der auf die Schaltwelle einwirkenden Feder.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, für Schaltwellen mit hohen Schaltzahlen eine zuverlässige Abdichtung bei gleichzeitig geringen Drehmomenten zu entwickeln.

Die Lösung dieses Problems erfolgt mit den Merkmalen des Anspruches 1. Die Anpressung der Schaltwellendichtung erfolgt hier unter Verzicht auf zusätzliche äußere Federelemente. Erfindungsgemäß wurde erkannt, daß solche Federelemente aus einem falschen Sicherheitsverständnis heraus im allgemeinen überdimensioniert sind und eine zu hohe Anpreßkraft auf die Dichtungen erzeugen. Daraus resultieren höhere Reibungskräfte zwischen der Schaltwelle und den daran anliegenden Lagerelementen bzw. den Dichtungselementen. Diese Reibungskräfte haben wiederum ein höheres Drehmoment zur Folge, wodurch beim Betätigen einer Schaltwelle auch größere Kippmomente entstehen. Die Dichtung neigen daher eher zum Ausschlagen. Nachteiliger ist jedoch die Eigenschaft, daß die höheren Kräfte das Fließverhalten der Kunststoffe beschleunigen und eine schnellere Undichtigkeit bewirken.

Beim Erfindungsgegenstand wird dagegen eine durch ein äußeres Anpreßmittel erzeugte statische Anpreßkraft, beispielsweise durch eine die Schaltwelle in ihrer Position haltende Mutter, von der Lagerbuchse auf das Dichtungselement übertragen. Das Dichtungselement ist aus einem Material ausgewählt, welches eine eigene Federwirkung besitzt und infolge der Anpreßkraft eine Federeigenschaft aufbaut. Diese Federwirkung des Dichtungselementes wird benutzt, um das Dichtungs- und Lagerelement dichtend an die Schaltwellenoberfläche zu pressen. Je nach Ausbildung des Dichtungs- und Lagerelementes kann dieses auch gleichzeitig dichtend am Gehäuse anliegen. Somit wirkt auf die Schaltwelle nur im Bereich der Dichtung eine anpressende Kraft ein, während die Schaltwelle selbst spielfrei eingestellt wird. Dies bewirkt eine hohe Leichtgängigkeit der aufeinander gleitenden Teile bei gleichzeitig permanent wirkender Anpreßkraft auf das Dichtungs- und Lagerelement. Diese geringe Anpreßkraft reduziert in entscheidendem Maße das Fließverhalten des Kunststoffes, wodurch die Dichtung erheblich längere Standzeiten aufweist. Die Ausfallsicherheit der Armatur wird somit entscheidend verbessert. Die schräg verlaufende Übergangsfläche wirkt dabei unterstützend auf die Kräfteverteilung innerhalb des Dichtungsraumes. Mit geringen von außen aufgebrachten und auf die Dichtung einwirkenden Anpreßkräften wird innerhalb des Dichtungsraumes eine günstige Kräfteverteilung erreicht, durch eine zuverlässige und trotzdem geringe Belastung der Schaltwellenabdichtung erfolgt.

Sollte die Schaltwelle nach sehr großen Schaltzahlen in ihrer Betätigung zu leichtgängig geworden sein, dann kann durch einfaches Nachstellen die statische Anpreßkraft auf das Dichtungselement reguliert werden und der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt werden.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 2, wonach das Dichtungs- und Lagerelement im Querschnitt aus einem dickwandigen dreieckigen Abschnitt und einem daran angrenzenden dünnwandigen und/oder keilförmigen Abschnitt besteht, hat zur Folge, daß bei geringen Anpreßdrücken eine sichere Anpressung an die Schaltwelle, den umgebenden Ringraum und das Dichtungs- und Lagerelement stattfindet. Durch die schräg verlaufende Übergangsfläche ergibt sich eine dichtende Kantenpressung bei geringer Dichtflächenbelastung.

Dies unterstützen die Ausgestaltungen der Ansprüche 3 und 4, wonach das Dichtungs- und Lagerelement mit dem dickwandigen dreieckigen Abschnitt an der Übergangsfläche, der Schaltwelle und dem Dichtungselement anliegt und wonach das Dichtungs- und Lagerelement mit dem dünnwandigen und/oder keilförmigen Abschnitt an der Schaltwelle und am Dichtungselement anliegt. Somit wird der größere Teil der zur Verfügung stehenden und vom Dichtungselement ausgehenden Anpreßkräfte auf den dünnwandigen und/oder keilförmigen und damit nachgiebigeren Abschnitt des Dichtungs- und Lagerelementes übertragen. Damit wird der an der Schaltwelle anliegende und einer Relativbewegung ausgesetzte dünnwandige oder keilförmige Abschnitt stärker angepreßt als der am Gehäuse anliegende und nur statisch belastete, dickere und im Querschnitt dreieckige Abschnitt des Dichtungs- und Lagerelementes.

Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung besteht das Dichtungselement aus Graphit oder aus einem Elastomer. Infolge von Lufteinschlüssen verfügt Graphit über ein eigenes Federverhalten. Dies wird ausgenutzt, um mit Hilfe der bei der Montage aufgebrachten äußeren Anpreßkräfte auf das Dichtungselement eine davon ausgehende Anfederungswirkung auf das Dichtungs- und Lagerelement auszuüben. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich durch die Maßnahme, das Graphit des Dichtungselementes nicht direkt an der Schaltwelle, sondern nur an dem Dichtungs- und Lagerelement anliegen zu lassen. Dadurch wird eine Relativbewegung zwischen der Schaltwelle und dem Graphit des Dichtungselement verhindert, was zur Folge hat, daß keine Abnutzung am federnd wirkenden Dichtungselement entsteht. Infolgedessen bleibt die davon ausgehende Anpreßkraft erhalten und damit die Dichtwirkung bestehen. Die Wartungsfreiheit einer solchen Armatur kann somit in entscheidender Weise verbessert werden.

Erfindungsgemäß wurde also ein entgegengesetzter Lösungsweg beschritten, als er bisher üblich ist. Infolge der in einer Armatur herrschenden Druck-, Temperatur- und Reibungsverhältnisse können die Dichtwerkstoffe an einer Schaltwelle ankleben. Bei einer danach stattfindenden Betätigung würde der Dichtwerkstoff reißen oder beschädigt werden, wodurch Undichtigkeiten entstehen. Bisher werden bei Verwendung von Graphit als Werkstoff für Dichtungselemente dem Graphit besondere Gleitwerkstoffe beigemischt, um damit ein Ankleben an der Oberfläche einer Schaltwelle zu verhindern. Dies funktioniert jedoch nur für eine geringe Anzahl von Betätigungen der Schaltwelle.

In entsprechender Weise wirkt die Ausgestaltung gemäß Anspruch 7. Danach besteht das Dichtungs- und Lagerelement aus einem PTFE-Kunststoff, während das Dichtungselement aus Graphit besteht. Die im Querschnitt dünnwandige oder keilförmige Fläche des Dichtungs- und Lagerelementes bewirkt bei einer Wärmeausdehnung des PTFE-Materiales, insbesondere bei der durch die Keilform bedingten Konizität des dünnwandigen Abschnittes, eine resultierende Kraft, die radial auf das aus Graphit bestehende Dichtungselement einwirkt. Dadurch entsteht eine Wechselwirkung, mit deren Hilfe eine unterstützende und somit zuverlässig dichtende Anpressung an der Schaltwellenoberfläche stattfindet.

Die im Anspruch 8 beschriebene Ausgestaltung, wonach das Dichtungselement am Dichtungs- und Lagerelement und an der Gehäusewand anliegt und durch die Lagerbuchse sowie darauf einwirkende statische Anpreßmittel anpreßbar ist, hat den Vorteil der genauen Einstellung der in der Dichtung herrschenden Reibungskräfte und bewirkt somit eine Reduzierung des für die Betätigung notwendigen Drehmomentes bzw. der Kräfte.

Dazu sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß die Anpreßmittel als Schraub- oder Spannelemente ausgebildet sind.

Das Merkmal gemäß Anspruch 10, wonach die Lagerbuchse druckausübend auf das Dichtungselement und/oder auf das Dichtungs- und Lagerelement einwirkt, erlaubt ebenfalls eine Kontrolle der Anpreßkräfte. Dies unterstützt eine weitere Ausführungsform, bei der die Lagerbuchse über eine Ausnehmung in Form einer Aufnahme, Freistich, Absatz oder ähnliches für das freie Ende des dünnwandigen und/oder keilförmigen Teiles des Dichtungs- und Lagerelementes verfügt. Das freie Ende des im Querschnitt dünnwandigen und/oder keilförmigen Bereiches erstreckt sich in die Lagerbuchse hinein. Damit besteht die Möglichkeit zur Regelung der einwirkenden Anpreßkraft sowie zur Kammerung des Dichtungselementes. Durch entsprechende Gestaltung der Abmessungen und unter Berücksichtigung der Toleranzen ist eine genaue Verteilung der einwirkenden Anpreßkräfte möglich. Die Lagerbuchse kann somit nur auf das Dichtungselement einwirken oder auch auf Dichtungs- und Lagerelement. Die Querschnittsform des Dichtungselementes ist durch winklig zueinander angeordnete Flächen bestimmt, wobei vorzugsweise quadratische, rechteckige oder trapezförmige Formen bevorzugt werden. Diese Maßnahme dient ebenfalls der Minimierung übermäßiger Anpreßkräfte bei gleichzeitiger Gewährleistung einer für eine hohe Dichtheit notwendigen konstanten Anpreßkraft.

Bei Armaturen, bei denen eine Ausblaßsicherung vorgesehen ist, findet eine Schaltwelle mit zusätzlichen, im Durchmesser größeren Wellenbund Verwendung. Der Wellenbund verhindert dabei ein Herausdrücken der Schaltwelle durch einen unzulässigen Überdruck innerhalb des Gehäuses. Dies kann bei einem eventuellen Anlagenstörfall auftreten und dient zur Sicherheit für das Bedienungspersonal. Das erfindungsgemäße Dichtungsprinzip kann auch bei der Dichtung verwendet werden, die zwischen Wellenbund und Gehäuseinnenseite angeordnet ist. Dazu sieht Anspruch 13 vor, daß der Dichtungsring aus zwei verschiedenen Materialien mehrteilig ausgebildet ist, daß der einen gleichen oder größeren Volumenanteil aufweisende Teil aus einem federnde Eigenschaften aufweisenden Material besteht und daß der einen gleichen oder kleineren Volumenanteil aufweisende Teil aus einem Gleiteigenschaften aufweisenden Material besteht. Dies ermöglicht eine größtmögliche Ausnutzung der anpreßenden Kräfte, indem das Material mit den federnden Eigenschaften überwiegend Verwendung findet. Somit kann der zur Verfügung stehende Material­ querschnitt überwiegend zur Erzeugung und Aufrechterhaltung der Anpreßkräfte benutzt werden.

Die Ausgestaltungen der Ansprüche 14 bis 18 schützen den Dichtungsring vor Verschleiß und damit vor dem Verlust der eigenen federnden Eigenschaften. An derjenigen Stelle, an der mit einer Relativbewegung zwischen drehbarer Schaltwelle bzw. Wellenbund und stillstehendem Gehäuse zu rechnen ist, wird der Dichtungsring vor einer Relativbewegung geschützt. Dessen federnde Eigenschaften aufweisende Materialanteil kann dabei selbst stillstehend oder rotierend angeordnet sein. Es wird jedoch sichergestellt, daß für denjenigen Anwendungsfall' bei dem während einer längeren Stillstandsperiode aufgrund der herschenden Betriebsbedingungen mit einem Ankleben oder Anbacken zu rechnen ist, am eigentlichen Ort der Relativbewegung ein Material mit guten Trenneigenschaften benutzt wird. Dies schützt den federnde Eigenschaften aufweisenden Materialanteil vor dem Ankleben und einem dadurch bedingten Verschleiß und Beschädigung bei einer danach stattfindenden Drehbewegung. Ein Materialabtrag könnte zu einer Rißbildung führen, damit Undichtigkeiten hervorrufen und würde die Vorspannung im Dichtungsring aufheben. Für den Dichtungsring sehr gut geeignet sind eine Paarung aus einem großvolumigen Teil aus Graphit und einem kleineren Volumenanteil aus einem PTFE-Werkstoff. Letzterer verfügt über gute Gleiteigenschaften bei gleichzeitig guter Trennwirkung und schützt damit den federnden Graphit vor einem Ankleben. Der Graphitteil kann je nach konstruktiven Aufbau ganz oder teilweise durch den PTFE vor einer Relativbewegung geschützt werden. Bei einem nur teilweisen Schutz ist der ungeschützte Teil so anzuordnen, daß der Graphit gefahrlos mit dem Gehäuse oder einem Schaltwellenteil verkleben kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen die

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen in Öffnungsstellung befindlichen Kugelhahn, die

Fig. 2 eine vergrößerte Einzelheit X aus Fig. 1, die

Fig. 3 einen weiteren Querschnitt durch einen Kugelhahn

Fig. 4 einen mehrteiligen Dichtungsring in der Draufsicht und die

Fig. 5-11 verschiedene Dichtungsringformen.

In der Fig. 1 ist beispielhaft ein Kugelhahn gezeigt, dessen Gehäuse 1 zweiteilig ausgebildet und aus den Gehäusehälften 1a, 1b besteht. Ein als Kugel ausgebildetes Absperrorgan 2, ist in Dichtringen 3 gelagert und wird durch eine Schaltwelle 4 verdreht. Die Schaltwelle 4 stützt sich mit einem im Durchmesser größeren Wellenbund 5 an der Gehäuseinnenseite 6 ab. Der Wellenbund 5 wirkt in diesem Zusammenhang gleichzeitig als sogenannte Ausblassicherung, um in Gefahrensituationen, bei denen infolge von Betriebszuständen ein Überdruck innerhalb des Gehäuses 1 entsteht, ein Herausdrücken der Schaltwelle 4 zu verhindern.

In einem als Gehäusehals 7 bezeichneten Abschnitt des Gehäuses ist ein von der Schaltwelle 4 durchdrungener Raum 8 größeren Durchmessers, der die Dichtung enthält. Der Raum 8 wird begrenzt durch eine Ringfläche 9, die an eine Bohrung 10 angrenzt, deren Durchmesser unwesentlich größer ist als der Durchmesser der Schaltwelle 4. Durch die Bohrung 10 erstreckt sich die Schaltwelle 4 durch das Gehäuse nach außen.

An der Ringfläche 9 liegt ein Dichtungs- und Lagerelement 11 an, welches mit seinem im Querschnitt dickeren und hier dreieckigen Abschnitt 12 an der schräg zur Schaltwellenoberfläche verlaufenden Ringfläche 9 anliegt. An den dickeren Abschnitt 12 grenzt ein im Querschnitt dünnwandiger oder keilförmiger Abschnitt 13 mit einer axialen Länge, die gleich oder größer der Axiallänge eines Dichtungselementes 14 ist. Das Dichtungselement 14 verfügt hier über einen trapezförmigen Querschnitt und besteht aus Graphit. Auf das Dichtungselement 14 wirkt eine Lagerbuchse 15 anpressend ein, wobei die Anpreßkräfte von einem Anpreßmittel in Form einer Mutter 16 und zwischengelegten Distanzscheiben 17, 18 übertragen werden. Die Distanzscheiben können aus einem Material mit guten Gleiteigenschaften bestehen, um bei eventuell konstruktiv bedingten Relativbewegungen die Betätigungskräfte gering zu halten. Die Mutter 16 bewegt sich auf einem Gewindeabschnitt 19 der Schaltwelle 4. Eine Betätigungseinrichtung 20 verdreht die Schaltwelle 4 in ihrer Position und verändert damit die Lage des Absperrorgans 2.

Infolge dem von der Mutter 16 gebildeten Anpreßmittel wird auf das Dichtungselement 14 eine so große Kraft aufgebracht, daß dieses und das Dichtungs- und Lagerelement 12 zuverlässig dichtend angepreßt werden.

In der Fig. 2 ist eine in Fig. 1 mit einem Kreis umrandete und mit X bezeichnete Einzelheit in vergrößerter Darstellung gezeigt. In Verbindung mit Fig. 1 ist daraus ersichtlich, daß die Lagerbuchse 15 im Bereich der Schaltwellenoberfläche über eine Ausnehmung 21 verfügt, die so groß ausgestaltet ist, daß es das freie Ende 22 des keilförmigen Abschnitts 13 des Dichtungs- und Lagerelementes 11 aufnimmt. Unter der Federwirkung des Dichtungselementes 14 kann somit dieser Abschnitt 13 gleichmäßig pressend an die Oberfläche der Schaltwelle 4 angelegt werden. Gleichzeitig bewirkt dies eine Kammerung für den Abschnitt 13. Bei einer Ausdehnung infolge eines Wärmeeinflusses würde eine Abstützung des Endes 22 am Grund der Ausnehmung 21 wiederum eine Anpreßkraft in Richtung auf die Schaltwelle erzeugen. Bei entsprechender Bemessung der Ausnehmung 21 kann damit auch einem eventuellen Fließen des Werkstoffes entgegengewirkt werden. Das Material würde sich in einem solchen Fall in der Ausnehmung 21 abstützen und somit anpressend wirken. Die Bemessung ist abhängig von den jeweiligen Betriebszuständen und den abzusperrenden Medien.

Die Fig. 3 unterscheidet sich von der Darstellung in Fig. 1 durch einen Dichtungsring 23, der zwischen einem an der Schaltwelle 4 angebrachten Wellenbund 24 und der Gehäuseinnenseite 25 angeordnet ist. Dies ergibt eine zusätzliche Dichtung mit den gleichen vorteilhaften Eigenschaften. Sie ermöglicht die Verwendung von Schaltwellen­ armaturen bei besonders gefährlichen Medien. Von der Wirkung her stimmt dieser Dichtungsring mit der im Ringraum 8 angeordneten Schaltwellenabdichtung überein. Der Dichtungsring 23 ist aus zwei verschiedenen Materialen mehrteilig ausgebildet und besteht aus einem äußeren Teil 26 und einem davon umschlossenen inneren Teil 27. Der äußere Teil 26 ist derjenige Dichtungsringteil, der einen gleichen oder kleineren Volumenanteil aufweist und aus einem gute Gleiteigenschaften sowie eine Trennwirkung aufweisenden Material besteht. Der Teil 26 umgibt einen inneren Teil 27 des Dichtungsringes, der einen gleichen oder größeren Volumenanteil als Teil 26 aufweist und aus einem federnde Eigenschaften aufweisenden Material besteht. In praxi wird der federnde Materialanteil überwiegen, um immer genügend Anpreßkräfte zur Verfügung zu haben. Der gezeigte Dichtungsring 23 ist hier U-förmig ausgebildet. Die offene Seite der U-Form liegt dabei an der Schaltwelle 4 an, so daß der Innenraum des U gewissermaßen gekammert bzw. unzugänglich ist. Der innere Teil 27 ist dabei als ein federnde Eigenschaften aufweisendes Dichtungselement ausgebildet. Durch die Anpreßkraft der Mutter 16 wird die Schaltwelle 4 mit dem Wellenbund 24 gegen den im Gehäusehals 7 befindlichen Teil der Gehäuseinnenseite 25 gepreßt. Dabei wird der Dichtungsring 23 im ganzen zusammengepreßt und legt sich an die umgebenden Flächen an. Die federnde Eigenschaft des inneren Teil 27 bewirkt eine zuverlässige dichtende Anlage des äußeren Teiles 26. Wird für das innere Teil 27 als Werkstoff Graphit verwendet, so wird dieser bei entsprechenden Betriebsverhältnissen an der Schaltwelle 4 und an der Innenseite der U-Form ankleben. Eine Relativbewegung findet dann zwischen der Außenseite des äußeren Teiles 26 und der metallischen Wandfläche statt. Wird für das äußere Teil 26 ein PTFE-Werkstoff verwendet, so verhindern dessen günstige Gleiteigenschaften einen starken Verschleiß. Dessen trennende Eigenschaften verhindern aber auch ein ankleben. Folglich bleibt die im Dichtungsring 23 erzeugte Anpreßkraft über einen langen Zeitraum erhalten und dies bei gleichzeitig sehr geringen Betätigungskräften für die Schaltwelle. Um eine möglichst lang andauernde Anpreßkraft zu erhalten, ist die Wandstärke des äußeren Teiles 26 gering gehalten. Somit kann das zur Verfügung stehende Volumen für den inneren Teil 27 immer größer gehalten werden als das Volumen des äußeren Teiles 26. Außerdem neigen geringe Wandstärken weniger zum Fließen, so daß der Dichtungsring 23 eine wesentlich bessere Beständigkeit und damit Lebensdauer aufweist.

Wie die Fig. 4 zeigt, die einem Schnitt A-A von Fig 3 entspricht, kann der innere Teil 27 auch zweiteilig ausgebildet sein. Die Teilfugen 28 sind dann so ausgebildet, das die Einzelteile leicht in die U-Form eingelegt werden können. Es ist aber auch möglich, ein einteiliges inneres Teil 27 mit dem äußeren Teil 26 zu umspritzen.

In den Fig. 5-11 sind verschiedene Querschnittsdarstellungen des Dichtungsringes 23 gezeigt. Die Fig. 5-7 zeigen einen vollständig umkleidete Dichtungsringe 23, wobei die das äußere Teil 26 mehrteilig ausgebildet ist und verschiedene Lagen und Arten von Trennfugen 29 zeigt.

In den Fig. 8-11 sind verschiedene Bauformen von teilweise ummantelten Dichtungsringen 23 dargestellt. Eine Relativbewegung findet dabei immer zwischen dem guten Gleiteigenschaften aufweisenden äußeren und dünnwandigen Teil 26 und einem angrenzenden Gehäuse- 1 oder Schaltwellenteil 4, 24 statt. Der über die federnden Materialeigenschaften verfügende Teil 27 ist im Volumenanteil größer gehalten, um günstige Anpreßverhältnisse zu gewährleisten. Dieser Teil kann verkleben, da er vor Relativbewegungen geschützt ist und somit nicht verschleißt. Die aufgebrachte Vorspannung bleibt damit sehr lange erhalten. Ein Verschleiß erfolgt nur am dünnwandigeren Teil 26, wobei erkannt wurde, daß solche Teile geringere Fließneigungen aufweisen. Die Querschnittsform des mehrteiligen Dichtungsringes wird aus winklig zueinander angeordneten Flächen gebildet. Dies ermöglicht eine Kraftverteilung innerhalb des Dichtringes, mit der eine gezielte Beeinflussung der Kantenpressungen möglich wird. Dies unterstützt die Dichtwirkung in wesentlicher Weise.

Claims (18)

1. Dichtung für eine drehbare Schaltwelle von Armaturen mit innerhalb eines Gehäuses schwenkbar angeordneten Absperrorgan, wobei sich die Schaltwelle durch eine Gehäuseöffnung hindurch erstreckt ein im Durchmesser größerer Ringraum die Schaltwelle umgibt, und in dem Ringraum von der Außenseite des Gehäuses her montierbare, als ringförmige Bauteile ausgebildete Lagerelemente und Dichtungselemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ringraum (8) ein aus Kunststoff bestehendes Dichtungs- und Lagerelement (11), ein federnde Eigenschaften aufweisendes Dichtungselement (14) und eine Lagerbuchse (15) angeordnet sind,
daß der Ringraum (8) in seiner Tiefe begrenzt ist durch eine Übergangsfläche (9), die sich zwischen der Gehäuseöffnung (10) für die Schaltwelle (4) und der Wandfläche des Ringraumes (8) erstreckt,
daß die Übergangsfläche (9) schräg zur Schaltwellenoberfläche verläuft, daß an der Übergangsfläche (9) und an der Schaltwellenoberfläche das aus Kunststoff bestehende Dichtungs- und Lagerelement (11) anliegt, wobei ein dünnwandiger Abschnitt (13) an der Schaltwelle (4) anliegt und ein dickwandiger Abschnitt (12) an der Übergangsfläche (9) und an der Schaltwelle (4) anliegt und daß das Dichtungs- und Lagerelement (11) eine Berührung des federnde Eigenschaften aufweisenden Dichtungselement (14) mit der Schaltwelle (4) verhindert.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungs- und Lagerelement (11) im Querschnitt aus einem dickwandigen dreieckigen Abschnitt (12) und einem daran angrenzenden dünnwandigen und/oder keilförmigen Abschnitt (13) besteht.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungs- und Lagerelement (11) mit dem dickwandigen dreieckigen Abschnitt (12) an der Übergangsfläche (9), der Schaltwelle (4) und dem Dichtungselement (14) anliegt.

4. Dichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungs- und Lagerelement (11) mit dem dünnwandigen und/oder keilförmigen Abschnitt (13) an der Schaltwelle (4) und am Dichtungselement (14) anliegt.

5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (14) aus Graphit besteht.

6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (14) aus einem Elastomer besteht.

7. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungs- und Lagerelement (11) aus einem PTFE-Kunststoff und das Dichtungselement (14) aus Graphit besteht.

8. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (14) am Dichtungs- und Lagerelement (11) und an der Gehäusewand anliegt und daß statische Anpreßmittel die Lagerbuchse (15) gegen das Dichtungselement (14) pressen.

9. Dichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßmittel als Schraub- (16) oder Spannelemente ausgebildet sind.

10. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (15) druckausübend auf das Dichtungselement (14) und/oder auf das Dichtungs- und Lagerelement (11) einwirkt.

11. Dichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchse (15) eine Ausnehmung (21) für das freie Ende (22) des dünnwandigen und/oder keilförmigen Abschnitts (13) des Dichtungs- und Lagerelementes (11) aufweist.

12. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (14) im Querschnitt quadratisch, rechteckig oder trapezförmig gestaltet ist.

13. Dichtung für eine drehbare Schaltwelle von Armaturen mit innerhalb eines Gehäuses schwenkbar angeordneten Absperrorgan, wobei sich die Schaltwelle durch eine Gehäuseöffnung hindurch erstreckt, ein im Durchmesser größerer Ringraum die Schaltwelle umgibt, in dem Ringraum von der Außenseite des Gehäuses her montierbare, als ringförmige Bauteile ausgebildete Lagerelemente und Dichtungselemente angeordnet sind, die Schaltwelle mit einem auf der Gehäuseinnenseite angeordneten Wellenbund versehen ist und der Wellenbund unter Zwischenlage eines Dichtungsringes an der Gehäuseinnenseite anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (23) aus zwei verschiedenen Materialien mehrteilig ausgebildet ist, daß der einen gleichen oder größeren Volumenanteil aufweisende Teil (27) aus einem federnde Eigenschaften aufweisenden Material besteht und daß der einen gleichen oder kleineren Volumenanteil aufweisende Teil (26) aus einem Gleiteigenschaften aufweisenden Material besteht.

14. Dichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der gleich oder kleinere Volumenanteil (27) mindestens auf der einer Relativbewegung ausgesetzten Seite des Dichtungsringes (23) angeordnet ist.

15. Dichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleiteigenschaften aufweisende Teil (26) den federnde Eigenschaften aufweisenden Teil (27) des Dichtungsringes (23) ganz oder teilweise umhüllt.

16. Dichtung nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein dünnwandiges Gleitmaterial den federnde Eigenschaften aufweisenden Teil (27) des Dichtungsringes (23) ganz oder teilweise umhüllt.

17. Dichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der einen gleichen oder größeren Volumenanteil aufweisende Teil (27) des Dichtungsringes (23) aus Graphit besteht und das dünnwandige Gleitmaterial aus einem PTFE-Werkstoff besteht.

18. Dichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß winklig zueinander angeordnete Flächen die Querschnittsform des mehrteiligen Dichtungsringes (23) bilden.