DE3313291A1

DE3313291A1 - Gleitringdichtung

Info

Publication number: DE3313291A1
Application number: DE19833313291
Authority: DE
Inventors: Armin Dipl.-Ing. 8630 Coburg Falk; Werner Dipl.-Ing Foerster (FH), 8621 Grub am Forst
Original assignee: Kaeser Kompressoren GmbH
Current assignee: Kaeser Kompressoren GmbH
Priority date: 1983-04-13
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1984-10-25

Description

Gleitringdichtung
Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung, bestehend aus einem feststehenden und einem rotierenden Gleitring, zwischen denen ein radialer ölgeschmierter Dichtspalt angeordnet ist.
Bei derartigen Dichtungen, die auch als axiale Gleitringdichtungen bezeichnet werden, erfolgt die eigentliche Abdichtung durch die eben ausgebildeten Stirnflächen der aneinanderliegenden und relativ zueinander gleitenden Gleitringe, wobei die beiden planen Stirnflächen gemeinsam einen radial verlaufenden Dichtspalt bilden. Durch die Dichtung soll verhindert werden, daß ein Medium, z.B. eine Flüssigkeit, von einem Ort höheren Drucks, z.B. im Inneren einer Maschine, zu einem Ort niedrigeren Drucks, z.B. zur Atmosphäre, strömt bzw. entweicht.
Bekannte Gleitringdichtungen haben bei Verwendung von Ö1 als Schmier- und Kühlmittel den Nachteil, bei Gleitgeschwindigkeiten über etwa 5 m/s im Dichtspalt so hohe Temperaturen zu entwickeln, daß es zu einer Verharzung des Öls und bei Zutritt von Luft bzw. Sauerstoff zur Bildung von Olkohle kommt. Dies führt im Bereich der Gleitflächen schon nach kurzer Betriebszeit zu starker Leckage der Dichtung und damit zu deren Ausfall.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Gleitringdichtung der im Oberbegriff des Anspruches l angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß auch bei höheren Gleitgeschwindigkeiten etwa im Bereich zwischen 5 m/s und 30 m/s und bei Anwesenheit von Luft bzw. Sauerstoff eine Verharzung des Öls oder aber Ölkohlebildung wirksam verhindert ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, eine Gleitringdichtung zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Gleitring dichtungen vermeidet und auch bei hohen Gleitgeschwindigkeiten betriebssicher arbeitet, die somit eine hohe Lebens- bzw.
Gebrauchsdauer aufweist, wobei sichergestellt sein soll, daß die Herstellkosten einer derartigen Dichtung niedrig sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei noch in den weiteren Ansprüchen für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht sind.
Bei der Erfindung besteht wenigstens der eine Gleitring aus einem formstabilen Grundkörper mit hoher Wärmeleitf-ähigkeit, zweckmäßigerweise einem metallischen Werkstoff, dessen Gleitfläche mit einer dünnen Schicht eines geeigneten Kunststoffes belegt ist. Als geeigneter Kunststoff findet in vorteilhafter Weise Polytetrafluoräthylen (PTFE) Verwendung. Dieses Material hat im Bereich der Mischreibung einen niedrigen Reibwert. Dies führt zu geringer Wärmeentwicklung und nur zu geringen Temperatursteigerungen der GleitElächen. Durch die geringe Stärke der aufgebrachten Kunststoffschicht kann die entstehende Wärme gut abgeführt werden, und die Formänderung, die dieses Material im Betriebszustand erfährt, ist nur gering.
Dadurch verändert sich die Ebenheit der Gleitfläche nur in engen Grenzen; .Undichtiglceiten in der Gleitringdichtung können somit nicht auftreten.
Eine weitere Verbesserung der Eigenschaften der Gleitringdichtung wird ferner dadurch erreicht, daß der andere Gleitring, der auch als Gegenring bezeichnet wird, aus einem porösen Material besteht oder aber dessen Oberfläche- zumindest im Bereich der Gleitfläche mit kleinen Vertiefungen, Unebenheiten, Poren od. dgl. versehen ist. Die Poren, Vertiefungen usw.
können Abriebpartikel aus der Kunststoffbeschichtung des ersten Gleitrings aufnehmen. Dadurch bildet sich auf der Gleitfläche des Gegenrings eine dünne Schicht aus Kunststoff, wodurch die Gleiteigenschaften insbesondere im Gebiet der Trokken- und Mischreibung günstig beeinflußt werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bestehen beide Gleitringe aus einem metallischen Körper, die beide zumindest im Bereich des Dichtspaltes eine Kunststoffbeschichtung in geringer Stärke aufweisen. Dadurch kommt es zu einer besonders günstigen Kombination, weil Kunststoff auf Kunststoff gleitet. Dies führt insbesondere bei Verwendung von PTFE zu einem besonders niedrigen Reibwert, so daß die Temperatursteigerung noch kleiner ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Kunststoff gefülltes PTFE eingesetzt.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der einzigen Figur der Zeichnung, in der in schematischer, abgebrochener Darstellung eine Gleitringdichtung mit radialem Dichtspalt gezeigt ist, näher erläutert.
Die Gleitringdichtung besteht aus den beiden Gleitringen l und 2, von denen der Gleitring l feststehend innerhalb der Bohrung eines nicht weiter dargestellten Gehäuses angeordnet ist und der Gleitring 2 auf der Welle 3 aufsitzt und mit dieser rotiert. Die Stirn- bzw. Gleitfläche 4 des Gleitrings 2 ist dabei der Stirnfläche 5 des Gleitrings l zugelcehrt, so daß zwischen den Stirnflächen 4 und 5 ein radial gerichteter Dichtspalt 6 gebildet wird, der zur Verrinqerunq der Reibung und zur Kühlung mit einem Öl geschmiert wird. Die beiden Gleitringe 1 und 2 bestehen aus einem formstabilen Werkstoff mit guten Wärmeleiteigenschaften, z.B. einem Metall. Auf der Stirnfläche 5 des Gleitrings 1 ist eine dünne Schicht 7 aus Kunststoff, insbesondere Polytetrafluoräthylen, aufgebracht, das gute Gleiteigenschaften und damit einen geringen Reibwert aufweist. Dies ist besonders im Gebiet der Mi schreibung wichtig, also dann, wenn sich noch kein durchgehender Ölfilm zwischen den Gleitflächen aufgebaut hat. Durch den geringen Reibwert auch bei Mi schreibung wird auch bei höheren Gleitgeschwindigkeiten nur wenig Reibungswärme erzeugt, so daß sich nur eine geringe Temperaturerhöhung im Bereich der Gleitflächen bzw. des Dichtspaltes ergibt. Zudem wird die Wärme wegen der guten Wtirmeleitfähigkeit des Materials der Gleitringe l und 2 und wegen der geringen Dicke der Schicht 7 schnell aus dem Kontaktbereich der beiden Gleitringe l und 2 abtransportiert.
Die Stirnfläche 4 des Gegen- bzw. Gleitrings 2 kann kleine Vertiefungen, Poren, Unebenheiten usw. aufweisen. Diese Vertiefungen nehmen während des Betriebs entstehenden Abrieb der Kunststoffschicht 7 auf; dieser Abrieb setzt sich in den Vertiefunken fest, so daß auch auf der Gleitfläche 4 eine dünne Kunststoffschicht gebildet wird. Eine derartige Kunststoffschicht, zweckmäßigerweise PTFE, kann aber auch in dünner Ausbildung von Anfang an vorgesehen sein, so daß die Kunststoffschichten der beiden Stirnflächen 1 und 2 aufeinander gleiten, andererseits aber durch den metallischen Grundkörper der Gleitringe l und 2 die Formstabilität bei guter Wärmeleitfähigkeit behalten wird.
Die Kunststoffschicht kann in Form einer Folie in geeigneter Weise, z.B. Kleben, aufgebracht werden; die Beschichtung der Stirnfläche bzw. der Stirnflächen der Gleitringe kann auch durch Aufpressen, durch Anwendung von Wärme und/oder Druck usw. erfolgen.
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Claims

Ansprüche 1. Gleitringdichtung, bestehend aus einem feststehenden und einem rotierenden Gleitring, zwischen denen ein radialer ölgeschmierter Dichtspalt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Gleitringe (1 und/oder 2) aus einem formstabilen Grundkörper mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, der zumindest im Bereich des Dichtspalts (6) eine dünne Schicht (7) eines geeigneten Kunststoffes trägt.
2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper aus einem metallischen Werkstoff besteht, der im Bereich des Dichtspaltes (6) mit Kunststoff beschichtet ist.
3. Gleitringdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Grundkörper aufgebrachte Schicht (7) aus Polytetrafluoräthylen besteht.
4. Gleitringdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polytetrafluoräthylen gefüllt ist.
5. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Gleitring (2) zumindest im Bereich des Dichtspaltes (6) eine kleine Vertiefungen, Unebenheiten, Poren odl dgl. aufweisende Oberfläche zur Aufnahme von Abrieb ausder Kunststoffbeschichtung (7) des ersten Gleitrings (1) besitzt.
6. Gleitringdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gleitringe (1, 2) jeweils aus einem metallischen Körper bestehen, auf die zumindest im Bereich des Dichtspaltes (6) jeweils eine dünne Schicht (7) eines geeigneten Kunststoffes, wie gefülltes Polytetra fluoräthylen, aufgebracht ist.
7. Gleitringdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht bzw. Beschichtung (7) aus einer in geeigneter Weise aufgebrachten und mit dem Grundkörper fest verbundenen Folie aus Polytetrafluoräthylen gebildet ist.