DE2444847C2

DE2444847C2 - Packung zum Abdichten beweglicher Maschinenteile

Info

Publication number: DE2444847C2
Application number: DE2444847A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-10-12
Filing date: 1974-09-19
Publication date: 1982-12-30
Also published as: DE2444847A1; US3878031A; GB1474976A; AT334701B; CH618249A5; IT1022693B; ATA742074A

Description

Die Erfindung betrifft eine Packung zum Abdichten beweglicher Maschinenteile gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu deren Herstellung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Bei einer bekannten Packung für bewegliche Maschinenteile besteht der Kern aus Fasern, z. B. Asbestfasern, die in ein Gemisch aus Polytetrafluorethylen und Graphit eingetaucht und danach zu einem festen Strang verpreßt werden. Dieser feste Kern wird sodann von einer dichten Umhüllung aus Garnen umgeben (US-PS 49 981 und 36 46 846). Diese Packungen haben den Nachteil, daß sie relativ schlechte Gleiteigenschaften aufweisen.

Bei einer weiteren bekannten Packung gemäß der DE-OS 18 13 249 besteht der Kern aus Pelytetrafluofäthylenfasern. Solche Fasern, die sich naturgemäß untereinander verfilzen, verhindern grundsätzlich jedwedes Fließen des Kerns, so daß diese Packung eine ungenügende Dichtwirkung und schlechte Gleiteigenschaften hat. Bei dieser bekannten Packung ist die

ίο Ummantelung des Kerns, die aus Graphitfäden besteht im wesentlichen undurchlässig ausgebildet Wenn man die Ummantelung porös ausbilden wolke, so wurden die den Kern bildenden Fasern in kürzester Zeit die Poren der Ummantelung verstopfen und das weitere Abfließen der Masse, soweit diese überhaupt fließfähig ist auf die Oberfläche des beweglichen Maschinenteiles verhindern.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Packung der eingangs genannten Art, die neben einer guten Dichtwirkung auch hervorragende Gleiteigenschaften sowie eine lange Lebensdauer aufweist, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 und Anspruch 7 gekennzeichnete Erfindung gelöst

Beim Bewegen es Maschinenteils wird die Packung infolge der Reibung zwischen dem beweglichen Maschinenteil und seinem Lager erwärmt; hierdurch beginnt das viskose Material des Kerns zu fließen und tritt durch die Poren der Umhüllung hindurch auf die Oberfläche des beweglichen Maschinenteils. Wesentlich ist hierbei, daß der Kernwerkstoff keine Fasern enthält, denn diese wurden die Poren verstopfen. Der auf die Oberfläche des beweglichen Maschinenteils gelangende Kernwerkstoff glättet diese Oberfläche und verringert damit die Reibungsverluste. Die Packung erhält somit hervorragende Gleiteigenschaften.

Zur Herstellung der Packung wird zur Bildung des Kerns zuerst aus Polytetrafluorethylen und Graphit, Silikonöl oder Molybdän durch Rühren eine zähflüssige Masse hergestellt. Diese Masse wird vorzugsweise in einem Knetwerk bearbeitet und anschließend extrudiert, woraufhin auf den so ausgebildeten Kern eine Umhüllung aufgebracht wird. Bei der Bildung des Kerns wird zuerst Polytetrafluorethylen mit einer wäßrigen Polytetrafluoräthylendispersion mechanisch gemischt und zu einer zähflüssigen Masse verrührt, woraufhin der Masse Graphit, Silikonöl oder Molybdän zugegeben wird.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das den Kern bildende Gemisch aus 60—80 Gew.-% Polytetrafluorethylen, 4,25-13,75 Gew.-% Silikonöl, 15-25 Gew.-% Graphit und 0,75-1,25 Gew.-% Molybdändisulfid besteht. Hierbei liegen die Graphitbzw. Schmierstoffzuschläge in einem genau ausgewogenen Verhältnis vor, das optimale Gleiteigenschaften gewährleistet.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß das den Kern bildende Gemisch aus 70 Gew.-% Polytetrafluorethylen, 9 Gew.-°/o Silikonöl, 20 Gew.-% Graphit und 1 Gew.-°/o Molybdändisulfid besteht.

Weiter ist es von Vorteil, wenn die Umhüllung eine poröse Bahn bzw. ein poröses Gewebe aus faserförmigem Material, beispielsweise aus natürlichen Fasern, mineralischen Fasern, wie z. B. Asbestfasern, oder aus Kunststoffasern ist. Wesentlich ist hierbei, daß die Poren auch unter Wärmeeinwirkung erhalten bleiben, damit eine ständige Schmierung der Oberfläche des beweglichen Maschinenteils gewährleistet ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Umhüllung in vorteilhafter Weise als poröse, schlauchförmige Wirkware ausgebildet

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Packung, entlang Linie I-I in Fi g. 2,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Packung gemäß F i g. 1 und ίο

F i g. 3 den Einbau der Packung gemäß F i g. 1 für de Stopfbüchse bei einer Pumpe.

Die in F > g. 1 und 2 dargestellte Packung besteht aus einem Kern 1 und einer Umhüllung 2. Der Kern 1 besteht aus einer Mischung aus Polytetrafluoräthylen und wenigstens einem der Elemente aus der Gruppe Silikonöl, Graphit und Molybdän. Die Umhüllung ist porös ausgebildet und besteht aus faserförmigem Material, wie z. B. Kunststoff, Asbest oder anderen pflanzlichen oder mineralischen Fasern in Form einer Bahn, eines Gewebes oder einer schlaucnförmigen Wirkware.

Fig.3 zeigt den Einbau einer solchen Packung zwischen einer umlaufenden Welle 3 und einem ortsfesten Lagerkörper 4. Die Packung ist einenends an einer Schulter oder einem Anschlag 5 der Welle 3 bzw. des Lagerkörpers 4 abgestützt und wird andernends mit einem nachstellbaren Gewindestück 6 gegen diese Schu'ter bzw. diesen Anschlag gedrückt. Beidseitig der Packung sind Endringe 7 vorgesehen und zwischen den einzelnen Packungen sind Separatoren 8 angeordnet, die das axiale Abfließen der weich gewordenen Packungen verhindern. Durch Nachstellen des Gewindestückes 6 kann der Kernwerkstoff stets unter Druck gehalten bzw. auf die Oberfläche des beweglichen Maschinenteiles 3 gepreßt werden.

Beispiel 4

Beispiele
Beispiel 1

Der Kern der Packung enthält 60 Gew.-% Polytetra-'fluoräthylen, 13,75 Gew.-°/o Silikonöl, 25 Gew.-% Graphit und 1,25 Gew.-% Molybdändisulfid.

Beispiel 2

Der Kern der Packung enthält eine Mischung aus 80 Gew.-% Polytetrafluoräthylen, 4,25 Gew.-% Silikonöl, 15 Gew.-% Graphit und 0,75 Gew.-o/o Molybdändisulfid.

Beispiel 3

Der Kern der Packung enthält eine Mischung aus 79,5 Gew.-% Polytetrafluoräthylen, 4,25 Gew.-% Silikonöl, 15 Gew.-% Graphit und 1,25 Gew.-% Molybdändisulfid.

40

45

50 Der Kern der Packung enthält 70 Gew.-% Polytetrafluoräthylen, 9 Gew.-% Silikonöl, 20 Gew.-% Graphit und 1 Gew.-°/o Molybdändisulfid.

Der Kern der Packung wird im allgemeinen durch Extrudieren hergestellt.

Das Verfahren zeichnet sich hierbei dadurch aus, daß ein Polytetrafluoräthylenpulver mit einer wässerigen Polytetrafluoräthylendispersion mechanisch gemischt und anschließend zu einer zähflüssigen Masse verrührt wird, danach Graphit zugegeben wird, diese Masse in einem Knetwerk zu einer teigigen Konsistenz verarbeitet wird und danach in das Knetwerk ein granulierter Kunststoff mit kleinem Reibungskoeffizienten eingegeben wird, worauf der Knetvorgang bis zur Bildung einer homogenen Masse fortgesetzt wird und diese Masse durch eine Extrudierpresse geschickt wird.

Gemäß der besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die aus der Presse ausgegebene Masse mit dem gewünschten Profil über eine Zeit in der Größenordnung von vorteiihaft 1 Stunde erhitzt Die Masse wird hierbei während etwa 1 Stunde auf etwa 150° erhitzt und darauf an der Luft getrocknet Ein zweckmäßiges Merkmal besteht hierbei darin, daß eine 30°/oige Dispersion von Polytetrafluoräthylen mit kleinem Reibungskoeffizienten verwendet wird. Das extrudierte Material wird aufgerollt und später zwecks Aufbringung des Überzuges wieder abgewickelt. Die Durchlässigkeit des Überzuges ist auf die Viskosität des Kerns abzustimmen, zumal letzterer im Betrieb durch die Reibung der beweglichen Maschinenteile erwärmt wird. Diese Abstimmung kann durch Änderung der Maschenweite des Gewebes bzw. der Wirkware erfolgen.

Polytetrafluoräthylen ist ein Polymerisationsprodukt von Tetrafluoräthylen. Die Fluorpolymerisate haben besondere Eigenschaften gegenüber anderen Polymerisaten, weil nicht nur die Gebrauchstemperaturen höher liegen, sondern weil sie auch in fast allen Lösungsmitteln weder löslich noch praktisch quellbar sind noch von üblichen Chemikalien angegriffen werden. Dabei wird anerkannt, daß Polytetrafluoräthylen kein Thermoplast im üblichen Sinne ist. Es zeichnet sich bei langsamem Abkühlen durch hohe Druckfestigkeit und geringe Gasdurchlässigkeit aus. Bei schnellem Abkühlen ist die Masse zäh und flexibel, was für die Erfindung besonders vorteilhaft ist.

Der Überzug kann auch imprägniert werden; hierzu kommen beliebige Kunststoffdispersionen in Betracht, z. B. Polytetrafluoräthylen.

Die erfindungsgemäße Packung ist ständig bildsam; sie ist weiters chemisch beständig und für Temperaturbereiche zwischen —50 und +25O⁰C anwendbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Packung zum Abdichten beweglicher Maschinenteile, bestehend aus einem Polytetrafluorethylen enthaltenden Kern und einer diesen umgebenden Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) aus einem faserlosen, viskosen Gemisch aus Polytetrafluorethylen und wenigstens einem Element aus der Gruppe Silikonöl, Graphit und Molybdän besteht und daß die Umhüllung (2) porös ausgebildet ist

2. Packung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das den Kern (1) bildende Gemisch aus 60—80 Gew.-% Polytetrafluorethylen, 4,25-13,75 Gew.-o/o Silikonöl, 15-25 Gew.-% Graphit und 0,75—1,25 Gew.-% Molybdändisulfid besteht.

3. Packung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Kern (1) bildende Gemisch aus 70 Gew.-°/o Polytetrafluorethylen, 9 Gew.-% Silikonöl, 20 Gew.-% Graphit und 1 Gew.-% Molybdändisulfid besteht

4. Packung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (2) eine poröse Bahn bzw. ein poröses Gewebe aus faserförmigem Material, beispielsweise aus — wie an sich bekannt — natürlichen Fasern, mineralischen Fasern wie z. B. Asbestfasern oder aus Kunststoffasern ist.

5. Packung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (2) eine poröse, schlauchförmige Wirkware ist.

6. Packung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung in Axialrichtung in wenigstens zwei Abschnitte unterteilt ist, die durch Separatoren (8) voneinander getrennt sind.

7. Verfahren zum Herstellen der Packung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zur Bildung des Kernes vorerst aus Polytetrafluorethylen und Graphit, Silikonöl oder Molybdän durch Rühren eine zähflüssige Masse hergestellt wird, die sodann, vorzugsweise in einem Knetwerk, verarbeitet und anschließend extrudiert wird, worauf auf den so gebildeten Kern eine Umhüllung aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung des Kernes vorerst Polytetrafluorethylen mit einer wässerigen Polytetrafluoräthylendispersion mechanisch gemischt und zu einer zähflüssigen Masse verrührt wird, welcher Masse erst das Graphit, Silikonöl oder Molybdän zugegeben wird, worauf die Masse in beschriebener Weise weiterverarbeitet wird.