Beschreibung

[Ol ] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Gleitring- dichtungsanordnung, insbesondere an einer Kreiselpumpe zur Abdichtung einer Welle gegenüber einem umgebenden Gehäuse, eine Kreiselpumpe mit einer solchen Dichtungsanordnung sowie eine Patronen- dichtung.

[02] Bei Kreiselpumpen zählt es zum Stand der Technik, das druckseitige Ende der Welle, auf welchem ein oder mehrere Kreiselräder sitzen, gegenüber dem Pumpengehäuse durch eine Gleitringdichtungsanord- nung abzudichten. Eine solche Dichtungsanordnung weist einen mit der Welle mit rotierenden Gleitring sowie ein am Gehäuse fest angeordneten Gegengleitring auf, deren Gleitflächen einen Dichtspalt bilden, der beim Betrieb der Pumpe meist durch das Fördermedium der Pumpe flüssigkeitsgeschmiert ist. Gleitring und Gegengleitring sind im Übrigen über Dichtringe gegenüber der Welle bzw. dem Pumpengehäuse ab- gedichtet. Dabei ist einer der Ringe der Gleitringdichtung axial verschiebbar angeordnet und federkraftbeaufschlagt, um den Dichtspalt möglichst geschlossen zu halten und damit die Dichtfunktion zu gewährleisten.

[03] Insbesondere bei mehrstufigen Kreiselpumpen hat eine solche Dichtungsanordnung ein hohes Druckniveau am Ausgang der letzten Pumpenstufe gegenüber dem Umgebungsdruck dichtend zu halten.

[04] Solche Dichtungsanordnungen können entweder unmittelbar zwischen der Welle und der Gehäuseöffnung angeordnet sein oder in Form einer Patronendichtung, bei welcher eine Hülse auf der Welle befestigt und gegenüber der Welle abgedichtet wird und die Dichtungsanordnung dann zwischen Gehäuseöffnung und dieser Hülse angeordnet wird. Letztere Bauart hat den großen Vorteil, dass die gesamte Glei- tringdichtungsanordnung austauschbar ist, ohne die Wellen-/Gehäuse- Anordnung demontieren zu müssen.

[05] Derartige Gleitringdichtungsanordnungen bei Kreiselpumpen gibt es in unterschiedlichen Bauarten, ihr Einsatz hat sich bestens bewährt. Nachteilig ist allerdings bei derartigen Gleitringdichtungsanord- nungen, da sie durch das Förderfluid der Pumpe geschmiert werden, dass bei Inbetriebnahme der Pumpe die Dichtungsanordnung möglichst schnell von Förderflüssigkeit durchsetzt werden muss, damit die gewünschte Schmierung der Gleitringdichtung durch das Förderfluid eintritt. In den Betriebsanweisungen solcher Pumpen wird daher auch regelmäßig darauf hingewiesen, dass die Pumpe vor Inbetriebnahme mit Förderflüssigkeit gefüllt werden soll, was jedoch nicht immer geschieht. Läuft die Gleitringdichtungsanordnung trocken, dann zerstört sich diese durch Reibung und Wärmeentwicklung binnen kurzer Zeit von selbst. [06] Zwar zählt es zum Stand der Technik, solche Gleitringdichtungsanordnungen unabhängig von der Förderflüssigkeit zu schmieren, doch ist der konstruktive und wartungstechnische Aufwand vergleichsweise hoch, da zum einen das Schmiermittel entsprechend zu dosieren und zum anderen nach einer gewissen Zeit nachzufüllen ist. Eine solche Dichtungsanordnung ist aus US 3,495,840 bekannt.

[07] Aus GB 2 1 55 1 20 A zählt eine Gleitringdichtungsanordnung zum Stand der Technik, bei welcher ein schwammartiger Ring als Reservoir für das Schmiermittel für den Fall dient, dass die Pumpe trocken läuft. [08] Aus US 2013/0161912 AI zählt es zum Stand der Technik, innerhalb der Dichtungsanordnung einen Freiraum vorzusehen, der sich mit Förderflüssigkeit füllt, sobald sich die Saugseite der Pumpe mit Flüssigkeit füllt. [09] Ausgehend von dem einleitend genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Gleitringdichtungsanordnung zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile überwindet sowie in Weiterbildung eine Kreiselpumpe mit einer entsprechenden Gleitringdichtungsanordnung entsprechend aus- zubilden bzw. eine Patronendichtung entsprechend auszubilden.

[10] Der verfahrensmäßige Teil dieser Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine Kreiselpumpe gemäß der Erfindung ist durch die in Anspruch 2 angegebenen Merkmale gekennzeichnet, eine entsprechende Patronendichtung gemäß der Erfin- dung durch die in Anspruch 12 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung angegeben.

[1 1 ] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere einer Kreiselpumpe zur Abdichtung einer Welle gegenüber einem umgebenden Gehäuse, sieht vor, dass ein innerhalb der Dichtungsanordnung gebildeter Freiraum, der mit dem Dichtspalt zwischen den Gleitringen in fluidleitender Verbindung steht, während der Montage der Gleitringdichtungsanordnung mit einer Flüssigkeit zumindest teilgefüllt wird. [12] Die erfindungsgemäße Lösung sieht somit vor, bereits bei der Montage der Gleitringdichtungsanordnung diese mit einer Flüssigkeit zu versehen, welche wirksam verhindert, dass bei Inbetriebnahme des mit der Gleitringdichtungsanordnung versehenen Aggregats diese Dich- †ung trocken anläuft. Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorfeil, dass die Gleifringdichfungsanordnung vor Inbetriebnahme keiner besonderen Handhabung bedarf, insbesondere nicht vor Inbetriebnahme mit einer Vorlage versehen oder in sonstiger Weise mit einer Flüssigkeit gefüllt werden muss. Das Befüllen der Flüssigkeif während der Montage hat darüber hinaus den Vorfeil, dass dies erfolgen kann, wenn die Dich- tungsanordnung noch nicht abgeschlossen ist, wodurch das Einfüllen der Flüssigkeif schnell und einfach erfolgen kann. Dies kann also, wenn beispielsweise die Dichfungsanordnung für eine Kreiselpumpe vorgese- hen ist, während der Montage der Kreiselpumpe erfolgen und meist als einfacher Zwischenschrift in die Montage integriert werden. Besonders vorteilhaft erfolgt dies bei einer Patronendichfung während der Montage der Dichtung selbst, die dann flüssigkeifsvorgefüllf ihrem Einsafz- zweck zugeführt werden kann, wobei sich diese mit Flüssigkeif vorgefüll- fe Pafronendichtung in Handhabung und Montage nicht von Pafronen- dichfungen nach dem Stand der Technik unterscheidet, diese also ohne Weiteres ersetzen kann.

[13] Die ein- oder mehrstufige Kreiselpumpe gemäß der Erfindung weist ein Pumpengehäuse mit einer darin drehbar angeordneten Welle mit mindestens einem auf der Welle angeordneten Kreiselrad zur Flüssigkeitsförderung auf. Eine Gleifringdichtungsanordnung ist zwischen der Welle und einer Öffnung des Gehäuses, durch welche die Welle hindurchgeführt ist, angeordnet. Diese Dichtungsanordnung weist einen Freiraum auf. Gemäß der Erfindung ist dieser Freiraum zumindest feilwei- se mit einer Flüssigkeif vorgefüllf, wobei die Flüssigkeif bereits bei der Montage der Dichfungsanordnung eingefüllt worden ist.

[14] Eine Pafronendichtung zum Abdichten einer Welle gegenüber einem Gehäuse, insbesondere als Gleitringdichfungsanordnung für eine Kreiselpumpe, weist eine Wellenschutzhülse auf, die zum drehfesfen Verbinden mit der Welle vorgesehen ist sowie einen Träger, der zur Ein- gliederung der Patronendichtung in eine Gehäuseöffnung vorgesehen ist. An der Wellenschutzhülse ist drehfest ein Gleitring angeordnet, ein Gegengleitring ist drehfest mit dem Träger verbunden. Auch bei dieser Patronendichtung ist ein abgeschlossener Freiraum vorgesehen, wel- eher gemäß der Erfindung fluidleitend mit einem zwischen Gleitring und Gegengleitring gebildeten Dichtspalt verbunden ist, der zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit vorgefüllt ist. Der Gleitring ist dabei in Richtung zum Gegengleitring federkraftbeaufschlagt, die Feder stützt sich axial an einem an der Wellenschutzhülse befestigten Bauteil ab. Da die Pa- tronendichtung gemäß der Erfindung bereits während der Montage mit Flüssigkeit vorgefüllt worden ist, kann diese beim späteren Einbau, sei es bei der Montage eines Aggregates, insbesondere einer Kreiselpumpe oder auch beim Ersatz einer vorhandenen Patronendichtung so gehandhabt werden, wie dies bei Patronendichtungen nach dem Stand der Technik der Fall ist, es ergeben sich also montagetechnisch keinerlei Veränderungen, es ist jedoch sichergestellt, dass ein Trockenlaufen der Dichtungsanordnung bei Inbetriebnahme zuverlässig verhindert wird.

[15] Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Glei- tringdichtungsanordnung einer ein- oder mehrstufigen Kreiselpumpe, die durch die Förderflüssigkeit der Pumpe geschmiert ist, den ohnehin vorhandenen Freiraum innerhalb der Dichtungsanordnung zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit vorzufüllen, um sicherzustellen, dass bei Inbetriebnahme der Pumpe die Gleitringdichtungsanordnung, insbesondere der Dichtspalt zwischen Gleitring und Gegengleitring flüssig- keitsgeschmiert ist, auch wenn die Pumpe noch nicht flüssigkeitsgefüllt ist und noch nicht fördert, wie dies bei einer Erstinbetriebnahme regelmäßig der Fall ist. Diese erfindungsgemäße Lösung kann sowohl bei Pumpen Anwendung finden, bei welchen eine Gleitringdichtungsanordnung unmittelbar zwischen Welle und Pumpengehäuse vorgesehen ist, als auch bei Pumpen, bei welchen eine Patronendichtung eingesetzt ist. Die Erfindung kann weiterhin in vorteilhafter Weise auch für die Patronendichtung als solche genutzt werden, um sicherzustellen, dass auch nach Austausch der Patronendichtung möglicherweise wieder auftretende Trockenlaufgefahr zu Beginn des Pumpenbetriebs wirksam verhindert wird. Dabei kann in einfachster Form ein konstruktiv ohnehin vorhandener Freiraum innerhalb der Dichtungsanordnung genutzt werden, es muss sich lediglich um einen abgeschlossenen, das heißt sowohl zum Pumpeninneren als auch nach außen hin abgedichteten Raum handeln, der fluidleitend mit dem Dichtspalt verbunden ist und zwar an der druckabgewandten Seite des Dichtspalts, also typischerweise an der Innenseite des Dichtspaltes ansteht.

[16] Alternativ oder zusätzlich kann auch gesondert hierfür ein Freiraum innerhalb der Dichtungsanordnung vorgesehen sein.

[17] Die Gleitringdichtungsanordnung der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe weist vorteilhaft zwei Gleitringe mit axialen Gleitflächen auf, von denen einer drehfest mit der Welle und der andere, der Gegenglei- tring, drehfest mit dem Pumpengehäuse verbunden ist. Der abgeschlossene Freiraum ist dabei vorteilhaft unmittelbar an den Gegenglei- tring angrenzend angeordnet, und zwar vorzugsweise an einer der Ge- gengleitflächen abgewandt gegenüberliegenden Seite, also quasi auf der Rückseite des Gegengleitrings. Die fluidleitende Verbindung des Freiraums mit dem Dichtspalt zwischen den Gleitflächen erfolgt dabei vorteilhaft über den ohnehin vorhandenen Spalt zwischen Gegenglei- tring und Welle. Die in dem Freiraum befindliche Flüssigkeit gelangt also über diesen Spalt von der Innenseite an den Dichtspalt heran, also im Betrieb an der drucklosen Seite des Dichtspalts.

[18] Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der vorgefüllte Freiraum so angeordnet ist, dass er bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Pumpe über dem Gegengleitring angeordnet ist. Dann ist sichergestellt, dass die in dem Freiraum befindliche Flüssigkeit schwerkraftbedingt zum Dichtspalt gelangt. Grundsätzlich kann der Freiraum bei bestimmungsgemäßen Betrieb der Pumpe auch neben dem Gegengleitring angeordnet sein, dann jedoch steht die Flüssigkeit möglicherweise nur an einem Teil des Dichtspaltes an und nicht über den gesamten Umfang. Dieser Vorfülleffekt der Dichtungsanordnung ist also auch für Kreiselpumpen anwendbar, die mit horizontaler Welle betrieben werden.

[19] Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bei der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Ausgestaltung, bei welcher der Freiraum bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Pumpe über dem Gegengleitring angeordnet ist, kann dieser Freiraum vorteilhaft nur teilweise mit Flüssigkeit gefüllt sein, ohne die vorteilhaften Eigenschaften, nämlich einer Flüssigkeitsschmierung bei Anlauf der trockenen Pumpe zu verlieren. Bei geeigneter konstruktiver Anordnung und Ausgestaltung des Freiraums kann es genügen, diesen zu einem Anteil von mindestens 10 - 50% des Freiraumvolumens vorzufüllen, um dies sicherzustellen. Die nur teilweise Vorfüllung des Freiraums ist insbesondere herstellungstechnisch von besonderem Vorteil, da für diese teilweise Vorfüllung des Freiraums keine wesentlichen Änderungen bei der Montage des Pumpenaggregats erfolgen müssen. Insbesondere eine vollständige Flüssigkeitsvorfüllung des Freiraums bedingt tiefe Einschnitte in die Montageabläufe.

[20] Das Vorfüllen dieses Freiraums in der Dichtungsanordnung erfolgt vorteilhaft mit einer Flüssigkeit, welche im späteren Betrieb auch das Fördermedium darstellt, also beispielsweise Wasser. Da jedoch herstel- lerseitig meist nicht bekannt ist, welches Medium später mit der Pumpe gefördert werden soll, ist es sinnvoll eine Flüssigkeit zu nehmen, die einerseits gute Gleiteigenschaft hat, andererseits jedoch auch wasserverträglich ist, wie beispielsweise Glykol oder Glycerin. Im Hinblick auf die Lagerfähigkeit kann es sinnvoll sein, hier eine Flüssigkeit vorzufüllen, wel- che in üblichen Temperaturbereich frostsicher ist. Auch insoweit sind Glykol, Glycerin oder Kühlmittel vorteilhaft.

[21 ] Damit die vorgefüllte Flüssigkeit innerhalb des Freiraums verbleibt, ist dieser entsprechend abzudichten. Zum Dichtspalt hin ergibt sich die Abdichtung durch die Gleitringdichtung selbst, nach außen hin hingegen wird der Freiraum vorteilhaft mittels eines Dichtrings abgedichtet. Dieser zur Umgebung hin wirkende Freiraumdichtring ist dabei vorteilhaft als Lippen- und/oder Labyrinthdichtring ausgebildet. Dieser Freiraumdichtring kann vorteilhaft als kombinierte Lippen-Labyrinth-Dich- tung ausgebildet sein, wobei die Lippendichtung nach Montage der Pumpe dazu dient, den vorgefüllten Freiraum dicht nach außen hin abzuschließen. Im Betrieb hingegen ist eine vollständige Abdichtung in der Regel nicht sinnvoll, da durch diese Dichtung das im Dichtspalt der Dichtung verdampfende Fördermedium, welches dabei sein Volumen vergrößert, austreten können muss. So kann die Lippendichtung so ausgelegt sein, dass sie im Betrieb relativ schnell verschleißt und Spiel bildet, so dass dann nur noch die Labyrinthdichtung wirksam ist oder eine verminderte Dichtwirkung in Kauf genommen wird.

[22] Bei einer etwa ringzylindrischen Form des Freiraums ist es vorteil- haft, eine Freiraumdichtung mit etwa U- oder L-förmigen Ringquerschnitt vorzusehen, wobei vorzugsweise ein wellenseitiger Schenkel des U länger als der andere ausgebildet ist und der Steg des U bzw. der kurze Schenkel des L an einem den Freiraum begrenzenden und vom Ge- gengleitring beabstandeten Wand angeordnet ist. Der lange Schenkel bildet die eigentliche Dichtung zwischen der rotierenden Welle und der feststehenden Wand, wobei der Freiraumdichtring an dem feststehenden Teil des Gehäuses, also typischerweise an der Wand, festgelegt ist. Der lange Schenkel des U's bzw. des L's, sorgt nach Fertigstellung der Pumpe, also nach Vorfüllen des Freiraums und abgeschlossener Monta- ge, für eine sichere Abdichtung gegenüber der Welle, erlaubt aber andererseits im Betrieb eine Spaltbildung mit einer Labyrinthwirkung.

[23] Vorteilhaft wird der Freiraumdichtring an einem Träger befestigt, mit welchem der Gegengleitring gehäuseseitig befestigt ist. Eine solche vorzugsweise stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch Kleben oder Vulkanisieren erfolgen. Alternativ kann der Freiraumdichtring kraftschlüssig in seiner Dichtposition sitzen, also in den Freiraum einge- presst sein. Insbesondere bei größeren Pumpen kann die Freiraumdichtung auch mittels eines Gewindes trägerseitig befestigt sein. Eine solche oder auch kraftschlüssige Anordnung ermöglicht den Austausch der Dichtung bei Verschleiß oder Defekt.

[24] Zwar kann es vorteilhaft sein, den bei einer Gleitringdichtungsonordnung ohnehin vorhandenen Freiraum zum Vorfüllen zu nutzen und diesen gegebenenfalls lediglich hinsichtlich seiner Abdichtung zu modi- fizieren. Die erfindungsgemäße Lösung kann jedoch auch vorteilhaft durch einen gezielt für diese Zwecke geschaffenen Freiraum verwirklicht werden. Bei einer Gleitringdichtungsonordnung mit zwei Gleitringen mit axialen Gleitflächen, von denen einer drehfest mit der Welle und der andere, der Gegengleitring, drehfest mit dem Pumpengehäuse verbun- den ist, kann der Freiraum vorteilhaft auch an dem Träger, mit dem der Gegengleitring gehäuseseitig festgelegt ist, vorgesehen sein oder am Gegengleitring selbst. Der entsprechende Freiraum ist dann fluidleitend mit dem Dichtspalt zwischen den Gleitflächen zu verbinden, was bei Anordnung des Freiraums in einfacher Weise dadurch realisiert werden kann, dass der Freiraum zur Welle hin offen ausgebildet ist oder zumindest Öffnungen aufweist, so dass eine fluidleitende Verbindung über den ohnehin vorhandenen Spalt zwischen Träger und Welle bzw. zwischen Gegengleitring und Welle gebildet ist. Der Freiraum selbst kann vorteilhaft durch Anbringung einer entsprechenden Nut an der Innen- seite des Trägers bzw. des Gegengleitrings gebildet sein. [25] Je nach Ausgestaltung des Freiraums ist der Dichtring auszulegen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dieser einen I-, X- oder W-förmi- gen Ringquerschnitt aufweist, da diese Querschnittsformen prädestiniert sind, zum einen den Freiraum nach dem Vorfüllen zuverlässig dicht ab- zuschließen, zum anderen jedoch im späteren Betrieb gegebenenfalls Gas austreten zu lassen, das heißt, bei Druckanstieg einen Spalt zu bilden, der sich anschließend wieder schließt.

[26] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung durch eine vorgefüllte Patronendichtung gebildet ist, da dann auch sichergestellt ist, dass im Falle eines Austausches der Dichtungsanordnung, nach welchem die Pumpe wiederrum, wie bei der Erstinbetriebnahme, zunächst ohne Förderflüssigkeit anläuft, die erforderliche Schmierung für die Dichtungsanordnung durch die im Freiraum befindliche Flüssigkeit sichergestellt ist. [27] Eine solche Patronendichtung, welche zum Abdichten der Welle gegenüber dem Pumpengehäuse vorgesehen ist, kann grundsätzlich in gleicher Weise wie vorbeschrieben ausgebildet sein, wobei anstelle der Welle eine Wellenschutzhülse tritt. Die Wellenschutzhülse wird auf das druckseitige und freie Wellenende aufgesetzt, wird gegenüber der Wel- le mittels eines Dichtrings abgedichtet und typischerweise außenseitig der Dichtungsanordnung mit der Welle drehfest verbunden. Dies kann beispielsweise durch einen an der Hülse angeformten Ring erfolgen, der radial angeordnete Schrauben aufweist, mit denen der Ring drehfest an der Welle festgelegt wird. Weiterhin weist die Patronendichtung einen Träger zur Eingliederung der Patronendichtung in eine Gehäuseöffnung auf, an welchem ein Gegengleitring drehfest angeordnet ist. Der mit der Welle drehende Gleitring ist drehfest aber axial verschiebbar auf der Wellenschutzhülse gelagert und durch ein sich über ein Bauteil an der Wellenschutzhülse abstützende Feder in Richtung zum Gegengleitring kraftbeaufschlagt. Derartige Patronendichtungen zäh- len zum Stand der Technik und weisen typischerweise einen abgeschlossenen Freiraum auf, der fluidleitend mit einem zwischen Gleitring und Gegengleitring gebildeten Dichtspalt verbunden ist. Erfindungsgemäß ist dieser Freiraum zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit vorge- füllt, die während der Montage der Patronendichtung eingefüllt worden ist.

[28] Vorteilhaft ist dieser Freiraum zwischen Wellenschutzhülse, Träger und Gegengleitring angeordnet, dann erfolgt die fluidleitende Verbindung zum Dichtspalt durch den zwischen Gegengleitring und Wellen- schutzhülse bestehenden Spalt. Alternativ kann dieser Freiraum jedoch auch am Träger oder am Gegengleitring vorgesehen sein, beispielsweise durch eine in diesen Bauteilen umlaufende zur Wellenschutzhülse offene Nut oder einen Ringraum, der in geeigneter Weise mit dem Dichtspalt fluidleitend verbunden ist. Dabei wird der Freiraum vorteilhaft so ausgelegt, dass er nur teilweise mit der Flüssigkeit vorgefüllt zu werden braucht, vorzugsweise zu einem Anteil von mindestens 10 bis 50% des Freiraumvolumens. Dies erleichtert die Montage der Patronendichtung, so dass das Vorfüllen in bekannte Montageabläufe ohne gravierende Eingriffe eingegliedert werden kann. [29] Die Anordnung und Ausbildung der Dichtungsanordnung kann grundsätzlich vorteilhaft in gleicher Weise wie vorbeschrieben erfolgen, wobei anstelle der Welle die Wellenschutzhülse tritt.

[30] Die erfindungsgemäße Ausbildung der Dichtungsanordnung weist neben der eigentlichen Gleitringanordnung Dichtmittel zum Ab- dichten der Wellenschutzhülse gegenüber der Welle auf, beispielsweise einen dazwischen eingegliederten O-Ring, Dichtmittel zum Abdichten des Trägers gegenüber der Gehäuseöffnung, Dichtmittel zum Abdichten des Gegengleitrings gegenüber dem Träger und Dichtmittel zum Abdichten des Trägers gegenüber der Wellenschutzhülse. Dabei ist, wie bei derartigen Axialgleitringdichtungen üblich, typischerweise der Gleitring axial verschiebbar auf der Welle bzw. der Wellenschutzhulse aber drehfest gelagert, wobei Federmittel vorgesehen sind, welche den Gleitring zum Gegengleitring hin kraftbeaufschlagen. Dabei kann die erfin- dungsgemäße Ausgestaltung unabhängig davon, ob sie als Patronendichtung oder als unmittelbare Dichtung gegenüber der Welle ausgestaltet wird, entweder über eine vorgespannte Feder kraftbeaufschlagt werden oder über eine Metallfaltenbalg, wie dies an sich zum Stand der Technik zählt und deshalb hier auch nicht im Einzelnen beschrieben ist.

[31 ] Die Ausgestaltung des Freiraumdichtrings kann auch bei Ausbildung als Patronendichtung vorteilhaft in analoger Weise ausgebildet sein, wie bei einer Dichtungsanordnung, die unmittelbar an die Welle anschließt. [32] Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in stark vereinfachter schematischer Darstellung einen

Längsschnitt durch eine mehrstufige Kreiselpumpe mit Gleitringdichtungsanordnung in Patronenform zwischen

Welle und Gehäuse,

Hg. 2 in vergrößerter Schnittdarstellung den Bereich der Wellendurchführung durch das Pumpengehäuse der Pumpe nach Fig. 1 , in weiter vergrößerter schematischer Schnittdarstellung einen Teil der Gleitringdichtungsanordnung der Fig. 2, vergrößerter Schnittdarstellung eine weitere Ausfüh- ngsform einer Patronendichtung,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Patronendichtung in

Darstellung gemäß Fig. 4, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Patronendichtung in

Darstellung gemäß Fig. 4 und

Fig. 7 - 9 die Gleitringdichtungsanordnung gemäß Fig. 4 in drei unterschiedlichen Positionen, mit einem zum Teil vorgefüllten abgeschlossenen Freiraum innerhalb der Dichtungsana- Ordnung.

[33] Bei der anhand von Fig. 1 dargestellten Pumpe handelt es sich um eine mehrstufige Kreiselpumpe 1 , deren Pumpengehäuse 2 einen Fuß 3 aufweist, mit welchem das Pumpengehäuse 2 bodenstehend angeordnet werden kann, wobei eine Welle 4, welche drehbar innerhalb des Gehäuses 2 gelagert ist, vertikal angeordnet ist. Die Welle 4 trägt entsprechend der Anzahl Pumpenstufen eine Anzahl Kreiselräder 5. Das zu fördernde Fluid wird von dem in Fig. 1 am unteren Ende der Welle angeordneten Saugmund 6 nach oben zu einem Druckraum 7 gefördert, von wo aus es zum Druckanschluss des Pumpengehäuses 2 ge- führt ist. Die Oberseite des Pumpengehäuses 2 ist als Motorstuhl 8 ausgebildet und zur Aufnahme eines Elektromotors vorgesehen, dessen pumpenseitiges Wellenende 9 mittels einer Kupplung 10 mit dem nach oben aus dem eigentlichen Pumpengehäuse 2 herausgeführten Ende der Welle 4 drehfest verbunden ist.

[34] Das pumpenseitige Wellenende 1 1 ist mittels einer Gleitringdich tungsanordnung 12 durch eine Öffnung 13 des Pumpengehäuses 2 hin durchgeführt. Die Gleifringdichfungsanordnung 12 ist als Pafronendich- fung ausgebildet und weist eine Schutzhülse 14 auf, die mit geringem Spiel über das Wellenende 1 1 der Welle 4 geschoben und mittels eines Dichtrings 1 6 nahe dem unteren Ende der Schutzhülse 14 gegenüber der Welle 4 abgedichtet ist. Das obere Ende der Schutzhülse 14, welches die Öffnung 13 nach oben hin überragt, ist mittels eines Halterings 15 drehfest mit dem Wellenende 1 1 verbunden. Hierzu sind im Haltering 15 radial Schrauben angeordnet, welche den Haltering 15 zusammen mit dem oberen Ende der Schutzhülse 14 drehfest mit der Welle 4 ver- binden, wie dies grundsätzlich bei solchen Patronendichtungen zum Stand der Technik zählt. Nahe dem unteren Ende der Schutzhülse 14, etwa dort wo der Dichtring 16 angeordnet ist, ist außenseitig ein Mitnehmer 1 7 drehfest angeordnet, der einerseits eine die Schutzhülse 14 umgebende Schraubenfeder 8 axial nach unten hin abstützt und anderer- seits einen axial bewegbaren auf der Schutzhülse 14 angeordneten Mitnehmer 19 drehfest hält, der wiederrum einen Gleitring 20 drehfest aufnimmt, dessen obere Axialfläche die mit der Welle 4 mitdrehende Gleitfläche der Gleitringdichtungsanordnung 12 bildet. Zwischen dem Gleitring 20 und dem aufnehmendem Mitnehmer 19 ist ein O-Ring 21 angeordnet, welcher diese Bauteile gegenüber der Schutzhülse 14 abdichtet. Die vorbeschriebenen Bauteile 14 bis 21 bilden die mit der Welle 4 mit rotierenden Teilen der Gleitringdichtungsanordnung 12.

[35] Demgegenüber drehfest ist ein Gegengleitring 22, auch Gegenring genannt, dessen nach unten weisende Axialfläche die drehfest angeordnete Gegenfläche für den Gleitring 20 bildet. Zwischen der nach oben gerichteten Gleitfläche des Gleitrings 20 und der nach unten gerichteten Gleitfläche des Gegengleitrings 22 ist ein Dichtspalt 23 gebildet, welcher die eigentliche Gleitringdichtung bildet.

[36] Der Gegengleitring 22 umgibt die Schutzhülse 14 mit Spiel und ist drehfest in einem im Wesentlichen hohlzylindrischen Träger 24 aufge- nommen, der an seiner Außenseite ein Außengewinde 25 aufweist, mit dem er in dem entsprechenden Innengewinde der Öffnung 13 des Pumpengehäuses 2 befestigt ist. Nach oben hin schließt sich an das Gewinde 25 eine umlaufende Nut an, in welcher ein O-Ring 26 ange- ordnet ist, welcher den Träger 24 gegenüber der Öffnung 13 des Pumpengehäuses 12 abdichtet. Das obere Ende des ringförmigen Trägers 24 ist durch eine flanschartige Auskragung 27 gebildet, welche an der Oberseite des Pumpengehäuses 2 um die Öffnung 13 herum aufliegt. Der Träger 24 ist an der Innenseite abgesetzt ausgebildet, so dass er den Gegengleitring 22 axial nach oben abstützen kann. Zwischen Ge- gengleitring 22 und Träger 24 ist ein O-Ring 28 vorgesehen, welcher den Gegengleitring 22 mit dem Inneren des Trägers 24 gegenüber dem Druckraum 7 abdichtet.

[37] Alternativ kann der Träger über Befestigungsschrauben am Pum- pengehäuse 2 befestigt sein, welche den Flansch 27 durchsetzen und mit dem Pumpengehäuse 2 verbinden. Dann ist das Gewinde 25 nicht erforderlich. Diese Ausführungsvariante ist insbesondere für größere Pumpen vorteilhaft.

[38] Vorteilhaft ist es, wenn das U-Profil des Dichtrings 32 mit radial an- geordneten Stegen ausgesteift ist, die gleichmäßig verteilt, das heißt sternförmig angeordnet sind und radial zwischen den beiden Schenkeln und dem Steg des U-verlaufen. Der Dichtring 32 kann alternativ auch einen L-förmigen Ringquerschnitt aufweisen, wobei sich der lange Schenkel schutzhülsenseitig erstreckt, wohingegen der kurze Schenkel bis in den Bereich zwischen Träger 24a und Haltering 15 reicht. Diese Ausführung ist nicht dargestellt.

[39] Zwischen dem Flansch 27 des Trägers 24, welcher gehäusefest ist und dem mit der Welle 4 mit rotierenden Haltering 15 ist ein weiterer Dichtring 29 angeordnet, welcher diese Bauteile zueinander abdichtet. Bei dem anhand der Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Haltering 15 dicht mit der Schutzhülse 14 verbunden, so dass sich zwischen der Innenseite des Trägers 24, zwischen der Unterseite des Halterings 15, dem Außenumfang der Schutzhülse 14 in diesem Bereich und der Oberseite des Gegengleitrings 22 sowie des Spaltes zwischen dem Gegengleitring 22 und der Wellenschutzhülse 14 bis zum Dichtspalt 23 hin ein geschlossener Freiraum 30 bildet, der einerseits gegenüber der Umgebung 31 und andererseits gegenüber dem Druckraum 7 abgedichtet ist. Dieser Freiraum 30 ist flüssigkeitsgefüllt, so dass sichergestellt ist, dass wenn die Pumpe erstmals anläuft und noch nicht sichergestellt ist, dass der Druckraum 7 flüssigkeitsgefüllt ist, diese Flüssigkeit im Freiraum 30 über den Spalt zwischen Gegengleitring 22 und Schutzhülse 14 an der Innenseite des Dichtspaltes 23 ansteht und dafür sorgt, dass die Gleitringdichtung flüssigkeitsgeschmiert ist. Die Flüssigkeit wird während der Montage in den Freiraum 10 eingefüllt, also bevor dieser dicht abgeschlossen wird. Die Flüssigkeitsmenge im Freiraum 30 reicht aus, um die Gleitringdichtung auch bei längerem Trockenlauf ausreichend zu schmieren. Sobald die Pumpe Flüssigkeit fördert, steht druckraumseitig diese an, so dass am Dichtspalt 23 außenumfänglich die Förderflüssig- keit mit dem Förderdruck der Pumpe ansteht. Dann nimmt die Gleitringdichtung ihren bestimmungsgemäßen Betrieb auf, bei dem dann in den Dichtspalt 23 Förderflüssigkeit gelangt, die teilweise verdampft, wobei der Dampf über den Freiraum 30 und über den zwischen dem Dichtring 29 und dem Haltering 15 gebildeten Dichtspalt durch Über- druck zumindest teilweise nach außen abgeführt wird.

[40] Da der Freiraum 30 der Patronendichtung herstellerseitig flüssigkeitsgefüllt ist, ist auch sichergestellt, dass im Falle eines Austausches der Dichtungspatrone beim Wiederanfahren der Pumpe kein Trockenlauf entsteht. [41 ] Dabei hat sich gezeigt, dass es nicht erforderlich ist, den Freiraum 30 vollständig mit Flüssigkeit zu füllen, es reicht vielmehr, diesen nur teil- zufüllen, wie dies anhand der Fig. 7 bis 9, welche eine Dichtungsanordnung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, in unterschiedlichen Stellungen zei- gen, verdeutlicht.

[42] Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebene Flüssigkeitsfüllung oder Teilfüllung des Freiraums 30 zur Vermeidung eines Trockenlaufs beim erstmaligen in Betrieb nehmen der Pumpe nicht nur bei Anordnung einer Patronendichtung, sondern auch bei einer entsprechend aufgebauten Gleitringdichtungsanordnung ohne Patrone funktioniert, dann entfällt die Schutzhülse 14 mit dem Haltering 15, so dass der Träger 24 im Bereich des Flansches 27 beispielsweise über einen O-Ring in einer Nut direkt gegenüber der Welle 4 abgedichtet ist, in gleicher Weise wie dann der Mitnehmer 17 unmittelbar mittels eines Dichtrings ge- genüber der Welle 4 abgedichtet ist.

[43] Bei der anhand von Fig. 4 dargestellten Gleitringdichtungsanordnung 12a ist der Haltering 15 gegenüber der Schutzhülse 14 nicht abgedichtet sondern lediglich drehfest mit dieser verbunden. Folglich ist der Freiraum 30a zwischen der Innenseite des Trägers 24, der Unterseite des Halterings 15 sowie der Außenseite der Schutzhülse 14 abzudichten. Hierzu ist ein im Ringquerschnitt U-förmiger Dichtring 32 vorgesehen, der trägerseitig mit einem kurzen Schenkel festgelegt ist, stegseitig am Haltering 15 anliegt und mit seinem langen Schenkel an der Schutzhülse 14 anliegt. Dabei bildet der lange Schenkel 33 aufgrund der Länge des Dichtspalts zur Schutzhülse 14 eine Art Labyrinthdichtung, wohingegen zum Stegbereich hin eine Lippendichtung gebildet ist. Diese Dichtung 32 ist somit in der Lage, bei innerhalb des Freiraums 30a anstehendem Dampfdruck diesen durch den Dichtspalt druckmindernd in die Umgebung 31 abzuführen und nachfolgend den Dichtspalt wieder zu schlie- ßen. Dieser Dichtring 32 stellt somit einerseits sicher, dass der vorgefüllte Freiraum 30a zur Umgebung 31 hin dicht ist, ermöglicht aber andererseits das Ablassen von Fluid bei entsprechender Druckerhöhung im Freiraum 30a.

[44] Die hier dargestellte ringförmige Dichtung 32 weist einen U-förmi- gen Ringquerschnitt auf, alternativ kann auch ein X- oder W-förmiger Ringquerschnitt Verwendung finden. In Fig. 5 ist beispielhaft ein Dichtring mit I-förmigem Ringquerschnitt und in Fig. 6 einer mit L-förmigem Ringquerschnitt zur Abdichtung des Freiraums 30b bzw. 30c gezeigt. Bei der Dichtungsanordnung 12b gemäß Fig. 5 ist beispielhaft gezeigt, dass ein Freiraum 30b durch eine entsprechend ringförmig innen umlaufende Nut vollständig in den Träger 24b eingegliedert werden kann. Die Verbindung zum Dichtspalt 23 erfolgt über einen Ringspalt zwischen der Innenseite des Trägers 24b und der Schutzhülse 14, der in den Ringspalt zwischen dem Gegengleitring 22 und der Schutzhülse 14 mündet und somit hydraulisch mit dem Dichtspalt 23 verbunden ist. Bei der anhand von Fig. 6 dargestellten Ausführungsvariante ist der Freiraum 30c vollständig in den Gegengleitring 22c gelegt, der zu diesem Zweck eine umlaufende Nut aufweist, welche diesen bildet. Bei der Anordnung gemäß Fig. 6 ist ein im Querschnitt L-förmiger Dichtring 35 vorgesehen, der mit seinem kurzen Schenkel den Freiraum zwischen der Innenseite des Trägers 24c und der Außenseite der Schutzhülse 14 abdichtet und dessen langer Schenkel an der Oberseite des Trägers 24c, also auf dem Flansch 27 aufliegt und gegenüber dem Haltering 15 abdichtet.

[45] Anhand der Fig. 7 bis 9 ist dargestellt, wie sich die Flüssigkeit in ei- nem Freiraum 30a verhält, wenn dieser nur teilweise gefüllt ist. Der Flüssigkeitsspiegel ist jeweils mit 36 gekennzeichnet. Bei der Anordnung mit stehender Welle (Anordnung der Pumpe wie in Fig. 1 ) gemäß Fig. 7 genügt schon eine geringe Füllmenge um sicherzustellen, dass ausreichend Flüssigkeit am Dichtspalt 23 schwerkraftbedingt ansteht. Die Fig. 8 und 9 verdeutlichen, dass unabhängig von der Ausrichtung auch bei liegender Welle bei einer Teilfüllung des Freiraums sich der Flüssigkeitsspiegel 36 zwar in axialer Richtung über den gesamten Freiraum 30a erstreckt, jedoch in Umfangsrichtung nur teilweise. Dies ist jedoch in der Praxis unproblematisch, da sich der Gleitring 20 gegenüber dem Ge- genring 22 dreht und somit die am Dichtspalt 23 auch nur Abschnittsweise anstehende Flüssigkeit mitnimmt und gleichmäßig über den gesamten Spalt verteilt. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass auch eine solche Teilfüllung, die insbesondere montagetechnisch vom besonderen Vorteil ist, ausreicht, um einen Trockenlauf wirksam zu verhindern.

Bezugszeichenliste

1 Kreiselpumpe

2 Pumpengehäuse

3 Fuß des Pumpengehäuses

4 Welle

5 Kreiselräder

6 Saugmund

7 Druckraum

8 Motorstuhl

9 Wellenende des Motors

10 Kupplung

1 1 Wellenende der Pumpe

12 Gleitringdichtungsanordnung gemäß den Fig. 1 bis 3 12a Gleitringdichtungsanordnung gemäß Fig. 4

12b Gleitringdichtungsanordnung gemäß Fig. 5

12c Gleitringdichtungsanordnung gemäß Fig. 6

13 Öffnung im Pumpengehäuse

14 Schutzhülse

15 Haltering

16 Dichtring

17 Mitnehmer

18 Schraubenfeder

19 Mitnehmer

20 Gleitring

21 O-Ring

22 Gegengleitring

22c Gegengleitring in Fig. 6

23 Dichtspalt

24 Träger in den Fig. 1 bis 3

24a Träger in der Fig. 4

24b Träger in der Fig. 5 24c Träger in der Fig. 6

25 Gewinde des Trägers

26 O-Ring

27 Flansch des Trägers

28 O-Ring

29 Dichtring

30 Freiraum in den Fig. 1 bis 3

30a Freiraum in der Fig. 4

30b Freiraum in der Fig. 5

30c Freiraum in der Fig. 6

31 Umgebung

32 U-förmiger Dichtring

33 langer Schenkel

34 I-förmiger Dichtring

35 L-förmiger Dichtring

36 Flüssigkeitsspiegel in den Fig. 7 bis 9