CH618249A5

CH618249A5 -

Info

Publication number: CH618249A5
Application number: CH1276974A
Authority: CH
Inventors: Frederic J Dormer
Original assignee: Frederic J Dormer
Priority date: 1973-10-12
Filing date: 1974-09-20
Publication date: 1980-07-15
Also published as: DE2444847C2; US3878031A; ATA742074A; GB1474976A; DE2444847A1; IT1022693B; AT334701B

Description

Die Erfindung betrifft eine Packung zum Abdichten beweglicher Maschinenteile, bestehend aus einem Kern und einer diesen umgebenden Umhüllung. The invention relates to a package for sealing moving machine parts, consisting of a core and a surrounding envelope.

Solche Packungen werden insbesondere bei Pumpen, Kompressoren oder dergleichen verwendet. Such packings are used in particular in pumps, compressors or the like.

Bei den bekannten Packungen der eingangs genannten Art besteht der Kern aus Fasern, die in ein Gemisch aus Polytetrafluoräthylen 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 3 646 846). Diese Ausbildung hat den Nachteil, dass sie relativ schlechte Gleiteigenschaften aufweist. In the known packs of the type mentioned at the beginning, the core consists of fibers which are immersed in a mixture of polytetrafluoroethylene and graphite and then pressed into a solid strand. This solid core is then surrounded by a dense covering of yarns (US Pat. No. 3,646,846). This training has the disadvantage that it has relatively poor sliding properties.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine verbesserte Packung zu schaffen, die nebst einer guten Dichtwirkung auch hervorragende Gleiteigenschaften sowie eine lange Lebensdauer aufweist. The object of the invention is to avoid these disadvantages and to provide an improved packing which, in addition to a good sealing effect, also has excellent sliding properties and a long service life.

Dies wird gemäss der Erfindung bei einer Packung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass der Kern aus einem faserlosen, viskosen Gemisch aus Polytetrafluoräthylen und wenigstens einem Schmiermittel aus der Gruppe Silikonöl, Graphit und Molybdändisulfid besteht, und dass die Umhüllung porös ausgebildet ist. This is achieved according to the invention in a package of the type mentioned at the outset in that the core consists of a fiber-free, viscous mixture of polytetrafluoroethylene and at least one lubricant from the group consisting of silicone oil, graphite and molybdenum disulfide, and in that the covering is porous.

Beim Bewegen des Maschinenteiles wird die Packung infolge der Reibung erwärmt; hierdurch beginnt das viskose Material des Kerns zu fliessen und tritt durch die Poren der Umhüllung hindurch auf die Oberfläche des beweglichen Maschinenteiles. Wesentlich ist hierbei, dass der Kernwerkstoff keine Fasern enthält, denn diese würden die Poren verstopfen. Der auf die Oberfläche des beweglichen Maschinenteiles gelangende Kernwerkstoff glättet diese Oberfläche und verringert damit die Reibungsverluste. Die Packung erhält somit hervorragende Gleiteigenschaften. When moving the machine part, the packing is heated due to the friction; As a result, the viscous material of the core begins to flow and passes through the pores of the casing onto the surface of the movable machine part. It is essential here that the core material contains no fibers, because these would clog the pores. The core material on the surface of the moving machine part smoothes this surface and thus reduces friction losses. The pack thus has excellent sliding properties.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Packung dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigen: The invention is described below with reference to the drawing, in which an embodiment of the pack is shown. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Pak-kung, entlang der Linie I—I in Fig. 2; 1 shows a section through a package according to the invention, along the line II in FIG. 2;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Packung gemäss Fig. 1; und FIG. 2 shows a plan view of the package according to FIG. 1; and

Fig. 3 den Einbau der Packung gemäss Fig. 1 für die Stopfbüchse bei einer Pumpe. 3 shows the installation of the packing according to FIG. 1 for the stuffing box in a pump.

Die in Fig. 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 Schmiermittel aus der Gruppe Silikonöl, Graphit und Molybdändisulfid. 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 schlauchförmigen Wirkware. Wesentlich ist hierbei, dass die Poren auch unter Wärmeeinwirkung erhalten bleiben, damit eine ständige Schmierung der Oberfläche des beweglichen Maschinenteiles gewährleistet ist. 1 and 2 consists of a core 1 and a sheath 2. The core 1 consists of a mixture of polytetrafluoroethylene and at least one of the lubricants from the group of silicone oil, graphite and molybdenum disulfide. The covering is porous and consists of fibrous material, such as. B. plastic, asbestos or other vegetable or mineral fibers in the form of a web, a fabric or a tubular knitted fabric. It is essential here that the pores are retained even under the action of heat, so that a constant lubrication of the surface of the movable machine part is ensured.

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 Schulter bzw. diesen Anschlag gedrückt. Beidseitig der Packung sind Endringe 7 vorgesehen und zwischen den einzelnen Abschnitten der Packung sind Separatoren 8 angeordnet, die das axiale Abfliessen der weich gewordenen Abschnitte der Packung verhindern. Durch Nachstellen des Gewindestückes 6 kann der Kernwerkstoff stets unter Druck gehalten werden bzw. auf die Oberfläche des beweglichen Maschinenteiles 3 gepresst werden. Fig. 3 shows the installation of such a packing between a rotating shaft 3 and a stationary bearing body 4. The packing is supported at one end on a shoulder or a stop 5 of the shaft 3 or the bearing body 4 and is at the other with an adjustable threaded piece 6 against it Shoulder or this stop pressed. End rings 7 are provided on both sides of the pack and separators 8 are arranged between the individual sections of the pack, which prevent the sections of the pack that have softened from flowing off axially. By adjusting the threaded part 6, the core material can always be kept under pressure or pressed onto the surface of the movable machine part 3.

Beispiele: Examples:

Beispiel 1 example 1

Der Kern der Packung enthält 60 Gew.-°/o Polytetrafluoräthylen, 13,75 Gew.-°/o Silikonöl, 25 Gew.-% Graphit und 1,25 Gew.-°/o Molybdändisulfid. The core of the package contains 60% by weight of polytetrafluoroethylene, 13.75% by weight of silicone oil, 25% by weight of graphite and 1.25% by weight of molybdenum disulfide.

Beispiel 2 Example 2

Der Kern der Packung enthält eine Mischung aus 80 Gew.-°/o Polytetrafluoräthylen, 4,25 Gew.-°/o Silikonöl, 15 Gew.-°/o Graphit und 0,75 Gew.-% Molybdändisulfid. The core of the pack contains a mixture of 80% by weight of polytetrafluoroethylene, 4.25% by weight of silicone oil, 15% by weight of graphite and 0.75% by weight of molybdenum disulfide.

Beispiel 3 Example 3

Der Kern der Packung enthält eine Mischung aus 79,5 Gew.-°/o Polytetrafluoräthylen, 4,25 Gew.-°/o Silikonöl, 15 Gew.-°/o Graphit und 1,25 Gew.-°/o Molybdändisulfid. The core of the pack contains a mixture of 79.5% by weight of polytetrafluoroethylene, 4.25% by weight of silicone oil, 15% by weight of graphite and 1.25% by weight of molybdenum disulfide.

Beispiel 4 Example 4

Der Kern der Packung enthält 70 Gew.-°/o Polytetrafluoräthylen, 9 Gew.-°/o Silikonöl, 20 Gew.-°/o Graphit und 1 Gew.-% Molybdändisulfid. The core of the pack contains 70% by weight of polytetrafluoroethylene, 9% by weight of silicone oil, 20% by weight of graphite and 1% by weight of molybdenum disulfide.

Im allgemeinen gesagt, ist es günstig, wenn das den Kern 1 bildende Gemisch aus 60—80 Gew.-% Polytetrafluoräthylen, 4,25—13,75 Gew.-°/o Silikonöl, 15—25 Gew.-°/o Graphit und 0,75—1,25 Gew.-°/o Molybdändisulfid besteht. Generally speaking, it is beneficial if the mixture comprising 60-80% by weight of polytetrafluoroethylene, 4.25-13.75% by weight of silicone oil, 15-25% by weight of graphite forms the core 1 and 0.75-1.25% w / w molybdenum disulfide.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

618249 618249

Eine andere vorteilhafte Ausführung besteht darin, dass das den Kern 1 bildende Gemisch aus 70 Gew.-°/o Polytetrafluoräthylen, 9 Gew.-% Silikonöl, 20 Gew.-% Graphit und 1 Gew.-°/o Molybdändisulfid besteht. Another advantageous embodiment consists in that the mixture forming the core 1 consists of 70% by weight polytetrafluoroethylene, 9% by weight silicone oil, 20% by weight graphite and 1% by weight molybdenum disulfide.

Hierbei liegen die Graphit- bzw. Schmierstoffzuschläge in 5 einem genau ausgewogenen Verhältnis vor, das optimale Gleiteigenschaften gewährleistet. Here, the graphite or lubricant surcharges are present in a precisely balanced ratio, which ensures optimal sliding properties.

Der Kern der Packung wird im allgemeinen durch Extrudieren hergestellt. The core of the package is generally made by extrusion.

Das Verfahren zeichnet sich hierbei dadurch aus, dass ein io Polytetrafluoräthylenpulver mit einer wässrigen Polytetra-fluoräthylendispersion mechanisch gemischt und anschliessend zu einer zähflüssigen Masse verrührt wird, worauf Graphit zugegeben und diese Masse in einem Knetwerk zu einer teigigen Konsistenz verarbeitet wird. Für manche Anwendungs- 15 zwecke kann danach in das Knetwerk noch ein granulierter Kunststoff mit kleinem Reibungskoeffizienten eingegeben, werden. Der Knetvorgang wird bis zur Bildung einer homogenen Masse fortgesetzt und diese Masse durch eine Extru-dierpresse geschickt. 20 The process is characterized in that an io polytetrafluoroethylene powder is mechanically mixed with an aqueous polytetrafluoroethylene dispersion and then mixed to a viscous mass, whereupon graphite is added and this mass is processed in a kneader to a dough-like consistency. For some applications, a granulated plastic with a low coefficient of friction can then be added to the kneader. The kneading process is continued until a homogeneous mass is formed and this mass is passed through an extrusion press. 20th

Gemäss der besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die aus der Presse ausgegebene Masse mit dem gewünschten Profil über eine Zeit in der Grössenord-nung von vorteilhaft 1 Stunde erhitzt. Die Masse wird hierbei während etwa 1 Stunde auf etwa 150° C erhitzt und darauf 25 an der Luft getrocknet. Ein zweckmässiges Merkmal besteht darin, dass eine 30%ige Dispersion von Polytetrafluoräthylen mit kleinem Reibungskoeffizienten verwendet wird. Das ex-trudierte Material wird aufgerollt und später Zweckes Aufbringung des Überzuges wieder abgewickelt. Die Durchlässigkeit des Überzuges ist auf die Viskosität des Kernes 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. According to the particularly preferred embodiment of the method, the mass dispensed from the press with the desired profile is heated over a time in the order of magnitude of advantageously 1 hour. The mass is heated to about 150 ° C. for about 1 hour and then air-dried. A useful feature is that a 30% dispersion of polytetrafluoroethylene with a low coefficient of friction is used. The extruded material is rolled up and later used again to apply the coating. The permeability of the coating has to be matched to the viscosity of the core, especially since the latter is heated during operation by the friction of the moving machine parts. This adjustment can be done by changing the mesh size of the fabric or the knitted fabric.

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 besonders vorteilhaft ist. Polytetrafluoroethylene is a polymerization product of tetrafluoroethylene. The fluoropolymers have special properties compared to other polymers because not only are the service temperatures higher, but because they are neither soluble nor practically swellable in almost all solvents and are not attacked by customary chemicals. It is recognized that polytetrafluoroethylene is not a thermoplastic in the usual sense. With slow cooling, it is characterized by high pressure resistance and low gas permeability. With rapid cooling, the mass is tough and flexible, which is particularly advantageous.

Der Überzug kann auch imprägniert werden; hierzu kommen beliebige Kunststoffdispersionen in Betracht, z. B. Polytetrafluoräthylen. The cover can also be impregnated; any plastic dispersions can be considered, e.g. B. Polytetrafluoroethylene.

Die dargestellte Packung ist ständig bildsam; sie ist weiters chemisch beständig und für Temperaturbereiche zwischen — 50 und + 250° C anwendbar. The pack shown is constantly pictorial; it is also chemically resistant and can be used for temperature ranges between - 50 and + 250 ° C.

M M

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

618 249

1. Pack for sealing moving machine parts, consisting of a core and a surrounding envelope, characterized in that the core (1) consists of a fiber-free, viscous mixture of polytetrafluoroethylene and at least one lubricant from the group of silicone oil, graphite and molybdenum disulfide , and that the casing (2) is porous.

2. Package according to claim 1, characterized in that the core (1) forming mixture of 60-80 wt .-% polytetrafluoroethylene, 4.25-13.75 wt .-% / »silicone oil, 15-25 wt .-% %> Graphite and 0.75-1.25% by weight / molybdenum disulfide.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Pack according to claim 1, characterized in that the core (1) forming mixture of 70 wt .-% polytetrafluoroethylene, 9 wt .-% silicone oil, 20 wt .-% graphite and 1 wt .-% Molybdenum disulfide exists.

4. Pack according to claim 1, characterized in that the covering (2) is a porous fabric made of fibrous material.

5. Pack according to claim 3, characterized in that the trade consists of mineral fibers.

6. Pack according to claim 4, characterized in that the fabric consists of asbestos fibers.

7. Package according to claim 3, characterized in that the fabric consists of natural fibers.

8. Package according to claim 1, characterized in that the covering (2) is a porous tubular knitted fabric.

9.Pack according to one of claims 1 to 8, characterized in that the pack is divided in the axial direction into at least two sections which are separated from one another by separators (8).

10. The method for producing the package according to claim 1, characterized in that powdered polytetrafluoroethylene with an aqueous polytetrafluoroethylene dispersion is mechanically mixed and then stirred into a viscous mass, whereupon graphite, silicone oil or molybdenum disulfide is added, and this mass is then processed into the core and this is provided with an envelope.

11. The method according to claim 10 for producing the package according to one of claims 2 to 9.