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Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Dichtungstechnik, insbesondere auf dem Gebiet der Abdichtung von Lagerspalten gegenüber einer Lagerumgebung.
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Auf dem Gebiet der Dichtungstechnik bezeichnet man Elemente oder Konstruktionen, die die Aufgabe haben, ungewollte Stoffübergänge von einem Raum in einen anderen Raum zu verhindern bzw. zu begrenzen als Abdichtungen. Grob lassen sich dabei Berührungsdichtungen von berührungslosen Dichtungen unterscheiden. Beispielsweise bei Wälzlagern werden Abdichtungen zum Schutz des Wälzlagers vor dem Zutritt von Feststoffen wie Staub und/oder Flüssigkeiten wie Wasser eingesetzt. Dabei wirken die Dichtungen zwischen einem bestimmungsgemäß stillstehenden und einem bewegten Teil des Wälzlagers.
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In maschinenbaulichen Erzeugnissen, wie z. B. Werkzeugmaschinen, kann darüber hinaus z. B. durch Sperrluft die Effizienz von Labyrinth-Dichtungen erhöht werden. Solche Dichtungen werden beispielsweise verwendet, um eine Isolierung möglichst verlustfrei, d. h. insbesondere ohne Reibung, zu realisieren. Die Sperrluft unterstützt dies, indem sie einen gerichteten Massestrom erzeugt, der von dem primär zu isolierenden Raum weg weist, d. h. beispielsweise von einem Lagerspalt im Inneren eines Wälzlagers weg zu einer Lagerumgebung. Hierdurch können allerdings hohe Strömungsverluste und ein hoher Ressourceneinsatz entstehen, die die Effizienz einer Isoliervorrichtung erheblich mindern können. Zudem bedeuten herkömmliche Verfahren zumeist einen sehr hohen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand.
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Die Druckschrift
DE 10 2007 048 557 B3 offenbart eine Anordnung zum Abdichten eines Zugangs zu einem abzudichtenden Raum. Die Anordnung umfasst in einem ersten Bereich des Zugangs wenigstens eine, an einen Pol einer Hochspannungsquelle anschließbare Aufladungselektrode und in einem dem ersten Bereich gegenüberliegenden zweiten Bereich des Zugangs eine Gegenelektrode. Die Elektroden sind derart aufeinander abgestimmt angeordnet, dass eine sich zwischen den Elektroden ausbildende Influenzierungszone auf influenzierbare Teilchen, die von außen in Richtung des abzudichtenden Raums vordringen, derart wirkt, dass diese in Richtung weg vom abzudichtenden Raum beschleunigt werden.
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Die Druckschrift
DE 10 2007 029 549 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Entfernen von Partikeln aus einem die Partikel beinhaltenden strömenden gasartigen Medium. Die Vorrichtung umfasst dabei einen Kanal zum Führen des Mediums. In einem ersten Bereich der Kanalbegrenzung ist eine an einen Pol einer Hochspannungs-DC-Quelle anschließbare Koronaaufladungselektrode angeordnet und in einem dem ersten Bereich gegenüberliegenden zweiten Bereich der Kanalbegrenzung ist eine Gegenelektrode angeordnet.
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Im Bereich der konventionellen Technik werden die oben beschriebenen Probleme auch durch die Füllung des Labyrinths einer Labyrinth-Dichtung mit Fett gemindert. Die Lösungen können allerdings verlustbehaftet hinsichtlich Material und Energie sein und eignen sich daher nicht für hohe Drehzahlen. Andere Ansätze sehen einen zusätzlichen V-Ring vor, d. h. einen Dichtungsring, der V-fömig ausgestaltet ist und zur Abdichtung eines Lagerspaltes mit einem Schenkel an einem Lageraußenring befestigt ist, während der andere Schenkel an dem Lagerinnenring schleift, bzw. umgekehrt. Dieses Konzept führt zu Verlusten hinsichtlich der Energie (Reibungsverluste) und eignet sich nicht für hohe Drehzahlen.
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Die Druckschrift
WO 2005/114 013 A1 zeigt eine Dichtungsanordnung mit zwei Elektroden die unter entsprechender Spannung ein Plasma erzeugen und so eine zusätzliche Barriere erzeugen. Das Plasma basiert dabei auf einer Ionisierung die zwischen den Elektroden entsteht, wobei die entstehenden Ionen in dem elektrischen Feld beschleunigt werden, so dass eine Gasionendichtung erzeugt wird.
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In der Druckschrift
DE 11 2008 003 506 T5 wird ein Verdichterschaufelspitzenleckstrom-Steuersystem offenbart. Das System umfasst ein ringförmiges Gehäuse, das eine Reihe von Verdichterschaufeln mit Schaufelspitzen umgibt. Darüber hinaus umfasst das System einen ringförmigen Plasmagenerator, der radial außerhalb und getrennt von den Schaufelspitzen angeordnet ist. Der ringförmige Plasmagenerator weist eine innere Elektrode und eine äußere Elektrode auf, die durch ein dielektrisches Material voneinander getrennt sind. Eine Gasturbinenmaschine bzw. ein Gasturbinentriebwerk mit einem Plasma-Leckstrom-Steuersystem weist ferner ein Maschinen- bzw. Triebwerksteuersystem auf, das den Betrieb des ringförmigen Plasmagenerators derart steuert, dass der Schaufelspitzenleckstrom verändert werden kann.
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Die Druckschrift
WO 2008/025 955 A1 beschreibt einen elektrostatischen Abscheider, der orthogonal zu einem Luftstrom mittels zweier Elektroden ein elektrisches Feld erzeugt, in dem es zu einer Ionisierung und anschließend zu einer Flussbewegung der Ionen und zur Abscheidung kommt.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Konzept zur Abdichtung eines Lagers zu schaffen.
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Die Erfindung wird gelöst durch ein Dichtungsringsegment, einen Dichtungsring, eine Dichtung, ein Lager und ein Verfahren zum Abdichten eines Lagerspaltes gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
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Ausführungsbeispiele können auf der Erkenntnis basieren, dass z. B. durch den Einsatz eines Gleichstromplasmas eine Barriere errichtet werden kann, die einem Eindringen von Schmutzpartikeln entgegenwirkt. Ausführungsbeispiele können dabei ferner auf der Erkenntnis beruhen, dass eine Mehrzahl solcher Barrieren durch geschickte Anordnung von Elektroden erzeugt werden kann, durch die sich der Ausschlusseffekt für die Schmutzpartikel erhöht. Die Effizienz des Hochspannungsplasmas kann in Ausführungsbeispielen durch mehrere Plasmastrecken erhöht werden.
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Ausführungsbeispiele können daher ein Dichtungsringsegment bereitstellen, mit einer Elektrode, die ausgebildet ist, um mit einer an einem gegenüberliegenden Dichtungsringsegment angebrachten ersten Gegenelektrode in einem ersten Zwischenraum zwischen den Elektroden ein Hochspannungsplasma zu bilden und um mit einer an dem gegenüberliegenden Dichtungsringsegment angebrachten zweiten Gegenelektrode in einem zweiten Zwischenraum zwischen den Elektroden ein Hochspannungsplasma zu bilden.
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Ausführungsbeispiele können das zugehörige Gegenstück umfassen, nämlich ein Dichtungsringsegment mit einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode, die von der ersten Elektrode beabstandet ist und mit der ersten Elektrode einen Spalt bildet, wobei die erste und die zweite Elektrode ausgebildet sind, um mit einer an einem gegenüberliegenden Dichtungsringsegment angebrachten Gegenelektrode ein Hochspannungsplasma zu bilden. Die oben erwähnten Elektroden können beispielsweise kreissegmentförmig ausgebildet sein.
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In Ausführungsbeispielen können die oben genannten Dichtungsringsegmente als Außenringsegment oder als Innenringsegment einer Labyrinth-Dichtung ausgebildet sein. Zumindest eine der Elektroden kann sich dabei in axialer oder in radialer Richtung erstrecken. Zumindest eine der Elektroden kann an einer Seite, die dem Hochspannungsplasma zugewandt ist, einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen. Zumindest eine Elektrode kann an der Seite, die dem Hochspannungsplasma zugewandt ist einen Flächenabschnitt aufweisen, der mehr als ein Viertel der Gesamtoberfläche der Elektrode umfasst. In anderen Worten können die Elektroden auf einer Seite des Hochspannungsplasmas flächig und an einer gegenüberliegenden Seite spitz ausgeführt sein. Darüber hinaus kann zumindest eine der Elektroden ausgebildet sein, um mit einer Mehrzahl von in verschiedenen Richtungen zu der Elektrode angeordneten Gegenelektroden in einer Mehrzahl von Zwischenräumen zwischen der Elektrode und der Mehrzahl von Gegenelektroden jeweils ein Hochspannungsplasma zu bilden.
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Ausführungsbeispiele können auch einen Dichtungsring umfassen, der aus einer Mehrzahl von Dichtungsringsegmenten gemäß der obigen Beschreibung mehrstückig oder einstückig gebildet ist. In anderen Worten kann der Dichtungsring aus mehreren Dichtungsringsegmenten zusammengesetzt sein, die untereinander gleich sein können oder auch unterschiedlich. In Ausführungsbeispielen kann der Dichtungsring auch einstückig ausgeführt sein und in seiner Gestalt einer Zusammensetzung der oben beschriebenen Dichtungsringsegmente gleichen. Die oben erwähnten Elektroden können dann kreis- bzw. ringförmig ausgebildet sein.
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Ferner können Ausführungsbeispiele eine Dichtung mit einem ersten Dichtungsring gemäß obiger Beschreibung und einem zweiten Dichtungsring gemäß obiger Beschreibung umfassen, wobei der erste Dichtungsring die Elektrode, die an einer Seite, die dem Hochspannungsplasma zugewandt ist, einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist, umfasst, und wobei der zweite Dichtungsring wenigstens zwei Elektroden aufweist, die jeweils an der Seite, die dem Hochspannungsplasma zugewandt ist einen Flächenabschnitt aufweisen, der mehr als ein Viertel der Gesamtoberfläche der Elektroden umfasst, wobei die Elektrode des ersten Dichtungsrings zwischen den beiden Elektroden des zweiten Dichtungsrings angeordnet ist und wobei sich die beiden Dichtungsringe nicht berühren.
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In Ausführungsbeispielen kann die Dichtung zur Abdichtung eines Lagers angepasst sein. Ausführungsbeispiele umfassen demnach auch ein Lager mit der Dichtung zur Abdichtung des Lagers, wobei der erste Dichtungsring mit einem Lageraußenring abdichtend gekoppelt ist und der zweite Dichtungsring mit dem Lagerinnenring oder einer Welle, die mit dem Lagerinnenring kraftschlüssig gekoppelt ist, abdichtend gekoppelt ist.
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Ausführungsbeispiele können darüber hinaus ein Verfahren zum Abdichten eines Lagerspaltes eines Lagers von einer Lagerumgebung bereitstellen mit einem Schritt des Erzeugen eines ersten Hochspannungsplasmas zwischen dem Lagerspalt und der Lagerumgebung und einem Schritt des Erzeugens eines zweiten Hochspannungsplasmas zwischen dem Lagerspalt und der Lagerumgebung.
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Ausführungsbeispiele können daher, insbesondere in Anwendungsfällen an Lager, eine Effektivitäts- und/oder Effizienzsteigerung erzielen. Eine Verringerung der Verluste hinsichtlich energetischer und stofflicher Parameter, wie z. B. Strömungsverluste, Ressourceneinsatz, konstruktiver und fertigungstechnischer Aufwand, kann durch Ausführungsbeispiele erzielt werden.
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Einige Ausführungsbeispiele werden im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren im Detail erläutert. Es zeigen:
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1 zwei Ausführungsbeispiele von Dichtungsringsegmenten;
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2 zwei Ausführungsbeispiele von Dichtungsringen im Zusammenspiel mit einem Wälzlager;
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3 eine alternative Ausgestaltung zweier Ausführungsbeispiele von Dichtungsringen im Zusammenspiel mit einem Wälzlager;
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4 eine Ausgestaltung zweier Ausführungsbeispiele von Dichtungsringen als Labyrinth-Dichtung im Zusammenspiel mit einem Wälzlager;
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5 eine alternative Ausgestaltung zweier Ausführungsbeispiele von Dichtungsringen als Labyrinth-Dichtung im Zusammenspiel mit einem Wälzlager;
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6 eine weitere alternative Ausgestaltung zweier Ausführungsbeispiele von Dichtungsringen als Labyrinth-Dichtung im Zusammenspiel mit einem Wälzlager; und
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7 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Abdichtung.
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Die 1 illustriert zwei Ausführungsbeispiele von Dichtungsringsegmenten 100a; 100b. Das Dichtungsringsegment 100a umfasst eine Elektrode 110a, die ausgebildet ist, um mit einer an einem gegenüberliegenden Dichtungsringsegment 100b angebrachten ersten Gegenelektrode 110b in einem ersten Zwischenraum zwischen den Elektroden 110a, 110b ein Hochspannungsplasma zu bilden, und um mit einer an dem gegenüberliegenden Dichtungsringsegment 100b angebrachten zweiten Gegenelektrode 110c in einem zweiten Zwischenraum zwischen den Elektroden 110a, 110c ein Hochspannungsplasma zu bilden.
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Das Dichtungsringsegment 100b umfasst eine erste Elektrode 110b und eine zweiten Elektrode 110c, die von der ersten Elektrode 110b beabstandet ist und mit der ersten Elektrode 110b einen Spalt bildet, wobei die erste und die zweite Elektrode 110b, 110c ausgebildet sind, um mit einer an einem gegenüberliegenden Dichtungsringsegment 100a angebrachten Gegenelektrode 110a ein Hochspannungsplasma zu bilden.
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In Ausführungsbeispielen können die Dichtungsringsegmente 100a, 100b jeweils als Außenringsegment oder als Innenringsegment einer Labyrinth-Dichtung ausgebildet sein. Zumindest eine der Elektroden 110a, 110b, 110c kann sich in axialer oder in radialer Richtung erstrecken. Dies kann anhand der 2 weiter verdeutlicht werden. Die 2 zeigt zwei Ausführungsbeispiele von Dichtungsringen 100a, 100b im Zusammenspiel mit einem Wälzlager. Im Folgenden wird jeweils ein Dichtungsring 100a, 100b beschrieben, die beschriebenen Merkmale beziehen sich jedoch genauso auf Dichtungsringsegmente 100a, 100b auch wenn diese nicht explizit erwähnt werden. Die Figuren beziehen sich jeweils sowohl auf Dichtungsringsegmente 100a, 100b als auch auf ganze Dichtungsringe 100a, 100b.
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Die 2 zeigt einen ersten Dichtungsring 100a mit der ersten Elektrode 110a. Ferner zeigt die 2 den zweiten Dichtungsring 110b mit einer zweiten Elektrode 110b und einer dritten Elektrode 110c. Das Ausführungsbeispiel der 2 zeigt darüber hinaus eine an dem zweiten Dichtungsring 100b angebrachte vierte Elektrode 110d. In dem Ausführungsbeispiel der 2 ist der Dichtungsring 100a kraftschlüssig und abdichtend mit einem Gehäuse 130a verbunden, welches wiederum kraftschlüssig mit einem Lageraußenring 120a eines Wälzlagers mit den Wälzkörpern 120b gekoppelt ist. In Ausführungsbeispielen können auch formschlüssige Verbindungen, z. B. zwischen dem Gehäuse und dem Lageraußenring 120a, vorkommen. Der Dichtungsring 100b ist in dem Ausführungsbeispiel kraftschlüssig und abdichtend mit einer Welle 130b gekoppelt, die wiederum mit dem Lagerinnenring 120c des Wälzlagers gekoppelt ist.
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Darüber hinaus ist in der 2 zu erkennen, dass die beiden Dichtungsringe 100a und 100b eine Windung einer Labyrinth-Dichtung bilden. Dies kann sich daraus ergeben, dass die beiden Elektroden 110b und 110c einen Spalt bilden, in dem die Elektrode 110a angeordnet ist. In Ausführungsbeispielen können die Elektroden an Fortsätzen, Stegen, Federn, Nuten etc. derart angeordnet sein, dass sich eine Labyrinth-artige Struktur ergibt, entlang derer die Elektroden 110b, 110c und 110d angeordnet sind, sodass sich wenigstens zwei Hochspannungsplasmastrecken ergeben. Zur Erzeugung der Hochspannungsplasmen können Gleichspannungen verwendet werden, wobei in weiteren Ausführungsbeispielen auch die Verwendung von Wechselspannungen oder zumindest von Wechselkomponenten denkbar ist. Dabei können Spannungen in einer Größenordnung von 3–12 kV oder von 1–100 kV vorkommen. In der 2 wären dies die Hochspannungsplasmastrecken zwischen den Elektroden 110a und 110b, bzw. zwischen den Elektroden 110a und 110c, alternativ auch zwischen den Elektroden 110a und 110d.
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Wie aus der 2 zu erkennen ist, sind die Elektroden 110a, 110b und 110c hier in axialer Richtung, ausgehend von der Rotationsachse des Wälzlagers ausgerichtet. Die Elektrode 110d ist als Beispiel in radialer Richtung ausgerichtet. In Ausführungsbeispielen kann zumindest eine der Elektroden 110a an einer Seite, die dem Hochspannungsplasma zugewandt ist, einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen, insbesondere kann die Elektrode 100a auch spitz verlaufen. Demgegenüber kann zumindest eine Gegenelektrode 110b, 110c, 110d an der Seite, die dem Hochspannungsplasma zugewandt ist einen Flächenabschnitt aufweisen, der mehr als ein Viertel der Gesamtoberfläche der Elektrode 110b, 110c, 110d umfasst. In anderen Worten können die Elektroden 110b, 110c, 110d flächig ausgestaltet sein, wohingegen die Elektrode 110a spitz ausgestaltet sein kann und sich in einem Ausführungsbeispiel mittig zwischen den Flächenelektroden 100b, 100c und 100d befinden kann.
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Wie bereits in der 2 gezeigt kann zumindest eine der Elektroden 110a ausgebildet sein, um mit einer Mehrzahl von in verschiedenen Richtungen zu der Elektrode angeordneten Gegenelektroden 110b, 110c, 100d in einer Mehrzahl von Zwischenräumen zwischen der Elektrode 110a und der Mehrzahl von Gegenelektroden 110b, 110c, 100d jeweils ein Hochspannungsplasma zu bilden. In der 2 sind die drei Hochspannungsplasmen durch das Bezugszeichen 140 gekennzeichnet.
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Ausführungsbeispiele können auch einen Dichtungsring umfassen, der aus einer Mehrzahl von Dichtungsringsegmenten 100a, 100b gemäß obiger Beschreibung zusammengesetzt ist und der mehrstückig oder einstückig ausgebildet sein kann. In anderen Worten kann der Dichtungsring aus Dichtungsringsegmenten 100a zusammengesetzt sein. Der Dichtungsring kann jedoch auch einstückig sein und somit nur in seiner Gestalt einer Zusammensetzung aus Segmenten entsprechen. In einer einstückigen Ausführungsform können dann die Elektroden 110a–d auch kreis- oder ringförmig, d. h. umlaufend ausgestaltet sein.
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Ausführungsbeispiele können ferner eine Dichtung mit einem ersten Dichtungsring gemäß obiger Beschreibung und einem zweiten Dichtungsring gemäß obiger Beschreibung umfassen. Dabei kann, in Anlehnung an das in der 2 gezeigte Ausführungsbeispiel, der erste Dichtungsring einem Außenring 100a entsprechen und der zweite Dichtungsring einem Innenring 100b. Der erste Dichtungsring 100a kann dann die Elektrode 110a aufweisen, wobei die Elektrode 110a an einer Seite, die dem Hochspannungsplasma zugewandt ist, einen sich verjüngenden Querschnitt aufweisen kann. Der zweite Dichtungsring 100b kann wenigstens zwei Elektroden 110b, 110c aufweisen, die jeweils an der Seite, die dem Hochspannungsplasma zugewandt ist einen Flächenabschnitt aufweisen, der mehr als ein Viertel der Gesamtoberfläche der Elektroden 110b, 110c umfasst, wobei die Elektrode 110a des ersten Dichtungsrings 100a zwischen den beiden Elektroden 110b, 110c des zweiten Dichtungsrings 100b angeordnet ist und wobei sich die beiden Dichtungsringe 100a, 100b nicht berühren.
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Ausführungsbeispiele können auch ein entsprechendes Lager umfassen. Wie die 2 zeigt, kann in Ausführungsbeispielen der erste Dichtungsring 100a mit einem Lageraußenring 120a abdichtend gekoppelt sein, wobei dies in der 2 über das Gehäuse 130a erfolgt. Der zweite Dichtungsring 100 kann mit dem Lagerinnenring 120c oder einer Welle 130b, die mit dem Lagerinnenring 120c kraftschlüssig gekoppelt ist, abdichtend gekoppelt sein.
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In anderen Worten kann der gehäuseseitige Ring 100a des Labyrinths mindestens eine Elektrode 110a umfassen, die als ein in das Labyrinth ragender Fortsatz/Spitze ausgebildet sein kann. Der wellenseitige Ring 100b des Labyrinths kann als Gegen-Elektrode 110b, 110c flächig ausgebildet sein, wobei die Fläche sowohl axial als auch radial orientiert sein kann. Darüber hinaus ist in der 2, und auch in den folgenden Figuren, durch das Erdungssymbol angedeutet, dass der Dichtungsring 100b geerdet sein kann, d. h. seine Elektroden den jeweiligen Kathoden entsprechen. In Ausführungsbeispielen ist auch eine umgekehrte Polung denkbar.
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3 zeigt eine alternative Ausgestaltung zweier Ausführungsbeispiele von Dichtungsringen 100a, 100b im Zusammenspiel mit einem Wälzlager 120a, 120b, 120c. In der 3 sind die gleichen Komponenten dargestellt, wie sie bereits oben anhand der 2 erklärt wurden. Gleiche Komponenten sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 2 zeigt die 3 eine andere Orientierung der Elektroden 110a–d. In Ausführungsbeispielen kann die Elektrode 110a demnach an dem Dichtungsring oder Dichtungsringsegment 100a derart angeordnet sein, dass sich diese an einem Fortsatz befindet, der in axialer Richtung auf den Dichtungsring bzw. dessen Segment 100a hin- oder weg weist. In Ausführungsbeispielen können die Elektroden 110b, 110c des Dichtungsrings 100b, bzw. dessen Segmentes 100b, einen Spalt bilden der in axialer Richtung eine Öffnung aufweist, die auf den Dichtungsring 100b oder dessen Segment 100b hin- oder weg weist. Aus den 2 und 3 ist prinzipiell zu erkennen, dass die Elektroden 110a–d eine Windung einer Labyrinth-Dichtung bilden können, wobei diese unterschiedliche Orientierungen aufweisen kann.
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4 zeigt eine Ausgestaltung zweier Ausführungsbeispiele von Dichtungsringen 100a, 100b als Labyrinth-Dichtung im Zusammenspiel mit einem Wälzlager 120a, 120b, 120c. Die 4 zeigt gleiche Komponenten wie die 2 und 3, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten bezeichnen. Darüber hinaus zeigt die 4 an dem Dichtungsring 100a eine weitere Elektrode 112a, die parallel zu der Elektrode 110a angeordnet ist. Diese bildet zusammen mit den zusätzlichen Gegenelektroden 112b, 112c, 112d eine zusätzliche Windung. Der Übersichtlichkeit halber sind die einzelnen Hochspannungsplasmen in der 4 und in den folgenden Figuren nicht dargestellt. Wie die 4 verdeutlicht kann über die Labyrinthartige Anordnung der Elektroden eine Mehrzahl von Hochspannungsplasmen hintereinander angeordnet werden. Die Hochspannungsplasmen können dabei effektiv verhindern, dass Schmutzpartikel in den Lagerspalt gelangen können. Die Dichtungsringe 100a und 100b können dabei berührungslos angeordnet sein. In Ausführungsbeispielen können so beide Dichtungsringe 100a, 100b eine Mehrzahl von Elektroden aufweisen, die mit den jeweiligen Gegenelektroden eine Labyrinth-artige Struktur bilden innerhalb derer sich eine Mehrzahl von Hochspannungsplasmen zwischen den Elektroden und den Gegenelektroden ausbilden lässt.
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5 illustriert eine alternative Ausgestaltung zweier Ausführungsbeispiele von Dichtungsringen 100a, 100b als Labyrinth-Dichtung im Zusammenspiel mit einem Wälzlager 120a, 120b, 120c. 5 zeigt eine analoge Anordnung wie die 4, wobei gleiche Bezugszeichen wiederum gleiche Komponenten bezeichnen. Der Übersichtlichkeit halber sind die Bezugszeichen für die Elektroden in der 5 nicht gezeigt. Ein Vergleich der 5 mit der 4 zeigt, dass es sich bei dem Ausführungsbeispiel der 5 um eine an sich gleiche Ausgestaltung wie in der 4 handelt, jedoch mit einer gespiegelten Anordnung der Elektroden. Die 5 dient der Verdeutlichung, dass in Ausführungsbeispielen vielerlei Orientierungen der Elektroden vorkommen können und Ausführungsbeispiele nicht auf eine bestimmte Anzahl oder Orientierung der Elektroden beschränkt sind.
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6 illustriert eine weitere alternative Ausgestaltung zweier Ausführungsbeispiele von Dichtungsringen 100a, 100b als Labyrinth-Dichtung im Zusammenspiel mit einem Wälzlager 120a, 120b, 120c. Die 6 zeigt wiederum unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen die gleichen Komponenten, wie sie bereits oben im Detail erläutert wurden. Die 6 zeigt eine weitere Orientierungsvariante eines Ausführungsbeispiels. Im Vergleich zur 4 wurde die Orientierung der Elektroden um 90 Grad im Uhrzeigersinn gedreht, so dass die Elektroden des Dichtungsrings 100b nunmehr Spalte für die Elektroden des Dichtungsrings 100a bilden, die nach oben geöffnet sind und sich so wiederum zwei Windungen einer Labyrinth-Dichtung ausbilden.
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7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Abdichtung. Das Verfahren zum Abdichten eines Lagerspaltes eines Lagers von einer Lagerumgebung umfasst einen Schritt 710 des Erzeugens eines ersten Hochspannungsplasmas zwischen dem Lagerspalt und der Lagerumgebung und einen Schritt 720 des Erzeugens eines zweiten Hochspannungsplasmas zwischen dem Lagerspalt und der Lagerumgebung.
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Ausführungsbeispiele können somit dazu beitragen, einen Widerspruch zwischen der notwendigen Effektivitäts- und Effizienzsteigerung einerseits und den Verlusten hinsichtlich energetischer und stofflicher Parameter, wie z. B. Strömungsverluste, Ressourceneinsatz, konstruktiver und fertigungstechnischer Aufwand andererseits, zu überwinden. Ausführungsbeispiele können sich zum einen besonders für hohe und sehr hohe Drehzahlen eignen, da sie keine oder zumindest stark verminderte Verlustwärme oder Verschleiß durch Reibung, deren Auswirkungen proportional zur Drehzahl steigen, erzeugen. Zum anderen können Ausführungsbeispiele ohne einen Verbrauch von materiellen Ressourcen, wie z. B. Schmierstoffen, auskommen. Damit können sich Ausführungsbeispiele auch umweltschonend auswirken.
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Bezugszeichenliste
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- 100a
- Dichtungsringsegment, Dichtungsring
- 100b
- Dichtungsringsegment, Dichtungsring
- 110a
- Elektrode
- 110b
- Elektrode
- 110c
- Elektrode
- 110d
- Elektrode
- 120a
- Lageraußenring
- 120b
- Wälzkörper
- 120c
- Lagerinnenring
- 130a
- Gehäuse
- 130b
- Welle
- 140
- Hochspannungsplasma
- 710
- Erzeugen
- 720
- Erzeugen
