DE2432181A1 - Dichtungsanordnung - Google Patents

Dichtungsanordnung

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DE2432181A1
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Description

  • Dichtungsanordnung Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung für zwei relativ zueinander bewegbare Teile, bei der in einer ringförmigen Nut eines Teils ein erstes ringförmiges Dichtelement in radialem Abstand vom anderen/angeordnet ist ist und ein zweites, manschettenartiges Dichtelement zwischen dem ersten Dichtelement und dem anderen Teil angeordnet und mit dem letzteren in dichtenden Eingriff bringbar ist, wobei das zweite Dichtelement seitlich ebenfalls von Schultern des einen Teils gehalten ist.
  • Eine derartige Dichtungsanordnung ist bekannt und wird vielseitig verwendet. Das erste ringförmige Dichtungselement ist üblicherweise ein O-Ring aus elastomerem Material, das eine Dichtmanschette aus PolytetrafluorEthylen gegen das abzudichtende Teil drückt, wenn durch Druckbeaufschlagung eine entsprechende Verformung des:? 0Ring erfolgt.
  • Für eine Reihe von Anwendungsfällen erweist sich diese bekannte Dichtungsanordnung als verbesserungsbedürftig. Bei verhältnismäßig hohen und bei Tiefsttemperaturen verliert der 0-Ring seine Elastizität und die Dichtungsanordnung somit eine zufriedenstellende Dichtwirkung. Ein befriedigender Einsatz der bekannten Dichtungsanordnung, z.B. in der Tiefsttemperaturtechnik (Weltraumanwewndung, Erzeugung und Transport von Flüssiggasen usw.) ist unter diesen Umständen nicht gegeben.
  • Ein weiterer Nachteil der bekannten Dichtungsanordnung tritt dann auf, wenn ringförmige, angefaste Nuten undtoder Freiräume überfahren werden. Insbesondere bei verhältnismäßig hohen Druckgefällen über der Dichtungsanordnung neigen die Dichtungsmanschette und auch der 0-Ring dazu, aus der Nut herausgetrieben zu werden, wenn die Dichtmanschette den Freiraum überfährt.
  • Es sind andererseits Dichtungsanordnungen bekannt geworden, insz besondere aus der Weltraumfahrt, bei denen ein ringförmiges, im Querschnitt U-förmiges Dichtelement aus Polytetrafluoräthylen (PXSE) vorgesehen ist, bei dem im Innern ein Federelement angeordnet ist, mit dessen Hilfe die Schenkel des Dichtelements unter Vorspannung gebracht sind, um diese in dichtenden Eingriff mit entsprechenden zugekehrten Dichtflächen zu bringen. Derartige Dichtungsanordnuugen sind sowohl für höhere Temperaturen, z.B.
  • bis 2800C als auch für Tiefsttemperaturen, wie etwa -1670C geeignet, bauen jedoch vertLtnismäßig groß. Vor allem, wenn eine Dichtwirkung nach beiden Seiten erzielt werden soll, ist der Platzbedarf dieser bekannten Dichtungsanordnung außerordentlich hoch.
  • Die Erfindung hat sich darum die Aufgabe gestellt, eine Dichtungsanordnung zu schaffen, mit der ringförmige Nuten oder andere Freiräume überfahren werden können, ohne daß die Gefabr einer unerwtinschten Deformation der Dichtungsanordnung bzw. eines Herausziehens eines Dichtungselementes besteht.
  • Bei einer Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das zweite, manschettenartige Dichtelement auf der einen Stirnseite einen Abschnitt geringerer Stärke aufweist, der in eine entsprechend geformte, hinterschnittene Nut des einen Teils eingreift.
  • Im Dichtungsfall wird das erste ringförmige Dichtungselement, das ein elastomerer 0-Ring sein kann, durch den Strömungsmittel druck deformiert und legt sich an den Nutgrund, gegen eine Nutwandung und das manschettenartige zweite Dichtelement an, wodurch dieses in dichtendem Eingriff gegen das andere Teil gehalten ist.
  • Wird nun mit der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung z.B. eine ringförmige Nut überfahren, vermag zwar der 0-Ring einen Teil der ringförmigen Dichtmanschette radial nach innen zu drücken, jedoch nicht soweit, daß der 0-Ring aus der Nut in unerwünschter Weise heraustreten kann, da die eine Stirnseite der Dichtmanschette in der hinterschnittenen Nut des einen Teils gehalten ist. Das andere Teil mit der ringförmigen Nut oder dem Freiraum, der im übrigen eine größere axiale Länge haben darf als die Dichtungsanordnung, kann beliebig an der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung vorbeigeschoben werden, ohne daß die Dichtwirkung der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung beeinträchtigt oder einem unzumutbar hohen Verschleiß ausgesetzt wird.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Abschnitt geringerer Stärke des zweiten Dichtelementes im Querschnitt keilförmig und die Nut des einen Teils entsprechend keilförmig geformt ist und daß das zweite Dichtelement axial begrenzt beweglich angeordnet ist. Bei einer Verschiebung des anderen Teils in Richtung der keilförmig hinterschnittenen Nut gleitet das zweite Dichtelement mit der keilförmigen Stirnseite in diese hinein, wobei der benachbarte Bereich der inneren Dichtfläche des zweiten Dichtelements bezüglich seines Dichteingriffs mit dem anderen Teil im Platz reduziert wird. Der andere Abschnitt des zweiten Dichtelements wird hingegen ständig radial nach innen gepreßt. Im umgekehrten Fall wird die Dichtmanschette um einen kleinen Betrag axial in die andere Richtung, nämlich in Vorschubrichtung des anderen Teils verstellt bis die vordere Stirnseite gegeDtie Nut-wandung zu liegen kommt. Der Eingriff des keilförmigen Abschnitts der Dichtmanschette mit dem hinterschnittenen Nutabsch nitt bleibt jedoch weiterhin aufrechterhalten.
  • In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Abschnitt geringerer Stärke im Endbereich mindestens eine Vertiefung besitzt, die von der dem anderen Teil zugewandten inneren Seite zur entgegengesetzten äußeren Seite des zweiten Dichtelements verläuft. Mit Hilfe dieser Maßnahme wird vorgebeugt, daß sich das über der Dichtungsanordnung anstehende Druckgefälle spontan auf die Dichtungsanordnung auswirkt, wenn eine Kante eines Freiraums oder einer ringförmigen Nut das Ende der Dichtungsanordnung überfährt und der Druck schlagartig auf-bzw. abgebaut wird. Mit Hilfe der Vertiefung wird ermöglicht, daß bereits ein leil des unter Druck stehenden Strömungsmittels an der Stirnseite der Dicbtmanschette entlang der Vertiefung in die Nut fließen kann, während der Dichtungseingriff mit dem anderen Teil noch aufrecht erhalten ist, wodurch ein gewisser Druckausgleich bereits sichergestellt ist, wenn der Dichtung eingriff zwischen den gegeneinander abzudichtenden Teilen noch nicht völlig aufgehoben ist. Das Aufheben des Dichtungseingriffs bzw. ein erneutes Abdichten wird im Hinblick auf die Dichtungsanordnung durch diese Maßnahme erheblich begünstigt, da hierdurch der Gefahr des Austretens der Dichtelemente beim Überfahren eines Freiraums vorgerbe4$ wird. In entsprechender Weise können auch am entgegengesetzten Stirnende der Dichtmanschette radiale Vertiefungen vorgesehen werden, die den gleichen, oben beschriebenen Effekt bewerkstelligen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das zweite manschettenartige Dichtelement auf der anderen Stirnseite mindestens ebenfalls eine von seiner dem anderen Teil zugewandten inneren Seite zur entgegengesetzten äußeren Seite, vorzugsweise radial verlaufende, axiale Vertiefung aufweist. Diese Vertiefung ermöglicht den Eintritt von Druckmittel in die Ringnut, um die gewünschte Deformation bzw. Verstellung des ersten Dichtelements zur Herstellung eines vollkommenen Dichteingriffs in die Wege zu leiten.
  • Es wurde bereits oben kurz erwähnt, daß Elastomere, wie sie z.B.
  • für 0-Ringe verwendet werden, bei Tiefsttemperaturen ihre Elastizität verlieren und somit nicht mehr einsetzbar sind.
  • Soll die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung z.B. für tiefste Temperaturen zum Einsatz gebracht werden, kommt hierfur der herkömmliche 0-Ring nicht mehr in Frage, Anstelle eines elastomeren Materials ist ein Werkstoff zu wählen, der in solchen Temperaturbereich zu dichtenden Zwecken eingesetzt werden kann. Ein solches Material ist z.B. das oben erwähnte PAUSE. Damit nun die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung für tiefste und für hohe Temperaturen angewendet werden kann, schlägt eine weitere Ausgestaltung der Brfindhng vor, daß das erste ringförmige Dichtelement eine mit dem Nutgrund in Eingriff bringbare äußere Dichtfläche und eine mit dem zweiten Dicht element in Eingriff bringbare innere Dichtfläche besitzt, wobei die Dichtflächen axial gegeneinander versetzt liegn, und daß gegen die eine Stirnseite des ringförmigen ersten Dichtelements ein Federmittel anliegt, während die andere Stirnseite des ersten Dichtelements sich an der zugekehrten Nutwandung abstütst. Das Federmittel greift dabei so am ringförmigen Dichtelement an, daß beide entgegengesetzten Dichtflächen am Dichtelement in feste Anlage am Nutgrund bzw.
  • an die Außenfläche der Dichtmanschette gedrückt werden. Schrumpft der Werkstoff infolge tiefster Temperaturen beträchtlich zusammen -PTFE scmmpft etwa 10 bis 15 % bei -167°C - oder dehnt es sich bei hohen Temperaturen aus, wird diese Längenänderung durch eine entsprechende axiale Verschiebung der Dichtflächen des Dichtringes gegeneinander ausgeglichen. Bei einem Schrumpfen des Dichtringes bewegen sich die Dichtflächen aufeinander zu, während sie sich während des Ausdehnungsvorgangs axial weiter gegeneinander verlagern. Das Federmittel hält dabei ständig den Dichtungseingriff aufrecht. Um eine leichtere Verschiebung und eine nicht nur punktförmige bzw. linienförmige Dichtung zu erhalten, sind die Dichtflächen des ersten Dichtelements vorzugsweise ballig ausgebildet.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der sich an der Nutwandung abstützende Abschnitt des ersten ringförmigen Dichtelements mit mindestens einer radial verlaufenden Vertiefung versehen ist. Diese Vertiefung ermöglicht das Eindringen von und Druckmittel in die Nut/ erhöht den Dichtungseingriff des ersten Dichtungselements, wobei die Stärke des Dichtungseingriffs eine Funktion des über der Dichtungsanordnung liegenden Dichtungsgefälles ist, d.h. bei höheren Druckunterschiedest der Dichtungseingriff stärker als bei geringeren Druckunterschieden.
  • Dabei ist es gleichgültig, ob Vakuum gegen Atmosphäre oder hoher Druck gegen Atmosphäre- abzudichten ist.
  • Das Profil des ersten Dichtelements der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ist entsprechend den gewählten Werkstoff und den statischen und dynamischen Anforderungen zu wählen. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß das erste Dichtelement kegelringförmig und im Querschnitt annähernd kastenförmig geformt ist, wobei die Dichtflächen und die an der Nutwandung bzw. am Federmittel anliegenden Flächen von entsprechend angeschrägten Flächen des Dichtelementenprofils gebildet ist. Diese Form des Dichtringes bedingt, daß das Federmittel ein Moment am Dichtring erzeugt, um eine Achse, die zwischen der äußeren und der inneren Dichtfläche liegt, so daß durch Ausüben eines axialen Drucks auf das kegelringförmige Dichtelement ein wirksamer Dichteingriff der beiden Dichtflächen sichergestellt ist . Das gleiche ist der Pall für den auf der einen Seite des Dichtelements in der Nut herrschenden Druck, dessen Höhe die Anpreßkraft der Dichtflächen bestimmt Die Stärke eines kegelringförmigen Dichtelements bestimmt sich nach den zu erwartenden Druck- und Temperaturverhältnissen. Für manche Anwendungsfälle kann es zweckmäßiger sein, vom kastenförmigen Querschnitt abzugehen und den Dichtring in der Mitte stärkettals am oberen und unteren Rand auszubilden.
  • Da bis jetzt Werkstoffe, die im Tiefsttemperaturbereich ihr elastomeres Verhalten beibehalten, nicht bekannt sind, wird die Vorspannung für die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung durch ein entsprechendes Federmittel erzeugt, das in irgendeiner geeigneten Weise ausgebildet und geformt sein kann.
  • In diesem Zusammenhang sieht eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung vor, daß das Federmittel ein Ring aus mäanderförmig verlaufendem Federmaterial ist, vorzugsweise Federdraht, bei dem die einzelnen Mäander geschränkt sind.
  • Die Herstellung einer derartigen Feder gestaltet sich verhältnismäßig einfach, wobei für den Werkstoff Sorge getragen werden muß, daß er, falls in diewsem Bereich eingesetzt, Tiefsttemperaturen verträgt.
  • Die oben angeführten Ausgestaltungen der Erfincluuig eignen sich insbesondere für Dichtungsfälle, in denen die relativ zueinander bewegbaren Teile axial gegeneinander verschoben werden. Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung kann jedoch vorteilhafterweise auch bei anderen Dichtungsfällen zum Einsatz kommen, z.B.
  • bei rotierenden Teilen oder als rein statische Dichtung. Hierbei wird ausgegangen von einem ringförmigen Dichtelement der oben beschriebenen Art, bei dem äußere und innere Dichtfläche axial an gegeneinder versetzt liegen. Das zweite Dichtelement kann hierbei in Fortfall kommen. Hierfür sieht nun eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die innere Dichtungsfläche des ersten Dichtelements unmittelbar mit dem anderen Teil in Eingriff steht. Als besonders zweckmäßig und vorteilhaft erweist sich, wenn in der ringförmigen Nut mehrere erste Dichtelemente hintereinander angeordnet sind, wobei jeweils benachbarte Dichtelemente spiegelbildlich zueinander geformt und angeordnet sind. Eine derartige Dichtungsanordnung kann die normalerweise verwendete Stopfbuchse als Drehdichtung ersetzt, was wiederum vor allem bei extremen Temperaturbereichen zu günstigen Ergebnissen führt.
  • Bei einer Anwendung der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung für die Lagerung einer Welle sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß im Lager eine zur Lagerstirnseite offene ringförmige Ausnehmung vorgesehen ist, in der das ringförmige Dichtelement angeordnet ist, wobei seine innere Dichtfläche an der Welle anliegt, und daß eine Druckscheibe mit Flansch die Welle umgibt und der Flansch, in die Ausnehmung hineinragend, gegen das Dichtelement anliegt, und daß die Druckscheibe mit Hilfe von federnden Befestigungsmitteln am Lager befestigbar ist. Die Anpreßkraft des Flansches gegen die eine Seite des Dichtringes bestimmt den Andruck der äußeren und inneren Dichtfläche in der Ausnehmung bzw. an der Welle. Zweckmäßigerweise sind bei einem derartigen Wellenlager mehrere derartige Dichtringe vorgesehen, wobei jeweils benachbarte Dichtelemente spiegelbildlich zueinander geformt und angeordnet sind.
  • Ausführungsformen der Erfindung sollen nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben werden.
  • Fig. 1 zeigt einenSchnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung.
  • Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung.
  • Fig. 3 zeigt den Schnitt nach Fig. 2 vergrößert.
  • Fig. 4 zeigt schematisch eine Feder für die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung nach den Fig. 2 und 3.
  • Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung.
  • Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist ein axial verschiebbares steil 10 (nur teilweise dargestellt) vorgesehen, mit einer Ringnut 11.
  • Die axiale Verschiebbarkeit ist durch den Doppelpfeil 12 angedeutet. Das Teil 10 ist in einer Bohrung 13 eines das Teil 10 umgebenden Teils 14 angeordnet. Die Teile 10 und 14 werden mit Hilfe einer Dichtungsanordnung 1-5 gegeneinander abgedichtet, wobei auf der einen Seite hoher Druck bzw. auf der anderen Seite niedriger Druck herrscht. Die Drücke können als relativ angesehen werden, d.h. z.B. Abdichtung gegen Vakuum oder Abdichtung gegen hohen Druck. Die Dichtungsanord-nung 15 weist einen 0-Ring 16 auf, der in einer Ringnut 17 des Teils 14 sitzt. Die Dichtungsanordnung 15 besitzt ferner eine ringförmige Dichtmanschette 18, gegen deren äußere Seite der 0-Ring 16 anliegt, während die innere Seite der Dichtmanschette 18 in dichtenden Eingriff mit dem Teil 10 bringbar ist. Der 0-Ring 16 besteht aus elastomerem Material, während die Dichtmanschette 18 aus PTFE geformt sein soll. Das linke Ende 19 der Dichtmanschetten 18 läuft im Querschnitt keilförmig zu und ragt in eine entsprechende keilförmige Ringnut 20 des Teils 14. Das rechte Ende (Fig. 1) der Dichtmanschette liegt teilweise gegen die rechte Wandung der Nut 17. Die Nut 17 und keilförmige Nut 20 sowie Dichtmanschette 18 sind so dimensioniert, daß letztere begrenzt axial beweglich ist, d.h. um einen gewissen Betrag axial in die Nut 20 hineinfahren kann. Das linke Ende 19 der Dichtmanschette 18 ist mit mehreren,gleichmäßig über den Umfang verteilten axialen, radial verlaufenden Vertiefungen 21 versehen, über die Druckmittel aus dem Spalt zwischen den Teilen 10 und 14 in die linke Seite der Ringnut 17 eindringen kann. Des-gleichen sind auf der rechten Seite der Dichtmanschette 18 mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilte, radial verlaufende axiale Vertiefungen 22 vorgesehen, die dem gleichen Zweck dienen.
  • Die Dichtungsanordnung 15 ist von beidenSeiten einsetzbar, d.h.
  • für ihre Wirksamkeit ist es ohne Bedeutung, ob ein Druckgefälle von links nach rechts oder umgekexhrt vorliegt. Dabei stellt sie außerdem sicher, daß ihre Wirksamkeit beim Überfahren durch die Ringnut 11 des Teils 10 nicht verlorengeht. Das Ende 19 in der Keilnut 20 verhindert ein völliges Heraustreten der Dichtmanschette 18, wobei die Vertiefungen 21 bzw. 22 dafür sorgen, daß kein spontaner Druckanstieg bzw. Druckabfall an der Dichtungsanordnung auftritt, da durch die Vertiefungen 21 bzw. 22 bereits ein gewisser Druckausgleich zwischen dem Druckmittel im Lagerspalt und der Ringnut 17 stattfindet, während die Dichtungsmanschette 18 sich noch in dichtendem Eingriffmit dem Teil 10 befindet.
  • Der Einfachheit halber sind bei der Anordnung nach Fig. 2 die gegeneinander abzudichtenden Teile wiederum mit 10 und 14 bezeichnet. Das Teil 10 ist wiederum axial in beiden Richtungen gegenüber dem Teil 14 verstellbar, wie durch den Doppelpfeil 12 angedeutet. Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist jedoch eine andere mit 22 bezeichnete Dichtungsanordnung vorgesehen, deren Einzelheiten in Fig. 3 deutlicher erkennbar sind. Das Bauteil 14 besitzt eine Ringnut 23, die radial nach innen auf einer Seite einen im Querschnitt keilförmigen hinterschnittenen Abschnitt 24 besitzt, ähnlich dem Keilnutabschnitt 20 in Fig. 1.
  • In der Ring nut 23 ist ein kegelringförmiger Dichtring 25 aus PAUSE angeordnet. Der Dichtring 25 kann durch Spritzguß geformt werden oder durch spangebende Verformung und weist keinerlei Vorspannung auf. Das Profil des Dichtrings 25 ist kastenförmig, wobei jedoch einige abgeschrägte Flächen vorgesehen sind. Zwei dieser diagonal gegenüberliegenden abgeschrägten Flächen bilden Dichtflächen 26 und 27. An den anderen diagonal gegenüberliegenden Ecken des Profils sind ebenfalls Abschrägungen vorgenommen, durch die Anschlagflächen 28, 29 gebildet sind. In der Anschlagfläche 29 sind mehrere axiale, radial verlaufende, über den Umfang gleichmäßig verteilte Vertiefungen 30 vorgesehen. Die Anschlagfläche 29 stützt sich an einer ringförmigen Feder 31 ab, die abgewickelt in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Zur Herstellung der Feder 31 wird Federdraht mäanderförmig gebogen (Fig. 4). Anschließend werden die einzelnen Mäander geschränkt.
  • Sodann wird der zunächst gerade Federstreifen zu einem Ring gebogen und in die Ringnut 23 eingesetzt. Die Feder 31 hat durch ihre Vorspannung das Bestreben, die Dicht lächen 26 und 27 in Dichtungseingriff mit dem Boden der Nut 23 bzw. der Außenseite einer Dichtmanschette 33 zu pressen.
  • Die Dichtmanschette 33 entspricht der Manschette 18 nach Fig. 1 und weist am linken Stirnende einen keilförmigen Abschnitt 34 mit axialen, radial verlaufenden Vertiefungen 35 und am rechten Stirn ende ebenfalls axiale, radial verlaufende Vertiefungen 36 auf.
  • Darüber hinaus sind mehrere über den Umfang verteilte Durchgangsöffnungen 37 vorgesehen. Schließlich sind an der rechten Stirnseite der Dichtmanschette 33 mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte, axial verlaufende, sich nach außen erweiternde Schlitze 38 vorgesehen. Je nach dem, wie sich das Druckgefälle an der Dichtungsanordnung 22 aufbaut, kann Strömungsmittel gemäß den Pfeilen 39 über die Vertiefungen 36 und 30 in die linke Seite der Ringnut 23 strömen, um hier einen Druck aufzubauen,oder über die Vertiefungen 35 bzw. 37 entlang den zeilen 40, um in der linken Seite der Ringnut 23 einen Druck aufzubauen. Unabhängig davon,auf welcher Seite der Ringnut bzw. des Dichtrings 25 ein Druck aufgebaut wird, führt dieser in jedem Fall zu einer erhöhten Blächenpressung der Dichtflächen 26 und 27 am Nuten bzw. an der Dichtmanschette 33, wodurch letztere in wirksamen dichtendenEingriff mit dem Teil 10 gebracht wird. Die Höhe des Druckes regelt daher automatisch die Stärke des Dichtungseingriffs. Durch die Schlitze 38 bzw. die Vertiefungen 35 und die Keilform der Dichtmanschette an diesem Ende wird gewährleistet, daß bereits ein gewisser Druckausgleich durch FlieAn von Strömungsmittel über diese Bereiche statfinden kann, obwohl die Dichtmanschette 33 noch am Teil 10 anliegt, wenn dieser, mit einer Ringnut oder einem Freiraum versehen, die Dichtungsanordnung 22 passiert.
  • der Der Winkel zu (Pig. 3), der/Komplementärwinkel zum Kegelwinkel darstellt und die Stärke s des Profils hängen ab von den vorgegebenen Druck- und Temperaturverhältnissen, für die die Dichtungsanordnung 22 eingesetzt werden soll. Große Iemperaturänderungen führen zu entsprechenden Änderungen in den Abmessungen des Dichtrings 25. Bei Tiefsttemperaturen schrumpft dieser z.B.
  • 10 bis 15 %, was zu einem entsprechenden Aufrichten des Profils in der Ringnut 23 führt infolge der Vorspannung der Weder 31 und des Druckgefälles über dem Dichtring 25, wodurch die Verkürzung ausgeglichen und der Dichteingriff weiter sichergestellt ist. Umgekehrt führt eine große Temperaturerhöhung zu einer entsprechenden Verlängerung bzw. Ausdehnung, so daß die Dichtflächen 26 und 27 axial weiter gegeneinander versetzt und der Winkels verkleinert sind. Der wirksame Dichtungseingriff der Dichtung anordnung 22 ist daher durch keinerlei Temperaturschwankungen beeinträchtigt.
  • In der Anordnung nach Fig. 5 ist eine Welle 45, beispielsweise die eines Rührwerks, in einem Lager 46, das nur andeutungsweise dargestellt ist, gelagert. Das Lager 46 besitzt an der Stirnseite eine ringförmige Ausnehmung 47, in die hintereinander vier kegelringförmige Dichtringe 48 eingesetzt sind, ähnlich den Kegelring 25 nach Fig. 3. Die Dichtringe 48, die ebenfalls aus PTFE sein können, sind spiegelbildlich zueinander angeordnet, d.h. sie liegen abwechselnd mit dem äußeren bzw. inneren Ende gegeneinander, wobei sich der innerste Dichtring 48 gegen die durch die Ausnehmung 47 gebildete Schulter abstützt. Die Dichtringe 48 sind in gleicher Weise wie der Dichtring 25 nach Fig. 3 mit inneren und äußeren Dichtflächen, die vorzugsweise ballig ausgebildet sind, versehen, wobei die äußeren Dichtflächen an der Wandung der Ausnehmung 47 und die inneren an der Welle 45 anliegen. Von den gegeneinander liegenden Flächenbereichen der Dichtringe 48 besitzt mindestens einer mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilte, radial verlaufende axiale Vertiefungen 49.
  • Desleichen besitzt der linke äußere Dichtring 48 mehrere, gleichmäßig über den Umfang verteilte Vertiefungen 50, so daß Strömungsmittel unter Druck auch zwischen die einzelnen Dichtringe 48 kriechen kann, um dort einen Druck aufzubauen. Gegen das linke Stirnende des linken Dichtungsrings 48 liegt ein Flansch 51 einer-Druckplatte 52 an, die mit Hilfe mehrerer, gleichmäßig über den Umfang verteilter Schrauben 53 am Lager 46 befestigt ist. Zwischen den Schraubenköpfen und der Druckplatte 52 sind Federn 54 angeordnet, so daß der Plansch 51 federnd mit Vorspannung gegen die Dichtungsringanordnung gehalten ist. Die vom Flansch 51 auf die Dichtungsringanordnung aufgebrachte Kraft bestimmt die Höhe des Dichtungseingriffs der Dichtungsflächen der Dichtringe 48 in der Ausnehmung 47. Eine derartige Dichtungsanordnung kann z.B. eine Stopfbuchsenanordnung vor allem für extreme Temperaturbereiche ersetzen.
  • Es wurden in den obigen Ausführungsformen nur bestimmte Profile für die kegelringförmigen Dichtringe und bestimmte Federmittel dargestellt. Beide können je nach den vorgegebenen Einsatz fällen, insbesondere im Hinblick auf die Temperatur- und Druckverhältnisse abgewandelt werden.So ist es beispielsweise auch möglich, zwischen dem Federring 31 und dem Dichtring 25 eine Zwisychenlegscheibe anzuordnen.
  • Bei obigen Ausfiihrungsformen ist die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung nur in Anwendungsfällen dargestellt, bei denen sowohl eine dynamische als auch statische Dichtung stattfindet. Selbstredend kann die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung auch für rein statische Dichtungsfälle (z.B. Behälter-Deckel) eingesetzt werden.

Claims (15)

  1. Patentansprüche
    Dichtungsanordnung für zwei relativ zueinander bewegbare Teile, bei der in einer ringförmigen Nut eines Teils ein erstes ringför-miges Dichtelement in radialem Abstand vom anderen Teil angeordnet ist und ein zweites, manschettenartiges Dichtelement zwischen dem ersten Dichtelement und dem anderen Teil angeordnet und mit dem letzteren in dichtenden Eingriff bringbar ist, wobei das zweite Dichtelement seitlich ebenfalls von Schultern des einen Teils gehalten ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das zweite, manschettenartige Dichtelement (18, 33) auf der einen Stirnseite einen Abschnitt (19, 34) geringerer Stärke aufweist, der in eine entsprechend geformte, hinterschnittene Nut (20, 24) des einen Teils(14) eingreift.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt geringerer Stärke des zweiten Dichtelements (18, 33) im Querschnitt keilförmig und die Nut (20, 24) des einen Teils (14) entsprechend keilförmig geformt ist, und daß das zweite Dichtelement (18, 33) axial begrenzt beweglich angeordnet ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (19, 34) geringerer Stärke im Endbereich mindestens eine Vertiefung (21, 35) besitzt, die von der dem anderen Teil (10) zugewandten inneren Seite zur entgegengesetzten äußeren Seite des zweiten Dichtelements (18, 33) verläuft.
  4. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite manschettenartige Dichtelement (18, 33) auf der anderen Stirnseite ebenfalls mindestens eine von seiner dem anderen Teil (10) zugewandten inneren Seite zur entgegengesetzten äußeren Seite, vorzugsweise radial verlaufende axiale Vertiefung (22, 36) aufweist.
  5. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste ringförmige Dichtelement (25) eine äußere mit dem Nutgrund in Eingriff bringbare Dichtfläche (26) und eine mit dem zweiten Dichtelement (33) in Eingriff bringbare innere Dichtfläche (27) besitzt, wobei die Dichtflächen (26, 27) axial gegeneinander versetzt liegen, und daß gegen die eine Stirnseite des ringförmigen Dichtelements (25) ein Federmittel (31) anliegt, während die andere-Stirnseite des ersten Dichtelements (25) sich an der zugekehrten Nutwandung abstützt.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der sich an der Nutwandung abstützende Abschnitt des ersten ringförmigen Dichtelements (25) mit mindestens einer radial verlaufenden Vertiefung (30) vorgesehen ist.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dichtelement (25) kegelringförmig und im Querschnitt annähernd kastenförmig geformt ist, wobei die Dichtflächen (26, e7) und die an der Nutwandung bzw. am Federmittel (31) anliegenden Flächen (28, 29) von entsprechend angeschrägten Flächen des Dichtelementenprofils gebildet sind.
  8. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Federmittel ein Ring (31) aus mäanderförmg verlaufendem Federmaterial ist, vorzugsweise Federdraht, bei dem die einzelnen Mäander (32) geschränkt sind.
  9. 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dichtelement (33) mindestens eine radial durchgehende Öffnung (37) besitzt.
  10. 10. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Dichtfläche (27) des erstenDichtelements (48) unmittelbar mit dem anderen Teil (45) in Eingriff steht.
  11. 11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der ringförmigen Nut (47) mehrere erste Dichtelemente (48) hintereinander angeordnet sind, wobei jeweils benachbarte Dichtelemente (48) spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.
  12. 12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11 fur die Lagerung einer Welle, dadurch gekennzeichnet, daß im Lager (46) eine zur Lagerstirn-Seite offene ringförmige Ausnehmung (47) vorgesehen ist, in der das ringförmige Dichtelement (48) angeordnet ist, wobei seine innere Dichtfläche an der Welle (45) anliegt, daß eine Druckscheibe (52) mit Flansch 61)die Welle (45) umgibt und der Flansch (51), in die Ausnehmung (47) hineinragend, gegen das Dichtelement (48) anliegt, und daß die Druckscheibe (42) mit Hilfe von federnden Befestigungsmitteln (54) am Lager befestigbar ist.
  13. in 13. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß/die gegeneinander liegenden Berührungsflächen der ringförmigen Dichtelemente (48) mindestens eine durchgehende, radial verlaufende Vertiefung (49) eingeformt ist.
  14. 14. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (26, 27) am ersten Dichtelement (25, 48) ballig ausgebildet sind.
  15. 15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für das erste und/oder zweite Dichtelement (25, 48, 18, 33) PTFE vorgesehen ist.
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