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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Es wurde bereits oben kurz erwähnt, daß Elastomere, wie sie z.B.
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für 0-Ringe verwendet werden, bei Tiefsttemperaturen ihre Elastizität
verlieren und somit nicht mehr einsetzbar sind.
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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.
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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.
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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.
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Dabei ist es gleichgültig, ob Vakuum gegen Atmosphäre oder hoher Druck
gegen Atmosphäre- abzudichten ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Ausführungsformen der Erfindung sollen nachfolgend anhand von Zeichnungen
näher beschrieben werden.
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Fig. 1 zeigt einenSchnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen
Dichtungsanordnung.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Dichtungsanordnung.
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Fig. 3 zeigt den Schnitt nach Fig. 2 vergrößert.
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Fig. 4 zeigt schematisch eine Feder für die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung
nach den Fig. 2 und 3.
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Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung.
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Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist ein axial verschiebbares steil
10 (nur teilweise dargestellt) vorgesehen, mit einer Ringnut 11.
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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.
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Die Dichtungsanordnung 15 ist von beidenSeiten einsetzbar, d.h.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.