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HOCHDRUCKDICHTUNGSANORDNUNG
MIT PUFFERZONE
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Dichtungsanordnungen und
insbesondere auf eine Dichtungsanordnung für die Verwendung unter hoher Druckbeaufschlagung
wie beispielsweise in Automobil Klimaanlagen mit Kohlendioxid als
Kältemittel.
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Die
wachsende Besorgnis über
die schädigende
Wirkung verschiedener Kältemittel
auf die globale Erwärmung
führt zu
einer vermehrten Verwendung von Kohlendioxid als Kältemittel.
Automobil Klimaanlagen sind ein Anwendung für den vermehrten Einsatz von
Kohlendioxid. Bei Verwendung von Kohlendioxid als Kältemittel
in Verdampungs-Verdichtungs-Systemen
wie Automobil Klimaanlagen muß das
Kohlendioxid auf relativ hohen Druck verdichtet werden, beispielsweise
auf 17 MPa. Wenn elastomere Dichtungen, beispielsweise Gummidichtungen, unter
diesen Bedingungen verwendet werden, permeiert unter dem hohen Druck
Kohlendioxid langsam in die Dichtung hinein. Wenn der Druck nachfolgend reduziert
wird, beispielsweise aufgrund eines Lecks oder bei Wartungsarbeiten,
kann das in der Dichtung befindliche Kohlendioxid nicht schnell
genug austreten und dehnt sich innerhalb der
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Dichtung
aus, wobei die Dichtung beschädigt oder
zerstört
wird. Dieses Phänomen
ist als explosive Dekompression bekannt.
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Eine
Methode, die in unterschiedlichen Formen entwickelt wurde, begegnet
der Problematik der explosiven Dekompression indem die gefährdete Dichtung
mit einer anderen Komponente beaufschlagt wird und eine Verpressungskraft
auf die Dichtung ausgeübt
wird.
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(One
method that has been developed in different forms to address the
problem of explosive decompression is to directly engage the seal
potentially subject to explosive decompression with another component
and exert a compressive force on the seal.)
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Taylor
et al. (US 2004/0017047 A1) beschreibt eine Dichtungsanordnung mit
einem Accumulatorring zum Schutz der Dichtung gegen explosive Dekompression.
In der in Taylor, 2, 2A und 3, gezeigten
Anordnung sind eine Dichtung 20 und ein O-Ring 24 in
einem Einbauraum platziert. Unter Druckbeaufschlagung wird die Dichtung 20 von
dem Hochdruckfluid permeiert. Der O-Ring 24 ist innen hohl
ausgebildet und weist Öffnungen 26 auf,
durch die Fluid in den O-Ring 24 gelangen kann. Wenn der Druck
abfällt,
strömt
Fluid aus dem Inneren des O-Rings 24 durch die Öffnungen 26.
Dadurch übt
der O-Ring 24 eine Kraft auf die Dichtung 20 aus
und verhindert explosive Dekompression der Dichtung 20. Weitere
Ausführungsformen
sind beschrieben. Beispielsweise zeigen die 6E and 6F in Taylor eine metallische Endkappe
und E-förmigen
Ring und 6G eine Schnittdarstellung
des E-förmigen Rings.
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Shroeder
et al. (
US 6,502,826
B1 ) beschreibt eine hydraulische Kolbendichtung. Wie in
2 in Shroeder zu sehen,
umfasst die Dichtungsanordnung
10 einen festen Dichtring
40,
einen elastomeren Aktivierungsring
42 und eine feste strukturierte
Abdeckung
44. Die strukturierte Abdeckung
44 wird
verwendet um die Tendenz des Eindringens von Luft und anderer im
Hochdruckfluid gelöster
Gase in die Haut des elastomeren Aktivierungsrings
42 zu
reduzieren indem der Aktivierungsring
42 abgedeckt wird
und indem auf den Aktivierungsring
42 eine Kraft ausgeübt wird,
um Poren und Risse in dessen Haut zu schließen. Weitere Ausführungsformen
sind dargestellt in Shroeder
5–
11.
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AUFGABE DER
ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes
der Technik bei Hochdruckdichtungsanordnungen, insbesondere die
hinsichtlich explosiver Dekompression, zu vermeiden.
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GEGENSTAND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung mit zwei
voneinander beabstandeten Dichtungen und einer dazwischenliegenden
Pufferzone als kostengünstige Dichtungsanordnung
für einen
weitreichenden Anwendungsbereich einschließlich Hochdruck Kohlendioxid
Verdampfungs-Verdichtungs-Systeme.
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Die
Erfindung umfasst in einer ihrer Ausführungsformen eine Dichtungsanordnung
für Hochdruckanwendungen
umfassen eine erstes Bauteil, ein zweites Bauteil, eine erste Dichtung
und eine zweite Dichtung. Das zweite Bauteil ist zusammenfügbar mit
dem ersten Bauteil und bildet dadurch ein erstes Volumen. Die erste
Dichtung steht im dichtenden Kontakt mit dem ersten und zweiten
Bauteil und weist eine freie Oberfläche zwischen dem ersten und zweiten
Bauteil auf. Die zweite Dichtung steht im Kontakt mit dem ersten
und zweiten Bauteil und ist zwischen dem ersten Volumen und der
ersten Dichtung angeordnet. Die zweite Dichtung ist von der ersten
Dichtung beabstandet angeordnet. Zwischen der ersten und der zweiten
Dichtung befindet sich eine Pufferzone und Fluid in der Pufferzone
wirkt direkt auf die freie Oberfläche der ersten Dichtung. Die
Pufferzone ist zumindest teilweise durch das erste und zweite Bauteil
gebildet. Die zweite Dichtung stellt eine bedingte Abdichtung zwischen
erstem und zweitem Bauteil dar, wobei bei hohem Fluiddruck im ersten
Volumen die zweite Dichtung einen langsamen Druckaufbau in der Pufferzone
zulässt
und bei einem Druckabfall im ersten Volumen die zweite Dichtung einen
Druckabfall in der Pufferzone stark verzögert.
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In
bestimmten Ausführungsformen
ist die erste Dichtung eine elastomere Dichtung, die zweite Dichtung
eine polymere Dichtung und wenn das erste Volumen Kohlendioxid unter
Druck von etwa 17 MPa enthält über einen
Zeitraum, der ausreichend lang ist, daß sich in der Pufferzone Kohlendioxid
bei ähnlich hohem
Druck anreichert und nachfolgend der Druck im ersten Volumen abfällt, verzögert die
zweite Dichtung den Druckabfall in der Pufferzone hinreichend, um
explosive Dekompression der ersten Dichtung zu verhindern.
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Die
Erfindung betrifft in einer Ausführungsform
eine Methode zur Abdichtung in einer Hochdruckanwendung zwischen
einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil. Die Methode umfasst
die Verwendung einer ersten Dichtung in dichtendem Kontakt zwischen
dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil wobei die erste Dichtung
eine freie Fläche zwischen
erstem und zweitem Bauteil aufweist. Ein erstes Volumen enthält ein Hochdruckfluid
und wird durch die erste Dichtung von einem zweiten Volumen mit
niedrigerem Druck abdichtend getrennt. Eine Pufferzone befindet
sich zwischen erstem und zweitem Volumen und wird teilweise definiert
durch das erste Bauteil und das zweite Bauteil. Die Pufferzone wird gefüllt mit
dem Hochdruckfluid nachdem das erste Volumen mit dem Hochdruckfluid
gefüllt
wurde. Die Methode umfasst weiterhin daß die freie Oberfläche der
ersten Dichtung mit dem Hochdruckfluid in der Pufferzone in Kontakt
steht, der Druckabbau im ersten Volumen mit einer ersten Druckabbaurate
und der Druckabbau im zweiten Volumen mit einer zweiten Druckabbaurate,
wobei die zweite Druckabbaurate kleiner ist als die erste Druckabbaurate.
[0010] In bestimmten Ausführungsformen
dieser Methode ist die erste Dichtung eine elastomere Dichtung und
der Füllvorgang
der Pufferzone mit dem Hochdruckfluid beinhaltet zumindest teilweise
die Permeation der elastomeren Dichtung durch das Hochdruckfluid.
Der Vorgang des Druckabbaus im zweiten Volumen ist hinreichend langsam,
um dem Hochdruckfluid, das in die elastomere Dichtung permeiert
ist, das Austreten aus der elastomeren Dichtung ohne deren Beschädigung zu
erlauben.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist dass sie eine kostengünstige und
einfach herzustellende Dichtungsanordnung darstellt die in Hochdruckanwendungen
einsetzbar ist und Beschädigung der
verwendeten Dichtungen durch explosive Dekompression verhindert.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorgenannten und weitere Merkmale dieser Erfindung werden veranschaulicht
durch die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Zusammenhang
mit den Zeichnungsdarstellungen:
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1 ist
eine teilweise Schnittdarstellung eines Rohrs, eines Gehäuses und
einer Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung mit dem Rohr vor Einführen
in das Gehäuse; 2 ist
eine teilweise Schnittdarstellung eines Rohrs, eines Gehäuses und
einer Dichtungsanordnung gemäß 1,
jedoch mit dem Rohr im Gehäuse
montiert;
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3 ist
eine Darstellung einer ersten alternativen Ausführungsform;
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4 ist
eine Darstellung einer zweiten alternativen Ausführungsform;
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5 is
ist eine Darstellung einer dritten alternativen Ausführungsform;
und
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6 ist
eine Darstellung einer vieten alternativen Ausführungsform.
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Korrespondierende
Bezugszeichen kennzeichnen in den verschiedenen Darstellungen korrespondierende
Teile. Obgleich die hier gezeigten beispielhaften Darstellungen
verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung veranschaulichen, sind diese Ausführungsformen nicht erschöpfend zu
verstehen oder als einschränkend
für den
Geltungsbereich der Erfindung auf die dargestellten Ausführungsformen.
zu verstehen.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Eine
Dichtungsanordnung 20 entsprechend der vorliegenden Erfindung
zeigen 1 und 2. Die Dichtungsanordnung 20 wird
als Dichtung zwischen den beiden Bauteilen 22, 24 verwendet.
In der dargestellten Ausführungsform
ist das Bauteil 22 ein Gehäuse mit einer Bohrung und das
Bauteil ist ein Rohr. 1 zeigt das Gehäuse 22 und
das Rohr 24 in der Position vor der Montage. 2 zeigt
das Rohr 24 montiert in das Gehäuse 22 und die Dichtungsanordnung 20.
Das Rohr 24 ist mit dem Gehäuse verbunden über eine
Verschraubung 26. Die Verschraubung 26 wird oftmals
als "peanut" bezeichnet. Das Gehäuse 22,
Rohr 24 und Verschraubung 26 werden aus konventionellen
Materialien hergestellt unter Verwendung konventioneller Fertigungsverfahren
gemäß dem üblichen
Stand der Technik.
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Das
Gehäuse 22 und
das Rohr 24 bilden im wesentlichen zylindrische Volumina
und 1 and 2 stellen eine Teilansicht eines
Längsschnitts durch
diese Bauteile dar mit der Mittelachse 23 dieser zylindrischen
Volumina in der Darstellung unten. Nach Montage von Gehäuse 22,
Rohr 24, und Dichtungen 30, 32, verbleiben
diese statisch zueinander. Die vorliegende Erfindung kann ebenso
für alternative
Anordnungen verwendet werden und welche nicht notwendigerweise während der
Abdichtung statisch zueinander verbleiben.
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Die
Dichtungsanordnung 20 ist montiert auf dem Rohr 24 und
umfasst einen Stützring 28,
eine erste Dichtung 30 und eine zweite Dichtung 32.
In der dargestellten Ausführungsform
ist die erste Dichtung 30 ein elastomerer O-Ring und die
zweite Dichtung 32 ist ein polymerer Dichtring 32.
Jeder dieser Dichtringe 30, 32 ist montiert auf
einen Außenumfang 34 des
Rohrs 24. In diesem Beispiel ist der elastomere O-ring 30 in
einem beidseitig begrenzten Einbauraum 36 des Rohrs 24 angeordnet
und die polymere Dichtung 32 in einem einseitig begrenzten
Einbauraum 38 nahe des Rohrendes 40 des Rohrs 24.
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Beidseitig
begrenzte Einbauräume,
wie beispielsweise Einbauraum 36, haben eine Seitenwand (mindestens
ungefähr ½ der Dichtungsquerschnittshöhe) 42 an
beiden Seiten während
einseitig begrenzte Einbauräume,
wie beispielsweise Einbauraum 38, eine Seitenwand 44 und
eine weniger hohe Stufe 46 aufweisen. Elastomere Dichtungen,
die elastisch dehnbar sind, können
relativ einfach in beidseitig begrenzte Einbauräume montiert werden. Polymere
Dichtungen sind wesentlich geringer elastisch dehnbar als elastomere
Dichtungen und einfacher in geteilte Einbauräume (nicht dargestellt) oder in
einseitig begrenzte Einbauräume
montierbar, die nicht eine so große Aufdehnung erfordern wie
beidseitig begrenzte Einbauräume.
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Wenn
das Rohr 24 in das Gehäuse 22 eingeschoben
und fixiert wurde wie in 2 dargestellt, haben beide Dichtungen 30, 32 jeweils
Kontakt zu Gehäuse 22 und
Rohr 24 und bilden dadurch eine Dichtung zwischen Gehäuse 22 und
Rohr 24. Diese Dichtung trennt ein unter Druck stehendes
Volumen 48 von einem unter niedrigerem Druck stehenden zweiten
Volumen 50. Diese zweite unter niedrigerem Druck stehende
Volumen 50 wird in der dargestellten Ausführungsform
von der Umwelt gebildet. Weiterhin wird eine Pufferzone 52 gebildet
zwischen der ersten Dichtung 30 und der zweiten Dichtung 32 welche
zwischen dem inneren Volumen 48 und der Umwelt 50 angeordnet
ist. Wie in 2 erkennbar, wird die Pufferzone 52 definiert
durch die Dichtungen 30, 32 an ihren entgegengesetzten
Enden und durch den Raum zwischen Gehäuse 22 und Rohr 24.
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Die
dargestellte Anordnung kann in Hochdruckanwendungen wie beispielsweise
Automobil Klimaanlagen mit Kohlendioxid als Kältmittel verwendet werden.
Der Druck in solchen Kohlendioxidsystemen liegt im Bereich von 17
MPa und damit wesentlich höher
als bei Klimaanlagen mit traditionellen Kältemitteln wie R22 or R134a.
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Polymere
Dichtungen wie der Dichtring 32, erfordern typischerweise
eine feinere Gegendichtfläche
als elastomere Dichtungen wie der O-Ring 30, um eine gleichwertige
Dichtwirkung zu erlangen. Wenn das interne Volumen 48 mit
Kohlendioxid unter Druck gefüllt
ist, wird sich aufgrund einer geringen Leckagerate über die
polymere Dichtung 32 langsam Kohlendioxid in der Pufferzone 52 anreichern
und sich ein Druck aufbauen der typischerweise etwas geringer ist
als der Druck im Volumen 48. Anders ausgedrückt stellt
die Polymerdichtung 32 eine teilweise Abdichtung zwischen
Gehäuse 22 und
Rohr 24 dar.
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Eine
nachteilige Eigenschaft von elastomeren Dichtungen ist die Permeation
einiger Fluide, gegen die polymere Dichtungen im wesentlichen inert und
permeationslos sind. Der O-Ring 30 hat
eine freie Oberfläche 31 die
zwischen Gehäuse 22 und Rohr 24 angeordnet
ist und welche in direktem Konrtakt zum Fluid in der Pufferzone 52 steht.
Deshalb wird, wenn Kohlendioxid unter hohem Druck im Volumen 52 vorhanden
ist, dieses mit der Zeit in die elastomere Dichtung 30 hinein
permeieren. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die freie
Oberfläche 31 über die
volle Höhe
zwischen Rohr 24 und Gehäuse 22, wobei in alternativen
Ausführungsformen
die Oberfläche
der elastomeren Dichtung 30 teilweise abgedeckt sein kann
um die freie Oberfläche 31 zu
verkleinern, die im direkten Kontakt zur Pufferzone 52 steht
und in die damit Fluid eindringen kann.
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Der
Druck des Kohlendioxid im internen Volumen 48 kann aus
unterschiedlichen Gründen
plötzlich
abfallen. Die üblichen
Ursachen für
derartigen plötzlichen
Druckabfall sind Lecks im System oder die Entleerung des Volumens 48 im
Zuge von Wartungs- oder Reparaturarbeiten. Wenn die elastomere Dichtung
permeiertes Kohlendioxid enthält
und der Druck auf die Dichtung plötzlich abfällt, dehnt sich in der Folge
das in der Dichtung enthaltene Kohlendioxid aus. Diese Ausdehnung
des Kohlendioxids im Inneren der elastomeren Dichtung kann die Dichtung beschädigen oder
zerstören,
wobei ein solches Verhalten unter dem Begriff „explosive Dekompression" bekannt ist.
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Wenn
der Druck im internen Volumen 48 plötzlich abfällt, verzögert die polymere Dichtung 32 den
Abfall des Fluiddrucks, der in der Pufferzone 52 ansteht.
Da das Kohlendioxid in der Pufferzone 52 nur allmählich über die
polymere Dichtung 32 entweichen kann wird der Druckabfall
in der Pufferzone stark verzögert,
so daß vorher
in das Innere der elastomeren Dichtung 30 permeiertes Kohlendioxid
langsam aus der elastomeren Dichtung 30 in die Pufferzone 52 austreten
kann ohne die elastomere Dichtung 30 zu schädigen. Dies
ist der geringen Druckabfallrate in der Pufferzone 52 im
Gegensatz zum plötzlichen
Druckabfall im Volumen 48 zu verdanken.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist der elastomere O-Ring 30 eine Fluorelastomer-Dichtung. Fluorelastomer-Dichtungen
haben unter den Elastomerdichtungen eine relativ geringe Gaspermeabilität, weisen
jedoch nicht die im wesentlichen inerten Eigenschaften auf, die
beim Gebrauch polymerer Dichtungen gegeben sind. Die dargestellte
polymere Dichtung 32 ist aus einem Fluorpolymerkunststoff hergestellt.
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Die
Ausführungsform
wie in 1 und 2 dargestellt kann kann innerhalb
des Geltungsbereichs der Erfindung variiert, einige alternative
Ausführungsformen
sind in 3–6 dargestellt. Jede
der in 3–6 dargestellten
alternativen Ausführungsformen
sind in Verbindung mit einem eine Bohrung aufweisenden Gehäuse 22,
einem Rohr 24 und einer verschraubung 26 gezeigt.
Das Gehäuse 22,
Rohr 24 und die Verschraubung 26 in diesen alternativen
Ausführungsformen
sind im wesentlichen dieselben wie das Gehäuse 22, das Rohr 24 und
die Verschraubung 26, welche in 1 und 2 dargestellt
sind, die Beschreibung dieser Teile wird hier nicht wiederholt.
Wie bei der Ausführungsform
gemäß 1 und 2 sind
die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen nicht eingeschränkt auf
die dargestellte Ausführung
von Gehäuse 22,
Rohr 24 und Verschraubung 26 und können mit
alternativen Ausführungen
dieser Teile ausgeführt
werden.
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Eine
erste alternative Ausführungsform 120 ist
dargestellt in 3. Die Dichtungsanordnung 120 ist
identisch mit der Dichtungsanordnung 20, außer daß der polymere
Dichtring 32 durch einen federvorgespannten polymeren Dichtring 70 ersetzt
wurde. Dichtung 70 umfasst eine ringförmige polymere Aussenhülle 72 (dargestellt
in Schnittdarstellung in 3), welche eine ringförmige Vertiefung 76 aufweist
und zwei Schenkel 78 die beidseitig der Vertiefung 76 angeordnet
sind. Ein ringförmiges
Federelement 74 ist in der Vertiefung 76 angebracht
und drückt
die Schenkel 78 nach außen in den Kontakt mit Gehäuse 22 und
Rohr 24. Wenn polymere Dichtungen gemäß Dichtung 70 eingesetzt
werden, wird die Vertiefung zwischen den Schenkeln 78 zum
abzudichtenden Raum hin ausgerichtet, typischerweise zum internen
Volumen, beispielsweise Volumen 48 in 3.
In der Dichtungsanordnung 120, wird die Dichtung 70 im
Gegensatz dazu so positioniert, daß die Vertiefung 76 zur
Pufferzone 52 hin ausgerichtet ist. Auf diese Weise wird
erreicht, daß bei
einem Druckabfall in Volumen 48 die Vertiefung 76 zum dann
höheren
Druck in der Pufferzone ausgerichtet ist. Dadurch bewirkt bei einem
Druckabfall in Volumen 48 der höhere Druck in der Pufferzone 52 in
Verbindung mit dem Federelement 76 auf die Schenkel 78 und
drückt
die Schenkel 78 in zusätzlich
dichtenden Kontakt mit dem Gehäuse 22 und
dem Rohr 24, so dass eine erhöhte Dichtwirkung hervorgerufen wird,
die das Aufrechterhalten des Drucks in der Pufferzone 52 unterstützt wenn
der Druck im Volumen 48 abfällt. Indem die Vertiefung 76 nicht
zum internen Volumen 48 ausgerichtet ist, ergibt sich bei
Druckaufbau im Volumen 48 keine nach außen gerichtete verstärkende Anpressung
der Schenkel 78. Diese Einbaurichtung der Dichtung 70 führt gegenüber der
umgekehrten Einbaurichtung zu einer erhöhten Leckage vom internen Volumen 48 in
die Pufferzone 52. Wie bereits im Zusammenhang mit der
Ausführungsform gemäß 1 und 2 erläutert ist
eine Leckage in die Pufferzone 52 akzeptabel. Die primäre Funktion der
Dichtung 70 ist das Halten eines hohen Fluiddrucks in der
Pufferzone 52 über
eine ausreichend lange Zeitdauer, um Beschädigung der Dichtung zwischen
Pufferzone 52 und dem drucklosen externen Volumen 50 zu
verhindern, wenn der Druck im internen Volumen 48 abfällt. Ähnlich wie
beim polymeren Dichtring 32, kann die polymere Außenhülle 72 aus einem
Fluorpolymer-Kunststoff
hergestellt werden.
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Eine
zweite alternative Ausführungsform 220 ist
in 4 dargestellt. Ähnlich zur Dichtungsanordnung 120,
umfasst die Dichtungsanordnung 220 eine federaktivierte
Polymerdichtung 70. Die Dichtungsanordnung 220 unterscheidet
sich von der Dichtungsanordnung 120 darin, dass der O-Ring 30 und
der Stützring 28 durch
eine Verbunddichtung 80 ersetzt wurden. Die Dichtung 80 besteht
aus einem ringförmigen
elastomeren Dichtbereich 82, der mit einem relativ festen
ringförmigen
Stützelement 84 mit
L-förmigem Querschnitt
verbunden ist. Der Dichtbereich 82 ist aus einem elastomeren
Werkstoff hergestellt, beispielsweise Fluorkarbon-Elastomer. Das
feste Stützelement 84 hat
eine ähnliche
Funktion wie der Stützring 28 in
der Dichtungsanordnung 20. Elastomere Dichtlippen 86 erstrecken
sich von dem elastomeren Bereich 82 nach außen um den
dichtenden Kontakt zum Gehäuse 22 und
Rohr 24 sicherzustellen. Der elastomere Bereich 82 hat
eine freie Oberfläche 88 zur
Pufferzone 52, die sich zwischen Gehäuse 22 und Rohr 24 erstreckt
und welche direkt mit dem Fluid in der Pufferzone 52 in
Kontakt steht. Der elastomere Bereich 82 ist der potentiellen
Gefahr der explosiven Dekompression ausgesetzt aufgrund des Kontakts
der Oberfläche 88 mit
dem Hochdruckfluid und der möglichen
Permeation Hochdruckfluids in den elastomeren Bereich 82.
Mit der Pufferzone 52 und der Dichtung 70 verhindert
Schäden
durch explosive Dekompression, wie oben bereits erläutert.
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Eine
dritte alternative Ausführungsform 320 ist
in 5 dargestellt. Zusätzlich zur federvorgespannten
polymeren Dichtung 70, die zwischen dem Hochdruckraum 48 und
der Pufferzone 52 angeordnet ist, verwendet diese Ausführungsform
eine zweite federvorgespannte Dichtung 90 zwischen Pufferzone 52 und
dem drucklosen externen Volumen 50. Die Dichtung 90 umfasst
eine ringförmige
polymere Aussenhülle 92,
als Schnittdarstellung in 5 gezeigt.
Die polymere Aussenhülle 92 weist
eine umlaufende Vertiefung 96 auf mit im wesentlichen V-förmigen Querschnitt und zwei
Schenkel 98, die beidseitig der Vertiefung 96 angeordnet
sind. Ein ringförmiges Federelement
ist in die Vertiefung 96 eingebaut und drückt die
Schenkel 98 nach außen
in dichtenden Kontakt mit dem Gehäuse 22 und dem Rohr 24.
Die Dichtung 90 ist so angeordnet, daß die Vertiefung 96 zur
Pufferzone 52 hin ausgerichtet ist, wobei in der Pufferzone 52 enthaltenes
Hochdruckfluid in Verbindung mit dem Federelement 94 bewirkt,
daß die Schenkel 98 nach
außen
in dichtenden Kontakt mit dem Gehäuse 22 und em Rohr 24 gedrückt werden. Ähnlich zur
polymeren Außenhülle 72,
kann die polymere Außenhülle 92 aus
einem Fluorpolymer-Kunststoff hergestellt werden.
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Eine
vierte alternative Ausführungsform 420 ist
in 6 dargestellt. Die Dichtungsanordnung 420 umfasst
eine federvorgespannte polymere Dichtung 70 entsprechend
den Dichtungsanordnungen 120, 220 and 320 zwischen
Hochdruckbereich 48 und Pufferzone 52, verwendet
jedoch eine ringförmige
elastomervorgespannte polymere Dichtung 100 zur Abdichtung
zwischen der Pufferzone 52 und dem externen Volumen 50.
Die Dichtung 100 umfasst eine polymere ringförmige Aussenhülle 102 und
ein elastomeres Vorspannelement 108. Die polymere Aussenhülle 102 hat
eine Vertiefung 104 und zwei Schenkel 106 die
beidseitig der Vertiefung 104 angeordnet sind. Das elastomere
Vorspannelement 108 hat einen vorspannenden Bereich 110 der
in der Vertiefung 104 angeordnet ist um dadurch die Schenkel 106 nach
außen
in dichtenden Kontakt mit dem Gehäuse 22 und dem Rohr 24 zu
drücken.
Das dargestellte elastomere Vorspannelement 108 ist aus
einem Fluorelastomer hergestellt und weist weiterhin zwei Dichtlippen 112 auf,
die nach außen
ragen um dichtenden Kontakt zum Gehäuse 22 und zum Rohr 24 herzustellen.
Das elastomere Vorspannelement 108 bildet weiterhin eine
freie Oberfläche
zur Pufferzone 52, welche sich zwischen Gehäuse 22 und
Rohr 24 erstreckt und welche in direktem Kontakt mit dem Fluid
in der Pufferzone 52 steht. Obgleich das elastomere Vorspannelement 108 von
einem Hochdruckfluid in der Pufferzone 52 permeiert werden
kann, führt
die Anordnung der Pufferzone 52 und der Dichtung 70 zu
einer verminderten Gefahr der Beschädigung des elastomeren Vorspannelements 108 durch explosive
Dekompression. Ähnlich
zu den Außenhüllen 72 und 92,
kann die polymere Außenhülle 102 aus
einem Fluorpolymer-Kunststoff
hergestellt werden.
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Diese
Erfindung ist durch die vorgenannten Ausführungsformen exemplarisch beschrieben,
weitere Modifikationen und Variationen im Sinne und Umfang der Erfindung
sind ebenfalls Gegenstand dieser Offenlegung. Diese Anmeldung ist
deshalb anzuwenden auf jegliche Variation, Anwendung oder Übertragung
dieser Erfindung, die dem allgemeinen Prinzip folgen.