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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellendichtungsanordnung zum Abdichten einer ein Rührwerk aufnehmenden Öffnung eines Behälters und zum abdichtenden Durchtritt einer in den Behälter einführbaren Welle des Rührwerks. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung aus einem Rührwerk und einem Behälter mit einer derartigen Wellendichtungsanordnung.
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Rührwerke, die aus einer Antriebseinrichtung, einer Antriebswelle und einem an der Welle angebrachten und von dieser angetriebenen Rührorgan bestehen, sind allgemein bekannt. Derartige Rührwerke sind beispielsweise an einem Stativ angeordnet und können an diesem Stativ in einen mit einem zu rührenden Produkt befüllten Behälter abgesenkt werden, so dass das Rührorgan mit einem Teil der Welle in das zu rührende Produkt eintaucht. Neben derartigen Anordnungen mit offenem Behälter sind auch Anordnungen bekannt, bei denen das Rührwerk an einem Behälterdeckel angebracht ist und diesen mit der Welle durchgreift. Häufig werden als Behälter keine speziellen Rührwerksbehälter eingesetzt, sondern der Prozess des Rührens findet in einem Transportgebindebehälter statt, der an seiner Oberseite mit einem Schraubdeckel versehen ist, der eine Öffnung in einer oberen Wand des Behälters verschließt. Der Schraubdeckel wird entfernt und das Rührorgan wird mit einem Teil der Welle durch diese Öffnung in den Behälter eingeführt.
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Um die beim Rühren zwischen dem Rührwerksantrieb und dem Behälter auftretenden Rührkräfte abzustützen, wird das Rührwerk häufig an einem Deckel befestigt, der auf den Behälter abgesenkt wird und dort entweder mit dem Behälter verbunden wird oder durch Druckkräfte, beispielsweise die Schwerkraft, auf dem Behälter lastet. Derartige geschlossene Rührsysteme werden bevorzugt dann eingesetzt, wenn das Rührprodukt entweder selbst nicht durch Fremdstoffeintrag von außen kontaminiert werden darf, wie dies beispielsweise bei Lebensmitteln der Fall ist, oder wenn das Rührprodukt selbst Stoffe enthält oder während des Rührens freisetzt, die nicht nach außen dringen dürfen, wie dies beispielsweise bei giftigen oder explosionsgefährdeten Rührprodukten der Fall ist.
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Insbesondere bei diesen Rührprodukten, bei denen der Behälterinhalt gegenüber der Umgebung abgeschirmt werden muss, stellt sich die Aufgabe der Abdichtung der Öffnung durch die der Rührer des Rührwerks in den Behälter eintritt und auch die Aufgabe der Abdichtung der Rührerwelle selbst.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wellendichtungsanordnung zum Abdichten einer ein Rührwerk aufnehmenden Öffnung eines Behälters und zum abdichtenden Durchtritt einer in den Behälter einführbaren Welle des Rührwerks anzugeben, die auch während des Rührvorgangs beim Auftreten von Rührkräften eine zuverlässige Abdichtung des Behälterinneren ermöglicht. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung aus einem Rührwerk und einem Behälter mit einer solchen Wellendichtungsanordnung anzugeben.
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Der auf die Wellendichtungsanordnung gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch die Wellendichtungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Diese erfindungsgemäße Wellendichtungsanordnung ist versehen mit einem ersten Dichtungsträger, der mit zumindest einem ersten Dichtabschnitt versehen ist, welcher zum abdichtenden Zusammenwirken mit einem Dichtabschnitt der Welle ausgebildet ist; einem zweiten Dichtungsträger, der mit zumindest einem zweiten Dichtabschnitt versehen ist, welcher zum abdichtenden Zusammenwirken mit einem Dichtabschnitt des Behälters ausgebildet ist; wobei der erste Dichtungsträger eine Durchtrittsöffnung des zweiten Dichtungsträgers durchgreift und relativ zum zweiten Dichtungsträger translatorisch bewegbar ist und wobei zwischen dem ersten Dichtungsträger und dem zweiten Dichtungsträger ein flexibles, elastisch verformbares Verbindungselement vorgesehen ist, das abdichtend am ersten und am zweiten Dichtungsträger angeordnet ist.
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Die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wellendichtungsanordnung mit zwei axial zueinander bewegbaren Dichtungsträgern von denen der eine Dichtungsträger die Aufgabe der Abdichtung der Behälteröffnung übernimmt und von denen der andere Dichtungsträger die Abdichtung der Welle des Rührwerks übernimmt und wobei beide Dichtungsträger zueinander axial verschiebbar ausgebildet sind, ermöglicht es, eine Dichtkraft zur Abdichtung der Behälteröffnung aufzubringen, die entkoppelt ist von der Axialkraft, mit der das Rührwerk selbst an den Behälter gekoppelt ist, denn diese Kraft zwischen Rührwerk und Behälter unterliegt dem Einfluss der beim Rühren auftretenden Rührkräfte. Die axiale Beweglichkeit zwischen den beiden Dichtungsträgern ermöglicht es weiterhin, dass die Welle selbst in Bezug auf den die Welle aufnehmenden ersten Dichtungsträger drehbar aber axialfest positioniert sein kann, so dass kein Stofftransfer durch eine eventuelle Axialbewegung der Welle zwischen dem Inhalt des Behälters und der Umgebung stattfinden kann. Um diesen Stofftransfer im Bereich der Axialverschiebbarkeit der Wellendichtungsanordnung zu verhindern, ist zwischen dem ersten Dichtungsträger und dem zweiten Dichtungsträger ein flexibles, elastisch verformbares Verbindungselement vorgesehen, das abdichtend am ersten und am zweiten Dichtungsträger angeordnet ist. Bevorzugt ist dieses elastisch verformbare Verbindungselement auf der im Einsatz der Wellendichtungsanordnung zum Behälterinneren weisenden Seite angeordnet. Dies ist in der Regel die Seite des zweiten Dichtungsträgers, die mit dem zweiten Dichtungsabschnitt versehen ist, der zum abdichtenden Zusammenwirken mit dem Dichtungsabschnitt des Behälters ausgebildet ist.
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Durch die erfindungsgemäße Entkoppelung der rotatorischen Abdichtung der Welle von der translatorischen Abdichtung in Axialrichtung der Welle und die hermetische Abdichtung zwischen den beiden Dichtungsträgern über das elastisch verformbare Verbindungselement wird auf besonders einfache, aber wirkungsvolle Weise erreicht, dass der Behälterinnenraum auch dann abgedichtet bleibt, wenn sich die Welle des Rührwerks in Richtung ihrer Achse in den Behälter hinein oder aus ihm heraus bewegt. Dadurch wird es auch möglich, während des Rührvorgangs die Position des Rührorgans entlang der Wellenachse zu verlagern und so eine quasi dreidimensionale Rührbewegung durchzuführen.
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Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Wellendichtungsanordnung nicht auf die Abdichtung einer durch eine Behälteröffnung in einen Behälter eingreifenden Rührwerkswelle beschränkt. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Wellendichtungsanordnung auch in vielen anderen Anwendungsfällen eingesetzt werden, bei denen die axiale Verschiebbarkeit einer rotierenden Welle erforderlich ist, ohne dass dabei die Welle selbst relativ zu der sie umgebenden Wellendichtung in Axialrichtung verschoben werden muss.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Wellendichtungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der erste Dichtungsträger ein Wellenführungselement aufweist, an welchem der erste Dichtungsabschnitt vorgesehen ist und welches zur abdichtenden Aufnahme eines Bereichs der Welle ausgebildet ist, und dass der zweite Dichtungsträger ein ringförmiges Flanschelement aufweist, an welchem der zweite Dichtabschnitt vorgesehen ist. Das Vorsehen des Wellenführungselements am oder im ersten Dichtungsträger ermöglicht neben der Abdichtung der Welle auch eine Führung oder gegebenenfalls sogar eine Lagerung der Welle im ersten Dichtungsträger. Das ringförmige Flanschelement des zweiten Dichtungsträgers mit dem daran vorgesehenen zweiten Dichtungsabschnitt ist besonders vorteilhaft, weil sich dieses Flanschelement mit dem zweiten Dichtungsabschnitt auf einfache Weise auf den Rand der Behälteröffnung auflegen lässt und bei entsprechender Vorspannung eine Abdichtung des Behälters über den gesamten Rand der Behälteröffnung ermöglicht.
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Vorzugsweise ist das Wellenführungselement als Bauteil mit einer Durchgangsbohrung für die Welle ausgebildet. Dieses Bauteil ist bevorzugt ein zylindrisches Bauteil, es kann aber auch jede andere Querschnittsform aufweisen, solange diese Querschnittform eine Axialverschiebung relativ zum zweiten Dichtungsträger ermöglicht.
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Bevorzugterweise ist das Wellenführungselement mit zumindest einer Radialwellendichtung versehen, die den ersten Dichtabschnitt aufweist. Diese Radialwellendichtung liegt in bekannter Weise mit einer Dichtlippe an dem auf der Welle vorgesehenen Dichtabschnitt an und sorgt für eine zuverlässige Abdichtung der rotierenden Welle gegenüber dem Wellenführungselement.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Wellenführungselement mit zumindest zwei in Axialrichtung der Welle voneinander beabstandeten Radialwellendichtungen versehen, die jeweils einen ersten Dichtabschnitt aufweisen. Durch das Vorsehen dieser beiden axial voneinander beabstandeten Radialwellendichtungen wird die Abdichtung der Welle in Bezug auf das Wellenführungselement noch weiter verbessert.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn zwischen den Radialwellendichtungen, der Welle und dem Wellenführungselement ein Dichtraum gebildet ist, der mit einem Druckfluid befüllbar ist, um so unter Überdruck zu stehen. Dieses Druckfluid ist vorzugsweise von einem Druckgas gebildet, es kann aber auch jedes andere Fluid, beispielsweise auch eine Flüssigkeit zur Füllung des Dichtraums verwendet werden. Durch dieses Vorsehen eines Überdrucks im Dichtraum, der zum Ausgleich von etwaigen Leckagen durch Nachführung von Druckfluid in den Dichtraum konstant gehalten werden kann, wird mit zuverlässiger Sicherheit unterbunden, dass ein Stoffaustausch zwischen dem Behälterinneren und der Umgebung stattfindet.
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Es ist vorteilhaft, wenn der zweite Dichtungsträger im Bereich der Durchtrittsöffnung mit einem Axialführungsabschnitt zur axial verschiebbaren Aufnahme des Wellenführungselements versehen ist. Bevorzugt ist dieser Axialführungsabschnitt zentral im zweiten Dichtungsträger und zentral in der Durchtrittsöffnung gelegen. Der Axialführungsabschnitt, der einteilig mit dem zweiten Dichtungsträger ausgebildet sein kann, der aber auch als separates Bauteil vorgesehen sein kann, das mit dem zweiten Dichtungsträger verbunden ist, sorgt für eine zuverlässige axiale Führung des Wellenführungselements. Die sich dabei relativ zueinander bewegenden Flächen des Wellenführungselements und des Axialführungsabschnitts können in bekannter Weise als Gleitlager ausgebildet sein und beispielsweise auch mit Lagerbuchsen oder die Gleitreibung senkenden Beschichtungen versehen sein.
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Vorzugsweise ist der zweite Dichtungsträger mit einer Befestigungseinrichtung zur Anbringung am Behälter versehen. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Wellendichtungsanordnung mit ihrem zweiten Dichtungsträger unmittelbar am Behälter zu fixieren.
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Vorzugsweise weist die Befestigungseinrichtung dazu eine Schraubeinrichtung auf, die mit einem im Bereich des Randes der Behälteröffnung vorgesehenen Schraubelement zusammenwirkt. Eine beispielhafte Ausgestaltungsform ist dabei die Ausbildung der Schraubeinrichtung als eine das ringförmige Flanschelement übergreifende Überwurfmutter, wobei das Schraubelement ein den Rand der Behälteröffnung bildender und mit einem Außengewinde versehener Zylinderstutzen ist. Diese Ausgestaltungsform ermöglicht ein schnelles und sicheres Befestigen der Wellendichtungsanordnung am Behälter durch einfaches Verschrauben der Überwurfmutter mit dem Schraubelement, wobei gleichzeitig das ringförmige Flanschelement mit dem daran vorgesehenen Dichtabschnitt gegen den Rand des die Behälteröffnung umgebenden Gewindestutzens gepresst wird, wodurch die erforderliche Dichtkraft aufgebracht wird.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das elastisch verformbare Verbindungselement von einem Faltenbalg oder einem Ballonbalg gebildet oder weist einen solchen auf.
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Diese Ausgestaltungsform des Verbindungselements ermöglicht eine Axialverschiebbarkeit der beiden Dichtungsträger relativ zueinander auch über einen größeren Weg, ohne dass dabei die Dichtwirkung zwischen den beiden Dichtungsträgern beeinträchtigt wird.
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Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn zumindest ein federnd elastisches Element zwischen dem ersten Dichtungsträger und dem zweiten Dichtungsträger vorgesehen ist, welches das vom zweiten Dichtabschnitt des zweiten Dichtungsträgers abgewandte Ende des ersten Dichtungsträgers in eine vom zweiten Dichtabschnitt weg weisende Richtung vorspannt. Dieses federnd elastische Element sorgt dafür, dass auch dann, wenn lediglich der erste Dichtungsträger mit dem Behälter verbunden ist, eine die Dichtwirkung herbeiführende Druckkraft auf den zweiten Dichtungsträger ausgeübt wird.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wellendichtungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Dichtungsträger mit einer abdichtend verschließbaren Dosier- oder Absaugöffnung versehen ist. Diese Dosier- oder Absaugöffnung ist vorzugsweise im ringförmigen Flanschelement vorgesehen. An die Dosier- oder Absaugöffnung kann in einer bevorzugten Weiterbildung eine Dosier- oder Absaugvorrichtung abgedichtet anschließbar sein. Diese Variante der erfindungsgemäßen Wellendichtungsanordnung ermöglicht es, auch im abgedichteten Zustand des Behälters durch die Dosier- oder Absaugöffnung Stoffe in den Behälterinnenraum einzuführen oder Stoffe aus dem Behälterinnenraum zu entnehmen.
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Der auf die Anordnung aus einem Rührwerk und einem Behälter gerichteten Teil der Aufgabe wird gelöst von der in Patentanspruch 13 angegebenen Anordnung.
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Diese Anordnung aus einem Rührwerk und einem Behälter, in dem eine mit einem Rührer versehene Welle des Rührwerks durch eine Öffnung eingreift, zeichnet sich dadurch aus, dass im Bereich der Öffnung zwischen dem Behälter und der Welle des Rührwerks eine erfindungsgemäße Wellendichtungsanordnung vorgesehen ist. Diese erfindungsgemäße Gesamtanordnung ermöglicht das Rühren von Rührprodukten mittels des Rührwerks im Behälter, ohne dass dabei die Gefahr besteht, dass entweder Stoffe von außen in den Behälterinnenraum eingetragen werden oder Stoffe aus dem Behälterinnenraum nach außen austreten.
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Vorzugsweise ist bei dieser Anordnung das vom zweiten Dichtabschnitt des zweiten Dichtungsträgers abgewandte Ende des ersten Dichtungsträgers mit einem Deckelelement für den Behälter verbunden.
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Weiter vorzugsweise ist das vom zweiten Dichtabschnitt des zweiten Dichtungsträgers abgewandte Ende des ersten Dichtungsträgers mit dem Rührwerk verbunden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße Wellendichtungsanordnung im expandierten Zustand;
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2 die Wellendichtungsanordnung aus 1 im komprimierten Zustand;
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3 die erfindungsgemäße Wellendichtungsanordnung als Abdichtung eines in einen Behälter eintretenden Rührwerks;
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4 eine abgewandelte Ausführungsform der Wellendichtungsanordnung aus 3;
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5 eine Anordnung aus einem Rührwerk und einem Behälter beim Einführen des Rührwerks in den Behälter; und
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6 die Anordnung aus 5 im betriebsbereiten Zustand bei abgedichteter Behälteröffnung.
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1 zeigt allgemein eine erfindungsgemäße Wellendichtungsanordnung mit einem ersten Dichtungsträger 1 und einem zweiten Dichtungsträger 2 sowie einem den ersten Dichtungsträger 1 und den zweiten Dichtungsträger 2 miteinander verbindenden flexiblen und elastisch verformbaren Verbindungselement 3, das abdichtend am ersten und am zweiten Dichtungsträger 1, 2 angeordnet ist.
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Der erste Dichtungsträger 1 weist ein zylindrisches Wellenführungselement 10 mit einer Durchgangsbohrung 11 auf, das den zweiten Dichtungsträger 2 durchdringt. An seinem ersten (in 1 oberen) Ende ist das Wellenführungselement 10 mit einem Befestigungsflansch 12 verbunden. Am anderen Ende des Wellenführungselements 10, dem in 1 unteren Ende, ist ein Dichtungseinsatz 14 vorgesehen, der mit dem Wellenführungselement 10 verbunden ist und der eine Durchgangsbohrung 147 aufweist.
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Der Dichtungseinsatz 14 weist ein Einsatzstück 140 auf, das mit einem rohrförmigen Abschnitt 142 und einem sich von einem Ende des rohrförmigen Abschnitts 142 radial erstreckenden Flanschabschnitt 144 versehen ist. Das Einsatzstück 140 ist mit seinem rohrförmigen Abschnitt 142 in die Durchgangsbohrung 11 des zylindrischen Wellenführungselements 10 eingeführt, beispielsweise eingeschraubt, so dass der radiale Flanschabschnitt 144 am in 1 unteren stirnseitigen Rand des Wellenführungselements 10 zur Anlage kommt.
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Der Dichtungseinsatz 14 weist weiterhin ein ringförmiges Halteteil 146 auf, das mit seiner in 1 oberen, dem Einsatzstück 140 zugewandten ringförmigen Stirnfläche 146' gegen die in 1 untere Stirnfläche 144' des Einsatzstücks 140 zur Anlage kommt und das am Einsatzstück 140, beispielsweise durch Schrauben oder Nieten, befestigt ist.
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Das ringförmige Halteelement 146 ist an seiner zum Einsatzstück 140 weisenden Seite mit einer die Durchgangsbohrung 147 des Halteelements 146 radial nach außen vergrößernden ringförmigen Ausnehmung 146" versehen. In diese Ausnehmung 146" ist ein Radialwellendichtring 148 eingesetzt, der in bekannter Weise mit einer vom Innenumfang radial nach innen vorstehenden ringförmigen Dichtlippe 148' versehen ist, die einen ersten Dichtabschnitt 149 des ersten Dichtungsträgers 1 bestimmt.
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Der zweite Dichtungsträger 2 weist ein ringförmiges Flanschelement 20 auf, in dessen zentrale Öffnung 21 eine zylindrische Lagerbuchse 22 eingesetzt ist, die an einem ersten Ende mit einem radial nach außen hervorstehenden Flanschabschnitt 22' versehen ist, der auf einer ersten, in 1 oberen, Stirnfläche 20' aufliegt. Das ringförmige Flanschelement 20 des zweiten Dichtungsträgers 2 ist auf allgemein dem Fachmann bekannte Weise mit der Lagerbuchse 22 verbunden, beispielsweise verschweißt oder verschraubt.
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Das ringförmige Flanschelement 20 ist auf seiner zweiten (in 1 unteren) Stirnfläche 20" mit einer ringförmigen Dichtscheibe 26 versehen, die einen zweiten Dichtabschnitt 27 der Wellendichtungsanordnung am zweiten Dichtungsträger 2 bestimmt.
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In die Lagerbuchse 22 ist eine zylindrische Gleitbuchse 28 eingesetzt, deren Durchgangsbohrung eine Durchtrittsöffnung 29 des zweiten Dichtungsträgers 2 bestimmt. In die Durchtrittsöffnung 29 ist das zylindrische Wellenführungselement 10 axial verschiebbar eingesetzt, wobei das Wellenführungselement 10 an seinem Außenumfang mit einer Gleitlagerfläche 10' versehen ist, die zusammen mit der radial inneren Fläche 28' der Gleitbuchse 28 ein axiales Gleitlager bildet.
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Das zwischen dem ersten Dichtungsträger 1 und dem zweiten Dichtungsträger 2 vorgesehene flexible und elastisch verformbare Verbindungselement 3 ist von ringförmiger oder schlauchartiger Gestalt und besteht in dem in 1 bis 3 gezeigten Beispiel aus einem elastischen Ballonbalg 30, dessen erstes ringförmige Ende mit einem Haltering 24 versehen ist und dessen zweites ringförmige Ende zwischen die untere Stirnfläche 144' des Einsatzstücks 140 und die obere Stirnfläche 146' des ringförmigen Halteelements 146 abdichtend eingeklemmt ist. Zur abdichtenden Befestigung umgreift der Haltering 24 den zylindrischen Körper 22" der Lagerbuchse 22 an seiner Außenseite und liegt auf der von der ersten Stirnfläche 20' des ringförmigen Flanschelements 20 abgewandten zweiten Stirnfläche 20" an. Der Haltering 24 kann beispielsweise auf den Außenumfang des zylindrischen Körpers 22" der Lagerbuchse 22 aufgeschraubt sein oder er kann auf den Außenumfang des zylindrischen Körpers 22" und/oder auf die untere Stirnfläche 20" des ringförmigen Flanschelements 20 aufgeklebt sein oder er kann nach Art eines Sprengrings in eine am Außenumfang des zylindrischen Körpers 22" vorgesehene Nut eingreifen. Auf diese Weise wird die Trennstelle zwischen dem ersten Dichtungsträger 1 und dem zweiten Dichtungsträger 2 im Bereich des Gleitlagers gegenüber der Umgebung unterhalb des ringförmigen Flanschelements 20 abgedichtet.
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In 1 ist weiterhin eine zylindrische Schraubenfeder 40 gezeigt, die das zylindrische Wellenführungselement 10 umgibt und die sich zwischen dem ringförmigen Befestigungsflansch 12 des ersten Dichtungsträgers 1 und dem Flanschabschnitt 22' der Lagerbuchse 22 des zweiten Dichtungsträgers 2 erstreckt. Die Schraubenfeder 40 bildet auf diese Weise ein federnd elastisches Element 4, welches mit seiner Federkraft den Befestigungsflansch 12 des ersten Dichtungsträgers 1 vom zweiten Dichtungsträger 2 weg drückt.
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In 2 ist die Wellendichtungsanordnung der 1 in einem Zustand dargestellt, in welchem die Schraubenfeder 40 komprimiert ist und der Mantel 32 des als Ballonbalg 30 ausgebildeten elastisch verformbaren Verbindungselements 3 in Axialrichtung der Durchgangsbohrung 11 des Wellenführungselements 10 gestreckt ist.
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In der in 2 gezeigten Darstellung ist der zweite Dichtungsträger 2 in Richtung der Achse X der Durchgangsbohrung 11 gegenüber der Darstellung in 1 verschoben.
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Die in den 1 und 2 gezeigte erfindungsgemäße Wellendichtungsanordnung ist grundsätzlich geeignet für jede Art der Durchführung einer Welle durch eine Öffnung, wobei die Welle translatorisch bewegbar sein soll und wobei eine zuverlässige Abdichtung der Welle gegenüber dem Rand der Öffnung erzielt werden soll. Diese Abdichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 anhand eines in einen Behälter eingreifenden Rührwerks lediglich beispielhaft beschrieben.
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Das ringförmige Flanschelement 20 des zweiten Dichtungsträgers 2 liegt mit der daran angebrachten Dichtscheibe 26 auf dem einen Dichtabschnitt 51 bildenden oberen Rand 50 eines eine Öffnung 52 umgebenden ringförmigen Flansches 54 eines in 3 nur teilweise dargestellten Behälters 5 auf.
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Ein Rührwerk 6, das in 3 nur schematisch dargestellt ist, ist mit einem Gehäuse eines Antriebs 60, das ebenfalls nur schematisch dargestellt ist, auf dem ringförmigen Befestigungsflansch 12 des ersten Dichtungsträgers 1 beispielsweise mit Schrauben 61, 62 befestigt. Eine Welle 64 des Rührwerks 6 tritt ausgehend vom Antrieb 60 des Rührwerks 6 durch die Durchgangsbohrung 11 des Wellenführungselements 10 des ersten Dichtungsträgers 1 hindurch in den Innenraum 56 des Behälters 5 ein. Die Welle 64 liegt mit einem an ihrem Außenumfang vorgesehenen Dichtabschnitt 65 an der Dichtlippe 148' des im Dichtungseinsatz 14 vorgesehenen Radialwellendichtrings 148 an, so dass auf diese Weise die Welle 64 gegenüber dem ersten Dichtungsträger 1 abgedichtet ist.
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Durch das Gewicht des Rührwerks 6 wird der mit dem Rührwerk 6 verbundene erste Dichtungsträger 1 entgegen der Kraft der Feder 40 nach unten gedrückt, wobei die Feder jedoch nicht vollständig komprimiert wird. Die Feder 40 übt ihrerseits eine vertikal nach unten gerichtete Druckkraft F auf den zweiten Dichtungsträger 2 aus, so dass diese Druckkraft F eine Dichtkraft bildet, die das mit der Dichtscheibe 26 versehene ringförmige Flanschelement 20 auf den Rand 50 des am Behälter 5 vorgesehenen Flansches 54 abdichtend andrückt.
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Treten nun beim Rühren eines im Innenraum 56 des Behälters 5 befindlichen Rührprodukts 58 Rührkräfte auf, die auf die Welle 64 einwirken, so kann sich die Welle 64 relativ zum Behälter 5 in Vertikalrichtung translatorisch bewegen, ohne dass sich die Dichtscheibe 26 vom Rand 50 abhebt. Diese translatorische Bewegung der Welle 64 erfolgt nicht im Bereich der Radialwellendichtung 148, sondern gemeinsam mit dem ersten Dichtungsträger 1, da das Rührwerk 6 mit dem ersten Dichtungsträger 1 verbunden ist. Eine axiale Relativbewegung zwischen der Welle 64 und der Radialwellendichtung 148 findet dabei nicht statt. Dadurch wird verhindert, dass Stoffe in den Innenraum 56 des Behälters 5 eingetragen oder aus dem Behälter 5 nach außen getragen werden.
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Die Abdichtung zwischen der Wellendichtungsanordnung und dem Behälter 5 bleibt somit auch bei einer sich zusammen mit dem ersten Dichtungsträger 1 translatorisch bewegenden Welle 64 des Rührwerks 6 erhalten. Dabei sorgt das elastisch verformbare Verbindungselement 3 für eine Abdichtung des Gleitlagers zwischen dem ersten Dichtungsträger 1 und dem zweiten Dichtungsträger 2 zum Innenraum 56 des Behälters 5.
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4 zeigt eine Darstellung, die im Wesentlichen der von 3 entspricht, wobei das elastische Verbindungselement 3 hier jedoch nicht von einem Ballonbalg, sondern von einem Faltenbalg 30' gebildet ist. Dieser Faltenbalg 30' erlaubt eine größere Translationsverschiebung als der Ballonbalg 30 aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel.
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Des Weiteren ist bei der Ausführungsform der 4 das ringförmige Flanschelement 20 mit einer Überwurfmutter 23 versehen, die das ringförmige Flanschelement 20 an seinem radialen Außenumfang von oben umgreift und deren radial innerer Gewindeabschnitt 23' mit einem radial äußeren Gewindeabschnitt 54' an dem die Öffnung 52 des Behälters 5 umgebenden Ringflansch 54 in Eingriff steht. Diese Gewindeverbindung bildet eine Befestigungseinrichtung 23" zur Befestigung des zweiten Dichtungsträgers 2 am Behälter 5. Eine derartige Überwurfmutter kann selbstverständlich auch bei der Ausführungsform der 3 vorgesehen sein.
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Das ringförmige Flanschelement 20 ist im Beispiel der 4 mit einer Dosier- oder Absaugöffnung 25 versehen, an die eine (nicht dargestellte) Dosier- oder Absaugvorrichtung anschließbar ist.
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Schließlich ist in 4 noch eine zweite Radialwellendichtung 168 vorgesehen, die von der ersten Radialwellendichtung 148 axial beabstandet ist. Die zweite Radialwellendichtung 168 ist in einem zweiten Dichtungseinsatz 16 vorgesehen, der ein ringförmiges Halteteil 166 aufweist, welches in derselben Weise ausgebildet ist wie das ringförmige Halteteil 146 des ersten Dichtungseinsatzes 14 und welches mit seiner der ringförmigen Ausnehmung 166" benachbarten ringförmigen Stirnfläche 166' auf der oberen Stirnfläche 12' des Befestigungsflansches 12 anliegt und beispielsweise durch Schrauben oder Nieten mit diesem verbunden ist. Die Radialwellendichtung 168 ist in der gleichen Weise wie die Radialwellendichtung 148 ausgebildet und in der ringförmigen Ausnehmung 166" aufgenommen.
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Auf diese Weise ist zwischen den beiden Radialwellendichtungen 148, 168, der Welle 64 und dem Wellenführungselement 10 ein ringförmiger Dichtraum 18 gebildet, der mit einem Druckfluid gefüllt ist. Dadurch ist eine Druckkammerdichtung gebildet, deren Dichtungswirkung besonders groß ist. Selbstverständlich kann diese Dichtungsanordnung auch bei der in 3 gezeigten Ausführungsform vorgesehen sein.
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Die 5 und 6 zeigen das Anwendungsbeispiel der 3 beziehungsweise der 4, bei welchem der Behälter 5 und das Rührwerk 6 in einer Gesamtansicht dargestellt sind. Diese übersichtliche Darstellung dient lediglich dem besseren Gesamtverständnis der Erfindung.
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Das Rührwerk 6 und der mit dem Rührwerksantrieb 60 verbundene erste Dichtungsträger 1 sind an einem Behälterdeckel 7 angebracht, der ausgestaltet ist, um auf den Behälter 5 aufgesetzt zu werden, wie in 6 dargestellt ist. Der Behälterdeckel 7 lastet entweder aufgrund seines Eigengewichts und des Gewichts des Rührwerks 6 durch Schwerkraft auf dem Behälter 5 oder er wird auf geeignete Weise mit dem Behälter 5 verbunden.
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Treten während des Rührens vom Rührorgan 66 ausgehende Rührkräfte, beispielsweise aufgrund hoher Viskosität des Rührprodukts 58 auf, so werden diese Rührkräfte über die Welle 64 und den Antrieb 60 auf den Deckel 7 übertragen, der diese Kräfte wiederum am Behälter 5 abstützt.
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Beim Absenken des Deckels 7 auf den Behälter 5 gerät zunächst das mit der ringförmigen Dichtscheibe 26 versehene ringförmige Flanschelement 20 in Berührung mit dem Rand 50 der Öffnung 52 des Behälters 5 und dichtet diesen ab. Ein weiteres Absenken des Deckels 7 komprimiert die Feder 40 bis der Deckel 7 auf dem Behälter 5 aufliegt. So ist zuverlässig sichergestellt, dass die Öffnung 52 des Behälters 5 stets abgedichtet ist.
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Die Erfindung ist nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt, das lediglich der allgemeinen Erläuterung des Kerngedankens der Erfindung dient. Im Rahmen des Schutzumfangs kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vielmehr auch andere als die oben beschriebenen Ausgestaltungsformen annehmen. Die Vorrichtung kann hierbei insbesondere Merkmale aufweisen, die eine Kombination aus den jeweiligen Einzelmerkmalen der Ansprüche darstellen.
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Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erster Dichtungsträger
- 2
- zweiter Dichtungsträger
- 3
- Verbindungselement
- 4
- federnd elastisches Element
- 5
- Behälter
- 6
- Rührwerk
- 10
- Wellenführungselement
- 10'
- Gleitlagerfläche
- 11
- Durchgangsbohrung
- 12
- Befestigungsflansch
- 12'
- obere Stirnfläche
- 14
- Dichtungseinsatz
- 16
- Dichtungseinsatz
- 18
- ringförmiger Dichtraum
- 20
- ringförmiges Flanschelement
- 20'
- erste Stirnfläche
- 20"
- zweite Stirnfläche
- 21
- zentrale Öffnung
- 22
- zylindrische Lagerbuchse
- 22'
- Flanschabschnitt
- 22"
- zylindrischer Körper der Lagerbuchse 22
- 23
- Überwurfmutter
- 23'
- Gewindeabschnitt
- 23"
- Befestigungeinrichtung
- 24
- Haltering
- 25
- Dosier- und Absaugöffnung
- 26
- Dichtscheibe
- 27
- zweiter Dichtabschnitt
- 28
- zylindrische Gleitbuchse
- 28'
- radial innere Fläche des Gleitringeinsatzes 28
- 29
- Durchtrittsöffnung
- 30
- Ballonbalg
- 32
- Mantel des Verbindungselements 3
- 40
- Schraubenfeder
- 50
- oberer Rand
- 51
- Dichtabschnitt
- 52
- Öffnung
- 54
- ringförmiger Flansch
- 56
- Innenraum
- 58
- Rührprodukt
- 60
- Antriebsgehäuse
- 61
- Schraube
- 62
- Schraube
- 64
- Welle
- 65
- Dichtabschnitt
- 140
- Einsatzstück
- 142
- rohrförmiger Abschnitt
- 144
- Flanschabschnitt
- 144'
- untere Stirnfläche
- 146
- ringförmiges Halteteil
- 146'
- obere, ringförmige Stirnfläche
- 146"
- ringförmige Ausnehmung
- 147
- Durchgangsbohrung
- 148
- Radialwellendichtring
- 148'
- ringförmige Dichtlippe
- 149
- Dichtabschnitt
- F
- Druckkraft
- X
- Achse
