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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellenringdichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Wellenringdichtung.
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Eine Wellenringdichtung zur Abdichtung einer rotierenden Welle umfasst üblicherweise einen außen liegenden Flanschbereich, mit dem die Dichtung beispielsweise in ein Gehäuse eines Lagers der Welle eingesetzt werden kann, und eine innerhalb des Flanschbereichs angeordnete Dichtlippe, die zur Abdichtung an der Oberfläche der rotierenden Welle anliegt. Damit die Dichtlippe mit einem ausreichendenden Anpressdruck an die Welle angepresst wird, ist üblicherweise auf einer Außenseite der Dichtlippe eine ringförmige Feder vorgesehen, die die notwendige Anpresskraft bereitstellt. Eine Wellenringdichtung der genannten Art wird auch als Radialwellendichtring bezeichnet.
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Aus
DE 10 2010 041 611 A1 ist ein derartiger Radialwellendichtring bekannt, der einen Elastomerkörper mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist mit einer auf der inneren Durchgangsseite der Dichtung angeordneten Dichtlippe und einem äußeren Flanschbereich. Der Flanschbereich weist eine Klemmfläche und eine Dichtfläche auf zum Klemmen bzw. zum Abdichten des Radialwellendichtrings in einem Bauteilflansch. Auf der Innenseite der Dichtlippe ist ein Spannring vorgesehen, der zum Anpressen der Dichtlippe an die Welle dient.
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Als Spannring bzw. Feder kommen üblicherweise Schraubenzugfederringe bzw. Wurmfedern zum Einsatz, die eine ausreichende Anpresskraft und eine ausreichende Verformbarkeit der Dichtlippe gewährleisten. Um eine Erhaltung der Radialkraft der Feder auch in chemisch aggressiven oder feste Schmutzteilchen enthaltenden Medien zu ermöglichen, ist in der Patentschrift
DE 37 02 913 C1 vorgeschlagen worden, die Lauffläche der Dichtlippe und den auf der Außenseite der Dichtlippe anliegenden Schraubenzugfederring durch einen Ring aus reibungsarmem Kunststoff zu schützen, der einen etwa U-förmigen Querschnitt besitzt und über die Dichtlippe einschließlich des Schraubenzugfederrings gestülpt ist.
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Ferner ist es bekannt, eine Feder einer Wellenringdichtung in das Material, aus dem die Dichtung besteht, einzubetten. Hierdurch werden jedoch die mechanischen Eigenschaften der Feder nachteilig verändert, insbesondere ist eine derartige Dichtung sehr steif und ermöglicht im Hinblick auf die Fertigungstoleranzen der Dichtung und die auszugleichenden Toleranzen der abzudichtenden Welle keine genaue Einstellung des Anpressdrucks der Dichtlippe. Auch ein Vergießen der Dichtung mit Silikon ist nachteilig, insbesondere aufgrund der Gefahr der Rissbildung.
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Insbesondere bei medizinischen Geräten, bei denen eine rotierende Welle abzudichten ist, ist die Fähigkeit der Dichtung zum sicheren Abdichten unter Ausgleich eventueller Toleranzen von besonderer Bedeutung. Ferner stellt sich bei medizinischen Anwendungen, etwa bei einem chirurgischen Handstück mit einer rotierenden Welle, das Problem, dass die Wellenringdichtung, die in der Regel auf der nach außen exponierten Seite der Dichtung angeordnet ist, mit Gewebe, Blut oder anderen Körperflüssigkeiten in Kontakt kommen kann. Vor einer nochmaligen Verwendung des Handstücks muss eine Reinigung und Sterilisation der Dichtung erfolgen. Daher sind hierbei besondere Anforderungen an die Reinigbarkeit sowie an die Haltbarkeit und Dichtigkeit der Wellenringdichtung auch bei erhöhter thermischer und Druckbelastung, die bei der Sterilisation auftreten, gestellt.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wellenringdichtung anzugeben, die einfach zu reinigen ist und die insbesondere für medizinische Anwendungen geeignet ist und eine sichere Dichtwirkung ermöglicht. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Wellenringdichtung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch eine Wellenringdichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Eine erfindungsgemäße Wellenringdichtung umfasst einen in radialer Richtung außen angeordneten Flanschbereich, der zur Befestigung der Wellenringdichtung in einem Bauteil, beispielsweise in einer Gehäuseöffnung oder in einem Lager, dient und der Mittel zum Halten und zur Abdichtung der Wellenringdichtung in dem Bauteil aufweisen kann. Weiter umfasst die Wellenringdichtung eine in radialer Richtung innen, d.h. innerhalb des Flanschbereichs, angeordnete Dichtlippe. Die Dichtlippe umgibt eine Durchgangsöffnung der Wellenringdichtung, die zum Durchführen einer rotierenden Welle bestimmt ist. Die Dichtlippe kann zur Abdichtung an der Welle mindestens eine der Durchgangsöffnung bzw. der Welle zugewandte Dichtkante aufweisen. Auf einer radial äußeren Seite der Dichtlippe ist eine im Wesentlichen ringförmige Feder zum Anpressen der Dichtlippe bzw. der Dichtkante an die Oberfläche der in die Durchgangsöffnung einzusetzenden Welle angeordnet. Die Dichtlippe ist mit dem Flanschbereich über einen Zwischenbereich verbunden, insbesondere dichtend verbunden. Die Wellenringdichtung ist insgesamt ringförmig mit einem beispielsweise U-förmigen Querschnitt ausgebildet, wobei der radial äußere Schenkel des „U“ durch den Flanschbereich, die Basis des „U“ durch den Zwischenbereich und der radial innere Schenkel des „U“ durch die Dichtlippe gebildet werden. Wenn im Folgenden von „innen“ bzw. „außen“ die Rede ist, so ist dies, wenn nichts anderes angegeben ist, stets in radialer Richtung zu verstehen, d.h. mit Bezug auf eine Achse der Wellenringdichtung bzw. eine Längsachse der in diese einzusetzenden Welle.
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Der Flanschbereich, die Dichtlippe und der Zwischenbereich können beispielsweise aus einem Elastomer oder einem Thermoplast bestehen, etwa aus PTFE (Polytetrafluorethylen) oder einem PTFE enthaltenden Verbundstoff (PTFE Compound). Der Flanschbereich, die Dichtlippe und der Zwischenbereich können aus einem einheitlichen Material bestehen und einen einheitlichen Dichtungskörper bilden. Vorzugsweise besteht zumindest die Dichtlippe aus einem PTFE enthaltenden Verbundstoff.
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Erfindungsgemäß weist die ringförmige Feder einen U- oder V-förmigen Querschnitt auf, wobei ein äußerer Schenkel des U- bzw. V-förmigen Querschnitts auf der Innenseite des Flanschbereichs und ein innerer Schenkel auf der Außenseite der Dichtlippe anliegt. Die Schenkel des U- bzw. V-förmigen Querschnitts der Feder stützen sich somit an der Innenseite des Flanschbereichs und an der Außenseite der Dichtlippe ab, wobei durch eine elastische Verformung des Querschnitts zumindest ein Teil der Anpresskraft zum Anpressen der Dichtlippe an die Welle erzeugt wird. Ein weiterer Teil der Anpresskraft kann ggf. durch die Elastizität der Dichtlippe selbst bzw. des Dichtungskörpers erzeugt werden.
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Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass eine zu einem externen Raum der Wellenringdichtung exponierte Oberfläche der ringförmigen Feder mit einem Elastomer beschichtet ist. Der externe Raum ist insbesondere ein abzudichtender Außenraum der Dichtung bzw. eines Gehäuses, in das die Dichtung eingesetzt werden kann, d.h. ein Raum in axialer Richtung außerhalb der Dichtung bzw. des Gehäuses. Unter „exponiert“ wird hier eine aus der betreffenden Richtung zugängliche und dadurch einem in dem externen Raum vorhandenen Fluid ausgesetzte Oberfläche verstanden. Die Beschichtung mit dem Elastomer ist ausreichend dünn bzw. das elastomere Material ist ausreichend flexibel, so dass die mechanischen Eigenschaften der Feder nicht wesentlich verändert werden. Insbesondere ist die Beschichtung ausreichend dünn ausgebildet, um die Elastizität, die Federkraft und den Federweg der Feder nicht wesentlich zu beeinflussen. Das elastomere Material, mit dem die Feder beschichtet ist, kann ein gleiches oder ein unterschiedliches Material sein wie ein Material der Dichtlippe bzw. des Flanschbereichs.
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Dadurch, dass die ringförmige Feder einen U- oder V-förmigen Querschnitt aufweist und am Flanschbereich und an der Dichtlippe anliegt, wird auf einfache Weise die Erzeugung einer ausreichenden Anpresskraft der Dichtlippe an die Oberfläche einer durch die Wellenringdichtung geführten Welle sowie der Ausgleich von Toleranzen hinsichtlich Durchmesser und Lage der Welle und dadurch eine sichere Abdichtung ermöglicht. Dadurch, dass eine exponierte Oberfläche der Feder mit einem elastomeren Material beschichtet ist, wird eine einfache Reinigung der Feder und der Wellenringdichtung insgesamt auch bei Kontakt mit verschmutzenden Medien, beispielsweise Gewebe, Blut oder anderen Körperflüssigkeiten, ermöglicht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die exponierte Oberfläche die Oberfläche der Öffnung des U- bzw. V-förmigen Querschnitts. Gemäß dieser Ausführungsform sind somit die radial innere Seite des äußeren Schenkels des U- bzw. V-förmigen Querschnitts und die radial äußere Seite des inneren Schenkels mit dem Elastomer beschichtet, ebenso wie gegebenenfalls die zur Öffnung gerichtete Seite der Basis eines U-förmigen Querschnitts. Insbesondere ist eine Mittelachse des „U“ bzw. des „V“ des U- bzw. V-förmigen Querschnitts in axialer Richtung der Wellenringdichtung angeordnet, wobei die Öffnung des U- bzw. V-förmigen Querschnitts zu dem externen Raum, der ein axialer Außenraum der Dichtung ist, ausgerichtet ist und mit diesem in Fluidverbindung steht und zur Verbesserung der Reinigbarkeit mit dem Elastomer beschichtet ist. Hierdurch wird der weitere besondere Vorteil ermöglicht, dass ein in dem Außenraum wirkender erhöhter Druck die Schenkel des U- bzw. V-förmigen Querschnitts auseinanderdrückt und damit die Anpresskraft der Dichtlippe und somit die Dichtwirkung der Wellenringdichtung erhöht. Hierdurch wird somit die Möglichkeit geschaffen, die Wellenringdichtung derart einzubauen, dass einerseits die Wellenringdichtung nach Kontakt mit in dem axialen Außenraum einwirkenden verschmutzenden Medien einfach zu reinigen ist und andererseits bei einem in dem axialen Außenraum wirkenden erhöhten Druck die Dichtwirkung erhöht ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei wiederverwendbaren medizinischen Handstücken, wobei nicht nur eine Reinigung der exponierten Oberflächen, sondern auch eine Sterilisation erforderlich ist, die in der Regel durch Autoklavieren, d.h. durch Beaufschlagung mit Heißdampf unter erhöhtem Druck geschieht. Dadurch, dass bei einem erhöhten Druck die Dichtwirkung der Wellenringdichtung erhöht ist, wird eine zusätzliche Sicherheit gegen das Eindringen von Dampf in das Innere des medizinischen Handstücks geschaffen. Ferner kann beim Autoklavieren zeitweise auch ein Unterdruck einwirken, der in umgekehrter Weise dazu führt, dass die Dichtwirkung der Wellenringdichtung verringert ist; hierdurch wird somit das Entweichen von ggf. eingedrungenem Dampf ermöglicht.
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Während die Öffnung des U- bzw. V-förmigen Querschnitts zu dem externen Raum, d.h. zu einem axialen Außenraum, der Dichtung exponiert ist, kann die von der Öffnung abgewandte Seite einem Zwischenbereich der Wellenringdichtung, der die Dichtlippe mit dem Flanschbereich verbindet, zugewandt sein. Vorzugsweise verbleibt ein Abstand zwischen der Basis des „U“ bzw. der Spitze des „V“ des Querschnitts und dem Zwischenbereich, um ein Durchfedern zum Ausgleich von Toleranzen nicht zu behindern. Zwischen der Feder und dem Zwischenbereich kann ein abgeschlossener interner Raum der Wellenringdichtung gebildet werden, in den keine Verunreinigungen eindringen können.
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Vorzugsweise ist auch die Stirnseite mindestens eines Schenkels, besonders bevorzugt die Stirnseiten beider Schenkel, des U- bzw. V-förmigen Querschnitts mit dem Elastomer versehen. Hierdurch wird die Abdichtung zwischen der Feder und dem Flanschbereich bzw. der Dichtlippe verbessert und insbesondere ein Eindringen von Verunreinigungen in einen ggf. hinter der Feder gebildeten abgeschlossenen, zur Reinigung nicht zugänglichen Raum vermieden. Außerdem wird durch die über das Elastomer vermittelte Auflage der Feder am Flanschbereich bzw. an der Dichtlippe eine begrenzte axiale Verlagerung der Feder relativ zum Flanschbereich bzw. zur Dichtlippe ermöglicht und damit die Dichtwirkung der Wellenringdichtung auch bei größeren auszugleichenden Toleranzen verbessert. Ferner wird ein Eingraben der Stirnseiten der Feder in das Material des Flanschbereichs bzw. der Dichtlippe verringert, wodurch die Dauerhaltbarkeit der Wellenringdichtung verbessert wird.
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In besonders bevorzugter Weise ist im Wesentlichen die gesamte Oberfläche der Feder mit dem Elastomer beschichtet, d.h. auch eine nicht exponierte Seite der Feder sowie die Stirnseiten der Schenkel. Die Feder ist somit allseitig mit dem Elastomer umgeben. Hierdurch wird die Herstellung vereinfacht und die Reinigbarkeit weiter verbessert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Elastomer auf die Oberfläche der Feder aufvulkanisiert. Hierdurch wird die Haftung zwischen der Feder und dem Elastomer verbessert. Die Feder kann aus Stahl, beispielsweise aus vorzugsweise rostfreiem Federstahl, bestehen und das elastomere Material kann direkt auf die Stahlfeder aufvulkanisiert sein, wodurch eine besonders feste Haftung ermöglicht wird.
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In vorteilhafter Weise weist die Dichtlippe auf ihrer Innenseite, d.h. auf der zu der Durchgangsöffnung gerichteten Seite, mindestens eine Dichtkante auf, wobei die Feder an einem in radialer Richtung der mindestens einen Dichtkante gegenüberliegenden Abschnitt der Außenseite der Dichtlippe ansetzt. Hierdurch wird eine besonders wirksame Übertragung der Anpresskraft zur Erhöhung der Dichtwirkung ermöglicht.
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Vorzugsweise ist die Feder hinter mindestens einem Rastvorsprung auf der radialen Innenseite des Flanschbereichs und/oder der radialen Außenseite der Dichtlippe gehalten. Hierdurch kann die Haltbarkeit sowie die Dichtwirkung der Wellenringdichtung verbessert werden. Ferner wird hierdurch die Herstellung der Wellenringdichtung und insbesondere ein positionsgenaues Einsetzen der Feder in einen Dichtungskörper der Wellenringdichtung zum Ausüben der Anpresskraft auf eine Dichtkante erleichtert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Feder alternierend von einem Schenkel bis in den anderen Schenkel geschlitzt, wobei die Schlitze von der Elastomerbeschichtung überdeckt sind. Die Schlitze können sich beispielsweise von der Stirnseite des einen Schenkels jeweils bis etwa zur Mitte des gegenüberliegenden Schenkels erstrecken. Durch die abwechselnde Anordnung von jeweils bis in den gegenüberliegenden Schenkel reichenden Schlitzen wird eine Anpassung der Feder zum Einbau in die Wellenringdichtung erleichtert. Dadurch, dass die Schlitze von dem elastomeren Material der Beschichtung überdeckt sind und somit die Beschichtung eine durchgehende, insbesondere glatte Oberfläche bildet, wird die Reinigbarkeit der Dichtung verbessert.
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Vorzugsweise ist die Wellenringdichtung für medizinische Anwendungen, insbesondere zur Abdichtung einer rotierenden Welle eines chirurgischen Handstücks, geeignet und besteht aus für eine medizinische Verwendung geeigneten Materialien. Insbesondere ist die Wellenringdichtung zur Abdichtung einer rotierenden Welle eines wiederverwendbaren chirurgischen Handstücks ausgebildet und weist hierfür eine ausreichende Beständigkeit gegen mechanische, chemische und thermische Belastungen bei der notwendigen Reinigung und Sterilisation auf. Die Feder besteht vorzugsweise aus rostfreiem Stahl.
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Ein medizinisches Handstück, das eine erfindungsgemäße Wellenringdichtung aufweist, kann beispielsweise ein Handstück eines chirurgischen Morcellators oder Shavers sein. Ein derartiges Handstück umfasst ein Gehäuse, in dem ein Antrieb sowie ggf. weitere Einrichtungen, etwa zum Spülen bzw. Absaugen von Spülflüssigkeit, angeordnet sein können. Der Antrieb kann einen Elektromotor oder eine Anschlussvorrichtung an eine flexible Welle zum Antrieb durch einen externen Motor umfassen. Durch eine Öffnung des Gehäuses ist eine motorisch angetriebene Welle geführt, die ein Arbeitswerkzeug des Morcellators bzw. Shavers trägt, etwa eine Schneide zur Zerkleinern von Weichgewebe bzw. zum Abtragen von Knorpel oder Knochen. Das Gehäuse kann ein feststehendes Rohr tragen, das die rotierende Welle abschnittsweise umgibt. An ihrem Durchgang durch das Gehäuse des Handstücks ist die Welle durch eine erfindungsgemäße Wellenringdichtung abgedichtet. Ein derartig ausgebildetes Handstück ist sowohl beim Betrieb sicher gegen das Eindringen von Verunreinigungen geschützt als auch beim Autoklavieren gegen das Eindringen von Dampf. Ferner ist ein derartiges Handstück einfach zu reinigen. Hierdurch wird auf sichere und einfache Weise die Wiederverwendbarkeit ermöglicht und die Sicherheit der Abdichtung sowie die Dauerhaltbarkeit des Handstücks verbessert.
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Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Wellenringdichtung wird ein Wellenringdichtungskörper mit einem radial außen angeordneten Flanschbereich und einer radial innen angeordneten, mit dem Flanschbereich verbundenen Dichtlippe bereitgestellt. Ferner wird eine ringförmige Feder bereitgestellt, die einen U- oder V-förmigen Querschnitt aufweist und die zum Einsetzen zwischen den Flanschbereich und die Dichtlippe und zum Erzeugen einer Anpresskraft der Dichtlippe an eine in eine Durchgangsöffnung, die von der Dichtlippe umschlossen wird, einsetzbare Welle ausgebildet ist. Auf zumindest eine Seite der Feder, vorzugsweise auf die gesamte Oberfläche der Feder, wird eine Beschichtung aus einem elastomeren Material aufgebracht, insbesondere aufvulkanisiert. Schließlich wird die mit dem Elastomer beschichtete Feder so zwischen die Innenseite des Flanschbereichs und die Außenseite der Dichtlippe eingesetzt, dass die beschichtete Seite der Feder zu einem externen Raum der Dichtung, d.h. zu einem axial angeordneten Außenraum, exponiert ist. Vorzugsweise sind an der Innenseite des Flanschbereichs und an der Außenseite der Dichtlippe Rastvorsprünge vorgesehen, hinter die die Feder in axialer Richtung eingeschoben wird und hinter denen die Feder durch die Federkraft einrastet und dadurch sicher in der Wellenringdichtung gehalten wird. Hierdurch wird auf einfache Weise die Herstellung einer Wellenringdichtung ermöglicht, die einfach zu reinigen ist und die eine sichere Dichtwirkung gewährleistet. Insbesondere kann durch das erfindungsgemäße Verfahren eine wie oben beschrieben ausgebildete Wellenringdichtung hergestellt werden.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wellenringdichtung in Draufsicht aus axialer Richtung gesehen;
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2 einen Querschnitt der Wellenringdichtung aus 1 entlang der Schnittlinie A-A;
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3 das in 2 mit B bezeichnetem Detail in vergrößerter Darstellung;
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4 dieselbe Darstellung wie 3, jedoch mit Pfeilen, die das Eindringen eines druckbelasteten Mediums in die Dichtung zeigen.
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Wie in 1 in einer axialen Ansicht dargestellt, ist eine erfindungsgemäße Wellenringdichtung 1 im Wesentlichen ringförmig mit einem äußeren Flanschbereich 2, einem nach innen an diesen anschließenden Zwischenbereich 3 und einer weiter nach innen anschließen Dichtlippe 4 aufgebaut. Die Wellenringdichtung 1 umschließt eine Durchgangsöffnung 5, durch die eine nicht dargestellte Welle geführt werden kann, an deren Oberfläche die Dichtlippe 4 zur Abdichtung anliegt. Die Dichtlippe 4, der Zwischenbereich 3 und der Flanschbereich 2 sind dicht miteinander verbunden. Der Flanschbereich 2 ist zum Einsetzen in ein feststehendes Bauteil, etwa in eine Öffnung bzw. Bohrung eines Gehäuses oder in ein Lager, ausgebildet. Hierdurch wird die Abdichtung einer rotierenden Welle in dem Bauteil ermöglicht.
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In 2 ist ein Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Dichtlippe 4, die die Durchgangsöffnung 5 umschließt, weist zu dieser hingewandt eine Dichtkante 6 auf, die bei eingesetzter Welle umlaufend dichtend an deren Oberfläche anliegt. Eine Achse 7 der Wellenringdichtung 1 stimmt im Wesentlichen mit der Längsachse einer in die Wellenringdichtung 1 eingesetzten rotierenden Welle überein.
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In 3 ist das Detail B aus 2 vergrößert dargestellt. Wie in 3 zu erkennen ist, weist die beispielhaft dargestellte Wellenringdichtung 1 einen Dichtungskörper auf, der aus dem Flanschbereich 2, dem Zwischenbereich 3 und der Dichtlippe 4 besteht und einheitlich aus einem PTFE enthaltenden Verbundstoff (PTFE Compound), aufgebaut ist. Der Flanschbereich 2 weist eine umlaufende Nut 8 auf, die zur Aufnahme beispielsweise eines O-Rings zur Abdichtung gegen das Bauteil, in das die Wellenringdichtung 1 eingesetzt ist, ausgebildet ist. Die Dichtlippe 4 weist eine Dichtkante 6 auf, die bei einer in die Durchgangsöffnung 5 eingeführten Welle an deren Oberfläche umlaufend anliegt. Zur Erzeugung einer Anpresskraft, mit der die Dichtlippe 6 an der Welle anliegt, ist zwischen der Dichtlippe 4 und dem Flanschbereich 2 eine Feder 9 eingesetzt, die einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt mit einem radial äußeren Schenkel 9.1 und einem radial inneren Schenkel 9.2 aufweist. Die Feder 9 besteht aus Stahl und trägt eine Beschichtung 10 auf der der Öffnung des „V“ zugewandten Oberfläche.
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Die Stirnseiten 11.1, 11.2 der Schenkel 9.1, 9.2 der Feder 9 sind ebenfalls mit dem elastomeren Material versehen. Hierdurch sind die Enden der Schenkel 9.1, 9.2 allseitig von dem Elastomer umgeben und stützen sich nicht unmittelbar, sondern über das Elastomer an der Innenseite des Flanschbereichs 2 bzw. an der Außenseite der Dichtlippe 4 ab. Das elastomere Material an den Enden der Schenkel 9.1, 9.2 wird hierdurch geringfügig verformt, ebenso wie eine geringfügige Einsenkung im Material des Flanschbereichs 2 bzw. der Dichtlippe 4 entsteht (in 3 durch die Überlappung der jeweiligen Bereiche symbolisch dargestellt). Der Flanschbereich 2 und die Dichtlippe 4 weisen jeweils Rastvorsprünge 12, 12‘ auf, hinter denen die Feder 9 sicher gehalten ist. Der äußere Schenkel 9.1 und der innere Schenkel 9.2 greifen am Flanschbereich 2 bzw. an der Dichtlippe 4 an einer axialen Position an, die der axialen Position der Dichtkante 6 entspricht, um eine effektive Übertragung der von der Feder 9 erzeugten Anpresskraft auf die Dichtkante 6 zu ermöglichen. Zwischen der Spitze des „V“ des V-förmigen Querschnitts der Feder 9 und dem Zwischenbereich 3 verbleibt ein Abstand, so dass eine elastische Verformung der Feder 9 durch Änderung des von den Schenkeln 9.1, 9.2 eingeschlossenen Winkels beim Durchfedern nicht behindert wird.
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Die mit dem Elastomer beschichtete Oberfläche der Feder 9 ist zu dem in 3 rechts von der Wellenringdichtung 1 angeordneten axialen Außenraum exponiert. In diesem externen Raum vorhandene Gase und Flüssigkeiten können nicht ohne weiteres mit den Schenkeln 9.1, 9.2 der Feder in Kontakt kommen, sondern lediglich mit der Beschichtung 10. Diese ist durchgehend glatt ausgebildet und erlaubt somit ein einfaches Reinigen. Die der Öffnung des „V“ abgewandte Oberfläche der Schenkel 9.1, 9.2 ist nicht zu dem externen Raum der Dichtung exponiert und ist bis auf den Bereich der Enden der Schenkel 9.1, 9.2 nicht mit dem elastomeren Material beschichtet. In den durch die Feder 9 zusammen mit dem Zwischenbereich 3 und Teilbereichen des Flanschbereichs 2 und der Dichtlippe 4 gebildeten abgeschlossenen internen Raum der Wellenringdichtung 1 kann keine Verschmutzung eindringen.
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Wie in 4 symbolisch dargestellt, wird dadurch, dass die zur Öffnung des „V“ des V-förmigen Querschnitts der Feder 9 gerichteten Oberflächen der Schenkel 9.1, 9.2 mit der Beschichtung 11 versehen sind, ein weiterer erheblicher Vorteil ermöglicht: Wenn in dem rechts von der Wellenringdichtung 1 befindlichen externen Raum ein erhöhter Druck wirkt, wie dies beispielsweise beim Autoklavieren ein auf ein mit der Wellenringdichtung 1 versehenes medizinisches Handstück wirkender Überdruck ist, so wirkt durch den Überdruck des entsprechend der Richtung der Pfeile eindringenden Heißdampfs eine zusätzliche Kraft auf die Schenkel 9.1, 9.2, die diese auseinanderdrückt, so dass hierdurch eine erhöhte Anpresskraft zum Anpressen der Dichtkante 6 an eine durch die Durchgangsöffnung 5 geführte Welle bereitgestellt wird. Die Dichtwirkung der Wellenringdichtung 1 wird somit beim Einwirken eines erhöhten Außendrucks verstärkt und hierdurch das Eindringen von heißem Dampf beim Autoklavieren in das Innere des Handstücks mit erhöhter Sicherheit vermieden.
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Ferner kann beim Autoklavieren zeitweise ein verminderter Außendruck wirken. In diesem Fall wird die Dichtwirkung der Wellenringdichtung 1 durch den auf die Feder 9 einwirkenden Unterdruck (entgegen der Richtung der in 4 dargestellten Pfeile) verringert oder die Dichtlippe 4 bzw. die Dichtkante 6 kann sogar geringfügig von der Oberfläche einer abzudichtenden Welle abheben. Aufgrund des im externen Raum zu diesem Zeitpunkt herrschenden Unterdrucks kann dann jedoch keine Verunreinigung in das Innere des Handstücks eindringen; vielmehr kann sogar ggf. eingedrungener Dampf bzw. mit Feuchtigkeit beladene Luft aus dem Inneren des Handstücks entweichen.
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Der Übersichtlichkeit halber sind nicht in allen Figuren alle Bezugszeichen dargestellt. Zu einer Figur nicht erläuterte Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in den übrigen Figuren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wellenringdichtung
- 2
- Flanschbereich
- 3
- Verbindungsbereich
- 4
- Dichtlippe
- 5
- Durchgangsöffnung
- 6
- Dichtkante
- 7
- Achse
- 8
- Nut
- 9
- Feder
- 9.1
- Schenkel
- 9.2
- Schenkel
- 10
- Beschichtung
- 11.1
- Stirnseite
- 11.2
- Stirnseite
- 12, 12‘
- Rastvorsprung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010041611 A1 [0003]
- DE 3702913 C1 [0004]
