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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorschaltdichtung, eine Vorschaltdichtungsanordnung und einen Dichtring, der die Vorschaltdichtung umfasst.
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Stand der Technik
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Ein Dichtring, umfassend zumindest eine dynamisch beanspruchte Dichtlippe und eine Vorschaltdichtung, die mit axialem Abstand benachbart zur Dichtlippe angeordnet ist, wobei die Vorschaltdichtung aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff besteht, ist allgemein bekannt, ebenso wie eine Dichtungsanordnung, die einen solchen Dichtring umfasst. Der Dichtring kann dabei als Radialwellendichtring ausgebildet sein, wobei die Dichtlippe dem abzudichtenden Medium in axialer Richtung zugewandt ist. Die Vorschaltdichtung ist demgegenüber der Umgebung in axialer Richtung zugewandt.
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Die Vorschaltdichtung hat die Aufgabe, Verunreinigungen aus der Umgebung an einem Vordringen zur Dichtlippe zu hindern. Daraus resultieren bessere Gebrauchseigenschaften des Dichtrings während einer längeren Gebrauchsdauer.
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Ein Dichtring sowie eine damit ausgebildete Dichtungsanordnung sind aus der
DE 103 40 802 A1 bekannt. Der Dichtring umfasst eine erste Komponente, die zumindest eine Dichtlippe aufweist, wobei diese Komponente des Dichtrings aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff mit gummielastischen Eigenschaften besteht. Der vorbekannte Dichtring gelangt zur Abdichtung von Bauteilen zur Anwendung, die Verzahnungsteile umfassen, wobei bei Bewegung dieser Verzahnungsteile Ladungstrennungen stattfinden. Die dadurch entstehenden Ströme werden demnach teilweise durch ein verwendetes Schmiermittel abgeleitet, und teilweise werden Ströme an die gegeneinander abzudichtenden Bauteile weitergeleitet. Durch den elektrisch leitfähigen und gummielastischen Werkstoff, aus dem die erste Komponente des Dichtrings besteht, ist von Vorteil, dass Ströme einfach durch den Dichtring hindurch ableitbar sind. In einem der vorbekannten Ausführungsbeispiele ist der dynamisch beanspruchten Dichtlippe auf der dem abzudichtenden Raum axial abgewandten Seite eine Staublippe zugeordnet, die einstückig und materialeinheitlich mit der Dichtlippe ausgebildet ist und folglich ebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen und gummielastischen Werkstoff besteht. Als Beispiel für einen elektrisch leitfähigen Werkstoff ist Polyamid genannt.
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Aus der
DE 103 14 924 A1 ist ein weiterer Dichtring bekannt, der in einer Dichtungsanordnung zur Abdichtung eines Maschinenelements, vorzugsweise einer Welle, zur Anwendung gelangt. Der Dichtring umfasst ein Depot zur Aufnahme von Leckage, wobei das Depot durch eine Messvorrichtung überwacht wird. Die Messvorrichtung ist durch einen Kondensator gebildet, und das Depot dient als Dielektrikum. Bevorzugt ist das Depot als eine saug- und/oder quellfähige, kreisringförmige Scheibe ausgebildet, die aus einem porösen Material besteht. Das Depot kann aus einem Vliesstoff bestehen, der erst durch die Aufnahme der Leckage seine dielektrischen Eigenschaften ändert. Die damit verbundene Änderung der messbaren Kapazität des Depots stellt dabei das Maß für die Sättigung des Depots mit Leckage dar. Durch Messung der Kapazität sind folglich Rückschlüsse auf die Leckagemenge des Fluids im Depot möglich.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorschaltdichtung, eine Vorschaltdichtungsanordnung und einen Dichtring, der die Vorschaltdichtung umfasst, derart weiter zu entwickeln, dass eine elektrostatische Aufladung und eine daraus resultierende Beschädigung der gegeneinander abzudichtenden Maschinenelemente durch die Vorschaltdichtung verhindert wird.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1, 18 und 21. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die darauf jeweils rückbezogenen Ansprüche Bezug.
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Zur Lösung der Aufgabe ist eine Vorschaltdichtung vorgesehen, umfassend eine im wesentlichen kreisringförmig ausgebildete Scheibe aus einem elektrisch leitfähigen und luftdurchlässigen Werkstoff und einen Tragkörper, wobei die Scheibe – bezogen auf den Tragkörper – als separat erzeugtes Einzelteil ausgebildet und mit dem Tragkörper verbunden ist. Durch die Vorschaltdichtung werden eine elektrisch leitfähige Verbindung und damit ein elektrischer Potentialausgleich zwischen gegeneinander anzudichtenden Maschinenelementen erreicht. Die gegeneinander abzudichtenden Maschinenelemente können dabei beispielsweise durch eine Welle und ein Gehäuse gebildet sein, durch das die Welle hindurchgeführt ist.
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Die Vorschaltdichtung bewirkt einen kontrollierten elektrischen Potentialausgleich zwischen den Maschinenelementen.
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Eine mechanische Beschädigung der Maschinenelemente durch eine elektrostatische Aufladung eines der Maschinenelemente und ein anschließender Spannungsdurchschlag zum anderen Maschinenelement mit einem anderen elektrischen Potential sind folglich ausgeschlossen. In der Vorschaltdichtungsanordnung ist eines der Maschinenelemente auf ein definiertes Massepotential (beispielsweise Karosserie eines Kraftfahrzeugs als elektrisches Massepotential) geerdet, so dass durch die elektrisch leitende Vorschaltdichtung ein Potentialausgleich zum anderen Maschinenelement erreicht wird.
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Bei der Vorschaltdichtung handelt es sich um eine entkoppelte elektrische Brücke. Unter „entkoppelt” wird in diesem Zusammenhang verstanden, dass die Dichtfunktion eines zum Beispiel mit der Vorschaltdichtung kombinierten Dichtrings von der Funktion der elektrischen Brücke, nämlich einen Spannungsdurchschlag zu vermeiden und einen elektrischen Potentialausgleich zwischen Maschinenelementen zu bewirken, entkoppelt ist. Die Vorschaltdichtung steht nicht in direktem Kontakt mit dem abzudichtenden Medium. Dabei ist von Vorteil, dass der elektrische Widerstand der Vorschaltdichtung während der gesamten Gebrauchsdauer der Vorschaltdichtung im Wesentlichen konstant ist. Würde die Vorschaltdichtung mit dem abzudichtenden Medium in Kontakt gelangen, würde sich der Widerstand unkontrolliert verändern.
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Der Werkstoff, aus dem die Scheibe besteht, ist nicht nur elektrisch leitfähig, sondern auch luftdurchlässig. Die Luftdurchlässigkeit wird durch eine Offenporigkeit des Werkstoffs erreicht, aus dem die Scheibe besteht. Dadurch weist die Vorschaltdichtung nur eine sehr geringe Radialkraft auf, mit der sie die gegeneinander abzudichtenden Maschinenelemente anliegend berührt. Durch die Luftdurchlässigkeit des Werkstoffs kann ein Druckausgleich axial beiderseits der Vorschaltdichtung erfolgen, sodass die Vorschaltdichtung auch dann problemlos in Kombination mit einem Dichtring zur Anwendung gelangen kann, wenn sich während der bestimmungsgemäßen Verwendung auf einer axialen Seite der Vorschaltdichtung ein relativer Überdruck oder ein relativer Unterdruck aufbaut. Die Vorschaltdichtung bewirkt durch ihre Luftdurchlässigkeit einen Druckausgleich axial beiderseits. Außerdem ist von Vorteil, dass durch die geringe Reibkraft das Reibmoment und somit auch der Verschleiß der Vorschaltdichtung nur vernachlässigbar gering sind. Dabei sollte die Luftdurchlässigkeit des Werkstoffs mindestens dem Luftfördervermögen des Radialwellendichtrings entsprechen oder dieses übertreffen. Beispielsweise fördert ein Radialwellendichtring aus FKM-Werkstoff für eine Welle mit 85 mm Durchmesser bei 4°C und 4000 U/min rund 10 ml Luft pro Sekunde.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Scheibe einen elektrischen Widerstand aufweist der ≤ 100 Ω, weiter bevorzugt ≤ 10 Ω ist. Zur Einstellung eines derartigen Widerstands, der über die gesamte Gebrauchsdauer konstant bleiben soll, ist die Entkopplung der Vorschaltdichtung von der Abdichtung des abzudichtenden Mediums, wie zuvor bereits erläutert, von entscheidender Bedeutung.
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Die zuvor genannten Widerstände lassen sich durch die nachfolgend beschriebenen Werkstoffe und Ausgestaltungen der Scheibe erreichen. Gelangt zusammen mit der Vorschaltdichtung zum Beispiel ein Dichtring, speziell ein Radialwellendichtring zur Anwendung, weisen die Scheibe und die Dichtlippe des Radialwellendichtrings voneinander abweichende Werkstoffe auf. Die Vorschaltdichtung ist dabei primär ein elektrischer Leiter, sekundär eine Vorschaltdichtung.
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Die Größe der zuvor genannten Widerstände hat den Vorteil, dass sie den Bereich kleiner gleich 100 Ohm abdecken. Für weitere spezielle Anwendungen können sie aber auch im Bereich kleiner gleich 10 Ohm eingestellt werden.
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Der Tragkörper kann zum Beispiel durch einen Stützring gebildet sein, der aus einem zähharten Werkstoff besteht. Der Stützring kann zum Beispiel aus einem metallischen oder einem polymeren Werkstoff bestehen. In einem solchen Fall ist die Scheibe mittelbar oder unmittelbar mit dem Stützring verbunden, wobei eine solche Vorschaltdichtung im Sinne eines Baukastensystems mit Dichtringen kombinierbar ist. Gehalten wird die Scheibe in ihrem Einbauraum durch den Stützring.
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Nach einer anderen Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, dass der Tragkörper durch einen Dichtring gebildet ist. In einem solchen Fall können die Scheibe und der Dichtring eine vormontierbare Einheit bilden. Der Dichtring kann zum Beispiel als Radialwellendichtring ausgebildet sein.
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Eine Möglichkeit, die Scheibe und den Tragkörper zu verbinden, besteht in einer Verklebung der beiden genannten Teile miteinander. Eine Verklebung ist einfach und kostengünstig durchführbar.
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Der Werkstoff, aus dem die Scheibe besteht, kann durch einen Vliesstoff gebildet sein. Vliesstoffe erfüllen besonders gut die zuvor genannten Anforderungen; sie können ausreichend luftdurchlässig und ausreichend elektrisch leitfähig hergestellt/ausgerüstet und ausgelegt werden.
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Für einen elektrischen Potentialausgleich zwischen den Maschinenelementen, also um eine elektrostatische Aufladung mit anschließendem Spannungsdurchschlag zu verhindern, haben sich besonders Vliesstoffe bewährt, mit Fasern, die eine Faserlänge von 2 mm bis 200 mm aufweisen. Ein solcher Werkstoff hat eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Vliesstoff ein Flächengewicht von 20 g/m2 bis 200 g/m2 aufweist. Derartige Vliesstoffe haben eine vorteilhaft geringe radiale Anpresskraft, eine gute elektrische Leitfähigkeit und sind ausreichend luftdurchlässig. Durch die geringe radiale Anpresskraft wird die Entstehung von Reibungswärme minimiert, auch bei Drehzahlen von bis zu 25.000 min–1. Der betriebsbedingte Verschleiß von Vliesstoffen mit der genannten Faserlänge und dem genannten Flächengewicht ist besonders klein.
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Ein besonderer Vorteil von Scheiben aus Vliesstoff, gegenüber zum Beispiel auch bekannten Bürstenläufern, liegt dabei in der quasiisotropen Faserorientierung in Vliesstoffen gegenüber Bürsten. Dadurch erfolgt der Kontakt der Fasern in Vliesstoffen gegenüber Bürsten in unterschiedlichen Anlagewinkeln zu den abzudichtenden Maschinenelementen. Bei Bürsten stehen die Enden der Fasern meist nur senkrecht zur abzudichtenden Oberfläche des abzudichtenden Maschinenelements, vergleichbar mit einem Stift auf einer Scheibe. Die Fasern von Vliesstoffen umfassen demgegenüber auch tangentiale Bogensegmente, die großflächig, sozusagen aufgespleist, an der Welle anliegen, so dass die aus Vliesstoff bestehende Scheibe – trotz der geringen radialen Anpresskräfte – sehr niedrige Kontaktwiderstände hat. Diese großflächige Kontaktierung erlaubt einen besonders wirksamen Potentialausgleich zwischen den Maschinenelementen, zwischen denen die Vorschaltdichtung angeordnet ist.
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Der Werkstoff, aus dem die Scheibe besteht, kann nach einer anderen Ausgestaltung durch ein Gewebe gebildet sein. Ein Gewebe hat gegenüber einem Vliesstoff den Vorteil, dass die Faserlänge hier gegenüber dem Vlies nochmals weiter gesteigert werden kann. Jedoch ist hierbei eine quasi-isotrope Orientierung nur bei der Verwendung von Mehrlagenlaminaten möglich, was wirtschaftliche Nachteile hat.
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Der Werkstoff kann elektrisch leitfähige Partikel umfassen. Diese Partikel können zum Beispiel durch Kohlefasern gebildet sein oder durch metallische Partikel, insbesondere durch Metalldrähte. Vorteilhaft bei der Verwendung von Partikeln aus Kohlefasern ist, dass hierbei die gute elektrische Leitfähigkeit mit der herausragenden Elastizität verknüpft wird die die Vliesscheibe so wie eine vielschichtige Feder dauerhaft unter geringsten Radialkräften an die Welle anlegt.
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Demgegenüber gelangen als elektrisch leitfähige Partikel zum Beispiel Metalldrähte zur Anwendung, wenn mit stark oxidierenden Umgebungsbedingungen zu rechnen ist. Dabei ist dann allerdings die Federungselastizität etwa reduziert und ggf. adhäsiver bzw. abrasiver Verschleiß nachteilig.
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Weiter verbesserte Gebrauchseigenschaften der Vorschaltdichtung stellen sich ein, wenn die Scheibe zusätzlich eine Imprägnierung aus einer PTFE-Dispersion aufweist. Dies ist erstaunlich, da PTFE anerkanntermaßen ein schlechter elektrischer Leiter ist und trotzdem durch die Imprägnierung die Leitfähigkeit des Vliesstoffs verbessert wird. Die Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit durch die PTFE-Dispersion ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass sich die Dispersion beim Imprägnieren in die Zwischenräume des Vliesstoffs einlagert und nach der Trocknung die elektrisch leitfähigen Fasern des Vliesstoffs stärker verkrallt bleiben.
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Die Scheibe kann im gebrauchsfertigen Zustand eine kalandrierte Dicke aufweisen, die 25% bis 95% der herstellungsbedingten Ausgangsdicke beträgt.
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Beim Kalandrieren ist darauf zu achten, dass der Vliesstoff nicht zu stark verfestigt wird; die Luftdurchlässigkeit muss für die zuvor beschriebenen Gebrauchseigenschaften erhalten bleiben. Durchläuft der Vliesstoff nach seiner Imprägnierung mit der PTFE-Dispersion einen Kalanderprozess, wird der Kontakt mit den Fasern im Vliesstoff weiter gestützt und dauerhaft umsiegelt. Durch die Kalandrierung wird die Verschleißfestigkeit des Vliesstoffs verbessert, so dass die Scheibe und damit die gesamte Vorschaltdichtung gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer aufweist.
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Alternativ kann als weitere Bindungsart eine Wachsdispersion zur Anwendung gelangen, und gegebenenfalls können Füllstoffe für weitere Funktionalitäten, zum Beispiel mittels der Imprägnierung, in die Scheibe eingebracht werden.
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Die Vorschaltdichtungsanordnung umfasst eine Vorschaltdichtung, wie zuvor beschrieben, wobei die Scheibe der Vorschaltdichtung eine abzudichtende Oberfläche eines abzudichtenden ersten Maschinenelements dichtend anliegend berührt, wobei das abzudichtende erste Maschinenelement mit radialem Abstand benachbart zu einem zweiten Maschinenelement angeordnet ist, wobei in dem durch den radialen Abstand gebildeten Spalt die Scheibe der Vorschaltdichtung angeordnet ist, wobei das zweite Maschinenelement auf ein definiertes Massepotential geerdet ist, wobei das zweite Maschinenelement von der Scheibe anliegend berührt ist und wobei dadurch das erste Maschinenelement und das zweite Maschinenelement elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Durch eine solche elektrisch leitende Verbindung der beiden Maschinenelemente durch die elektrisch leitfähige Scheibe hindurch wird ein elektrischer Potentialausgleich zwischen den beiden Maschinenelementen geschaffen, und eine mechanische Beschädigung der Maschinenelemente durch einen Spannungsdurchschlag ist ausgeschlossen.
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In der Vorschaltdichtungsanordnung ist eines der Maschinenelemente geerdet, so dass durch den Potentialausgleich auch das andere Maschinenelement geerdet ist. Durch den elektrischen Potentialausgleich und die Erdung der Vorschaltdichtungsanordnung werden durch Spannungsdurchschläge verursachte mechanische Beschädigungen an den Maschinenelementen vermieden. Ohne den elektrischen Potentialausgleich könnten durch Spannungsdurchschläge verursachte mechanische Beschädigungen der gegeneinander abzudichtenden Maschinenelemente dadurch entstehen, dass unterschiedlich große elektrische Potentiale der Maschinenelemente durch einen elektrischen Spannungsdurchschlag ausgeglichen werden. Ein solcher Spannungsdurchschlag ist umso wahrscheinlicher, je enger die Maschinenelemente mit unterschiedlichen elektrischen Potentialen einander benachbart zugeordnet sind. Ein solcher Spannungsdurchschlag kann einen Materialabtrag an dem Maschinenelement mit relativ geringerer Ladung bewirken und eine Veränderung des Materialgefüges, in dem Bereich, in dem der Spannungsdurchschlag erfolgt.
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Die Scheibe kann im herstellungsbedingten Zustand eine Überdeckung mit den elektrisch miteinander zu verbindenden und gegeneinander abzudichtenden Maschinenelementen aufweisen, die 0,5 mm bis 5 mm beträgt. Eine solche Überdeckung hat sich im Hinblick auf eine gute elektrische Leitfähigkeit als vorteilhaft bewährt. Eine unerwünscht große Anpresskraft und daraus resultierend eine unerwünscht große Reibungswärme und hoher Verschleiß werden dadurch minimiert.
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Das erste Maschinenelement kann durch eine Antriebswelle eines Elektromotors gebildet sein, das zweite Maschinenelement durch ein Gehäuse eines mit dem Elektromotor verbundenen und die Antriebswelle umschließenden Getriebes. Diese spezielle Verwendung der Vorschaltdichtungsanordnung ist besonders vorteilhaft. Bilden der Elektromotor und das Getriebe gemeinsam eine Antriebseinheit, kommt es durch den Betrieb des Elektromotors üblicherweise zu einer statischen Aufladung einzelner Bauteile der Antriebseinheit und damit zu Potentialdifferenzen zwischen Bauteilen, die nicht statisch aufgeladen sind. Generell besteht die Möglichkeit, durch vergleichsweise aufwändige konstruktive Maßnahmen einen Potentialausgleich zwischen Bauteilen, die unterschiedliche Potentiale aufweisen, herbeizuführen. In der erfindungsgemäßen Vorschaltdichtungsanordnung wird dieser Potentialausgleich durch die erfindungsgemäße Vorschaltdichtung erreicht, die einen einfachen Aufbau hat und einfach und kostengünstig herstellbar ist. Während der bestimmungsgemäßen Verwendung eines Elektromotors kann dessen Antriebswelle elektrostatisch aufgeladen werden. Die Antriebswelle des Elektromotors erstreckt sich in ein an den Elektromotor angeschlossenes Getriebe. Ohne einen Potentialausgleich würde die Gefahr bestehen, dass ein Spannungsdurchschlag zwischen der elektrostatisch aufgeladenen Antriebswelle und Bauteilen des Getriebes entsteht und Maschinenelemente des Getriebes durch einen Spannungsdurchschlag mechanisch beschädigt werden. Um das zu verhindern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Potentialausgleich durch die erfindungsgemäße Vorschaltdichtung erreicht wird. Die elektrostatische Aufladung der Antriebswelle wird mittels der Scheibe, die aus einem elektrisch leitfähigen und luftdurchlässigen Werkstoff, zum Beispiel aus einem Vliesstoff oder einem Gewebe besteht, auf das benachbarte Maschinenelement entladen, das auf ein definiertes Massepotential geerdet ist. Auch die Antriebswelle ist folglich geerdet. Dadurch, dass kein Potentialunterschied zwischen der Antriebswelle und den benachbarten Bauteilen des Getriebes besteht, kann auch kein Spannungsdurchschlag entstehen, der zu mechanischen Beschädigungen führen könnte.
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Außerdem betrifft die Erfindung einen Dichtring, umfassend zumindest eine dynamisch beanspruchte Dichtlippe und eine Vorschaltdichtung wie zuvor beschrieben, die mit axialem Abstand benachbart zur Dichtlippe angeordnet ist. Die Dichtlippe kann aus einem elastomeren Werkstoff bestehen.
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Der Dichtring kann zumindest eine dynamisch beanspruchte Dichtlippe umfassen und zumindest eine statisch beanspruchte Dichtung. Die dynamisch beanspruchte Dichtlippe kann zum Beispiel eine abzudichtende Welle umschließen, und die Dichtung kann die Bohrung eines Gehäuses dichtend berühren.
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Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, dass die Vorschaltdichtung des Dichtrings aus einem elektrisch leitfähigen und luftdurchlässigen Vliesstoff besteht.
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Hierbei ist von Vorteil, dass die Vorschaltdichtung des Dichtrings eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den gegeneinander abzudichtenden Maschinenelementen herstellt und dadurch einen elektrischen Potentialausgleich zwischen den Maschinenelementen bewirkt. Eine mechanische Beschädigung der Maschinenelemente durch einen elektrischen Spannungsdurchschlag ist folglich ausgeschlossen. Zusätzlich zu dem elektrischen Potentialausgleich bewirkt die Vorschaltdichtung einen Schutz der Dichtlippe vor einer Beaufschlagung mit Verunreinigungen aus der Umgebung.
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Die Luftdurchlässigkeit der Vorschaltdichtung verhindert die Entstehung nachteiliger Druckdifferenzen axial beiderseits der Scheibe, zum Beispiel auch dann, wenn sich die Temperaturen in der Umgebung und im abzudichtenden Raum relativ zueinander verändern.
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Die Dichtlippe kann aus einem elastomeren Werkstoff bestehen. Elastomere Werkstoffe als Dichtungswerkstoffe für Dichtlippen sind allgemein bekannt, wobei unterschiedlichste Werkstoffe für unterschiedlichste Anwendungen verfügbar sind. Für viele Anwendungsfälle sind elastomere Werkstoffe kostengünstig verfügbar und einfach zu verarbeiten.
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Axial zwischen der Dichtlippe und der Scheibe der Vorschaltdichtung kann eine Schmutzlippe angeordnet sein. Eine solche Schmutzlippe bildet einen weiteren Schutz gegen das Eindringen von Verunreinigungen aus der Umgebung in Richtung der Dichtlippe. Verunreinigungen, die die Scheibe der Vorschaltdichtung in Richtung der Dichtlippe passiert haben, werden dann von der Schmutzlippe zurückgehalten. Die Vorschaltdichtung und die Schmutzlippe sind in einer funktionstechnischen Reihenschaltung angeordnet. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Schmutzlippe und die Dichtlippe einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet sind. Die Herstellung des Dichtrings ist dadurch vereinfacht. Abhängig von den jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalles kann jedoch auch die Möglichkeit bestehen, dass die Schmutzlippe und die Dichtlippe aus voneinander abweichenden Dichtungswerkstoffen bestehen. Dadurch kann jede der Lippen funktionstechnisch individualisiert an die jeweiligen Aufgaben angepasst sein.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Zwei Ausführungsbeispiele der beanspruchten Vorschaltdichtungsanordnung mit der beanspruchten Vorschaltdichtung sind in den 1 und 2 schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
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Diese zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem der Tragkörper der Vorschaltdichtung durch einen Radialwellendichtring gebildet ist, wobei die Scheibe mit dem Radialwellendichtring verbunden ist,
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der Tragkörper durch einen Stützring gebildet ist, wobei der Stützring und die Scheibe auf der dem abzudichtenden Raum axial abgewandten Seite eines Radialwellendichtrings angeordnet sind.
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Ausführung der Erfindung
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In den 1 und 2 ist jeweils eine erfindungsgemäße Vorschaltdichtungsanordnung gezeigt, die eine erfindungsgemäße Vorschaltdichtung umfasst. Die Vorschaltdichtung ist innerhalb des Spalts 13 zwischen dem ersten Maschinenelement 10 und dem zweiten Maschinenelement 12 angeordnet, wobei der Spalt 13 durch den radialen Abstand 11 gebildet ist.
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Das erste Maschinenelement 10 ist durch die Welle eines Aggregates gebildet, das zweite Maschinenelement 12 durch das Gehäuse dieses Aggregates. Das Aggregat kann bsw. ein Elektromotor oder aber auch ein Getriebe sein. Die Welle kann eine Motor- oder Getriebewelle sein.
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Die Vorschaltdichtung umfasst die kreisringförmig ausgebildete Scheibe 1, die aus einem elektrisch leitfähigen und luftdurchlässigen Werkstoff 2 besteht. In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen besteht dieser Werkstoff 2 aus einem Vliesstoff, der Fasern mit einer Faserlänge von 2 mm bis 200 mm aufweist. Das Flächengewicht des Vliesstoffs beträgt 20 g/m2 bis 200 g/m2, und in dem Vliesstoff sind elektrisch leitfähige Partikel 7 angeordnet, die in den gezeigten Ausführungsbeispielen durch Kohlenfasern gebildet sind. Zusätzlich sind die Scheiben 1 in den gezeigten Ausführungsbeispielen jeweils mit einer Imprägnierung 8 aus einer PTFE-Dispersion versehen, wobei die hier gezeigte Dicke der gebrauchsfertigen Scheiben 1 etwa 50% der herstellungsbedingten Ausgangsdicke der Scheiben 1 beträgt. Der elektrische Widerstand der Scheiben 1 ist ≤ 10 Ω.
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Die Scheibe 1 der Vorschaltdichtung berührt die abzudichtende Oberfläche 9 des abzudichtenden ersten Maschinenelements 10 anliegend. Das zweite Maschinenelement 12 ist auf ein definiertes Massepotential geerdet, wobei das zweite Maschinenelement 12 ebenfalls von der Scheibe 1 anliegend berührt ist. Das erste Maschinenelement 10 und das zweite Maschinenelement 12 sind folglich durch die Scheibe 1 elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Scheibe 1 hat im herstellungsbedingten Zustand eine Überdeckung 14 mit den elektrisch miteinander zu verbindenden und gegeneinander abzudichtenden Maschinenelementen 10, 12, die insgesamt etwa 2,5 mm beträgt. Durch die Überdeckung 14 sind der radial innere und der radial äußere Rand der Scheibe 1 während der bestimmungsgemäßen Verwendung jeweils in axialer Richtung vorgewölbt. Durch die elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Maschinenelement 10 und dem zweiten Maschinenelement 12 durch die Scheibe 1 stellt sich ein elektrischer Potentialausgleich zwischen den beiden Maschinenelementen 10, 12 ein. Neben diesem elektrischen Potentialausgleich wird durch die Vorschaltdichtung außerdem bewirkt, dass Verunreinigungen aus der Umgebung 17 an einem axialen Vordringen zur Dichtlippe 15 gehindert werden.
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In 1 ist der Tragkörper 3 der Vorschaltdichtung durch einen Dichtring 5, der hier als Radialwellendichtring 6 ausgebildet ist, gebildet. Die Scheibe 1 und der Radialwellendichtring 6 sind auf ihren einander axial zugewandten Seiten miteinander verbunden. Dadurch bilden die Vorschaltdichtung und der Radialwellendichtring 6 eine vormontierbare Einheit.
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In 2 ist der Tragkörper 3 demgegenüber durch einen Stützring 4 gebildet, mit dem die Scheibe 1 ebenfalls verbunden ist. Eine derart ausgebildete Vorschaltdichtung lässt sich nach Art eines Baukastens mit unterschiedlich gestalteten Dichtringen kombinieren oder auch getrennt von einem Dichtring alleine betreiben.
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Zwischen der Dichtlippe 15, die in den gezeigten Ausführungsbeispielen aus einem elastomeren Werkstoff besteht, und der Scheibe 1 besteht ein axialer Abstand 16.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10340802 A1 [0004]
- DE 10314924 A1 [0005]
