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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung zur Abdichtung zwischen zwei Aufnahmeräumen zur Aufnahme zweier Medien.
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Eine solche Dichtungsvorrichtung ist beispielsweise aus der
DE 103 15 333 A1 bekannt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsvorrichtung bereitzustellen, welche eine zuverlässige Abdichtung ermöglicht und einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dichtungsvorrichtung zur Abdichtung zwischen zwei Aufnahmeräumen zur Aufnahme zweier Medien gelöst, wobei die Dichtungsvorrichtung Folgendes umfasst:
einen Grundkörper, welcher einen Basisabschnitt und einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme eines Dichtelements umfasst; und
ein Dichtelement, welches an dem Aufnahmeabschnitt festlegbar oder festgelegt ist und im montierten Zustand zur Abdichtung an einem Gegenelement anliegt.
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Dadurch, dass die Dichtungsvorrichtung erfindungsgemäß ein Dichtelement umfasst, welches an dem Aufnahmeabschnitt festlegbar oder festgelegt ist, ist die Dichtungsvorrichtung vorzugsweise einfach und kostengünstig herstellbar und ermöglicht vorzugsweise eine zuverlässige Abdichtung.
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Der Grundkörper der Dichtungsvorrichtung ist beispielsweise als ein Dichtelementträger ausgebildet.
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Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper ringförmig ausgebildet ist.
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Ferner ist vorzugsweise das Dichtelement ringförmig ausgebildet. Zudem kann vorgesehen sein, dass das Gegenelement rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
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Beispielsweise ist das Gegenelement eine Welle, insbesondere eine rotierende Welle.
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Das Gegenelement kann Bestandteil der Dichtungsvorrichtung oder ein von der Dichtungsvorrichtung verschiedenes Element sein.
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Mittels der Dichtungsvorrichtung ist vorzugsweise eine Abdichtung im Bereich einer Welle möglich.
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Die Dichtungsvorrichtung ist somit insbesondere eine Wellendichtung.
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Günstig kann es sein, wenn die Dichtungsvorrichtung eine radiale Dichtungsvorrichtung oder eine axiale Dichtungsvorrichtung ist, welche bezüglich einer Rotationsachse der Welle in radialer und/oder axialer Richtung wirkt.
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Die Dichtungsvorrichtung ist insbesondere als ein Radialwellendichtring ausgebildet.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmeabschnitt des Grundkörpers abschnittsweise oder vollständig flexibel, nachgiebig, federnd und/oder elastisch ausgebildet ist, insbesondere derart, dass das Dichtelement im montierten Zustand der Dichtungsvorrichtung mittels des Aufnahmeabschnitts an das Gegenelement anpressbar ist.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn das Dichtelement formschlüssig an dem Aufnahmeabschnitt festlegbar oder festgelegt ist.
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Das Dichtelement umgibt den Aufnahmeabschnitt vorzugsweise zwei-, drei- oder mehrseitig.
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Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmeabschnitt das Dichtelement zwei-, drei- oder mehrseitig umgibt.
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Günstig kann es sein, wenn das Dichtelement und der Aufnahmeabschnitt durch Verkleben, Verrasten, Verklemmen und/oder mittels einer Schnappverbindung miteinander verbunden und/oder aneinander festgelegt werden.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn das Dichtelement mittels einer kraftschlüssigen Verbindung an dem Aufnahmeabschnitt festlegbar ist. Beispielsweise kann hierfür vorgesehen sein, dass das Dichtelement beim Aufschieben auf den Aufnahmeabschnitt des Grundkörpers aufgeweitet und hierdurch kraftschlüssig an dem Aufnahmeabschnitt festgelegt wird.
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Der Aufnahmeabschnitt und/oder das Dichtelement weisen hierzu vorzugsweise einen sich verjüngenden Vorsprung und/oder eine sich verjüngende Aufnahme auf.
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Beispielsweise durch Einlegen eines elastischen Elements, insbesondere eines Zusatzdichtelements, zwischen das Dichtelement und den Aufnahmeabschnitt des Grundkörpers kann eine Verbindung, beispielsweise eine kraftschlüssige Verbindung, zwischen dem Dichtelement und dem Aufnahmeabschnitt vorzugsweise gezielt beeinflusst werden.
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Beispielsweise kann hierdurch ermöglicht werden, dass bei bestimmten Betriebsbedingungen, insbesondere kurzzeitigen Druckstößen, eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Dichtelement und dem Aufnahmeabschnitt durch Verschieben des Dichtelements relativ zu dem Aufnahmeabschnitt aufgehoben wird und die Haftreibung zwischen dem Dichtelement und dem Aufnahmeabschnitt kurzzeitig auf Gleitreibung wechselt. Das Dichtelement ermöglicht somit vorzugsweise eine Entkopplungsfunktion ähnlich einer Rutschkupplung oder Schleifkupplung.
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Günstig kann es sein, wenn eine auf eine Dichtkante des Dichtelements wirkende Kraft durch Mitdrehen des Dichtelements mit der Welle abgeschwächt wird. Hierdurch kann insbesondere das Verschleißverhalten an einer Dichtkante des Dichtelements optimiert werden.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn das Dichtelement eine Nut aufweist, in welche sich der Aufnahmeabschnitt des Grundkörpers im montierten Zustand der Dichtungsvorrichtung hineinerstreckt.
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Die Nut kann beispielsweise ringförmig ausgebildet sein.
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Günstig kann es sein, wenn die Nut mit einem schmierenden oder gleitenden Medium gefüllt oder versehen ist. Hierdurch kann im Falle eines Mitdrehens des Dichtelements mit dem Gegenelement, insbesondere mit der Welle, ein möglichst geringer Verschleiß des Dichtelements erzielt werden.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Dichtungsvorrichtung ein Zusatzdichtelement und/oder ein zusätzliches elastisches Dichtmaterial umfasst, welches insbesondere in einer Nut des Dichtelements angeordnet oder anordenbar ist.
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Die Nut kann beispielsweise eine Haltenut und/oder ein Einschubabschnitt des Dichtelements sein.
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Ein Zusatzdichtelement kann beispielsweise ein O-Ring sein.
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Als elastisches Dichtmaterial kann beispielsweise ein Klebematerial, eine elastische Formmasse und/oder eine Dichtpaste vorgesehen sein.
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Das Dichtelement ist vorzugsweise lösbar an dem Aufnahmeabschnitt festlegbar oder festgelegt.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass das Dichtelement austauschbar an dem Aufnahmeabschnitt festlegbar oder festgelegt ist. Hierdurch ist vorzugsweise ein verschlissenes Dichtelement durch ein neues Dichtelement ersetzbar.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Dichtelement werkzeuglos austauschbar an dem Aufnahmeabschnitt festlegbar oder festgelegt ist.
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Der Grundkörper ist vorzugsweise aus einem Trägerwerkstoff gebildet, welcher insbesondere die mechanische Stabilität der Dichtungsvorrichtung gewährleistet.
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Ein Trägerwerkstoff ist beispielsweise ein PTFE-Material, insbesondere spritzgießbares PTFE-Material, ein thermoplastisch verarbeitbares PTFE-Material, ein PTFE-Compound-Material, Moldflon® etc.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn der Trägerwerkstoff ein Kunststoffmaterial oder ein metallisches Material umfasst oder aus einem Kunststoffmaterial oder aus einem metallischen Material gebildet ist.
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Als metallisches Material kann insbesondere Federstahl vorgesehen sein.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Trägerwerkstoff eine Kombination aus einem Kunststoffmaterial und einem metallischen Material umfasst.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn der Trägerwerkstoff durch eine vorgeformte Federplatine gebildet ist.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper als eine Kunststoffdichtlippe mit metallischer Feder ausgebildet ist.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Dichtelement aus einem Dichtmaterial gebildet ist, welches insbesondere ein von dem Trägerwerkstoff des Grundkörpers verschiedenes Material ist.
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Das Dichtmaterial kann beispielsweise ein Elastomermaterial und/oder ein PTFE-Compound-Material sein.
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Beispielsweise kann das Dichtmaterial das PTFE-Material "HS 21060" oder Moldflon® sein.
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Das Dichtmaterial ist vorzugsweise ein verschleißbeständiges Dichtmaterial.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn das Dichtelement als ein auswechselbarer Verschleißschuh ausgebildet ist.
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Das Dichtelement ist vorzugsweise nur im Dichtbereich oder Anlagebereich der Dichtungsvorrichtung angeordnet. Insbesondere ist das Dichtelement lediglich in einem Bereich der Kontaktfläche zwischen der Dichtungsvorrichtung und dem Gegenelement, insbesondere der Welle, angeordnet.
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Der Grundkörper ist vorzugsweise ein Verschleißschuhhalter.
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Günstig kann es sein, wenn der Grundkörper einen auf die Welle gerichteten Aufnahmeabschnitt umfasst.
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Der Aufnahmeabschnitt ist vorzugsweise schräg zur axialen und/oder radialen Richtung angeordnet.
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Eine axiale Richtung ist dabei insbesondere eine parallel zur Rotationsachse des Gegenelements, insbesondere der Welle, ausgerichtete Richtung.
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Die radiale Richtung ist eine senkrecht zur axialen Richtung ausgerichtete Richtung.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn die Dichtungsvorrichtung eine Wellendichtungsvorrichtung ist und wenn der Aufnahmeabschnitt zwei im Wesentlichen parallel zueinander und/oder schräg zur axialen Richtung und/oder schräg zur radialen Richtung verlaufende Oberflächen aufweist.
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Die Oberflächen des Aufnahmeabschnitts schließen vorzugsweise mit der axialen Richtung und/oder mit der radialen Richtung einen Winkel von mindestens ungefähr 30°, vorzugsweise mindestens ungefähr 40°, ein.
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Ferner schließen die Oberflächen des Aufnahmeabschnitts mit der axialen Richtung und/oder mit der radialen Richtung vorzugsweise einen Winkel von höchstens ungefähr 60°, vorzugsweise höchstens ungefähr 50°, ein.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Oberflächen des Aufnahmeabschnitts mit der axialen Richtung und/oder mit der radialen Richtung einen Winkel von ungefähr 45° einschließen.
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Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmeabschnitt zwei einander gegenüberliegend angeordnete Oberflächen aufweist, welche Abschnitte von Kegelmantelflächen zweier Kegel mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln sind.
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Der Aufnahmeabschnitt weist vorzugsweise einen keilförmigen Querschnitt auf.
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Insbesondere verjüngt sich ein quer zur Umfangsrichtung genommener Querschnitt des Aufnahmeabschnitts vorzugsweise in radialer Richtung nach innen gerichtet.
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Ein Einschubabschnitt oder eine Nut des Dichtelements ist vorzugsweise in einer radialen Richtung nach innen gerichtet weniger stark oder stärker verjüngend ausgebildet als der Aufnahmeabschnitt.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn zwischen dem Grundkörper und dem Dichtelement ein Formschluss und/oder ein Reibschluss vorliegt, insbesondere derart, dass der Grundkörper und das Dichtelement in Umfangsrichtung aneinander festgelegt sind. Ein Mitdrehen des Dichtelements mit dem Gegenelement, insbesondere mit der Welle, wird dann vorzugsweise wirksam verhindert.
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Das Dichtelement kann zwei oder mehr voneinander beabstandete Dichtbereiche aufweisen, von welchen ein oder mehrere Dichtbereiche im montierten Zustand zur Abdichtung an dem Gegenelement anliegen.
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Die Dichtbereiche sind vorzugsweise Dichtkanten.
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Mindestens zwei Dichtkanten sind vorzugsweise zumindest in einem Ausgangszustand der Dichtungsvorrichtung vor der Verwendung derselben in radialer Richtung beabstandet voneinander angeordnet.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Primärdichtkante oder ein Primärdichtbereich sowie eine Sekundärdichtkante oder ein Sekundärdichtbereich vorgesehen sind. Die Primärdichtkante oder der Primärdichtbereich sind in radialer Richtung vorzugsweise weiter innenliegend angeordnet als die Sekundärdichtkante oder der Sekundärdichtbereich.
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In einem Benutzungszustand der Dichtungsvorrichtung liegt der Sekundärdichtbereich oder die Sekundärdichtkante vorzugsweise zunächst nicht an dem Gegenelement an. Erst nach Erreichen eines bestimmten Verschleißniveaus der Primärdichtkante oder des Primärdichtbereichs gelangt die Sekundärdichtkante oder der Sekundärdichtbereich vorzugsweise an dem Gegenelement zur Anlage.
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Hierdurch kann insbesondere eine Dichtfläche vergrößert und/oder optimiert werden. Im Normalfall wird hierdurch zudem ein Leckageverhalten verbessert.
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Zudem kann hierdurch vorzugsweise eine Standzeit der Dichtungsvorrichtung verlängert werden.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Dichtelement einen Reservoirbereich zur Aufnahme eines Schmierstoffs umfasst.
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Der Reservoirbereich kann beispielsweise ein Raum zwischen zwei Dichtkanten oder Dichtbereichen der Dichtungsvorrichtung sein.
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Mittels eines Reservoirbereichs zur Aufnahme von Schmierstoff kann vorzugsweise gezielt Schmierstoff im Betrieb der Dichtungsvorrichtung bereitgestellt werden, insbesondere um ein Verschleißverhalten der Dichtungsvorrichtung im Trockenlauf zu optimieren.
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Der Reservoirbereich kann beispielsweise eine Nut, insbesondere eine ringförmige Nut, in dem Dichtelement sein.
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Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass ein Reservoirbereich durch einzelne oder mehrere lokale Vertiefungen, insbesondere nicht ringförmige Vertiefungen, in dem Dichtelement gebildet ist.
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Beispielsweise kann ein einfacher zentrischer Einstich hinter einer einfachen Dichtkante als Reservoirbereich zur Aufnahme von Schmierstoff vorgesehen sein.
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Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung ist vorzugsweise ein kostengünstiger Radialwellendichtring, welcher gute Verschleißeigenschaften aufweist.
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Vorzugsweise ist ein Wechsel des Dichtelements, insbesondere des Verschleißschuhs, möglich, nachdem ein vorgegebenes Verschleißniveau erreicht wurde.
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Durch Wahl der Form und/oder des Materials des Dichtelements kann vorzugsweise eine flexible Dichtkantengeometrie vorgesehen sein. Insbesondere kann durch Auswahl unterschiedlicher Dichtelemente eine einfache Anpassung der Dichtungsvorrichtung an unterschiedliche Einsatzbedingungen vorgenommen werden.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn die Dichtungsvorrichtung eine oder mehrere Zusatzfunktionen aufweist, beispielsweise eine Wechseldrallfunktion.
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Durch Variation einer Dicke des Dichtelements kann vorzugsweise eine Vorspannung, welche mittels der Dichtungsvorrichtung auf das Gegenelement aufgebracht wird, variabel eingestellt werden.
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Beispielsweise durch eine Formschlussverbindung kann vorzugsweise eine einfache und statisch dichte Dichtelementmontage an dem Grundkörper vorgenommen werden.
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Die Dichtungsvorrichtung ist vorzugsweise als Radialdichtung oder als Axialdichtung einsetzbar.
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Ferner ist die Dichtungsvorrichtung vorzugsweise für einen Kontakt mit Öl und für einen Trockenlauf einsetzbar.
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Insbesondere durch einen flexiblen federnden Trägerwerkstoff und/oder ein flexibles federndes Dichtmaterial kann vorzugsweise ein gutes dynamisches Abdichtverhalten der Dichtungsvorrichtung gewährleistet werden.
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Durch Auswahl eines geeigneten Dichtmaterials, insbesondere eines geeigneten Verschleißschuhwerkstoffs, ist die Dichtungsvorrichtung vorzugsweise für unterschiedliche Anwendungsfälle einsetzbar, beispielsweise im Lebensmittelbereich oder bei Explosionsschutzanwendungen (ATEX-Anwendungen).
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Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung kann insbesondere einen kostengünstigen Trägerwerkstoff und ein hochwertiges Dichtmaterial aufweisen.
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Das Dichtelement kann beispielsweise als ein Dichtlippenelement ausgebildet sein.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper einen sich insbesondere in im Wesentlichen radialer Richtung erstreckenden ebenen Abschnitt und/oder einen gekrümmten oder schrägen Abschnitt umfasst. Der gekrümmte oder schräge Abschnitt bildet vorzugsweise den Aufnahmeabschnitt.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn das Dichtelement eine oder mehrere Schrägflächen umfasst, welche sich an einen Dichtbereich oder eine Dichtkante des Dichtelements anschließen.
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Die eine oder die mehreren Schrägflächen schließen vorzugsweise mit der axialen Richtung und/oder mit der radialen Richtung einen Winkel von mindestens ungefähr 30°, vorzugsweise mindestens ungefähr 40°, ein.
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Ferner schließen die eine oder die mehreren Schrägflächen vorzugsweise mit der axialen Richtung und/oder mit der radialen Richtung einen Winkel von höchstens ungefähr 60°, insbesondere höchstens ungefähr 50°, ein.
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Günstig kann es sein, wenn die eine oder die mehreren Schrägflächen des Dichtelements mit der axialen Richtung und mit der radialen Richtung einen Winkel von ungefähr 45° einschließen.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn das Dichtelement zwei an eine Dichtkante oder einen Dichtbereich anschließende Schrägflächen aufweist.
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Der Dichtbereich oder die Dichtkante sind dann vorzugsweise zwischen den Schrägflächen ausgebildet und/oder angeordnet.
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Vorzugsweise schließen die Schrägflächen einen Winkel von mindestens ungefähr 70°, beispielsweise mindestens ungefähr 80°, und/oder einen Winkel von höchstens ungefähr 110°, vorzugsweise höchstens ungefähr 100°, miteinander ein.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schrägflächen einen Winkel von ungefähr 90° miteinander einschließen.
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Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 einen schematischen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung, welche als Radialwellendichtring ausgebildet ist und einen Grundkörper sowie ein an einem Aufnahmeabschnitt des Grundkörpers angeordnetes Dichtelement umfasst, wobei der Aufnahmeabschnitt zwei parallel zueinander verlaufende Oberflächen aufweist;
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2 eine schematische Schnittdarstellung des Dichtelements der Dichtungsvorrichtung aus 1;
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3 eine der 1 entsprechende schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung, bei welcher ein Zusatzdichtelement zwischen dem Grundkörper und dem Dichtelement der Dichtungsvorrichtung vorgesehen ist;
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4 eine der 2 entsprechende schematische Darstellung des Dichtelements und des Zusatzdichtelements der Dichtungsvorrichtung aus 3;
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5 eine der 1 entsprechende schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung, bei welcher ein keilförmig ausgebildeter Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme des Dichtelements vorgesehen ist;
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6 eine der 1 entsprechende schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung, bei welcher ein keilförmig ausgebildeter Aufnahmeabschnitt und ein Zusatzdichtelement vorgesehen sind;
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7 eine der 1 entsprechende schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung, bei welcher ein Dichtelement mit zwei Dichtkanten vorgesehen ist;
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8 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs VIII in 7;
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9 eine der 1 entsprechende schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung, bei welcher ein Dichtelement vorgesehen ist, welches einen Reservoirbereich zur Aufnahme von Schmierstoff umfasst; und
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10 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs X in 9.
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Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Eine in den 1 und 2 dargestellte erste Ausführungsform einer als Ganzes mit 100 bezeichneten Dichtungsvorrichtung ist beispielsweise als eine Wellendichtungsvorrichtung 102 ausgebildet und dient zur Abdichtung zwischen zwei Aufnahmeräumen 104 zur Aufnahme zweier Medien.
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Die Dichtungsvorrichtung 100 dient insbesondere der Abdichtung zweier Aufnahmeräume 104 im Bereich einer Welle 106, welche um eine parallel zu einer axialen Richtung 108 ausgerichtete Drehachse drehbar ist.
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Die Dichtungsvorrichtung 100 dient somit insbesondere der dynamischen Abdichtung.
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Die Welle 106 bildet ein Gegenelement 110, gegen welches ein Dichtelement 112 der Dichtungsvorrichtung 100 pressbar ist, um die erwünschte Abdichtwirkung zu erzielen.
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Die Abdichtung mittels der Dichtungsvorrichtung 100 erfolgt insbesondere in einer senkrecht zur axialen Richtung 108 verlaufenden radialen Richtung 114. Die Dichtungsvorrichtung 100 ist somit insbesondere ein Radialwellendichtring 116.
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Die Dichtungsvorrichtung 100 umfasst einen Grundkörper 118, welcher insbesondere ringförmig ausgebildet ist.
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Ferner umfasst die Dichtungsvorrichtung 100 das Dichtelement 112, welches ebenfalls im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist.
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Der Grundkörper 118 dient insbesondere der Gewährleistung der mechanischen Stabilität der Dichtungsvorrichtung 100.
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Der Grundkörper 118 umfasst einen Basisabschnitt 120, welcher insbesondere einen radial äußeren Bereich 122 umfasst, an dem die Dichtungsvorrichtung 100 vorzugsweise statisch radial nach außen hin abgedichtet ist.
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Ferner umfasst der Grundkörper 118 einen ebenen Abschnitt 124, welcher sich ausgehend von dem Basisabschnitt 120 in radialer Richtung 114 nach innen erstreckt.
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An diesen ebenen Abschnitt 124 schließt sich ein schräger Abschnitt 126 des Grundkörpers 118 an, welcher schräg zur radialen Richtung 114 und schräg zur axialen Richtung 108 ausgerichtet ist und einen Aufnahmeabschnitt 128 zur Aufnahme des Dichtelements 112 bildet.
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Sowohl der ebene Abschnitt 124 als auch der schräge Abschnitt 126 umfasst jeweils zwei einander gegenüberliegend angeordnete Oberflächen 130, welche bei der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
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Aufgrund der ringförmigen Ausgestaltung des Grundkörpers 118 sind die Oberflächen 130 des schrägen Abschnitts 126 des Grundkörpers 118 Kegelstumpfmantelflächen.
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Die Oberflächen 130 des schrägen Abschnitts 126 schließen dabei mit der radialen Richtung 114 und mit der axialen Richtung 108 einen Winkel α (alpha) von ungefähr 45° ein.
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An einem in radialer Richtung 114 innenliegenden Ende 132 des schrägen Abschnitts 126 ist der Aufnahmeabschnitt 128 des Grundkörpers 118 angeordnet.
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Das Dichtelement 112 weist vorzugsweise eine ringförmige Nut 134 auf, in welche der Aufnahmeabschnitt 128 des Grundkörpers 118 einführbar ist, um das Dichtelement 112 an dem Grundkörper 118 festzulegen.
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Die Nut 134 ist somit insbesondere ein Einschubabschnitt 136, in welchen das Ende 132 des schrägen Abschnitts 126 des Grundkörpers 118 einführbar ist.
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Im montierten Zustand der Dichtungsvorrichtung 100 liegt das Dichtelement 112 in einem radial innenliegenden Dichtbereich 138 des Dichtelements 112 an einer Anlagefläche 140 der Welle 106 an.
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Die Anlagefläche 140 ist insbesondere eine äußere Oberfläche der Welle 106.
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Das Dichtelement 112 umfasst insbesondere eine Dichtkante 142, welche den Dichtbereich 138 bildet.
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Diese Dichtkante 142 ist durch zwei Schrägflächen 144 des Dichtelements 112 gebildet, welche jeweils schräg zur axialen Richtung 108 und schräg zur radialen Richtung 114 ausgerichtet sind und mit der axialen Richtung 108 und der radialen Richtung 114 jeweils einen Winkel β (beta) von ungefähr 45° einschließen.
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Ferner schließen die Schrägflächen 144 miteinander einen Winkel γ (gamma) von ungefähr 90° miteinander ein.
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Das Dichtelement 112 ist als von dem Grundkörper 118 separates Element herstellbar und wahlweise an dem Grundkörper 118 anordenbar oder von demselben entfernbar.
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Insbesondere ist das Dichtelement 112 bei Erreichen eines vorgegebenen Verschleißniveaus zur erneuten Instandsetzung der Dichtungsvorrichtung 100 von dem Grundkörper 118 entfernbar und durch ein neues Dichtelement 112 ersetzbar.
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Eine zuverlässige Dichtwirkung der Dichtungsvorrichtung 100 wird insbesondere durch den schrägen Abschnitt 126 und das Dichtelement 112 dadurch gewährleistet, dass der schräge Abschnitt 126 des Grundkörpers 118 und das Dichtelement 112 zumindest abschnittsweise elastisch und/oder federnd nachgiebig ausgebildet sind. Hierdurch kann ein zuverlässiges Anpressen der Dichtkante 142 an die Anlagefläche 140 der Welle 106 gewährleistet werden.
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Aufgrund der ringförmigen Ausgestaltung des Grundkörpers 118 und aufgrund der ringförmigen Ausgestaltung des Dichtelements 112 sowie aufgrund der schrägen Ausrichtung des Aufnahmeabschnitts 128 sowie der hierzu korrespondierenden ebenfalls schrägen Ausrichtung der Nut 134 des Dichtelements 112 ist das Dichtelement 112 insbesondere formschlüssig an dem Grundkörper 118 der Dichtungsvorrichtung 100 festgelegt und/oder festlegbar.
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Das Dichtelement 112 bildet insbesondere einen Verschleißschuh 146 der Dichtungsvorrichtung 100, welcher auf einfache Art und Weise austauschbar ist und somit eine vielfache Wiederverwendung eines Großteils der Dichtungsvorrichtung 100 ermöglicht. Insbesondere kann hierdurch der Grundkörper 118 aus einem kostengünstigen Material hergestellt und mehrfach wiederverwendet werden. Lediglich das Dichtelement 112 ist dann vorzugsweise aus einem hochwertigen Dichtmaterial gebildet.
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Eine in den 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Dichtungsvorrichtung 100 ein Zusatzdichtelement 148 umfasst.
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Das Zusatzdichtelement 148 ist beispielsweise als ein O-Ring ausgebildet.
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Das Zusatzdichtelement 148 ist insbesondere in der Nut 134 des Dichtelements 112 angeordnet oder anordenbar und ermöglicht eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Dichtelement 112 und dem Grundkörper 118.
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Insbesondere dient das Zusatzdichtelement 148 dabei einer zuverlässigen Abdichtung zwischen einem Nutgrund 150 der Nut 134 des Dichtelements 112 und dem in radialer Richtung 114 innenliegenden Ende 132 des schrägen Abschnitts 126 des Grundkörpers 118.
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Im Übrigen stimmt die in den 3 und 4 dargestellte zweite Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Eine in 5 dargestellte dritte Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass der schräge Abschnitt 126 des Grundkörpers 118 einerseits und die Nut 134 des Dichtelements 112 andererseits jeweils einen im Wesentlichen keilförmigen Querschnitt aufweisen.
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Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Oberflächen 130 des schrägen Abschnitts 126 des Grundkörpers 118 nicht parallel zueinander verlaufen, sondern sich zumindest abschnittsweise in radialer Richtung 114 nach innen einander annähern.
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Die Oberflächen 130 des schrägen Abschnitts 126 sind somit vorzugsweise zumindest abschnittsweise Kegelstumpfmanteloberflächen von zwei Kegeln mit unterschiedlichem Öffnungswinkel.
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Durch eine solche keilförmige Ausgestaltung des Aufnahmeabschnitts 128 des Grundkörpers 118 und der Nut 134 des Dichtelements 112 ist insbesondere eine zuverlässige kraftschlüssige und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen dem Grundkörper 118 und dem Dichtelement 112 herstellbar.
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Die zuverlässige Verbindung zwischen dem Grundkörper 118 und dem Dichtelement 112 kann ferner dadurch verstärkt werden, dass beispielsweise die Nut 134 einen Querschnitt mit weniger stark ausgeprägter Keilform aufweist als der Aufnahmeabschnitt 128 des Grundkörpers 118. Folglich muss das Dichtelement 112 beim Aufschieben desselben auf den Aufnahmeabschnitt 128 stärker verformt werden, wodurch letztendlich ein festerer Sitz des Dichtelements 112 auf dem Grundkörper 118 erhältlich ist.
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Im Übrigen stimmt die in 5 dargestellte dritte Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Eine in 6 dargestellte vierte Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 5 dargestellten dritten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Dichtungsvorrichtung 100 ein Zusatzdichtelement 148 entsprechend der in den 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsform umfasst.
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Folglich kann auch bei der in 6 dargestellten vierten Ausführungsform der Dichtungsvorrichtung 100 eine Abdichtwirkung im Bereich des Endes 132 des schrägen Abschnitts 126 des Grundkörpers 118 optimiert werden.
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Im Übrigen stimmt die in 6 dargestellte vierte Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in 5 dargestellten dritten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Eine in den 7 und 8 dargestellte fünfte Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass das Dichtelement 112 der Dichtungsvorrichtung 100 zwei Dichtkanten 142 umfasst, welche in axialer Richtung 108 einerseits und in radialer Richtung 114 andererseits versetzt zueinander angeordnet sind.
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Die Dichtkanten 142 sind jeweils im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet.
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Mittels einer ersten Dichtkante 142 ist dabei ein Primärdichtbereich 152 gebildet.
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Diese Dichtkante 142 dient insbesondere der Abdichtung zwischen den zwei Aufnahmeräumen 104 für einen gewissen Zeitraum nach der erstmaligen Montage der Dichtungsvorrichtung 100.
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Da die weitere Dichtkante 142 in radialer Richtung 114 nach außen versetzt angeordnet ist, kommt diese weitere Dichtkante 142 zunächst nicht mit der Anlagefläche 140 des Gegenelements 110, insbesondere der Welle 106, in Kontakt.
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Nach einer gewissen Betriebsdauer der Dichtungsvorrichtung 100 und somit nachdem das Dichtelement 112 im Bereich der ersten Dichtkante 142 einen gewissen Verschleiß erfahren hat, gelangt die weitere Dichtkante 142 an die Anlagefläche 140 des Gegenelements 110.
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Die weitere Dichtkante 142 bildet somit einen Sekundärdichtbereich 154 der Dichtungsvorrichtung 100.
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Durch eine solche Dichtungsvorrichtung 100 mit zwei Dichtkanten 142 kann eine besonders langzeitstabile Dichtungsvorrichtung 100 bereitgestellt werden.
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Wie insbesondere 8 zu entnehmen ist, sind die beiden Dichtkanten 142 von insgesamt vier Schrägflächen 144 des Dichtelements 112 umgeben, welche jeweils miteinander einen Winkel γ von ungefähr 90° und mit der Anlagefläche 140 des Gegenelements 110 jeweils einen Winkel β von ungefähr 45° einschließen.
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Im Übrigen stimmt die in den 7 und 8 dargestellte fünfte Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Eine in den 9 und 10 dargestellte sechste Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die Dichtungsvorrichtung 100 einen Reservoirbereich 156 zur Aufnahme von Schmierstoff umfasst.
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Der Reservoirbereich 156 ist dabei in dem Dichtelement 112 der Dichtungsvorrichtung 100 angeordnet.
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Beispielsweise ist der Reservoirbereich 156 durch eine oder mehrere lokale Einbuchtungen 158 oder durch eine ringförmige Einbuchtung 158 in dem Dichtelement 112 gebildet.
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Der Reservoirbereich 156 ist insbesondere zu der Anlagefläche 140 des Gegenelements 110 und somit in radialer Richtung 114 nach innen gerichtet geöffnet ausgebildet.
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Vorzugsweise ist der Reservoirbereich 156 in oder an einem oder mehreren Dichtbereichen 138 des Dichtelements 112 angeordnet, so dass in dem Reservoirbereich 156 angeordneter Schmierstoff im Betrieb der Dichtungsvorrichtung 100 in oder an den Dichtbereich 138 gelangt und somit eine Reibwirkung zwischen dem Dichtelement 112 und dem Gegenelement 110 reduziert werden kann. Hierdurch kann letztlich insbesondere ein Verschleiß des Dichtelements 112 reduziert werden.
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Der Reservoirbereich 156 ist in axialer Richtung 108 vorzugsweise beidseitig von jeweils einem Dichtbereich 138 umgeben. Ein unerwünschtes Herausfließen von Schmierstoff aus dem Reservoirbereich 156 in einen der Aufnahmeräume 104 kann somit vorzugsweise verhindert werden.
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Im Übrigen stimmt die in den 9 und 10 dargestellte sechste Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform überein, so dass auf deren vorstehende Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.
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Bei weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsformen von Dichtungsvorrichtungen 100 können einzelne oder mehrere Merkmale der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert sein.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass auch die in den 7 und 8 dargestellte fünfte Ausführungsform einer Dichtungsvorrichtung 100 mit einem Reservoirbereich 156 zur Aufnahme von Schmierstoff gemäß der in den 9 und 10 dargestellten sechsten Ausführungsform versehen ist.
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Ein solcher Reservoirbereich 156 kann dabei insbesondere zwischen den zwei Dichtkanten 142 und somit zwischen dem Primärdichtbereich 152 und dem Sekundärdichtbereich 154 angeordnet sein.
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Dadurch, dass bei sämtlichen Ausführungsformen der Dichtungsvorrichtung 100 ein von dem Grundkörper 118 verschiedenes und auswechselbares Dichtelement 112 vorgesehen ist, ist die Dichtungsvorrichtung 100 einfach und kostengünstig herstellbar. Zudem kann durch einen regelmäßigen Austausch eines verschlissenen Dichtelements 112 durch ein neues Dichtelement 112 eine zuverlässige, langanhaltende Dichtwirkung mittels der Dichtungsvorrichtung 100 gewährleistet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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