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Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung, insbesondere eine gasgeschmierte Gleitringdichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Gasgeschmierte Gleitringdichtungen werden beispielsweise bei der Abdichtung an Kurbelwellen eingesetzt. 10 zeigt eine solche Gleitringdichtung mit einer Halterung 1, an der ein Gegenring 8 befestigt ist. An ihm liegt unter der Kraft wenigstens einer Feder 21 ein Gleitring 9 an, der teilweise in ein Gehäuse 12 ragt. Der Gleitring 9 weist auf seiner vom Gegenring 8 abgewandten Seite eine Vertiefung 25 auf, die radial nach innen sowie in Richtung auf das Gehäuse 12 offen ist und in der ein O-Ring 43 liegt. Er wird zwischen dem Gleitring 9 und einem Gehäuseteil 13 durch elastische Verformung eingeklemmt. Die Halterung 1 mit dem Gegenring 8 sitzt drehfest auf der Kurbelwelle, während das Gehäuse 12 mit dem Gleitring 9 in einen Kurbelwellenflansch eingebaut ist. Beim Einsatz der Gleitringdichtung rotiert der Gegenring 8 zusammen mit der Kurbelwelle, während der Gleitring 9 stationär ist. Der O-Ring 43 bildet eine statische Abdichtung für den Gleitring 9. Im Einsatz der Kurbelwelle kommt es zu Axialverschiebungen der Kurbelwelle in der Größenordnung von mehreren 1/10 mm. Der eingeklemmte O-Ring hindert diese Bewegung aufgrund eines Stick-Slip-Effektes. Er hat zur Folge, dass der Gleitring 9 sich nur ruckartig oder gar nicht bzw. nur eingeschränkt bewegt. Es ist sogar mit einer dynamischen axialen Anregung der Kurbelwelle zu rechnen, deren Bewegungen der O-Ring 43 nicht oder nur ungenügend folgen kann.
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Bei einer anderen bekannten Gleitringdichtung (11) erfolgt die statische Abdichtung des Gleitringes 9 durch einen Quadring 44, der mit seinen umlaufenden Stegen 45 linienförmig am Gleitring 9 sowie am Gehäuseteil 13 anliegt. Aber auch der Quadring 44 weist die gleichen Nachteile auf wie der O-Ring 43.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Gleitringdichtung so auszubilden, dass die statische Dichtung eine axiale Bewegung des ruhenden Gleitringes in zuverlässiger Weise ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Gleitringdichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Gleitringdichtung wird zur statischen Abdichtung des ruhenden Gleitringes wenigstens eine Dichtlippe verwendet, die Teil wenigstens eines Dichtelementes ist. Die Dichtlippe liegt über den Umfang des ruhenden Gleitringes flächig an der zugehörigen Dichtfläche an. Die Dichtlippe bildet im Kontaktbereich mit der Dichtfläche eine geschlossene Ringfläche. Die Dichtlippe ist in der Einbaulage elastisch verformt und erlaubt ein nahezu stick-slip-freies Verschieben des ruhenden Gleitringes im Falle von geringen Axialbewegungen der Kurbelwelle. Die erfindungsgemäße Gleitringdichtung ist darum hervorragend als gasgeschmierte Gleitringdichtung geeignet. Allerdings ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Gleitringdichtung hierauf nicht beschränkt.
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Eine einfache und kostengünstige Ausbildung ergibt sich, wenn das Dichtelement eine Dichtscheibe ist. Sie ermöglicht eine einfache Herstellung der Gleitringdichtung und lässt sich einfach montieren.
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Vorteilhaft besteht die Dichtscheibe aus reibungsarmem Material, insbesondere aus PTFE. Das reibungsarme Material, insbesondere das PTFE, ermöglicht eine reibungsarme Axialverschiebung zum Toleranzausgleich, ohne die statische Dichtwirkung zu beeinträchtigen.
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Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Dichtlippe an ihrer mit der Dichtfläche in Berührung kommenden Seite mit einer reibungsarmen Beschichtung zu versehen, die vorteilhaft aus PTFE besteht. In diesem Fall kann das Dichtelement, insbesondere die Dichtscheibe, aus einem kostengünstigen Material gefertigt werden. Durch die Beschichtung der Dichtlippe wird der reibungsarme Kontakt zwischen ihr und der zugehörigen Dichtfläche hergestellt.
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Der Einsatz von reibungsarmen Material, insbesondere von PTFE, zur statischen Abdichtung ermöglicht einen nahezu stick-slip-freien Ausgleich der dynamischen Axialtoleranzen beim Einsatz der erfindungsgemäßen Gleitringdichtung.
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Das Dichtelement kann auch durch einen ringförmigen Formkörper gebildet sein, von dem die Dichtlippe absteht. Der Formkörper kann aus Gummi oder gummiartigem Material bestehen. Zumindest die Dichtlippe besteht aus einem Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften.
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In den Formkörper kann vorteilhaft ein Stützkörper eingebettet sein, der dem Dichtelement eine hohe Festigkeit verleiht und die Montage des Dichtelementes erleichtert.
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Je nach Ausführung und/oder Einsatzfall kann das Dichtelement am Gehäuse oder am ruhenden Gleitring befestigt sein.
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Ist das Dichtelement am Gleitring befestigt, dann ist der Gleitring mit einer Vertiefung versehen, in der sich das Dichtelement mit einem Halteteil einfach und zuverlässig befestigen lässt. Die Dichtlippe ragt dann aus der Vertiefung nach außen und liegt unter elastischer Verformung an einer entsprechenden Dichtfläche des Gehäuses an.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Halteteil des Dichtelementes unmittelbar am Boden der Vertiefung des Gleitringes befestigt ist. Dadurch sind zusätzliche Bauteile zur Befestigung am Gleitring nicht erforderlich.
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Eine einfache und kostengünstige Befestigung ergibt sich, wenn der Halteteil des Dichtelements an den Boden der Vertiefung angeklebt oder anvulkanisiert ist. Diese beiden Verbindungsarten ermöglichen eine kostengünstige und dennoch sichere Verbindung des Dichtelementes am Gleitring.
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Insbesondere wenn das Dichtelement durch eine PTFE-Scheibe gebildet wird, kann die Anbindung des Dichtelementes an den Gleitring durch eine Plasmaaktivierung der Dichtscheibe in vorteilhafter Weise begünstigt werden.
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Bevorzugt ist die Dichtfläche, mit der die Dichtlippe des am Gleitring befestigten Dichtelementes zusammenwirkt, die Innenseite eines Gehäuseteiles. Dies trägt zu einer einfachen und kostengünstigen Ausbildung bei, da für die Bereitstellung der Dichtfläche keine besondere konstruktive Maßnahme erforderlich ist.
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Wenn das Dichtelement am Gehäuse befestigt ist, dann ist die zugehörige Dichtfläche am ruhenden Gleitring vorgesehen.
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Damit die Gleitringdichtung in diesem Falle eine kompakte Ausbildung hat, ist es vorteilhaft, wenn der ruhende Gleitring mit einer Vertiefung versehen ist, in welche die Dichtlippe des am Gehäuse befestigten Dichtelementes ragt. In diesem Falle ist die Dichtfläche Teil des Gleitringes und innerhalb der Vertiefung vorgesehen.
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Vorteilhaft ist die Dichtfläche eine Seitenwand der Vertiefung.
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Die Dichtfläche des Gehäuseteiles bzw. des Gleitringes sind vorteilhaft zueinander koaxiale Zylinderflächen. An ihnen liegt die Dichtlippe über den Umfang des Gleitringes dichtend an.
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Für eine zusätzliche Sicherheit der statischen Abdichtung ist es von Vorteil, wenn mehrere Dichtelemente hintereinander angeordnet sind. So kann die Gleitringdichtung zwei oder auch mehr solcher Dichtelemente aufweisen.
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Damit die benachbart zueinander liegenden Dichtelemente in ihrer Funktion sich nicht gegenseitig beeinträchtigen, ist es von Vorteil, wenn sie durch wenigstens ein Zwischenstück voneinander getrennt sind. In diesem Falle liegen die Dichtelemente mit ihren Halteteilen an den beiden Seitenflächen des Zwischenstückes an.
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Die Dichtelemente sind in diesem Falle bevorzugt gleich ausgebildet.
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Je nach Anwendungsfall können die Dichtlippen der Dichtelemente gegenüber dem Halteteil in die eine oder die andere Richtung elastisch gebogen sein.
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Zur reibungsarmen Axialverschiebung zum Toleranzausgleich trägt in vorteilhafter Weise bei, wenn die Dichtlippe zumindest im Anlagebereich an der Dichtfläche mit Vertiefungen versehen ist. Dann liegt die Dichtlippe nur mit den die Vertiefungen voneinander trennenden Stegen an der Dichtfläche an. Die Vertiefungen können konzentrische Ringe sein. Es ist aber auch möglich, dass in der Dichtlippe eine spiralförmige verlaufende Vertiefung vorgesehen ist.
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Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen
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1 bis 9 jeweils im Axialschnitt eine Hälfte verschiedener Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Gleitringdichtungen,
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10 und 11 in Darstellungen entsprechend den 1 bis 8 zwei unterschiedliche Gleitringdichtungen nach dem Stand der Technik.
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Die nachfolgend beschriebenen Gleitringdichtungen sind so ausgebildet, dass sie bei stehenden Gleitpartnern eine einwandfreie statische Abdichtung sicherstellen und hierbei auch ein axiales Spiel zwischen den abzudichtenden Maschinenteilen ermöglichen, ohne die statische Abdichtung zu beeinträchtigen. Die Gleitringdichtungen sind insbesondere für Kurbelwellen vorgesehen, die sich durch Kurbelwellenflansche erstrecken. Die Gleitringdichtungen sind insbesondere reibungsarme gasgeschmierte Gleitringdichtungen. Selbstverständlich ist der Anwendungsbereich der Gleitringdichtungen nicht auf diese bevorzugte Anwendung beschränkt. Die Gleitringdichtungen können überall dort eingesetzt werden, wo eine möglichst reibungsarme, kostengünstige und gut zu montierende Gleitringdichtung gefordert wird, die auch eine reibungsarme Axialverschiebung zum Toleranzausgleich ermöglicht.
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Die Gleitringdichtung gemäß 1 hat eine Halterung 1, die drehfest und axial fest auf dem (nicht dargestellten) abzudichtenden Maschinenteil sitzt. Es ist vorteilhaft eine Welle, insbesondere eine Kurbelwelle. Die Halterung 1 hat einen zylindrischen Halteabschnitt 2, der drehfest und axial fest auf dem Maschinenteil sitzt. Das freie Ende 3 des Halteabschnittes 2 ist trichterförmig ausgeweitet. Das andere Ende des Halteabschnittes 2 schließt rechtwinklig an einen radial nach außen gerichteten Flanschabschnitt 4 an, der über einen ringförmigen Zwischenabschnitt 5 in einen radial nach außen gerichteten Endflansch 6 übergeht. Der Zwischenabschnitt 5 ist zylindrisch ausgebildet und in Axialrichtung wesentlich kürzer als der zylindrische Halteabschnitt 2. Die Übergänge zwischen dem Halteabschnitt 2, dem Flanschabschnitt 4, dem Zwischenabschnitt 5 und dem Endflansch 6 sind vorteilhaft bogenförmig gestaltet. An der Innenseite 7 des Endflansches 6 ist ein Gegenring 8 in geeigneter und bekannter Weise befestigt. Vorteilhaft hat der Gegenring 8 geringen Abstand vom Zwischenabschnitt 5. Es besteht auch die Möglichkeit, dass der Gegenring 8 unter Zwischenlage einer Haltemanschette auf dem ringförmigen Zwischenabschnitt 5 aufliegt.
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Am Gegenring 8 liegt ein Gleitring 9 unter einer axial wirkenden Kraft an. Der Gegenring 8 und der Gleitring 9 liegen mit ringförmigen Gleitflächen 10, 11 aneinander. Die Gleitflächen 10, 11 bilden den radialen Dichtspalt. Der Gleitring 9 steht radial nach außen und radial nach innen über den Gegenring 8 vor und ist in einem Gehäuse 12 aufgenommen. Es hat einen inneren zylindrischen Ringabschnitt 13, der mit radialem Abstand den Halteabschnitt 2 der Halterung 1 umgibt. Das freie Ende 14 des Ringabschnittes 13 ist radial nach innen abgebogen und endet mit Abstand vom Halteabschnitt 2 der Halterung 1. In Achsrichtung gesehen hat die Stirnseite 15 des freien Endes 14 des Ringabschnittes 13 größeren Durchmesser als das trichterförmig erweiterte Ende 3 des Halteabschnittes 2. Dadurch lassen sich die Halterung 1 und das Gehäuse 12 einfach axial zusammenfügen.
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Der Ringabschnitt 13 geht bogenförmig in einen ringförmigen Boden 16 über, der in einer Radialebene der Gleitringdichtung liegt und sich vom Ringabschnitt 13 aus radial nach außen erstreckt. Der Boden 16 liegt axial vor dem freien Ende 3 der Halterung 1, d. h. das Gehäuse 12 ragt axial über den Halteabschnitt 2.
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Am radial äußeren Ende geht der Boden 16 bogenförmig in einen äußeren zylindrischen Ringabschnitt 17 über, der koaxial zum inneren Ringabschnitt 13 sowie zum Halteabschnitt 2 der Halterung 1 liegt. Das freie Ende 18 des Ringabschnittes 17 dient als Verdrehschutz für den Gleitring 9. Das freie Ende 18 ist so ausgebildet, dass es über seinen Umfang verteilt mehrere radial nach innen gerichtete verformte Abschnitte 19 aufweist, die in Eingriff mit axial verlaufenden Nuten 20 am Umfang des Gleitringes 9 sind. Die verformten Abschnitte 19 sowie die Nuten 20 sind so aufeinander abgestimmt, dass eine zuverlässige Verdrehsicherung des Gleitringes 9 erreicht ist. Dadurch ist sichergestellt, dass der Gleitring 9 im Einsatz nicht um seine Achse dreht.
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Der Gleitring 9 wird an der vom Gegenring 8 abgewandten Seite durch wenigstens eine Feder 21 axial kraftbeaufschlagt. Im Ausführungsbeispiel ist die Feder 21 eine Tellerfeder, die unter Zwischenlage einer Stützscheibe 22 am Gleitring 9 anliegt. Die Stützscheibe 22 ragt radial nach außen über den Gleitring 9. Die Feder 21 und die Stützscheibe 22 werden vom äußeren Ringabschnitt 17 des Gehäuses 12 mit Abstand umgeben. In Achsrichtung der Gleitringdichtung gesehen wird die Stützscheibe 22 vom freien Ende 18 des Ringabschnittes 17 übergriffen.
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Die Feder 21 und die Stützscheibe 22 umgeben mit Abstand den inneren Ringabschnitt 13 des Gehäuses 12. Auf diese Weise liegen die Feder 21 und die Stützscheibe 22 geschützt im Gehäuse 12.
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Der Gleitring 9 ragt axial über die beiden Ringabschnitte 13, 17 des Gehäuses 12, wobei sich der durch die aneinanderliegenden Gleitflächen 10, 11 gebildete Dichtspalt in Höhe des Flanschabschnittes 4 der Halterung 1 befindet.
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Die zylindrische Innenseite 23 des Gleitringes 9 liegt mit Abstand zum radial inneren Ringabschnitt 13 des Gehäuses 12. An seiner der Stützscheibe 22 zugewandten Stirnseite 24 ist der Gleitring 9 mit einer Vertiefung 25 versehen, die zur Innenseite 23 offen ist. Der Gleitring 9 liegt somit nur mit seinem an die Vertiefung 25 anschließenden äußeren Randbereich an der Stützscheibe 22 an. Die Vertiefung 25 dient als Aufnahmeraum für ein Dichtelement 26, das als statische Dichtung wirksam ist. Das Dichtelement 26 ist eine Dichtscheibe, die mit einem radial verlaufenden Halteteil 27 in bekannter Weise am Boden 28 der Vertiefung 25 befestigt ist. Die Verbindung kann beispielsweise durch Kleben, durch Plasmaaktivierung und Kleben und dergleichen erfolgen. Der radial nach innen aus der Vertiefung 25 ragende Teil des Dichtelementes 26 bildet eine Dichtlippe 29, die unter elastischer Verformung auf der äußeren Mantelseite 30 des inneren Ringabschnittes 13 aufliegt. Die Dichtlippe 29 ist in Richtung auf den Gegenring 8 gebogen. Das Dichtelement 26 ist vorteilhaft eine PTFE-Scheibe, die eine reibungsarme Axialverschiebung auf dem Ringabschnitt 13 zum Toleranzausgleich bei relativen Axialverschiebungen zwischen den abzudichtenden Maschinenteilen zuverlässig ermöglicht. Insbesondere ist mit der PTFE-Scheibe ein nahezu stick-slip-freies Ausgleichen der dynamischen Axialtoleranzen gewährleistet. Die Dichtlippe 29 bildet im Kontaktbereich eine geschlossene Ringfläche, die eine einwandfreie statische Abdichtung des stehenden Gleitringes 9 am Gehäuse 12 sicherstellt.
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Das Dichtelement 26 liegt mit seinem äußeren Rand 31 an der Seitenwand 32 der Vertiefung 25 an, deren axiale Tiefe beispielhaft größer ist als die Dicke des Halteteils 27 des Dichtelementes 26. Um die Anbindung des Halteteiles 27 an den Gleitring 9 zu verbessern, können in den Kontaktflächen des Gleitringes 9 und/oder des Halteteiles 27 Vertiefungen vorgesehen sein, die zu einer festen Verbindung zwischen dem Halteteil 27 und dem Gleitring 9 beitragen.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist das Dichtelement 26 mit seinem Halteteil 27 an den Boden 28 der Vertiefung 25 des Gleitringes 9 angeklebt. Zur Verbesserung der Klebefestigkeit ist der Boden 28 vorteilhaft mit Vertiefungen 33 versehen, die zur guten Haftbarkeit beitragen. Das Dichtelement 26 ist vorteilhaft eine PTFE-Scheibe, die mit dem Halteteil 27 am Boden 28 der Vertiefung 25 befestigt ist und deren Dichtlippe 29 unter elastischer Verformung an der zylindrischen äußeren Mantelseite 30 des inneren Ringabschnittes 13 des Gehäuses 12 dichtend anliegt. Entsprechend der vorigen Ausführungsform hat die Dichtlippe 29 ausreichenden Abstand von der Innenseite 23 des Gleitringes 9, so dass die Dichtfunktion jederzeit gewährleistet ist. Im Kontaktbereich der Dichtlippe 29 mit der Mantelfläche 30 des Ringabschnittes 13 besteht eine geschlossene Ringfläche, die eine einwandfreie statische Abdichtung sicherstellt.
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Die Vertiefung 25 des Gleitringes 9 ist im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 1 wesentlich tiefer. Des Weiteren ist der Gleitring 9 im Bereich seiner Gleitfläche 11 radial gleich breit wie der Gegenring 8.
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Am Gleitring 9 greift an der Stirnseite 24 die Feder 21 an, die beispielhaft eine Schraubendruckfeder ist, die sich am Gehäuseboden 16 sowie an der Stirnseite 24 des Gleitringes 9 abstützt. Unter der Kraft der Feder 21 liegt der Gleitring 9 mit seiner Dichtfläche 11 dichtend an der Dichtfläche 10 des Gegenringes 8 an.
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Der Gleitring 9 ist mit axialem Abstand von seiner Dichtfläche 11 mit einer Vertiefung 34 versehen, die zur radial äußeren zylindrischen Mantelfläche 35 des Gleitringes 9 offen ist. Die Mantelfläche 35 hat radialen Abstand vom freien Ende 18 des Ringabschnittes 17 des Gehäuses 12.
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Im Unterschied zur vorigen Ausführungsform geht der Gehäuseboden 16 radial innen in einen ringförmigen Zwischenabschnitt 36 über, der koaxial zum inneren und zum äußeren Ringabschnitt 13, 17 des Gehäuses verläuft und über einen radial verlaufenden Zwischenabschnitt 37 in den inneren Ringabschnitt 13 übergeht. Aufgrund dieser Gehäuseausbildung steht der innere Ringabschnitt 13 axial über das freie Ende 18 des äußeren Ringabschnittes 17 über. Beim vorigen Ausführungsbeispiel liegen das freie Ende 18 sowie das freie Ende 14 der beiden Ringabschnitte etwa auf gleicher axialer Höhe.
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Die Halterung 1 hat den zylindrischen Halteabschnitt 2, dessen freies Ende 3 radial nach außen trichterförmig erweitert ist. Am anderen Ende geht der zylindrische Halteabschnitt über den Zwischenabschnitt 5 in den Endflansch 6 über, an dem der Gegenring 8 befestigt ist. Der Zwischenabschnitt 5 verläuft kegelförmig.
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Die Ausführungsform gemäß 3 ist im Wesentlichen gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel gemäß 2. Das Dichtelement 26 ist jedoch so eingebaut, dass seine Dichtlippe 29 dichtend an der Seitenwand 32 der Vertiefung 25 des Gleitringes 9 anliegt. Die Dichtlippe 29 ist in Richtung auf den Gegenring 8 elastisch gebogen. Der radial verlaufende Halteteil 27 liegt an einem ringförmigen Zwischenstück 38 an, das beispielhaft aus metallischem Werkstoff, wie Stahl, Aluminium und dgl., oder auch aus Kunststoff bestehen kann. Das Zwischenstück 38 liegt an der Innenseite des Zwischenabschnittes 37 am Übergang zwischen dem Zwischenabschnitt 37 und dem Ringabschnitt 13 sowie am Ringabschnitt 13 des Gehäuses 12 an. Das Dichtelement 26 ist an den Ringabschnitt 13 anvulkanisiert, was durch den Ring 39 gekennzeichnet ist.
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Diese Gleitringdichtung lässt sich sehr einfach montieren. In das Gehäuse 12 wird das ringförmige Zwischenstück 38 eingeschoben, bis es am Zwischenabschnitt 37 anliegt. Anschließend wird das scheibenförmige Dichtelement 26 eingesetzt, bis es mit seinem Halteteil 27 am Zwischenstück 38 anliegt. Schließlich wird das am Zwischenstück 38 anliegende Dichtelement 26 anvulkanisiert.
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Bei der Ausführungsform gemäß 4 sind zwei scheibenförmige Dichtelemente 26, 26' vorgesehen, die mit ihren elastisch in Richtung auf den Gegenring 8 gebogenen Dichtlippen 29, 29' dichtend an der Seitenwand 32 der Vertiefung 25 des Gleitringes 9 anliegen. Entsprechend den vorhergehenden Ausführungsformen werden die Dichtelemente 26, 26' vorteilhaft durch PTFE-Scheiben gebildet.
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Das Dichtelement 26 liegt unter Zwischenlage des ringförmigen Zwischenstückes 38 am radialen Zwischenabschnitt 37 des Gehäuses 12 an. Zwischen den beiden Dichtelementen 26, 26' liegt ein weiteres ringförmiges Zwischenstück 40, das wie das Zwischenstück 38 beispielhaft aus metallischem Werkstoff, wie Stahl, Aluminium und dgl., oder Kunststoff bestehen kann. Im Ausführungsbeispiel hat das Zwischenstück 40 größere Dicke als das Zwischenstück 38. Je nach den Einbaugegebenheiten bzw. der Ausbildung des Gehäuses 12 können beide Zwischenstücke 38, 40 auch gleiche Dicke haben oder auch das Zwischenstück 38 dicker als das Zwischenstück 40 sein. Die Befestigung der beiden Dichtelemente 26, 26' erfolgt durch Anvulkanisieren des Dichtelementes 26' (gekennzeichnet durch den Ring 39) an den Ringabschnitt 13 des Gehäuses 12. Dadurch werden die beiden Zwischenstücke 38, 40 sowie das Dichtelement 26 zuverlässig gehalten.
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Beim Zusammenbau der Gleitringdichtung werden nacheinander das Zwischenstück 38, das Dichtelement 26, das Zwischenstück 40 und das Dichtelement 26' in das Gehäuse 12 eingelegt. Anschließend erfolgt die Anvulkanisation, wodurch das Paket 26, 26', 38, 40 im Gehäuse 12 an der äußeren Mantelfläche 30 des inneren Ringabschnittes 13 gehalten wird.
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Die ringscheibenförmigen Dichtelemente 26, 26' liegen koaxial zueinander und sind vorteilhaft gleich ausgebildet. Durch den Einsatz zweier Dichtelemente 26, 26' ist eine hervorragende statische Abdichtung sichergestellt. Selbst wenn ein Dichtelement ausfallen sollte, wird durch das andere Dichtelement die statische Abdichtung gewährleistet. Die Vertiefung 25 des Gleitringes 9 ist so tief, dass die beiden Dichtlippen 29, 29' einen einwandfreien Dichtkontakt mit der Seitenwand 32 der Vertiefung 25 haben.
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Bei der Ausführungsform gemäß 5 ist wiederum nur ein Dichtelement 26 in Form einer Dichtscheibe vorgesehen. Der Halteteil 27 des Dichtelementes 26 ist an die Innenseite des radialen Zwischenabschnittes 37 des Gehäuses 12 angeklebt. Die elastisch abgebogene Dichtlippe 29 liegt dichtend an der Seitenwand 32 der Vertiefung 25 des Gleitringes 9 an. Im Übrigen ist die Gleitringdichtung gemäß 5 gleich ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel gemäß 4.
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Die Ausführungsform gemäß 5 zeichnet sich durch ihre konstruktiv einfache Gestaltung aus. Die Gleitringdichtung besteht aus nur wenigen Bauteilen, die sich einfach fertigen und zur Gleitringdichtung zusammensetzen lassen. Das Dichtelement 26, das vorteilhaft eine PTFE-Ringscheibe ist, gewährleistet eine zuverlässige statische Abdichtung des Gleitringes 9. Da das Dichtelement 26 vorteilhaft aus PTFE besteht, ergibt sich eine reibungsarme Abdichtung, die ein nahezu stick-slip-freies Ausgleichen der dynamischen Axialtoleranzen ermöglicht.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß 6 unterscheidet sich von der vorigen Ausführungsform lediglich dadurch, dass das Dichtelement 26 an die Innenseite des Zwischenabschnittes 37 des Gehäuses 12 anvulkanisiert ist, was durch den Ring 39 verdeutlicht ist. Auch diese Ausführungsform zeichnet sich durch ihre einfache konstruktive Gestaltung aus.
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Die Gleitringdichtung gemäß 7 ähnelt der Ausführungsform 2. Der Unterschied besteht darin, dass in der Vertiefung 25 des Gleitringes 9 zwei Dichtelemente 26, 26' befestigt sind, deren Dichtlippen 29, 29' auf der äußeren Mantelseite 30 des inneren Ringabschnittes 13 des Gehäuses 12 unter elastischer Verformung dichtend aufliegen. Beide Dichtelemente 26, 26' sind vorteilhaft gleich ausgebildet und bevorzugt durch PTFE-Ringscheiben gebildet. Die Dichtung 26 ist mit ihrem Halteteil 27 entsprechend der Ausführungsform gemäß 2 an den Boden 28 der Vertiefung 25 angeklebt. Mit ihrem radial äußeren Rand 41 liegt das Dichtelement 26 an der Seitenwand 32 der Vertiefung 25 an.
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Die beiden Dichtelemente 26, 26' sind durch das ringförmige Zwischenstück 40 voneinander getrennt, das vorteilhaft aus metallischem Werkstoff, wie Stahl, Aluminium und dgl., oder aus Kunststoff bestehen kann und entsprechend der Ausführungsform gemäß 4 rechteckigen Querschnitt hat. Das Dichtelement 26' ist mit seinem Halteteil 27' an der einen Seitenwand des Zwischenstückes 40 befestigt, vorteilhaft angeklebt. Auch das Dichtelement 27' liegt mit seinem äußeren Rand 41' an der Seitenwand 32 der Vertiefung 25 an. Damit die elastische Verformbarkeit der Dichtlippen 29, 29' nicht beeinträchtigt wird, hat das ringförmige Zwischenstück 40 nur eine radiale Breite, die geringer ist als die radiale Breite der Halteteile 27, 27' der Dichtelemente 26, 26'.
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Die Dichtlippen 29, 29' sind in Richtung auf den Gegenring 8 abgebogen. Da die Dichtlippen 29, 29' am Ringabschnitt 13 anliegen, kann die Vertiefung 25 des Gleitringes 9 geringere Tiefe aufweisen als bei denjenigen Ausführungsformen, bei denen die Dichtlippen an der Seitenwand 32 der Vertiefung 25 dichtend anliegen. Damit die elastische Verformung der Dichtlippe 29 gewährleistet ist, ist der Boden 28 der Vertiefung 25 mit einer Abschrägung 42 versehen.
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Die Gleitringdichtung gemäß 8 entspricht der Ausführungsform gemäß 2. Der Unterschied besteht nur darin, dass der Halteteil 27 des Dichtelementes 26 an den Boden 28 der Vertiefung 25 des Gleitringes 9 anvulkanisiert ist, was durch den Ring 39 verdeutlicht ist. Der Boden 28 der Vertiefung 25 ist am Übergang zur zylindrischen Innenseite 23 des Gleitringes 9 entsprechend den Ausführungsformen gemäß den 1, 2 und 7 mit der Abschrägung 42 versehen, so dass die Dichtlippe 29, die in Richtung auf den Gegenring 8 elastisch gebogen ist, frei elastisch verformt werden kann.
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Da die Gleitringdichtung nur das eine Dichtelement 26 aufweist, das vorteilhaft eine PTFE-Dichtscheibe ist, kann die Tiefe der Vertiefung 25 geringer sein als beim Ausführungsbeispiel nach 7.
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Bei der Ausführungsform nach 9 ist das Dichtelement 26 ähnlich einem Schaltkolben-Dichtring ausgebildet. Das Dichtelement 26 hat einen im Querschnitt L-förmigen Stützkörper 46, der als Ring ausgebildet ist und beispielsweise aus metallischem Werkstoff oder aus einem entsprechend harten Kunststoff bestehen kann. Der Stützkörper 46 ist vollständig in den Halteteil 27 eingebettet, der an der Seitenwand 32 sowie am Boden 28 der Vertiefung 25 des Gleitringes 9 in bekannter Weise befestigt ist. Der Halteteil 27 kann aus Kunststoff, aber auch aus Gummimaterial bestehen.
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Der Halteteil 27 ist einstückig mit der Dichtlippe 29 versehen, die aus der Vertiefung 25 des Gleitringes 9 schräg hervorsteht und dichtend an der Mantelseite 30 des Ringabschnittes 13 des Gehäuses 12 anliegt. Die Dichtlippe 29 ist im Unterschied zu den vorigen Ausführungsbeispielen in Richtung auf den Zwischenabschnitt 37 des Gehäuses 12 gerichtet und liegt flächig auf der Mantelseite 30 auf.
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Der Halteteil 27 bedeckt den in einer Radialebene liegenden Boden 28 der Vertiefung 25 vollständig, während er in Achsrichtung kürzer ist als die Seitenwand 32 der Vertiefung 25.
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Der ringförmige Stützkörper 46 verleiht dem ringförmigen Dichtelement 26 eine ausreichende Stabilität.
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Zumindest die Auflageseite der Dichtlippe 29 ist aus einem Werkstoff, der gute Gleiteigenschaften aufweist. Vorteilhaft besteht die gesamte Dichtlippe 29 aus einem entsprechend gleitfähigen Werkstoff.
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Die Dichtlippe 29 ist Bestandteil des ringförmigen Dichtelementes 26, das sich einfach in die Vertiefung 25 des Gleitringes 9 einsetzen und dort befestigen lässt. Der Stützkörper 46 erleichtert das Handling des Dichtelementes 26 beim Einbau.
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Es ist weiter möglich, das gleitende Dichtelement in Form der Dichtlippe 29 direkt an den Gleitring 9 anzuspritzen. In diesem Falle ist der Stützkörper 46 nicht vorhanden. Auch bei einer solchen Gestaltung des Dichtelementes liegt die Dichtlippe 29 über den Umfang des Ringabschnittes 13 des Gehäuses 12 dichtend an der Mantelseite 30 an.
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Das Dichtelement 26 kann als Gummi-Formteil ausgebildet sein, das nicht nur eine, sondern zwei oder weitere Dichtlippen 29 hat. Auch sie sind so ausgebildet, dass sie gute Gleiteigenschaften haben und einwandfrei statisch abdichten.
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Sämtliche beschriebenen Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass sie kostengünstig und einfach zu montieren sind und geringe axiale Relativbewegungen zwischen den abzudichtenden Maschinenteilen erlauben, ohne die statische Abdichtung des Gleitringes 9 zu beeinträchtigen. Mit den Gleitringdichtungen ist es möglich, eine axiale Bewegung unter geringer Krafteinwirkung (axiale Federkraft etwa 5 bis 20 N) zuzulassen. Die Dichtelemente 26, 26' bzw. ihre Dichtlippen 29, 29' weisen im Kontaktbereich eine geschlossene Ringfläche auf. Wird als Dichtelement in vorteilhafter Weise eine PTFE-Scheibe eingesetzt, dann ist eine reibungsarme Axialverschiebung zum Toleranzausgleich zwischen den abzudichtenden Maschinenteilen problemlos möglich. Die Verwendung von PTFE zur statischen Abdichtung ermöglicht ein nahezu stick-slip-freies Ausgleichen der dynamischen Axialtoleranz. Die Gleitringdichtungen ermöglichen eine einfache, serientaugliche und kostengünstige Massenherstellung. Zur statischen Abdichtung des ruhenden Gleitringes 9 reicht in der Regel ein Dichtelement 26 aus. Bei kritischeren Anwendungen können auch zwei oder mehr Dichtelemente gemeinsam eingesetzt werden, so dass auf jeden Fall eine zuverlässige statische Abdichtung des Gleitringes 9 bei jedem Anwendungsfall eingestellt werden kann.
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Je nach Anwendungsfall können die Dichtlippen 29, 29' auch in die andere Richtung gegen den Gehäuseboden 16 elastisch gebogen sein.
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Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen kann die Dichtlippe 29 der Gleitringdichtung so ausgelegt werden, dass die Dichtlippe gleitet und stets statisch dicht ist. Die Auslegung kann je nach Anwendungsfall im Hinblick auf den Werkstoff und/oder den Reibkoeffizienten und/oder die Radialkraft erfolgen. Durch ein Zusammenspiel einer oder mehrerer dieser Größen lässt sich die Dichtlippe 29 bzw. das Dichtelement 26 so gestalten, dass auf jeden Fall eine zuverlässige Abdichtung erreicht wird.
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Die Dichtlippen 29, 29' können im Bereich ihrer mit den Dichtflächen 30, 32 in Kontakt kommenden Seiten mit konzentrischen Vertiefungen oder einer spiralig verlaufenden Vertiefung versehen sein. Dann liegen die Dichtlippen 29, 29' nur mit den zwischen den Vertiefungen vorhandenen Stegen an den Dichtflächen 30, 32 an.
