DE102020120902A1 - Gasket, method of sealing a sealing side of a gasket and method of manufacturing a gasket - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Dichtung (1), aufweisend eine Dichtseite (2), eine Rückseite (3) und wenigstens einen Dichtkörper (8), wobei eine Längserstreckung des Dichtkörpers (8) gleich gerichtet zu der Dichtseite (2) bzw. der Rückseite (3) ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Dichtkörper (8) wenigstens ein Durchströmelement (9) mit wenigstens einer Durchströmöffnung (9a) aufweist, durch welches ein Ausströmmedium (10) aus dem Dichtkörper (8) ausströmbar und/oder ein Medium in den Dichtkörper (8) einsaugbar ist, wobei die wenigstens eine Durchströmöffnung (9a) in lediglich einem Teilbereich der Längserstreckung des Dichtkörpers (8) ausgebildet ist und wobei die wenigstens eine Durchströmöffnung (9a) an einer Außenkontur des Dichtkörpers (8) angeordnet ist.The invention relates to a seal (1), having a sealing side (2), a rear side (3) and at least one sealing body (8), with a longitudinal extent of the sealing body (8) being directed in the same direction as the sealing side (2) or the rear side ( 3) is. According to the invention, the sealing body (8) has at least one flow-through element (9) with at least one flow-through opening (9a), through which an outflow medium (10) can flow out of the sealing body (8) and/or a medium can flow into the sealing body (8). can be sucked in, the at least one throughflow opening (9a) being formed in only a partial area of the longitudinal extension of the sealing body (8) and the at least one throughflow opening (9a) being arranged on an outer contour of the sealing body (8).
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Abdichtung einer Dichtseite einer Dichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 15 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtung nach Anspruch 20.The invention relates to a seal according to the preamble of
Dichtungen zur Verhinderung eines Austritts eines Mediums, beispielsweise einer Flüssigkeit und/oder eines Gases, aus einem abzudichtenden Aufnahmeraum in einen Außenbereich sind aus dem Stand der Technik bekannt. Häufig ist hierbei der Aufnahmeraum mit Ausnahme eines Dichtbereiches bereits durch Begrenzungselemente, beispielsweise durch ein Gehäuse, umschlossen, sodass die Dichtung meist die Aufgabe hat, insbesondere in dem Dichtbereich den Aufnahmeraum von dem Außenbereich zu separieren.Seals for preventing a medium, for example a liquid and/or a gas, from escaping from a receiving space to be sealed off into an outside area are known from the prior art. With the exception of a sealing area, the receiving space is often already enclosed by delimiting elements, for example by a housing, so that the seal usually has the task of separating the receiving space from the outside area, particularly in the sealing area.
Häufig wird zwischen berührenden und berührungsfreien Dichtungen unterschieden.A distinction is often made between contact and non-contact seals.
Berührende Dichtungen dichten den abzudichtenden Aufnahmeraum dadurch ab, dass die Dichtung die Begrenzungselemente des Aufnahmeraums dergestalt berührt, dass die Dichtung plastisch und/oder elastisch verformt wird und damit formschlüssig und dichtend an den Begrenzungselementen des Aufnahmeraumes anliegt. Eine Verformung wird häufig durch ein Erzeugen eines Anpressdruckes verstärkt. Eine derartige Dichtung weist demnach meist eine dem Aufnahmeraum zugewandte Dichtseite und eine dem Außenbereich zugewandte Rückseite auf.Contacting seals seal off the receiving space to be sealed in that the seal touches the delimiting elements of the receiving space in such a way that the seal is plastically and/or elastically deformed and thus bears positively and sealingly against the delimiting elements of the receiving space. A deformation is often intensified by generating a contact pressure. A seal of this type therefore usually has a sealing side facing the receiving space and a rear side facing the outside area.
Berührungsfreie Dichtungen hingegen können dadurch realisiert werden, dass ein Strom eines Ausströmmediums einem Strom des allfällig austretenden, in dem Aufnahmeraum befindlichen Mediums entgegengerichtet ist. Die hierdurch erzeugten Druckverhältnisse können dann das Medium am Verlassen des Aufnahmeraums hindern.Non-contact seals, on the other hand, can be implemented in that a flow of an outflow medium is directed in the opposite direction to a flow of any escaping medium located in the receiving space. The pressure conditions thus generated can then prevent the medium from leaving the receiving space.
Allerdings erfordert dies einen umso größeren Strom des Ausströmmediums je größer der Dichtbereich und damit eine potentielle Austrittsöffnung des in dem Aufnahmeraum befindlichen Mediums ist. Insbesondere aber muss die Strömung des Ausströmmediums kontinuierlich erfolgen, um einen Austritt des in dem Aufnahmeraum befindlichen Mediums zuverlässig und dauerhaft zu verhindern. Derartige Dichtungen eigenen sich daher besonders für einen Dauerbetrieb.However, this requires a larger flow of outflow medium, the larger the sealing area and thus a potential outlet opening for the medium located in the receiving space. In particular, however, the outflow medium must flow continuously in order to reliably and permanently prevent the medium located in the receiving space from escaping. Such seals are therefore particularly suitable for continuous operation.
Aus dem Bereich der Turbinentechnik sind Sperrluftdichtungen bekannt, bei denen als Ausströmmedium Luft verwendet wird.Sealing air seals in which air is used as the outflow medium are known from the field of turbine technology.
Ferner wird häufig zwischen statischen und dynamischen Dichtungen unterschieden.Furthermore, a distinction is often made between static and dynamic seals.
Statische Dichtungen dichten einen Dichtbereich ab, bei dem die den Dichtbereich bildenden Begrenzungselemente ortsfest zueinander sind.Static seals seal off a sealing area in which the delimiting elements forming the sealing area are stationary in relation to one another.
Bei dynamischen Dichtungen sind die den Dichtbereich bildenden Begrenzungselemente gegeneinander beweglich. Hierdurch kann zumindest teilweise keine feste Verbindung zwischen der Dichtung und den Begrenzungselementen hergestellt werden, da auf diese Weise eine möglicherweise gewünschte Relativbewegung der Begrenzungselemente unterbunden wäre. Die Dichtung steht somit während der Relativbewegung der Begrenzungselemente mit wenigstens einem der Begrenzungselemente in einem Reibkontakt.In the case of dynamic seals, the delimiting elements forming the sealing area can move in relation to one another. As a result, at least in part, no fixed connection can be established between the seal and the delimiting elements, since in this way a possibly desired relative movement of the delimiting elements would be prevented. The seal is thus in frictional contact with at least one of the delimiting elements during the relative movement of the delimiting elements.
Besondere Bedeutung kommt der Abdichtung sich gegeneinander drehender Begrenzungselemente zu. Insbesondere die Abdichtung eines Dichtbereiches zwischen einer Welle und einem die Welle umgebenden Wellengehäuse ist notwendig, um einen Austritt, beispielsweise eines Schmieröles aus dem Wellengehäuse, zu verhindern.The sealing of limiting elements rotating in opposite directions is of particular importance. In particular, the sealing of a sealing area between a shaft and a shaft housing surrounding the shaft is necessary in order to prevent, for example, a lubricating oil from escaping from the shaft housing.
Aus der
Der
Aus der
Aus dem Stand der Technik bekannte Dichtungen erzeugen einen Sperrmediumstrom, welcher entlang eines Dichtspalts nahezu homogen ausgebildet und dem abzudichtenden Medium entgegengerichtet ist.Seals known from the prior art generate a flow of blocking medium which is almost homogeneous along a sealing gap and is directed in the opposite direction to the medium to be sealed.
Berührende dynamische Dichtungen unterliegen aufgrund des beschriebenen notwendigen Reibkontaktes einem erhöhten Verschleiß. Dies ist beispielsweise bei den beschriebenen Wellendichtungen aus dem Stand der Technik der Fall.Contacting dynamic seals are subject to increased wear due to the necessary frictional contact described. This is the case, for example, with the shaft seals described from the prior art.
Nachteilig an den im Stand der Technik beschriebenen Lösungen ist daher, dass dynamische berührende Dichtungen, insbesondere im Falle von Wellendichtungen, einem erhöhten Verschleiß unterliegen, während berührungslose Dichtungen einen permanenten Ausströmmediumstrom verlangen, um ihre Funktion zur Abdichtung beizubehalten.A disadvantage of the solutions described in the prior art is therefore that dynamic contact seals, particularly in the case of shaft seals, are subject to increased wear, while non-contact seals require a permanent outflow of medium in order to maintain their sealing function.
Nachteilig an den im Stand der Technik beschriebenen Dichtungen ist daher, dass eine verschleißarme, flexible und variable Ausbildung einer Dichtfunktion sowie insbesondere eine flexible und variable Ausbildung eines Sperrmediumstroms nicht möglich ist.A disadvantage of the seals described in the prior art is therefore that a low-wear, flexible and variable design of a sealing function and in particular a flexible and variable design of a blocking medium flow is not possible.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine verschleißarme, flexible und variable Ausbildung einer Dichtfunktion ermöglicht.The present invention is based on the object of creating a seal which avoids the disadvantages of the prior art, and in particular enables a low-wear, flexible and variable design of a sealing function.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Dichtung mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.According to the invention, this object is achieved by a seal having the features mentioned in
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu Abdichtung einer Dichtseite einer Dichtung zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere eine verschleißarme, flexible und variable Ausbildung einer Dichtfunktion ermöglicht.The present invention is also based on the object of creating a method for sealing a sealing side of a seal which avoids the disadvantages of the prior art and in particular enables a low-wear, flexible and variable design of a sealing function.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 15 genannten Merkmalen gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method having the features specified in
Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtung zu schaffen, welches eine effiziente Herstellung einer erfindungsgemäßen Dichtung ermöglicht.The present invention is also based on the object of providing a method for producing a seal which enables efficient production of a seal according to the invention.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den in Anspruch 20 genannten Merkmalen gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method having the features specified in
Die erfindungsgemäße Dichtung weist eine Dichtseite, eine Rückseite und wenigstens einen Dichtkörper auf, wobei eine Längserstreckung des Dichtkörpers gleich gerichtet zu der Dichtseite bzw. der Rückseite ist. Erfindungsgemäß weist der Dichtkörper wenigstens ein Durchströmelement mit wenigstens einer Durchströmöffnung auf, durch welches ein Ausströmmedium aus dem Dichtkörper ausströmbar und/oder ein Medium in den Dichtkörper einsaugbar ist. Hierbei ist die wenigstens eine Durchströmöffnung in lediglich einem Teilbereich der Längserstreckung des Dichtkörpers ausgebildet und die wenigstens eine Durchströmöffnung ist an einer Außenkontur des Dichtkörpers angeordnet.The seal according to the invention has a sealing side, a rear side and at least one sealing body, with a longitudinal extent of the sealing body being directed in the same direction as the sealing side or the rear side. According to the invention, the sealing body has at least one flow-through element with at least one flow-through opening, through which an outflow medium can flow out of the sealing body and/or a medium can be sucked into the sealing body. In this case, the at least one through-flow opening is formed in only a partial area of the longitudinal extension of the sealing body and the at least one through-flow opening is arranged on an outer contour of the sealing body.
Die erfindungsgemäße Dichtung hat dabei den Vorteil, dass eine Dichtfunktion sowohl durch einen Ausströmmediumstrom, welcher sich durch das Ausströmen des Ausströmmediums durch das Durchströmelement einstellt, nach der Art einer berührungslosen Dichtung, als auch durch den Dichtkörper, nach der Art einer berührenden Dichtung, erzielbar ist. In diesem Falle erfüllt das Ausströmmedium eine Funktion eines Sperrmediums.The seal according to the invention has the advantage that a sealing function can be achieved both by an outflow medium flow, which is established by the outflow medium flowing through the flow-through element, in the manner of a non-contact seal, and by the sealing body, in the manner of a contact seal . In this case, the outflow medium fulfills a function of a barrier medium.
Insbesondere kann durch einen Austritt des Ausströmmediums unmittelbar an der Außenkontur des Dichtkörpers durch die Durchströmöffnungen, welche entlang der Längserstreckung des Dichtkörpers nur teilweise ausgebildet ist, ein vorteilhaft strukturierter Ausströmmediumstrom erzeugt werden. Durch eine Geometrie der Durchströmöffnungen kann hierdurch direkt ein komplex strukturiertes Strömungsprofil und/oder ein komplex strukturiertes Druckprofil des Ausströmmediumstroms erzeugt werden. Dadurch, dass die Durchströmöffnungen an der Außenkontur des Dichtkörpers angeordnet sind, wird das Strömungsprofil und/oder das Druckprofil vor einem Austritt aus dem Dichtkörper nicht gestört.In particular, an advantageously structured flow of outflow medium can be generated by an exit of the outflow medium directly on the outer contour of the sealing body through the throughflow openings, which are only partially formed along the longitudinal extent of the sealing body. A flow profile with a complex structure and/or a pressure profile with a complex structure of the flow of outflow medium can be generated directly as a result of a geometry of the throughflow openings. Due to the fact that the through-flow openings are arranged on the outer contour of the sealing body, the flow profile and/or the pressure profile is not disturbed before it emerges from the sealing body.
Die Außenkontur des Dichtkörpers ist diejenige Kontur, welche im Wesentlichen durch eine dreidimensionale äußere Hülle des Dichtkörpers bestimmt ist.The outer contour of the sealing body is that contour which is essentially determined by a three-dimensional outer shell of the sealing body.
Die Durchströmöffnung ist demnach dann an der Außenkontur des Dichtkörpers angeordnet, wenn sie nicht in einer Vertiefung und/oder Einstülpung und/oder Einkerbung und/oder Einbuchtung des Dichtkörpers und/oder in den Dichtkörper eingezogen angeordnet ist.The throughflow opening is therefore arranged on the outer contour of the sealing body when it is not arranged in a recess and/or indentation and/or indentation and/or indentation of the sealing body and/or drawn into the sealing body.
Die Dichtfunktion der Dichtung umfasst hierbei ein Medium, welches sich in einem Aufnahmeraum auf der Dichtseite der Dichtung befindet, an einem Austritt in einen Außenraum auf der Rückseite der Dichtung zu hindern. Weiterhin kann die Dichtfunktion auch durch das Einsaugen des Mediums in das Durchströmelement erzielt werden.The sealing function of the seal here includes preventing a medium, which is located in a receiving space on the sealing side of the seal, from escaping into an external space on the rear side of the seal. Furthermore, the sealing function can also be achieved by sucking the medium into the flow-through element.
Die erfindungsgemäße Dichtung kann mithin als Hybriddichtung verstanden werden, welche in verschiedenen Ausgestaltungsformen zwischen einer berührenden und einer berührungslosen Dichtung ausgebildet sein kann. Ferner kann durch das wenigstens eine Durchströmelement das Ausströmmedium ausgeströmt werden und/oder das Medium eingesaugt werden. Die Dichtung hat zudem den Vorteil, dass die genannten Funktionalitäten in kompakter Bauweise erzielt werden können. Mögliche aufwendige und teure Sonderkonstruktionen können somit vermieden werden. Auch ermöglicht die erfindungsgemäße Dichtung zusätzliche Funktionalitäten, welche bisher nicht realisiert werden konnten.The seal according to the invention can therefore be understood as a hybrid seal, which can be designed in various configurations between a contact seal and a non-contact seal. Furthermore, the outflow medium can be flowed out and/or the medium can be sucked in through the at least one flow-through element. The seal also has the advantage that the functionalities mentioned can be achieved in a compact design. Possible complex and expensive special constructions thus be avoided. The seal according to the invention also enables additional functionalities that could not previously be implemented.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper beispielsweise als Dichtlippe und/oder als Dichtmanschette ausgebildet ist.Provision can advantageously be made for the sealing body to be designed, for example, as a sealing lip and/or as a sealing sleeve.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Dichtung kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper wenigstens einen vorzugsweise innerhalb des Dichtkörpers verlaufenden Kanal, eingerichtet zur Zuführung des Ausströmmediums zu dem wenigstens einen Durchströmelement und/oder zur Abführung des Mediums von dem wenigstens einen Durchströmelement, aufweist. Durch einen derartigen wenigstens einen Kanal kann das Durchströmelement vorteilhafterweise mit Ausströmmedium beaufschlagt werden, welches durch das Durchströmelement ausströmen und einen Ausströmmediumstrom bilden kann. Insbesondere vorteilhaft ist hierbei ein Verlauf des wenigstens einen Kanals innerhalb des Dichtkörpers, da hierdurch das Durchströmelement an dem Dichtkörper an vielen Positionen angeordnet werden kann und der Dichtkörper intern von Ausströmmedium durchströmbar ist, was beispielsweise zu einer Kühlung des Dichtkörpers beitragen kann.In an advantageous further development of the seal according to the invention, it can be provided that the sealing body has at least one channel, preferably running inside the sealing body, designed to supply the outflow medium to the at least one flow-through element and/or to discharge the medium from the at least one flow-through element. Through such at least one channel, the flow-through element can advantageously be acted upon by outflow medium, which can flow out through the flow-through element and form an outflow medium stream. It is particularly advantageous for the at least one channel to run within the sealing body, since this allows the flow-through element to be arranged in many positions on the sealing body and the outflow medium can flow through the sealing body internally, which can contribute to cooling the sealing body, for example.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Dichtung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Durchströmöffnung in einem der Dichtseite und der Rückseite abgewandten Bereich angeordnet ist. Hierdurch kann eine vorteilhafte indirekte Dichtwirkung des Ausströmmediumstroms erzielt werden, ohne eine unerwünscht starke Interaktion zwischen dem Ausströmmedium und dem Medium zu bewirken.In an advantageous development of the seal according to the invention, it can be provided that the at least one through-flow opening is arranged in a region facing away from the sealing side and the rear side. In this way, an advantageous indirect sealing effect of the flow of outflow medium can be achieved without causing an undesirably strong interaction between the outflow medium and the medium.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Dichtung kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper zwischen einem ersten Begrenzungselement und einem zweiten Begrenzungselement angeordnet ist und mit dem ersten Begrenzungselement verbunden ist. Die Begrenzungselemente begrenzen hierbei einen Dichtbereich. Die Dichtung kann dann vorteilhafterweise lediglich einen anstatt mehrerer Dichtspalte ausweisen.In an advantageous development of the seal according to the invention, it can be provided that the sealing body is arranged between a first delimiting element and a second delimiting element and is connected to the first delimiting element. In this case, the delimiting elements delimit a sealing area. The seal can then advantageously have only one instead of several sealing gaps.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Dichtung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Durchströmöffnung in einem dem zweiten Begrenzungselement zugewandten Bereich des Dichtkörpers angeordnet ist. Hierdurch kann beispielsweise ein Ausströmmediumstrom vorteilhafterweise unmittelbar in einem Bereich einer Stirnseite einer Dichtlippe in einem Dichtspalt ausgebildet werden.In an advantageous development of the seal according to the invention, it can be provided that at least one through-flow opening is arranged in a region of the sealing body that faces the second delimiting element. As a result, for example, an outflow medium flow can advantageously be formed directly in a region of an end face of a sealing lip in a sealing gap.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Dichtung kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper als einzelne Dichtlippe ausgebildet ist. Durch die zusätzliche Dichtwirkung der Durchströmelemente kann der Dichtkörper vorteilhaft einfach und kostengünstig aus lediglich einer Dichtlippe ausgebildet sein.In an advantageous development of the seal according to the invention, it can be provided that the sealing body is designed as a single sealing lip. Due to the additional sealing effect of the flow-through elements, the sealing body can advantageously be formed simply and cost-effectively from just one sealing lip.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Dichtung kann vorgesehen sein, dass eine Dichtspalthöhe eines Dichtspalts zwischen dem Dichtkörper und dem zweiten Begrenzungselement durch ein Ausströmen des Ausströmmediums und/oder durch ein Einsaugen des Mediums wenigstens bereichsweise variierbar ist. Eine, insbesondere entlang der Längserstreckung, aktiv wenigstens bereichsweise variierbare Dichtspalthöhe bietet den Vorteil, dass beispielsweise eine Aufteilung der Dichtwirkung zwischen Dichtkörper und Ausströmmediumstrom in Abhängigkeit eines lokal und/oder zeitlich schwankenden Dichtungsbedarfs eingestellt werden kann.In an advantageous development of the seal according to the invention, it can be provided that a sealing gap height of a sealing gap between the sealing body and the second delimiting element can be varied at least in regions by the outflow medium flowing out and/or the medium being sucked in. A sealing gap height that can be actively varied at least in certain areas, in particular along the longitudinal extension, offers the advantage that, for example, a distribution of the sealing effect between the sealing body and outflow medium flow can be set depending on a sealing requirement that fluctuates locally and/or over time.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Dichtung kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper durch ein Ausströmen des Ausströmmediums von dem zweiten Begrenzungselement wenigstens annähernd vollständig abhebbar ist und/oder durch ein Einsaugen des Mediums an das zweite Begrenzungselement wenigstens annähernd vollständig anlegbar ist. Hierdurch kann die Dichtung vorteilhafterweise sowohl nach der Art einer berührenden und der Art einer berührungsfreien Dichtung betrieben werden.In an advantageous development of the seal according to the invention, it can be provided that the sealing body can be lifted at least almost completely from the second delimiting element by the outflow of the outflow medium and/or can be placed at least almost completely on the second delimiting element by sucking in the medium. In this way, the seal can advantageously be operated both in the manner of a contacting and in the manner of a non-contacting seal.
Für eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper an einem Grundkörper angeordnet ist. Soll beispielsweise eine berührende dynamische Dichtung mittels der erfindungsgemäßen Dichtung realisiert werden, so kann der Dichtkörper, welcher mit dem Grundkörper vorzugsweise dichtend verbunden sein kann, zu einem ersten einen Spalt bildenden Begrenzungselement ausgerichtet sein, während der Grundkörper mit einem zweiten den Dichtbereich bildenden Begrenzungselement fest und dichtend verbunden sein kann.For an advantageous embodiment of the seal according to the invention, it can be provided that the sealing body is arranged on a base body. If, for example, a contacting dynamic seal is to be implemented using the seal according to the invention, the sealing body, which can preferably be connected to the base body in a sealing manner, can be aligned with a first delimiting element forming a gap, while the base body is fixed with a second delimiting element forming the sealing area can be tightly connected.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Dichtung kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper ringförmig ausgebildet ist. Ein ringförmig ausgebildeter Dichtkörper kann besonders vorteilhaft sein, um beispielsweise ein zylindrisches erstes Begrenzungselement gegenüber einem hohlzylindrischen zweiten Begrenzungselement abzudichten. Insbesondere vorteilhaft ist eine derartige ringförmige Ausbildung, wenn sich das erste und das zweite Begrenzungselement gegeneinander koaxial drehen und/oder axial bewegen.In an advantageous further development of the seal according to the invention, it can be provided that the sealing body is designed in the shape of a ring. A ring-shaped sealing body can be particularly advantageous, for example, to seal a cylindrical first delimiting element from a hollow-cylindrical second delimiting element. Such an annular design is particularly advantageous if the first and the second delimiting element rotate coaxially and/or move axially in relation to one another.
Für eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Dichtung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Durchströmelement zu der Dichtseite ausgerichtet ist. Durch eine derartige Anordnung des wenigstens einen Durchströmelements lässt sich ein vorteilhafter Ausströmmediumstrom erzielen, welcher einem möglichen Strom an austretendem Medium, vorzugsweise möglichst direkt entgegengerichtet ist.For an advantageous development of the seal according to the invention, it can be provided that the at least one flow-through element is aligned with the sealing side. Such an arrangement of the at least one flow-through element makes it possible to achieve an advantageous outflow medium flow, which is preferably directed as directly as possible in the opposite direction to a possible flow of escaping medium.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Dichtung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Durchströmelement an dem Dichtkörper dergestalt angeordnet und/oder dergestalt ausgebildet ist, dass ein durch das wenigstens eine Durchströmelement bedingtes Druckprofil und/oder Strömungsprofil entlang der Längserstreckung des Dichtkörpers an dem zweiten Begrenzungselement einen Mindestwert aufweist, welcher sich von einen Höchstwert um weniger als 10 Prozent und/oder um mehr als 5 Prozent des Mindestwertes unterscheidet.In an advantageous further development of the seal according to the invention, it can be provided that the at least one flow-through element is arranged and/or designed on the sealing body in such a way that a pressure profile and/or flow profile caused by the at least one flow-through element along the longitudinal extent of the sealing body on the second delimiting element has a minimum value that differs from a maximum value by less than 10 percent and/or by more than 5 percent of the minimum value.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung kann darin bestehen, dass die wenigstens eine Durchströmöffnung einen äquivalenten Durchmesser von 0,1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,2 mm bis 1,0 mm, noch bevorzugter 0,5 mm aufweist. Durch eine derartige Ausgestaltung der Durchströmelemente, insbesondere durch eine derartige Auswahl des äquivalenten Durchmessers der Durchströmöffnungen, kann mit einem vorteilhaft kleinen Gesamtvolumenstrom eine vorteilhaft große Strömungsgeschwindigkeit des Ausströmmediums erreicht werden.An advantageous embodiment of the seal according to the invention can consist in the at least one flow opening having an equivalent diameter of 0.1 mm to 5 mm, preferably 0.2 mm to 1.0 mm, more preferably 0.5 mm. Such a configuration of the through-flow elements, in particular through such a selection of the equivalent diameter of the through-flow openings, an advantageously high flow rate of the outflow medium can be achieved with an advantageously small total volume flow.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Dichtung kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Teil der Dichtung mittels eines additiven Fertigungsverfahren gefertigt ist. Ein additives Fertigungsverfahren ermöglicht vorteilhafterweise eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dichtung derart, dass die Durchströmelemente und die zu den Durchströmelementen führenden Kanäle in dem Dichtkörper besonders komplex ausgebildet sein können und beispielsweise viele Hinterschneidungen aufweisen können, was mit klassischen Fertigungsmethoden nur in aufwendiger Weise oder nicht darstellbar ist. Ferner bietet ein additives Fertigungsverfahren den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Dichtung durch eine Verwendung verschiedener Materialien lokal unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen kann.In an advantageous further development of the seal according to the invention, it can be provided that at least part of the seal is manufactured using an additive manufacturing process. An additive manufacturing process advantageously enables the seal according to the invention to be designed in such a way that the flow-through elements and the channels leading to the flow-through elements in the sealing body can be of particularly complex design and can have, for example, many undercuts, which can only be produced in a complex manner or not at all using classic production methods. Furthermore, an additive manufacturing method offers the advantage that the seal according to the invention can have locally different material properties through the use of different materials.
Das in Anspruch 15 angegebene, erfindungsgemäße Verfahren zur Abdichtung einer Dichtseite einer Dichtung gegen eine Rückseite der Dichtung, sieht vor, dass die Dichtung wenigstens einen an einem Dichtbereich angeordneten Dichtkörper aufweist, wobei eine Längserstreckung des Dichtkörpers gleich gerichtet zu der Dichtseite bzw. der Rückseite ist. Ferner ist vorgesehen, dass durch wenigstens ein an dem Dichtkörper angeordnetes Durchströmelement mit wenigstens einer Durchströmöffnung ein Ausströmmedium ausgeströmt und/oder ein Medium eingesaugt wird und das Ausströmmedium lediglich in wenigstens einem Teilbereich der Längserstreckung durch eine Außenkontur des Dichtkörpers ausgeströmt und/oder ein Medium lediglich in wenigstens einem Teilbereich der Längserstreckung durch die Außenkontur eingesaugt wird. Eine Abdichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hat den Vorteil, dass in dem Aufnahmeraum befindliches Medium an einem Austritt aus dem Aufnahmeraum in Richtung Außenraum durch den Ausströmmediumstrom und die durch den Ausströmmediumstrom geschaffenen Druckverhältnisse gehindert wird. Zeitgleich führt das Vorhandensein des Dichtkörpers zu einer gewissen Abdichtungswirkung auch ohne den Ausströmmediumstrom. Eine Dichtfunktion bei dem erfindungsgemäßen Verfahren setzt sich demnach zusammen aus einer Dichtfunktion des Dichtkörpers und/oder einer Dichtfunktion des Ausströmmediumstroms und/oder einer Dichtfunktion durch die Absaugung des Mediums an dem Dichtkörper. Durch eine dementsprechende Positionierung des Durchströmelements kann der Ausströmmediumvorhang in eine Vielzahl von Richtungen und/oder einer Vielzahl von Geometrien geformt werden. Ferner kann eine Vielzahl von separaten Ausströmmmediumvorhängen ausgebildet werden, da das Ausströmmedium lediglich in Teilbereichen der Längserstreckung aus dem Dichtkörper ausgeströmt wird. Hierdurch hat das erfindungsgemäße Dichtungsverfahren eine große Flexibilität und damit einen großen potentiellen Anwendungsbereich. Insbesondere im Falle von sich gegeneinander bewegenden Begrenzungselementen und einem bei einer schnellen Drehbewegung auftretenden Abheben des Dichtkörpers von dem zweiten Begrenzungselement führt das Ausströmmedium zu einem Erhalt der Dichtfunktion. Ferner kann durch das wenigstens eine Durchströmelement das Ausströmmedium ausgeströmt werden und/oder das Medium eingesaugt werden.The method according to the invention specified in
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Ausströmmediumvorhang entlang des Dichtkörpers gebildet wird, wobei eine Homogenität bzw. eine Inhomogenität eines Druckprofils des Ausströmmediumvorhangs in Abhängigkeit von einer Geometrie des wenigstens einen Durchströmelements und/oder einer Anordnung des wenigstens einen Durchströmelements an dem Dichtkörper und/oder einer Druckbeaufschlagung des wenigstens einen Durchströmelements eingestellt wird. Ein nahezu homogen verteilter Ausströmmediumvorhang hat gegenüber einem einfachen Ausströmmediumstrom den Vorteil, dass er den gesamten Dichtspalt, welcher von dem Dichtkörper und dem zweiten Begrenzungselement - gleichsam einem Überbleibsel des Dichtbereichs zwischen den Begrenzungselementen - ausgebildet werden kann vollständig, ähnlich einem Vorhang, überdeckt. Durch eine homogene Ausbildung des Ausströmmediumvorhangs kann ein Austritt des abzudichtenden Mediums durch einen lokal zu schwachen Ausströmmediumstrom verhindert werden. Durch einen inhomogenen Ausströmmediumvorhang kann beispielsweise ein Förderwert der Dichtung erhöht werden. Vorteilhafterweise kann bei einem derartigen Verfahren je nach Bedarf ein homogener und/oder inhomogener Ausströmmediumvorhang ausgebildet werden.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that at least one outflow medium curtain is formed along the sealing body, with a homogeneity or an inhomogeneity of a pressure profile of the outflow medium curtain depending on a geometry of the at least one flow-through element and/or an arrangement of the at least one flow-through element is set on the sealing body and/or a pressurization of the at least one flow-through element. A nearly homogeneously distributed outflow medium curtain has the advantage over a simple outflow medium flow that it entire sealing gap, which can be formed completely, similar to a curtain, by the sealing body and the second delimiting element—like a remnant of the sealing area between the delimiting elements. A homogeneous design of the outflow medium curtain can prevent the medium to be sealed from escaping due to an outflow medium flow that is locally too weak. A conveying value of the seal can be increased, for example, by an inhomogeneous outflow medium curtain. With such a method, a homogeneous and/or inhomogeneous outflow medium curtain can advantageously be formed as required.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium eine andere Temperatur aufweist als wenigstens ein vorzugsweise an dem zweiten Begrenzungselement und/oder dem Dichtkörper angeordneter Referenzpunkt. Durch eine vorteilhafte Temperaturdifferenz zwischen dem Ausströmmedium und dem Referenzpunkt, welcher vorzugsweise an dem Begrenzungselement und/oder dem Dichtkörper angeordnet sein kann, stellt sich eine Kühlung und/oder eine Erwärmung des Dichtkörpers und/oder des zweiten Begrenzungselements durch das Ausströmmedium ein. Eine Kühlung verhindert hierbei beispielsweise eine temperaturbedingte Veränderung eines die Dichtung und besonders eines den Dichtkörper ausbildenden Materials. Eine derartige Kühlung kann beispielsweise von Vorteil sein, um im Falle einer berührenden Dichtung auftretende Reibungswärme von dem Dichtkörper abzutransportieren. Ebenso kann die Kühlung von Vorteil sein, um in den Dichtkörper eingetragene Wärme abzutransportieren, beispielsweise wenn erhitztes Medium in Kontakt zu dem Dichtkörper gerät. Eine Erwärmung kann hingegen von Vorteil sein, wenn beispielsweise der Dichtkörper durch eine zu kalte Umgebungstemperatur zu unelastisch ist. Durch eine Erwärmung kann der Dichtkörper beispielsweise elastischer werden.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, it can be provided that the outflow medium has a different temperature than at least one reference point, which is preferably arranged on the second delimiting element and/or the sealing body. An advantageous temperature difference between the outflow medium and the reference point, which can preferably be arranged on the delimiting element and/or the sealing body, results in the sealing body and/or the second delimiting element being cooled and/or heated by the outflow medium. In this case, cooling prevents, for example, a temperature-related change in a material forming the seal and in particular a material forming the sealing body. Such a cooling can be advantageous, for example, in order to remove frictional heat from the sealing body in the event of a contacting seal. Cooling can also be advantageous in order to remove heat introduced into the sealing body, for example when heated medium comes into contact with the sealing body. On the other hand, heating can be advantageous if, for example, the sealing body is too inelastic due to an ambient temperature that is too cold. The sealing body can become more elastic, for example, as a result of heating.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium dem wenigstens einen Durchströmelement unter einem Druck von 200 kPa bis 900 kPa, vorzugsweise 400 kPa bis 600 kPa, zugeführt wird. Der Druck ist hierbei als Druck gegenüber dem Druck der umgebenden Atmosphäre zu verstehen. Um einen vorteilhaften Ausströmmediumstrom zu erzielen, kann beispielsweise lokal in einem Bereich des zweiten Begrenzungselements ein Unterdruck gegenüber dem Atmosphärendruck erzeugt werden.In an advantageous development of the method according to the invention, it can be provided that the outflow medium is fed to the at least one flow-through element under a pressure of 200 kPa to 900 kPa, preferably 400 kPa to 600 kPa. The pressure is to be understood here as the pressure compared to the pressure of the surrounding atmosphere. In order to achieve an advantageous outflow medium flow, for example, a negative pressure compared to atmospheric pressure can be generated locally in a region of the second delimiting element.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium ein Gas oder ein Gasgemisch und/oder ein Gas-Öl-Gemisch und/oder ein Öl und/oder ein Fett ist. Befindet sich in dem Aufnahmeraum beispielsweise ein flüssiges Medium, so kann die Verwendung eines Gases als Ausströmmedium in vorteilhafter Weise eine Vermischung von Medium und Ausströmmedium verringern oder verhindern. Insbesondere kann Gas beispielsweise einfach durch eine Entlüftungseinheit aus dem Aufnahmeraum entweichen, während das Medium in dem Aufnahmeraum verbleibt.In an advantageous further development of the method according to the invention, it can be provided that the outflow medium is a gas or a gas mixture and/or a gas-oil mixture and/or an oil and/or a fat. If there is a liquid medium in the receiving space, for example, the use of a gas as the outflow medium can advantageously reduce or prevent mixing of the medium and the outflow medium. In particular, gas can simply escape from the receiving space through a ventilation unit, for example, while the medium remains in the receiving space.
Bei dem in Anspruch 20 angegebenen, erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird die Dichtung additiv aus wenigstens einem Kunststoff und/oder additiv aus wenigstens einem Metall gefertigt. Das erfindungsgemäße additive Herstellungsverfahren hat dabei den Vorteil, dass komplexe geometrische Ausprägungen der Durchströmelemente und/oder der Kanäle in besonders einfacher Art und Weise und mit einer verringerten Notwendigkeit zur aufwendigen Nachbearbeitung gefertigt werden können. Durch eine Fertigung aus verschiedenen Materialien, beispielsweise verschiedenen Kunststoffen und/oder verschiedenartigen Metallen, wie zum Beispiel Aluminium und Messing, können vorteilhafterweise Synergieeffekte zwischen verschiedenen Materialeigenschaften hergestellt werden.In the case of the production method according to the invention specified in
Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch die erfindungsgemäße Dichtung, das erfindungsgemäße Verfahren zur Abdichtung einer Dichtseite einer Dichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Dichtung, beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch die erfindungsgemäße Dichtung, das erfindungsgemäße Verfahren zur Abdichtung einer Dichtseite einer Dichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Dichtung, genannt wurden, können auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.Features that have been described in connection with one of the objects of the invention, namely given by the seal according to the invention, the method according to the invention for sealing a sealing side of a seal and the method according to the invention for producing a seal, can also be advantageously implemented for the other objects of the invention . Advantages that were mentioned in connection with one of the objects of the invention, namely given by the seal according to the invention, the method according to the invention for sealing a sealing side of a seal and the method according to the invention for producing a seal, can also be understood in relation to the other objects of the invention will.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.The figures each show preferred exemplary embodiments in which individual features of the present invention are shown in combination with one another. Features of an exemplary embodiment can also be implemented separately from the other features of the same exemplary embodiment and can accordingly easily be combined with features of other exemplary embodiments by a person skilled in the art to form further meaningful combinations and sub-combinations.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.Elements with the same function are provided with the same reference symbols in the figures.
Es zeigen schematisch:
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1 eine stark vereinfachte prinzipmäßige Darstellung eines Querschnitts einer erfindungsgemäßen Dichtung; -
2 eine prinzipmäßige Darstellung eines Querschnitts einer erfindungsgemäßen Dichtung, welche ringförmig ausgebildet ist; -
3 einen prinzipmäßigen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Dichtung, in die ein Versteifungsring eingelegt ist; -
4 einen weiteren prinzipmäßigen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Dichtung; -
5 eine prinzipmäßige Darstellung einer erfindungsgemäßen Dichtung in einem eingebauten Zustand; -
6 eine prinzipmäßige Darstellung einer mikroskopischen Aufnahme einer Durchströmöffnung eines Durchströmelements; -
7 einen weiteren prinzipmäßigen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Dichtung; und -
8 einen weiteren prinzipmäßigen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Dichtung.
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1 a greatly simplified representation of the principle of a cross section of a seal according to the invention; -
2 a schematic representation of a cross section of a seal according to the invention, which is annular; -
3 a basic cross-section of a seal according to the invention, in which a stiffening ring is inserted; -
4 another basic cross-section through a seal according to the invention; -
5 a schematic representation of a seal according to the invention in an installed state; -
6 a basic representation of a microscopic image of a through-flow opening of a through-flow element; -
7 another basic cross-section through a seal according to the invention; and -
8th another basic cross-section through a seal according to the invention.
Weiterhin weist der Dichtkörper 8 wenigstens einen vorzugsweise innerhalb des Dichtkörpers 8 verlaufenden Kanal 12 zur Zuführung des Ausströmmediums 10 zu dem wenigstens einen Durchströmelement 9 und/oder zur Abführung des Mediums von dem wenigstens einen Durchströmelement 9 auf. Der Kanal 12 kann hierbei in verschiedenen Abschnitten verschiedene Querschnitte zu einer vorteilhaften strömungsoptimierten Führung des Ausströmmediums 10 aufweisen. Insbesondere kann der Kanal 12 auch Teil eines Netzwerkes aus Kanälen 12 sein, welches das Ausströmmedium 10 von einer nicht dargestellten zentralen Druckeinrichtung ausgehend auf die Durchströmelemente 9 verteilt. Insbesondere kann ein durchgehender Kanal 12 vorgesehen sein, welcher sich über die wenigstens annährend gesamte Länge des Dichtkörpers 8 erstreckt und welcher das Ausströmmedium 10 den Durchströmelementen 9 über einzelne Kanäle 12 zuführt.Furthermore, the sealing
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Kanal 12 eine zweite Öffnung in Richtung der Rückseite 3 der Dichtung 1 auf, durch welche das Ausströmmedium 10 dem Kanal 12 zugeführt werden kann. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die zweite Öffnung des Kanals 12 in Richtung der Dichtseite 2 oder in Richtung des ersten Begrenzungselements 4 angeordnet ist.In the exemplary embodiment shown, the
Zur Zuführung des Ausströmmedium 10 zu dem Kanal 12 über dessen zweite Öffnung kann vorgesehen sein, dass ein Zuführelement eine Nut aufweist und das Zuführelement dergestalt an der Dichtung 1 angeordnet ist, dass die Nut zusammen mit der Dichtung 1 einen Zuführkanal ausbildet, welcher in die zweite Öffnung des wenigstens einen Kanals 12 mündet. Bei mehreren Kanälen 12 ist es von besonderem Vorteil, wenn der Zuführkanal wenigstens eine Gruppe der mehreren Kanäle 12 verbindet, wodurch homogene Druckverhältnisse in den Kanälen 12 erzielt werden können. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das erste Begrenzungselement 4 als Zuführelement ausgebildet ist. Im Falle eines hohlzylinderförmigen ersten Begrenzungselements 4 kann der Zuführkanal auch als umlaufende Ringnut ausgebildet sein.In order to feed the outflow medium 10 to the
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Zuführelement eine Bohrung zur Zuführung des Ausströmmediums 10 aufweist und das Zuführelement dergestalt an der Dichtung 1 angeordnet ist, dass die Bohrung mit der zweiten Öffnung des Kanals 12 in Deckung gebracht ist.Furthermore, it can be provided that the feed element has a hole for feeding the outflow medium 10 and the feed element is arranged on the
In dem in
Hierbei ist die wenigstens eine Durchströmöffnung 9a in einem dem zweiten Begrenzungselement 7 zugewandten Bereich des Dichtkörpers 8 angeordnet.The at least one
Ferner ist der Dichtkörper 8 als einzelne Dichtlippe ausgebildet.Furthermore, the sealing
Sind die beiden Begrenzungselemente 4 und 7 gegeneinander beweglich, so ist eine Anordnung des Dichtkörpers 8 entlang einer mit dem Bezugszeichen 13 angedeuteten Richtung senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Relativbewegung vorteilhaft, da das Ausströmmedium 10 in diesem Falle orthogonal zu der Richtung der Relativbewegung ausströmt. Hierdurch kann beispielsweise ein auf der Dichtseite 2 an die Dichtung 1 heranströmendes Medium durch das Ausströmmedium 10 in während der Bewegung gleichbleibender Weise zurückgedrängt werden.If the two
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Dichtkörper 8 ferner an einem Grundkörper 14 angeordnet. Der Grundkörper 14 ist hierbei fest und dichtend mit dem ersten Begrenzungselement 4 verbunden, während der Dichtkörper 8 von dem zweiten Begrenzungselement 7 durch einen Dichtspalt 15 mit einer Dichtspalthöhe 15a beabstandet ist.In the present exemplary embodiment, the sealing
In dem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Dichtspalthöhe 15a des Dichtspalts 15 zwischen dem Dichtkörper 8 und dem zweiten Begrenzungselement 7 durch ein Ausströmen des Ausströmmediums 10 und/oder durch ein Einsaugen des Mediums wenigstens bereichsweise variierbar ist.In the exemplary embodiment, it is provided that the sealing
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Dichtkörper 8 durch ein Ausströmen des Ausströmmediums 10 von dem zweiten Begrenzungselement 7 wenigstens annähernd vollständig abhebbar ist und/oder durch ein Einsaugen des Mediums an das zweite Begrenzungselement 7 wenigstens annähernd vollständig anlegbar ist.In particular, it is provided that the sealing
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass der Dichtkörper 8 orthogonal zu der Richtung einer Relativbewegung 13 der beiden Begrenzungselemente 4 und 7 angeordnet ist. Hierdurch stellt sich eine Relativbewegung zwischen dem Dichtkörper 8 und dem zweiten Begrenzungselement 7 ein, welche von der Dichtseite 2 zu der Rückseite 3 der Dichtung 1 - oder umgekehrt - ausgerichtet ist. Eine derartige Bewegung kann für eine Dichtung 1, beispielsweise ein Scheibenwischerblatt oder eine Kolbendichtung, eine Ursache für einen erhöhten Verschleiß sein, da ein sehr großer Bereich des zweiten Begrenzungselements 7 während der Relativbewegung durch den Dichtkörper 8 bestrichen werden kann. Dieser große Bereich kann sehr unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheiten sowie Verschmutzungen aufweisen, welche einen Verschleiß des Dichtkörpers 8 fördern können. Die Dichtung 1 erlaubt hier eine vorteilhaft vergrößerte Höhe des Dichtspalts 15, welche zu einem geringeren Verschleiß führt, während die Dichtfunktion durch den Ausströmmediumstrom, beispielsweise durch den Ausströmmediumvorhang 11, erzielt werden kann.In an advantageous embodiment, it can also be provided that the sealing
Die Dichtung 1 eignet sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Abdichtung der Dichtseite 2 der Dichtung 1 gegen die Rückseite 3 der Dichtung 1, wobei die Dichtung 1 wenigstens einen an einem Dichtbereich 5 angeordneten Dichtkörper 8 aufweist und wobei eine Längserstreckung des Dichtkörpers 8 gleich gerichtet zu der Dichtseite 2 bzw. der Rückseite 3 ist. Hierbei ist vorgesehen, dass durch wenigstens ein an dem Dichtkörper 8 angeordnetes Durchströmelement 9 mit wenigstens einer Durchströmöffnung 9a ein Ausströmmedium 10 ausgeströmt und/oder ein Medium eingesaugt wird und das Ausströmmedium 10 lediglich in wenigstens einem Teilbereich der Längserstreckung durch eine Außenkontur des Dichtkörpers 8 ausgeströmt und/oder ein Medium lediglich in wenigstens einem Teilbereich der Längserstreckung durch die Außenkontur eingesaugt wirdThe
Die Dichtung 1 kann dabei zwischen dem ersten Begrenzungselement 4 und dem von dem ersten Begrenzungselement 4 beabstandeten zweiten Begrenzungselement 7 angeordnet sein.The
Die Dichtung 1 kann für eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Abhängigkeit von der Dichtbereichhöhe 6 dergestalt ausgebildet sein, dass sich nur in gewissen Bereichen ein Dichtspalt 15 mit endlicher Höhe ergibt. Hierdurch kann ein formschlüssiger Reibkontakt zwischen dem Dichtkörper 8 und dem zweiten Begrenzungselement 7 nur bereichsweise ausbildbar sein. Ein Vorteil einer solchen Ausgestaltung der Dichtung 1 beziehungsweise des Dichtkörpers 8 ist, dass ein Reibungsverschleiß nur in denjenigen Bereichen des Dichtkörpers 8 auftritt, welche höher als die Dichtbereichhöhe 6 sind. Diejenigen Bereiche, welche geringer als die Dichtbereichhöhe 6 sind, können vorteilhafterweise durch den Ausströmmediumvorhang 11 abgedichtet sein. Hierzu kann es von besonderem Vorteil sein, wenn die Durchströmelemente 9 bevorzugt in denjenigen Bereichen des Dichtkörpers 8 angeordnet sind, welche geringer als die Dichtbereichhöhe 6 sind.For an advantageous embodiment of the method according to the invention, the
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper 8 wenigstens annähernd entlang seiner ganzen Ausdehnung weniger hoch als die Dichtbereichhöhe 6 ist. Hierdurch ergibt sich ein Dichtspalt 15 mit endlicher Höhe. In diesem Fall kann eine vorteilhafte berührungslose Dichtung 1 realisiert werden, bei welcher der Ausströmmediumstrom nicht durch den gesamten Dichtspalt 15 in den auf der Dichtseite 2 der Dichtung 1 gelegenen Aufnahmeraum strömt, sondern durch die Durchströmelemente 9 einen Ausströmmediumvorhang 11 bildet. Insbesondere ergibt sich hieraus der Vorteil, dass in dem Außenbereich kein homogener Überdruck auf das Ausströmmedium 10 in einem Bereich des Dichtspalts 15 erzeugt werden muss, um einen Ausströmmediumstrom durch den Dichtspalt 15 zu erzielen.Furthermore, it can be provided that the sealing
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Dichtung 1, bei der auf die Rückseite 3 des Dichtkörpers 8 kein annähernd homogener durch das Ausströmmedium 10 bedingter Druck wirkt. Dies kann insbesondere auch dann vorgesehen sein, wenn mehrere Dichtkörper 8 bzw. Dichtlippen hintereinander an dem Grundkörper 14 angeordnet sind und Zwischenräume ausbilden. Durch eine signifikant inhomogene Druckverteilung an dem Dichtkörper 8 kann ein vorteilhaft strukturierter Ausströmmediumvorhang 11 realisiert werden, um beispielsweise einen Förderwert der Dichtung 1 zu erhöhen.An embodiment of the
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper 8, welcher in einem Ruhezustand dichtend an dem zweiten Begrenzungselement 7 anliegt, beispielsweise durch die Wirkung des Ausströmmediumstroms, von dem zweiten Begrenzungselement 7 aktiv steuerbar abhebbar ist. Bei einem derart abgehobenen Dichtkörper 8 wird die Dichtfunktion durch den Ausströmmediumstrom bzw. den Ausströmmediumvorhang 11 erfüllt. Hierdurch wird insbesondere bei sich relativ zueinander bewegenden Begrenzungselementen 4 und 7 eine Verschleißminderung des Dichtkörpers 8 erzielt, wenn bei einem Einsetzen einer Relativbewegung zwischen den Begrenzungselementen 4 und 7 der Dichtkörper 8 von dem zweiten Begrenzungselement 7 abhebbar ist. Hierdurch können für Dichtkörper 8 vorteilhaft verlängerte Stand- und Nutzungszeiten erzielt werden. Bei einem Ausfall der Druckeinrichtung kann der Dichtkörper 8 wieder in Kontakt mit dem zweiten Begrenzungselement 7 treten und eine berührende Dichtung ausbilden. Hierdurch bekommt die Dichtung 1 eine Notlaufeigenschaft.Furthermore, it can be provided that the sealing
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Dichtung 1 kann es vorgesehen sein, dass eine Ausdehnung des Dichtkörpers 8 aktiv steuerbar ist.In an advantageous further development of the
Hierzu können beispielsweise elektromechanische und/oder hydraulische und/oder pneumatische Einrichtungen in dem Dichtkörper 8 vorgesehen sein, welche vorzugsweise innerhalb des Dichtkörpers 8 angeordnet sind. So kann beispielsweise bei einem ringförmigen, hinreichend elastischen Dichtkörper 8, welcher eine Welle als zweites Begrenzungselement 7 dichtend umschließt, ein torusförmig in dem Dichtkörper 8 verlaufender Kanal vorgesehen sein. Bei einer einsetzenden Drehbewegung der Welle beziehungsweise des zweiten Begrenzungselements 7 wird an den torusförmigen Kanal ein Vakuum angelegt, wodurch sich der Innendurchmesser des ringförmigen Dichtkörpers 8 vergrößert und sich somit ein Dichtspalt 15 bildet. Die Dichtfunktion wird dann durch den Ausströmmediumstrom beziehungsweise den Ausströmmediumvorhang 11 erfüllt. Hierdurch können für Dichtkörper 8 vorteilhaft verlängerte Stand- und Nutzungszeiten erzielt werden.For this purpose, for example, electromechanical and/or hydraulic and/or pneumatic devices can be provided in the sealing
Es kann auch vorgesehen sein, dass der torusförmige Kanal mit einem Druck beaufschlagt wird, welcher höher als der Druck der umgebenden Atmosphäre ist. Hierdurch kann der Innendurchmesser des ringförmigen Dichtkörpers 8 verkleinert werden, wodurch der Dichtspalt 15 verkleinert und/oder geschlossen werden kann und/oder ein Anpressdruck des Dichtkörpers an das Begrenzungselement 7 erhöht werden kann.It can also be provided that the toroidal channel is subjected to a pressure which is higher than the pressure of the surrounding atmosphere. As a result, the inner diameter of the ring-shaped
Es kann vorgesehen sein, dass eine Dichtung mit innenliegenden, komplexen Hohlstrukturen, beispielsweise zur Aufnahme von Kühlmedien und/oder Sensoren und/oder hydraulisch wirkenden Medien ausgebildet und vorzugsweise mittels eines additiven Herstellungsverfahrens gefertigt ist.Provision can be made for a seal to be designed with internal, complex hollow structures, for example for accommodating cooling media and/or sensors and/or hydraulically acting media, and is preferably manufactured using an additive manufacturing process.
Beispielsweise im Bereich der Motorentechnik kann eine Dichtung 1 besonders vorteilhaft wirken, da durch hohe Drehzahlen der Wellen und damit der Begrenzungselemente 4 und/oder 7 hohe Relativgeschwindigkeiten entstehen, welche üblicherweise zu einem hohen Verschleiß an dem Dichtkörper 8 führen können.For example, in the field of engine technology, a
Es kann ferner vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Dichtung 1 wenigstens teilweise, vorzugsweise in einem Kontaktbereich zwischen dem Dichtkörper 8 und dem zweiten Begrenzungselement 7, aus einem elastischeren Material als das zweite Begrenzungselement 7 ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine formschlüssige dynamische berührende Abdichtung, da der Dichtkörper 8 an das zweite Begrenzungselement anformbar ist.Provision can also advantageously be made for the
Es kann weiterhin vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Dichtung 1 wenigstens teilweise, vorzugsweise in einem Kontaktbereich zwischen dem Dichtkörper 8 und dem zweiten Begrenzungselement 7, aus einem wenigstens annähernd so harten Material wie das zweite Begrenzungselement 7 ausgebildet ist. Dies ermöglicht beispielsweise ein Einlaufen des Reibkontaktes, so dass nach einer gewissen Gesamtdauer einer Relativbewegung durch einen reibungsbedingten Materialabtrag ein Dichtspaltbereich ausgebildet ist, der eine minimale Dichtspalthöhe 15a aufweist. Die minimale kontaktreibungsfreie Dichtspalthöhe 15a ist eine geringste Höhe des Dichtspalts 15, welche eine Relativbewegung zwischen dem Dichtkörper 8 und dem zweiten Begrenzungselement 7 zumindest annähernd reibungsfrei zulässt. Ein hierdurch minimierter Leckagestrom des Mediums aus dem Aufnahmeraum durch den Dichtspalt 15 hindurch kann durch den Ausströmmediumstrom beziehungsweise Ausströmmediumvorhang 11 weiter reduziert werden.Provision can furthermore advantageously be made for the
Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen sein, dass die Dichtung 1 auf wenigstens einem Teil ihrer Oberfläche eine funktionelle Beschichtung aufweist. Insbesondere vorteilhaft kann eine Beschichtung sein, welche wenigstens teilweise eine omniphobe und/oder eine hydrophobe und/oder eine lipophile und/oder eine hydrophile Eigenschaft aufweist. Beispielsweise kann durch eine omniphobe Eigenschaft der Dichtung 1 eine Anlagerung von Verschmutzungen an die Dichtung 1 minimiert werden.Advantageously, it can also be provided that the
Die Durchströmelemente 9 sind in
Die Durchströmelemente sind in
Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Durchströmelemente 9 in unregelmäßigen Abständen an dem Dichtkörper 8 angeordnet sind. Insbesondere können die Durchströmelemente 9 derart an dem Dichtkörper 8 angeordnet sein, dass beispielsweise in einem tieferliegenden Bereich des zweiten Begrenzungselements 7, in dem aufgrund einer Schwerkraft ein höherer Druck des abzudichtenden Mediums an der Dichtung 1 anliegt, ein stärkerer Ausströmmediumvorhang 11 ausgebildet wird.Provision can also be made for the flow-through
Eine Ausbildung eines stärkeren Ausströmmediumvorhang 11 in einem Teil des Dichtbereichs 5 kann beispielsweise durch eine große Anzahl und/oder einen großen Querschnitt der Durchströmelemente 9 und/oder eine Beaufschlagung mit einem höheren Druck des Ausströmmediums 10 erzielt werden.A stronger
Eine Ausbildung einer großen Absaugleistung in einem Teil des Dichtbereichs 5 kann beispielsweise durch eine große Anzahl und/oder einen großen Querschnitt der Durchströmelemente 9 und/oder eine Beaufschlagung der Durchströmelemente 9 mit einem höheren Unterdruck erzielt werden.A high suction performance in part of the sealing
Insbesondere kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Durchströmelement 9 in Form eines Schlitzes entlang der annähernd gesamten Länge des Dichtkörpers 8 als einzelnes Durchströmelement 9 ausgebildet ist. Dies entspricht dem Grenzfall einer derart engen Verteilung von Durchströmelementen 9, dass deren Durchströmöffnungen 9a zu einem Schlitz verschmelzen.In particular, it can advantageously be provided that the at least one flow-through
Ferner kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Durchströmelemente 9 zu der Dichtseite 2 ausgerichtet sind.Furthermore, it can advantageously be provided that the flow-through
Hierbei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der Ausströmmediumvorhang 11 dem abzudichtenden Medium nicht direkt entgegen gerichtet ist, sondern in Form eines schräg gerichteten Ausströmmediumvorhangs 11 unter einem Winkel zu einer möglichen Strömungsrichtung des abzudichtenden Mediums steht. Ein derartiges gerichtetes Ausströmmedium ergibt sich beispielsweise aus einer Ausrichtung der Durchströmelemente 9, welche unter einem Winkel zu einer möglichen Strömungsrichtung des abzudichtenden Mediums stehen können, und/oder durch wenigstens ein Ablenkelement, welches an dem wenigstens einen Durchströmelement 9 angeordnet ist und eine Ausströmrichtung des Ausströmmediums 10 beeinflussen kann. Hierdurch kann verhindert werden, dass in Richtung des abzudichtenden Mediums ein inhomogenes Strömungsprofil des Ausströmmediums 10 entsteht, welches einen partiellen Durchtritt des abzudichtenden Mediums durch das Profil des Ausströmmediumstroms zulassen würde.It can be particularly advantageous here if the
Weiterhin ist in dem in
Insbesondere vorteilhaft ist eine zu der Dichtseite 2 weisende Ausrichtung der Durchströmelemente 9. Hierdurch kann der Strom des Ausströmmediums in Richtung des von der Dichtseite 2 vordringenden abzudichtenden Mediums gerichtet werden.An orientation of the flow-through
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Ausströmmedium 10 Luft. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium 10 ein anderes Gas oder ein Gasgemisch und/oder ein Gas-Öl-Gemisch und/oder ein Öl und/oder ein Fett ist. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn derjenige Bestandteil des Ausströmmediums 10, welcher den gleichen Aggregatzustand aufweist wie das Medium in dem Aufnahmeraum, identisch mit dem Medium in dem Aufnahmeraum ist. Ist beispielsweise das abzudichtende Medium ein Öl und das Ausströmmedium 10 ein Luft-Öl-Gemisch, so ist es vorteilhaft, wenn die Öle die gleichen sind.In the present exemplary embodiment, the outflow medium 10 is air. Alternatively it can be provided that the outflow medium 10 is another gas or a gas mixture and/or a gas-oil mixture and/or an oil and/or a fat. It is particularly advantageous here if that component of the outflow medium 10 which has the same physical state as the medium in the receiving space is identical to the medium in the receiving space. If, for example, the medium to be sealed is an oil and the outflow medium 10 is an air-oil mixture, it is advantageous if the oils are the same.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass den Durchströmelementen 9 unterschiedliche Ausströmmedien 10 zugeführt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in einem Bereich zwischen dem Dichtkörper 8 und dem zweiten Begrenzungselement 7, in welchem eine Mangelschmierung besteht, dort angeordneten Durchströmelementen 9 bevorzugt Öl zugeführt wird, um der Mangelschmierung abzuhelfen.Provision can furthermore be made for different outflow media 10 to be supplied to the flow-through
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium 10 aus einem oder mehreren Gasen und/oder einer oder mehreren Flüssigkeiten und/oder einem/oder mehreren Feststoffen, insbesondere in Form von Partikeln, besteht.In principle, it can be provided that the outflow medium 10 consists of one or more gases and/or one or more liquids and/or one/or more solids, in particular in the form of particles.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium 10 ein Gemisch aus Luft und Graphitpartikeln ist. Durch die Auswahl der Komponenten des Ausströmmediums können dessen Eigenschaften beeinflusst werden, so kann beispielsweise durch Graphitpartikel eine elektrische Leitfähigkeit der Dichtung 1 positiv beeinflusst werden. Dadurch kann ein Austausch elektrischer Ladungen zwischen den beiden Begrenzungselementen 4 und 7 bewirkt werden.For example, it can be provided that the outflow medium 10 is a mixture of air and graphite particles. By selecting the components of the outflow medium, its properties can be influenced, for example graphite particles can have a positive influence on the electrical conductivity of the
Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium 10 ein Gemisch aus einem Ölgemisch und Partikeln ist, wie Graphitpartikeln und/oder PTFE-Partikeln.For example, it can also be provided that the outflow medium 10 is a mixture of an oil mixture and particles, such as graphite particles and/or PTFE particles.
Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium 10 ein Gemisch aus einem Silikonöl und Graphitpartikeln ist.For example, it can also be provided that the outflow medium 10 is a mixture of a silicone oil and graphite particles.
Durch die Verwendung von Graphitpartikeln und/oder PTFE-Partikeln als Teil des Ausströmmediums 10 kann eine Schmierwirkung des Ausströmmediums 10 vorteilhaft erhöht werden.By using graphite particles and/or PTFE particles as part of the outflow medium 10, a lubricating effect of the outflow medium 10 can advantageously be increased.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium 10 ein Gemisch aus Wasser und Luft ist. Hierdurch kann beispielsweise unter Ausnutzung einer Verdampfungsenthalpie des Wassers eine Kühlung des Dichtkörpers 8 und/oder des zweiten Begrenzungselements 7 bewirkt werden.It can also be provided that the outflow medium 10 is a mixture of water and air. As a result, cooling of the sealing
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium 10 ein chemisch reagierender Stoff, beispielsweise ein Klebstoff und/oder Schaumstoff ist. Hierdurch kann - beispielsweise in einem Störfall und/oder in einem Notfall - der Dichtspalt 15 versiegelt bzw. verschlossen werden, um einen Austritt des Mediums aus dem Aufnahmeraum zu verhindern.It can also be provided that the outflow medium 10 is a chemically reacting substance, for example an adhesive and/or foam. In this way, for example in the event of a malfunction and/or in an emergency, the sealing
Ferner kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass mehrere Durchströmelemente 9 mit verschiedenen Ausströmmedien 10 beaufschlagt werden. Sind beispielsweise die Durchströmelemente 9 in zwei Reihen angeordnet, so kann vorgesehen sein, dass eine der Dichtseite 2 zugewandte Reihe von Durchströmelementen 9 mit einem ersten Ausströmmedium, beispielsweise einem Öl, beaufschlagt wird, während eine zweite Reihe von Durchströmelementen 9 mit einem zweiten Ausströmmedium, beispielsweise Luft, beaufschlagt wird. Ein derartiges Schema kann für mehr als zwei Reihen vorgesehen sein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass innerhalb einer Reihe von Durchströmelementen 9 die Durchströmelemente 9 mit unterschiedlichen Ausströmmedien 10 beaufschlagt werden. So kann vorgesehen sein, dass jedes zweite Durchströmelement 9 mit Luft beaufschlagt wird, während die verbleibenden Durchströmelemente 9 mit Öl beaufschlagt werden. Hierzu können entsprechend angeordnete Kanäle vorgesehen sein.Furthermore, it can advantageously be provided that several flow-through
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass verschiedene Ausströmmedien 10 aus dem wenigstens einen Durchströmelement 9 ausströmbar sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium während eines Betriebes der Dichtung 1 gewechselt wird. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zur Reinigung des wenigstens einen Kanals 12 und/oder des wenigstens einen Durchströmelements 9 und/oder des Dichtspalts 15 ein Reinigungsmedium als Ausströmmedium 10 eingesetzt wird. Besonders vorteilhaft kann der Einsatz eines Desinfektionsmediums als Ausströmmedium 10 sein, um den wenigstens einen Kanal 12 und/oder das wenigstens eine Durchströmelement 9 und/oder den Dichtspalt 15 zu desinfizieren. Mögliche Anwendungsbereiche wären hier beispielsweise eine Nahrungsmittel- und/oder Getränkeherstellung.Provision can furthermore be made for different outflow media 10 to be able to flow out of the at least one flow-through
Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium 10 an ein jeweils in dem Aufnahmeraum befindliches Medium angepasst wird. So kann das Medium beispielsweise in chemischen Herstellungsprozessen ausgewechselt und/oder chemisch verändert werden, was einen Einsatz verschiedenartiger Ausströmmedien 10 in Abstimmung auf die chemischen und/oder physikalischen und/oder biologischen Eigenschaften des Mediums vorteilhaft machen kann.It can also be provided that the outflow medium 10 is adapted to a medium that is in each case in the receiving space. For example, the medium can be replaced and/or chemically modified in chemical manufacturing processes, which can make it advantageous to use different types of outflow media 10 in coordination with the chemical and/or physical and/or biological properties of the medium.
Um ein Verstopfen der Durchströmelemente 9 zu verhindern, kann eine Filtration des Ausströmmedium mittels einer Filtereinrichtung vorgesehen sein.In order to prevent the flow-through
Es kann von Vorteil sein, wenn vorgesehen ist, dass zu dem wenigstens einen Durchströmelement 9 mehrere Kanäle 12 führen, um das Ausströmmedium 10 in einem Bereich des Durchströmelements 9 zu konditionieren, beziehungsweise zu mischen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Durchströmelement 9 nach der Art einer Injektordüse ausgebildet ist, wodurch beispielsweise einem durch den Kanal 12 anströmenden Öl durch einen weiteren, zu einer Oberfläche des Dichtkörpers 8 verlaufenden Luftkanal nach dem Venturi-Prinzip Luft beigemischt wird.It can be advantageous if it is provided that a plurality of
Vorteilhaft ist dabei, wenn das Material, aus welchem diejenigen Bereich der Dichtung 1 ausgebildet sind, welche mit dem Medium und/oder dem Ausströmmedium in Kontakt kommen, durch das Medium und/oder das Ausströmmedium nicht chemisch und/oder mechanisch verändert werden. Beispielsweise sollte, falls das Ausströmmedium 10 ein Öl ist ein ölbeständiges Material, beispielsweise ein ölbeständiger Kunststoff für wenigstens die Ausbildung der Durchströmelemente 9 und der Kanäle 12 verwendet werden.It is advantageous if the material from which those areas of the
Weiterhin ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel wenigstens ein Teil der Dichtung 1 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, beispielsweise mittels eines 3-D-Druckverfahrens, beispielsweise mittels eines Fused-Filament-Fabrication-Verfahrens und/oder mittels einer Stereolithografie, gefertigt. Der wenigstens eine Teil beziehungsweise das wenigstens eine Teil der Dichtung 1 kann hierbei ein einzelnes oder mehrere von mehreren Einzelteilen der Dichtung 1 umfassen und/oder einen Teil beziehungsweise Bereich der Dichtung 1. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn wenigstens Bereiche des Dichtkörpers 8 additiv gefertigt sind, da dieser komplexe Strukturen wie beispielsweise den wenigstens einen Kanal 12 und/oder die Durchströmelemente 9 aufweist.Furthermore, in the present exemplary embodiment, at least part of the
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann hierbei ein Bereich des Dichtkörpers 8, welcher in Kontakt mit dem zweiten Begrenzungselement 7 steht, aus einem elastischeren Material gefertigt sein als ein Bereich des Dichtkörpers 8, welcher mit dem zweiten Begrenzungselement 7 nicht in Kontakt steht. Ebenso kann ein Versteifungsbereich entsprechend einem Versteifungsring 16, welcher aus dem Stand der Technik bekannt ist, durch ein additives Fertigungsverfahren hergestellt werden. In an advantageous embodiment, a region of the sealing
Ferner ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Dichtung 1 nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren additiv aus einem thermoplastischen Kunststoff, im vorliegenden Ausführungsbeispiel einem thermoplastischen Polyurethan, gefertigt. Der thermoplastische Kunststoff kann vorteilhafterweise ein recyclierter Kunststoff sein, was die Dichtung 1 besonders umweltfreundlich machen kann. Es kann vorteilhafterweise auch vorgesehen sein, dass die Dichtung 1 zumindest teilweise, insbesondere in einem Bereich des Dichtkörpers 8, aus einem vorzugsweise vernetzten elastomeren Kunststoff ausgebildet ist.Furthermore, in the present exemplary embodiment, the
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Dichtung 1 additiv aus wenigstens einem Kunststoff und/oder additiv aus wenigstens einem Metall gefertigt wird.In principle, it can be provided that the
So kann vorgesehen sein, dass der Dichtkörper 8 aus einem Metall gefertigt ist und flexibel an dem ersten Begrenzungselement 4 gelagert ist, beispielsweise indem der Grundkörper 14 aus einem elastischen Kunststoff und/oder aus Metall in einer elastischen Bauweise gefertigt ist.So it can be provided that the sealing
Der wenigstens eine Kunststoff, welcher in dem Herstellungsverfahren der Dichtung 1 zur Verwendung kommen kann, beziehungsweise aus welchem die Dichtung 1 ausgebildet sein kann, kann beispielsweise auch ein Elastomer, insbesondere ein Fluorkautschuk und/oder ein AcrylnitrilButadien-Kautschuk sein.The at least one plastic which can be used in the manufacturing process of the
Der wenigstens eine Kunststoff, welcher in dem Herstellungsverfahren der Dichtung 1 zur Verwendung kommen kann, beziehungsweise aus welchem die Dichtung 1 ausgebildet sein kann, kann beispielsweise auch ein Duromer sein.The at least one plastic that can be used in the manufacturing process of the
Der wenigstens eine Kunststoff, welcher in dem Herstellungsverfahren der Dichtung 1 zur Verwendung kommen kann, beziehungsweise aus welchem die Dichtung 1 ausgebildet sein kann, kann beispielsweise auch ein Silikon sein.The at least one plastic which can be used in the manufacturing process of the
Ferner ist in der dargestellten Ausführungsform der Dichtung 1 ein Versteifungsring 16 integriert. Es kann vorgesehen sein, den Versteifungsring 16 direkt additiv mit der Dichtung 1 zu fertigen. Hierbei kann der Versteifungsring 16 beispielsweise aus Metall und/oder Kunststoff gefertigt sein.Furthermore, a
Eine Zugfeder 16a, welche aus Metall als Spiralzugfeder ausgebildet ist, ist in dem in
Die Zugfeder 16a oder ein sonstiges wirkgleiches Bauteil dient hierbei der Erzeugung und Aufrechterhaltung einer Anpresskraft. Die Zugfeder 16a kann ferner eingesetzt werden, um auch bei höheren Temperaturen, welche zu einer Erweichung der Dichtung 1 führen können, falls diese aus einem Kunststoff ausgebildet ist, die notwenige Radialkraft aufzubringen. Die Radialkraft bzw. die Anpresskraft des Dichtkörpers an das zweite Begrenzungselement 7 setzt sich aus einem Anteil der Zugfeder 16a und einen Anteil des Materials, aus welchem die Dichtung 1 ausgebildet ist, zusammen. Viele Kunststoffe neigen mit der Zeit zu einem Kriechen, weshalb der Radialkraftanteil des Materials zurück geht. Zudem wird bei höheren Temperaturen das Material weicher. Durch die Zugfeder 16a kann trotzdem eine notwendige Radialkraft erreicht werden.The
Der Versteifungsring 16 kann auch aus einem entsprechend festen Kunststoff gefertigt sein beziehungsweise aus einem entsprechend festen Kunststoff als Teilbereich der Dichtung 1 direkt additiv gefertigt sein.The stiffening
Die in den Ringflächen 17 und 18 angeordneten Durchströmelemente 9 sind jeweils mit einem umlaufenden Kanal verbunden. Die beiden umlaufenden Kanäle werden durch wenigstens zwei getrennte Kanäle 12 mit beispielsweise unterschiedlichen Ausströmmedien 10 beaufschlagt.The flow-through
Ferner kann vorgesehen sein, dass aus den Durchströmelementen 9, welche an der der Rückseite 3 der Dichtung 1 näher liegenden Ringfläche 18 angeordnet sind, ein anderes Ausströmmedium ausströmbar ist als aus den Durchströmelementen 9, welche an der der Dichtseite 2 der Dichtung 1 näherliegenden Ringfläche 17 angeordnet sind. Beispielsweise können die zweireihig angeordneten Durchströmelemente 9 der beiden Ringflächen 17 und 18 dergestalt ausgerichtet sein, dass zu der Rückseite 3 Luft und zu der Dichtseite 2 ein Öl-Luft-Gemisch ausströmbar ist. Hierdurch kann ein Eintrag von Verschmutzungen aus dem Außenbereich in den Aufnahmeraum durch einen Sperrluftstrom verhindert werden, während ein Austritt des Mediums durch einen Strom des Öl-Luft-Gemischs verhindert werden kann. Hierbei ist eine Anpassung von Ausströmgeschwindigkeiten der Ausströmmedien 10 aus den Durchströmelementen 9 zur Vermeidung von Unterdruckzonen von Vorteil.Provision can also be made for a different outflow medium to be able to flow out of the flow-through
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass für jedes Ausströmmedium 10 lediglich eine Zuführungsöffnung in die Dichtung 1 bzw. zu den Kanälen 12 vorgesehen ist. Hierdurch können vorteilhaft wenige Verbindungen ausreichen, um die Dichtung 1 mit den Ausströmmedien 10 zu versorgen. Die Zuführungsöffnungen können vorteilhafterweise mit einer geeigneten Befestigungsmöglichkeit, beispielsweise einem Gewinde versehen sein.In particular, it can be provided that for each outflow medium 10 only one feed opening into the
Der Dichtung 1 wird hierbei durch den Kanal 12 das Ausströmmedium 10 zugeführt, welches in vorliegendem Ausführungsbeispiel eine geringere Temperatur aufweist als wenigstens ein vorzugsweise an dem zweiten Begrenzungselement 7 und/oder dem Dichtkörper 8 angeordneter Referenzpunkt.The outflow medium 10 is supplied to the
Durch das Ausströmmedium 10 wird ferner der wenigstens eine Ausströmmediumvorhang 11 entlang des Dichtkörpers 8 gebildet, wobei eine Homogenität bzw. eine Inhomogenität eines Druckprofils des Ausströmmediumvorhangs 11 in Abhängigkeit von einer Geometrie des wenigstens einen Durchströmelements 9 und/oder einer Anordnung des wenigstens einen Durchströmelements 9 an dem Dichtkörper 8 und/oder einer Druckbeaufschlagung des wenigstens einen Durchströmelements 9 eingestellt wird.The outflow medium 10 also forms the at least one
Weiterhin wird in vorliegendem Ausführungsbeispiel das Ausströmmedium 10 dem wenigstens einen Durchströmelement 9 unter einem Druck von 200 kPa bis 900 kPa, vorzugsweise 400 kPa bis 600 kPa zugeführt.Furthermore, in the present exemplary embodiment, the outflow medium 10 is supplied to the at least one flow-through
Ebenfalls vorteilhaft kann eine Weiterbildung eines Verfahrens zu Abdichtung dahingehend sein, dass der Druck in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Dichtung 1 gesteuert und/oder geregelt wird. Zu den Betriebsparametern können dabei beispielsweise eine Temperatur, ein Betriebsdruck, eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Dichtkörper 8 und des zweiten Begrenzungselements 7 und eine Ausprägung des Ausströmmediums 10 zählen.A development of a method for sealing can likewise be advantageous in that the pressure is controlled and/or regulated as a function of at least one operating parameter of the
Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Zuführung des Ausströmmediums 10 und/oder eine Abführung des Mediums durch die Dichtung 1 geregelt und/oder gesteuert wird. Insbesondere kann hierbei ein Volumenstrom einer Zuführung und/oder ein Volumenstrom der Abführung gesteuert und/oder geregelt werden. Zu Parametern, welche der Steuerung und/oder der Regelung zugrunde liegen können, können dabei beispielsweise eine Temperatur, ein Betriebsdruck und/oder eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Dichtkörper 8 und des zweiten Begrenzungselements 7 und eine Ausprägung des Ausströmmediums 10 zählen.It can also be provided that a supply of the outflow medium 10 and/or a discharge of the medium through the
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einer hohen Wellendrehzahl, bei welcher sich der Dichtkörper 8 von dem zweiten Begrenzungselement 7 abheben kann, wodurch der Dichtspalt 15 erhöht werden kann, ein höherer Druck angelegt wird und somit die Dichtwirkung durch den Ausströmmediumstrom und/oder durch den Ausströmmediumvorhang 11 erhöht wird. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine Druckbeaufschlagung des Ausströmmediums 10 bedarfsabhängig erfolgen, was zu Energieeinsparungen führen kann.For example, it can be provided that at a high shaft speed, at which the sealing
Es kann vorgesehen sein, dass an dem Kanal 12 beziehungsweise das wenigstens eine Durchströmelement 9 mittels der nicht dargestellten Druckeinrichtung ein Unterdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre angelegt wird, wodurch das aus dem Aufnahmeraum austretende Medium durch das wenigstens eine Durchströmelement 9 abgesaugt und damit an einem Austritt durch den Dichtbereich gehindert wird. Insbesondere bei mehreren Reihen von Durchströmelementen 9 kann vorgesehen sein, dass in einer der Rückseite 3 zugewandten Reihe angeordnete Durchströmelemente 9 als saugende Durchströmelemente 9 ausgebildet sind, bzw. durch diese Durchströmelemente 9 Medium aufgesaugt wird. Die zu der Dichtseite 2 angeordneten Reihen der Durchströmelemente 9 können als ausströmende Durchströmelemente 9 ausgebildet sein, bzw. durch diese Durchströmelemente 9 kann das Ausströmmedium 10 ausgeströmt werden.Provision can be made for a negative pressure relative to the surrounding atmosphere to be applied to channel 12 or the at least one flow-through
Bei mehreren Reihen von Durchströmelementen 9 kann auch vorgesehen sein, dass in einer der Dichtseite 2 zugewandten Reihe angeordnete Durchströmelemente 9 als saugende Durchströmelemente 9 ausgebildet sind, bzw. durch diese Durchströmelemente 9 Medium aufgesaugt wird. Die zu der Rückseite 3 angeordneten Reihen der Durchströmelemente 9 können als ausströmende Durchströmelemente 9 ausgebildet sein, bzw. durch diese Durchströmelemente 9 kann das Ausströmmedium 10 ausgeströmt werden.With several rows of flow-through
Ferner kann vorgesehen sein, dass das eingesaugte Medium anschließend dem Aufnahmeraum zugeführt wird.Furthermore, it can be provided that the sucked-in medium is then fed to the receiving space.
Die jeweiligen Reihen, in welchen die Durchströmelemente 9 angeordnet sein können, können auch aktiv in einem Betrieb der Dichtung 1 zwischen Einsaugen und Ausströmen wechseln und/oder eine Einsaugintensität des Mediums und/oder eine Ausströmintensität des Ausströmmediums variieren. Durch eine pulshafte Variation der Ausströmintensität, beziehungsweise durch eine Pulsation zur Erzeugung von Luft-Druckwellen und/oder Öl-Druckwellen, kann eine Reinigung des Dichtspaltes 15 und/oder der Durchströmelemente 9, beispielweise von Ablagerungen und/oder Verschleißpartikeln und/oder Fremdpartikeln erfolgen. Dies kann unter anderem auch durch eine mechanische Bewegung des Dichtkörpers 8, welche durch die Pulsation hervorgerufen wird, bedingt sein.The respective rows in which the flow-through
Wird Medium durch die Durchströmelemente 9 eingesaugt, so kann vorgesehen sein, dass Eigenschaften des Mediums mittels einer nicht dargestellten Analyseeinrichtung untersucht werden, um Informationen über den Zustand des Mediums und/oder in dem Aufnahmeraum angeordneten Einrichtungen, welche mit dem Medium in Kontakt stehen, zu gewinnen. Beispielsweise kann ein Alterungszustand des Mediums, insbesondere eines Öls, bestimmt werden, um beispielsweise die Notwendigkeit eines Austausches des Mediums anzuzeigen.If medium is sucked in through the flow-through
Ferner kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Temperatur des Ausströmmediums 10 in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter der Dichtung 1 gesteuert und/oder geregelt wird. Zu den Betriebsparametern können dabei beispielsweise die Temperatur des wenigstens einen Referenzpunktes, ein Betriebsdruck, eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Dichtkörper 8 und dem zweiten Begrenzungselement 7 und eine Ausprägung des Ausströmmediums 10 zählen.Furthermore, it can advantageously be provided that the temperature of the outflow medium 10 is controlled and/or regulated as a function of at least one operating parameter of the
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium der Dichtung 1 umso kühler zugeführt wird beziehungsweise durch eine Kühleinrichtung umso stärker gekühlt wird, je höher die Relativgeschwindigkeit - gegeben beispielsweise durch eine Wellendrehzahl - zwischen dem Dichtkörper 8 und dem zweiten Begrenzungselement 7 ist.For example, it can be provided that the outflow medium is supplied to the
Umgekehrt kann auch vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium 10 der Dichtung 1 in einer erwärmten Form zugeführt wird, wenn beispielsweise ein Kraftfahrzeug bei einer geringen Umgebungstemperatur gestartet wird und die Dichtung 1 zu Betriebsbeginn eine geringe Temperatur aufweist, die beispielsweise eine durch die geringe Temperatur bedingte geringe Elastizität des Dichtkörpers 8 bewirkt.Conversely, it can also be provided that the outflow medium 10 is supplied to the
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium 10 der Dichtung 1 mit einer Temperatur zugeführt wird, welche zu einer Referenztemperatur an dem wenigstens einen Referenzpunkt eine Temperaturdifferenz aufweist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, das Ausströmmedium 10 zur Erwärmung des zweiten Begrenzungselements 7 derart über eine Zieltemperatur zu erwärmen, dass die Zieltemperatur des an dem zweiten Begrenzungselements 7 angeordneten wenigstens einen Referenzpunktes schnell erreicht wird, und/oder derart unter die Zieltemperatur zu kühlen, dass die Zieltemperatur des an dem zweiten Begrenzungselements 7 angeordneten wenigstens einen Referenzpunktes schnell erreicht wird.Furthermore, it can be provided that the outflow medium 10 is supplied to the
Der wenigstens eine Referenzpunkt kann beispielsweise auch an einer Welle und/oder einem Gehäuse und/oder dem Dichtkörper 8 angeordnet sein. Insbesondere kann der wenigstens eine Referenzpunkt derart gestaltet und angeordnet sein, dass er stets die Temperatur aufweist, welche auch das Medium aufweist.The at least one reference point can also be arranged on a shaft and/or a housing and/or the sealing
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Dichtung 1 Kanäle aufweist, welche zur Temperierung der Dichtung 1 dienen und welche mit einem Temperierungsmedium beaufschlagt werden, welches nicht durch die Durchströmelemente 9 ausströmbar ist. Hierdurch kann eine Kühlung der Dichtung 1 bei hohen Temperaturen oder durch Erwärmung eine Sicherung der Elastizität der Dichtung 1 bei tiefen Temperaturen ermöglicht werden.Provision can also be made for the
Weiterhin kann bei mehreren Referenzpunkten vorgesehen sein, dass die Referenztemperatur als gewichtetes Mittel derjenigen Temperaturen bestimmt wird, welche die einzelnen Referenzpunkte aufweisen. Gewichtungsfaktoren können hierbei beispielsweise durch eine Priorisierung von Bauteilen bestimmt werden.Furthermore, if there are several reference points, it can be provided that the reference temperature is determined as the weighted average of those temperatures which the individual reference points have. In this case, weighting factors can be determined, for example, by prioritizing components.
Die erfindungsgemäße Dichtung 1 kann sowohl direkt in dem Dichtbereich 5, als auch an einer Stirnseite des ersten Begrenzungselements 4 und/oder des zweiten Begrenzungselements 7 angeordnet sein. In dem Fall, dass sich die beiden Begrenzungselemente 4 und 7 durch eine Welle und ein Gehäuse ergeben, kann die Dichtung 1 beispielsweise sowohl als Radialwellendichtring als auch als Axialwellendichtring verwendet werden.The
Es kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Dichtung 1 wenigstens einen Sensoraufnahmebereich für wenigstens einen Sensor aufweist. Eine Ausstattung der erfindungsgemäßen Dichtung 1, beziehungsweise von mit der Dichtung 1 in Verbindung stehenden Einrichtungen, wie beispielsweise die Druckeinrichtung, mit Messsensorik hat den Vorteil, dass relevante Betriebsparameter durch die Sensorik bestimmbar sind, wie beispielsweise der Druck und/oder die Temperatur und/oder elastische Eigenschaft und/oder mechanische Spannungen, welche in einem den Dichtkörper 8 ausbildenden Material aufgrund der Reibungskräfte auftreten können, und/oder eine Ölsumpftemperatur und/oder eine Öltemperatur in dem Dichtspalt 15 und/oder eine Viskosität des Öls in dem Aufnahmeraum und/oder ein Leckagestrom und/oder ein Luftvolumenstrom und/oder eine Drehzahl einer Welle, beziehungsweise eine Relativgeschwindigkeit des zweiten Begrenzungselements 7, und/oder eine Radialkraft und/oder ein Reibmoment und/oder ein Reibungszustand, wie beispielsweise ein Trockenlauf, eine Mischreibung und eine Vollfluidreibung, und/oder eine statische beziehungsweise dynamische Dichtheit und/oder der Förderwert. Die hierdurch ermittelten Betriebsparameter können in vorteilhafter Weise zur Einstellung des Drucks und/oder der Temperatur und/oder weiterer Parameter des Ausströmmediums 10 eingesetzt werden, um die Dichtfunktion zu optimieren.Provision can be made for the
Zum Beispiel kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Sensor in den Dichtkörper 8 integriert und in Richtung des zweiten Begrenzungselements 7 ausgerichtet ist. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Sensor einen Abstand beispielsweise zu dem zweiten Begrenzungselement 7 ermittelt und daraus einen möglichen Verschleiß bestimmt.For example, it can be provided that the at least one sensor is integrated into the sealing
Ferner kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Sensor einen Zustand des in dem Aufnahmeraum befindlichen Mediums, beispielsweise eines Öls, bestimmt. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine Farbe des Öls bestimmt wird, um einen Verschmutzungsgrad zu ermitteln.Furthermore, it can be provided that the at least one sensor determines a state of the medium located in the receiving space, for example an oil. For this purpose, it can be provided, for example, that a color of the oil is determined in order to determine the degree of contamination.
Es kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Sensor mittels des beschriebenen Herstellungsverfahrens im Zuge der Herstellung der Dichtung 1 gefertigt wird.Provision can advantageously be made for the at least one sensor to be manufactured using the manufacturing method described in the course of manufacturing the
Ist der Sensor beispielsweise als ein Dehnmessstreifen ausgebildet, so kann er direkt als ein Teil der Dichtung 1 durch ein additives Herstellungsverfahren beispielsweise aus Metall und/oder anderen leitfähigen Materialien gefertigt werden, während den Sensor umgebende Teile der Dichtung 1 aus Kunststoff gefertigt werden. Elektrische Leitungsbahnen, welche zu dem Sensor führen und/oder von dem Sensor wegführen, können beispielsweise ebenfalls direkt als ein Teil der Dichtung 1 durch ein additives Herstellungsverfahren beispielsweise aus Metall gefertigt werden.If the sensor is designed as a strain gauge, for example, it can be manufactured directly as part of the
Eine Ausgestaltung des Sensors 1 als Dehnmessstreifen ermöglicht eine vorteilhafte Detektion von Amplituden und Frequenzen von Vibrationen. Die detektierten Werte können mit Referenzwerten verglichen werden, um beispielsweise eine Unwucht einer Welle, welche von der Dichtung 1 umschlossen ist, zu erkennen.An embodiment of the
Der wenigstens eine Sensor kann mittels eines additiven Herstellungsverfahrens direkt als ein Teil der Dichtung 1 durch ein additives Herstellungsverfahren beispielsweise aus Metall und/oder anderen leitfähigen Materialien gefertigt werden, ohne dass die Dichtung 1 Durchströmelemente 9 aufweist.The at least one sensor can be manufactured directly as part of the
Selbstverständlich setzt eine Regelung der Parameter des Ausströmmediums 10 mit Berücksichtigung der Betriebsparameter das Vorhandensein einer Recheneinrichtung, welche Soll- mit Istwerten vergleicht, voraus.Of course, regulation of the parameters of the outflow medium 10, taking into account the operating parameters, requires the presence of a computing device that compares setpoint values with actual values.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Dichtung 1 kann - wie in
Insbesondere kann in einem durch den Schutzkörper 19 und den Dichtkörper 8 ausgebildeten Zwischenraum mit einem Einströmen des Ausströmmediums 10 durch die Durchströmelemente 9 ein vorteilhafter Überdruck in dem Zwischenraum gegenüber einer Umgebung aufgebaut werden. Durch den Überdruck kann beispielsweise ein Ausfließen des Mediums und/oder ein Eindringen von Schmutz vorteilhaft vermieden werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass zu einem Aufbau des Überdrucks beispielsweise die Durchströmelemente 9 wenigstens teilweise zu dem Zwischenraum hin ausgerichtet sein können. Besonders vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Durchströmelemente 9, welche zu dem Zwischenraum ausgerichtet sind, mit einem Ausströmmedium 10 beaufschlagt werden, welches nur geringe Anteile an Flüssigkeiten und/oder Feststoffen aufweist.In particular, an advantageous overpressure can be built up in the space formed by the
Ferner ist die Dichtung 1 in dem in
Eine durch den Ringdeckel 20 reichende Zuführung 22 versorgt über eine umlaufende Nut 23 die Dichtung 1 radial mit dem Ausströmmedium 10. Die in
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Kanal 12 direkt an der Durchströmöffnung 9a endet. In diesem Fall ist das Durchströmelement 9 als auf die Durchströmöffnung 9a reduziert zu verstehen.Provision can be made, for example, for the
Eine genaue Form einer Durchströmöffnung 9a der Durchströmelemente 9 kann vorteilhafterweise je nach beispielsweise einer Anwendungsform und/oder einem Dichtungsmaterial variiert werden. Allerdings hat sich im Rahmen der Erfindung eine annähernd elliptische Form der Durchströmöffnung 9a als vorteilhaft herausgestellt.An exact shape of a through-
Eine Form einer länglicheren als der dargestellten Ellipse, bei der sich die Halbachsen der Durchströmöffnung 9a um mehr als einen Faktor 2 unterscheiden, kann vorteilhaft sein, um einen homogenen Ausströmmediumvorhang 11 an dem zweitem Begrenzungselement 7 zu erzielen, indem das Ausströmmedium 10 das Durchströmelement 9 in Form eines Ausströmmediumfächers verlässt.A shape that is longer than the ellipse shown, in which the semi-axes of the through-
Weiterhin kann eine Anordnung der Durchströmelemente 9 an dem Dichtkörper 8 vorteilhaft sein, bei der die langen Halbachsen der elliptischen Durchströmelemente 9 unter einem bestimmten Winkel zu dem Dichtkörper 8 orientiert sind. Insbesondere können die langen Halbachsen unter einem spitzen Winkel zu dem Dichtkörper 8 orientiert sein. Hierdurch können sich die Ausströmmediumfächer auch bei geringem Abstand der Durchströmelemente 9 lamelllenartig überlappen, wodurch ein vorteilhaft homogener Ausströmmediumvorhang 11 an dem zweiten Begrenzungselement 7 erzielt werden kann.Furthermore, an arrangement of the flow-through
Es kann weiterhin vorteilhaft sein, wenn das Verhältnis der Halbachsen von den elliptischen Durchströmelementen 9, damit von den Öffnungswinkeln der Ausströmmediumfächer, in Abhängigkeit der Höhe des Dichtspalts 15 und des Abstands der Durchströmelemente aus dem Dichtkörper zueinander ausgewählt wird. Hierbei sollten die Öffnungswinkel umso größer gewählt werden, je größer der Abstand der Durchströmelemente 9 zueinander ist.It can also be advantageous if the ratio of the semi-axes of the elliptical flow-through
In vorliegendem Ausführungsbeispiel weisen die Durchströmöffnungen 9a einen äquivalenten Durchmesser von 0,1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,2 mm bis 1,0 mm, noch bevorzugter 0,5 mm aufweisen.In the present exemplary embodiment, the through-
Der äquivalente Durchmesser der Durchströmöffnung 9a ist der Durchmesser desjenigen Kreises, dessen Flächeninhalt einem Flächeninhalt der Durchströmöffnung 9a entspricht. Ein derartiger äquivalenter Durchmesser kann auch als Durchmesser eines projektionsflächengleichen Kreises bezeichnet werden.The equivalent diameter of the through-
Entlang der Längserstreckung des Dichtkörpers 8 sind in vorliegendem Ausführungsbeispiel nebeneinander angeordnete Durchströmöffnungen 9a vorgesehen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Durchströmöffnung 9a lediglich in einem Teilbereich der Längserstreckung des Dichtkörpers 8 ausgebildet ist, sodass eine Länge eines Schnitts der Durchströmöffnung 9a mit einer in Richtung der Längserstreckung verlaufenden Linie weniger als neun Zehntel, vorzugsweise vier Fünftel, noch bevorzugter weniger als die Hälfte, einer Länge der Längserstreckung umfasst.In particular, it can be provided that the at least one through-
Sind mehrere Durchströmöffnungen 9a vorgesehen, so kann es vorteilhaft sein, dass eine summierte Länge der Schnitte der Durchströmöffnungen 9a mit einer in Richtung der Längserstreckung verlaufenden Linie weniger als neun Zehntel, vorzugsweise vier Fünftel, noch bevorzugter weniger als die Hälfte, der Länge der Längserstreckung umfasst.If several through-
In
Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn der Ausströmmediumstrom 11 im Bereich des Dichtspaltes 15 eine Druckverteilung und/oder Strömungsverteilung aufweist, welche durch die Form des Durchströmelements 9 bzw. der Durchströmöffnung 9a direkt beeinflusst, vorzugsweise der Form des Durchströmelements 9 bzw. der Durchströmöffnung 9a geometrisch wenigstens annähernd ähnlich ist. Eine Homogenisierung eines Strömungsprofils des Ausströmmediumstroms, beispielsweise durch eine Ringnut und/oder weitere Dichtkörper 8 bzw. mehrere Dichtlippen ist hierbei unter Umständen nachteilig, da der Förderwert der Dichtung 1 verringert werden kann.It is particularly advantageous if
Auch bei derartigen Geometrien ist vorgesehen, dass die Durchströmöffnungen 9a einen äquivalenten Durchmesser von 0,1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 0,2 mm bis 1,0 mm, noch bevorzugter 0,5 mm aufweisen.With such geometries, it is also provided that the through-
Eine geometrische Form des Ausströmmediumvorhangs 11 kann auch durch eine Form des Dichtkörpers 8 beeinflusst werden, indem beispielsweise Vertiefungen und/oder Erhebungen an dem Dichtkörper 8 derart angeordnet sind, dass das Ausströmmedium an dem Dichtkörper, aber beispielsweise abseits von den Durchströmelementen 9, zu einem Ausströmmediumvorhang 11 geformt wird.A geometric shape of the
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren mittels einer additiven Fertigung bietet hier ein vorteilhaft großes Spektrum an möglichen Formen und Geometrien der erfindungsgemäßen Dichtung 1, wodurch eine Vielzahl von Sensoren in die Dichtung 1 einbringbar sind.The manufacturing method according to the invention using additive manufacturing offers an advantageously large spectrum of possible shapes and geometries of the
Materialeigenschaften eines zur Durchführung des Herstellungsverfahrens für eine Dichtung 1 verwendeten Materials können in vorteilhafter Weise auf zu erwartende Anwendungsbedingungen abgestimmt sein. So kann eine Herstellung der Dichtung 1, beziehungsweise des Dichtkörpers 8 und/oder des Grundkörpers 14 und/oder des wenigstens einen Durchströmelements 9 und/oder eines Mantels des wenigstens einen Kanals 12, beispielsweise aus Metall mittels beispielsweise Lasersintern vorteilhaft zur Erzielung einer konstanten Höhe des Dichtspalt 15 ohne Reibkontakt mit dem zweiten Begrenzungselement 7 sein. Ebenso kann vorgesehen sein, dass Teile der Dichtung 1 aus verschiedenen Materialien gefertigt sind. So kann der Versteifungsring 16 ebenfalls mittels additiver Fertigung in die Dichtung 1 integriert sein oder er kann separat gefertigt und in die Dichtung 1 eingefügt sein. Ebenso ist es vorstellbar, dass in vorteilhafter Weise verschiedene Kunststoffe an verschiedenen Positionen und verschiedenen Bereichen der Dichtung 1 im Rahmen der additiven Fertigung eingesetzt sind.Material properties of a material used to carry out the production method for a
Vorteilhafterweise kann auch vorgesehen sein, dass mittels des Herstellungsverfahrens auf einem Teil der Oberfläche oder der gesamten Oberfläche der Dichtung 1 eine funktionelle Beschichtung aufgebracht wird. Insbesondere vorteilhaft kann eine Beschichtung sein, welche wenigstens teilweise eine omniphobe und/oder eine hydrophile und/oder eine hydrophobe und/oder eine lipophile und/oder lipophobe Eigenschaft aufweist. Beispielsweise kann durch eine omniphobe Eigenschaft der Dichtung 1 eine Anlagerung von Verschmutzungen an die Dichtung 1 minimiert werden. Die Aufbringung der funktionellen Beschichtung ist hierbei mit dem Herstellungsverfahren besonders effizient durchführbar.Advantageously, it can also be provided that a functional coating is applied to a part of the surface or the entire surface of the
Falls vorgesehen ist, dass das zweite Begrenzungselement 7 eine Welle und das erste Begrenzungselement 4 ein Gehäuse ist, können die Durchströmelemente 9 länglich ausgebildet sein, vorzugsweise als schmales Rechteck und/oder als Schlitz. Insbesondere können derartige Durchströmelemente 9 bzw. Durchströmöffnungen 9a in einem Winkel zu dem Dichtkörper 8 derart angeordnet sein, dass ein inhomogener Ausströmmediumvorhang 11 ausgebildet wird. Hierdurch kann vorteilhafterweise durch den Dichtspalt 15 ausfließendes Medium zurück in den Aufnahmeraum gefördert werden, sobald sich die Welle dreht. Dies kann die Dichtsicherheit bzw. den Förderwert der Dichtung 1 vorteilhaft erhöhen.If it is provided that the
Ferner kann vorgesehen sein, dass die in
Hierdurch kann beispielsweise eine Pumpwirkung des Ausströmmediumvorhangs 11 und damit der Förderwert der Dichtung 1 erhöht werden.As a result, for example, a pumping effect of the
Insbesondere kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Ausströmmedium 10 wenigstens annähernd ausschließlich durch die Durchströmelemente 9 ausgeströmt wird und/oder ein Medium wenigstens annähernd ausschließlich durch die Durchströmelemente 9 eingesaugt wird. Das kann beispielsweise bedeuten, dass lediglich der wenigstens eine Kanal 12 mit dem Ausströmmedium 10, beispielsweise durch die umlaufende Nut 23 und/oder eine Schlauchverbindung beaufschlagt wird, nicht jedoch beispielsweise eine ganze Rückseite 3 mit Ausströmmedium 10 beaufschlagt wird und/oder an eine gesamte Rückseite 2 ein Unterdruck zur Absaugung des Mediums angelegt wird.In particular, it can advantageously be provided that the outflow medium 10 flows out at least approximately exclusively through the flow-through
Insbesondere kann ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren dezentral, beispielsweise mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, wie beispielsweise eines 3D-Drucks, beispielsweise eines Fused-Filament-Fabrication-Verfahrens und/oder einer Stereolithografie und/oder eines selektiven Lasersinterns, durchgeführt werden. Da Dichtungen 1 häufig kritische Verschleißteile darstellen, kann ein derartiges dezentrales Fertigungsverfahren von besonderem Vorteil sein. So kann zur Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Dichtung 1 einem Anwender beispielsweise lediglich eine Information über die räumlich-körperliche Ausprägung der Dichtung 1, beispielsweise eine CAD-Datei, zur Verfügung gestellt werden. Die Fertigung selbst kann der Anwender durchführen, sofern eine additive Fertigungsanlage zur Verfügung steht. Ein derartiges Herstellungsverfahren kann demnach zu einer deutlichen Zeitersparnis und damit zu einer Kostenersparnis führen.In particular, a manufacturing method according to the invention can be decentralized, for example by means of an additive manufacturing method, such as 3D printing, for example a fused filament fabrication method and/or stereolithography and/or selective laser sintering. Since
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