DE102020200732A1

DE102020200732A1 - Ballige Drehsicherung für umlaufende Dichtungen

Info

Publication number: DE102020200732A1
Application number: DE102020200732.2A
Authority: DE
Inventors: George Perry Haynes
Original assignee: Kaydon Ring and Seal Inc
Current assignee: Kaydon Ring and Seal Inc
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2020-08-06
Also published as: GB2581006A; US20200248816A1; US11105424B2; CN111520476A; GB201917363D0; GB2581006B

Abstract

Eine Drehsicherung (10) ist für eine umlaufende Dichtung (1), die in einem Gehäuse (3) angeordnet ist und einen ringförmigen Körper (4) und ein oder mehrere Öffnungen mit gegenüberstehenden ersten und zweiten Seiten hat. Die Vorrichtung (10) weist zumindest einen und vorzugsweise mehrere Ansätze (12) auf, die jeweils ein erstes axiales Ende, das mit dem Gehäuse (3), vorzugsweise durch einen ringförmigen Träger, der in dem Gehäuse (3) angeordnet ist, gekoppelt ist, ein gegenüberliegendes zweites axiales Ende, innere und äußere radiale Enden (12c, 12d), die sich jeweils axial zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende (12a, 12b) erstrecken, und gegenüberliegende erste und zweite Halteflächen (16A, 16B) haben, die sich axial zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende (12a, 12b) und radial zwischen dem inneren und dem äußeren radialen Ende (12c, 12d) erstrecken. Zumindest eine Haltefläche (16a, 16b) ist konvex gekrümmt und jeder Ansatz (12) ist in einer Dichtungsöffnung (6) anordenbar, sodass die konvex gekrümmte Haltefläche (16a, 16b) mit einer der Dichtungsöffnungsseiten (6a, 6b) kontaktierbar ist, um eine Winkelverschiebung der Dichtung (1) bezüglich des Gehäuses (3) zu verhindern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Dichtungen und insbesondere auf Vorrichtungen zum Verhindern einer Winkelverschiebung von umlaufenden Dichtungen.
Umlaufende Dichtungen sind bekannt und weisen üblicherweise einen ringförmigen Körper auf, der um eine Welle oder eine Hülse, die auf der Welle befestigt ist, angeordnet ist. Die Dichtung hat eine innere umlaufende Dichtung, die gegen die Welle oder die Hülse abdichtet, wenn die Welle um eine Mittelachse rotiert. Bestimmte umlaufende Dichtungen sind „Hebe-“Dichtungen, die sich radial nach außen während einer Wellenrotation verschieben, um eine Abnutzung an der Dichtung zu reduzieren. Da die Dichtung üblicherweise in dem Dichtungsgehäuse „schweben“ darf, müssen einige Mittel bereitgestellt werden, um eine Winkelverschiebung der Dichtung, um die Wellenachse zu verhindern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt ist die vorliegende Erfindung eine Drehsicherung für eine umlaufende Dichtung, wobei die Dichtung in einem Gehäuse angeordnet ist und einen ringförmigen Körper mit einer Mittelachse, gegenüberliegenden axialen Enden und zumindest einer Öffnung hat, die sich allgemein axial zwischen den axialen Enden erstreckt und gegenüberstehende erste und zweite Seiten hat. Die Drehsicherung weist zumindest einen Ansatz auf, der ein erstes axiales Ende, das mit dem Gehäuse gekoppelt ist, ein gegenüberliegendes zweites, freies axiales Ende und ein inneres und ein äußeres radiales Ende hat, die sich jeweils axial zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende erstrecken. Gegenüberliegende erste und zweite Halteflächen erstrecken sich axial zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende und radial zwischen dem inneren und dem äußeren radialen Ende, wobei zumindest eine der ersten und zweiten Haltefläche allgemein konvex gekrümmt ist. Der zumindest eine Ansatz ist zumindest teilweise innerhalb der zumindest einen Dichtungsöffnung anordenbar, sodass die konvex gekrümmte Haltefläche mit einer der ersten und zweiten Dichtungsöffnungsseite kontaktierbar ist, um eine Winkelverschiebung der Dichtung bezüglich des Gehäuses zu verhindern.
In einem anderen Aspekt ist die vorliegende Erfindung wiederum eine Drehsicherung für eine umlaufende Dichtung, wobei die Dichtung in einem Gehäuse angeordnet ist und einen ringförmigen Körper mit einer Mittelachse, gegenüberliegenden axiale Enden und zumindest eine Öffnung hat, die sich allgemein axial zwischen den axialen Enden erstreckt und gegenüberstehende erste und zweite Seiten hat. Die Drehsicherung weist einen allgemein ringförmigen Träger auf, der in dem Gehäuse angeordnet ist und axial von der Dichtung beabstandet ist, wobei der Träger gegenüberliegende erste und zweite axiale Flächen hat. Zumindest ein Ansatz erstreckt sich axial von der ersten Trägerfläche, wobei der Ansatz ein erstes axiales Ende, das mit dem Träger gekoppelt ist, ein gegenüberliegendes zweites, freies axiales Ende und ein inneres und ein äußeres radiales Ende hat, die sich jeweils axial zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende erstrecken. Gegenüberliegende erste und zweite Halteflächen erstrecken sich axial zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende und radial zwischen dem inneren und dem äußeren radialen Ende, wobei zumindest eine der ersten und der zweiten Haltefläche allgemein konvex gekrümmt ist. Der zumindest eine Ansatz ist zumindest teilweise innerhalb der zumindest einen Dichtungsöffnung anordenbar, sodass die konvex gekrümmte Haltefläche mit einer der ersten und der zweiten Dichtungsöffnungsseite kontaktierbar ist, um eine Winkelverschiebung der Dichtung bezüglich des Gehäuses zu verhindern.
Figurenliste
Die vorhergehende Zusammenfassung sowie die detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden, wenn sie in Zusammenhang mit den angehängten Zeichnungen gelesen werden. Für den Zweck der Darstellung der Erfindung sind in den Zeichnungen, die schematisch sind, Ausführungsformen gezeigt, die vorliegend bevorzugt sind. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die genauen Anordnungen und gezeigten Mittel beschränkt ist. In den Zeichnungen:

1 ist eine axiale Querschnittsansicht einer Drehsicherung einer ersten Ausgestaltung, die in Eingriff mit einer Dichtung einer Einzeldichtungsanordnung ist, wobei die Dichtung um eine Welle und in einem Gehäuse angeordnet gezeigt ist;
2 ist eine axiale Querschnittsansicht der Einzeldichtungsanordnung von 1, die durch eine Rückstellfeder hindurch gezeigt ist;
3 ist eine aufgebrochene, vergrößerte Ansicht von unten der Haltevorrichtung der ersten Ausgestaltung, die einen Ansatz zeigt, der mit einer Einzeldichtung in Eingriff ist;
4 ist eine perspektivische Ansicht der Haltevorrichtung der ersten Ausgestaltung;
5 ist eine axiale Querschnittsansicht einer Drehsicherung einer zweiten Ausgestaltung, die mit zwei Dichtungen einer Doppel-, oder Tandemdichtungsanordnung in Eingriff ist, wobei die Dichtungen in einem Gehäuse angeordnet gezeigt sind;
6 ist eine aufgebrochene, vergrößerte Ansicht von unten der Haltevorrichtung der zweiten Ausgestaltung, die zwei Ansätze zeigt, die jeweils mit einer separaten der zwei Dichtungen in Eingriff sind;
7 ist eine perspektivische Ansicht der Haltevorrichtung der zweiten Ausgestaltung;
8 ist eine perspektivische Ansicht von der Oberseite eines trennbaren Ansatzes der Haltevorrichtung;
9 ist eine perspektivische Ansicht von der Unterseite des Ansatzes von 8;
10 ist eine Seitendraufsicht des Ansatzes von 8;
11 ist eine Draufsicht des Ansatzes von 8;
12 ist eine axiale Querschnittsansicht des Ansatzes von 8, der in einem Träger montiert gezeigt ist;
13 ist eine perspektivische Ansicht von der Oberseite eines Ansatzes, der integral mit einem Träger der Haltevorrichtung ist;
14 ist ein radialer Querschnitt eines bevorzugten, doppelt gekrümmten Ansatzes der Haltevorrichtung;
15 ist ein radialer Querschnitt eines alternativen, einzelgekrümmten Ansatzes der Haltevorrichtung;
16A und 16B, zusammen 16, ist eine radiale Querschnittsansicht eines Ansatzes, der mit der Dichtung in Eingriff ist, wobei die Dichtung in einer anfänglichen Position in 16A und einer radial nach außen versetzten Position in 16B gezeigt ist;
17A und 17B, zusammen 17, ist eine radiale Querschnittsansicht eines Ansatzes, der in Eingriff mit der Dichtung ist, wobei der Ansatz in einer winklig fehlausgerichteten oder „schräggestellten“ Position ist, und wobei die Dichtung in einer anfänglichen Position in 17A und einer radial nach außen versetzten Position in 17B gezeigt ist; und
18 ist eine schematischere radiale Querschnittsansicht eines Ansatzes, die die Abmessungen angibt, die verwendet werden, um einen optimalen Radius einer Haltefläche zu berechnen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine bestimmte Terminologie wird in der folgenden Beschreibung nur der Bequemlichkeit halber verwendet und ist nicht beschränkend. Die Worte „innerer“, „nach innen“ und „äußere“, „nach außen“ beziehen sich auf Richtungen jeweils hin und weg von einer bezeichneten Mittellinie oder einer geometrischen Mitte eines Elements, das beschrieben wird, wobei die bestimmte Bedeutung leicht aus dem Kontext der Beschreibung ersichtlich ist. Des Weiteren sind die Worte „verbunden“ und „gekoppelt“, wie sie hierin verwendet werden, jeweils dazu gedacht, direkte Verbindungen zwischen zwei Elementen ohne irgendwelche anderen Elemente, die dazwischen angeordnet sind, und indirekte Verbindungen zwischen Elementen zu beinhalten, bei denen ein oder mehrere andere Elemente dazwischen angeordnet sind. Die Terminologie weist die oben spezifisch erwähnten Worte, Ableitungen davon und Worte mit ähnlichem Gehalt auf.
Unter Bezugnahme nun auf die Zeichnungen im Detail, wobei gleiche Zahlen verwendet werden, um durchgehend gleiche Elemente zu bezeichnen, ist in 1-18 eine Drehsicherung 10 für eine umlaufende Dichtung 1 mit einer inneren umlaufenden Dichtfläche 1a zum Abdichten um die Außenfläche 2a eines Innenelements 2, wie beispielsweise einer zylindrischen oder rohrförmigen Welle, das um eine Mittelachse A_S rotierbar ist, gezeigt. Die Dichtung 1 ist in einem allgemein ringförmigen Gehäuse 3 angeordnet und weist einen ringförmigen Körper 4 mit einer Mittelachse A_C , die im Wesentlichen kollinear mit der Wellenachse As ist, und gegenüberliegenden axialen Enden 4a, 4b auf, wobei das Ende 4b dazu ausgebildet ist, gegen eine radiale Fläche 3a des Gehäuses 3 abzudichten, wie in 1-3 angegeben ist. Vorzugsweise ist der ringförmige Dichtungskörper 4 aus mehreren bogenförmigen Dichtungssegmenten (nicht dargestellt) gebildet, die gegenüberliegende umfängliche Enden haben, wobei jedes mit einem separaten korrespondierenden Ende von zwei benachbarten Dichtungssegmenten gekoppelt ist, um den ringförmigen Körper 4 zu bilden. Am meisten bevorzugt ist die Dichtung 4 eine „Hebe-“ Dichtung, die in der Lage ist, sich radial nach außen von der Außenfläche des Innenelements 2 zu verschieben, um eine Reibung an der Dichtfläche 1a zu verringern. Von daher ist jedes Dichtungssegment mit einer oder mehreren Heberampen 5 (6) ausgestattet, oder die Welle 2 (oder eine Schiene (nicht gezeigt), die an der Welle 2 angeordnet ist) ist mit mehreren Hebenuten (keine gezeigt) ausgestattet, um eine radial nach außen gerichtete Kraft auf jedes der Dichtungssegmente zu erzeugen. Des Weiteren hat der ringförmige Dichtungskörper 4 auch zumindest eine Öffnung 6, die sich allgemein axial zwischen den axialen Enden 4a, 4b erstreckt und gegenüberstehende erste und zweite Seiten 6a, 6b, wie in 1, 3, 6, 16 und 17 gezeigt ist, hat und vorzugsweise zumindest eine Öffnung 6 in jedem Dichtungssegment (nicht dargestellt) hat.
Die Haltevorrichtung 10 weist grundlegend zumindest und vorzugsweise mehrere Ansätze 12 auf, die jeweils ein erstes axiales Ende 12a, das mit dem Gehäuse 3 entweder direkt oder durch einen Träger 14, wie unten beschrieben ist, gekoppelt ist, und ein gegenüberliegendes zweites, freies axiales Ende 12 aufweisen, das in einer separaten der Dichtungsöffnungen 6, wie unten diskutiert ist, anordenbar ist. Jeder Ansatz 12 hat des Weiteren jeweils ein inneres und ein äußeres radiales Ende 12c, 12d, die sich jeweils axial zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende 12a, 12b erstrecken, und gegenüberliegende erste und zweite Halteflächen 16A, 16B, die sich jeweils axial zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende 12a, 12b und radial zwischen dem inneren und dem äußeren radialen Ende 12c, 12d erstrecken. Zumindest eine, und vorzugsweise beide, der ersten und der zweiten Haltefläche 16A, 16B ist „ballig“ oder allgemein konvex gekrümmt, sodass die zwei Halteflächen 16A, 16B sich nach außen von der Ansatzmittellinie L_C in entgegengesetzten umfänglichen Richtungen bezüglich der Dichtungsachse As erstrecken. Von daher hat jeder Ansatz 12 eine Dicke t_L , die zwischen der ersten und der zweiten Haltefläche 16A, 16B definiert ist, die radial zwischen einem Mindestwert t_Lmin nahe an zumindest einem, und vorzugsweise beiden, des inneren und des äußeren radialen Endes 12c, 12d und einem Maximalwert t_Lmax an einer Mittelposition allgemein zwischen, und vorzugsweise zentriert zwischen, dem inneren und dem äußeren radialen Ende 12c, 12d variiert, wie in 14 und 15 angegeben ist.
Vorzugsweise hat die zumindest eine konvex gekrümmte Haltefläche 16A und/oder 16B aus den Gründen, die unten diskutiert sind, eine relativ flache oder „seichte“ Krümmung. Insbesondere ist jede konvex gekrümmte Haltefläche 16A, 16B vorzugsweise als ein Abschnitt eines allgemein zylindrischen Flächenabschnitts gebildet, der jeweils einen Radius r_RA , r_RB hat, der sich von einer separaten Achse A_RA , A_RB jeweils an gegenüberliegenden Seiten von und beabstandet zu der Ansatzmittellinie L_C erstreckt. Jeder Radius r_RA , r_RB ist ausgewählt, um eine ausreichende Größe zu haben, um eine relativ seichte oder „flachere“ konvex gekrümmte Fläche 16A und/oder 16B bereitzustellen, um ungünstige Bedingungen mit Drehsicherungen des Stands der Technik, wie unten beschrieben ist, zu eliminieren.
Vorzugsweise ist die Größe jedes Radius r_RA und/oder r_RB eine Funktion von H_L und θ_T und wird optimal unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet: $r_{R} = (H_{L}^{2} + 4 C_{P}^{2}) / 8 C_{P}$
wobei:

H_L = Ansatzhöhe = radialer Abstand zwischen 12c und 12d
C_P = (H_L/2) * tan θ_T
θ_T = Gesamtwinkelfehlausrichtung = θ_L + θ_O
θ_L = Winkelfehlausrichtung des Ansatzes von der Mittelachse A_S
θ_O = Winkelfehlausrichtung Öffnungsseite 6a oder 6b von der Achse A_S

Mit einer bevorzugten Ansatzhöhe HL (siehe 18) und gewünschten Maximalwinkelfehlausrichtungen von θ_L und θ_O wird die optimale Größe des Radius von jeder Haltefläche 16A, 16B berechnet. Am meisten bevorzugt werden die Ansätze 12 derart gebildet, dass ein Verhältnis des Halteflächenradius r_RA und/oder r_RB zu der Ansatzhöhe H_L , d. h. r_R/H_L , innerhalb des Bereichs zwischen ungefähr 2,4 und ungefähr 2,8 ist.
Unter Bezugnahme auf 1, 5, 16 und 17 ist der zumindest eine Ansatz 12 zumindest teilweise innerhalb der zumindest einen Dichtungsöffnung 6 anordenbar, sodass die konvex gekrümmte Haltefläche 16A oder 16B mit einer der ersten und der zweiten Dichtungsöffnungsseite 6a oder 6b kontaktierbar ist, um eine Winkelverschiebung der Dichtung 1 um die Mittelachse Ac und bezüglich des Gehäuses 3 zu verhindern. Insbesondere ist jeder der einen oder der mehreren Ansätze 12 relativ zu der Wellenachse As aufgrund der Kopplung des ersten Ansatzendes 12a mit dem stationären Gehäuse 3 fixiert, sodass jedes Drehmoment auf den Dichtungskörper 4 eine Dichtungsöffnungsseite 6a oder 6b gegen die gegenüberstehende Ansatzhaltefläche 16A, 16B des stationären Ansatzes 12 drückt, wodurch ein Drehen oder eine Winkelverschiebung der Dichtung 1 um die Mittelachse Ac verhindert wird. Wenn die Welle 2 in nur einer Richtung um die Achse Ac rotierbar ist, kann des Weiteren der Ansatz 12 mit nur einer konvex gekrümmten Kontaktfläche 16A oder 16B gebildet werden, wie in 15 dargestellt ist, da das Drehmoment auf die Dichtung 1 nur in der Rotationsrichtung auftreten wird und somit der Ansatz 12 nur gegen eine Dichtungsöffnungsseite 6a oder 6b eingreifen wird. Wenn die Dichtung 12 in jede Richtung rotierbar ist, sind jedoch vorzugsweise beide Halteflächen 16A, 16B konvex gekrümmt, wie am besten in 8, 9, 11, 14, 16 und 17 gezeigt ist, da jede Dichtungsöffnungsseite 6a oder 6b gegen den Ansatz 12 eingreifen kann, um eine Winkelverschiebung zu verhindern.
Da die Dichtung 1 vorzugsweise eine Hebedichtung ist, muss des Weiteren jedes Dichtungssegment fähig sein, sich radial nach außen, und alternativ radial nach innen, bezüglich der Wellenmittelachse As zu verschieben. Während einer solchen radialen Bewegung der Dichtungssegmente gleitet zumindest eine der Seiten 6a, 6b jeder Segmentöffnung 6, abhängig von der Richtung des Drehmoments T auf die Dichtung 1, gegen die jeweilige Ansatzhaltefläche 16A oder 16B. Um ein signifikantes Problem mit den Drehsicherungen des Stands der Technik, wie unten diskutiert ist, zu eliminieren, ist jeder Ansatz 12 derart ausgebildet, dass ein sich radial und axial erstreckender Mittelkontaktabschnitt 17 jeder konvex gekrümmten Haltefläche 16A und/oder 16B jeweils gegen die nahe, gegenüberstehende der ersten und der zweiten Dichtungsöffnungsseite 6a, 6b eingreift, während die übrige der gekrümmten Halteflächen 16A, 16B umfänglich (d. h. um die Mittelachse A_C) von der einen Dichtungsöffnungsseite 16A, 16B beabstandet ist, wie in 16 und 17 dargestellt ist.
Wenn jeder Ansatz 12 im Wesentlichen winklig mit der Dichtung 1 ausgerichtet ist, ist der Mittelkontaktabschnitt 17 allgemein zwischen den radialen Ansatzenden 12c, 12d zentriert, wie in 16 gezeigt ist. Wenn jedoch ein Ansatz 12 bezüglich der Dichtung 1 winklig fehlausgerichtet oder „schräggestellt“ ist, ist der Mittelkontaktabschnitt 17 näher an einem radialen Ansatzende 12c oder 12d angeordnet, wie in 17 dargestellt ist. In jedem Fall gleitet jede Dichtungsöffnungsseite 6a und/oder 6b primär gegen den relativ seichten Halteflächenmittelabschnitt 17, sodass ein Kontaktdruck über einen größeren Bereich der Dichtungsseite 6a, 6b verteilt ist, wie in 16 und 17 angegeben ist.
Ein solcher größerer Kontaktbereich ist vorteilhaft gegenüber dem lineareren Kontakt von kreisförmigen zylindrischen Stiften von Vorrichtungen des Stands der Technik, was letztendlich zu einer Erosion des Dichtungsmaterials führt, bis sich der Stift in der Dichtung einbettet, wodurch eine radiale Bewegung, und in manchen Fällen ein Brechen, der Dichtung gesperrt oder verhindert wird. Zusätzlich wird mit einem Dichtungskontakt, der in einem Mittelabschnitt 17 jeder konvex geformten Haltefläche(n) 16A und/oder 16B und der resultierenden umfänglichen Beabstandung der radialen Enden 12c, 12d von der Dichtung 1 ein Kontakt mit den relativ schmalen oder scharfen Kanten 19 an den radialen Ansatzenden 12c, 12d verhindert. Bei Drehsicherungen des Stands der Technik, die rechteckige Stangen oder Blätter haben, erodiert ein solcher Kantenkontakt das Material einer Dichtung und führt zu einem Einbetten der Stange/Blattes in die Dichtung, was auch eine radiale Dichtungsbewegung blockiert/verhindert.
Unter Bezugnahme auf 8-12 weist jeder des einen oder der mehreren Ansätze 12 einen allgemein rechteckigen Festkörper 30 auf, wobei die zwei größten Flächen 30a, 30b die Halteflächen 16A, 16B bereitstellen, die zwei rechteckigen Flächen 30c, 30d jeweils das innere und das äußere radiale Ende 12c, 12d bereitstellen und zumindest eine Endfläche 30e das zweite, freie axiale Ende 12b bereitstellt. Mit dem bevorzugten Ansatz 12, der zwei konvex gekrümmte Halteflächen 16A, 16B hat, hat der Körper 30 radiale Querschnitte mit einer allgemein kegelstumpfförmigen elliptischen Form, wie in 14, 16 und 17 gezeigt ist. In bestimmten Ausgestaltungen, die in 8-12 gezeigt sind, ist jeder Ansatz 12 eine Komponente getrennt von dem Träger 14 oder dem Gehäuse 3, ob permanent angebracht an oder lösbar mit jedem Teil verbunden, und weist eine andere Endfläche 30f und eine Kopplungsauskragung 32 auf, die sich allgemein axial von der Fläche 30f erstreckt. Die Auskragung 32 jedes Ansatzes 12 ist vorzugsweise kreisförmig zylindrisch und ist innerhalb einer separaten Kopplungsöffnung 15 (12) des Trägers 14 oder des Gehäuses 3 (Struktur nicht gezeigt) anordenbar.
In anderen Ausgestaltungen, wie in 13 dargestellt ist, ist das erste axiale Ende 12a jedes Ansatzes 12 integral mit dem Träger 14 (wie gezeigt) oder mit dem Gehäuse (nicht dargestellt) gebildet, sodass der rechteckige Körper 30 keine identifizierbare Fläche gegenüberliegend zu der Endfläche 30e hat. Des Weiteren sind zumindest die Halteflächen 16A, 16B, und vorzugsweise der gesamte Körper 30 und die Flächen des bevorzugten Trägers 14, jedes Ansatzes 12 mit einem reibungsreduzierenden Material beschichtet, vorzugsweise einem hochphosphoren stromfreien Nickel, aber es kann irgendein anderes geeignetes Beschichtungsmaterial sein.
Unter Bezugnahme nun auf 1-7 und 13 weist die Haltefläche 10 vorzugsweise auch den Träger 14 auf, der in dem Gehäuse 3 angeordnet und mit dem Gehäuse 3 gekoppelt ist, sodass der Träger 14 um die Wellenachse As winklig fixiert oder nicht rotierbar ist. Der Träger 14 ist axial von der Dichtung (den Dichtungen) 12 beabstandet und auch zwischen den zwei Dichtungen 12 in der Doppeldichtungsanordnung, die in 5-7 gezeigt ist, angeordnet. Der Träger 14 weist auch einen allgemein ringförmigen Körper 40 auf, der vorzugsweise als eine allgemein scheibenartige kreisförmige Platte gebildet ist, und eine Mittelachse 43 und gegenüberliegende erste und zweite axiale Flächen 44A, 44B hat. Das erste Ende 12a jedes Ansatzes 12 ist lösbar mit dem Träger 14 gekoppelt, permanent an dem Träger 14 angebracht oder integral mit dem Träger 14 gebildet; in der Einzeldichtungsanordnung, die in 1-4 gezeigt ist, erstrecken sich die Ansätze 12 nur von der ersten Trägerflächen 44A, und in der Doppel-, oder Tandemfederanordnung, die in 5-7 dargestellt ist, erstrecken sich die Ansätze 12 von beiden Flächen 44A, 44B. Des Weiteren sind die mehreren Ansätze 12 umfänglich um die Trägermittelachse 43, und somit um die Wellenachse A_C , beabstandet, wobei jeder der Ansätze 12 zumindest teilweise innerhalb einer separaten von mehreren der Dichtungsöffnungen 6 angeordnet ist. Obwohl der Träger 14 bevorzugt ist, kann die Haltevorrichtung 10 alternativ ohne den Träger gebildet sein, in welchem Fall das erste axiale Ende 12a jedes Ansatzes 12 direkt mit dem Gehäuse 3 durch irgendein geeignetes Mittel verbunden ist (z.B. integral damit gebildet oder lösbar oder permanent angebracht).
Zusätzlich zum „Tragen“ der Ansätze 12 wirkt der Träger 14 auch als ein Federhalterelement; insbesondere stellt die erste axiale Trägerfläche 44A eine Federhaltefläche 46 für ein Ende 50a zumindest einer Feder 50 bereit, die in einer Einzeldichtungsanordnung (2) verwendet wird, um die Dichtung 2 axial vorzuspannen, und in einer Doppeldichtungsanordnung stellen beide Trägerflächen 44A, 44B eine getrennte Haltefläche 46 für die Enden 50a von mehreren Federn 50 bereit (6). Vorzugsweise ist die Haltevorrichtung 10 allgemein ähnlich zu der Haltevorrichtung, mit der Ausnahme der Struktur der Ansätze 12, gebildet, die in der US-Patentanmeldung Seriennummer 15/908,109 , eingereicht am 28.
Februar 2018, offenbart ist, deren gesamte Inhalte hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Es wird durch den Fachmann anerkannt werden, dass Änderungen an den oben beschriebenen Ausführungsformen gemacht werden könnten, ohne von dem breiten erfinderischen Konzept davon abzuweichen. Es wird daher verstanden, dass diese Erfindung nicht auf die bestimmten offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dazu gedacht ist, Modifikationen innerhalb des Sinns und Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung abzudecken, wie sie allgemein in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 15/908109 [0019]

Claims

Drehsicherung (10) für eine umlaufende Dichtung (1), wobei die Dichtung (1) in einem Gehäuse (3) angeordnet ist und einen ringförmigen Körper (4) mit einer Mittelachse (As), gegenüberliegenden axialen Enden (4a, 4b) und zumindest einer Öffnung (6) hat, die sich allgemein axial zwischen den axialen Enden (4a, 4b) erstreckt und gegenüberstehende erste und zweite Seiten (6a, 6b) hat, wobei die Vorrichtung (10) aufweist: zumindest einen Ansatz (12), der ein erstes axiales Ende (12a, 12b), das mit dem Gehäuse (3) gekoppelt ist, ein gegenüberliegendes zweites, freies axiales Ende, innere und äußere radiale Enden (12c, 12d), die sich jeweils axial zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende (12a, 12b) erstrecken, und gegenüberliegende erste und zweite Halteflächen (16A, 16B) hat, die sich axial zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende (12a, 12b) und radial zwischen dem inneren und dem äußeren radialen Ende (12c, 12d) erstrecken, wobei zumindest eine der ersten und der zweiten Haltefläche (16a, 16b) allgemein konvex gekrümmt ist, wobei der zumindest eine Ansatz (12) zumindest teilweise in der zumindest einen Dichtungsöffnung (6) anordenbar ist, sodass die konvex gekrümmte Haltefläche (16a, 16b) mit einer der ersten und der zweiten Dichtungsöffnungsseite (6a, 6b) kontaktierbar ist, um eine Winkelverschiebung der Dichtung (1) bezüglich des Gehäuses (3) zu verhindern.
Drehsicherung gemäß Anspruch 1, wobei der zumindest eine Ansatz (12) derart ausgebildet ist, dass ein sich axial erstreckender Mittelabschnitt der zumindest einen konvex gekrümmten Haltefläche (16a, 16b) gegen die eine der ersten und der zweiten Dichtungsöffnungsseite (6a, 6b) eingreift, während die übrige der gekrümmten Halteflächen (16a, 16b) umfänglich von der einen Dichtungsöffnungsseite (6a, 6b) beabstandet ist.
Drehsicherung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der zumindest eine Ansatz (12) eine Dicke zwischen der ersten und zweiten Haltefläche (16a, 16b) hat, wobei die Dicke radial zwischen einem Minimalwert nahe an zumindest einem des ersten und des zweiten radialen Endes (12c, 12d) und einem Maximalwert an einer Mittelposition zwischen dem ersten und dem zweiten radialen Ende (12c, 12d) variiert.
Drehsicherung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ansatz (12) eine Mittellinie hat, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ansatzende (12a, 12b) erstreckt und die zumindest eine konvex gekrümmte Haltefläche (16a, 16b) als ein Abschnitt einer allgemein zylindrischen Fläche gebildet ist, die einen Radius hat, der sich von einer Achse erstreckt, die von der Ansatzmittellinie beabstandet ist.
Drehsicherung gemäß Anspruch 4, wobei der Ansatz (12) eine Höhe zwischen dem inneren und dem äußeren radialen Ansatzende (12c, 12d) hat und der Ansatz (12) derart gebildet ist, dass ein Verhältnis des Radius der Haltefläche (16a, 16b) zu der Ansatzhöhe innerhalb des Bereichs von ungefähr 2,4 bis ungefähr 2,8 ist.
Drehsicherung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der ersten und der zweiten Haltefläche (16a, 16b) konvex gekrümmt ist.
Drehsicherung gemäß Anspruch 6, wobei der zumindest eine Ansatz (12) eine Mittellinie hat, die sich zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende (12a, 12b) erstreckt, und jede der ersten und der zweiten Haltefläche (16a, 16b) sich nach außen von der Mittellinie in entgegengesetzten umfänglichen Richtungen bezüglich der Dichtungsachse erstrecken.
Drehsicherung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste axiale Ende des zumindest einen Ansatzes (12) direkt mit dem Gehäuse (3) oder mit einem Träger verbunden ist, der in dem Gehäuse (3) angeordnet ist.
Drehsicherung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welche des Weiteren einen allgemein ringförmigen Träger aufweist, der in dem Gehäuse (3) angeordnet ist, wobei das erste axiale Ende des zumindest einen Ansatzes (12) lösbar mit dem Träger gekoppelt ist, permanent an dem Träger angebracht ist oder integral mit dem Träger gebildet ist.
Drehsicherung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Ansatz (12) mehrere Ansätze (12) aufweist, die umfänglich um die Mittelachse (As) beabstandet sind, wobei jeder der mehreren Ansätze (12) zumindest teilweise innerhalb einer separaten von mehreren Dichtungsöffnungen (6) angeordnet ist.