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Die Erfindung betrifft einen Dichtring.
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Ein solcher Dichtring dient beispielsweise dazu, einen Nassraum von einem Trockenraum einer Kupplungseinrichtung, wie sie beispielsweise in einem Getriebe vorgesehen ist, abzudichten. Der Nassraum ist vom Trockenraum oftmals über eine Trennwand getrennt, die eine entsprechende Durchbrechung oder Bohrung aufweist, durch die eine sich in beide Räume erstreckende Welle greift. Um den Durchgriffsbereich abzudichten, wird ein Dichtelement in diesem Bereich angeordnet. Dieses Dichtelement kann beispielsweise direkt an die Durchbrechungsberandung der Trennwand anvulkanisiert werden und mit einer oder mit mehreren Lippen an der Welle, die sich zumeist dreht, anliegen. Die eine oder die mehreren Dichtlippen haben die Funktion, ein Austreten beispielsweise eines Schmiermittels in den Trockenraum zu verhindern.
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Alternativ zur unmittelbaren Anformung eines solchen Dichtelements an die Trennwand ist es auch bekannt, einen separaten Dichtring zu montieren anstelle einer solchen anvulkanisierten Dichtung. Ein solcher Dichtring verfügt in der Regel über einen Träger aus Metall oder Kunststoff, der dem Ring die Formstabilität verleiht und als Träger für das Dichtmaterial dient. An diesen Träger können zwei separate Dichtelemente angeformt sein, nämlich ein erstes Dichtelement, das zur Welle hin abdichtet, sowie ein zweites Dichtelement, das im beschriebenen Beispiel zur Trennwand abdichtet. Das heißt, dass eine primäre Dichtungsebene gegeben ist, nämlich die Dichtung zur rotierenden Welle, die entsprechend ausgelegt sein muss, um auch bei allen Betriebssituationen eine hinreichende Dichtheit zu verleihen. Hierzu ist oft eine doppelte Dichtlippengeometrie vorgesehen, mit einer flexiblen, länglichen Dichtlippe, die sich zum Nassraum hin erstreckt und größerflächig an der Welle anliegt, sowie eine kürzere, zum Trockenraum hin angeordnete Staublippe, die die andere Dichtlippe gegen Schmutz und Abriebpartikel aus dem Trockenraum schützt. Daneben ist eine Sekundärdichtebene vorgesehen, nämlich die statische Dichtung zur Trennwand hin. Im Rahmen der Montage wird der Dichtring in die Wanddurchbrechung eingeschoben oder eingepresst, während er anderen Ends auf der Welle aufsitzt.
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Dabei kann der Träger entweder als einfache Ringscheibe ausgeführt sein, sich also nur radial erstrecken. Bekannt ist es aber auch, einen im Querschnitt L-förmigen Träger zu verwenden, mit einem sich radial erstreckenden ersten Schenkel und einem sich axial erstreckenden zweiten Schenkel, wobei am ersten Schenkel das erste Dichtelement, das im beschriebenen Ausführungsbeispiel an der Welle anliegt, und am zweiten Schenkel das zweite Dichtelement, das zur Trennwand hin abdichtet, angeordnet, insbesondere anvulkanisiert ist. Durch diese gewinkelte Geometrie wird dem Dichtring eine hohe Stabilität verliehen, die eine verbesserte Montage und Dichtungswirkung ermöglicht. Dabei ist bei bekannten Dichtringen die Anordnung respektive Geometrie derart, dass die jeweiligen Dichtebenen, also die über das erste Dichtelement gebildete Dichtebene sowie die über das zweite Dichtelement gebildete zweite Dichtebene radial überlappen, das heißt, dass der axiale zweite Schenkel axial gesehen sehr kurz ist, so dass sich zwar eine Winkelgeometrie ergibt, der Dichtring jedoch als solcher sehr kompakt baut und die beiden Dichtelemente in radialer Überdeckung angeordnet sind.
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Probleme hinsichtlich der Montage können sich jedoch ergeben, wenn benachbart zur Dichtringaufnahme, beispielsweise der Durchbrechungen der Trennwand, eine Störkontur vorgesehen ist, beispielsweise ein anderes, benachbart verbautes Bauteil, das sich bis in diesen Bereich erstreckt, oder ein an der Welle vorgesehener Bund oder ähnliches. Resultierend aus dieser Störkontur ist nur ein minimaler Bauraum oder ein von seiner Geometrie her ausgestalteter Bauraum gegeben, der die Anordnung eines solchen gewinkelten Dichtrings nicht zulässt.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen demgegenüber verbesserten Dichtring anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß ein Dichtring vorgesehen, umfassend einen im Querschnitt L-förmigen Träger mit einem sich radial erstreckenden ersten Schenkel und einem sich axial erstreckenden zweiten Schenkel, wobei am ersten Schenkel ein erstes Dichtelement und am zweiten Schenkel ein zweites Dichtelement angeordnet ist, wobei die beiden Dichtelemente axial versetzt zueinander angeordnet sind und sich radial nicht überlappen.
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Der erfindungsgemäße Dichtring zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Schenkel, der sich als Ringschenkel axial erstreckt, deutlich verlängert ausgeführt ist, so dass die Möglichkeit besteht, das an ihm angeordnete zweite Dichtelement derart axial versetzt zum am ersten radialen Schenkel angeordneten Dichtelement anzubringen, dass die beiden Dichtelemente einander radial nicht überlappen. Durch diese verlängerte Schenkelgeometrie wird es möglich, z.B. den zweiten Schenkel auch in einen schmalen Ringspalt, der zwischen der Dichtaufnahme, also der Trennwandbohrung, und der Störkontur gegeben ist, einzuschieben und das zweite Dichtelement in eine feste Dichtanlage an die Aufnahmewandung zu bringen, während gleichzeitig das erste Dichtelement auf der Welle oder dergleichen axial versetzt aufsitzt. Durch die erfindungsgemäße, axial verlängerte Schenkelgeometrie ist es daher möglich, die Störkontur quasi zu umgreifen und den gewinkelten Dichtring trotz des gegebenen, minimalen Bauraums resultierend aus dem Vorhandensein der Störkontur montieren zu können, wobei gleichzeitig in beiden Dichtebenen ein hoher Dichtheitsgrad sichergestellt ist. Damit ist eine flexible Anpassung an etwaige Störkonturen im Nass- oder Trockenraum möglich.
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Die Ausgestaltung ist dabei zweckmäßigerweise derart, dass der zweite Schenkel, der sich axial erstreckt, länger als der erste Schenkel ist, so dass der Dichtring radial schmal baut, jedoch sich entsprechend weit axial erstreckt.
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Das erste Dichtelement kann zweckmäßigerweise am ersten Schenkel am freien Schenkelende, dieses einfassend, vorgesehen sein, während das zweite Dichtelement am zweiten Schenkel entweder am freien Schenkelende, dieses einfassend, oder an der radialen Außenseite vorgesehen ist. Da der erste Schenkel radial zur Welle oder dergleichen verläuft und zu dieser abzudichten ist, ist zweckmäßigerweise das erste Dichtelement schenkelendseitig angeordnet und liegt quasi radial auf der Welle auf. Die Abdichtung zur Trennwand hin kann grundsätzlich auf unterschiedliche Weise erfolgen, je nach Geometrie der Trennwand respektive deren Ringaufnahme. Denkbar ist es, auch dort ein schenkelendseitig angeordnetes Dichtelement auszubilden. Dieses kann so ausgeführt werden, dass es radial und/oder axial abdichtet, je nachdem, wo die entsprechende Dichtfläche positioniert ist. Alternativ kann das zweite Dichtelement auch an der radialen Außenseite des verlängerten zweiten Schenkels vorgesehen sein. In diesem Fall ist nur eine radiale Dichtung gegeben, also zur radialen Bohrungswandung hin. Diese Ausgestaltung wird in den meisten Anwendungsfällen die zweckmäßige sein.
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In diesem Zusammenhang, also mit dem an der radialen Außenseite des zweiten Schenkels vorgesehenen zweiten Dichtelements, kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der zweite Schenkel einen einen kleineren Durchmesser aufweisenden Schenkelabschnitt und einen einen größeren Durchmesser aufweisenden Schenkelabschnitt aufweisen, die über eine Ringschulter aneinander anschließen, wobei das zweite Dichtelement am den kleineren Durchmesser aufweisenden Schenkelabschnitt angeordnet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist folglich der zweite Schenkel quasi gekröpft, realisiert über zwei unterschiedliche Durchmesser aufweisende Schenkelabschnitte, die über eine Ringschulter unmittelbar aneinander anschließen. Dabei ist das zweite Dichtelement am den kleineren Durchmesser aufweisenden Schenkelabschnitt vorgesehen, ragt jedoch radial gesehen über den den größeren Durchmesser aufweisenden Schenkelabschnitt, damit die Dichtanlage zur Bohrungswandung möglich ist. Der radial größere Schenkelabschnitt mit seiner über ihn ausgebildeten Ringschulter wirkt stabilisierend auf das zweite Dichtelement, das bevorzugt unmittelbar an die Ringschulter anschließt.
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Das erste Dichtelement selbst, das beispielsweise zur Welle hin abdichtet, weist bevorzugt eine am Schenkel anschließende Basis und eine oder zwei sich davon erstreckende Dichtlippen auf. Insbesondere im Falle einer berührenden Dichtung zum rotierenden Bauteil ist diese Ausgestaltung zweckmäßig. Die eine Dichtlippe kann hierbei relativ lang ausgeführt werden, sie erstreckt sich in der Montagestellung axial und liegt radial an der Welle oder dergleichen an, wenn die zweite Dichtlippe, sofern vorgesehen, eine Staublippe ist. Diese Lippengeometrie kann natürlich auch im Falle einer statischen Dichtung vorgesehen werden.
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Bezüglich des zweiten Dichtelements sind zwei unterschiedliche Varianten denkbar. Das zweite Dichtelement kann massiv ausgeführt sein und eine großflächige Dichtfläche aufweisen. Diese Ausgestaltung wird insbesondere bei einem nur radial dichtenden Dichtelement, das an der Schenkelaußenseite angeordnet ist, vorgesehen, beispielsweise unmittelbar anschließend an die Ringschulter, nachdem dort eine großflächige radiale Dichtung gewünscht wird. Alternativ ist es aber auch denkbar, dass das zweite Dichtelement eine am Schenkel anschließende Basis und eine oder zwei sich davon erstreckende Dichtlippen aufweist. Auch eine solche Lippenausgestaltung ist denkbar, entweder bei an der Außenseite angeformtem Dichtelement oder bei einem endständig am Schenkel angeformten zweiten Dichtelement. Dabei können die Dichtlippen axial oder radial gerichtet sein, je nach dem, wo die Dichtfläche ist.
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Der Träger selbst ist zweckmäßigerweise ein metallenes Blechbauteil oder ein Kunststoffbauteil, während die Dichtelemente aus einem vulkanisierten Kunststoff sind, also direkt anvulkanisiert sind.
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Der ringförmige Träger mit seinen zwei Schenkeln kann derart ausgeführt sein, dass der sich axial erstreckende zweite Schenkel am Außenumfang des sich radial erstreckenden ersten Schenkels angeformt ist. In diesem Fall ist also das erste Dichtelement am Innenumfang des ersten Schenkels und das zweite Dichtelement radial weiter außenliegend am zweiten Schenkel angeformt. Das erste Dichtelement dichtet beispielsweise zur rotierenden Welle hin, die den Dichtring durchgreift, währen das zweite Dichtelement zur Wand- oder Gehäuseaufnahme etc. hin abdichtet, also die statische Dichtebene bildet. Eine umgekehrte Trägergeometrie ist aber auch denkbar, das heißt, dass der zweite Schenkel am Innenumfang des ersten Schenkels angeformt wird. Das erste Dichtelement wäre dann am Außenumfang des ersten Schenkels angeformt, während das zweite Dichtelement radial weiter innenliegend am zweiten Schenkel angeformt wäre. In diesem Fall wäre der Dichtring beispielsweise fest auf der Welle angeordnet und abgedichtet aufgenommen, während er schleifend zur Wand- oder Gehäusewandung hin abdichtet. Das heißt, dass auch in diesem Zusammenhang eine entsprechende Flexibilität und Anpassbarkeit an die gegebene Situation möglich ist.
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Neben dem Dichtring selbst betrifft die Erfindung ferner eine Kupplungseinrichtung, umfassend einen Nassraum und einen Trockenraum, die über eine Trennwand voneinander getrennt sind, sowie eine sich vom Nassraum in den Trockenraum erstreckende, eine Durchbrechung in der Trennwand durchgreifende Welle, wobei sich diese Kupplungseinrichtung dadurch auszeichnet, dass in der Durchbrechung ein Dichtring der vorstehend beschriebenen Art angeordnet ist, der mit dem einen Dichtelement zur Welle und mit dem anderen Dichtelement zur Trennwand hin abdichtet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtrings, beispielsweise in einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung, und
- 2 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtrings, beispielsweise in einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung.
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1 zeigt die Montageanordnung eines erfindungsgemäßen Dichtrings 1, beispielsweise in einer Kupplungseinrichtung 2, die einen Nassraum 3 sowie einen über eine Trennwand 4 getrennten Trockenraum 5 aufweist. Die Trennwand 4 weist eine Durchbrechung 6 auf, hier eine zylindrische Bohrung, so dass sich eine entsprechende zylindrische Innenwandung ergibt.
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Vorgesehen ist des Weiteren eine Welle 8, die die Durchbrechung 6 durchgreift und sich vom Nassraum 3 in den Trockenraum 5 erstreckt. Die Welle 8 weist eine Außenwandung 9 auf.
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Vorgesehen ist, exemplarisch angedeutet, ferner eine Störkontur 10, die im Bereich der Durchbrechung 6 positioniert ist.
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Der Dichtring 1 dient nun der Abdichtung des Spalts zwischen der Bohrungswandung 7 und der Außenwandung 9. Der Dichtring 1 weist einen Träger 11 auf, mit einem sich radial erstreckenden ersten Schenkel 12 und einem gewinkelt zu diesem verlaufenden, sich axial erstreckenden und ringförmigen zweiten Schenkel 13. Am ersten Schenkel 12 ist endseitig ein erstes Dichtelement 14 anvulkanisiert, das das Schenkelende einfasst. Es weist eine Basis 15 auf, von der sich zwei Dichtlippen 16, 17 erstrecken. Die Dichtlippe 16 ist ersichtlich deutlich länger als die Dichtlippe 17. Sie liegt in der Montagestellung, sich axial in dem Nassraum 3 ersteckend, auf der Außenwandung 9 der Welle 8, die eine entsprechende Dichtfläche bildet, auf und dichtet zur Welle 8 hin ab. Die kürzere Dichtlippe 17 liegt ebenfalls radial auf der Außenwandung 9 auf. Da sie zum Trockenraum 5 hin gerichtet ist, dient sie als Staubschutzlippe, die verhindert, dass Schmutz und Abrieb in den Bereich der ersten Dichtlippe 16 gelangt, die die eigentliche Nassraumdichtung und damit Schmiermitteldichtung bewirkt.
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Der zweite Schenkel 13 weist einen einen kleineren Durchmesser aufweisenden Schenkelabschnitt 18 sowie einen sich daran anschließenden, einen größeren Durchmesser aufweisenden Schenkelabschnitt 19 auf, die über eine Ringschulter 20 ineinander übergehen. Im Bereich dieser Ringschulter 20 an der Außenseite des Schenkelabschnitts 18 ist ein zweites Dichtelement 21 anvulkanisiert, das als quasi massiver Ring ausgeführt ist und großflächig an der Bohrungswandung 7, die hier die Dichtfläche bildet, anliegt. Diese gebildete Dichtebene ist statisch, das heißt, dass das Dichtelement 21 in der Durchbrechung 6 abgedichtet fixiert ist und sich nicht bewegt, gleichwohl aber sowohl hier als auch zur Welle 8 hin abdichtet.
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Ersichtlich sind die beiden Dichtelemente 14, 21 axial versetzt zueinander angeordnet und aufgrund der entsprechend langen axialen Erstreckung des zweiten Schenkels 13 axial gesehen so positioniert, dass sie einander radial nicht überlappen. Dies ermöglicht es vorteilhaft, diesen Dichtring 1 auch in einer solchen Montagesituation zu verbauen, in der die Störkontur 10 eine entsprechende Gestaltung der Trennwand 4 erfordert und demzufolge bestimmend für die Lage der dortigen Dichtebene ist, während gleichzeitig auch an der Welle 8 eine entsprechende, jedoch axial deutlich versetzte Dichtebene vorgesehen ist. Das heißt, dass es durch diese erfindungsgemäße Dichtringgeometrie möglich ist, das zweite Dichtelement 21 axial deutlich versetzt zum ersten Dichtelement 14 zu positionieren beziehungsweise umgekehrt, so dass die einzelnen Dichtelemente 14, 21 an den definierten Dichtflächen anliegen.
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Dabei bezieht sich der axiale Versatz und die fehlende radiale Überlappung insbesondere auf die erste Dichtlippe 16, die die eigentliche Fluiddichtung zwischen Nassraum 3 und Trockenraum 5 darstellt. Denn wie ausgeführt ist die zweite Dichtlippe 17 als reine Staubdichtung vorgesehen und letztlich optional. Für den Fall, dass keine derartigen Dichtlippen 16, 17 vorgesehen sind, sondern sich das erste Dichtelement 14 radial auf die Außenwandung 9 erstreckt, wäre in diesem Fall die eigentliche Fluiddichtebene, bezüglich der der axiale Versatz definiert ist.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtrings 1 wiederum exemplarisch in einer erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung 2 montiert. Auch hier ist wiederum ein Nassraum 3 sowie ein Trockenraum 5 vorgesehen, die über die Trennwand 4 getrennt sind. In der Durchbrechung 6 mit der Bohrungswandung 7 ist wiederum der Dichtring 1 angeordnet, der einerseits zur Trennwand 4 respektive der Innenbohrungswandung 7 andererseits zur Welle 8 respektive deren Außenwandung 9 hin abdichtet. Ebenfalls vorgesehen ist wiederum eine Störkontur 10, die sich hier axial in die Durchbrechung 6 erstreckt, so dass sich ein Ringspalt 22 zwischen der Störkontur 10 und der Bohrungswandung 7 ergibt.
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Auch bei einer solchen Bauraumsituation kann ein erfindungsgemäßer Dichtring 1 sicher und stabil abdichtend montiert werden. Auch hier umfasst der Dichtring 1 wiederum einen Träger 11 mit einem sich radial durchstreckenden ersten Schenkel 12 und einem gewinkelt davon abgehenden, sich axial erstreckenden zweiten Schenkel 13, der auch hier wiederum gekröpft ausgeführt ist und einen ersten, einen kleineren Durchmesser aufweisenden Schenkelabschnitt 18 und einen zweiten, einen größeren Durchmesser aufweisenden Schenkelabschnitt 19 aufweist.
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Das erste Dichtelement 14 ist wiederum endständig am ersten Schenkel 12 angeformt, es entspricht in seiner Geometrie und Ausgestaltung dem ersten Dichtelement aus 1, weist also die Basis 15 sowie die erste und die zweite Dichtlippe 16, 17 auf, deren Funktion die gleiche ist wie zu 1 beschrieben.
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Auch das zweite Dichtelement 21 ist entsprechend dem zweiten Dichtelement 21 aus 1 ausgebildet. Es befindet sich wiederum am ersten Schenkelabschnitt 18 direkt an der Ringschulter 20, wo es abgestützt respektive zum Nassraum hin eingefasst ist.
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Ersichtlich ermöglicht es die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Dichtrings 1, den zweiten Schenkel 13 mit dem zweiten Dichtelement 21 in den schmalen Ringspalt 22 einzuschieben, so dass der Dichtring 1 in der Durchbrechung 6 verpresst werden kann und gleichzeitig das zweite Dichtelement 21 sicher zur Bohrungswandung 7 hin abdichtet. Gleichzeitig liegt aber auch das erste Dichtelement 12 abdichtend an der Welle 8 an.
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Bei beiden Ausgestaltungen ist demzufolge die nicht statische Schleifdichtung als erste Dichtebene zur Welle 8 hin gegeben, realisiert durch das erste Dichtelement 15. Die zweite Dichtebene ist statisch und über das zweite Dichtelement 21 zur Trennwand 4 hin ausgebildet.
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Während die gezeigten Beispiele einen Dichtring 1 zeigen, bei der der zweite Schenkel 13 am Außenumfang des ersten Schenkel 12 angeformt ist, wäre es gleicherma-ßen denkbar, dass der zweite Schenkel 13 auch am Innenumfang des ersten Schenkels 12 angeformt ist. In diesem Fall wäre dann beispielsweise die statische Dichtung radial innenliegend, während die Schleifdichtung radial außenliegend wäre.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dichtring
- 2
- Kupplungseinrichtung
- 3
- Nassraum
- 4
- Trennwand
- 5
- Trockenraum
- 6
- Durchbrechung
- 7
- Bohrungswandung
- 8
- Welle
- 9
- Außenwandung
- 10
- Störkontur
- 11
- Träger
- 12
- erster Schenkel
- 13
- zweiter Schenkel
- 14
- erstes Dichtelement
- 15
- Basis
- 16
- Dichtlippe
- 17
- Dichtlippe
- 18
- Schenkelabschnitt
- 19
- Schenkelabschnitt
- 20
- Ringschulter
- 21
- zweites Dichtelement
- 22
- Ringspalt
