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Mehrfach-Dichtungssystem Die Erfindung bezieht sich allgemein auf
ein Mehrfach-Dichtungssystem, genauer gesagt, auf ein Mehrfach-Dichtungssytem für
eine durch ein strömbares Medium angetriebene Vorrichtung mit einer durch einen
Gehäusehais hindurchtretende Kolbenstange wobei der Durchtritt des Mediums zwischen
Stange und Hals verhindert werden soll.
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Früher kamen für durch stömbare Medien angel triebene Vorrichtungen,
mit einer Stange, die durch den Druck des Mediums aus- oder eingefahren werden konnte,
ein oder mehrere Dichtungsringe oder derglei chen in entsprechenden Ringnuten des
Gehäusehalses zur Anwendung, durch welchen die Stange hin und herbewegt wurde. Bei
diesem früheren Dichtungssystem übte meist die der Druckkammer am nächsten liegende
Dichtung die ganze Dichtwirkung aus, und erst wenn diese undicht zu werden begann,
kam die nachfolgende Dichtung zur Wirkung usw. Trotzdem geschah es aber oft, daß
die folgenden Dichtungen schon früher dem gleichen Druck des Mediums ausgesetzt
waren wie die erste, ohne aber von diesem Medium geschmiert zu werden. Daher wurden
sie praktisch zu gleicher Zeit mit der ersten Dichtung abgenutzt und wertlos.
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Infolgedessen ist es ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes MehrfachDichtungssystem
für die Anwendung bei hin- und hergehenden Schäften, deh. Kolbenstangen oder drehbaren
Wellen, und Gehäusen und dergleichen zu schaffen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein verbessertes MehrfachDichtungssystem
für solche Vorrichtungen zu schaffen, bei denen sich eine Stange oder Welle gleitend
hin- und herbewegt oder in einem Gehäusehals dreht, und ein Lecken zwischen der
Stange und dem Hals zu verhindern.
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Die Erfindung sieht ein MehrfachDichtungssystem vor, bestehend aus
einem halsähnlichen Gehäuse mit einer durchgehenden Öffnung, einem durch diese hindurchgeführten
Schaft, einer Anzahl von Ausnehmungen innerhalb des Gehäuses, die sich im wesentlichen
um die Öffnung herumgruppieren und wenigstens zwei Dichtungen aufnehmen, welohe
den Durchtritt eines unter Überdruck stehenden Mediums von einer inneren unter Überdruck
stehenden Seite des Gehäuses nach außen hin abdichten sollen, sowie Kanälen, um
einen Teil des Mediums von der Innenseite des Gehäuses bis zu mindestens einem zwischen
den Dichtungselementen und im allgemeinen nahe bei dem Schaft liegenden Punkt zu
leiten und dadurch eine erste Abdichtung durch die Elemente zu erreichen, die der
Außenseite am nächsten liegen und erst nacheinander die übrigen Dichtungselemente
in Betrieb zu setzen.
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Im folgenden wird zum besseren Verstbndnis ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung unter Fezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Die einzige Figur der Zeichnung stellt eine teilweise geschnittene
Ansicht einer von einem strom baren Medium betriebenen Vorrichtung dar, in der das
erfindungsgemäße i;ehrfach-Dichtungssystem Anwendung findet.
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Im großen und ganzen besteht die Erfindung aus einem iXiehrfach-y)ichtungssystem
mit halshnlichem Gehäuse
und durchgehender Öffnung, aus einem gegenüber
diesem Gehäuse beweglichen Schaft, aus mehreren im wesentlichen um die Öffnung im
Inneren des Gehäuses herum angeordneten Ausnehmungen und zumindest zwei im wesentlichen
innerhalb der Ausnehmung angeordneten Dichtungen, um den Durchtritt eines unter
Überdruck stehenden Mediums von der unter dem Überdruck stehenden Innenseite des
Gehäuses nach außen zu verhindern, sowie aus Kanälen, die einen Teil des Mediums
aus dem Inneren des Gehäuses zu mindestens einem im allgemeinen nahe bei dem Schaft
liegenden Punkt zwischen den Dichtungen führen und so eine erste Abdichtung durch
die am weitesten außen liegende Dichtung bewirken und erst nach und nach auch die
anderen Dichtungen zur Abdichtung heranzieht, Die Zeichnung zeigt eine bevorzugte
Ausführungs form des erfindungsgemaßen Dichtungssvstem, dient aber nur der Verdeutlichung
und soll nicht als Begrenzung für die hier beschriebene Erfindung aufgefaßt werden.
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Die Zeichnung zeigt eine von einem strömbaren Medium angetriebene
Vorrichtung 10 mit einem Schaft 14 im Inneren eines Gehäuses 16, welches, wie aus
der Zeichnung ersichtlich, den Körper der Vorrichtung 10 bildet. In dem Gehäuse
16 befinden sich zwei Einlaß-Auslaßöffnungen 18 und 20, die den Durchtritt des Antriebsmediums
zu einer Druckkammer 22 ermöglichen oder verhindern, wobei der Kolben 12 durch den
Druck des
Mediums entweder vor- oder zurUckgeschoben wird.
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An dem einen Ende der Kammer 22 befindet sich der Gehäusehals 30
der, wie aus der Zeichnung ersichtlich, durch eine oder mehrere Gewindeschrauben
32 oder dergleichen am Gehäusekörper 16 befestigt ist.
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Mehrere Ausnehmungen 34 von denen zwei in der Zeichnung zu sehen
sind, bilden rund um den Hals ringförmige Kanäle oder dergl. Im Inneren der Ausnehmungen
34 befinden sich kreisrunde Dichtungen 36 und 37, die den Durchtritt des Mediums
aus der Druckkammer 22 durch den Zwischenraum 38 zwischen dem Schaft 14 und dem
Gehäuse 30 verhindern sollen.
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Innerhalb des Gehäuses ist auch ein Kanal 40 vorgesehen, der mit
einem Kanal 42 in Verbindung steht und den Durchtritt des Mediums aus der Kammer
22 in eine Ringnut 44 ermöglicht, welche den Schaft 14 umgibt und es dadurch dem
Medium ermöglicht, durch die Kanäle 40 und 42 zu dringen, die Stange 14 zu umgeben
und sioh dort gleichmäßig zu verteilen.
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Zwischen den Leitungen 40 und 42 befindet sich ein Nadelventil,50,
welches den Austritt des Mediums aus der Kammer 22 durch die Kanäle 40 und 42 versperren
kann.
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Das erfindungsgemässe Dichtungssystem arbeitet folgendermaßen:
Die
äußerste oder erste Dichtung 36 ist auf einer Seite dem Druck des Mediums ausgesetzt,
das durch die Kanäle 40 und 42 aus der Kammer 22 kommt. Die nächstfolgende Dichtung
37 ist dem Druck des aus der Kammer 22 kommenden Mediums von allen Seiten ausgesetzt,
weil dieses Medium nicht nur durch den verhältnismäßig kleinen Zwischenraum 38 zu
ihr gelangt, sondern aus der Kammer 22 durch die Kanäle 40 und 42 auch zu der Ringnut
44 kommt, sich von dort aus gleichmäßig um den Schaft verteilt und so auch auf die
andere Seite der Dichtung 37 gelangt. Aus diesem Grund, genauer: wegen des Druckgleichgewichts,
tritt an der Dichtung 37 keine Verformung auf, so daß an ihr auch praktisch keine
Reibung unter stattfindender Dichtwirkung entsteht; daher ist die Abnutzung der
Dichtung 37 zu Beginn des Dichtungsvorganges vernachlässigbar.
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Wenn die Dichtung 36 sich abzunutzen und undicht zu werden beginnt,
dann dient das Nadelventil 50 dazu, die Beaufschlagung dieser Dichtung mit dem Druckmedium
abzustellen und zwingt die Dichtung 37 die Dichtung 36 zu ersetzen. Wenn das Nadelventil
50 geschlossen wird, ist die Dichtung 37 nur auf einer Seite dem Druck ausgesetzt,
der sich ihr durch den Zwischenraum 38 mitteilt.
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Bezüglich der Form der Dichtung ist aus der Zeichnung folgendes ersichtlich:
wenn das Medium seinen Druck auf beide Seiten der Dichtung, z.B. der Dichtung 37,
ausübt, kommt deren Flansch 39 nicht wie sonst mit ziemlicher Kraft auf dem Schaft
14 zur Auflage, denn der Druck auf der Seite 41 des Flansches 39 ist dem Druck auf
der Seite 43 gleich. Dadurch befindet sich die Dichtung
im sog.
"schwimmenden" Zustand. Wenn aber der Zufluß des Druckmediums durch die Kanäle 40
und 42 abgeschnitten ist, übt das Medium keine Kraft mehr auf die Seite 41 aus,
sondern dringt durch den Zwischenraum 38 und wirkt dann alleine auf die Seite 43
des Flansches 41 ein, Auf diese Weise kommt der Flansch in dichtende Anlage an den
Schaft 14.
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Natürlich können beliebig viele Dichtungen und Nadelventile verwendet
werden. Außerdem können auch zusätzliche Kanäle für den Durchtritt des mediums aus
der Kammer 22 zu einem Punkt in der Nähe der Ringnut 44 Verwendung finden, um eine
schnellere und gleicht mßigere Verteilung des Druckmediums zu sichern.
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Abweichend von den in der Zeichnung angegebenen, können erfindungsgemäß
auch Dichtungen mit anderen Profilen angewandt werden, wie z.B. Hohldichtungen,
deren Form unter einem von allen Seiten ausgeben Druck unverendert bleibt und mit
der Oberflache des Schaftes 14 nicht in Eeriihrung kommt. Wenn andererseits das
Druckmedium aus der rammer 22 nur eine Seite der Hohldichtung berührt, so verformt
sich deren Oberfläche und tritt in dichtenden kontakt mit dem Schaft 14.
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Selbstverständlich-sind noch verschiedenartige andere Ausfiihrungen
von Form, Zusammenstellung und Aufbau der Dichtungen und der sie aufnehmenden Ausnehmungen
im Rahmen des Erfindungsgedankens denkbar.
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Auf grund obiger Beschreibung der Erfindung sollten deren Vorteile
klar auf der Hand liegen. Zu diesen Vorteilen
gehört, daß die am
weitesten von der Druckkammer entfernte Dichtung zunächst auf einer Seite dem vollen
Druck ausgesetzt ist und so die einzige wirksame Dichtung darstellt, während andere
Dichtungen von a3bn Seiten dem Druck ausgesetzt sind, also von allen Seiten von
dem Druckmedium berührt werden und folglich keiner Reibung und Abnutzung ausgesetzt
sind.
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Weiterhin können die Dichtungen durch entsprechende Form, mittlere
Ausnehmungen, besondere Dichtungsflansche oder dergl. ihren. Kontakt mit der Oberfläche
des beweglichen Schaftes verlieren. Wenn die erste bzw.
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äußerste Dichtung undicht zu werden beginnt (oder aus irgend einem
anderen Grund), so kann die Versorgung mit Betriebsmedium von Hand oder automatisch
unterbrochen und die nächstfolgende Dichtung herangezogen werden; dies kann, falls
erwünscht mit vielen Dichtungen wiederholt werden.
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Obwohl die bevorzugten Ausführungsarten der Erfindung besonders geeignet
sind, um die oben angegebenen Ziele zu erreichen, kann die Erfindung auch in abgewandelter
Form ausgeführt werden, ohne sich von ihrem eigentlichen Zweck zu entfernen.
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- Patentansprüche -