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Die Erfindung bezieht sich auf eine Enddichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die eine Art einer Dichteinrichtung ist.
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Als ein Druckapparat, der mit einer herkömmlichen Enddichtung (auch als Endlagedichtung oder Anschlagdichtung bezeichnet) versehen ist, ist ein in 9 gezeigter Akkumulator 51 vorbekannt, wobei der Akkumulator wie nachfolgend beschrieben aufgebaut ist.
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Zunächst sind Abdeckelemente oder Deckelelemente 54, 55 an gegenüberliegenden Enden einer rohrförmigen Hülle 53 angeschweißt und befestigt, um ein Gehäuse 52 zu schaffen, wobei das Gehäuse 52 darin ein Betätigungselement oder Arbeitselement 56 aufnimmt, welches mit einem Balg 57 und einem Endelement 58 versehen ist. Der Balg 57 hat ein an einem der Deckelelemente 54 befestigtes Ende und das andere Ende ist an dem Endelement 58 befestigt, wodurch das Innere des Gehäuses 52 durch den Balg 57 und das Endelement 58 in eine innere Gaskammer 59 und eine äußere Druckkammer 60 des Balgs 57 und des Endelements 58 unterteilt ist.
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Ein Deckelelement 54 auf der linken Seite der 9 ist mit einer Einfüllöffnung 61 zum Einfüllen von Gas in die Gaskammer 59 versehen und ein Stopfenelement 62 zum Verschließen der Einfüllöffnung 61 ist in der Einfüllöffnung 61 angebracht. Entsprechend wird das Stopfenelement 62 entfernt und Gas mit einem vorbestimmten Druck wird durch die Einfüllöffnung 61 in die Gaskammer 59 eingefüllt. Nach dem Einfüllen wird die Einfüllöffnung 61 durch das Stopfenelement 52 verschlossen, um dadurch das Gas mit einem vorbestimmten Druck in der Gaskammer 59 einzuschließen.
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Ferner ist das andere Deckelelement 55 auf der rechten Seite in der 9 mit einem Befestigungs- oder Montageabschnitt 63 versehen, der einen Gewindeabschnitt 64 zur Verbindung des Akkumulators 51 mit einer Druckleitung, wie einer Öldruckleitung (nicht gezeigt) und einen Druckzuführanschluss 65 (auch als Druckeinlassanschluss bezeichnet) aufweist, um Druck in der Druckleitung in die Druckkammer 60 zuzuführen. Entsprechend ist der Akkumulator 51 an dem Montageabschnitt 63 mit der Druckleitung verbunden, so dass der Druck innerhalb der Druckleitung von dem Druckzuführanschluss 65 in die Druckkammer 60 eingeführt wird.
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Der Akkumulator 51 mit dem zuvor beschriebenen Aufbau hat die Funktion, eine Pulsation von erzeugtem Druck bei einer Druckerzeugung zu absorbieren, beispielsweise in der Druckleitung, indem das Gleichgewicht zwischen dem Druck des in der Gaskammer 59 eingeschlossenen Gases und dem Druck in der Druckkammer 60 gehalten wird. Wenn jedoch der Druck in der Druckkammer während des Betriebs, d. h. der Druck innerhalb der Leitung, übermäßig abnehmen würde, würde der Balg 57 infolge einer Druckdifferenz zwischen der Innenseite und der Außenseite aufgeblasen und dadurch möglicherweise verbogen oder zerstört.
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Folglich sind in dem zuvor beschriebenen Akkumulator 51 Maßnahmen getroffen, die darin bestehen, dass eine Enddichtung 66 an dem Ende des Endelements 58 durch eine Klebe- oder Vulkanisiereinrichtung angebracht ist, so dass der Druck in der Druckkammer 60 durch die Dichtwirkung der Enddichtung 66 nicht auf einen Pegel unterhalb von einem vorbestimmten Wert absinkt. Dies bedeutet, dass, wenn der Druck in der Druckkammer 60 während des Betriebs abnimmt, sich der Balg 57 so weit erstreckt, dass die Enddichtung 66, die an dem Ende des Endelements 58 angebracht ist, in engen Kontakt mit einem Endabschnitt 55a des anderen Deckelelements 55 gelangt und folglich die Druckkammer 60 von dem Druckzuführanschluss 65 durch die Dichtwirkung der Enddichtung 66, die durch den engen Kontakt hervorgerufen ist, trennt. Auch wenn der Druck in der Druckleitung nach der Unterbrechung oder Trennung weiter absinkt, wird entsprechend der Druck in der Druckkammer 60 nicht weiter abgesenkt, wodurch das Gleichgewicht zwischen dem Druck des in der Gaskammer 59 eingeschlossenen Gases und dem Druck in der Druckkammer 60 aufrechterhalten wird, um ein Aufblasen des Balgs 57 zu verhindern.
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Jedoch ist es in dem zuvor beschriebenen herkömmlichen Akkumulator 51 so eingerichtet, dass die Enddichtung 66 an dem Ende des Endelements 58 wie zuvor erwähnt angebracht ist, und dass die Enddichtung 66 zwischen dem Endabschnitt 55a des Deckelelements 55 und dem Endelement 58 zwischengeordnet ist, welches infolge der vorbestimmten Druckdifferenz in Richtung auf den Endabschnitt 55a bewegt wird. Folglich ist die Enddichtung 66 zwischen dem Endabschnitt 55a und dem Endelement 58 in einem komprimierten Zustand zwischengeordnet, wodurch sie eine große Last empfängt, was mit jeder Expansion und Kontraktion des Balgs 57, die sich aus einer Druckveränderung ergeben, wiederholt wird, was zu dem Nachteil führt, dass ein Phänomen einer bleibenden Ermüdungsverformung relativ früh in der Enddichtung 66 auftritt, wodurch die Dichtleistung der Enddichtung 66 rasch abnimmt.
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Eine gattungsgemäße Enddichtung ist aus der
DE 690 02 182 T2 bekannt. Die Enddichtung dient zur Abdichtung zwischen einem Endabschnitt und einem Arbeitselement, das sich in Richtung auf den Endabschnitt bewegt. Eine Dichtlippe, die an einem Dichtelement vorgesehen ist, wird durch Dichtungsfluiddruck in engen Kontakt mit dem Arbeitselement gepresst, wenn das Arbeitselement mit dem Endabschnitt in Kontakt kommt und anhält oder durch einen Anschlag angehalten wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Enddichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, dass ein frühes Auftreten einer bleibenden Ermüdungsverformung des Dichtelements verhindert ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Enddichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
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Die erfindungsgemäße Enddichtung hat eine stabile Dichtleistung für eine lange Zeitspanne.
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Ferner löst sich die Enddichtung nur schwer von einem Gehäuse.
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Das Dichtelement der Enddichtung ist an dem Endabschnitt auf der stationären Seite angebracht. In einem Zustand, in welchem das sich in Richtung des Endabschnitts bewegende Arbeitselement in Kontakt mit dem Endabschnitt gelangt und durch einen Anschlag anhält oder angehalten wird, der separat an dem Endabschnitt vorgesehen ist, wird eine Dichtlippe des Dichtelements der Enddichtung durch den Dichtungsfluiddruck in engen Kontakt mit dem Arbeitselement gedrückt, um dadurch die Dichtwirkung zu schaffen. Entsprechend erfolgt die Abdichtung nicht einem Zustand, in welchem das Dichtelement fest zwischen steifem Materialien eingespannt ist, sondern erfolgt in einem Zustand, in welchem eine Dichtlippe des Dichtelements unter vorbestimmtem Anpressdruck in engem Kontakt mit dem bereits angehaltenen bewegten Element ist, wodurch es möglich ist, ein frühes Auftreten einer bleibenden Ermüdungsverformung des mit der Dichtlippe versehenen Dichtelements zu verhindern.
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In dem Fall, in welchem die Enddichtung bei einem Akkumulator verwendet wird, welcher ein Druckapparat wie oben beschrieben ist, ist die Enddichtung an dem Endabschnitt des Gehäuses des Akkumulators angebracht, der dem Endabschnitt entspricht. In diesem Fall wird vorzugsweise hinsichtlich des Materials für das Dichtelement oder die Dichtlippe EPDM oder dergleichen verwendet, wenn ein Druckelement (abzudichtendes Fluid oder Objektfluid), das in eine Druckkammer des Akkumulators eingeführt ist, verwendet wird, und es wird Gummi, wie NBR, verwendet, wenn das Fluid Mineralöl ist. Ferner wird vorzugsweise für die Härte des Dichtelements oder der Dichtlippe unter Berücksichtigung der Formbeständigkeit oder Widerstandsfähigkeit der Dichtlippe gegen hohe Drücke diese Härte relativ hoch gewählt.
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Eine Außenumfangsfläche eines freien Endes des steifen Elements ist schräg nach außen divergierend oder trompetenförmig, um die Dichtlippe zu stützen, so dass verhindert wird, dass die Dichtlippe auf die Innenumfangsseite umgestülpt wird. Ferner ist der maximale Außendurchmesser der Außenumfangsfläche des freien Endes des steifen Elements, das als die divergierenden Schräge ausgeführt ist, größer gewählt, als der kleinste Innendurchmesser des Dichtelements, wodurch die Außenumfangsfläche des freien Endes des steifen Elements eine Gleitverhinderungswirkung zeigt, um das Dichtelement daran zu hindern, von dem Befestigungsabschnitt des Endabschnitts gelöst zu werden.
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Das Dichtelement ist nicht in das Arbeitselement auf der Bewegtseite eingesetzt, sondern es ist auf eine nichtgeklebte Weise in den zurückspringenden Dichtungsbefestigungsabschnitt eingesetzt, der an dem Endabschnitt des Gehäuses auf der Stationärseite vorgesehen ist. Ferner wird in einem Zustand, in welchem das sich in Richtung des Endabschnitts bewegende Arbeitselement in Kontakt mit dem Endabschnitt gelangt und durch einen separat bezüglich des Endabschnitts vorgesehenen Anschlag anhält oder angehalten wird, die Dichtlippe des Dichtelements der Enddichtung durch den Dichtungsfluiddruck in engen Kontakt mit dem Arbeitselement gedrückt, um dadurch die Dichtwirkung auszuüben. Folglich dichtet das Dichtelement nicht in einem Zustand, in welchem es fest zwischen den steifen Materialien eingespannt ist, sondern es dichtet in dem Zustand, in welchem die Dichtlippe des Dichtelements in engem Kontakt mit dem bereits angehaltenen bewegten Element unter dem vorbestimmten Kontaktdruck ist, wodurch es möglich ist, das frühe Auftreten einer bleibenden Ermüdungsverformung des mit der Dichtlippe versehenen Dichtelements zu verhindern. Weil ferner das schräg divergierende oder trompetenförmige freie Ende, das an der Innenumfangsseite der Dichtlippe angeordnet ist, um die Dichtlippe zu stützen und das Dichtelement am Herausrutschen aus dem Dichtungsbefestigungsabschnitt zu hindern, an dem ringförmigen steifen Element vorgesehen ist, das an dem Gehäuse auf der Innenumfangsseite des Dichtelements befestigt ist, ermöglicht es die Anwesenheit des schräg divergierenden oder trompetenförmigen freien Endes, ein Umstülpen der Dichtlippe zu verhindern und gestattet es, das Dichtelement daran zu hindern, sich von dem Befestigungsabschnitt des Gehäuses zu lösen.
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Zusätzlich zu den obigen Ausführungen ermöglicht in der zuvor beschriebenen Enddichtung die Positionierwirkung mittels des Abstands zwischen einem Absatz, der an der Außenumfangsfläche des steifen Elements vorgesehen ist und dem Absatz, der an der Innenfläche des Fluiddurchflusskanals vorgesehen ist, eine genaue Höhenpositionierung des steifen Elements bezüglich des Endabschnitts des Gehäuses.
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Ferner ermöglicht die Eingriffswirkung des eingeführten Endes des steifen Elements, das nach dem Einführen im Durchmesser vergrößert wird, die Befestigung des steifen Elements an dem Gehäuse in einem festen unverrückbaren Zustand.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 eine Schnittansicht eines Akkumulators mit einer daran angebrachten Enddichtung gemäß Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung;
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2 eine vergrößerte Schnittansicht der Enddichtung;
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3 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht, die einen Betriebszustand der Enddichtung zeigt;
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4 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht, die einen Betriebszustand der Enddichtung zeigt;
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5 eine vergrößerte Schnittansicht eines Dichtelements;
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6 eine Schnittansicht eines Akkumulators mit einer daran angebrachten Enddichtung gemäß Ausführungsbeispiel 2 der vorliegenden Erfindung;
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7 eine vergrößerte Schnittansicht eines steifen Elements;
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8A, B und C jeweils Schnittansichten, die ein Befestigungsverfahren für eine Enddichtung zeigen; und
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9 eine Schnittansicht eines Akkumulators mit einer daran angebrachten herkömmlichen Enddichtung.
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Ausführungsbeispiel 1
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1 zeigt eine Schnittansicht eines Akkumulators 1 mit einem Metallbalg, der eine Enddichtung 21 gemäß Ausführungsbeispiel 1 daran angebracht hat. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Enddichtung 21.
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In dem in 1 gezeigten Sammler ist zunächst ein Deckelelement (auch als Endabdeckung oder Gas-Endabdeckung bezeichnet) 4 an ein offenes Ende einer rohrförmigen Hülle 3 mit geschlossenem Ende geschweißt und befestigt, um ein Gehäuse 2 zu schaffen, in welchem ein Arbeitselement oder Betätigungselement 5, welches mit einem Balg 6 und einem Endelement (auch als Balgkappe bezeichnet) 7 versehen ist, aufgenommen ist. Ein Ende des Balgs 6 ist an dem Deckelelement 4 befestigt und das andere Ende ist an dem Endelement 7 befestigt, wodurch das Innere des Gehäuses 2 durch den Balg 6 und das Endelement 7 in eine innere Gaskammer 8 und eine äußere Druckkammer (auch als Fluidkammer bezeichnet) 9 des Balgs 6 und des Endelements 7 unterteilt ist. Für den Balg 6 können Metallbälge, wie beispielsweise Metallbälge, die durch galvanische Metallabscheidung hergestellt sind, geformte Bälge oder geschweißte Bälge und dergleichen verwendet werden, es können jedoch auch aus anderem Material geformte Bälge verwendet werden, entsprechend den Spezifikationen und Verwendungen des Akkumulators 1. Das Endelement 7 kann einstückig mit dem Balg 6 ausgebildet sein.
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Ein Einfüllanschluss 10 zum Einfüllen von Gas in die Gaskammer 8 ist in dem Deckelelement 4 auf der Oberseite der 1 vorgesehen und in dem Einfüllanschluss 10 ist ein einschraubbares Stopfenelement (auch als Gasstopfen bezeichnet) 11 angebracht, welches mit einer Dichtung 12, wie beispielsweise einem O-Ring versehen ist, um den Einfüllanschluss 10 zu verschließen. Entsprechend wird das Stopfenelement 11 entfernt, um Gas mit einem vorbestimmten Druck in die Gaskammer 8 durch den Einfüllanschluss 10 einzufüllen, und nach dem Einfüllen wird der Einfüllanschluss 10 durch das Stopfenelement 11 verschlossen, um dadurch das Gas mit dem vorbestimmten Druck in der Gaskammer 8 einzuschließen. Das einzufüllende Gas ist vorzugsweise Stickstoffgas, inaktives oder inertes Gas oder dergleichen.
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Ein Montage- oder Befestigungsabschnitt 13, der mit einem Gewindeabschnitt 14 zur Verbindung des Akkumulators 1 mit einer Druckleitung, wie einer Öldruckleitung (nicht gezeigt) versehen ist, ist an einer Endwand 3a der Hülle 3 unten in 1 gezeigt und es ist ein Druckeinlassanschluss (auch als Fluiddurchflusskanal bezeichnet) 15 zum Zuführen von Druck in der Druckleitung in die Druckkammer 9 vorgesehen. Folglich ist der Akkumulator 1 mit der Druckleitung an dem Befestigungsabschnitt 13 verbunden, um den Druck in der Druckleitung in die Druckkammer 9 über den Druckeinlassanschluss 15 zuzuführen.
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Ein ringförmiges Gleitelement (auch als Vibrationsdämpfungsring bezeichnet) 16 ist an der Außenumfangsseite des an dem Endelement 7 befestigten anderen Ende des Balgs 6 oder an der Außenumfangsseite des Endelements 7 angebracht, und wenn sich der Balg 6 ausdehnt und kontrahiert und sich das Endelement 7 bewegt, bewegt sich das Gleitelement 16 gleitend an seinem Außenumfangsabschnitt relativ zu der Innenumfangsfläche der Hülle 3. Folglich bewegt sich das Endelement 7 infolge der Führung der Gleitbewegung des Gleitelements 16 parallel mit der Innenumfangsfläche der Hülle 3 und der Balg 6 expandiert und kontrahiert parallel mit der Innenumfangsfläche der Hülle 3, um dadurch zu verhindern, dass das Endelement 7 oder der Balg 6 an der Innenumfangsfläche der Hülle 3 scheuern oder reiben. Es ist anzumerken, dass das Gleitelement 16 mit einem nicht gezeigten Druckverbindungsabschnitt versehen ist, so dass die Druckkammer 9 nicht durch das Gleitelement 16 in einen Raum 9a an der Außenumfangsseite des Balgs 6 und einen Raum 9b auf der in der 1 unteren Seite des Endelements 7 unterteilt ist.
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Ein Dichtungsbefestigungsabschnitt 3c in Form eines ringförmiges Ausnehmungsabschnitts ist an der Innenfläche einer Endwand 3a der Hülle 3 vorgesehen, d. h. an einem Endabschnitt 3b und in einer offenen Umfangskante des Druckeinlassanschlusses 15, und eine Enddichtung 21 ist in dem Dichtungsbefestigungsabschnitt 3c angebracht.
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Die Enddichtung 21 ist folgendermaßen aufgebaut:
Wie in 2 in vergrößertem Maßstab gezeigt ist, ist ein ringförmiges Dichtelement (auch als Dichtlippe bezeichnet) 22, das aus einem vorbestimmten gummielastischen Material geformt ist, in den Dichtungsbefestigungsabschnitt 3c der Hülle 3 eingepresst und ein ringförmiges oder rohrförmiges steifes Element (auch als Ring oder Rohr bezeichnet) 23, das aus einem vorbestimmten Metall oder Harz oder dergleichen geformt ist, ist auf der Innenumfangsseite des Dichtelements 22 angeordnet. Ein Befestigungsabschnitt für das steife Element 3d in Form eines ringförmigen Höhenunterschieds oder einer Einsenkung zum Einpressen und Befestigen des steifen Elements 23 ist an der Innenumfangsseite des Befestigungsabschnitts 3c vorgesehen. Im Hinblick auf das Verfahren zum Zusammenbau und der Anbringung der Enddichtung 21 wird vorzugsweise das Dichtelement 22 zunächst um den Außenumfang des steifen Elements 23 gepresst, wonach das steife Element 23 in dem Befestigungsabschnitt 3d angebracht wird.
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Das Dichtelement 22 ist zunächst mit einem ringförmigen Basisabschnitt 22a versehen, der auf nichtgeklebte Weise in den Dichtungsbefestigungsabschnitt 3c eingepresst und darin befestigt ist, wobei auf der Endelementseite 7 des Basisabschnitts 22a einstückig eine ringförmige Dichtlippe (auch als Innenumfangsdichtlippe oder erste Dichtlippe bezeichnet) 22b ausgeformt ist, die mit einem Ende 7a des Endelements 7 auf eine frei davon lösbare Weise in Anlage ist. Ein ringförmiger Ausnehmungsabschnitt 22c ist an der Außenumfangsseite der Dichtlippe 22b ausgebildet und eine Außenumfangsdichtlippe (auch als zweite Dichtlippe bezeichnet) 22d, die stets in engem Kontakt mit der inneren Oberfläche des Dichtungsbefestigungsabschnitts 3c ist, ist einstückig an der Außenumfangsseite des Ausnehmungsabschnitts 22c ausgeformt.
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Die Dichtlippe 22b ist als eine Dichtlippe mit einer Außenform ausgebildet, die in Durchmesserrichtung von dem nahen Ende zu dem entfernten Ende auswärts gerichtet ist, wie in der 2 gezeigt ist, und sie wird, wie in 3 gezeigt ist, wenn die Dichtlippe 22b in Anlage mit dem Ende 7a des Endelements 7 gelangt, durch den Druck P in der Druckkammer 9, welcher ein Dichtungsfluiddruck (Druck des abzudichtenden Fluids) ist, belastet und gegen das Ende 7a gepresst und gelangt somit in engen Kontakt damit. Entsprechend dient die Außenumfangsfläche der Dichtlippe 22b als eine Druckaufnahmefläche. Ferner sind zwei Dichtvorsprünge 22e, 22f in Form von Ringen konzentrisch an dem entfernten Ende der Dichtlippe 22b vorgesehen. Wie in 3 gezeigt ist, gelangen die Dichtvorsprünge 22e, 22f in engen Kontakt mit dem Ende 7a des Endelements 7. Auch wenn sich in diesem Fall, wie er in 4 gezeigt ist, ein Fremdkörper 31 in dem Fluid zwischen einem Dichtvorsprung 22e und dem Ende 7a des Endelements 7 festsetzt und die Abdichtwirkung zwischen dem Dichtvorsprung 22e und dem Ende 7a beeinträchtigt, gelangt der andere Dichtvorsprung 22f in engen Kontakt mit dem Ende 7a über die gesamte Peripherie, um die Dichtwirkung sicherzustellen. Solche Dichtvorsprünge 22e, 22f sind mit einem Mehrschichtaufbau geschaffen bzw. mehrfach und voneinander beabstandet, d. h. gestuft, vorgesehen, um dadurch die Dichtleistung der gesamten Dichtlippe 22b stark zu verbessern. Es können nicht nur zwei sondern auch drei oder mehr Dichtvorsprünge 22e, 22f ausgebildet sein. Das entfernte Ende der Dichtlippe 22b ist ausgelegt, in Richtung auf das Endelement 7 von dem Endabschnitt 3b der Hülle 3 und einem entfernten Ende 23e eines später zu beschreibenden steifen Elements 23 in einem berührungslosen freien Zustand, der in 2 gezeigt ist, vorzustehen, so dass, wenn sich das Endelement 7 bewegt, die Dichtvorsprünge 22e, 22f definiert in engen Kontakt mit dem Ende 7a des Endelements 7 gelangen.
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Die Außenuumfangsdichtlippe 22d, die am Außenumfangsabschnitt des Dichtelements 22 vorgesehen ist, wird durch den Druck 2 der Druckkammer 9 beaufschlagt und gegen die Innenseite des Dichtungsbefestigungsabschnittes 3c gepresst. Wie in 5 gezeigt ist, ist die Dichtlippe 22d mit einem ringförmigen Dichtvorsprung 22g versehen, der in Durchmesserrichtung auswärts vorsteht, so dass der Kontaktflächendruck lokal erhöht werden kann, um ausreichend zwischen der Dichtung und der Innenseite des Dichtungsbefestigungsabschnitts 3c abzudichten.
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Das steife Element 23 ist aus vorbestimmten Metall oder Harz oder dergleichen, wie zuvor erwähnt, in zylindrische Form gebracht und ein nahes Ende 23a davon ist in den Befestigungsabschnitt 3d für das steife Element der Hülle 3 eingepresst und festgelegt (Form- und Reibschluss), wobei der Druckeinlassanschluss 15 mit der Druckkammer 9 durch dessen Innenumfangsraum verbunden ist. Das entfernte Ende 23c des steifen Elements 23 auf der Seite des Endelements 7 ist in der Form einer divergierenden Schräge oder trompetenförmig geformt und die Außenumfangsfläche 23c des entfernten Endes 23b ist ebenfalls in Form einer divergierenden Schräge oder trompetenförmig geformt. Das entfernte Ende 23b und die Außenumfangsfläche 23c sind auf der Innenumfangsseite der Dichtlippe 22b des Dichtelements 22 angeordnet, wodurch sie, wenn die Dichtlippe 22b, welche durch den hohen Druck auf der Seite der Druckkammer 9 beaufschlagt wird, zum Umstülpen neigt, mit der Außenumfangsfläche 23d des entfernten Endes 23b in Anlage gelangt, um das Umstülpen oder Umschlagen zu verhindern. Entsprechend zeigt, wie oben beschrieben wurde, die Außenumfangsfläche 23c des entfernten Endes 23b eine Stützwirkung für die Dichtlippe 22b. Während in einem in 2 gezeigten freien Zustand ein Spalt 24 mit einer vorbestimmten Größe zwischen der Außenumfangsfläche 23c des entfernten Endes 23b und der Innenumfangsfläche der Dichtlippe 22b eingestellt ist, so dass die beiden Elemente nicht in Kontakt sind, ist anzumerken, dass der Spalt 24 weggelassen werden kann, wobei in diesem Fall die beiden Elemente stets in Kontakt sind. Eine Spitze 23d des entfernten Endes 23e ist im Querschnitt mit einer Rundung versehen, um die aus Gummi gemachte Dichtlippe 22b nicht zu zerkratzen oder zu zerstören. Ferner kann, hinsichtlich einer Verminderung des durch Kontakt hervorgerufenen Verschleißes der Dichtlippe 22b ein Abschnitt zum Halten der Dichtlippe 22b einschließlich der Außenumfangsfläche 23c des entfernten Endes 23b mit einer Beschichtung wie einem Harz oder einem Schutzring (nicht gezeigt), der aus Harz gemacht ist oder dergleichen an dem Ende des steifen Elements 23 angeordnet sein. Das Ende 23e des entfernten Endes 23b ist parallel zu dem Endabschnitt 3b der Hülle 3 ausgebildet. Das Ende 23e ist an einer Position auf der gleichen Höhe wie der Endabschnitt 3b der Hülle 3 angeordnet, so dass das Arbeitselement 5 nicht in fester Kontakt damit ist, oder es ist an einer Position angeordnet, die gegenüber dem Endabschnitt 3b zurückgezogen ist, so dass das Arbeitselement 5 dieses nicht berührt.
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Die wie oben beschrieben aufgebaute Enddichtung 21 dient zur Abdichtung des Drucks, so dass, wenn der Druck in der Druckkammer 9 abnimmt, wenn der Druck auf der Druckleitungsseite abnimmt, der Druck in der Druckkammer 9 nicht auf einen Pegel unterhalb eines vorbestimmten Werts abnehmen kann. Die Enddichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der folgende Betrieb und die Wirkung durch den zuvor beschriebenen Aufbau erreicht werden.
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Zunächst ist das Dichtelement 22 nicht auf der Seite des Arbeitselements 5 angebracht, welches sich während des Betriebs bewegt, sondern sie ist an dem Dichtungsbefestigungsabschnitt 3c des Endabschnitts 3b der Hülle 3 auf der Stationärseite angebracht und das Endelement 7 des Arbeitselements 5, welches sich in Richtung des Endabschnitts 3b bewegt, kommt mit dem Endabschnitt 3a der Hülle 3 in Anlage und hält an, wobei die Dichtlippe 22b des Dichtelements 22 der Dichtung 21 durch den Druck P der Druckkammer 9, welcher ein Dichtungsfluiddruck ist, in engen Kontakt mit dem Ende 7a des Endelements 7 gedrückt wird, wodurch die Dichtwirkung erreicht wird. Folglich erfolgt die Abdichtung nicht in einem Zustand, in welchem das Dichtelement 22 fest zwischen den steifen Materialien eingespannt ist, sondern die Abdichtung erfolgt in einem Zustand, in welchem die Dichtlippe 22b des Dichtelements 22 unter vorbestimmtem Kontaktdruck in engem Kontakt mit dem Ende 7a des bereits angehaltenen Endelements 7 ist. Weil das Dichtelement 22 mit der Dichtlippe 22b entsprechend nicht fest zwischen den steifen Materialien in einem komprimierten Zustand eingespannt ist, kann ein frühes Auftreten einer ständigen Ermüdungsverformung des Dichtelements 22 verhindert werden, wodurch eine stabile Dichtleistung über eine lange Zeitspanne sichergestellt werden kann.
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Weil ferner die Außenumfangsfläche 23c des entfernten Endes 23b des steifen Elements 23, die in der Form einer divergierenden Schräge gestaltet und an die Form der Dichtlippe 22b angepasst ist, an der Innenumfangsseite der Dichtlippe 22b des Dichtelements 22 angeordnet ist, die eine nach außen verlaufende Form hat, zeigen das entfernte Ende 23b oder die Außenumfangsfläche 23c eine Stützwirkung für die Dichtlippe 22b. Weil die Dichtlippe 22b daran gehindert ist, von dem hohen Druck in der Druckkammer 9 beaufschlagt und zur Niederdruckseite oder zur Innenumfangsseite umgestülpt zu werden, kann die Dichtlippe 22b entsprechend stets in stabilem Zustand in Kontakt mit dem Ende 7a des Endelements 7 gebracht werden. Folglich kann auch in dieser Hinsicht die Abdichtleistung stabilisiert werden.
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Weil ferner, wie in der 2 gezeigt ist, der maximale Außendurchmesser der Außenumfangsfläche 23c des entfernten Endes 23b des steifen Elements 23, das als divergierende Schräge ausgebildet ist, größer gewählt ist als der minimale Innendurchmesser des Dichtelements 22, zeigt das entfernte Ende 23b oder die Außenumfangsfläche 23c die Gleithemmungswirkung zur Verhinderung eines Lösens des Dichtelements 22 von dem Dichtungsbefestigungsabschnitt 3c. Auch wenn das Dichtelement 22, das aus gummiähnlichem elastischen Material gemacht ist, auf nichtgeklebte Weise an dem Dichtungsbefestigungsabschnitt 3c angebracht ist, rutscht oder gleitet das Dichtelement 22 nicht aus dem Dichtungsbefestigungsabschnitt 3c heraus und folglich kann der Klebevorgang (Back- bzw. Vulkanisiervorgang) bei der Montage weggelassen werden. Der Montagevorgang kann entsprechend vereinfacht werden und die Enddichtung 21, welche zudem hinsichtlich der Kosten vorteilhaft ist, kann geschaffen werden.
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Weil ferner die Vielzahl von Dichtvorsprüngen 22e, 22f an dem entfernten Ende der Dichtlippe 22b vorgesehen sind und die Dichtlippe 22b im wesentlichen einen mehrstufigen Aufbau hat, kann, auch wenn Schwierigkeiten, die durch Festsetzen von Fremdkörpern oder dergleichen bedingt sind, bei der Dichtwirkung eines der Dichtvorsprünge auftreten, die Dichtwirkung durch den anderen Dichtvorsprung oder -vorsprünge aufrechterhalten werden. Entsprechend kann die Dichtleistung auch in dieser Hinsicht stabilisiert werden. In einem Fall, in welchem die Lippen im wesentlichen mehrstufig aufgebaut sind, werden zwei Stufen verwendet, wobei die Breite (der Abstand) jeder Stufe größer ist als die Länge oder der Durchmesser der Fremdkörper 31, wodurch mindestens eine von beiden Stufen einen Berührzustand aufrechterhält. Im Fall von drei oder mehr Stufen oder Dichtvorsprüngen, ist die Breite (der Abstand) jeder Stufe so gewählt, dass sie gleich dem der vorgenannten zwei Stufen ist, oder die Breite des gesamten Kontaktabschnitts der Dichtlippe 22b ist größer gewählt als die Länge oder der Durchmesser der Fremdkörper 31, wodurch stets irgendeine der Stufen oder Vorsprünge einen Berührzustand aufrechterhält.
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Wenn in der vorliegenden Erfindung die Bewegung des Arbeitselements 5 in Richtung auf den Endabschnitt 3b angehalten wird, ist anzumerken, dass das Arbeitselement 5 in Anlage mit dem Endabschnitt 3b gelangt und anhält, während eine Konstruktion verwendet werden kann, in welcher es durch einen nicht gezeigten Anschlag angehalten wird. In diesem Fall umfasst der Anschlag beispielsweise einen Vorsprung, der an dem Endabschnitt 3b vorgesehen ist und in Richtung auf das Arbeitselement 5 vorsteht, einen Abstandshalter, der an dem Endabschnitt 3b angebracht ist, oder dergleichen.
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Ausführungsbeispiel 2
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Ferner kann das ringförmige oder rohrförmige steife Element 23 an der Hülle 3 des Gehäuses 2 durch den nachfolgend beschriebenen Aufbau bzw. das Verfahren befestigt werden.
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Dies bedeutet, dass in einem Fall, in welchem das steife Element 23 durch Form- und Reibschluss oder Interferenz zwischen dem Innendurchmesser des Befestigungsabschnitts für das steife Element 3d der Hülle 3 und dem Außendurchmesser des steifen Elements 23 an der Hülle 3 befestigt ist, wie im Ausführungsbeispiel 1, können folgende Nachteile auftreten.
- (1) Der Toleranzbereich der Abmessung des Innendurchmessers des Befestigungsabschnitts 3d für das steife Element der Hülle 3 und der Abmessung des Außendurchmessers des steifen Elements 23 ist klein gewählt und diese müssen mit hoher Genauigkeit geformt oder gefertigt werden, was zu einer schwierigen Verarbeitung und nachteiligen Kosten führt.
- (2) Es besteht die Möglichkeit, dass das steife Element 23 in Folge von Vibrationen, Stößen oder dergleichen während des Betriebs des Balgs 6 aus dem Befestigungsabschnitt 3d für das steife Element der Hülle 3 herausgleitet.
- (3) Es besteht die Möglichkeit, dass zur Zeit des Form- und Reibschlusses (zur Zeit des Einpressens) ein Grat entsteht, welcher eine Ursache für die Erzeugung von Verschmutzungen bilden kann.
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Als Gegenmaßnahme gegen diese oben beschriebenen Nachteile kann das steife Element 23 durch den nachfolgend beschriebenen Aufbau oder das Verfahren an der Hülle 3 befestigt werden.
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Dies bedeutet, wie in 6 bis 8 gezeigt ist, dass das steife Element 23 relativ lang in Richtung des nahen Endes 23a ausgebildet ist, wobei das steife Element 23 in den Druckeinlassanschluss 15 der Hülle 3 eingesetzt ist, ein Höhenunterschiedspositionierabschnitt 23f (auch als ein Anschlag bezeichnet), der zuvor an der Außenumfangsfläche des steifen Elements 23 vorgesehen wurde, auf einen Höhenunterschiedspositionierabschnitt 15a (auch als ein Anschlag bezeichnet) aufläuft, der zuvor gegenüberliegend auf der inneren Oberfläche des Druckeinlassanschlusses 15 vorgesehen wurde, um dadurch eine Einführtiefe des steifen Elements 23 festzulegen (8(A)), das nahe Ende 23a des steifen Elements 23 mittels einer Vorrichtung 32 nach dem Einsetzen im Durchmesser aufgeweitet wird (8(B)), und es in Eingriff mit einem Eingriffsabschnitt 15b mit einer divergierenden Schräge gebracht wird, der zuvor an der Innenoberfläche des Druckeinführanschlusses 15 ausgebildet wurde, um das steife Element 23 daran zu hindern, aus dem Druckeinlassanschluss 15 (8(C)) herauszugleiten. Ein nahes Ende 23a (auch als ein gleithemmender vergrößerter Rohrabschnitt bezeichnet) des steifen Elements 23 ist relativ dünn ausgebildet, indem der Höhenunterschiedspositionierabschnitt 23f am Anfang vorgesehen und in der Form eines geraden Zylinders ausgebildet ist, wie in 7 oder 8(A) und (B) gezeigt ist, und mittels der Vorrichtung 32 in eine divergierende Schräge verformt wird. Die verwendete Vorrichtung 32 umfasst eine Kombination einer Positioniereinrichtung für das steife Element 32a und eine Einrichtung zur Rohrvergrößerung oder -aufweitung 32b.
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Der zuvor beschriebene Befestigungsaufbau kann an die folgenden Wirkungen und Arbeitsweisen zeigen.
- (1) Die Positionierwirkung durch das gegenseitige Ineinanderlaufen des Höhendifferenzpositionierabschnitts 23f, der an der Außenumfangsfläche des steifen Elements 23 vorgesehen ist, und des Höhenunterschiedspositionierabschnitts 15a, der auf der Innenfläche des Druckeinlassanschlusses 15 vorgesehen ist, gestattet eine genaue Schaffung oder Einhaltung einer Höhenposition des entfernten Endes 23b des steifen Elements 23 bezüglich des Endabschnitts 3a der Hülle 3. Folglich ist es möglich, den Verschleiß des Dichtelements 22 und den Eingriff mit bzw. die Anlage an dem Endelement 7 zu verhindern.
- (2) Die Eingriffswirkung des nahen Endes 23b des steifen Elements 23, das nach dem Einsetzen im Durchmesser vergrößert ist, gestattet die Befestigung des steifen Elements 23 an der Hülle 3 in einem festen herausrutschsicheren Zustand. Entsprechend ist es möglich, gezielt ein Herausrutschen oder Herausgleiten des steifen Elements 23 aus der Hülle 3 in Folge von Vibrationen, Stößen oder dergleichen während des Betriebs des Balgs 6 zu verhindern.
- (3) Weil das steife Element 23 gemäß der obigen (2) an der Hülle 3 befestigt ist, kann ein gewisser Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des steifen Elements 23 und der Innenfläche des Druckzuführanschlusses 15 der Hülle 3 zugelassen werden. Weil entsprechend das steife Element 23 nicht in den Druckzuführanschluss 25 eingepresst werden muss, kann die damit verbundene Erzeugung einer Verschmutzung vermieden werden.
- (4) Weil das steife Element 23 gemäß der obigen (2) an der Hülle 3 befestigt ist, kann zudem der Toleranzbereich der Außendurchmesserabmessung des steifen Elements 23 und der Innendurchmesserabmessung des Druckzuführanschlusses 15 der Hülle 3 in gewissem Maße groß gewählt werden. Entsprechend ist die Bearbeitung dieser Teile erleichtert und dies ist zudem hinsichtlich der Kosten vorteilhaft.
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Die vorliegende Erfindung zeigt die folgenden Wirkungen.
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In der Enddichtung ist zunächst das Dichtelement nicht auf der Seite des Arbeitselements angebracht, welches sich während des Betriebs bewegt, sondern es ist an dem Endabschnitt auf der stationären Seite angebracht, und in einem Zustand, in welchem das sich in Richtung des Endabschnitts bewegende Arbeitselement in Anlage mit dem Endabschnitt gelangt und anhält oder in einem Zustand, in welchem es durch einen Anschlag angehalten wird, wird die Dichtlippe des Dichtelements der Enddichtung durch den Dichtungsfluiddruck beaufschlagt und kommt in engen Kontakt mit dem Endelement, um dadurch die Dichtwirkung zu erreichen. Folglich erfolgt die Abdichtung nicht in einem Zustand, in welchem das Dichtelement fest zwischen steifen Materialien eingespannt ist, sondern die Abdichtung erfolgt in einem Zustand, in welchem die Dichtlippe des Dichtelements unter vorbestimmtem Kontaktdruck in engen Kontakt mit dem bereits angehaltenen Endelement gelangt. Folglich ist das Dichtelement, welches mit der Dichtlippe versehen ist, nicht fest zwischen den steifen Materialien in einem komprimierten Zustand eingespannt und folglich kann ein frühes Auftreten einer bleibenden Ermüdungsverformung in dem Dichtelement verhindert werden, wodurch eine stabile Dichtleistung für eine lange Zeitspanne sichergestellt werden kann.
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Weil in der Enddichtung die Außenumfangsfläche des entfernten Endes des steifen Elements, die in Form einer divergierenden Schräge der Form der Dichtlippe angepasst ausgebildet ist, an der Innenumfangsseite der Dichtlippe des Dichtelements angeordnet ist, zeigt die Außenumfangsfläche eine Stützwirkung für die Dichtlippe. Folglich ist die Dichtlippe daran gehindert, durch den Dichtungsfluiddruck beaufschlagt und auf die Niederdruckseite oder die Innenumfangsseite umgestülpt zu werden, wodurch es ermöglicht ist, die Dichtlippe stets in stabilem Zustand in Kontakt mit dem Endelement zu platzieren. Die Dichtungsleistung kann folglich auch in dieser Hinsicht stabilisiert werden.
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Ferner ist die maximale Außendurchmesserabmessung der Außenumfangsfläche des entfernten Endes des steifen Elements, das in Form einer divergierenden Schräge geformt ist, größer gewählt, als die minimale Innendurchmesserabmessung des Dichtelements, wodurch die Außenumfangsfläche die Herausrutschsicherungswirkung zeigt, um zu verhindern, dass sich das Dichtelement aus dem Befestigungsabschnitt des Endabschnitts löst. Auch wenn das Dichtelement in dem Befestigungsabschnitt auf nichtgeklebte Weise montiert wird, gleitet oder rutscht das Dichtelement entsprechend nicht aus dem Befestigungsabschnitt heraus, so dass der Klebevorgang bei der Montage weggelassen werden kann. Der Befestigungsvorgang kann entsprechend vereinfacht werden und es ist eine Enddichtung geschaffen, welche hinsichtlich der Kosten vorteilhaft ist.
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In der Enddichtung ist das Dichtelement auf nichtgeklebte Weise nicht in das Arbeitselement auf der Bewegtseite sondern in den zurückspringenden Dichtungsbefestigungsabschnitt eingesetzt, der an dem Endabschnitt des Gehäuses vorgesehen ist, welches auf der Stationärseite ist. In einem Zustand, in welchem das sich in Richtung auf den Endabschnitt bewegende Arbeitselement in Kontakt mit dem Endabschnitt gelangt und anhält oder in einem Zustand, in welchem es durch einen Anschlag angehalten wird, wird die Dichtlippe des Dichtelements der Enddichtung durch Dichtungsfluiddruck beaufschlagt und gelangt in engen Kontakt mit dem Endelement, um dadurch die Dichtwirkung zu erreichen. Folglich erfolgt die Abdichtung nicht in einem Zustand, in welchem das Dichtelement fest zwischen steifen Materialien eingespannt ist, sondern die Abdichtung erfolgt in einem Zustand, in welchem die Dichtlippe des Dichtelements unter einem vorbestimmten Kontaktdruck in engem Kontakt mit dem bereits angehaltenen Endelement ist. Weil entsprechend das Dichtelement mit der Dichtlippe nicht fest zwischen steifen Materialien in komprimiertem Zustand eingespannt ist, kann ein frühes Auftreten einer bleibenden Ermüdungsverformung in dem Dichtelement verhindert werden, wodurch eine stabile Dichtleistung für eine lange Zeitspanne sichergestellt werden kann. Weil ferner das entfernte Ende in Form einer divergierenden Schräge an der Innenumfangsseite der Dichtlippe angeordnet ist, um die Dichtlippe zu stützen und das Dichtelement daran zu hindern, aus dem Dichtungsbefestigungsabschnitt herauszurutschen, und weil es an dem ringförmigen steifen Element vorgesehen ist, das an dem Gehäuse auf der Innenumfangsseite des Dichtelements befestigt ist, kann verhindert werden, dass die Dichtlippe umgestülpt wird und sich das Dichtelement von dem Befestigungsabschnitt des Gehäuses löst.
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In der Enddichtung ermöglicht die Positionierwirkung mittels des Eingriffs oder Ineinanderlaufens des Höhenunterschiedspositionierabschnitts, der an der Außenumfangsfläche des steifen Elements vorgesehen ist, und des Höhenunterschiedspositionierabschnitts, der an der Innenfläche des Fluiddurchflusskanals vorgesehen ist, die genaue Schaffung oder Einhaltung einer Höhenposition des steifen Elements bezüglich des Endabschnitts des Gehäuses. Folglich ist es möglich, einen Verschleiß des Dichtelements und den Eingriff mit bzw. die Anlage an dem Arbeitselement 5 zu verhindern.
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In der Enddichtung ermöglicht die Eingriffswirkung des nahen Endes des steifen Elements, das nach dem Einsetzen im Durchmesser vergrößert ist, die Befestigung des steifen Elements an dem Gehäuse in einem festen herausrutschsicheren Zustand. Entsprechend ist es möglich, das steife Element sicher daran zu hindern, in Folge von Vibrationen, Stößen oder dergleichen während des Betriebs des Balgs aus dem Gehäuse herauszurutschen. Ferner kann ein gewisses Spiel zwischen der Außenumfangsfläche des steifen Elements und der Innenfläche des Fluiddurchflusskanals des Gehäuses zugelassen werden. Folglich muss das steife Element nicht in den Fluiddurchflusskanal eingepresst werden, wodurch die Erzeugung einer Verschmutzung verhindert werden kann. Ferner kann der Toleranzbereich der Außendurchmesserabmessung des steifen Elements und der Innendurchmesserabmessung des Fluiddurchflusskanals des Gehäuses bis zu einem gewissen Grad groß gewählt werden. Folglich kann die Bearbeitbarkeit der Teil vereinfacht werden und es ist möglich, ein Dichtungserzeugnis zu schaffen, welches auch hinsichtlich der Kosten vorteilhaft ist.
