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Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung für eine antreibbare Achse, wobei die Dichtungsvorrichtung einen ersten Dichtungsträger mit einem ersten Dichtungselement für eine Axialdichtung für die Achse und einen zweiten Dichtungsträger mit einem zweiten Dichtungselement für eine Radialdichtung für Achse aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Dichtungsvorrichtung für eine antreibbare Achse, wobei die Dichtungsvorrichtung eine Radialdichtung und eine Axialdichtung aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Dichtungsträger mit einem Dichtungselement für eine Axialdichtung für eine Dichtungsvorrichtung für eine antreibbare Achse, wobei der Dichtungsträger eine kreisförmige Ringscheibe aufweist, die eine radial innere Kante aufweist, wobei an der radial inneren Kante der Ringscheibe eine Achsaufnahme für die Achse bereitgestellt ist, die dafür eingerichtet ist, die Achse drehfest aufzunehmen.
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US 7 419 165 offenbart ein Dichtungssystem zum Bereitstellen einer dynamischen Fluiddichtung zwischen einem Gehäuse und einer rotierenden Achse. Eine äußere Lauffläche wird durch eine ringförmige Hülle bereitgestellt, die mittels Presssitz an der Achse befestigt ist. Zusätzlich wird ein elastomerer Montagekragen ringförmig um einen starren Träger gebildet, um eine Barriere zum Zurückhalten von Fluid innerhalb des Gehäuses bereitzustellen.
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US 5 026 253 lehrt eine Achse, die mit einer Keramikbeschichtung oder einer Plasmapolymerisierung auf ihrem äußeren Umfang versehen ist. Diese dient als Lauffläche für eine Dichtlippe. Alternativ kann ein separates Schutzhüllenglied aus Metall oder einem geeigneten Material verwendet werden.
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US 8 439 363 lehrt einen elastomeren Körper, der an einer Kante angebracht ist. Der elastomere Körper umfasst eine Hauptdichtlippe, die dafür eingerichtet ist, eine äußere Lauffläche einer inneren Hülle anzugreifen.
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US 6 669 373 offenbart eine Dichtungsvorrichtung für eine Dichtung. Ein Dichtungselement, das an einem Dichtungsträger bereitgestellt ist, bildet mit zwei Laufflächen eine Radialdichtung und eine Axialdichtung aus.
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Bei einigen Maschinen, insbesondere Drehtellermaschinen, die für gewöhnlich in der Nahrungsmittel-, Getränke- und Verpackungsindustrie Einsatz finden, kommt eine antreibbare Achse zum Einsatz, die im Betrieb parallel zum Schwerefeld der Erde ausgerichtet ist, also aufrecht steht. Die Reinigung solcher Maschinen erfolgt häufig mit Hochdruckstrahlern, so dass manchmal festgestellt wird, dass Reinigungsfluide in einen Motor, der die Achse antreibt, eindringen.
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Eine Aufgabe der Erfindung kann also darin gesehen werden, ein Reinigen derartiger Maschinen zu ermöglichen, ohne dass dabei Fluide oder auch Partikel von außen in den Motor oder einem Gehäuse der Maschine eindringen. Als weitere Aufgabe kann gesehen werden, dieses Ziel mit möglichst einfachen Mitteln oder auch bei guter Wartungsfreundlichkeit zu erreichen.
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Die Erfinder haben erkannt, dass einige der bekannten Dichtungsvorrichtungen für antreibbare Achsen im Wesentlichen dafür beschaffen sind, ein Austreten von Öl aus dem Motor zu verhindern, jedoch nicht ein Eintreten von Fluiden, z. B. Wasser, oder Partikeln in den Motor zu verhindern.
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Zudem haben sie erkannt, dass sich dieses Problem effizient und kostengünstig lösen lässt, wenn man möglichst viele für das Abdichten nötige Elemente in die Dichtungsvorrichtung selbst integriert.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der erste Dichtungsträger eine erste Lauffläche für das zweite Dichtungselement aufweist, so dass die erste Lauffläche im Zusammenwirken mit dem zweiten Dichtungselement die Radialdichtung ausbildet, und/oder dass der zweite Dichtungsträger eine zweite Lauffläche für das erste Dichtungselement aufweist, so dass die zweite Lauffläche im Zusammenwirken mit dem ersten Dichtungselement die Axialdichtung ausbildet.
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Durch die Kombination von Axialdichtung und Radialdichtung in einer Dichtungsvorrichtung, bei der zu dem die Lauffläche des ersten Dichtungselements und/oder die Lauffläche des zweiten Dichtungselements in der Dichtungsvorrichtung integriert sind, kann eine gute Abdichtung gegen das Eindringen von Fluiden oder Liquiden in den Motor oder das Gehäuse der Maschine erreicht werden, es besteht die Möglichkeit, die Bauform kompakt zu halten und Verschleißteile wie die Laufflächen oder die Dichtungselemente auf einfache Weise auszutauschen, so dass eine gute Wartungsfreundlichkeit erreicht wird.
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Vorzugsweise weist der erste Dichtungsträger die erste Lauffläche für das zweite Dichtungselement auf, so dass die erste Lauffläche im Zusammenwirken mit dem zweiten Dichtungselement die Radialdichtung ausbildet. Dies kann den Austausch einer abgenutzten ersten Lauffläche und eines abgenutzten zweiten Dichtungselements erleichtern. Die erste Lauffläche kann unabhängig von dem zweiten Dichtungselement ausgetauscht werden, da sie zu unterschiedlichen Dichtungsträgern gehören. Es ist bevorzugt, dass das zweite Dichtungselement im Vergleich zum ersten Dichtungsträger elastisch ausgebildet ist. Vorzugsweise ist das zweite Dichtungselement aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff gefertigt. Der erste Dichtungsträger ist vorzugsweise aus einem starren Kunststoff, einem Metall, oder einer Metalllegierung gefertigt, besonders vorzugsweise aus rostfreiem Stahl. Vorzugsweise ist der erste Dichtungsträger aus einem rostfreien Material gefertigt. Das zweite Dichtungselement liegt an der ersten Lauffläche an, um die Radialdichtung auszubilden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen, dass das zweite Dichtungselement gegen die erste Lauffläche vorgespannt ist, vorzugsweise durch einen Vorspannring, der das zweite Dichtungselement gegen die erste Lauffläche drückt. So kann eine besonders wirkungsvolle Radialdichtung erreicht werden.
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Bevorzugt ist, dass der erste Dichtungsträger eine Achsaufnahme für die Achse aufweist, die dafür eingerichtet ist, die Achse drehfest aufzunehmen, und der zweite Dichtungsträger die Achsaufnahme zumindest abschnittsweise koaxial umgibt. Eine derartige Gestaltung ermöglicht sicheren Halt der Achse im ersten Dichtungsträger bei kompakter Bauweise. Die Achsaufnahme ist vorzugsweise zentriert im ersten Dichtungsträger angeordnet. Vorzugsweise ist die Achsaufnahme dafür eingerichtet, die Achse im Presssitz aufzunehmen. Alternativ ist die Achsaufnahme dafür eingerichtet, die Achse mittels Form- oder Stoffschluss drehfest aufzunehmen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Lauffläche eine Oberfläche der Achsaufnahme. Dies erlaubt eine besonders kompakte Bauweise, da die Achsaufnahme eine weitere Funktion erfüllt. Vorzugsweise weist diese Oberfläche der Achsaufnahme radial nach außen, während eine radial nach innen weisende Oberfläche die Achse drehfest hält.
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Vorzugsweise ist die Achsaufnahme als hohles Kreiszylinderrohr ausgebildet und die erste Lauffläche ist eine radial äußere Oberfläche des Kreiszylinderrohrs. Ein Kreiszylinderrohr kann die Achse besonders fest umschließen und gleichzeitig eine gute Radialdichtung mit dem zweiten Dichtungselement ausbilden. Die Lauffläche ist vorzugsweise gemäß den Spezifikationen des Herstellers des zweiten Dichtungselements ausgebildet, um Undichtigkeiten der Radialdichtung entgegenzuwirken.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erste Dichtungsträger eine kreisförmige Ringscheibe auf, die eine radial innere Kante aufweist, von der aus sich die Achsaufnahme senkrecht von der Ringscheibe weg erstreckt, und die eine radial äußere Kante aufweist, an die radial nach außen anschließend eine umlaufende Fläche gebildet ist, die bezogen auf die Ringscheibe geneigt ist. So kann gegenüber von außen auftreffenden Fluiden oder auch Partikeln eine gute abweisende Wirkung erzielt werden, da die umlaufende Fläche einen Freiraum zwischen dem ersten Dichtungsträger und dem zweiten Dichtungsträger reduzieren kann. Die Achsaufnahme ist vorzugsweise koaxial und symmetrisch, bezogen auf die Ringscheibe und die umlaufende Fläche, angeordnet. Vorzugsweise ist die umlaufende Fläche bezogen auf die Ringscheibe um 45° geneigt.
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Bevorzugt ist, dass das erste Dichtungselement als ringförmige Dichtlippe ausgeführt ist, die an der Ringscheibe angebracht ist und sich mit einem freien Ende von der Ringscheibe weg erstreckt, wobei die Dichtlippe zu der umlaufenden Fläche im Wesentlichen parallel ist. Die ringförmige Dichtlippe kann die zweite Lauffläche vorzugsweise auf ihrem vollen Umfang abdecken und dadurch eine gute Axialdichtung ausbilden. Ist die Dichtlippe parallel zur umlaufenden Fläche, so besteht in einigen Ausführungsformen ein doppelter Schutz gegen das Eindringen von Partikeln oder Fluidströmen in Flussrichtung zur Radialdichtung. Die Dichtlippe ist vorzugsweise um 45°, bezogen auf die Ringscheibe, geneigt. Vorzugsweise ist das erste Dichtungselement als Schleuderscheibe ausgeführt. So können Fluide und Partikel aus dem Bereich des ersten Dichtungselements radial nach außen geschleudert werden, wenn die Achse sich dreht.
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Vorzugsweise ist der erste Dichtungsträger mittels des ersten Dichtungselements drehbar auf dem zweiten Dichtungsträger gelagert. Trägt das erste Dichtungselement den ersten Dichtungsträger auf diese Weise im Betrieb auf dem zweiten Dichtungsträger, so kann mittels der Schwerkraftswirkung eine gute Abdichtung der Axialdichtung erreicht werden, insbesondere wenn die antreibbare Achse vertikal, also parallel zur Erdschwerkraft, ausgerichtet ist. Das erste Dichtungselement ist zu diesem Zweck vorzugsweise drehfest am ersten Dichtungsträger angebracht, zum Beispiel daran angeformt oder mit ihm verklebt. Es kann sich bei dem ersten Dichtungselement in einigen Ausführungsformen der Erfindung auch um eine Mehrfachdichtlippe, zum Beispiel eine Doppeldichtlippe handeln.
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Es ist bevorzugt, dass der zweite Dichtungsträger die zweite Lauffläche für das erste Dichtungselement aufweist, so dass die zweite Lauffläche im Zusammenwirken mit dem ersten Dichtungselement die Axialdichtung ausbildet. Somit sind zweite Lauffläche und erstes Dichtungselement beide Bestandteil der Dichtungsvorrichtung, aber getrennt voneinander austauschbar. Dies kann eine kompakte Bauform und einen einfachen Wartungsaufwand gestatten. Das erste Dichtungselement ist im Vergleich zum zweiten Dichtungsträger vorzugsweise elastisch ausgebildet. Das erste Dichtungselement ist vorzugsweise aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff gefertigt. Der zweite Dichtungsträger ist vorzugsweise aus einem starren Kunststoff, aus Metall oder einer Metalllegierung gefertigt. Vorzugsweise ist der zweite Dichtungsträger aus einem rostfreien Werkstoff gefertigt, besonders vorzugsweise aus rostfreiem Stahl. Das erste Dichtungselement liegt an der zweiten Lauffläche an, um die Axialdichtung auszubilden.
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Vorzugsweise ist die zweite Lauffläche senkrecht zu einer axialen Erstreckungsrichtung der ersten Lauffläche angeordnet. Dies kann eine besonders gute Axial- und Radialdichtung ermöglichen. Vorzugsweise ist die zweite Lauffläche parallel zur Ringscheibe des ersten Dichtungsträgers angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform überspannt der erste Dichtungsträger den zweiten Dichtungsträger zumindest abschnittsweise radial und weist der zweite Dichtungsträger im Bereich der Überspannung die zweite Lauffläche auf. Vorzugsweise überspannt die Ringscheibe die zweite Lauffläche vollständig. Sofern eine umlaufende Fläche vorhanden ist, steht diese vorzugsweise radial über die zweite Lauffläche hinaus. Eine besonders gute Abweisungswirkung gegen von außen nach innen strömende Fluide kann somit erreicht werden.
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Bevorzugt ist, dass der zweite Dichtungsträger eine Kreiszylinderwand aufweist, die die Achsaufnahme des ersten Dichtungsträgers abschnittsweise koaxial umgibt, und die zweite Lauffläche eine ebene Kreisringplatte ist, die an einem Ende der Kreiszylinderwand und senkrecht zu einer axialen Erstreckungsrichtung der Kreiszylinderwand angeordnet ist. Der zweite Dichtungsträger weist vorzugsweise einen L-förmigen Querschnitt auf. So kann ein zweckmäßig gestalteter zweiter Dichtungsträger kostengünstig herstellbar sein. Vorzugsweise weist eine Erstreckungsrichtung der zweiten Lauffläche auf die erste Lauffläche zu.
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Vorzugsweise ist das zweite Dichtungselement im L-förmigen Querschnitt des zweiten Dichtungsträgers angeordnet, so dass das zweite Dichtungselement der Achsaufnahme zugewandt ist. So kann ein fester Halt für das zweite Dichtungselement erreicht werden. Vorzugsweise ist das zweite Dichtungselement am zweiten Dichtungsträger angeformt. Das zweite Dichtungselement kann in Ausführungsformen aber auch formschlüssig oder kraftschlüssig am zweiten Dichtungsträger angebracht sein. Es ist bevorzugt, dass das zweite Dichtungselement als ringförmige Doppeldichtlippe ausgeführt ist. Doppeldichtlippen können eine besonders gute Dichtwirkung erzielen. Da die Achsaufnahme im Betriebszustand vorzugsweise eine Längserstreckung, also axiale Erstreckung, parallel zum Schwerefeld der Erde hat und das zweite Dichtelement mit der ersten Lauffläche die Radialdichtung ausbildet, kann von außen auftreffendes, herablaufendes Wasser durch eine Mehrfachdichtlippe, wie zum Beispiel eine Doppeldichtlippe, besonders gut aufgehalten werden. Die ringförmige Form ermöglicht ein komplettes Umschließen der ersten Lauffläche.
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Bevorzugt ist, dass die Dichtungsvorrichtung eine Radialdichtung und eine Axialdichtung aufweist, und dass die Radialdichtung und die Axialdichtung dafür eingerichtet sind, einen Fluid- oder Partikelfluss durch die Radialdichtung und die Axialdichtung hindurch zu behindern, so dass ein Fluid- oder Partikelfluss, der von Seiten der Radialdichtung her eintritt und durch die Axialdichtung hindurch austritt, bei gleichem Fluid- oder Partikeldruck eine größere Flussrate aufweist, als ein Fluid- oder Partikelfluss, der von Seiten der Axialdichtung her eintritt und durch die Radialdichtung hindurch austritt. Sind Radialdichtung und Axialdichtung derart eingerichtet, können vom Äußeren her kommende Fluide oder auch Partikel daran gehindert werden, die Axialdichtung und dann die Radialdichtung zum Motor hin zu durchtreten. Eine derartige Dichtung ist besonders dann sinnvoll, wenn ein Hauptaugenmerk der Dichtungsgestaltung darauf gerichtet ist, ein Eindringen von Fluiden oder Liquiden, zum Beispiel von Wasser oder auch Partikeln, entlang der antreibbaren Achse, zum Beispiel in den Motor hinein, unwahrscheinlicher zu machen.
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Bevorzugt ist, dass die Radialdichtung mittels einer oder mehrerer Dichtlippen bewirkt ist und eine oder mehrere der Dichtlippen der Radialdichtung in Flussrichtung des Fluid- oder Partikelflusses, der von Seiten der Radialdichtung her eintritt und durch die Axialdichtung hindurch austritt, geneigt ist. Ist eine oder gar mehrere Dichtlippen derart geneigt, wird mit größerer Wahrscheinlichkeit ein Fluid, zum Beispiel Motoröl, an der Achse entlang aus dem Motor heraus durch die Dichtung hindurch austreten, als dass ein Fluid oder Partikel an der Achse entlang in den Motor eintritt. Dies kann akzeptabel sein, wenn beispielsweise der Fluiddruck im Inneren des Motors relativ gering ist, verglichen mit dem Fluiddruck, der von außen auf die Dichtung wirkt, oder auch, wenn es von höherer Priorität ist, ein Eindringen von Fluiden und Partikeln in den Motor zu verhindern, als ein Austreten von Fluiden aus dem Motor zu verhindern. Vorzugsweise ist die Axialdichtung in Fluidflussrichtung aus dem Motor heraus der Radialdichtung nachgelagert.
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Bevorzugt ist, dass die Axialdichtung mittels einer oder mehrerer Dichtlippen bewirkt ist und eine oder mehrere der Dichtlippen der Axialdichtung in Flussrichtung des Fluid- oder Partikelflusses, der von Seiten der Radialdichtung her eintritt und durch die Axialdichtung hindurch austritt, geneigt sind. Dies kann ebenfalls zu einer guten Wirksamkeit der Dichtung in der Hinsicht beitragen, dass ein Eindringen von Wasser oder Partikeln in den Motor entlang der Achse behindert wird.
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Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls gelöst durch eine eingangs genannte Dichtungsvorrichtung für eine antreibbare Achse, die aufweist, dass die Radialdichtung und die Axialdichtung dafür eingerichtet sind, einen Fluid- oder Partikelfluss durch die Radialdichtung und die Axialdichtung hindurch zu behindern, so dass ein Fluid- oder Partikelfluss, der von Seiten der Radialdichtung her eintritt und durch die Axialdichtung hindurch austritt, bei gleichem Fluid- oder Partikeldruck eine größere Flussrate aufweist, als ein Fluid- oder Partikelfluss, der von Seiten der Axialdichtung hereintritt und durch die Radialdichtung hindurch austritt. So wird eine gute Dichtwirkung erreicht. Die Dichtungsvorrichtung kann die vorgenannten Ausgestaltungen aufweisen, insbesondere geneigte Dichtlippen.
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Ferner wird die Erfindung durch einen eingangs genannten Dichtungsträger gelöst, bei dem die Achsaufnahme als hohles Kreiszylinderrohr ausgebildet ist, so dass die Achsaufnahme eine Lauffläche für eine Radialdichtung bereitstellt.
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Auf diese Weise kann eine Dichtungsvorrichtung geschaffen werden, bei der der Dichtungsträger auf Grund der Axialdichtlippe und der Lauffläche für die Radialdichtung eine kompakte Bauform sowie ein guter Schutz gegen Eindringen des Fluids oder der Partikel ermöglicht wird.
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Bevorzugt ist bei einem solchen Dichtungsträger, dass sich die Achsaufnahme senkrecht von der radial inneren Kante der Ringscheibe her weg erstreckt und die Ringscheibe eine radial äußere Kante aufweist, an die radial nach außen anschließend eine umlaufende Fläche gebildet ist, die bezogen auf die Ringscheibe geneigt ist. Ein derartiger Aufbau kann einfach und kostengünstig realisierbar sein. Er kann alle Merkmale aufweisen, die voranstehend unter Bezugnahme auf den ersten Dichtungsträger erwähnt worden sind. Der voranstehend genannte Dichtungsträger ist also vorzugsweise der erste Dichtungsträger der Dichtungsvorrichtung, die den zweiten Dichtungsträger, die Axialdichtung und die Radialdichtung aufweist.
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Vorzugsweise ist bei einem solchen Dichtungsträger das Dichtungselement für die Axialdichtung als Schleuderscheibe ausgeführt. Auf diese Weise kann ein Eindringen von Hochdruckfluiden oder auch Partikeln in den Motor behindert werden. Ist das Dichtungselement als Schleuderscheibe ausgeführt, können Fluide oder auch Partikel vom Dichtungselement weg radial nach außen weggeschleudert werden, wenn sich die antreibbare Achse, die in der Achsaufnahme des Dichtungsträgers drehfest aufgenommen werden kann, dreht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Hierin zeigen:
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1a eine Schrägaufsicht auf eine erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung und ein erfindungsgemäßes Dichtungselement;
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1b eine Schnittansicht durch die Ansicht aus 1a;
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2a eine untere Schrägansicht der erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung und des erfindungsgemäßen Dichtungsträgers nach 1a;
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2b eine Schnittansicht durch die Ansicht aus 2a;
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3 Details einer erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung und eines erfindungsgemäßen Dichtungsträgers; und
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4 eine erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung und einen erfindungsgemäßen Dichtungsträger in eingebautem Zustand in der Maschine.
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In der folgenden detaillierten Beschreibung und den Schutzansprüchen sind Bezugszeichen eingefügt, um die Lesbarkeit zu verbessern. Den Bezugszeichen soll keinerlei einschränkende Wirkung beigemessen werden.
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1a zeigt eine Schrägaufsicht auf die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung 1 und eines erfindungsgemäßen ersten Dichtungsträger 2. Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung 1 weist den ersten Dichtungsträger 2 und den zweiten Dichtungsträger 3 auf. Der erste Dichtungsträger 2 umfasst das erste Dichtungselement 4. Der zweite Dichtungsträger 3 umfasst das zweite Dichtungselement 5. Der erste Dichtungsträger 2 weist eine kreisförmige Ringscheibe 6 auf, die eine radial innere Kante aufweist, von der aus sich die Achsaufnahme 7 senkrecht von der Ringscheibe 6 weg erstreckt. Die Achsaufnahme 7 ist als hohles Kreiszylinderrohr ausgebildet und die radial äußere Oberfläche des Kreiszylinderrohrs ist die erste Lauffläche 8. Die Achsaufnahme 7 ist dafür eingerichtet, die antreibbare Achse drehfest aufzunehmen. Das bedeutet, dass der erste Dichtungsträger mit der antreibbaren Achse mitrotiert, wenn die antreibbare Achse angetrieben wird. Die Ringscheibe 6 weist ferner die radial äußere Kante auf, an die radial nach Außen anschließend die umlaufende Fläche 9 gebildet ist, die bezogen auf die Ringscheibe 6 geneigt ist. Die Neigung der umlaufenden Fläche 9 gegenüber der Ringscheibe 6 beträgt in diesem Ausführungsbespiel ungefähr 45°. In 1a ist das erste Dichtungselement 4 durch die Ringscheibe 6 und die umlaufende Fläche 9 verdeckt, in 1b ist jedoch deutlich zu erkennen, dass das erste Dichtungselement 4 in diesem Ausführungsbeispiel als ringförmige Dichtlippe ausgeführt ist, die an der Ringscheibe 6 angebracht ist und sich mit einem freien Ende von der Ringscheibe 6 weg erstreckt, wobei die Dichtlippe zu der umlaufenden Fläche 9 im Wesentlichen parallel ist. Das bedeutet, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Dichtlippe des ersten Dichtungselements 4 bezogen auf die Ringscheibe 6 ebenfalls um etwa 45° geneigt ist. Die Dichtlippe des ersten Dichtungselements 4 weist mit dem freien Ende somit in dieselbe Richtung wie das freie Ende der umlaufenden Fläche 9.
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Der in 1b gezeigte Querschnitt zeigt, dass der zweite Dichtungsträger 3 eine Kreiszylinderwand 10 aufweist, die die Achsaufnahme 7 im Betriebszustand der Dichtungsvorrichtung 1 abschnittsweise, bezogen auf die axiale Erstreckungsrichtung der Achsaufnahme 7, koaxial umgibt. Der zweite Dichtungsträger 3 stellt für das erste Dichtungselement 4 die zweite Lauffläche 11 bereit, so dass die zweite Lauffläche 11 im Zusammenwirken mit dem ersten Dichtungselement 4 die Axialdichtung ausbildet. Die zweite Lauffläche 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels einer ebene Kreisringplatte bereitgestellt. Die zweite Lauffläche 11 ist an einem Ende der Kreiszylinderwand 10 und senkrecht zu der axialen Erstreckungsrichtung der Kreiszylinderwand 10 angeordnet, so dass der zweite Dichtungsträger 3 einen L-förmigen Querschnitt aufweist. Im L-förmigen Querschnitt des zweiten Dichtungsträgers 3 ist das zweite Dichtungselement 5 angeordnet, und zwar so, dass das zweite Dichtungselement 5 der Achsaufnahme 7 zugewandt ist. Im Betriebszustand der Dichtungsvorrichtung 1 bildet die radial äußere Oberfläche der Achsaufnahme 7 somit die erste Lauffläche 8 für das zweite Dichtungselement 5, so dass die erste Lauffläche 8 im Zusammenwirken mit den zweiten Dichtungselement 5 die Radialdichtung ausbildet. Das bedeutet, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils ein Dichtungsträger 2, 3 für das am jeweils anderen Dichtungsträger 2, 3, angeordnete Dichtungselement 4, 5 die Lauffläche 8, 11 bereitstellt. Auf diese Weise kann eine kompakte und leistungsfähige Dichtungsvorrichtung 1 bereitgestellt werden. Insbesondere kann diese Dichtungsvorrichtung 1 die Eigenschaft aufweisen, dass die Radialdichtung und die Axialdichtung dafür eingerichtet sind, den Fluid- oder Partikelfluss durch die Radialdichtung und die Axialdichtung hindurch zu behindern, so dass ein Fluid- oder Partikelfluss, der von Seiten der Radialdichtung her eintritt und durch die Axialdichtung hindurch austritt, bei gleichem Fluid- oder Partikeldruck eine größere Flussrate aufweist, als ein Fluid- oder Partikelfluss, der von Seiten der Axialdichtung her eintritt und durch die Radialdichtung hindurch austritt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel trägt zu diesen vorteilhaften Eigenschaften der Dichtungsvorrichtung 1 bei, dass die Radialdichtung mittels mehrerer Dichtlippen 12a, 12b bewirkt ist und mehrere der Dichtlippen der Radialdichtung in Flussrichtung des Fluid- oder Partikelflusses, der von Seiten der Radialdichtung hereintritt und durch die Axialdichtung hindurch austritt, geneigt ist. Genauer gesagt, ist das zweite Dichtungselement 5, das gemeinsam mit der Achsaufnahme 7 des ersten Dichtungsträgers 2 die Radialdichtung ausbildet, als ringförmige Doppeldichtlippe ausgeführt. Die Doppeldichtlippe ist ausnehmungsfrei. So wird ein Ansammeln von Partikeln oder Fluiden auf der Doppeldichtlippe verhindert. Die Doppeldichtlippe weist mit ihren freien Enden in dieser Ausgestaltung nicht senkrecht auf die erste Lauffläche 8, sondern die Doppeldichtlippe 12a, 12b ist in die Fluidflussrichtung zur Axialdichtung hin geneigt, die durch das erste Dichtungselement 4 und die zweite Lauffläche 11 ausgebildet ist. Dies trägt zu einem Effekt bei, dass das Fluid oder die Partikel mit größerer Wahrscheinlichkeit von innen nach außen, also beispielsweise vom Motor in die Umwelt, gepumpt wird, wenn sich die Dichtungsvorrichtung 1 im Betriebszustand befindet und die antreibbare Achse angetrieben wird, als dass ein Fluid oder Partikel von außen in den Motor hinein eintritt. Ebenfalls vorteilhaft für die Dichtungswirkung ist, dass der erste Dichtungsträger 2 den zweiten Dichtungsträger 3 abschnittsweise radial überspannt und der zweite Dichtungsträger 3 im Bereich der Überspannung die zweite Lauffläche 11 aufweist. Im vorliegenden Ausführungsbespiel überspannt die Ringscheibe 6 die zweite Lauffläche 11 vollständig. Die umlaufende Fläche 9 des ersten Dichtungsträgers 2 schützt den Freiraum zwischen Ringscheibe 6 und zweiter Lauffläche 11 bereits gegen das Eindringen von Flüssigkeiten und Partikeln, so dass beispielsweise ein Wasserstrahl eines Hochdruckreinigers kaum unmittelbar auf das erste Dichtungselement 4 auftreffen kann, das in dem Freiraum gemeinsam mit der zweiten Lauffläche 11 die Axialdichtung ausbildet. Das erste Dichtungselement 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als einfache Dichtlippe ausgeführt, die ringförmig die Achsaufnahme 7 umschließt. Die Dichtlippe des ersten Dichtungselements 4 weist ebenfalls nicht senkrecht auf die ihr zugeordnete zweite Lauffläche 11, sondern ist in Richtung der umlaufenden Fläche 9 geneigt und als Schleuderscheibe ausgeführt. Auch dies trägt dazu bei, dass die Axialdichtung im vorliegenden Fall eine gute Dichtwirkung gegen von außen eindringende Fluide, Liquide oder auch Partikel bewirken kann. Wie insbesondere in 1b zu erkennen ist, weist das freie Ende der Dichtlippe des ersten Dichtungsträgers 2 in die entgegengesetzte Richtung, bezogen auf die Richtung, in die die freien Enden der Doppeldichtlippe des zweiten Dichtungselements 5 weisen.
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Die 2a und 2b zeigen eine untere Schrägansicht der Ausführungsform der Erfindung gemäß den 1a und 1b. Zu sehen ist erneut die Dichtungsvorrichtung 1 umfassend den ersten Dichtungsträger 2 und den zweiten Dichtungsträger 3. Am ersten Dichtungsträger 2 ist das erste Dichtungselement 4 angeordnet. Am zweiten Dichtungsträger 3 ist das zweite Dichtungselement 5 angeordnet. Der erste Dichtungsträger 2 weist, wie bereits ausgeführt, die erste Lauffläche 8 für das zweite Dichtungselement 5 auf, so dass die erste Lauffläche 8 im Zusammenwirken mit dem zweiten Dichtungselement 5 die Radialdichtung ausbildet. Der zweite Dichtungsträger 3 weist die zweite Lauffläche 11 für das erste Dichtungselement 4 auf, so dass die zweite Lauffläche 11 im Zusammenwirken mit dem ersten Dichtungselement 4 die Axialdichtung ausbildet. Auch in dieser Ansicht wird deutlich, dass sich die Achsaufnahme 7 senkrecht von der radial inneren Kante der Ringscheibe 6 her weg erstreckt und die Ringscheibe 6 die radial äußere Kante aufweist, an die radial nach außen anschließend die umlaufende Fläche gebildet ist, die bezogen auf die Ringscheibe 6 geneigt ist. Die Achsaufnahme 7 ist dafür eingerichtet, die Achse drehfest aufzunehmen. Die Achsaufnahme 7 ist als hohles Kreiszylinderrohr ausgebildet, so dass die Achsaufnahme 7 die erste Lauffläche 8 für die Radialdichtung bereitstellt. Im Übrigen wird auf die Ausführungen hinsichtlich der 1a und 1b verwiesen.
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3 zeigt eine Schnittfläche der erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung 1, wie sie sich im montierten Zustand des ersten Dichtungsträgers 2 und des zweiten Dichtungsträgers 3 darstellt. Deutlich ist zu erkennen, dass der erste Dichtungsträger 2 die erste Lauffläche 8 für das zweite Dichtungselement 5 bereitstellt, so dass das zweite Dichtungselement 5 gemeinsam mit der ersten Lauffläche 8 die Radialdichtung ausbildet. Die Doppeldichtlippe 12a, 12b bildet gemeinsam mit der ersten Lauffläche 8 einen Zwischenraum 13 aus, in dem ein Schmiermittel eingebracht sein kann. Die Ringscheibe 6 und die erste Lauffläche 8 sind, bezogen auf ihre jeweiligen Erstreckungsrichtungen, senkrecht zueinander angeordnet. Die umlaufende Fläche 9 ist bezogen auf die Ringscheibe 6 und die erste Lauffläche 8 um 45° geneigt. Die Dichtlippe des ersten Dichtungselements 4 ist bezogen auf die Ringscheibe 6 und die erste Lauffläche 8 um 45° geneigt. Somit ist das erste Dichtungselement 4 als Schleuderscheibe ausgeführt. Dreht sich die antreibbare Achse, werden Fluide und Partikel radial nach außen, von dem ersten Dichtungselement 4 weg, abgeschieden.
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In 3 ist besonders gut zu erkennen, dass die Ringscheibe 6 die zweite Lauffläche 11 in radialer Richtung vollständig überspannt. Die zweite Lauffläche 11 bildet, wie bereits erwähnt, einen rechten Winkel mit der Kreiszylinderwand 10, so dass der Querschnitt des zweiten Dichtungsträgers 3 L-förmig ist. Das freie Ende der zweiten Lauffläche 11 weist in Richtung der ersten Lauffläche 8. So kann das zweite Dichtungselement 5 in dem rechten Winkel zwischen zweiter Lauffläche 11 und Kreiszylinderwand 10 mit gutem Halt aufgenommen werden. Die Kreiszylinderwand 10 umschließt in dieser Ausführungsform die Achsaufnahme 7 in Umfangsrichtung vollständig.
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4 schließlich zeigt die Verwendung einer erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung 1 und eines erfindungsgemäßen Dichtungsträgers 2 in einer Drehtellermaschine. Die Drehtellermaschine umfasst das Gehäuse 14. Die Dichtungsvorrichtung 1 ist dafür eingerichtet, eine Dichtung zwischen dem Gehäuse 14 und der Achse 15 bereit zu stellen. Im Betriebszustand der Drehtellermaschine ist die Achse 15 parallel zum Schwerefeld der Erde ausgerichtet. Das bedeutet, dass die Achse 15 sich um die Drehachse 16 dreht, sofern die Achse 15 angetrieben wird. Die Achse 15 ist in der Achsaufnahme 7 drehfest gehalten. Der zweite Dichtungsträger 3 ist bezogen auf das Gehäuse 14 drehfest montiert. Um den Drehvorgang zu erleichtern, ist die Achse 15 auf dem Kugellager 17 gegenüber dem Gehäuse 14 drehbar gelagert, wobei die Drehachse 16 in der dargestellten Betriebsposition parallel zum Schwerefeld der Erde verläuft. Die Dichtungsvorrichtung 1, die aus dem ersten Dichtungsträger 2 und dem zweiten Dichtungsträger 3 zusammen gesetzt ist, ist für diesen Einsatzzweck so eingerichtet, dass verhindert wird, dass Flüssigkeit, beispielsweise ein Reinigungsstrahl eines Hochdruckreinigers, von außen in die Drehtellermaschine entlang der Achse 15 eindringt. Positiv kann sich dabei auswirken, wenn, wie im vorliegenden Fall, der erste Dichtungsträger 2 mittels des ersten Dichtungselements 4 drehbar auf dem zweiten Dichtungsträger 5 gelagert ist. Die Achse 15, die in der Achsaufnahme 7 drehfest aufgenommen ist kann somit aufgrund ihrer Gewichtskraft für eine gute Abdichtung der Axialdichtung, die durch das erste Dichtungselement 4 und die zweite Lauffläche 11 ausgebildet ist, sorgen. Die Neigung der Dichtlippen der Axialdichtung und der Radialdichtung von innen nach außen, bezogen auf einen möglichen Fluid- oder Partikeltransport durch die Dichtung hindurch, kann dazu beitragen, dass Flüssigkeit oder Partikel, die möglicherweise von außen in den Dichtungsbereich eindringen, während der Rotation der Achse wieder nach außen gepumpt werden. Vorteilhaft ist hierbei auch, dass der erste Dichtungsträger 2 mittels der radial äußeren Oberfläche der Achsaufnahme 7 die erste Lauffläche 8 für das zweite Dichtungselement 5 bereitstellt, weil die gesamte Dichtungsvorrichtung 1 somit kompakt ausgeführt ist und die Axialdichtung und die Radialdichtung in enger Wechselwirkung aufgrund ihrer kaskadierten Anordnung eine gute Dichtwirkung bieten.
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Ferner wird durch 4 klar, dass die erste Lauffläche 8 und die zweite Lauffläche 11 sowie das erste Dichtungselement 4 und das zweite Dichtungselement 5 mit dem jeweils zugehörigen Dichtungsträger 2, 3 im Verschleißfall einfach ausgetauscht werden können, die Achse 15 und das Gehäuse 14 jedoch nicht weiter bearbeitet werden müssen, sondern weiterverwendet werden können. Durch die Kompaktheit der Dichtungsvorrichtung 1 wird eine einfache Handhabung im Wartungsfall sichergestellt und dies, obwohl die Dichtungsvorrichtung 1 eine besonders gute Dichtungswirkung gegen eindringende Liquide oder Fluide, beispielsweise Reinigungswasser, oder auch Partikel bereitstellt.
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Im Ausführungsbeispiel, das in den 1 bis 4 veranschaulicht ist, sind der erste Dichtungsträger 2 und der zweite Dichtungsträger 3 jeweils aus rostfreiem Stahl gefertigt. Dieser ist gegen Fluide, die Reinigungsmittel aufweisen, besonders korrosionsbeständig. Das erste Dichtungselement 4 und das zweite Dichtungselement 5 sind jeweils aus Kautschuk gefertigt. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die Erfindung nicht auf diese Materialien beschränkt ist, sondern dass als Dichtungsträger 2, 3 eine Vielzahl von starren Materialien in Frage kommen, und dass als Dichtungselemente 4, 5 eine Vielzahl von elastischen Materialien in Frage kommen. In 4 ist schließlich noch zu erkennen, dass die Radialdichtung, die durch das zweite Dichtungselement 5 in Zusammenwirken mit der ersten Lauffläche 8 gebildet ist, dadurch dichter gestaltet werden kann, dass ein Vorspannring 18 eingesetzt wird, der das zweite Dichtungselement 5 gegen die erste Lauffläche 8 vorspannt. Dieser Vorspannring 18 ist jedoch nicht zwingend notwendig und kann weggelassen werden, beispielsweise um Kosten zu sparen.
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Abschließend sei noch darauf hingewiesen, dass der erfindungsgemäße Dichtungsträger mit einem Axialdichtelement für die Dichtungsvorrichtung 1 gemäß der Erfindung so ausgeführt sein kann, wie in Bezug auf den ersten Dichtungsträger 2 erläutert. Das heißt, der erfindungsgemäße Dichtungsträger kann alle Merkmale und Vorteile aufweisen, die anhand des ersten Dichtungsträgers 2 der Dichtungsvorrichtung 1 beschrieben sind. Ferner können alle genannten Merkmale in beliebiger Kombination miteinander für die Erfindung von Bedeutung sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7419165 [0002]
- US 5026253 [0003]
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