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Berihrur.slose Dichtung
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Zusatz Patent ....... (Patentgesuch P 25 58 270.1-12) zwischen Die
Erfindung betrifft eine berührungslose Dichtwngie nem in einem abzudichtenden Raum
rotierenden Teil und einem feststehenden Teil, an dem ein die Rotationsachse umschliessender,
zwei zu dieser Achse im wesentlichen konzentrische Dichtflächen aufweisender Dichtkörper
axial beweglich angeordnet ist, wobei in dem Dichtkörper zwischen den beiden Dichtflächen
mehrere, über den Unfang des Dichtkörpers verteilte, gegen den rotierenden Teil
offene Ka--.:ern gebildet sind, die je über mindestens eine Drosselstelle mit dem
im abzudichtenden Raum befindlichen Druckmedium verbunden sind, das zur Bildung
einer gegen eine am rotierenden Teil befindliche Dichtfläche gerichteten axialen
Druckkraft eine den Dichtflächen abgewendete Fläche des Dichtkörpers beaufschlagt,
wobei der über eine wellrohrartige Dichtung mit dem feststehenden Teil verbundene
Dichtkörper als flanschartiger Teil ausgebildet und derart zum rotierenden Teil
angeordnet ist, dass ausser der den Dichtflächen abgewendeten Fläche auch seine
innere Umfangsfläche vom D.ucknedium beaufschlagt ist, nach Patent ...... (Anmeldung
Nr. 25 58 270.1-12 Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der in Fig. 6 des Hauptpatentes
dargestellten Dichtung. Sie ist dadurch gekennzeichnet,
dass der
flanschartige Dichtkörper mit einem zur Rotationsachse des rotierenden Teils hin
gerichteten, diese Achse umschliessenden Ansatz versehen ist, so dass der Kippunkt
der den Dichtkörper erzeugenden Querschnittsfläche ungefähr mittig zur inneren konzentrischen
Dichtfläche des Dichtkörpers liegt.
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Durch diese Gestaltung des Dichtkörpers wird auf konstruktiv einfache
Art erreicht, dass bei einer Schiefstellung des Dichtkörpers, die verschieden grosse
Spaltweiten an den beiden konzentrischen Dichtflächen zur Folge haben würde, der
Ansatz den Dichtkörper automatisch in seine Normallage zurückbringt, so dass die
Spaltweiten sofort wieder einander angeglichen werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt durch
eine berührungslose Dichtung nach der Erfindung und Fig. 2 ein Funktionsschema der
Dichtung gemäss Fig. 1..
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Gemäss Fig. 1 ist mit 91 ein rotierender Teil bezeichnet, der z.
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B. die Welle eines Verstellpropellers bilden kann. Der Teil 91 erstreckt
sich durch die Bohrung in der Stirnwand 99' eines Gehäuses 98', in dem sich das
abzudichtende Druckmedium mit dem Druck P1 befindet. In Fig. 1 rechts der Stirnwand
99' weist der rotierende Teil 91 einen ausserhalb des Gehäuses 98' befindlichen
Abschnitt 91'. mit grösserem Durchmesser auf, wobei die linke Stirnfläche dieses
Abschnitts eine ebene Dichtfläche 105' des rotierenden Teils bildet. Dieser Dichtfläche
benachbart ist ein Dichtkörper 93' vorgesehen, der die Rotationsachse des rotierenden
Teils 91 umschliesst und zwei zu dieser Achse im wesentlichen konzentrische Dichtflächen
84' und 85' aufweist, die mit der Dichtfläche 105' zusammenwirken.
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Zwischen den beiden Dichtflächen 84' und 85' sind im Dichtkörper 93'
mehrere über dessen Umfang verteilte Druckkammern 92' vorhanden, die voneinander
durch radiale, die Dichtflächen 84' und 85' verbindende Stege getrennt sind. Jede
Druckkammer 92' ist über Drosselstellen in Form spiralförmiger Nuten 111" mit dem
Raum verbunden, der das Druckmedium mit dem Druck p1 enthält. Die Drosselnuten 111"
sind in die innere konzentrische Dichtfläche 84' eingearbeitet.
Zwischen
der Stirnwand 99' und dem Dichtkörper 93' erstreckt sich eine wellrohrartige Dichtung
100', die mit ihren beiden Enden in entsprechend ausgebildete Ringnuten in der Stirnwand
und 99'/im Dichtkörper 93' gehalten ist.
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Zur Halterung des Dichtkörpers 93' in radialer Richtung sowie zum
dichten Andrücken des Dichtkörpers während der Zeitspanne, in der kein genügender
Druck des Druckmittels vorhanden ist, dienen mehrere rechtwinklig gebogene Biegefedern
102'. Der jeweils radiale Schenkel dieser Federn ragt mit seinem freien Ende In
radiale Nuten der Stirnfläche des Gehäuses 98' und ist zwischen diesen und einem
Ring 104' eingespannt, der mittels Schrauben 1C6' am Gehäuse 98' befestigt ist.
Mit ihrem jeweils axialen Schenkel ragen die Federn 102' in eine Ringnut 86' des
Dichtkörpers 93'. Die Biegefedern 102' liegen dabei mit einer gewissen Vorspannung
am Dichtkörper 93' an.
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Der Dichtkörper 93' weist erfindungsgemss einen zur Rotationsachse
des rotierenden Teils 91 hin gerichteten, diese Achse umschliessenden Ansatz 120
auf. Durch diesen Ansatz wird der Kipppunkt 121 der den Dichtkörper einschliesslich
den Ansatz erzeugenden Querschnittsfläche soweit gegen die Rotationsachse verschoben,
dass er ungefähr mittig zur inneren konzentrischen Dichtfläche 84' liegt. Im Bereich
des Ansatzes 120 ist die Stirnwand 99' in axialer Richtung nach aussen gezogen,
so dass der so gebildete Stirnwandabschnitt einen Anschlag für den Ansatz und damit
für den Dichtkörper bei in Fig. 1 nach links gerichteten Bewegungen bildet. Damit
das Druckmittel mit dem Druck p1 ungehindert auf die der Dichtfläche
84'
abgewendete Stirnfläche des Dichtkörpers 93' wirken kann, ist der Dichtkörper im
Bereich des Uebergangs zum Ansatz 120 mit mehreren, über den Umfang verteilten Bohrunynl22
versehen, von denen in Fig. 1 nur eine sichtbar ist.
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Die im Betrieb berührungslose Dichtung wirkt wie folgt: Das unter
dem Druck p1 stehende Druckmittel wirkt einerseits in axialer Richtung auf den Dichtkörper
93' und drückt diesen in Richtung auf die Dichtfläche 105 des rotierenden Teils
91'. Andererseits gelangt das Druckmittel über die Drosselstellen 111" auch in die
einzelnen Druckkammer 92', wo sich ein entsprechend niedrigerer Druck aufbaut, der
der Druckkraft PA entgegenwirkt und der verhindert, dass eine Be-und 85' rührung
zwischen den Dichtflächen 84'/einerseits und der Dichtfläche 105' andererseits stattfindet.
Die axial auf den Dichtkörper 93' in entgegengesetzten Richtungen wirkendenKra"fteP
bilden ein Kräftepaar mit dem Abstand a, das auf den Dichtkörper 93' ein Kippmoment
ausübt. Ausserdem wirkt das Druckmedium mit dem Druck p1 in radialer Richtung von
innen auf den Dichtkörper 93'. Die daraus resultierende Kraft ist mit PR bezeichnet.
Dieser Kraft entgegen wirkt eine im Kippunkt 121 angreifende Kraft PR, die zusamnlen
mit der erstgenannten Kraft PR ein Kräftepaar mit dem Abstand b bildet, das dem
vom Kräftepaar PA erzeugten Kippmoment entgegenwirkt und dieses ausgleicht.
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Wie aus dem Funktionsschema gemäss Fig. 2 erkennbar ist, wird durch
den Ansatz 120 ein Zurückdrehen des Dichtkörpers 93' hervorgerufen, wenn dieser
sich aus irgend einem Grund relativ zur Dichtfläche 105' schiefstellen sollte, wie
dies mit strichpunktierten Linien angedeudet
ist. Bei einem solchen
Schiefstellen des Dichtkörpers 93' würden unterschiedlich grosse Spaltweiten zwischen
der Dichtfläche 105' einerseits und den Dichtflächen 84' und 85t andererseits entstehen,
die nun wegen des zur Rotationsachse hin verschobenen Kippunkte 121 durch den Ansatz
120 automatisch wieder einander angeglichen werden.
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Zwischen den Bohrungen 122 einerseits unßden Drosseinuten 111" andererseits
ist am Dichtkörper 93' eine spitzwinklige Kante 123 gebildet, die um den sehr kleinen
Betragngegenüber der Dichtfläche 84' zurücksteht und die einen Spaltfilter bildet.
Durch die Kante 123 werden also etwaige, im Druckmittel enthaltene Teilchen am Eindringen
in die Drosselnuten 111" gehindert. Damit sind auch durch Verunreinigungen bedingte
Störungen der ber-ihrmngslosen Dichtung weitgehend vermieden.