DE4115115A1

DE4115115A1 - Gleitringdichtung mit erhoehter lebensdauer

Info

Publication number: DE4115115A1
Application number: DE4115115A
Authority: DE
Inventors: John Charles Dahlheimer; Robert Edward Doucette; Kevin Frederick Ice
Original assignee: Freudenberg NOK GP
Current assignee: Freudenberg NOK GP
Priority date: 1990-09-20
Filing date: 1991-05-08
Publication date: 1992-03-26
Anticipated expiration: 2011-05-09
Also published as: US5123660A; JP2686186B2; JPH06109142A; DE4115115C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Dichtungen, insbesondere eine Dichtung zwischen einem Paar von relativ zueinander drehbaren Elementen, beispielsweise einer Welle und einer Wand, durch die sich die Welle erstreckt. Zur nachfolgenden Erläuterung wird die Erfindung anhand einer Strömungsmittel dichtungseinheit, die bei einer Wasserpumpe einer Brenn kraftmaschine Verwendung findet, beschrieben.

Gleitringdichtungen, die normalerweise bei Wasserpumpen von Kraftfahrzeugen und ähnlichen Dichtungen mit einem relativ niedrigen hydraulischen Druck Anwendung finden, besitzen typischerweise ein Dichtungshaubenelement aus einem verform baren elastomeren Material, einen Dichtungssitz, eine Dichtungsscheibe, eine Feder zum Vorspannen der Dichtungs scheibe gegen den Dichtungssitz und eine Anordnung zur Hal terung der einzelnen Bestandteile in dichtender Beziehung zu einem stationären Gehäuse und zu einer sich drehenden Welle, die sich durch eine Bohrung des Gehäuses erstreckt. Solche Gleitringdichtungen sind beispielsweise in den US-PS′en 23 22 834, 24 74 123, 27 85 913, 28 24 760, 28 99 219 und 35 54 559 beschrieben. Auf sämtliche Veröffentlichungen wird hiermit Bezug genommen.

Oft resultiert ein beträchtlicher Anteil der axialen Dichtungskraft daraus, daß das Dichtungshaubenelement aus seinem freien geformten Zustand in einen gebrauchten ver formten Zustand übergeht. Die für diese Verformung benötigte Kraft trägt normalerweise nicht aktiv zur Dichtung bei und, falls sie benötigt wird, fällt schließlich durch die Rela xation und die Qualitätsverschlechterung des elastomeren Materiales auf ein vernachlässigbar kleines Niveau ab. Des weiteren besitzt die Feder, die normalerweise bei solchen Einheiten Verwendung findet, eine Nennfederkraft, die be trächtlich höher ist als die Minimalkraft, die zur Sicher stellung einer korrekten Dichtung erforderlich ist, und zwar selbst bei Aufnahme der normalen axialen Toleranzen der kom binierten Bestandteile oder der Lasttoleranzen der Feder oder bei Änderungen der Schließkraft im tatsächlichen Be trieb aufgrund von Schwankungen des Drucks des abzudichten den Strömungsmittels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleitring dichtung der angegebenen Art zu schaffen, die eine verlän gerte Lebensdauer besitzt, indem die Dichtungseinheit mit einer konstanten und relativ niedrigen Nennschließkraft arbeiten kann, und zwar unabhängig von der Betriebsdauer oder von Schwankungen im Hydraulikdruck des abzudichtenden Strömungsmittels.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gleitring dichtung für eine Strömungsmitteldichtung zwischen einer drehbaren Welle und einem Gehäuse, durch das sich die Welle erstreckt, gelöst, die eine stationäre Einheit, welche für einen strömungsmitteldichten Eingriff mit einer damit zu sammenwirkenden Bohrung im Gehäuse dimensioniert ist, und eine an der Welle befestigbare drehbare Einheit umfaßt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die drehbare und die stationäre Einheit zusammen als Einheit in einem zylin drischen Gehäuse gehalten, das an der Welle befestigt werden kann, um sich zusammen mit dieser zu drehen. Die sich drehende Einheit umfaßt einen in einer Haube, die an einem Ende des Gehäuses ausgebildet ist, montierten Dichtungssitz. Die Haube ist über im Dichtungssitz ausgebildeten Abflachun gen verformt, und das andere Ende der Haube ist nach außen erweitert, um die Einheit zu vereinheitlichen und die Teile konzentrisch zueinander anzuordnen.

Die stationäre Einheit besitzt ein elastomeres stiefelför miges Element oder Haubenelement mit einer konturierten Membran, die zwischen radial beabstandeten ringförmigen Außenabschnitten und Wiedereintrittsabschnitten angeordnet ist. Sie weist ferner eine ringförmige Dichtungsscheibe, die eine radiale Dichtungsfläche besitzt, welche gegen eine entsprechende Dichtungsfläche des Dichtungssitzes stößt, und einen ringförmigen Hohlraum zur Aufnahme des inneren Wieder eintrittsabschnittes, eine Zwinge mit einem zylindrischen Körper zum Fressen des Wiedereintrittsabschnittes gegen die Dichtungsscheibe und zum Verriegeln des Wiedereintrittsab schnittes im ringförmigen Hohlraum, wobei die Zwinge einen sich radial erweiternden konturierten Mantel besitzt, der in enger lagernder Beziehung zur Membran steht und einen ersten Federsitz bildet, einen becherförmigen Federhalter, der um seinen Umfang fest an der Innenwand des Außenabschnittes des Haubenelementes gelagert ist und einen ringförmigen U-förmi gen Abschnitt aufweist, der in enger lagernder Beziehung zur Membran und einem zweiten Federsitz steht, und eine Feder auf, die zwischen den Federsitzen gelagert und komprimiert ist, um die Zwinge und die Dichtungsscheibe in Axialrichtung gegen den Dichtungssitz unter Vorspannung zu setzen. Die Dichtungsscheibe ist vorzugsweise einheitlich aus einem Phenol-Kunststoff oder aus gesintertem Kohlenstoffgraphit und auch aus einem kunstharzgebundenen Kohlenstoff geformt. Der Dichtungssitz besteht vorzugsweise aus Keramik oder Siliciumcarbid und wird durch einen O-Ring komprimiert, um ein Reißen, beispielsweise durch thermischen Schock, zu verhindern.

Gemäß einem besonderen Aspekt der hier beschriebenen Dichtung besitzt der ringförmige Außenabschnitt des Hauben elementes eine verdickte Konstruktion und ist einstückig um einen kugelförmig ausgebildeten Rohreinsatz geformt, der Endflansche (oder Lappen) besitzt, die radial einwärts und auswärts gerichtet sind. Diese Flansche positionieren in vorteilhafter Weise das Haubenelement in der Bohrung und die Feder relativ zum Haubenelement.

Des weiteren ist ein speziell ausgebildeter scheibenförmiger Einsatz einstückig in die Dichtungsscheibe geformt. Dieser Einsatz weist winklig voneinander beabstandete Stege auf, die um eine keine Dichtungszwecke erfüllende Fläche herum angeordnet sind. Eine solche Verbunddichtungsscheibe besitzt einen Nasenabschnitt, der im Abstand von der Membran angeordnet ist und eine Einrichtung zum Extrahieren von Reibungswärme von der Dichtungsfläche und/oder dem Inneren der Dichtungs scheibe bildet und diese direkt auf das abzudichtende Strö mungsmittel überträgt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden der Feder sitz und die Zwinge über miteinander in Eingriff bringbare Finger und Ausnehmungen in einer Weise verriegelt, die eine axiale und eine kleine Winkelbewegung zwischen den beiden Teilen ermöglicht.

Ein Vorteil der vorstehend beschriebenen Dichtungseinheit besteht in der Schaffung einer Konstruktion, bei der der konturierte Membranabschnitt des elastomeren Haubenelementes in virtuell der gleichen Form verwendet wird, in der er ur sprünglich hergestellt worden ist, so daß nur die Federkraft erforderlich ist, um die Dichtungsscheibe gegen den Dichtungssitz zu pressen. Die Feder wirkt über die Feder sitze des Federhalters und der Zwinge, um virtuell die ge samte mechanische axiale Schließkraft der Dichtungsscheibe gegen den Dichtungssitz vorzusehen, wobei virtuell kein An teil der Schließkraft durch die Verformung der konturierten Membran gebildet wird. Die Membran trägt weder in wirksamer Weise zur Belastung bei, noch verringert sie in wirksamer Weise diese Belastung, so daß Kräfte eliminiert werden, die zum Glätten, Verformen, Falten oder sonstigen Wiederherstel lung der Form des Haubenelementes benötigt werden. Die Dichtung wirkt mit einer nahezu konstanten Dichtungskraft, unabhängig von ihrer Betriebsdauer oder von Schwankungen in der Temperatur oder dem hydraulischen Druck des abzudichten den Strömungsmittels.

Ein weiterer Vorteil der vorstehend beschriebenen Dichtungs einheit besteht darin, daß der mit Flanschen versehene rohr förmige Einsatz im Inneren des verdickten äußeren ringförmi gen Abschnittes des Haubenelementes geformt ist, so daß der rohrförmige Abschnitt für eine leckdichte radiale Quetschung in der Bohrung sorgt und einer der Flansche den Federsitz in einer genauen axialen Position hält, in der der Federhalter installiert wird. Hierdurch kann der Federsitz relativ zu den anderen Bestandteilen der Dichtungseinheit positioniert und in Axialrichtung gehalten werden, wodurch die Feder eine exakte und optimale Belastungsgröße erhalten kann, und zwar unabhängig von normalen Veränderungen der Axiallänge der entsprechenden Bestandteile in jeder beliebigen Dichtungs einheit, und zwar ebenfalls unabhängig von entsprechenden Lasttoleranzen der Feder selbst.

Ein weiterer Vorteil der vorstehend beschriebenen Dichtungs einheit besteht in der Schaffung einer Konstruktion, bei der die konturierte Membran durch einen sich eng anpassenden Federhalter und entsprechende Zwingenbestandteile gelagert wird, was zu wirkungsvollen Hydraulikkräften führt, da sich der wirksame Ringbereich und die Durchmesser des Haubenele mentes, die den hydraulischen Druckeffekten ausgesetzt sind, mit Schwankungen im Hydraulikdruck nicht in der Größe oder in der Fläche verändern.

Die vorstehend beschriebene Dichtungseinheit ist auch inso fern eine vorteilhafte Konstruktion, da die konturierte Membran im Abstand von der durch Reibung erhitzten Dichtungsscheibe angeordnet ist, so daß sowohl Spannungen als auch eine Verschlechterung durch Wärmeeinwirkungen der Membran im Betrieb, ein mögliches Zusammenquetschen der Membran oder ein schädliches Scheuern an der Dichtung ver hindern werden.

Ein Vorteil, der durch den in die Dichtungsscheibe einge bundenen Metalleinsatz erreicht wird, ist eine erhöhte Steifigkeit und Dimensionsbeständigkeit von einem der beiden Lasttragelemente. Die erhöhte Lebensdauer der Dichtungsein heit ist zum Teil darauf zurückzuführen, daß die aneinander stoßenden Dichtungsflächen ihre Ebenheit und somit ihre Form beibehalten. Darüber hinaus kann der Metalleinsatz genutzt werden, um mit der Dichtungsscheibe zur Bildung einer Lager fläche zusammenzuwirken.

Der Vorteil einer Dichtungseinheit einschließlich der Ver riegelung zwischen dem Federsitz und der Zwinge besteht in einer Einrichtung, mit der Torsionsspannungen in der Membran und das Rotationsdrehmoment, das auf das Haubenelement ein wirkt, begrenzt werden können, ohne die Einheitlichkeit des Querschnitts der Dichtungsscheibe zu zerstören. Das Rota tionsdrehmoment, das auf die Dichtungsscheibe einwirkt, wird über den inneren Wiedereintrittsabschnitt des Haubenelemen tes in die Zwinge, von der Zwinge auf den Federhalter und vom Federhalter in den verdickten äußeren Abschnitt des Haubenelementes übertragen, so daß in wirksamer Weise die konturierte Membran, die den ringförmigen inneren und äuße ren Abschnitt des Haubenelementes miteinander verbindet, um gangen wird. Somit vermeiden die Finger und Ausnehmungen die Notwendigkeit von axialen Ausnehmungen in der Dichtungs scheibe selbst, die deren gleichmäßigen Querschnitt zerstö ren und somit ihren Widerstand gegenüber einer ein Lecken bewirkenden Verformung herabsetzen.

Der Vorteil eines einheitlichen Gehäuses in Zusammenwirkung mit dem Dichtungssitz besteht in der Schaffung einer "ein stückigen Einheit", die vertrieben werden kann. Insbesondere das Erweitern des Gehäuses und das Verformen der einstücki gen Haube nach dem Zusammenbau der Bestandteile verbessert die Zentrierung der Bestandteile und sorgt für einen Treib eingriff des Dichtungssitzes. Das mit einer engen Passung versehene, jedoch verformungsfreie abgestützte Zwangsan triebssystem kann einfach hergestellt und zusammengebaut werden und besitzt minimale Auswirkungen auf die Einheit lichkeit des Querschnitts des Dichtungssitzes.

In der installierten Position einer einstückigen Dichtungs scheibe (oder einer Dichtungsscheibe, die einen Metallein satz mit winklig beabstandeten erhabenen Stegen aufweist) sind die äußersten Flächen der Dichtungsscheibe normaler weise dem kühleren Umgebungsströmungsmittel ausgesetzt, das abgedichtet ist, um die Entfernung von Reibungswärme zu ver bessern.

Die Position der Vorspannungsfeder (oder Federn) kann in einfacher Weise während der Herstellung jeder beliebigen Dichtungseinheit variiert werden, um Abweichungen von den spezifizierten kombinierten Axiallängen sämtlicher Be standteile und um gleichzeitig Belastungsabweichungen der Federn selbst zu kompensieren.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt die nicht rotierende Einheit eine Dichtungsscheibe mit einer Dichtungsfläche zum Lagern gegen eine entsprechende Dichtungsfläche einer Scheibe, die so montiert ist, daß sie sich zusammen mit der Pumpenwelle dreht, ein elastomeres stiefelförmiges Element bzw. Haubenelement mit einer kontu rierten Membran und ein Paar von becherförmigen Einsätzen, die entsprechende Flansche besitzen, die die Enden von einer dazwischen angeordneten Schraubenfeder lagern. Einer der Einsätze weist einen ringförmigen Wandabschnitt auf, der einen Teil der Membran eng lagert. Der andere Einsatz besitzt einen zylindrischen Körper, der so dimensioniert ist, daß er einen äußeren Abschnitt des Haubenelementes radial nach außen gegen die Bohrung und einen Flansch preßt, um einen Abschnitt des Haubenelementes axial gegen eine axiale Endwand des Pumpengehäuses zu pressen. In vorteil hafter Weise ermöglichen die Einsätze die Verwendung einer Feder mit einer niedrigeren Federkraft, da sie nicht in die Membran eingreifen müssen, wodurch eine Situation verhindert wird, bei der das Haubenelement übermäßig hohen Spannungen ausgesetzt wird.

Obwohl die Dichtungseinheiten nachfolgend im einzelnen so beschrieben werden, daß sie eine Konfiguration mit einem an einer Bohrung montierten stationären Kopfabschnitt und einem an einer Welle montierten rotierenden Dichtungssitzabschnitt aufweisen, können die Dichtungseinheit sowie ihre Bestand teile auch so ausgebildet sein, daß ein an einer Welle mon tierter rotierender Dichtungskopfabschnitt und ein an einer Bohrung montierter stationärer Dichtungssitzabschnitt vorge sehen sind, ohne hierbei irgendeinen der vorstehend erwähn ten Vorteile zu opfern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 einen im wesentlichen mittig geführten Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Gleitringdichtung, die in einer Pumpe installiert ist;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Gleitringdichtung;

Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch einen Dichtungssitzabschnitt der in Fig. 1 gezeigten Dichtung;

Fig. 4 einen Schnitt entlang Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 einen im wesentlichen mittig geführten vergrößerten Längsschnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Gleitring dichtung;

Fig. 6 einen im wesentlichen mittig geführten vergrößerten Längsschnitt durch noch eine andere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Gleitring dichtung;

Fig. 7 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines bei der Gleitringdichtung der Fig. 6 verwendeten Einsatzringes;

Fig. 8 einen im wesentlichen mittig geführten vergrößerten Längsschnitt durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Gleitring dichtung;

Fig. 9 einen im wesentlichen mittig geführten vergrößerten Längsschnitt durch noch eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Gleitringdichtung;

Fig. 10 einen im wesentlichen mittig geführten vergrößerten Längsschnitt durch eine an dere bevorzugte Ausführungsform einer er findungsgemäß ausgebildeten Gleitring dichtung;

Fig. 11 einen im wesentlichen mittig geführten vergrößerten Längsschnitt durch noch eine andere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Gleitring dichtung;

Fig. 12 einen im wesentlichen mittig geführten vergrößerten Längsschnitt durch eine letzte bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Gleitring dichtung; und

Fig. 13 einen Schnitt entlang Linie XIII-XIII in Fig. 12.

Es wird nunmehr speziell auf die Fig. 1 bis 4 Bezug ge nommen. Bei der für die Darstellung gewählten Einrichtung, in der die erfindungsgemäß ausgebildete Gleitringdichtung Verwendung findet, handelt es sich um eine Zentrifugalpumpe 10 zur Umwälzung von Kühlmittel 12. Die Pumpe besitzt ein stationäres Gehäuse 14 mit einer Endfläche 16 und einer sich durch diese erstreckenden Axialbohrung 18. Eine zylindrische Welle 20 mit einer Achse A ist drehbar in der Bohrung 18 und in geeigneten Lagern (nicht gezeigt) gelagert. Die Welle 20 besitzt ein äußeres Ende (nicht gezeigt), das sich aus dem Gehäuse 14 heraus zur Atmosphäre erstreckt und an einen Gebläseriemen o. ä. (nicht gezeigt) anschließbar ist, und ein inneres Ende, das ein Flügelrad 22 trägt. Das Flügelrad wird vom Kühlmittel 12 umgeben. Wie gezeigt, besitzt das Flügel rad 22 eine Endfläche 26, die zum Gehäuse 14 weist, und ist mit der Welle verschraubt, so daß es sich zusammen mit die ser dreht. Das Kühlmittel 12 besteht üblicherweise aus einem Gemisch aus 50% Wasser und 50% eines Frostschutzmittels, beispielsweise Äthylenglycol. Die Drehung der Welle 20 be wirkt eine Drehung des Flügelrades 22, wodurch die an die sem befindlichen Flügel das Kühlmittel in einem Wirbel an treiben und dadurch den Druck des zu pumpenden Kühlmittels erhöhen. Ein zwischen dem Außenumfang 28 der Welle 20 und der Innenwand 30 der Bohrung 18 befindlicher Ringraum muß abgedichtet werden, um ein Lecken des Kühlmittels 12 aus dem Gehäuse zu verhindern.

Eine Dichtungseinheit 32 dichtet die Bohrung 18 gegen den Durchtritt von Kühlmittel ab und besitzt eine stationäre Dichtungseinheit 34, die so dimensioniert ist, daß sie in einer strömungsmitteldichten Preßpassung in der Bohrung 18 sitzt und in nicht drehbarer Weise am Gehäuse 14 montiert ist, sowie eine drehbare Dichtungseinheit 36, die mittels strömungsmitteldichter Preßpassung an der Welle 20 montiert ist und sich zusammen mit dieser dreht. Die Funktionsele mente der Dichtungseinheit 32 sind so ausgebildet, daß sie eine wirksame dynamische Dichtung zwischen der stationären Dichtungseinheit 34 und der rotierenden Dichtungseinheit 36 bilden und eine freie Relativdrehung ermöglichen, wenn sie verhindern, daß Strömungsmittel durch eine sich bewegende Grenzfläche dringt. Die stationäre Dichtungseinheit 34 be sitzt ein flexibles, verformbares, rohrförmiges stiefelar tiges Element oder Haubenelement 38, einen starren Einsatz 40, einen Federhalter 42 mit einer ebenen Wand 44, die einen ersten Federsitz bildet, eine starre Zwinge (Ring) 46 mit einem Flansch 48, der den zweiten Federsitz bildet, ein oder mehrere Federn 50 zwischen den Federsitzen 44 und 48 und eine Dichtungsscheibe 52, wobei sämtliche Bestandteile eine allgemein kreisförmige Gestalt besitzen. Die rotierende Dichtungseinheit 36 umfaßt einen Dichtungssitz 54, ein elastomeres Dichtungselement 56 und ein einheitliches Ge häuse 58, die alle eine allgemein zylindrische Form be sitzen.

Das Haubenelement 38 weist eine verdickte zylindrische Hülse 60 auf, die einen ringförmigen äußeren Endabschnitt zum Dichtungseingriff mit der Innenwand 30 der Bohrung 18 bil det, eine zylindrische Wiedereintrittshülse 62, die einen ringförmigen inneren Endabschnitt zum Dichtungseingriff mit der Dichtungsscheibe 52 bildet, und eine konturierte Membran 64, die eine flexible Zwischenwand bildet, welche die mit radialem Abstand angeordnete äußere und innere Hülse 60 und 62 miteinander verbindet. Jeder der Haubenelementabschnitte 60, 62 und 64 besitzt eine gleichmäßige Dicke, wobei die Abschnitte 62 und 64 etwa die gleiche Dicke aufweisen, die jedoch geringer ist als die Dicke des Abschnittes 60. Ring förmige Rippen 65 erstrecken sich vom Außenumfang der äuße ren Hülse 60 radial nach außen und treten mit der Innenwand 30 in Eingriff. Die Rippen verbessern die Abdichtung, indem sie sich in bezug auf eine unregelmäßige Bohrung einstellen, und verhindern eine Axial- und Drehbewegung der Hülse rela tiv zur Bohrung. Im installierten betriebsbereiten Zustand ist die konturierte Membran 64 vorzugsweise und erfindungs gemäß im wesentlichen spannungsfrei, und ihr Querschnitt entspricht im wesentlichen dem Querschnitt der Membran, wie sie ursprünglich geformt worden ist.

Die konturierte Membran 64 besitzt Flächen, die in axial entgegengesetzte Richtungen weisen und dem Kühlmittel 12 sowie der Luft ausgesetzt sind. Die Membran 64 bildet eine glatte Fortsetzung zwischen den Hülsen 60 und 62 und kann sich in Axialrichtung durchbiegen, falls erforderlich, um eine kleine axiale Relativbewegung aufzunehmen, die zwischen der radial beabstandeten inneren und äußeren Hülse 62 und 60 auftreten kann, und zwar aufgrund von Druckunterschieden zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Kühlmitteldruck. Die zylindrische Wiedereintrittshülse 62 endet in einem nach innen weisenden Flanschabschnitt 66 und besitzt eine aus reichende Axiallänge, um eine sichere Dichtung mit der Dichtungsscheibe 52 zu bilden und die Membran im Abstand von der hintersten Fläche 68 des Nasenabschnittes 67 zu halten, damit ein Ringraum ausgebildet wird.

Das Haubenelement 38 besteht vorzugsweise aus einem elasto meren Material, wie beispielsweise Gummi, entweder auf natürlicher oder synthetischer Basis oder einer Kombination beider. Das Haubenelement ist zu einer flexiblen zylin drischen Hülse geformt, die in der Lage ist, den Auswir kungen des Frostschutzmittels zu widerstehen und einen Temperaturbereich der Umgebung zwischen -40°C und 115,5°C sowie einen Strömungsmitteldruck von 1,378 bar auszuhalten. Ein geeignetes Material hierfür ist HNBR, ein Gummipolymer, das eine Langzeitwiderstandsfähigkeit gegenüber Wärme be sitzt. Für Anwendungsfälle mit geringeren Anforderungen kann ein Äthylenacrylharz geeignet sein.

Der Einsatz besteht aus einem starren Material, wie bei spielsweise Stahl, und ist im Inneren der verdickten zylin drischen Hülse 60 ausgeformt. Er besitzt einen zylindrischen Körper 70 mit einem einwärts und einem auswärts weisenden Flansch 72 und 74, die an seinen gegenüberliegenden Enden ausgebildet sind, und einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 76 benachbart zu dem auswärts weisenden Flansch 74. Der zylin drische Körper 70 ist so dimensioniert, daß er für eine leckdichte und axial halternde Radialquetschung der äußeren Hülse 60 gegen die Innenwand 30 der Bohrung 18 im Wasser pumpengehäuse sorgt. Der Flansch 74 positioniert das Hau benelement 38 in Axialrichtung in der Bohrung 18 und in Relation zur Endfläche 16 des Wasserpumpengehäuses. Vor zugsweise sind die Flansche 72 und 74 in eine dünne Membran des elastomeren Materiales eingebettet, und der kegelstumpf förmige Abschnitt 76 besitzt ein oder mehrere Durchgangs löcher 78 zur Aufnahme des elastomeren Materiales während des Formvorganges, wodurch der Einsatz 40 relativ zum Elastomerkörper fixiert wird.

Der einwärts vorstehende Flansch 72 ist kontinuierlich (kann jedoch aus einem oder mehreren winklig beabstandeten Lappen geformt sein) und hat eine innere Endfläche 80 mit einem Durchmesser, der geringer ist als der äußerste Durchmesser 82 des Federhalters 42, wodurch der Federsitz 44 in einer genauen axialen Position gehalten und eine axiale Aus treibung des Federhalters aus dem Einsatz verhindert werden kann. Eine dünne Membran 84 aus Elastomer, die an die Innen wand 86 des starren Einsatzes 40 gebunden ist, verhindert eine Axialbewegung des Federhalters 42, wenn sie in den Einsatz preßgepaßt ist.

Die Zwinge 46, die in geeigneter Weise aus einem Metall (vorzugsweise Messing) oder einem steifen Kunststoff be steht, ist becherförmig ausgebildet und besitzt einen zylindrischen Abschnitt 88, der gegenüberliegende Enden aufweist, die so ausgebildet sind, daß sie einen auswärts weisenden Flansch 48 und einen einwärts weisenden Flansch 90 besitzen. Der Flansch 48 bildet einen axial verlaufenden glockenförmigen Mantel, der sich radial nach außen erwei tert. Er ist eng an das benachbarte innerste Segment der Membranwand angepaßt und lagert dieses, und die axial in die entgegengesetzte Richtung weisende Fläche des Mantels bildet den Federsitz 48 für die Feder 50. Der zylindrische Ab schnitt 88 und der einwärts weisende Flansch 90 sind so be messen, daß die zylindrische Hülse 62 radial nach außen gegen die Innenwand einer ringförmigen Gegenbohrung 92 ge quetscht ist, die in der Dichtungsscheibe 52 ausgebildet ist, und daß der einwärts weisende Flanschabschnitt 66 in Axialrichtung gegen eine innere Endfläche 93 der Gegen bohrung, die in Axialrichtung weist, gequetscht wird, wobei die radiale und axiale Quetschung des Elastomers ausreicht, um ein Lecken des Kühlmittels durch die Bohrung und ein Gleiten zwischen dem Haubenelement 38 und der Dichtungs scheibe 52 oder zwischen der Zwinge 46 und dem Haubenele ment 38 zu verhindern und dadurch in wirksamer Weise die Zwinge 46, das Haubenelement 38 und die Dichtungsscheibe 52 miteinander zu verriegeln.

Der Federhalter 42, der aus Metall, vorzugsweise Messing oder einem steifen Kunststoff besteht, ist becherförmig ausgebildet und besitzt ein ringförmiges, allgemein U- förmiges Element mit einem zylindrischen Außenabschnitt 94 und Innenabschnitt 96 und einem vorderen Wandabschnitt 98 sowie einer ebenen Wand 44, die den anderen Federsitz bildet, an dem die Feder 50 sitzt. Der äußere Abschnitt 94 ist so dimensioniert, daß er mit enger Passung an der Innen wand 86 des starren Einsatzes 40 oder an einer dünnen Membran 84 des an die Innenwand gebundenen elastomeren Ma terials liegt. Der Vorderwandabschnitt 98 ist an das be nachbarte äußerste Segment der Membranwand angepaßt und stützt diese gegen Hydraulikdruck ab, der die Membran in Axialrichtung unter Druck setzt. Eine zylindrische Fläche 100 des rohrförmigen inneren Abschnittes 96 weist radial nach innen und zentriert und führt den Außenumfang 102 der Zwinge 46, so daß diese darin gelagert ist.

Die Feder 50 oder eine Reihe von Federn besteht vorzugs weise aus Metall (beispielsweise rostfreiem Stahl) und ist als Wellenscheibe ausgebildet. Sie wird zwischen den Feder sitzen 44 und 48 des Federhalters 42 und der Zwinge 46 komprimiert. Die aus der Kompression der Feder 50 resul tierende Axialkraft wird über die Zwinge 46 und den inneren Flanschabschnitt 66 des Haubenelementes 38 übertragen, um eine axiale Schließkraft der Dichtungsscheibe 52 gegen den Dichtungssitz 54 vorzusehen. Diese axiale Schließkraft ist ausreichend groß, um eine wirksame dynamische Spurverfolgung der Dichtungsscheibe 52 bei einer möglichen Taumelbewegung oder axialen Trennbewegung des rotierenden Dichtungssitzes 54 sicherzustellen, die jedoch nicht größer als notwendig ist, um Verschleiß und Wärmebildung an der Gleitfläche der stationären Dichtungsfläche 106 und der rotierenden Dichtungsfläche 108 minimal zu halten.

Die ringförmige Dichtungsscheibe 52 kann aus einem wärme beständigen Material, wie beispielsweise gesintertem Graphit, einem Phenolharz oder einem harzgebundenen Kohlenstoff, geformt sein. Sie besitzt eine äußere zylin drische Fläche 110, ein Paar von ringförmigen, axial vor stehenden Nasenabschnitten 67 und 116, die in Axialflächen 68 und 106 enden, und eine ringförmige Gegenbohrung 92, die sich von der Fläche 68 nach innen bis zu einer Endfläche 93 erstreckt und einen Hohlraum zur Aufnahme der inneren Hülse 62 bildet. Die Fläche 106 ist eben ausgebildet, um einen Gleitkontakt mit der entsprechenden Fläche 108 am Dichtungs sitz 54 herzustellen, und die Flächen 110 und 68 sind dem umgebenden abzudichtenden Strömungsmittel 12 ausgesetzt. Die Dichtungsflächen 106 und 108 bilden im wesentlichen eine Ebene, die senkrecht zur Achse A der Welle 20 verläuft. Vorteilhafterweise wird die an der Gleitfläche zwischen den Dichtungsflächen 106 und 108 erzeugte Reibungswärme leicht aus der Dichtungsscheibe 52 heraus und in das umgebende Strömungsmittel abgeführt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der stationären Dichtungseinheit 34 entsprechen der Ringbereich und die Durchmesser der flexiblen Membranwand des Haubenelementes 38, die in Axialrichtung nicht vom vorderen Wandabschnitt 98 des Federhalters 42 gestützt werden, jedoch in Axial richtung durch den konturierten Abschnitt des Flansches 48, der von der Zwinge 46 nach außen zeigt, gelagert werden, eng angepaßt dem Ringbereich, der vom Außendurchmesser 114 der Dichtungsfläche 106 und vom Außendurchmesser der zylin drischen Wiedereintrittshülse 62 gebildet wird. Durch diese Ausführungsform werden in wirksamer Weise die axialen hy draulischen Effekte des Strömungsmitteldrucks, der auf die Bestandteile der stationären Dichtungseinheit 34 einwirkt, gelöscht, so daß diese axialen Hydraulikeffekte die axiale Schließkraft, die von der Feder 50 vorgesehen wird, weder beträchtlich erhöhen noch beträchtlich verringern.

Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem Dichtungssitz 54 um einen monolithischen Bestandteil, der aus einem harten Material, wie beispielsweise Metall oder Keramik (wie Siliciumcarbid), besteht und einen ein stückig damit ausgebildeten Außenflansch 118 besitzt, dessen Außenumfang 120 allgemein zylindrisch ausgebildet ist, mit Ausnahme von einer oder mehreren flachen Ausnehmungen oder Abflachungen 122, die daran vorgesehen sind. Vorzugsweise verringern die Ausnehmungen oder Abflachungen nicht die Querschnittsfläche des Dichtungssitzes um mehr als etwa 4%, so daß sie im Betrieb keine Verformung bewirken. Der Dichtungssitz 54 besitzt eine kleinere zylindrische Schulter 124, die konzentrisch und benachbart zum Flansch 118 aus gebildet ist. Die Schulter endet in einer hinteren Fläche 126, die parallel zur vorderen Dichtungsfläche 108 verläuft, welche entsprechend eben ausgebildet ist.

Das elastomere statische Dichtungselement 56 ist vorzugs weise ein torusförmiger O-Ring, dessen Innendurchmesser der zylindrischen Schulter 124 des Dichtungssitzes 54 ent spricht. Vorzugsweise besteht das Dichtungselement 56 aus einem 70 Durometer Hochtemperaturmaterial, wie beispiels weise NBR. Es setzt den Dichtungssitz 54 unter Druck und schirmt ihn gegenüber thermischen Schocks ab.

Das Gehäuse 58, das vorzugsweise aus einem Metall gestanzt und geformt ist (beispielsweise rostfreiem Stahl), ist in Axialrichtung länglich, allgemein zylindrisch, ausgebildet und besitzt einen inneren Abschnitt 128, der so dimensio niert ist, daß er eine Dichtungs- und Treibpassung vorsieht, wenn er auf die Außenseite 28 der Pumpenwelle 20 gepreßt wird. Das Gehäuse besitzt ferner einen Haubenabschnitt 130 zur Aufnahme des Dichtungssitzes 54 und des Dichtungsele mentes 56 und eine Haltelippe 132 zum Vereinheitlichen der stationären und rotierenden Dichtungseinheiten 34 und 36. Der Haubenabschnitt 130 umfaßt eine äußere Rückwand 134, gegen die die Rückfläche 126 des Dichtungssitzes 54 und das elastomere Dichtungselement 56 stoßen, nachdem sie instal liert worden sind, und eine zylindrische Wand 136, die einen Innendurchmesser 138 besitzt, der so dimensioniert ist, daß er nicht nur den Flansch 118 des Dichtungssitzes 54 frei empfängt, sondern auch mit der Schulter 124 des Dichtungs sitzes zusammenwirkt, um das elastomere Dichtungselement 56 radial zusammenzuquetschen. Die Schulter 124 und die Wand 136 wirken zusammen und erzeugen eine Quetschkraft, die aus reicht, um nicht nur eine statische Dichtung sicherzustel len, sondern auch eine Reibkraft vorzusehen, welche aus reichend groß ist, um einen Drehschlupf zwischen dem Hauben abschnitt 130, dem elastomeren Dichtungselement 56 und dem Dichtungssitz 54 zu verhindern.

Ein neuartiger und wichtiger Aspekt der Konstruktion der rotierenden Dichtungseinheit 36 besteht darin, daß nach der Montage des elastomeren Elementes 56 und des Dichtungs sitzes 54 im Haubenabschnitt 130 die den Flansch 118 des Dichtungssitzes 54 umgebende zylindrische Wand 136 radial einwärts erneut geformt wird, so daß sie kleiner wird und einen engen, gleichmäßigen und angepaßten Spalt 139 um den Außenumfang 120 des Flansches und die daran vorgesehenen Abflachungen 122 erzeugt. Dieser Spalt verhindert eine Verformung des Dichtungssitzes 54, sorgt jedoch für einen positiven Drehantrieb zwischen dem Haubenabschnitt 130 und dem Dichtungssitz 54, falls das elastomere Element 56 einem Schlupf durch die Reibeinrichtungen bei einem ungewöhnlich harten oder lang andauernden Betrieb nicht mehr Widerstand leisten sollte. Vorzugsweise ist der Spalt 139 geringer als der Nennspalt oder der theoretisch erhältliche Spalt, der bei den normalen Herstelltoleranzen der einzelnen Bestand teile möglich ist. Dieser Spalt wird vorzugsweise in ein facher Weise ohne mühsame Ausrichtung der Bestandteile beim Zusammenbau erreicht.

Der zylindrische Abschnitt 128 des Gehäuses 58 wird nach dem Zusammenbau sämtlicher Bestandteile der Dichtung radial nach außen erweitert, um die kegelstumpfförmige Haltelippe 132 zu bilden. Diese Haltelippe dient dazu, die stationäre Dichtungseinheit und die rotierende Dichtungseinheit kon zentrisch zusammenzuhalten, und bildet eine vereinheitlichte Dichtungseinheit für eine bequeme Handhabung und Installa tion.

Beim Stand der Technik war die Erzielung einer optimalen oder nahezu optimalen Schließkraft virtuell unmöglich, da Änderungen in der kombinierten Axiallänge der einzelnen Bestandteile bei beliebigen Dichtungseinheiten auftraten, welche zu Änderungen der installierten Verformung der Feder führten, was auch auf die Tatsache zurückzuführen war, daß sich die Federn von Feder zu Feder bei einer vorgegebenen Durchbiegung in ihrer Belastung änderten. Aufgrund der neu artigen Konstruktion der stationären Dichtungseinheit 34 dieser Dichtungseinheit 32 kann die aus der Durchbiegung der Feder 50 resultierende Kraft in einfacher Weise auf eine exakte Größe eingestellt werden, indem die installierte Axialposition des Federhalters 42 relativ zum starren Ein satz 40, der den Federhalter hält, eingestellt wird, so daß auf diese Weise Änderungen der Axiallänge in sämtlichen Bestandteilen der gesamten Dichtungseinheit 32 sowie Ände rungen der Belastungen der durchgebogenen Feder selbst kompensiert werden können.

Die Fig. 5-13 zeigen weitere bevorzugte Ausführungsfor men einer erfindungsgemäß ausgebildeten Gleitringdichtung. Bei diesen Ausführungsformen sind die Gesamtform und die gesamten Eigenschaften der in den Fig. 1-4 dargestellten Dichtungseinheit 32 bewahrt worden. Um eine überflüssige Wiederholung in der Beschreibung zu vermeiden, sind ent sprechende Teile der Dichtung und ihrer Einheit, wie bei spielsweise die Welle 20, das Haubenelement 38, der Einsatz 40, der Federhalter 42, die Zwinge 46, die Feder 50, die Dichtungsscheibe 52, der Dichtungssitz 54 und die Haube 130, mit entsprechenden Bezugszeichen versehen worden.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung die stationäre Dichtungseinheit so modifiziert worden, daß der Federhalter 42 einen Finger oder eine Reihe von Fingern 140 aufweist, die axial vom Innendurchmesser 142 des Federsitzes 44 vorstehen und mit einer entsprechenden axialen Ausnehmung 144, die in der allgemein zylindrischen Innenfläche 146 der Zwinge 46 vorgesehen ist, in Eingriff stehen, um auf diese Weise die Zwinge und den Federhalter in Drehrichtung zu verriegeln und gleichzeitig eine rela tive axiale Bewegung und Winkelbewegung zwischen den beiden Bestandteilen zu ermöglichen. Auf diese Weise werden die Torsionsspannungen in der Membranwand 64 des Haubenele mentes 38 aufgrund des von der Drehreibung der Dichtungs scheibe 52, die gegen den drehenden Dichtungssitz 54 läuft, übertragenen Drehmomentes begrenzt. Diese neuartige Art der Begrenzung des Drehmomentes, das auf die Membranwand einwirkt, macht die Notwendigkeit von üblicherweise einge setzten axialen Ausnehmungen in der Dichtungsscheibe 52 selbst, die ihren gleichmäßigen Querschnitt zerstören und somit ein Lecken aufgrund einer Verformung im Betrieb verur sachen, überflüssig.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung die Dichtungsscheibe 52 so modifiziert worden, daß eine zusammengesetzte Dichtungsscheibe gebildet wurde, bei der ein scheibenförmiger Einsatz 148 einen ringförmigen inneren Rand 150 aufweist, der in einen Körper 152 aus wärmebeständigem Material, wie vorstehend beschrieben, ein gebettet ist, sowie einen ringförmigen äußeren Rand 154, der außerhalb des Körpers 152 angeordnet ist, um Wärme vom Kör per in das umgebende Strömungsmittel 12 zu übertragen. Der Einsatz 148 besteht vorzugsweise aus Metall, beispielsweise gesinterter Bronze oder einem Material, das Reibungs- und Verschleißeigenschaften besitzt, die nahezu dem Material entsprechen, aus dem der Körper geformt ist, jedoch nicht wesentlich schlechter als diese sind, so daß auf diese Weise die Verbunddichtungsscheibe mit einer erhöhten thermischen Leitfähigkeit in bezug auf die an der Grenzfläche ent stehende Reibungswärme und einer erhöhten Steifigkeit sowie Dimensionsbeständigkeit versehen ist.

Der Einsatz 148 (siehe Fig. 7) ist allgemein zylindrisch und becherförmig ausgebildet, um einen ringförmigen Körper einzuschließen, der eine äußere Umfangsfläche 156, planare Flächen 158 und 160, die in axial gegenüberliegende Richtungen weisen, einen ringförmigen Nasenabschnitt 162 (oder Kragen), der von der Fläche 160 vorsteht, und eine Vielzahl von erhabenen Kissen 164, die sich von der Fläche 158 aus erstrecken, aufweist. Der Nasenabschnitt 162 bildet eine Umfangsfläche 166 und endet in einer axial angeordneten Ringfläche 168, so daß die planare Fläche 160 und die zylin drischen Flächen 156 und 166 direkt dem umgebenden Strö mungsmittel ausgesetzt sind. Die Fläche 168 wirkt mit einer entsprechenden Ringfläche 170 zusammen, die die Endfläche des Nasenabschnittes 116 bildet, um eine zusammengesetzte ebene ringförmige Dichtungsfläche 106 zum Eingriff mit der rotierenden Dichtungsfläche 108 des Dichtungssitzes 54 aus zubilden. Die Flächen 168 und 170 sind koplanar und eben ausgebildet, um mit der Fläche 108 in Eingriff zu treten. Bei einigen Anwendungsfällen kann der Einsatz 148 von einer dünnen Kunststoffhaut bedeckt sein, die vorzugsweise in der Dicke 0,025 cm nicht überschreitet. Vorzugsweise erhöht der äußere Abschnitt des ringförmigen Körpers 152 den äußeren Flächenbereich der Dichtungsscheibe, der dem umgebenden Strömungsmittel ausgesetzt ist, um einen Minimalwert von 40% im Vergleich zu einer Dichtungsscheibe ohne den Außen flansch.

Bei einer bevorzugten Konstruktion ist der Einsatz 148 mit 16 gleichwinklig beabstandeten erhabenen Kissen 164 ver sehen, die jeweils eine Fläche 172 besitzen. Die Kissen erhöhen nicht den Querschnittsbereich des Einsatzes um mehr als 30%. Vorteilhafterweise erhöhen die Kissen 164 den Verbindungsbereich zwischen dem ringförmigen Körper 152, der aus dem Kunststoffmaterial geformt ist, und dem Metallein satz 148 und verriegeln beide, wodurch Spannungskonzentra tionen an der Verbindungsstelle zwischen der äußersten zylindrischen Fläche 110 des Kunststoffabschnittes 150 und der Fläche 158 des Einsatzes 148 reduziert werden. Die Steg flächen 172, die die hinterste Fläche des Einsatzes 148 bil den, sind dem umgebenden Strömungsmittel 12 direkt ausge setzt oder können mit einer dünnen Kunststoffhaut versehen sein, die vorzugsweise in der Dicke 0,025 cm nicht über steigt.

Fig. 8 zeigt eine Variante dieser Verbunddichtungsscheiben konstruktion, bei der die Dichtungsscheibe die Dichtungs fläche 106 am Ende des Nasenabschnittes 116 bildet und der vorstehende ringförmige Nasenabschnitt 162 (oder Kragen) des Metalleinsatzes 148 kurz vor der Ebene der ringförmigen Dichtungsfläche 106 endet und in die Dichtungsscheibe ein gebettet ist. Der Außenumfang 166 des Einsatzes 148 ist dem Strömungsmittel 12 ausgesetzt. Vorzugsweise ist eine Kunst stoffschicht von etwa 0,05 cm ausreichend. Diese Variante wird bevorzugt, wenn der metallische Einsatz 148 Reibungs und Verschleißeigenschaften aufweist, die wesentlich schlechter sind als die des Dichtungskörpers 152 aus Kunst stoff. Bei dieser Variante dient der metallische Einsatz dazu, die Verbunddichtungsscheibe 52 zu verfestigen, zu stabilisieren und deren thermische Gesamtleitfähigkeit zu erhöhen.

Fig. 9 zeigt noch eine weitere Variante dieser anderen Verbunddichtungsscheibenkonstruktion, bei der der vor stehende ringförmige Nasenabschnitt 162 des Metalleinsatzes 148 so ausgebildet ist, daß er die gesamte ebene ringförmige Dichtungsfläche 106 bildet. Diese Variante wird bevorzugt, wenn der Metalleinsatz 148 Reibungs- und Verschleißeigen schaften besitzt, die denen des Kunststoffdichtungskörpers 152 entsprechen oder besser als diese sind. Hierbei dient der Kunststoffabschnitt dazu, das Gesamtgewicht der Ver bunddichtungsscheibe 52 und die zur Gegenbohrung 92 und der hintersten Ringfläche 68 abgeführte Wärme herabzusetzen.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Dichtungs einheit, bei der der Federhalter 42 einen vergrößerten U- förmigen Abschnitt besitzt, dessen Vorderwandabschnitt 174 die Membranwand 64 stärker stützt, während der konturierte Mantel 46 eine geringere Stützkraft liefert.

Fig. 11 zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der eine rotierende Dichtungseinheit, die einen Dichtungssitz 176 mit einer axialen Dichtungsfläche 178 aufweist, fest an der Pumpenwelle 20 montiert ist und sich zusammen mit dieser dreht, während eine stationäre Einheit an der Bohrung 18 des Pumpengehäuses montiert ist.

Die stationäre Einheit besitzt ein rohrförmiges Haubenele ment 180 aus elastomerem Material, eine ringförmige L-för mige Dichtungsscheibe 182 mit einer axialen Dichtungsfläche 184, die mit der Dichtungsfläche 178 zusammenwirkt und Flächen 186 und 188 aufweist, die in axial gegenüber liegende Richtungen weisen, und eine längliche Lagerhülse 190, die um die Pumpenwelle herum angeordnet ist und die Dichtungsscheibe 182 lagert. Das Haubenelement 180 besitzt radial beabstandete ringförmige innere und äußere Abschnitte 192 und 194, die über eine konturierte Membran 196 verbunden sind. Der äußere Abschnitt 194 ist in einer strömungsmittel dichten abgedichteten Verbindung zur Wand 30 der Bohrung 18 angeordnet. Die Lagerhülse 190 besitzt eine zylindrische Wand 198 zum Eingriff mit dem ringförmigen inneren Abschnitt 192 des Haubenelementes 180 und einen radialen Flansch 200 zum Eingriff mit der Fläche 186. Miteinander verriegelte Vorsprünge und Ausnehmungen 202 und 204, die außerhalb des radialen Flansches 200 der Lagerhülse 190 und in der Fläche 186 der Dichtungsscheibe 182 angeordnet sind, stehen mit einander in Eingriff und verriegeln die Elemente gegen eine Relativdrehung.

Ein becherförmiger Federhalter 206 besitzt eine zylindrische Wand 208, die den äußeren Abschnitt 194 radial gegen die Bohrung quetscht, einen radialen Flansch 210, der sich radial auswärts erstreckt und einen radial verlaufenden Ab schnitt 212 des elastomeren Teiles, der sich vom äußeren Ab schnitt 194 gegen die Endfläche 16 des Gehäuses 14 er streckt, axial quetscht, sowie einen radialen Flansch 214, der einen Federsitz bildet. Eine becherförmige Zwinge 216 besitzt einen Flansch 218 mit Flächen 220 und 222, die in axial gegenüberliegende Richtungen weisen, wobei die Fläche 222 axial gegen einen radial verlaufenden Abschnitt 224 des inneren Abschnittes 192 vorgespannt ist. Der Flansch 218 dichtet den Abschnitt 224 des Haubenelementes 180 in Axial richtung gegen die Endfläche 188 der Dichtungsscheibe 182 ab. Der innere Abschnitt 192 wird zwischen der zylindrischen Wand 198 der Hülse 190 und einer inneren Ringfläche 226 der Dichtungsscheibe 182 radial komprimiert.

Erfindungsgemäß erweitert sich ein glockenförmiger Mantel 228 radial nach außen und bildet eine Lagerwand, die in enger lagernder Beziehung zur Membran 196 angeordnet ist. Die gegenüberliegenden Enden einer Schraubenfeder 230 stehen mit Flanschen 214 und 218 in Eingriff, um den Federhalter 206 und die Zwinge 216 axial voneinander weg zu drücken und die axialen Dichtungsflächen 184 und 178 der L-förmigen Dichtungsscheibe 182 und des Dichtungssitzes 176 in dichtende Beziehung zu pressen.

Die Fig. 12 und 13 zeigen eine weitere bevorzugte Aus führungsform der Erfindung, die der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform entspricht. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich eine zylindrische Hülse 232 koaxial vom Flansch 48 der Zwinge 42 und ist in der zylindrischen Hülse 234, die von der Zwinge 46 gebildet wird, gelagert. Die entsprechenden Endabschnitte der Hülsen 232 und 234 sind miteinander verriegelt, da der Endabschnitt 232 erneut nach außen verformt ist und Abflachungen 236 aufweist, die je weils durch einen kleinen radialen Spalt von einer ent sprechenden Abflachung 238, die an der Innenfläche der Hülse 234 vorgesehen ist, getrennt sind. Die innere Wiederein trittshülse 62 ist an der Hülse 234 befestigt, und die Ab flachungen 236 und 238 verhindern eine Relativdrehung, er möglichen jedoch eine Axialbewegung dazwischen. Bei der darstellten Ausführungsform sind zwölf Abflachungen 236 ge zeigt, die mit zwölf Abflachungen 238 verriegelt sind. In vorteilhafter Weise kann hierdurch der Federsitz nach der Montage in der Zwinge wieder nach außen verformt werden, so daß ein verriegelter treibender Eingriff ohne vorherige Orientierung der Teile in Drehrichtung relativ zueinander erforderlich ist.

Fig. 14 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung, bei der eine kegelstumpfförmige Druckschrau benfeder 240 gegenüberliegende Enden 242 und 244 aufweist, die mit einer ringförmigen Ausnehmung 246 in Eingriff stehen, welche am Haubenelement 38 und der Axialfläche 72 der Dichtungsscheibe 52 ausgebildet sind, wodurch die Dichtungsflächen 106 und 108 in eine abgedichtete Beziehung gepreßt werden. Die ringförmige Ausnehmung 246 wird durch den Schnitt der äußeren Hülse 60 mit einem radial äußeren Abschnitt der Membran 64 gebildet und sieht eine Schulter vor, gegen die die Druckfeder 240 wirkt. Das Federende 242 besitzt einen größeren Durchmesser als das Federende 244 und kann in der Ausnehmung 246 sitzen. Das Federende 244 ist eng an den Außenumfang der Dichtungsscheibe angepaßt und stößt gegen die Fläche 72 des Einsatzes 148. Der Halter 42 ist becherförmig ausgebildet und besitzt einen radial einwärts gerichteten, allgemein flachen Wandabschnitt 248 und einen radial auswärts gerichteten, allgemein U-förmigen Kanalab schnitt, die von zylindrischen inneren und äußeren Abschnit ten 250 und 252 und einem Vorderwandabschnitt 254 gebildet werden. Der Vorderwandabschnitt lagert den radial auswärts gerichteten Abschnitt der Membran 64. Die Zwinge 46 besitzt den zylindrischen Abschnitt 88 und den Flanschabschnitt 90, um die innere Wiedereintrittshülse 62 des Haubenelementes 38 in Dichtungseingriff mit der Dichtungsscheibe 52 zu pressen, und umfaßt des weiteren einen Endabschnitt 256, der im durch den Halter 42 gebildeten becherförmigen Abschnitt gelagert ist und einen radial einwärts gerichteten Endabschnitt der Membran 64 benachbart zum Vorderwandabschnitt 254 positio niert.

Wie bei dieser Ausführungsform gezeigt, "hält" der Feder halter 42 nicht mehr die Schraubenfeder 240, sondern lagert diese nur indirekt, indem er den äußersten radialen Ab schnitt der Membran 64 des Haubenelementes 68 unterstützt.

Des weiteren ist die Schraubenfeder 240 im Inneren des Kühl mittels 12 angeordnet, während die wellige Scheibe 50 der vorhergehenden Ausführungsformen dem Kühlmittel 12 nicht ausgesetzt ist. In Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungs fall kann die Schraubenfeder 240 eine allgemein zylindrische Form besitzen und auch anders ausgebildet sein als eine Schraubenfeder, die die Dichtungsscheibe umgibt.

Claims

1. Gleitringdichtung mit einem Dichtungssitz und einer Dichtungsscheibe (52), die in gleitender Beziehung zuein ander montiert sind, wobei ein Bestandteil an einer rotie renden Welle (20) und der andere Bestandteil an einem stationären Gehäuse (14), das die Welle (20) aufnimmt, montiert ist, einem aus elastomerem Material geformten Haubenelement (38) für eine strömungsmitteldichte Dichtung zwischen der drehbaren Welle und dem Gehäuse, durch das sich die Welle erstreckt, das eine flexible Membran (64) umfaßt, und Einrichtungen zum Lagern der Membran (64) derart, daß diese im wesentlichen in ihrer geformten Gestalt und in einem spannungsfreien Zustand verbleibt, wenn auf sie der hydraulische Druck im zusammengebauten, installierten und Betriebszustand einwirkt.

2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der flexible Membranabschnitt des Hauben elementes (38) eine bestimmte Entfernung von der Dichtungs scheibe (52) angeordnet ist, die durch ihre Gleitbewegung relativ zum Dichtungssitz durch Reibungswärme erhitzt wird.

3. Gleitringdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die äußerste und hinterste Fläche der Dichtungsscheibe (52) dem Strömungsmittel frei ausgesetzt ist, das für eine verbesserte Abfuhr der Reibungswärme ab gedichtet ist.

4. Mechanische Dichtung mit einem elastomeren Hauben element zur Erstellung einer Strömungsmitteldichtung zwischen einer drehbaren Welle und einem Gehäuse, durch das sich die Welle erstreckt, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Lagern des elastomeren Haubenelementes (38) derart, daß die aufgrund des auf die Dichtungsscheibe (52) und das Hau benelement (38) einwirkenden hydraulischen Drucks resultie renden Kräfte zusammenwirken können, so daß die auf die Dichtungsscheibe (52) einwirkende resultierende Kraft sowohl in der Größe als auch in der Richtung eingestellt werden kann.

5. Mechanische Dichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß sie einen Dichtungskopf aufweist, der in dichtende Beziehung gegen einen Dichtungssitz vorgespannt ist, und daß entgegenwirkende Strömungsmittelkräfte ein ander auslöschen, so daß sie die eingesetzte Federkraft zur axialen Vorspannung des Dichtungskopfabschnittes gegen den Dichtungssitzabschnitt weder in wirksamer Weise erhöhen noch verringern.

6. Mechanische Dichtung mit einer Dichtungsscheibe, einem Dichtungssitz, einem Haubenelement und Einrichtungen zum Vorspannen der Scheibe gegen den Sitz, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Einstellen der Federkraft an der Dichtungsscheibe (52) während des Zusammenbaues, um Toleranzen der einzelnen Bestandteile und physkalische Eigenschaften zu kompensieren und eine optimale Federkraft in jeder Dichtung zur Verfügung zu stellen.

7. Verbunddichtungsscheibe für eine mechanische Strömungs mitteldichtung mit einem ringförmigen Körper, der eine Dichtungsfläche besitzt, und einem Einsatz (148), der sich vom Körper aus erstreckt, um Reibungswärme von der Dichtungsfläche und vom Inneren der Dichtungsscheibe (52) abzuführen und zu vernichten und diese direkt in das ab gedichtete Strömungsmittel zu überführen.

8. Verbunddichtungsscheibe nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß der Körper um den Einsatz (148) herum geformt ist und daß der Einsatz aus Metall besteht und einen vorstehenden Nasenabschnitt (162) aufweist, der in einem äußeren Abschnitt der Dichtungsfläche der Dichtungsscheibe (52) endet und diesen bildet, wobei der Einsatz einen aus wärts weisenden Flanschabschnitt aufweist, der mit axialem Abstand von der Dichtungsfläche angeordnet ist, und wobei der Flansch eine vordere ringförmige Fläche und eine äußerste zylindrische Fläche besitzt, die dem abgedichteten Strömungsmittel direkt ausgesetzt ist.

9. Verbunddichtungsscheibe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus harzgebundenem Kohlen stoff besteht.

10. Verbunddichtungsscheibe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einem polymeren Material besteht.

11. Verbunddichtungsscheibe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz einen vorstehen den Nasenabschnitt (162) aufweist, der in der Dichtungs fläche der Dichtungsscheibe endet und die gesamte Dichtungs fläche der Dichtungsscheibe bildet.

12. Verbunddichtungsscheibe nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß der Einsatz (148) einen nach außen wei senden Flanschabschnitt aufweist, der mit axialem Abstand von der Dichtungsfläche angeordnet ist, und daß der Flansch eine vordere Ringfläche und eine äußerste zylindrische Fläche besitzt, die dem abgedichteten Strömungsmittel direkt ausgesetzt ist.

13. Gleitringdichtung mit einem Dichtungssitz, einer Dichtungsscheibe und Einrichtungen zur Schaffung eines ver riegelnden mechanischen Drehantriebs für die Dichtungs scheibe (52) oder den Dichtungssitz, wodurch die Notwen digkeit entfällt, die Bestandteile relativ zueinander vor oder während des Zusammenbaues zu orientieren.

14. Gleitringdichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einrichtungen darin bestehen, daß man einen allgemein kreisförmigen Bestandteil nach dem Zusam menbau erneut radial auswärts oder einwärts in oder um einen umgebenden oder umgebenen Bestandteil verformt, so daß ein Axialabschnitt des verformten Bestandteils allgemein größer oder kleiner wird und relativ zum umgebenden oder umgebenen Bestandteil eine enge, gleichmäßige und angepaßte Passung entwickelt, wobei der umgebende oder umgebene Bestandteil ein in Umfangsrichtung unterbrochenes Merkmal, wie bei spielsweise Abflachungen, Ausnehmungen oder vorstehende Keile, besitzt, wobei durch die Verformung der verformte Bestandteil relativ zum umgebenden oder umgebenen Bestand teil in Drehrichtung verriegelt wird, jedoch noch zwischen den beiden miteinander verriegelten Teilen eine Axialbewe gung ausgeführt werden kann.

15. Gleitringdichtung mit einem Paar von relativ zueinander drehbaren Elementen, einem elastomeren Haubenelement (38) mit einer ringförmigen Membran (64) und Einrichtungen zum Begrenzen des Drehmomentes, das auf die Membranwand des elastomeren Haubenelementes (38) einwirkt, um auf diese Weise die Notwendigkeit von axialen Ausnehmungen in der Dichtungsscheibe, die deren gleichmäßigen Querschnitt zer stören würden, zu vermeiden.

16. Dichtungsvorrichtung zum Herstellen einer strömungs mitteldichten Dichtung zwischen einem Paar von relativ zu einander drehbaren Elementen, beispielsweise einem Gehäuse (14) mit einer Bohrung und einer axialen Welle (20), die sich durch die Bohrung erstreckt, mit einer ringförmigen Dichtungsscheibe (52) und einem ringförmigen Dichtungssitz, die um die Welle herum angeordnet sind und jeweils eine axiale Dichtungsfläche besitzen, einem flexiblen verform baren rohrförmigen Haubenelement (38) mit einer inneren und einer äußeren Hülse (60, 62), die radial voneinander beab standet angeordnet sind, und einer konturierten Membran (64) mit einer ersten und einer zweiten Fläche, die in axial entgegengesetzte Richtungen weisen und sich zwischen den Hülsen erstrecken (60, 62), Befestigungseinrichtungen zum Befestigen der inneren und äußeren Hülse in abgedichteter Beziehung zur Bohrung und zur Dichtungsscheibe, Lagerein richtungen mit einem konturierten Mantel, der sich allgemein axial erstreckt und sich radial nach außen erweitert und an die Kontur der ersten Fläche eng angepaßt ist, um die Mem bran (64) zu lagern und eine axiale Verformung derselben aufgrund des auf die zweite Fläche einwirkenden Strömungs mitteldrucks zu verhindern, und Vorspanneinrichtungen zum axialen Pressen der axialen Flächen in einen gegenseitigen Gleitkontakt, wobei die abgedichtete Beziehung derart ist, daß die konturierte Membran (64) im befestigten Zustand im wesentlichen spannungsfrei und deren Querschnitt im Betrieb im wesentlichen mit dem Querschnitt während der Formung identisch ist.

17. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Befestigungseinrichtungen einen axial länglichen rohrförmigen Abschnitt umfassen, von dem der konturierte Mantel herabhängt, der die einzige Stütze für die Membran (64) bildet, und daß der rohrförmige Abschnitt so dimensioniert ist, daß er mit der inneren Hülse in Ein griff steht und diese in abgedichtete Beziehung gegen die Dichtungsscheibe preßt.

18. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtungen einen rohrförmigen Einsatz (40) aufweisen, der so dimensioniert ist, daß er mit der äußeren Hülse (60) in Eingriff steht und diese radial nach außen gegen die Bohrung preßt.

19. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch ge kennzeichnet, daß der Einsatz (40) in die äußere Hülse (60) eingebettet ist.

20. Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen eine ringförmige wellige Scheibe mit Axialflächen umfassen, die in axial entgegengesetzte Richtungen weisen.

21. Dichtungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren Positionierungseinrichtungen zum genauen axialen Positio nieren der Vorspanneinrichtungen innerhalb des Haubenele mentes (38) und zum Einstellen der Vorspannung der Dichtungsscheibe (52) gegen den Dichtungssitz aufweist, um eine exakte und optimale Größe der Vorspannung unabhängig von Änderungen in der Axiallänge der in der Vorrichtung verwendeten Bestandteile oder von Lasttoleranzen der Vor spanneinrichtungen zu erhalten.

22. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen eine ringförmige Scheibe (52) und die Positionierungseinrichtungen einen Flansch umfassen, der sich radial einwärts von der äußeren Hülse aus erstreckt, einen Federhalter (42), der durch den Flansch fest positioniert ist und mit der äußeren Hülse (60) in Verbindung steht sowie einen ersten Federsitz zum Lagern einer Axialfläche der Scheibe (52) bildet, und eine Zwinge (46), die einen zweiten Federsitz zum Lagern der anderen axialen Länge der Scheibe (52) bildet.

23. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch ge kennzeichnet, daß sie des weiteren einen becherförmigen Federhalter (42) aufweist, der an der äußeren Hülse (60) befestigt ist, daß die Befestigungseinrichtungen eine becherförmige Zwinge (46) aufweisen, die einen ersten Feder sitz bildet und einen länglichen rohrförmigen Abschnitt auf weist, dessen Außenfläche so dimensioniert ist, daß die innere Hülse (62) in dichtende Beziehung mit der Dichtungs scheibe (52) gepreßt wird, daß der Halter einen zweiten Fe dersitz bildet und einen rohrförmigen Abschnitt aufweist, der radial mit der äußeren Hülse (60) in Eingriff steht, und daß die Vorspanneinrichtungen eine Feder umfassen, die zwischen den Federsitzen zusammengepreßt ist und den Feder halter (42) und die Zwinge (46) in axial entgegengesetzte Richtungen vorspannt.

24. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der rohrförmige Abschnitt der Zwinge ein stückig geformt ist und den konturierten Mantel aufweist.

25. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der konturierte Mantel teilweise in dem Fe derhalter gelagert ist und sich in diesem axial bewegen kann.

26. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch ge kennzeichnet, daß sie des weiteren Verriegelungseinrichtun gen zum Begrenzen der Torsionsspannungen in der Membran und zum Verriegeln der Zwinge und des Federhalters miteinander aufweist, um zwischen diesen eine axiale und geringere Dreh bewegung zu gestatten.

27. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verriegelungseinrichtungen einen axialen Finger und eine axiale Ausnehmung in der Zwinge oder dem Fe derhalter, die miteinander in Eingriff stehen, umfassen und Drehmoment von der inneren Hülse und der Dichtungsscheibe auf die äußere Hülse über den Halter und die Zwinge über tragen, wodurch die Membran umgangen wird.

28. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekenn zeichnet, daß der konturierte Mantel die axiale Ausnehmung und der Federhalter den axialen Finger umfaßt.

29. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verriegelungseinrichtungen eine Vielzahl von winklig beabstandeten miteinander in Eingriff stehenden Fingern und Ausnehmungen aufweisen, die den Federhalter mit der Zwinge verriegeln, wobei sich die Finger in Axial richtung erstrecken und die Welle umgeben.

30. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß das Haubenelement einstückig geformt ist, so daß die Dicke der äußeren Hülse größer ist als die Dicke der Membran oder der inneren Hülse.

31. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß die Befestigungseinrichtungen einen steifen rohrförmigen Einsatz aufweisen, der einstückig mit der äußeren Hülse ausgeformt und so dimensioniert ist, daß ein äußerer ringförmiger Abschnitt der äußeren Hülse radial nach außen gegen die Bohrung gequetscht wird.

32. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß das Haubenelement aus elastomerem Material ge formt ist, daß die äußere Hülse wesentlich dicker ist als die Membran oder die innere Hülse und daß die Befestigungs einrichtungen einen rohrförmigen Einsatz umfassen, der in das Elastomer der äußeren Hülse eingebettet und so dimen sioniert ist, daß ein äußerer ringförmiger Abschnitt der äußeren Hülse gegen die Bohrung radial gequetscht wird.

33. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekenn zeichnet, daß der rohrförmige Einsatz einen rohrförmigen Körper mit mindestens einer Öffnung umfaßt, die so dimen sioniert ist, daß sie das elastomere Teil aufnimmt, wodurch der Einsatz relativ zur äußeren Hülse verriegelt und eine vergrößerte gleichmäßige radiale Quetschkraft des elastome ren Teiles mit der Bohrung zur Verfügung gestellt wird.

34. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekenn zeichnet, daß der rohrförmige Abschnitt der Zwinge axial länglich ist und die Welle umgibt sowie einen Flanschab schnitt aufweist, der sich radial nach innen erstreckt, um eine erste und zweite Fläche auszubilden, die in axial entgegengesetzte Richtungen weisen, und daß die Dichtungs scheibe einen ringförmigen Hohlraum umfaßt, der so dimen sioniert ist, daß er die innere Hülse aufnimmt, wobei der rohrförmige Abschnitt und der Flanschabschnitt der Zwinge so dimensioniert sind, daß sie die innere Hülse in eine abge dichtete fixierte Beziehung gegen die Wand des ringförmigen Hohlraumes pressen.

35. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß sie des weiteren ein zylindrisches Gehäuse um faßt, das starr an der Welle befestigt ist und sich zusammen mit dieser dreht, sowie Fesseleinrichtungen zum Fesseln des Dichtungssitzes für eine Drehung damit und in einer Weise, wodurch die axiale Dichtungsfläche des Dichtungssitzes gegen die entsprechende Dichtungsfläche an der Dichtungsscheibe gelagert wird, aufweist.

36. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekenn zeichnet, daß die Fesseleinrichtungen das Merkmal umfassen, daß das Gehäuse mit einer zylindrischen Haube geformt ist, die den Dichtungssitz umgibt, und mit einer Abflachung am Dichtungssitz und an der Haube, wobei diese Abflachungen so übereinstimmen, daß eine verriegelte Treibverbindung zwischen der Haube und dem Dichtungssitz vervollständigt wird.

37. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekenn zeichnet, daß die Fesseleinrichtungen des weiteren elastische Einrichtungen umfassen, die zwischen dem Außen umfang des Dichtungssitzes und einer Innenwand der Haube angeordnet sind, um den Dichtungssitz radial einwärts abzu dichten und zu komprimieren.

38. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch ge kennzeichnet, daß sie des weiteren einen ersten Flansch aufweist, der sich vom rohrförmigen Einsatz radial nach außen erstreckt und an einer Axialfläche des Gehäuses sitzt, um die einwärts gerichtete axiale Verlängerung der äußeren Hülse in der Bohrung zu positionieren, einen zweiten Flansch, der sich vom rohrförmigen Einsatz radial nach innen erstreckt, und einen Federhalter, der am zweiten Flansch sitzt und die Vorspanneinrichtungen in einer vorgegebenen Position relativ zur äußeren Hülse lagert sowie den Feder halter lagert und axial positioniert.

39. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn zeichnet, daß der Federhalter einen ringförmigen U-förmigen Abschnitt radial außerhalb der Welle aufweist und daß der Mantel und der U-förmige Abschnitt das einzige Axiallager für die erste Fläche der Membran bilden.

40. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß sich der konturierte Mantel von einer Stelle benachbart zur inneren Hülse aus erstreckt und sich radial auswärts bis zu einer Stelle benachbart zur äußeren Hülse erweitert.

41. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß sie des weiteren Wärmeentfernungseinrichtungen zum Entfernen von Reibungswärme von der Dichtungsscheibe, die im Betrieb erzeugt und durch den relativen Gleitkontakt zwischen den axialen Dichtungsflächen verursacht wird, auf weist, um zu verhindern, daß Wärme in die konturierte Membran eingeführt wird.

42. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 41, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wärmeentfernungseinrichtungen einen ringförmigen Einsatz umfassen, der zumindest teilweise in die Dichtungsscheibe eingebettet ist und einen ring förmigen Abschnitt aufweist, der sich vom Außenumfang der Dichtungsscheibe radial nach außen erstreckt und diesen umgibt.

43. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekenn zeichnet, daß die ringförmige Dichtungsscheibe ein Paar von axial beabstandeten radialen Endflächen umfaßt, die in axial entgegengesetzte Richtungen weisen, und daß die Wärmeentfer nungseinrichtungen des weiteren Beabstandungseinrichtungen zum Beabstanden der Membran von den Endflächen und zur Aus bildung eines ringförmigen Hohlraumes zwischen der ersten axialen Fläche der Membran und der Scheibe besitzen.

44. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekenn zeichnet, daß sie Versteifungseinrichtungen zum Versteifen der Dichtungsscheibe aufweist, die eine der Flächen umfas sen, welche winklig beabstandete erhabene Stege aufweist, die teilweise in die Scheibe eingebettet sind.

45. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet, daß sie des weiteren eine zylindrische Zwinge zum Lagern der Dichtungsscheibe und zum Bewirken eines gesicher ten Dichtungseingriffes der inneren Hülse mit der Dichtungs scheibe aufweist, wobei die Zwinge die Welle umgibt und einen radial verlaufenden Flansch und einen Verriegelungs vorsprung sowie Ausnehmungen am Flansch und der Dichtungs scheibe aufweist, um die Dichtungsscheibe gegen eine Rela tivdrehung relativ zur Zwinge zu verringern.

46. Wellendichtung o. ä. zur Schaffung einer Strömungsmit teldichtung zwischen einer drehbaren Welle und einem Ge häuse, durch das sich die Welle erstreckt, mit
einer stationären Einheit, die einen strömungsmitteldichten Eingriff mit einer zusammenwirkenden Bohrung im Gehäuse her stellt, und
einer rotierenden Einheit, die so befestigbar ist, daß sie einen strömungsmitteldichten Eingriff mit der Welle her stellt,
wobei die rotierende Einheit eine längliche zylindrische Hülse aufweist, die zum Vereinheitlichen der stationären Einheit und der rotierenden Einheit zusammenwirkt, an der Welle befestigbar ist und eine Haube und eine sich von axiäl beabstandeten Endabschnitten der Hülse radial auswärts er streckende Schulter aufweist, die ausgeweitet ist, um einen kegelstumpfförmigen Abschnitt zum Vereinheitlichen der stationären Einheit mit der rotierenden Einheit auszubilden, und einen Dichtungssitz, der nicht drehbar an der Haube be festigt ist und sich zusammen mit dieser und mit der Welle dreht, und
daß die stationäre Einheit eine ringförmige Dichtungs scheibe, die eine Dichtungsfläche aufweist, welche mit einer entsprechenden Dichtungsfläche am Dichtungssitz zusammen wirkt, ein elastisches Element mit einem zylindrischen inneren Hülsenabschnitt und einem zylindrischen äußeren Hül senabschnitt, die in einer Ebene allgemein senkrecht zur Achse der Welle angeordnet sind, und einer ersten und zweiten Fläche, die in axial entgegengesetzte Richtungen weisen, Befestigungseinrichtungen zum Pressen der ringför migen Abschnitte in abgedichtete Beziehung zur Bohrung und zur Dichtungsscheibe und Lagereinrichtungen aufweist, die einen glockenförmigen Mantel umfassen, der eine Fläche des elastischen Elementes eng gegen axiale Verformungen auf grund eines auf die andere Fläche einwirkenden Drucks ab stützen kann, wobei dieser Mantel eine axiale Verformung der Membran verhindert, die zu Unterschieden in den Strömungs mitteldruckwirkungen führen könnten, so daß die Hülsen für eine konstante Dichtungskraft unabhängig von der Membran sorgen.

47. Wellendichtung o. ä. zur Schaffung einer Dichtung zwischen einem Paar von relativ zueinander drehbaren Ele menten mit einer Dichtungsscheibe, die mit einem der Ele mente verbunden ist, das eine axiale Dichtungsfläche be sitzt, die durch gegenseitigen Gleitkontakt mit einer ent sprechenden Dichtungsfläche, die mit dem anderen der Ele mente verbunden ist, in Eingriff steht und dadurch reibend erhitzt wird, einem elastischen rohrförmigen Haubenelement mit einer ringförmigen inneren und äußeren Hülse, die in strömungsmitteldichter abgedichteter Beziehung zur Dichtungsscheibe und zu dem einen der Elemente angeordnet sind und eine konturierte Membran aufweisen, die sich in Radialrichtung erstreckt, Beabstandungseinrichtungen zum axialen Beabstanden der Membran von einem Kontakt mit der Dichtungsscheibe, Lagereinrichtungen, die in enger ange paßter Beziehung zur Kontur der Membran stehen, um die Membran zu lagern und eine Verformung derselben in einer Richtung axial entgegengesetzt zur Dichtungsscheibe zu ver hindern, und Vorspanneinrichtungen, die unabhängig von der Membran wirken und die Dichtungsscheibe gegen das andere der relativ zueinander drehbaren Elemente in Axialrichtung pres sen.

48. Wellendichtung nach Anspruch 29, dadurch gekenn zeichnet, daß die Beabstandungseinrichtungen das Merkmal um fassen, daß die innere Hülse axial länglich ausgebildet ist.

49. Wellendichtung nach Anspruch 47, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lagereinrichtungen einen konturierten Man tel aufweisen, der mit einer der Hülsen verbunden ist.

50. Wellendichtung nach Anspruch 47, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtungsscheibe aus einem geeigneten wärmefesten Material einstückig geformt ist und Einsatz einrichtungen aufweist, die zum Teil in das Material ein geformt sind, um den Wärmefluß von der Scheibe zu erhöhen und die Dimensionsintegrität der Dichtungsscheibe auf rechtzuerhalten, wodurch der gleichmäßige gegenseitige Gleitkontakt zwischen den drehbaren Elementen verbessert wird.

51. Wellendichtung nach Anspruch 47, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lagereinrichtungen ein Paar von rohr förmigen, becherförmigen Haltern umfassen, die nestartig angeordnet sind, und des weiteren Montageeinrichtungen zur Montage der Halter im Inneren des Haubenelementes, wobei der eine und der andere Halter mit der äußeren Hülse und der inneren Hülse verbunden sind und jeder Halter einen ring förmigen Abschnitt zur Lagerung von einer Axialfläche der Membran umfaßt.

52. Wellendichtung nach Anspruch 47, dadurch gekenn zeichnet, daß sie des weiteren einen rohrförmigen Einsatz umfaßt, der zumindest teilweise in die äußere Hülse ein gebettet ist, um einen strömungsmitteldichten Dichtungs eingriff mit dem anderen Element sicherzustellen.

53. Wellendichtung nach Anspruch 47, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen eine ringförmige Feder umfassen, die axial beabstandete gegenüberliegende Enden aufweist, und des weiteren Positionierungsein richtungen zum Festsetzen der gegenüberliegenden Enden der Feder besitzen, die die Feder im zusammengedrückten Zustand halten, wodurch die Halter voneinander weg und die Dichtungsscheibe gegen das eine der relativ zueinander dreh baren Elemente gepreßt werden.

54. Wellendichtung nach Anspruch 52, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vorspanneinrichtungen eine ringförmige wellige Scheibe umfassen und daß die Positionierungsein richtungen einen Flansch aufweisen, der sich von jedem Halter radial erstreckt, wobei die Flansche axial beab standet sind und die Scheibe zwischen den Flanschen zu sammengepreßt ist.

55. Wellendichtung nach Anspruch 47, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtungsscheibe allgemein zylindrisch ausgebildet ist und ein Paar von axial beabstandeten End flächen aufweist, die in axial entgegengesetzte Richtungen weisen, wobei eine Endfläche eine konturierte Nase bildet, die in Richtung auf die Membran weist und im Abstand von dieser gehalten wird, während die andere Endfläche im Ab stand von dem einen der relativ zueinander drehbaren Ele mente angeordnet ist, wobei die Endflächen und der Außen umfang der Dichtungsscheibe die Wärmeübertragung zwischen dem abgedichteten Strömungsmittel verbessern.

56. Wellendichtung nach Anspruch 47, dadurch gekenn zeichnet, daß sie des weiteren Positonierungseinrichtungen zum Positionieren des rohrförmigen Haubenelementes relativ zu der entsprechenden Dichtungsfläche an dem einen der relativ zueinander drehbaren Elemente aufweist.

57. Wellendichtung o. ä. zur Schaffung einer Dichtung zwischen einem Paar von relativ zueinander drehbaren Elemen ten mit einer stationären Einheit, die an einem der Elemente befestigt ist und eine Dichtungsscheibe aufweist, einer ro tierenden Einheit, die am anderen Element befestigt ist und einen Dichtungssitz besitzt, einem verformbaren rohrförmi gen Haubenelement, das eine konturierte Membran mit einer ersten und zweiten Fläche, die in axial entgegengesetzte Richtungen weisen, aufweist, Lagereinrichtungen zum Lagern der ersten Fläche, die eine Axialbewegung der Membran auf grund eines auf die zweite Fläche einwirkenden Drucks sowie eine Änderung in der wirksamen Membranfläche verhindern, die sonst entstehen würden, wenn der Strömungsmitteldruck des abgedichteten Strömungsmittels die Membran verformt, und einer Feder zum Pressen des Dichtungssitzes und der Dichtungsscheibe in Dichtungseingriff miteinander, wobei diese Feder im wesentlichen die einzige Kraft ist, die eine Axialdichtung vorsieht.

58. Wellendichtung nach Anspruch 57, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lagereinrichtungen ein erstes Element mit einem ringförmigen U-förmigen Kanalabschnitt zum Lagern der ersten Fläche und zum Vorspannen eines ersten Abschnittes des Haubenelementes in dichtende Beziehung mit der stationä ren Einheit und ein zweites Element umfassen, das einen zylindrischen Abschnitt zum Vorspannen eines zweiten Ab schnittes des Haubenelementes in dichtende Beziehung mit der stationären Einheit aufweist.

59. Wellendichtung nach Anspruch 58, dadurch gekenn zeichnet, daß sie des weiteren Flanscheinrichtungen am ersten und zweiten Element aufweist, die sich in Radial richtung erstrecken und ein Paar von axial beabstandeten Federsitzen bilden, wobei die Feder ein erstes und zweites Ende aufweißt, die mit dem ersten und zweiten Federsitz in Eingriff stehen.

60. Wellendichtung nach Anspruch 57, dadurch gekenn zeichnet, daß die konturierte Membran zwischen der Feder und der Dichtungsscheibe angeordnet ist.

61. Wellendichtung nach Anspruch 57, dadurch gekenn zeichnet, daß die Feder zwischen der konturierten Membran und der Dichtungsscheibe angeordnet ist.

62. Wellendichtung nach Anspruch 61, dadurch gekenn zeichnet, daß sie des weiteren eine Schulter aufweist, die sich von der Dichtungsscheibe radial nach außen erstreckt, und daß die Feder ein erstes und zweites Ende besitzt, die gegen die zweite Fläche und die Schulter wirken.

63. Wellendichtung nach Anspruch 62, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Fläche eine ringförmige Ausnehmung besitzt und daß die Feder eine zylindrische Schraubenfeder aufweist, die ein erstes und zweites Ende besitzt, die in der Ausnehmung und an der Schulter sitzen.

64. Wellendichtung nach Anspruch 57, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtungsscheibe einen zylindrischen Körper umfaßt, der aus einem wärmefesten Material geformt ist und einen ringförmigen Abschnitt aufweist, der sich vom Körper radial auswärts erstreckt, um eine ringförmige Schulter zu bilden.

65. Wellendichtung nach Anspruch 62, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtungsscheibe einen zylindrischen Körper aus einem ersten wärmefesten Material und einen ringförmigen Einsatz aus einem zweiten wärmefesten Material umfaßt, wobei der Einsatz einen ersten Abschnitt aufweist, der in den Körper eingebettet ist, sowie einen zweiten Ab schnitt, der sich vom Körper radial nach außen erstreckt und die Schulter bildet.

66. Wellendichtung nach Anspruch 63, dadurch gekenn zeichnet, daß die Feder eine kegelstumpfförmige Gestalt besitzt, wobei der Durchmesser des ersten Federendes größer ist als der Durchmesser des zweiten Federendes.

67. Wellendichtung o. ä. zur Schaffung einer Dichtung zwischen einem Paar von relativ zueinander drehbaren Elemen ten, die in einem Strömungsmittel angeordnet ist und eine ringförmige Dichtungsscheibe aufweist, die mit einem der Elemente in Verbindung steht und eine axiale Dichtungs fläche besitzt, die mit einer entsprechenden Dichtungs fläche zusammenwirkt, die an einem ringförmigen Dichtungs sitz vorgesehen ist, welcher mit dem anderen der Elemente verbunden ist, gekennzeichnet durch Wärmeentfernungsein richtungen zum Entfernen der Reibungswärme von der Dichtungsscheibe, die im Betrieb erzeugt und durch den relativen Gleitkontakt zwischen den axialen Dichtungsflächen verursacht wird, wobei diese Wärmeentfernungseinrichtungen das Merkmal aufweisen, daß die Dichtungsscheibe aus einem wärmefesten Material zu einem ringförmigen Körper geformt ist, der eine äußere Umfangsfläche und einen ringförmigen Metalleinsatz umfaßt, welcher einen ringförmigen inneren Abschnitt besitzt, der in das Material eingebettet ist, um Wärme von dem Material direkt zu übertragen, sowie einen ringförmigen äußeren Abschnitt, der mit radialem Abstand außerhalb der äußeren Umfangsfläche angeordnet und dem Strömungsmittel ausgesetzt ist.

68. Wellendichtung nach Anspruch 67, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Vielzahl von erhabenen Stegen winklig auf einer der Flächen angeordnet ist.

69. Wellendichtung nach Anspruch 67, dadurch gekenn zeichnet, daß der Einsatz eine erste und zweite Fläche aufweist, die axial in die gleiche Richtung weisen, wobei die erste Fläche axial vom Dichtungssitz beabstandet ist und die zweite Fläche die axiale Dichtungsfläche der Dichtungs scheibe bildet.

70. Wellendichtung nach Anspruch 67, dadurch gekenn zeichnet, daß sich ein ringförmiger Kragen axial vom Ein satz aus erstreckt, um den ringförmigen Körper vom Dichtungssitz zu beabstanden, wobei der Kragen eine Fläche bildet, die sich in Umfangsrichtung von der axialen Dichtungsfläche der Dichtungsscheibe aus erstreckt.

71. Wellendichtung nach Anspruch 67, dadurch gekenn zeichnet, daß sich ein erster ringförmiger Kragen axial vom Einsatz aus erstreckt und eine in Umfangsrichtung verlau fende Fläche sowie eine in Axialrichtung weisende erste Endfläche bildet, und daß sich ein zweiter ringförmiger Kragen in Axialrichtung vom ringförmigen Körper aus er streckt und eine in Axialrichtung weisende zweite Endfläche bildet, wobei die erste und zweite Endfläche koplanar sind und zusammenwirken, um die axiale Dichtungsfläche der Dichtungsscheibe zu bilden, wobei beide mit der Dichtungs fläche am anderen der rotierenden Elemente in Eingriff stehen.

72. Wellendichtung nach Anspruch 67, dadurch gekenn zeichnet, daß sich ein erster ringförmiger Kragen axial vom ringförmigen Körper aus erstreckt und die Dichtungsfläche für die Dichtungsscheibe bildet und daß ein zweiter ring förmiger Kragen einen sich vom Einsatz aus erstreckenden Außenumfang besitzt und in das wärmefeste Material einge bettet ist, so daß nur noch der Außenumfang für Kühlzwecke freiliegt.

73. Wellendichtung nach Anspruch 67, dadurch gekenn zeichnet, daß es sich bei dem wärmefesten Material um gesinterten Graphit handelt.

74. Wellendichtung nach Anspruch 67, dadurch gekenn zeichnet, daß es sich bei dem wärmefesten Material um harzgebundenen Kohlenstoff handelt.

75. Wellendichtung nach Anspruch 67, dadurch gekenn zeichnet, daß es sich bei dem wärmefesten Material um ein polymeres Material handelt.

76. Wellendichtung nach Anspruch 67, dadurch gekenn zeichnet, daß der ringförmige Dichtungssitz aus Silicium carbid besteht.

77. Wellendichtung nach Anspruch 67, dadurch gekenn zeichnet, daß sie des weiteren ein erstes und zweites stationäres Dichtungselement aufweist, die der Dichtungs scheibe zugeordnet sind, wobei das zweite Dichtungselement relativ zum Dichtungssitz axial beweglich ist, und eine konturierte Membran mit einer ersten und zweiten Fläche, die in axial entgegengesetzte Richtungen weisen und sich in Ra dialrichtung zwischen dem ersten und zweiten Dichtungsele ment erstrecken, wobei das zweite Dichtungselement so aus gebildet ist, daß es die Membran von der Dichtungsscheibe beabstandet, um dazwischen eine ringförmige Wärmeübertra gungszone vorzusehen.

78. Wellendichtung nach Anspruch 77, dadurch gekenn zeichnet, daß sie des weiteren eine Feder aufweist, die im Inneren des ersten und zweiten Dichtungselementes ange ordnet und gegenüber dem abgedichteten Strömungsmittel isoliert ist, wobei die Feder eine Axialbewegung der Dichtungsscheibe in einer Richtung vom Dichtungssitz weg verhindert.

79. Wellendichtung nach Anspruch 77, dadurch gekenn zeichnet, daß sie des weiteren Lagereinrichtungen zum Lagern der ersten Fläche gegenüber einer durch den auf die zweite Fläche ausgeübten Strömungsmitteldruck verursachten Bewe gung und Befestigungseinrichtungen aufweist, die eine Feder umfassen, die im Inneren des Haubenelementes angeordnet ist, um die Dichtungselemente derart zu befestigen, daß die Membran im wesentlichen spannungsfrei ist und durch die in Axialrichtung wirkende Feder an einer Axialbewegung gehin dert wird.

80. Wellendichtung nach Anspruch 77, dadurch gekenn zeichnet, daß sie des weiteren eine zwischen der Membran und der Dichtungsscheibe angeordnete Feder aufweist, die dem ab gedichteten Strömungsmittel ausgesetzt ist und eine Axial bewegung der Dichtungsscheibe in einer Richtung vom Dichtungssitz weg verhindert.