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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Lippendichtung, zum Beispiel in
Form eines elastomeren ringförmigen
Rings, der entweder einzeln oder in einer Anordnung von zwei oder
mehr Einheiten verwendet wird, um den Zwischenraum zwischen zwei relativ
bewegbaren, koaxialen Gliedern, zum Beispiel einer sich drehenden
Welle bzw. Schaft und einem feststehenden Glied, welches diese Welle
bzw. diesen Schaft umgibt, abzudichten. Typische Anwendungen umfassen
die Gewinnung und die Verarbeitung von Mineralien bzw. Bodenschätzen, des
Baggern mit Schwimmbaggern im flachen Wasser und Tunnelbohrung.
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Herkömmliche
Dichtungsanordnungen für höchst abrasive
Medien bestehen allgemein aus einer Anzahl von im Grunde u-ringförmigen Lippendichtungen,
die entweder aus einem mit Gummi gesicherten Gewebe-Komposit-Material,
einer geeigneten elastomeren Verbindung oder einer Kombination aus
beidem hergestellt sind. Um die dynamische Grenzfläche zwischen
der dichtenden Kante der Lippe und der sich drehenden Welle bzw.
Schaft vor übermäßigem Verschleiß zu schützen, welche
mit der Anhäufung
von abrasiven schleifendem Material an diesem Punkt verbunden ist,
wird ein geeignetes Fluid, üblicherweise
ein Schmierfett, zwischen die Welle bzw. den Schaft und die dichtende
Lippe gepumpt, um die Ablagerungen wegzuputzen.
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Zusätzlich zu
der abschleifenden Natur der Mittel, welche bei Anwendungen dieses
Typs angetroffen werden, können
die Mittel in einem Grad unter Druck gesetzt werden, der weit über dem
liegt, was eine einzelne drehbare Lippendichtung ohne Beschädigung aushalten
kann. Um dieses Problem zu überwinden,
wird der Umgebungsdruck über
eine Anzahl von getrennten Dichtungen in Stufen reduziert. Um dies
zu erreichen, wird ein Schmierfluid, wie zum Beispiel Schmierfett
oder Öl,
unter einem kontrollierten Druck durch das Dichtungsgehäuse und die
Anschlagringe in jeden Zwischendichtungshohlraum injiziert, um die
Lippendichtungen dabei zu unterstützen, den Differenz- bzw. Wirkdruck
pro Dichtung auf ein akzeptables Niveau zu reduzieren.
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4 stellt
eine herkömmliche
abschleifende Dichtungsmittel-Anordnung dar, die aus einer Anzahl
von spezialisiert gegen Abrieb widerstandsfähigen Dichtungen 17 besteht,
die dem Medium zugewandt sind, welches in Verbindung mit standardmäßigen, federgetriebenen
Dichtungen 18 verwendet werden kann. Obwohl diese Dichtungen 18 geeignet sind,
höhere
Differenz- bzw. Wirkdrücke
abzudichten, weisen sie eine geringe Abriebfestigkeit bzw. abrasiven
Widerstand auf. Eine von diesen 19 kann vom Hilfsmittel
abgewandt sein, um Getriebeöl
abzudichten.
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Ein
geeignetes Schmiermittel wird durch jede Gehäuseöffnung 11 und den
Anschlagring 20 in die Zwischendichtungshohlräume 21, 22, 23, 24 unter
einem kontrollierten Druck injiziert. Die erste Öffnung 25 wird dazu
verwendet, um ein Mittel unter einem Druck, größer als der Umgebungsdruck
ist, in den ersten Zwischendichtungshohlraum 21 zu injizieren,
um unterhalb der dichtenden Lippe 46 der ersten Dichtung
in der Anordnung 29 zu spülen. Nachfolgende Öffnungen 26, 27, 28 werden
verwendet, um ein Mittel durch die Anschlagringe 20 und
in die Zwischendichtungs-Hohlräume 22, 23, 24 unter
einem Druck zu injizieren, der ausreicht, um die dichtenden Lippen
der verbleibenden Dichtungen 30, 31, 32, 46 mit
einem Differenz- bzw. Wirkdruck unterhalb des maximalen Differenz-
bzw. Wirkdrucks für
diese bestimmte Auslegung von Dichtung zu unterstützen.
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Zum
Stand der Technik offenbart DE-A-2643769 eine Lippendichtung, um
gegen eine Wellen- bzw. Schaftoberfläche abzudichten. Die Lippendichtung
besteht aus einer dichtenden Lippe und einer Abschirmung, zwischen
die ein Fluid injiziert werden kann. DE-A-1111002 offenbart eine
Lippendichtung, um eine Wasserdichtung bereitzustellen, bei der
zwischen den beiden Dichtungen der Lippendichtung Wasser unter Druck
bereitgestellt wird, um jede Ablagerung dortzwischen zu beseitigen.
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Es
gibt ernsthafte Beschränkungen
bei herkömmlichen
Dichtungssystemen dieses Typs:
- 1) Ablagerungen
können
sich ansammeln und in der Aussparung der Dichtung verdichtet bzw.
verfestigt werden. Dies schränkt
die Flexibilität
der Lippendichtung ein, erhöht
die Erzeugung von Reibungswärme
und verringert die Lebensdauer der Dichtung.
- 2) Bestehende abschleifende Dichtungsmittel werden entweder
mit hoch flexiblen dichtenden Lippen ausgelegt, um hohe Ausmaße an Wellen- bzw.
Schaftversatz aufzunehmen, verringern aber die Differenz- bzw. Wirkdruck-Tauglichkeit,
oder mit weniger flexiblen Lippen, die für höhere Drucke aber geringeren
Wellen- bzw. Schaftversatz geeignet sind.
- 3) Herkömmliche
Dichtungsanordnungen, welche aus einer Anzahl von Dichtungen und
getrennten Anschlagringen bestehen, erfordern, abhängig vom
Umgebungsdruck, ein minimales axiales Unterbringungsvolumen, welches
in dem Gerät
verfügbar
gemacht werden muss. Je größer das
erforderliche axiale Volumen ist, umso höher sind die Herstellungskosten
des Geräts.
- 4) Geräte
mit einer vorher festgelegten Menge an für eine Dichtungsanordnung verfügbarem Raum, wird
eingeschränkt,
unter begrenzten Umgebungsdrucken zu arbeiten, welche durch die
maximale Anzahl von Dichtungen und Anschlagringen vorgeschrieben
wird, die untergebracht werden können.
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Bei
wenigstens einer ihrer bevorzugten Ausführungsformen ist die vorliegende
Erfindung dafür vorgesehen,
die obigen Probleme zu bewältigen.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Lippendichtung bereit,
welche eine dichtende Lippe aufweist, welche für einen dichtenden Eingriff an
einem Ende hiervon mit einer relativ beweglichen Oberfläche angepasst
ist, um einen abgedichteten Bereich von einem nicht abgedichteten
Bereich zu trennen, und eine Abschirmung, die mit der dichtenden
Lippe auf der nicht abgedichteten Seite hiervon koextensiv ist,
um die dichtende Lippe vor dem nicht abgedichteten Bereich zu schützen und
mit der Lippe einen Zwischenraum abzugrenzen, und Mittel, die die
Injektion von Fluid in den Zwischenraum unter Druck möglich machen,
wobei die Abschirmung ein Ende aufweist, welches so angeordnet ist,
dass das Fluid den Zwischenraum verlässt, indem es zwischen der
Lippe und dem Abschirmungsende in den nicht abgedichteten Bereich
durchfließt,
dadurch gekennzeichnet, dass: die Abschirmung und die dichtende Lippe
normalerweise gemeinsam verschlossen sind, wobei das im Einsatz
befindliche Fluid unter ausreichend hohem Druck injiziert wird,
um die Abschirmung und die dichtende Lippe dazu zu veranlassen sich
zu öffnen,
und es dem Fluid zu ermöglichen,
in Richtung auf das Ende der dichtenden Lippe zu fließen.
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Die
Abschirmung kann von der Art bzw. Form einer Abschirmungslippe sein.
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Bei
einem weiteren Aspekt besteht eine Dichtungsanordnung aus wenigstens
einer Lippendichtung, die, wie oben dargelegt, zwischen relativ beweglichen
Teilen angebracht ist, um einen abgedichteten Bereich und einen
nicht abgedichteten Bereich abzugrenzen. Die bekannteste Art von
Dichtung, bei der die Erfindung verwendet werden kann, ist eine
ringförmige
Dichtung zum Einbau zwischen relativ drehbaren, im Wesentlichen
koaxialen Teilen, z.B. einer Welle bzw. einem Schaft, welche bzw.
welcher durch das Gehäuse
hindurchgeht. Auf diese Weise kann die Dichtung in einer starren
bzw. steifen Gehäusebohrung
durch eine Kombination einer Presspassung auf den äußeren Durchmesser
der Dichtung und einer ausgelegten axialen Verdichtung der Dichtung
gehalten werden. Das Abdichten einer sich drehenden Welle bzw. eines
sich drehenden Schafts wird durch eine Presspassung der primären Lippe
auf die Welle bzw. den Schaft beeinflusst, zuzüglich einer Unter-Druck-Setzung
der Lippe auf die Welle bzw. den Schaft durch das injizierte Fluid.
Der Druck des injizierten Fluids muss den der Außenumgebung übersteigen,
in der das Fluid durchfließt,
um es ihm zu ermöglichen,
den Zwischenraum zwischen der Lippe und der Abschirmung zu verlassen.
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Es
wird willkommen geheißen
werden, dass die Dichtungsanordnung zwischen einer ortsfesten Welle
bzw. einem ortsfesten Schaft und einer drehbaren Struktur hierauf
bereitgestellt werden kann, oder in der Tat zwischen zwei Teilen,
die sich beide drehen können.
Es kann ebenfalls dort verwendet werden, wo es eine relativ lineare
Bewegung (z.B. Kolbenbewegung) zwischen den beiden Teilen gibt,
entweder anstelle von, oder zusätzlich
zur Drehbewegung.
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Die
Erfindung kann ebenfalls bei einer Gleitringdichtung zwischen zwei
relativ drehbaren, sich radial erstreckenden Oberflächen verwendet
werden, und bei Anwendungen, bei welchen die Dichtung keine ringförmige Form
hat, z.B. zwischen relativ gleitenden Oberflächen, welche keine Drehkörper sind. Die
Erfindung kann ebenfalls bei „aufgeteilten" Dichtungen verwendet
werden, bei welchen die Enden einer Länge von profiliertem Dichtungsmaterial
verbunden werden, um eine ringförmige
Dichtung auszubilden.
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Auf
diese Weise führt
im Allgemeinen jede dieser Anordnungen zu der dichtenden Lippe in
dichtendem Eingriff mit einer Oberfläche mit welcher es relative
Dreh- und/oder Linearbewegung gibt. Eine derartige Oberfläche wird
hierin der Einfachheit halber als eine „relativ bewegliche Oberfläche" oder als eine „relativ
bewegende Oberfläche" bezeichnet, selbst
in einem bestimmten Fall ist die Oberfläche feststehend, und es ist
die Lippe, die sich bewegt.
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Entsprechend
stellt die Erfindung bei einem anderen Aspekt die Anwendung eines
unter Druck gesetzten Fluidflusses bereit, welcher entlang einer äußeren Oberfläche einer
dichtenden Lippe in Richtung eines Endes hiervon gerichtet ist,
entsprechend vorher beschriebener Aspekte der Erfindung, und zwar
in dichtendem Eingriff mit einer relativ bewegenden Oberfläche, um
Ablagerungen zu entfernen, die sich am Ende der dichtenden Lippe
angesammelt haben.
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Bei
einer Art umfasst das Dichtungsmittel ein erstes Glied, welches
die Lippe aufweist, und ein zweites Glied, welches die Abschirmung
aufweist. Das erste Glied kann eine weitere Abschirmung umfassen,
welche auf einer Seite der Lippe gegenüber dem zweiten Glied angebracht
ist. Vorzugsweise umfasst das zweite Glied eine weitere Lippe, die
auf einer Seite der Abschirmung angebracht ist, die vom ersten Glied
entfernt ist. Vorzugsweise bildet das erste Glied mit seiner Lippe
und der weiteren Abschirmung eine Einheit, und das zweite Glied
bildet mit seiner Abschirmung und einer weiteren Lippe eine Einheit.
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Die
Anforderung an ein beständiges
Spülfett oder
ein anderes geeignetes fluides Mittel, um abschleifende Ablagerungen
von der dichtenden Lippe/Wellen- bzw. Schaftgrenzfläche zu entfernen,
wird durch ein internes Spülsystem
erreicht. Das Mittel kann durch die Mitte der Dichtung injiziert
und zwischen der primär
dichtenden Lippe und einem zweiten Ventil oder einer Lüftungslippe,
welche als ein flexibles Ventil oder als ein Drosselventil wirkt,
belüftet werden,
und welches in einem eindeutigen Kontakt mit der primär dichtenden
Lippe steht, wenn es nicht unter Druck gesetzt wird. Diese beiden
Lippen treffen sich in einer solchen Weise, dass die Belüftung in
einem Bereich auftritt, welche an die dichtende Lippe/Wellen- bzw. Schaftgrenzfläche angrenzt.
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Die
primär
dichtende Lippe wird unter normalen Arbeitsbedingungen in Richtung
auf die Belüftungslippe
gezwungen, wobei sie in eine Richtung des Fluidflusses eine fluidfeste
Dichtung ausbildet, und wird von ihr nur durch das Schmierfett abgehoben,
welches über
das Ende der primär
dichtenden Lippe entlüftet.
Die Belüftungslippe
bildet daher eine Sperrschicht aus, die es abschleifenden Ablagerungen
nicht möglich
macht, die innere Hülle der
Dichtung zu erreichen, und die Aussparung der primär dichtenden
Lippe vor dem Zufluss und nachfolgender Verdichtung bzw. Verfestigung
der Ablagerungen zu schützen.
Die Geometrie der oberen Oberfläche
der primär
dichtenden Lippe ist derart ausgelegt, dass die Belüftungslippe
unter Wellen- bzw. Schaftversatz-Bedingungen problemlos über sie
fährt,
wobei sie jederzeit Kontakt behält.
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Die
selbstbelüftende
Funktionalität
der Erfindung kann eine Reduzierung in der Anzahl von Einheiten
ermöglichen,
welche erforderlich ist, um gegen einen gegebenen Außen- oder
Umgebungsdruck abzudichten, verglichen mit herkömmlichen Belüftungssystemen.
Herkömmliche
Anordnungen erfordern, dass das Lüftungsmittel durch einen Anschlagring
in den Hohlraum zwischen der primären und der sekundären Dichtung
eingeführt
wird. Auf diese Weise kann das Mittel unterhalb der dichtenden Lippe
der primären
Dichtung unter einem Druck gepumpt werden, der ausreicht, um sowohl
den Umgebungsdruck, der auf die dichtende Lippe wirkt, als auch
die Grenzfläche
zwischen der dichtenden Lippe und der Welle bzw. dem Schaft zu überwinden.
Die Hauptauswirkung dieses Lüftungsverfahrens
ist, dass der Druck im ersten Zwischendichtungshohlraum größer sein
muss, als der Umgebungsdruck, um eine Lüftung zu erreichen. Dieser
höhere
Druck muss dann über
eine Anzahl nachfolgender Dichtungen bei einem akzeptablen Differenz-
bzw. Wirkdruck pro Einheit reduziert werden. Die Erfindung verwendet
ein internes Lüftungssystem.
Dies bedeutet, dass das Mittel, welches in den ersten Zwischendichtungshohlraum
injiziert wird, nur unter einem Druck stehen muss, der hoch genug
ist, um die dichtende Lippe der primär dichtenden Lippe zu unterstützen, auf
die der Druck des Lüftungsmittels,
welches durch die Dichtung injiziert wird, wirkt. Der Druck im ersten
Zwischendichtunghohlraum wird daher deutlich niedriger als der Umgebungsdruck
und bleibt innerhalb der Differenz- bzw. Wirkdruckmöglichkeiten
der primären Dichtung.
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Da
der im ersten Zwischendichtungshohlraum erforderliche Druck geringer
ist, sind daher weniger Dichtungen erforderlich, um ihn zu reduzieren. Für einen
gegebenen Umgebungsdruck sind weniger Einheiten erforderlich, als
es bei herkömmlichen Dichtungsanordnungen
wäre. Dies
hat den Vorteil reduzierter Ausrüstungs-/Maschinenherstellungskosten
und macht es bestehenden Maschinen möglich, mit nur geringen Modifikationen
unter einem höheren Umgebungsdruck
zu arbeiten.
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Bei
herkömmlichen
abschleifenden Hilfsmitteln können
Dichtungsauslegungen der Lippe sehr flexibel sein, um einen hohen
Grad von Wellen- bzw. Schaftversatz aufzunehmen. Diese langen, flexibel dichtenden
Lippen stellen einen großen
Bereich für angewandte
Fluiddrucke dar. Die dichtenden Lippen können auf der Welle bzw. dem
Schaft geglättet
werden, wenn ein geringer Druck überstiegen
wird, wobei der Kontaktbereich und die Reibungswärmeerzeugung wachsen. Dies
könnte
zu einer vorzeitigen Dichtungsfehlfunktion führen, und daher ist der maximale
Differential- bzw. Wirkdruck streng begrenzt. Die Erfindung kann
die Wellen- bzw. Schaftversatzaufnahme der langen, flexiblen Lippenauslegung
beibehalten, während
sie den Bereich reduziert, der dem angewandten Fluiddruck ausgesetzt
ist – wobei die
Lüftungslippe
einen sehr viel kleineren Bereich als die primär dichtende Lippe darstellt.
Dies macht einen höheren
Differential- bzw. Wirkdruck pro Dichtung möglich.
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Die
Metallringe, welche verwendet werden, um die Dichtungen bei einer
herkömmlichen
Dichtungsanordnung zu trennen, müssen
Aussparungen und Löcher
enthalten, um das injizierte Hilfsmittel vom Gehäuse in den Zwischendichtungshohlraum
zu übertragen.
Diese Auslegungsbeschränkung
zwingt den Ringen eine minimale axiale Tiefe auf. Die Einfassungen,
welche die Dichtungen in einer Anordnung trennen, welche mehrfache
Einheiten der Erfindung enthalten, sind im Wesentlichen Distanzringe, die
keine Löcher
oder Aussparungen enthalten, und daher kann die axiale Länge dieser
Ringe signifikant reduziert werden, was axialen Raum einspart, und damit
auch Herstellungskosten.
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Die
verstärkte
elastomere Verbindung, die bei der Erfindung vorzugsweise verwendet
wird, widersteht während
der Anpassung der Ausdehnung der Dichtung unter ihrem eigenen Gewicht.
Dies kann bei größeren Durchmessern
auftreten, bei denen der Dichtungsdurchmesser im Verhältnis zum
Querschnittsbereich hoch ist. Im Unterschied zu herkömmlichen
gummifesten bzw. gummisicheren textilstoffgemischten Materialien
können
diese verstärkten
elastomeren Verbindungen einfach miteinander verbunden werden, um
vollständige,
endlose Einfassungen auszubilden, wenn die Dichtungsdurchmesser
so groß sind,
dass Herstellungsbeschränkungen es
nur möglich
machen, getrennte Dichtungen zu formen. Dies kann einen signifikanten
Vorteil gegenüber großen, abschleifenden
Mittel-Dichtungen
bieten, die gummifesten bzw. gummisicheren Textilstoff enthalten,
welcher dazu neigen kann, sich während
der Anpassung oder im Einsatz aufgrund von damit verbundener Schwäche zu spalten
bzw. zu reißen.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung stellt ein Element zur Verwendung in
einer Lippendichtung der vorher beschriebenen Aspekte bereit, wobei
das Element folgendes umfasst:
einen Gehäusekörper;
eine dichtende Lippe,
welche vom Gehäusekörper abhängt, wobei
die dichtende Lippe für
einen dichtenden Eingriff an einem Ende davon mit relativ beweglicher
Oberfläche
angepasst ist, um einen abgedichteten Bereich von einem nicht abgedichteten
Bereich zu trennen; und
eine Abschirmung, welche vom Gehäusekörper abhängt, wobei
die Abschirmung mit der dichtenden Lippe koextensiv ist und an der
abgedichteten Seite der dichtenden Lippe angebracht ist, wobei das
Element so konfiguriert ist, dass es an ein weiteres dieses Elements
angrenzt, sodass die Abschirmung mit der Lippe des weiteren Elements
eine Lippendichtung bereitstellt, wie oben dargelegt.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren bereit, um eine
Lippendichtung vor Verunreinigung zu schützen, wobei die Lippendichtung elastische,
dichtende Mittel umfasst, welche eine dichtende Lippe aufweisen,
die für
einen dichtenden Eingriff an einem Ende hiervon mit relativ beweglicher
Oberfläche
angepasst ist, wobei das Verfahren die Bereitstellung einer Abschirmung
umfasst, die mit der dichtenden Lippe koextensiv ist, und wobei
es die Abschirmung einem Fluid, welches in einen Zwischenraum zwischen
der Lippe und der Abschirmung injiziert wird, möglich macht, den Zwischenraum
zu verlassen, indem es zwischen dem Lippenende und einem Ende der
Abschirmung hindurchfließt,
dadurch gekennzeichnet, dass:
die Abschirmung und die dichtende
Lippe normalerweise gemeinsam schließend sind, wobei das im Einsatz
befindliche Fluid mit ausreichend hohem Druck injiziert wird, um
die Abschirmung und die dichtende Lippe zu veranlassen, sich zu öffnen und
es dem Fluid möglich
zu machen, in Richtung auf das Ende der dichtenden Lippe zu fließen.
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Andere
vorteilhafte Merkmale bestehen, wie in den abhängigen Ansprüchen dargelegt,
der unten gegebenen Beschreibung, und den beigefügten Zeichnungen.
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Bevorzugte
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die
beigefügten Zeichnungen
beschrieben, für
welche folgendes gilt:
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1 zeigt
einen Querschnitt einer ringförmigen
Dichtung entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt
einen Querschnitt der Dichtung, die in 1 veranschaulicht
ist, welche in ein passendes Gehäuse
eingepasst ist;
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3 zeigt
eine Draufsicht, die darstellt, wie die inneren Öffnungen der Dichtung, die
in 1 veranschaulicht ist, typischerweise verteilt
sind;
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4 zeigt
eine typisch herkömmliche
Dichtungsanordnung für
eine mit hohem Druck abschleifende Mittelanwendung;
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5 zeigt
eine Dichtungsanordnung für dieselbe
Hochdruckanwendung, wobei die Dichtung aus 1 verwendet
wird; und
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6 zeigt
eine andere Dichtungsanordnung für
dieselbe Hochdruckanwendung, wobei eine alternative Ausführungsform
der Dichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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Mit
Bezug auf 1 besteht eine bevorzugte Ausführungsform
der Lippendichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung aus einem
Element, welches erste und zweite elastische ringförmige Glieder in
der Form einer zweiteiligen ringförmigen Einfassung 1 aufweist,
eine Komponente 2, welche aus einer geeigneten elastomeren
Verbindung hergestellt ist, und die zweite 3 aus einer
verstärkten
elastomeren Verbindung.
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Die
elastomere Komponente 2 schließt eine dichtende Lippe in
der Form einer primär
dichtenden Lippe 4 ein, welche eine Presspassung auf einer Welle
bzw. einem Schaft 5 aufweist, wie in 2 veranschaulicht.
Die verstärkte
elastomere Komponente 3 ist durch einen Flansch und eine
Aussparung 1A fest an dieser/m befestigt und schließt eine
Abschirmung in Form einer zweiten Lüftungslippe 6 ein,
die einen Zwischenraum oder eine Aussparung 7 der primär dichtenden
Lippe 4 einschließt,
wenn sie in das Gehäuse 12 eingepasst
wird. Der innere Durchmesser 8 der Lüftungslippe 6 bleibt
radial dicht an der Dichtungskante 9 der primären Lippe 4,
wenn er an die Welle bzw. den Schaft 5 angepasst wird.
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Die
verstärkte
Art der Verbindung der zweiten Komponente 3 kann dabei
helfen, die Dichtung an der Welle bzw. dem Schaft 5 anzubringen.
Bei einer alternativen Ausführungsform
sind die Komponenten 2 und 3 gleichartig, aus
derselben Verbindung hergestellt, vorzugsweise beide aus einer elastomeren
oder verstärkten
elastomeren Verbindung.
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Die
Lippendichtung ist so konfiguriert, um es entweder der Welle bzw.
dem Schaft 5 möglich
zu machen, darin drehbar zu sein, oder der Lippendichtung, auf der
Welle bzw. dem Schaft 5 drehbar zu sein. Alternativ oder
zusätzlich
kann die Welle bzw. der Schaft in Bezug auf die Lippendichtung axial
oder linear beweglich sein, wie zum Beispiel bei einer axialen Kolbenbewegung.
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Auf
dem äußeren Durchmesser
der Dichtung befindet sich ringsum eine endlose Aussparung 10. Diese
ist so ausgelegt um mit Öffnungen 11 in
dem Dichtungsgehäuse 12 axial
zusammenzufallen, durch welche ein geeignetes Mittel unter einem
kontrollierten Druck injiziert werden kann. Diesem Mittel wird es
dann möglich
gemacht, rings um die Aussparung 10 herum zu fließen und
es dem Mittel durch gleichmäßig beabstandete Öffnungen 13 innerhalb des
Dichtungskörpers
möglich
zu machen, rings um den eingeschlossenen Zwischenraum herum zu fließen, welcher
durch die Aussparung 7 und die Lippen 4, 6 ausgebildet
wird. Der Druck zwingt die Lüftungslippe 6,
es dem Mittel biegend möglich
zu machen, in die Dichtungszone 14 zu fließen, wobei
abschleifende Ablagerungen entfernt werden. Ebenso verhindert die
Lüftungslippe 6 Verunreinigungen,
wie zum Beispiel ungewollte oder gebrauchte Schmiermittel, zum Beispiel
vom Zurückkehren
oder Zurückbewegen
der Lüftungslippe 6 zur
primären
Lippe 4. Der Körper
der Einfassung 1 wird zwischen einer Frontplatte 15 und einem
Distanzring 16 gehalten.
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Bei
einer Dichtungsanordnung, welche mehrfache Einheiten der Erfindung
umfasst, können gemäß 5 drei
nach vorne gewandte Dichtungen 33, 34, 35 zusätzlich zu
einer nach hinten gewandten Einheit 36, um Getriebeöl abzudichten,
umfasst werden. Ein geeignetes Mittel wird durch die primäre Dichtung 33, über eine
erste Gehäuseöffnung 37 unter
einem Druck über
dem Umgebungsdruck injiziert, um eine Spülung herbeizuführen. Nachfolgende Öffnungen 38, 39 werden
verwendet, um ein Schmiermittel durch die sekundären und tertiären Dichtungen 34, 35 und
in die Zwischendichtungs-Hohlräume 41, 42 zu
injizieren, um die dichtenden Lippen 4 der primären und
sekundären
Dichtungen 33, 34 zu unterstützen. Die letzte Öffnung 40 wird
verwendet, um eine Menge an Schmiermittel in den Zwischendichtungshohlraum 43 einzuführen, um
der Schmierung der tertiären,
nach vorne gewandten Dichtung 35 und der nach hinten gewandten
Dichtung 36 zu helfen. Beim Einsatz wird der Umgebungsdruck
von Dichtung 33 zu 35 in Stufen reduziert, um
sicherzustellen, dass der Druck, der durch das injizierte Fluid
gebildet wird, verbunden mit dem Gegendruck von vorhandenem Fluid
und Ablagerungen, keine Fehlfunktion irgend einer der Dichtungen 33, 34 und 35 verursacht. Dies
wird durch bekannte Verfahren des Injizierens unter kontrollierten
Drucken erreicht.
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Die
Funktionalität
der Erfindung, zusammen mit vereinfachten, flacheren Distanzringen 16 hat
es ermöglicht,
die Gehäuselänge 44 (4),
die bei einer herkömmlichen
Anordnung bei einem gegebenen Umgebungsdruck erforderlich ist, signifikant
zu reduzieren, wie bei 45 (5) gesehen
werden kann, und zwar für
eine Dichtungsanordnung, die auf der Erfindung basiert, bei demselben äußeren Druck.
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6 veranschaulicht
eine alternative Ausführungsform
der Dichtung entsprechend der eingesetzten Erfindung, bei welcher
gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Bei dieser Ausführungsform
sind im Einsatz die Prinzipien der Operation dieselben, wie für die oben,
mit Bezug auf 5 beschriebene Ausführungsform.
Die Unterschiede liegen darin, dass sich das Element in einer Form
einer einheitlichen, ringförmigen
Einfassung 1' befindet.
Im Unterschied zur vorher beschriebenen Ausführungsform, bilden die primäre Lippe 4' und die Lüftungslippe 6', abhängig von
einem äußeren Gehäuseabschnitt 50 oder 51 nicht
zusammen den Zwischenraum oder die Aussparung 7 aus. Stattdessen wird,
wie in 6 veranschaulicht, die Aussparung 7 zwischen
primärer
und Lüftungslippe
von angrenzenden ringförmigen
Einfassungen 1' ausgebildet.
Zum Beispiel ist die Aussparung 52 zwischen primärer Lippe 34' und Lüftungslippe 6' ausgebildet.
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Im
Geltungsbereich der Erfindung bleibend, können die Dichtungsmittel bei
dieser Ausführungsform
alternativ betrachtet werden, als ob sie zwei elastische, ringförmige Glieder
in der Form von zwei Gehäuseabschnitten 51a und 50a aufweisen,
welche jeweils eine primäre
Lippe 34' und
eine Lüftungslippe 6' aufweisen,
wobei die primäre
und die Lüftungslippe 34' und 6' zusammen die
Aussparung 7 begrenzen. Bei einer anderen alternativen
Ausführung
kann das elastische Dichtungsmittel als in der Form von zwei Gehäuseabschnitten 50 und 51 befindlich
betrachtet werden, von welchen entsprechende primäre und Lüftungslippen 34' und 6' herabhängen und
zusammen die Aussparung 7 begrenzen. Bei dieser Ausführung hängt eine
andere Lüftungslippe 53 auf einer
Seite der primären
Lippe 34 vom Gehäuseabschnitt 51' herab, welche
dem Gehäuseabschnitt 50 gegenüber liegt,
und eine andere primäre
Lippe 33' hängt auf
einer Seite der Lüftungslippe 6' vom Gehäuseabschnitt 50 herab,
die sich gegenüber
des Gehäuseabschnitts 51 befindet.
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Wie
in den 2, 3, 5 und 6 veranschaulicht,
sind die Dichtungen 33 bis 36 in Bezug auf die
Welle bzw. den Schaft 5 in einer axialen Ausrichtung angeordnet.
Bei einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung sind die Lippendichtungen 33 bis 36 jedoch
als eine Gleitringdichtung angeordnet, die in Bezug auf die Welle
bzw. den Schaft 5 in einer radialen Ausrichtung ausgerichtet
ist. Bei einer anderen alternativen Ausführungsform erstrecken sich
die Lippendichtungen 33 bis 36 für den Einsatz
bei Anwendungen, wie zum Beispiel innerhalb einer ausgehöhlten Welle
bzw. einem ausgehöhlten Schaft,
radial auswärts
aus einem Gehäuseabschnitt.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die Ausdrücke, die
verwendet worden sind, eher Ausdrücke zur Beschreibung als Beschränkung sind,
und dass an der Erfindung Änderungen
innerhalb des Geltungsbereichs vorgenommen werden können, welche
durch die beigefügten
Ansprüche
festgelegt sind.