DE60218551T2

DE60218551T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Abdichtung zwischen einem festem und einem linear beweglichen Teil

Info

Publication number: DE60218551T2
Application number: DE60218551T
Authority: DE
Inventors: Bernard Ponsot; Bernard Cortot
Original assignee: Constructions Industrielles de la Mediterrane CNIM SA
Current assignee: CNIM Groupe SA
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2002-01-29
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: ATE356309T1; DE60218551D1; FR2820183A1; ES2278883T3; EP1227273B1; EP1227273A1; CY1106630T1; DK1227273T3; PT1227273E; FR2820183B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtvorrichtung zwischen einem feststehenden Element und einem in bezug auf dieses linear bewegbaren Element, welche eine Verbesserung der Kontrolle der Verschiebung des bewegbaren Elements ermöglicht.
DE-1 247 145 B zeigt ein Luftkissenfahrzeug mit einer Dichtvorrichtung, die zwischen den jeweiligen Flächen zweier Elemente angeordnet ist, von welchen eines parallel zur Fläche des anderen, feststehenden Elements linear bewegbar ist. Diese Dichtvorrichtung weist mindestens eine flexible Schürze mit einem Querschnitt in Form eines umgekehrten "U" auf, deren Fläche durchgehend ist, wobei eines der Enden durchgehend und dicht an der Fläche eines der Elemente befestigt ist, wobei die Schürze geeignet ist, durch ein Fluid, das durch die Öffnung des "U" eintritt, aufgeblasen zu werden und eine vorgegebene und variable Dicke der eine relative Dichtigkeit aufweisenden Dichtung zu präsentieren.
Diese Dichtvorrichtung betrifft lediglich eine Einrichtung zum Stützen des Fahrzeugs. Die Schürze ist entlang der Umfangskontur des Elements befestigt und weist entgegengesetzte quergerichtete Abschnitte auf. Der Fluiddruckunterschied zwischen dem Inneren der Schürze und der Außenseite kann somit keinerlei Kraft zum Bewegen eines Elements in bezug auf das andere erzeugen. Zum Erzeugen der Antriebskraft ist eine andere Einrichtung vorgesehen.
Es sind ferner Dichtvorrichtungen in Zusammenhang mit der Verschiebung eines Kolbens in einem Zylinder oder jeder Art von zylindrischem Objekt in einem konzentrischen und eine große Länge aufweisenden Führungsrohr bekannt.
Die Dichtvorrichtung ist ferner geeignet, eine Abdichtung zwischen einem druckbeaufschlagten ersten Fluid auf der stromaufwärtigen Seite der Vorrichtung und einem auf der stromabwärtigen Seite befindlichen, einen geringeren Druck aufweisenden zweiten Fluid zu gewährleisten, wobei die stromaufwärtige und die stromabwärtige Seite in bezug auf die Richtung der linearen Verschiebung des bewegbaren Elements definiert sind. Anders als bei der DE-1 247 145B hat der Druckunterschied auf der einen und der anderen Seite der Druckvorrichtung eine Antriebswirkung auf das bewegbare Element.
Ein Beispiel für derartige bekannte Dichtvorrichtungen ist durch umgekehrt U-förmige Lippendichtungen gegeben, bei denen einer der Schenkel in einer in der Oberfläche des feststehenden Elements ausgebildeten Nut verankert ist, während der andere Schenkel frei ist, sich unter Einwirkung des von stromaufwärtiger Seite aufgebrachten Drucks zu verformen. Auf diese Weise gelangt das Ende des freien Schenkels der Lippendichtung in Kontakt mit der Oberfläche des bewegbaren Elements, wodurch es gewiss die Dichtigkeit gewährleistet, jedoch durch seine Reibwirkung die Bahn desselben stört, seine Oberfläche beschädigt und häufiges Auswechseln erforderlich macht.
Andererseits ermöglichen die relativ große Dicke und die relativ große Steifigkeit dieser Art von Dichtung kein sehr hohes Maß an Verformung ihres freien Schenkels durch die einwirkenden Druckschwankungen und die transversalen Verschiebungen des bewegbaren Elements: bei diesen transversalen Verschiebungen handelt es sich um senkrecht zur Bahn des bewegbaren Elements gerichtete und in bezug auf das feststehende Element relative Verschiebungen.
Darüber hinaus kann es zum Reißen der Dichtungen kommen.
Die Aufgabe besteht darin, eine Dichtvorrichtung zu schaffen, welche die genannten Nachteile vermeidet, hohen stromaufwärts einwirkenden Drücken widersteht, insbesondere wenn diese zum Bewirken der linearen Bewegung des bewegbaren Elements erforderlich sind, erhebliche relative und transversale Verschiebungen des bewegbaren Elements in bezug auf das feststehende Element zulässt, und zwar mindestens 40% bezogen auf die im Anfangsgrundbetrieb festgelegte mittlere Distanz, ohne wesentliche Leistungsverluste sei es hinsichtlich der linearen Verschiebungsgeschwindigkeit oder der zu deren Gewährleistung verwendeten Einrichtungen zu bewirken, und welche die Bahn des bewegbaren Elements minimal stört.
Der letzte Punkt ist für Anwendungen auf bewegbare Elemente wichtig, welche sich in festen Führungsrohren bewegen, wenn diese bewegbaren Elemente am Ausgang dieser Rohre externen Kräften ausgesetzt sind.
Erfindungsgemäß ist eine Dichtvorrichtung, die zwischen den jeweiligen Flächen zweier Elemente angeordnet ist, welche durch ein zylindrisches Objekt und ein konzentrisches Führungsrohr gebildet sind, wobei das zylindrische Objekt linear in einer zu der Fläche des feststehenden Führungsrohres parallelen Richtung bewegbar ist, wobei die Dichtvorrichtung die Form eines umgekehrten "U" aufweist, dessen einer Schenkel in der Fläche eines der Elemente verankert ist, und dessen anderer Schenkel frei ist, um sich unter Einwirkung des stromaufwärts einwirkenden Drucks zu verformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine biegsame Schürze mit einem umgekehrt "U"-förmigen Querschnitt aufweist, deren Fläche durchgehend ist und deren eines Ende durchgehend und dicht an der Fläche eines der genannten Elemente befestigt ist, wobei die Schürze senkrecht zu demjenigen Ende des Schenkels des "U", dessen Ende an einem der Elemente angebracht werden soll, pseudotorisch geformt ist, wobei die Schürze geeignet ist, durch ein Fluid, das durch die Öffnung des "U" eintritt, aufgeblasen zu werden und eine vorgegebene und variable Dicke der eine relative Dichtigkeit aufweisenden Dichtung zu präsentieren, wobei das Ende der Schürze senkrecht zur linearen Verschiebungsrichtung des bewegbaren Elements angeordnet ist und das andere Ende mit der genannten Fläche des Elements durch Verbindungseinrichtungen verbunden ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Abdichten zwischen zwei jeweiligen Flächen zweier Elemente, welche durch ein zylindrisches Objekt und ein konzentrisches Führungsrohr gebildet sind, wobei das zylindrische Objekt linear in einer zu der Fläche des feststehenden Führungsrohres parallelen Richtung bewegbar ist, wobei das Verfahren das Verwenden einer Dichtvorrichtung in Form eines umgekehrten "U" vorsieht, dessen einer Schenkel in der Fläche eines der Elemente verankert ist, und dessen anderer Schenkel frei ist, um sich unter Einwirkung des stromaufwärts einwirkenden Drucks zu verformen, wobei die Dichtvorrichtung in der Lage ist, eine Abdichtung zwischen einem druckbeaufschlagten ersten Fluid auf der stromaufwärtigen Seite der Vorrichtung und einem auf der stromabwärtigen Seite befindlichen, einen geringeren Druck aufweisenden zweiten Fluid zu gewährleisten, wobei die stromaufwärtige und die stromabwärtige Seite in bezug auf die Richtung der linearen Verschiebung des bewegbaren Elements definiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass

– mindestens eine biegsame Schürze mit umgekehrt "U"-förmigem Querschnitt gebildet wird, deren Fläche durchgehend ist,
– eines der Enden der Schürze durchgehend und dicht an der Fläche des feststehenden oder des bewegbaren Elements angebracht wird,
– das genannte Ende der Schürze senkrecht zur linearen Verschiebungsrichtung des bewegbaren Elements angeordnet und angebracht wird, und
– das andere Ende der Schürze mit der Fläche eines der Elemente mittels Verbindungseinrichtungen befestigt wird, welche in der Lage sind, das erste Fluid in das Innere der "U"-Form eintreten zu lassen, wobei die Schürze senkrecht zu demjenigen Ende des Schenkels des "U", dessen Ende an einem der Elemente angebracht werden soll, pseudotorisch geformt ist,
– wobei die Schürze mittels des druckbeaufschlagten ersten Fluids aufgeblasen wird, welches in das Innere der "U"-Form eindringt, bis die Schürze eine vorbestimmte Weite innehat, die in bezug auf die Fläche des ihr gegenüberliegenden Elements variabel und geringer als der Abstand ist, der die Flächen des feststehenden und des bewegbare Elements trennt, wobei die Schürze eine relative Dichtigkeit zwischen den Elementen gewährleistet.

Vorzugsweise wird als erstes und zweites Fluid Gas, wie beispielsweise Luft, verwendet, wobei die Schürze sich somit nach dem Luftkissenprinzip verhält und eine vorbestimmte Gasleckrate zwischen der sie bildenden Membran und dem Element ermöglicht, in dessen Richtung sie aufgeblasen wird, das heißt, demjenigen, dem sie zugewandt ist, im Gegensatz zu demjenigen an welchem sie befestigt ist.
Dieses Verfahren zur relativen Abdichtung, welches das Funktionsprinzip eines Luftkissens verwendet, ist eine besondere Anwendung dieses Prinzips, deren technische Wirkung überraschend ist, da es sich im vorliegenden Fall der Hauptaufgabe nach nicht darum handelt, den Auftrieb eines bewegbaren Elements auf einer feststehenden Stütze zu bewirken, das sich über dieser in einem Abstand bewegt, der sich in Abhängigkeit von dessen Gewicht und dem Aufblasdruck der Schürzen selbst einstellt: der Gegenstand der Erfindung unterscheidet sich hiervon, da es sich hierbei darum handelt, eine vorgegebene relative Dichtigkeit zwischen den Flächen eines bewegbaren Elements und der Stütze zu erreichen, in bezug auf welche es sich bewegt, wobei der diese trennende Raum geschlossen wird, welcher einen vorgegebenen und durch andere Kriterien als den Druck und das Gewicht, beispielsweise die relativen Abmessungen des festen und des bewegbaren Elements, festgelegten Wert hat, wie dies bei einem Objekt der Fall ist, das sich im Inneren eines zu diesem konzentrischen Rohres bewegt, und welches durch andere, dessen Führung gewährleistende Einrichtungen gestützt ist.
Das Ergebnis ist eine neuartige Dichtvorrichtung und ein ebensolches Verfahren zum Abdichten zwischen einem feststehenden Element und einem in bezug dazu linear bewegbaren Element, welche die gestellte Aufgabe lösen und sehr interessante Realisierungsmerkmale aufweisen, welche insbesondere eine Verbesserung der Kontrolle der Verschiebung des bewegbaren Elements ermöglichen.
Insbesondere ist aufgrund des das Luftkissenprinzip verwendenden erfindungsgemäßen Abdichtverfahrens eine derartige Vorrichtung selbstanpassend, da es sich überraschenderweise herausgestellt hat, dass, wenn sich die Fläche des bewegbaren Elements, aus von der Vorrichtung und dem diese aufblasenden Druck unabhängigen Gründen, von der Fläche des feststehenden Elements entfernt oder sich dieser nähert, die Schürze, welche die Vorrichtung bildet, sich derart verformt, dass der Abstand, welcher dem Raum entspricht, der das Entweichen des stromaufwärtigen Fluids in Richtung des stromabwärtigen Fluids ermöglicht, zwischen der Schürze und dem dieser gegenüberliegenden Element konstant bleibt.
Eine derartige Ausbildung ermöglicht das Unterdrücken von Reibung zwischen dem feststehenden oder dem bewegbaren Element und der Schürze, was eine längere Haltbarkeit der Schürze gewährleistet, und das Vermeiden jeder Gefahr einer Beschädigung der ihr zugewandten Oberfläche des Elements, bei einer gleichzeitigen Minimierung der Gefahren einer Störung der Bahn des bewegbaren Elements.
Da ferner der Austrittsabstand bei konstantem Druck quasi konstant bleibt, gilt dies auch für die Leckrate des stromaufwärtigen Fluids und ermöglicht eine bessere Regelung des Drucks desselben.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, die als nicht einschränkendes Beispiel angeführt und unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen erfolgt, welche zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zwischen zwei Elementen angeordnet ist, von denen eines bewegbar, das andere, an dem die Vorrichtung befestigt ist, feststehend ist, wobei die Vorrichtung gleichermaßen von dem bewegbaren Element getragen sein kann;
2 eine schematische Seitenansicht eines besonderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie derjenigen von 1.
Die den 1 und 2 gemeinsamen Teile sind mit identischen Bezugszeichen versehen.
1 ist eine Darstellung der erfindungsgemäßen Dichtvorrichtung 2. Diese ist zwischen einer Fläche eines feststehenden Elements 4 und derjenigen eines bewegbaren Elements 6 angeordnet, das sich in eine einzige Richtung bewegt, wobei die Bewegung linear und parallel zu der Fläche 16 des feststehenden Elements 4 in einem Abstand D von dieser und in der durch den Pfeil F angegebenen Richtung erfolgt.
Stromaufwärts der Dichtvorrichtung 2 befindet sich ein erstes Fluid 8, vorzugsweise ein Gas wie Luft, das unter einem Druck P₁ steht, der auf das bewegbare Element 6 einwirkt und außerdem in der Lage ist, dessen Bewegung in Richtung des Pfeils F zu gewährleisten.
Stromabwärts der Dichtvorrichtung 2 befindet sich ein zweites Fluid 10 mit einem Druck P₂, der geringer als der Druck P₁ ist, und bei welchem es sich ebenfalls um ein Gas wie Luft handeln kann.
Die in der 1 dargestellte Dichtvorrichtung 2 weist eine Schürze 12 mit einem Querschnitt in Form eines umgekehrten "U" auf, deren Fläche durchgehend ist.
Die Schürze 12 besteht aus einem Material, das aufweist:
einerseits eine hohe Zugfestigkeit in jeder zu ihrer Oberfläche tangentialen Richtung, wobei die Zugkraft durch die Differenz zwischen den Drücken P₁-P₂ bewirkt wird,
andererseits eine große Flexibilität in jeder zu ihrer Oberfläche senkrechten und diese schneidenden Ebene, um sie biegen zu können, wodurch quergerichtete Verformungen möglich sind, damit die Schürze 12 sich an Schwankungen verschiedener Parameter anpassen kann, insbesondere an die quergerichteten Bewegungen des bewegbaren Elements 6.
Das für die Schürze 12 verwendete Material ist vorzugsweise ein echter Verbundstoff, der vorgeformt ist, um der für die Anwendung erforderlichen Gestaltung zu entsprechen, und welcher eine sehr hohe Festigkeit gegenüber den möglicherweise einwirkenden Kräften aufweist.
Dieser Verbundstoff besteht aus verstärktem Elastomer, wobei die innere Verstärkungsstruktur aus Fasern oder Gewebe besteht, die/das in den Elastomermaterialblock eingebettet und von diesem benetzt sind/ist, dessen Außenabmessungen diejenigen der Schürze bestimmen, wobei die innere Struktur in vorbestimmten Abständen von den Außenabmessungen angeordnet ist.
Die Schürze 12 kann aus Polymer gebildet sein, beispielsweise aus Polyurethan, wobei das Polymer vorzugsweise verstärkt ist, um starken Zugkräften zu widerstehen.
Die Verstärkungsstruktur der Schürze 12 besteht im allgemeinen aus Aramidfasern.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Fasern der Verstärkungsstruktur der Schürze 12 in derjenigen Richtung angeordnet, welche ein Absorbieren der Zugkräfte am besten ermöglicht, das heißt hauptsächlich in Richtung der Einwirkung derselben.
Die Dicke der Schürze 12 wird in Abhängigkeit von dem Anwendungszweck der erfindungsgemäßen Dichtvorrichtung 2 gewählt.
Für Drücke P₁ in der Größenordnung von 10⁶ Pa (10 bar) und einem mittleren Abstand D zwischen den Wänden oder Flächen des bewegbaren und des feststehenden Elements 6, 4 in der Größenordnung von 80 mm, liegt die Dicke der Schürze 12 vorzugsweise zwischen 2 und 5 mm.
Das Ende 14 der Schürze 12 ist mit der Fläche 16 des feststehenden Elements 4 durchgehend und dicht verbunden. Diese Befestigung des Endes 14 ist derart, dass die Fläche der Schürze 12 zu der betreffenden Fläche des Elements, wie der in den Figuren angegebenen Fläche 16 des feststehenden Elements 4, tangential ist.
Diese Verbindung kann insbesondere durch ein System vom Typ eines Flanschs erreicht werden, der durch einen Ansatz gebildet ist, welcher an diesem Ende 14 der Schürze 12 ausgebildet ist und an dem gesamten Rand einer Nut anliegt, welche in dem Element ausgebildet ist, an dem die Dichtvorrichtung 2 angebracht werden soll.
Das andere Ende 18 der Schürze 12 ist mit der selben Fläche des betreffenden Elements, wie beispielsweise der Fläche 16 des feststehenden Elements 4, mittels einer oder mehrerer Haltebänder 20 verbunden, wobei die Haltebänder 20 einerseits eine nicht durchgehende Fläche, durch welche das erste Fluid 8 in die "U"-förmige Öffnung der Schürze 12 zum Aufblasen derselben eindringen kann, und andererseits einen Winkel a mit der genannten Fläche 16 bilden.
Vorzugsweise ist das Ende 14 der Schürze 12 senkrecht zur linearen Bewegungsrichtung des bewegbaren Elements 6 angeordnet.
Im Falle eines bewegbaren Elements 6 mit kreisförmigem Querschnitt, das sich in einem konzentrischen Rohr bewegt, weist die Schürze 12 eine Form auf, die in jeder zu dem Ende des Schenkels des "U", dessen Ende 14 an dem feststehenden Element 4 befestigt werden soll, senkrechten Ebene pseudotorisch ist.
Im folgenden wird das Abdichtverfahren beschrieben, welches die in der 1 dargestellte Dichtvorrichtung 2 verwendet, wobei als stromaufwärts der Dichtvorrichtung 2 befindliches erstes Fluid 8 Gas, beispielsweise Luft, und als stromabwärts dieser Vorrichtung 2 befindliches Fluid 10 das gleiche Gas verwendet wird.
Wenn ein Gasdruck P₁ aufgebracht wird, der höher als der Druck P₂ des Fluids 10 ist, wird durch die innerhalb der Schenkel des "U" der Schürze 12 wirkende Druckdifferenz P₁–P₂ die Schürze 12 aufgeblasen, die sodann einen vorgegebenen und variablen Abstand "d" in bezug auf die Fläche 16 des feststehenden Elements 4 einnimmt.
Unter Einwirkung dieser Druckdifferenz P₁–P₂ wird die Schürze 12 somit zwischen der Fläche 16 des feststehenden Elements 4, an welcher die Schürze 12 durchgehend und dicht befestigt ist, und der Fläche 22 des bewegbaren Elements 6, aufgeblasen.
Es zeigt sich jedoch, dass, sobald die Druckdifferenz P₁–P₂ einen Wert von einigen tausend Pa (mehrere zehn mbar) erreicht und obwohl der Abstand D, welcher die Fläche 16 des feststehenden Elements 4 von der Fläche 22 des bewegbaren Elements 6 trennt, vorab durch andere Mittel festgelegt und definiert wurde, der von der erfindungsgemäßen Schürze 12 in bezug auf die Fläche 16 des feststehenden Elements 4 eingenommene Abstand d kleiner als D ist: die Schürze 12 verhält sich somit nach dem Luftkissenprinzip, wobei der Teil 24 der Schürze 12 nicht in Kontakt mit dem bewegbaren Element 6 gelangt und in einem geringen vorgegebenen Abstand e von diesem entfernt bleibt, der bei einigen tausend Pa (mehrere zehn mbar) Druckdifferenz in der Größenordnung von 1/10 mm liegt.
Es entsteht somit eine vorgegebene Leckrate, welche das Aufblasen der Schürze 12 reguliert und begrenzt und somit eine Selbstregulierung und ein Gleichgewicht der solchermaßen erhaltenen, eine relative Dichtigkeit aufweisenden Vorrichtung bewirkt.
Dieses Abdichtverfahren ist selbst bei größeren Druckdifferenzen beständig, wobei der Leckabstand e mit diesen bis zu 3/10 bis 4/10 mm bei 5 × 10⁵ Pa (5 bar) und bei 15 × 10⁵ (15 bar) in eine Größenordnung von 1 mm zunimmt.
Das bewegbare Element 6 weist eine in der Richtung F verlaufende lineare Bahn auf, die weder durch von Lippendichtungen des Standes der Technik erzeugte Reibungen mechanischen Ursprungs, noch durch seitliche Kräfte gestört wird, welche von diesen Reibungen ausgeübt werden, wenn das bewegbare Element 6 sich in Querrichtung, das heißt entgegen diesen senkrecht zu der Richtung F bewegt. Das Fehlen derartiger mechanischer Reibungen schont ebenfalls die Fläche 22 des bewegbaren Elements 6 sowie die Schürze 12 der erfindungsgemäßen Dichtvorrichtung 2.
Der erhaltene Abstand e, der den Teil 24 der Schürze 12 von der Fläche 22 des bewegbaren Elements 6 trennt, hängt von dem Betrag des Winkels a, den die Verbindungseinrichtungen, hier das/die Halteband/-bänder 20, mit der Fläche 16 des feststehenden Elements 4 bilden, und von der Druckdifferenz zwischen P₁ und P₂ des ersten und des zweiten Fluids 8 und 10 ab. Dieser Abstand verringert sich, wenn ein kleinerer Winkel gewählt wird, und auch wenn sich die Druckdifferenz P₁–P₂ verringert.
Das erfindungsgemäße Abdichtverfahren ermöglicht eine selbsttätige Positionierung der erfindungsgemäßen Dichtvorrichtung im freien Volumen zwischen den Flächen 16 und 22, selbst bei einer hypothetischen seitlichen Bewegung des bewegbaren Elements 6.
Bei einem feststehenden 4 und bewegbaren Element 6 mit kreisförmigem Querschnitt ermöglicht es die Flexibilität der Schürze 12 dieser sich an die Abmessungen und die quergerichteten Bewegungen des bewegbaren Elements 6 anzupassen, das sich im Inneren des feststehenden Elements 4 linear bewegt, wobei sich das bewegbare Element 6 auf einer Seite diesem Element 4 annähern und sich somit gleichzeitig von der diametral gegenüberliegenden Seite desselben entfernen kann: tatsächlich konnte festgestellt werden, dass sich die erfindungsgemäße Dichtvorrichtung 2 bei einem mittleren Abstand D von beispielsweise 80 mm (wobei dieser Abstand jedoch bis zu 150 bis 200 mm betragen kann) verformt und bei einem Abstand weiter nach den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens funktionieren kann, der auf 20 mm verringert oder im Gegenteil auf bis zu 140 mm vergrößert ist, was einer Schwankung der möglichen Abstände von mindestens 40% und sogar bis zu 60 bis 80% entspricht.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtvorrichtung 2, 30 mit einer Schürze 12 mit einem Querschnitt in Form eines umgekehrten "U", deren Wand eine durchgehende und dichte Fläche ist und durch eine mit synthetischen Fasern verstärkte Membran 32 konstanter Dicke gebildet ist. Das Ende 14 der Schürze 12 ist zur durchgehenden und dichten Verbindung mit der Oberfläche eines feststehenden Elements vorgesehen, wobei es sich jedoch auch um diejenigen des bewegbaren Elements handeln kann (welche für beide Hypothesen nicht dargestellt sind), wobei die Verbindung mittels eines Ansatzes 34 erfolgt, der beispielsweise in Form eines Wulstes mit tropfrinnenförmigem Querschnitt ausgebildet sein kann, welcher die zur Befestigung und Abdichtung bestimmte Gegenfläche für ein an dem feststehenden Element 4 fest angebrachtes komplementär geformtes Teil bildet.
Das andere Ende 18 der Schürze oder Membran 32 weist auf:

– einerseits Schlitze 36, die eine in Richtung dieses Endes 18 der Membran 32 unterbrochene Fläche bilden, wobei diese unterbrochene Fläche das Entweichen des ersten Fluids 8, das von stromaufwärtiger Seite her das Innere des dichten "U" der Schürze 12 aufbläst, in Richtung der Außenseite des Schenkels des "U" ermöglicht, der dem Element zugewandt ist, gegen welches sie aufge blasen wird, ohne dass die Membran 32 in Kontakt mit dem Element gelangt, was teilweise gerade an diesem Fluid 8 liegt, das somit in stromabwärtiger Richtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2, 30 durch den Raum e austritt, um diese zu beaufschlagen;
– andererseits einen Befestigungsansatz 38, der beispielsweise durch einen Wulst mit tropfrinnenförmigem Querschnitt gebildet ist, der durch die Schlitze 36 zerschnitten ist und in seiner Mitte ein Loch 40 aufweist, das es ermöglicht, in dieser Figur nicht dargestellte Befestigungsachsen aufzunehmen.

Die Gesamtheit dieser das Ende 18 der Schürze oder Membran 32 bildenden Elemente bildet den selbst-anpassenden Teil der Dichtvorrichtung, die mit den Teilen erhalten wird, welche die Befestigungsachsen mit der Wand 16 des feststehenden Elements 4 verbinden, wie beispielsweise durch Kabel, Bänder, mechanische Einrichtungen, ...
Die Höhe H der Dichtvorrichtung und die Form ihrer Schlitze 36 sind in Abhängigkeit von der gewünschten Leckrate gewählt, wobei die Aufgabe darin besteht, lediglich eine geringe Gasleckrate zuzulassen, welche ab einigen tausend Pa (mehreren zehn mbar) auftreten kann. Die Höhe H kann einige zehn mm bis einige hundert cm betragen; bei großen Höhen kann die Schürze 12 Befestigungselemente 39 in ihrem abgerundeten Teil 41 aufweisen, um diesen selbst bei Fehlen von innerem Druck in Position an der Wand 16 des feststehenden Elements 4 zu halten, wenn dieses vertikal und der abgerundete Teil 41 nach oben gerichtet angeordnet ist.
Im Falle eines feststehenden Elements 4, dessen Wand 16 ein Drehzylinder, wie derjenige 32 des bewegbaren Elements 6, ist, ist das Ende 18 des Dichtelements in einem Kreis mit einem sogenannten Innendurchmesser angeordnet und das Ende 14 ist in einem Kreis mit einem sogenannten Außendurchmesser angeordnet.
Diese Enden 14, 18 können jegliche Form aufweisen, die der Form des Umfangs der einander zugewandten feststehenden und bewegbaren Elemente 4, 6 entspricht: insbesondere wenn das Element, das nicht die erfindungsgemäße Dichtvorrichtung 2, 30 trägt, Vorsprünge oder Vertiefungszonen aufweist, können die Teile des Endes 18 der Schürze 12, welche diesen gegenüberliegen, komplementär geformt werden, und das Druckbeaufschlagen der Schürze 12 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hält diese Teile des Endes 18 ohne Reibung und in dem gleichen selbst-anpassenden Abstand von der Fläche dieser Vorsprünge und/oder Vertiefungszonen wie die übrige Fläche des entsprechenden Elements.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und es können an diesem Ausführungsvariationen je nach den betreffenden feststehenden und bewegbaren Elementen, nach deren Form, deren Art der relativen Verschiebung, den mechanischen Teilen, die zum Befestigen der Vorrichtung an der Erfindung eingesetzt werden sollen, vorgenommen werden.
Wie bereits zuvor erwähnt, kann beispielsweise die erfindungsgemäße Dichtvorrichtung fest mit dem bewegbaren Element 6 verbunden sein und sich mit diesem bewegen, selbst wenn die Quelle zum Druckbeaufschlagen des ersten Fluids von diesem bewegbaren Element 6 unabhängig ist (im übrigen im Gegensatz zu der Verwendung als Luftkissen zum Stützen von Fahrzeugen, welche ihre eigene Schürze versorgen).
Es können gleichermaßen mehrere erfindungsgemäße Dichtvorrichtungen 2, 30 vorgesehen sein, die aufeinanderfolgend in Richtung der linearen Bewegung des bewegbaren Elements 6 und entlang der Fläche 16 des feststehenden Elements 4 angeordnet sind, gegenüber welcher sich das bewegbare Element 6 verschiebt: diese Vorrichtungen 2, 30 sind zueinander parallel und keine von ihnen wird wirksam, bevor das bewegbare Element 6 auf ihrer Höhe angekommen ist, damit der Druck des stromaufwärtigen Fluids 8 sie in Richtung des bewegbaren Elements 6 aufblasen kann; nachdem das bewegbare Element 6 sie passiert hat, entspannt sich die Vorrichtung 2, 30 bis ein Druckgleichgewicht zwischen dem inneren und dem äußeren Volumen des die Schürze 10, 12 bildenden "U" erreicht ist, wie er vor dem Durchlauf des bewegbaren Elements 6 herrschte.

Claims

Dichtvorrichtung (2, 30), die zwischen den jeweiligen Flächen (16, 22) zweier Elemente (4, 6) angeordnet ist, welche durch ein zylindrisches Objekt (6) und ein konzentrisches Führungsrohr (4) gebildet sind, wobei das zylindrische Objekt (6) linear in einer zu der Fläche (16) des feststehenden Führungsrohres (4) parallelen Richtung bewegbar ist, wobei die Dichtvorrichtung (2, 30) die Form eines umgekehrten "U" aufweist, dessen einer Schenkel in der Fläche eines der Elemente verankert ist, und dessen anderer Schenkel frei ist, um sich unter Einwirkung des stromaufwärts einwirkenden Drucks zu verformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine biegsame Schürze (12) mit einem umgekehrt "U"-förmigen Querschnitt aufweist, deren Fläche durchgehend ist und deren eines Ende (14) durchgehend und dicht an der Fläche (16, 22) eines der genannten Elemente (4, 6) befestigt ist, wobei die Schürze (12) senkrecht zu demjenigen Ende des Schenkels des "U", dessen Ende an einem der Elemente angebracht werden soll, pseudotorisch geformt ist, wobei die Schürze (12) geeignet ist, durch ein Fluid (8), das durch die Öffnung des "U" eintritt, aufgeblasen zu werden und eine vorgegebene und variable Dicke der eine relative Dichtigkeit aufweisenden Dichtung zu präsentieren, wobei das Ende (14) der Schürze (12) senkrecht zur linearen Verschiebungsrichtung des bewegbaren Elements (6) angeordnet ist und das andere Ende (18) mit der genannten Fläche (16, 22) des Elements durch Verbindungseinrichtungen (20) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schürze (12) mit ihrem Ende (14) tangential an der Fläche (16, 22) eines der genannten Elemente (4, 6) angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schürze (12) an dem festen Element (4) angebracht ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schürze (12) aus verstärktem Elastomer gebildet ist, wobei die innere Verstärkungsstruktur in Form von Fasern oder Gewebe vorliegt, die/das in den Elastomermaterialblock eingebettet und von diesem benetzt sind/ist, dessen Außenabmessungen diejenigen der Schürze bestimmen, wobei die innere Struktur in vorbestimmten Abständen von den Außenabmessungen angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schürze (12) aus mit Aramidfasern verstärktem Polyurethan besteht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schürze (12) zwischen 2 und 5 mm beträgt.
Verfahren zum Abdichten zwischen zwei jeweiligen Flächen (16, 22) zweier Elemente (4, 6), welche durch ein zylindrisches Objekt (6) und ein konzentrisches Führungsrohr (4) gebildet sind, wobei das zylindrische Objekt (6) linear in einer zu der Fläche (16) des feststehenden Führungsrohres (4) parallelen Richtung bewegbar ist, wobei das Verfahren das Verwenden einer Dichtvorrichtung (2, 30) in Form eines umgekehrten "U" vorsieht, dessen einer Schenkel in der Fläche eines der Elemente verankert ist, und dessen anderer Schenkel frei ist, um sich unter Einwirkung des stromaufwärts einwirkenden Drucks zu verformen, wobei die Dichtvorrichtung (2, 30) in der Lage ist, eine Abdichtung zwischen einem druckbeaufschlagten ersten Fluid (8) auf der stromaufwärtigen Seite der Vorrichtung (2, 30) und einem auf der stromabwärtigen Seite befindlichen, einen geringeren Druck aufweisenden zweiten Fluid (10) zu gewährleisten, wobei die stromaufwärtige und die stromabwärtige Seite in bezug auf die Richtung der linearen Verschiebung des bewegbaren Elements (6) definiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens eine biegsame Schürze (12) mit umgekehrt "U"-förmigem Querschnitt gebildet wird, deren Fläche durchgehend ist, – eines (14) der Enden der Schürze (12) durchgehend und dicht an der Fläche (16) des feststehenden (4) oder des bewegbaren Elements (6) angebracht wird, – das genannte Ende (14) der Schürze senkrecht zur linearen Verschiebungsrichtung des bewegbaren Elements angeordnet und angebracht wird, und – das andere Ende (18) der Schürze (12) mit der Fläche (16) eines der Elemente mittels Verbindungseinrichtungen (20) befestigt wird, welche in der Lage sind, das erste Fluid (8) in das Innere der "U"-Form eintreten zu lassen, – wobei die Schürze (12) senkrecht zu demjenigen Ende des Schenkels des "U", dessen Ende an einem der Elemente angebracht werden soll, pseudotorisch geformt ist, – wobei die Schürze (12) mittels des druckbeaufschlagten ersten Fluids (8) aufgeblasen wird, welches in das Innere der "U"-Form eindringt, bis die Schürze (12) eine vorbestimmte Weite (d) innehat, die in bezug auf die Fläche (16, 22) des ihr gegenüberliegenden Elements variabel und geringer als der Abstand (D) ist, der die Flächen (16, 22) des feststehenden (4) und des bewegbare Elements (6) trennt, wobei die Schürze (12) eine relative Dichtigkeit zwischen den Elementen (4, 6) gewährleistet.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes und zweites Fluid (8, 10) Gas verwendet wird, wobei die Schürze (12) sich somit nach dem Luftkissenprinzip verhält und eine vorbestimmte Gasleckrate ermöglicht.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (e) zwischen der Schürze (12) und dem bewegbaren Element (6) in Abhängigkeit von dem Betrag des Winkels (α), den die Verbindungseinrichtungen (20) mit der Fläche (16) des feststehenden Elements (4) bilden, und dem Druckunterschied zwischen dem stromaufwärtigen Fluid (8) und dem stromabwärtigen Fluid (10) definiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schürze (12) mit einem Druckunterschied P₁-P₂ von einigen tausend Pa (mehrere zehn mbar) aufgeblasen wird, um die Dichtvorrichtung (2, 30) entsprechend anzuordnen, wobei die Schürze (12) eine Weite (d) einnimmt, die höchstens zwei Zehntel mm kleiner als der Abstand (D) ist, welcher die Flächen (16, 22) des feststehenden (4) und des bewegbaren Elements (6) trennt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Dichtvorrichtungen (2, 30) entlang der Fläche (16) des feststehenden Elements (4), gegenüber welcher sich das bewegbare Element (6) verschiebt, angeordnet werden, wobei diese Vorrichtungen (2, 30) zueinander parallel sind.