WO2011054533A1

WO2011054533A1 - Dickstofffördervorrichtung mit dichtungselement

Info

Publication number: WO2011054533A1
Application number: PCT/EP2010/006760
Authority: WO
Inventors: Mykola Oleksyuk
Original assignee: Schwing Gmbh
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2011-05-12
Also published as: DE102009052381A1

Abstract

Bei einer Dickstofffördervorrichtung mit einem Dichtungselement (6) auf der Basis von Elastomermaterialien (3) für die Abdichtung von relativ zueinander beweglichen Flächen (1, 2), weist das Dichtungselement mindestens eine nach außen hin abgeschlossene Hohlkammer (4) auf, die mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist.

Description

Dickstofffördervorrichtung mit Dichtungselement

Die Erfindung betrifft eine Dickstofffördervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und insbesondere und bevorzugt ein Dichtungselement für den Einsatz in Dickstoff-, insbesondere Betonförderpumpen, wie etwa Rohrweichen von Betonpumpen, und Rohrleitungskupplungen von Dickstoff- bzw. Betonförderleitungen.

Üblicherweise bestehen Dichtungselemente der in Rede stehenden Art meist zu 100 % aus Elastomermaterialien, etwa aus kautschuk-elastischem Material und dergleichen. Bedarfsweise sind diese Dichtungselemente zusätzlich verstärkt, etwa durch eingelegte Metall- und/oder Kunststoffelemente.

Derartige Dichtungselemente aus Elastomermaterialien werden zwischen den abzudichtenden Bauteilen zumeist unter Vorspannung eingebaut, so dass ein entsprechender Dichtdruck zwischen dem Dichtungselement und den abzudichtenden Bauteilen bzw. Flächen vorhanden ist, der für eine sichere Abdichtung erforderlich ist.

Insbesondere beim Einsatz in Betonförderpumpen unterliegen derartige Dichtungselemente sowie die durch diese abzudichtenden Bauteile einem nicht unerheblichen Verschleiß, bedingt einerseits durch das abrasive Fördermedium Beton und andererseits vor allem bedingt durch den hohen Förderdruck der bei der Betonförderung im Strömungsraum entstehen kann. Besonders verschleißgefährdet sind vor allem Dichtungselemente, die zur Abdichtung beweglicher Bauteile von Betonförderpumpen wie Rohrweichen verwendet werden, hier insbesondere zur Abdichtung des Förderraums einer Betonpumpe bei Anordnung des Dichtungsrings zwischen Schneidplatte der Rohrweiche und einer an den Öffnungen der Förderzylinder der Betonpumpe angeordneten Brillenplatte. An derartigen Dichtverbindungen ist der Verschleiß nicht nur groß, sondern in der Regel auch ungleichmäßig über der Länge bzw. über dem Umfang der in ihrer Form geschlossenen Dichtungselemente. Die Ungleichmäßigkeit des Verschleißes über der Länge von Dichtungselementen ist wesentlich durch asymmetrische Relativverschiebung bzw. -Verformung der abzudichtenden Bauteile zueinander bedingt. Hierbei ist unter Relativverschiebung und -Verformung eine Annäherung bzw. Entfernung der mit dem Dichtungselement im Kontakt stehenden Flächen der abzudichtenden Bauteile zu- bzw. voneinander gemeint. Ein weiterer hauptsächlicher Anwendungsfall für derartige Dichtungsringe sind Rohrleitungskupplungen von Betonförderleitungen, die beispielsweise an Schwenkmasten aufgehängt und geführt sind und durch die der Beton bei pulsierendem Druck gefördert wird.

Fig. 1 zeigt in idealisierter Darstellung einen Längsschnitt durch eine Dichtverbindung, bestehend aus einem herkömmlichen Dichtungselement 3 auf Elastomerbasis, welches unter Vorspannung zwischen zwei abzudichtenden Bauteilen 1 und 2 angeordnet ist. Idealisiert heißt hier, dass die in Fig. 1 dargestellten Verhältnisse im Prinzip auch und vor allem einen Dichtungsring repräsentieren, der bei kreisringförmiger Ausbildung natürlich gekrümmt und nicht geradlinig im Längsschnitt ausgeführt ist. Jedoch lässt sich die Problematik am einfachsten in der in Fig. 1 dargestellten idealisierten Ausbildung eines Dichtungselements als ebenes Bauteil deutlich veranschaulichen. Im Zustandsbild der Fig. 1 findet zwischen den Bauteilen 1 und 2 noch keine Relativbewegung statt, Fig. 1 zeigt also das mit Vorspannung angeordnete Dichtungselement im quasi unbelastetem Zustand zwischen den abzudichtenden Bauteilen. Kommt es unter Betriebsbedingungen aber zu einer Relativverschiebung zwischen den Bauteilen 1 und 2, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, wird das Bauteil 1 relativ zum Bauteil 2 unter der Wirkung äußerer Belastungen bewegt und zwar derart, dass das in Fig. 2 links dargestellte Ende A um einen Betrag s_A in negativer Y-Richtung und das Ende B um einen Betrag SB in positiver Y-Richtung verschoben wird. Hierbei wird zum Zwecke der vereinfachten Darstellung davon ausgegangen, dass die Verschiebung SA gleich groß wie die Verschiebung SB ist.

Fig. 3 zeigt die idealisierten Verläufe der Vorspanndrücke bei den Zustandsbildern gemäß Fig. 1 und Fig. 2. Im Falle von Fig. 1 ist der Vorspanndruck im Dichtungselement über der gesamten Länge der Dichtverbindung konstant (pi=const). Infolge der Verschiebung des Bauteils 1 unter der in Fig. 2 dargestellten Belastungslage steigt der Vorspanndruck am Ende A gegenüber dem Vorspanndruck im Ausgangszustand (p_2A>pi), nimmt vom Ende A zum Ende B kontinuierlich ab und ist am Ende B kleiner als der Ausgangsdruck (ρ2Β<Ρι )· Dies hat zur Folge, dass über der Länge und damit auch über dem Umfang der Dichtverbindung eine ungleichmäßige Abdichtung der Bauteile 1 und 2 vorliegt. Selbstverständlich hängt die Differenz zwischen p₂A und p_2ß von unterschiedlichen Einflussgrößen ab, wovon die Höhe des Vorspanndrucks im Ausgangszustand pi , die Höhe der Relativverschiebung zwischen abzudichtenden Teilen SA und SB sowie natürlich die physikalischen Eigenschaften des Dichtungselements die maßgeblichen Faktoren sind.

Allerdings hat eine ungleichmäßige Abdichtung über der Länge der Dichtverbindung eine Reihe von negativen Folgen. Zum einen ist hier die mangelhafte Funktion der Dichtung zu nennen und bei großen Relativverschiebungen bzw. - Verformungen der abzudichtenden Teile tritt im Falle einer Betonfördereinrichtung der Beton oder der Mörtel an den Stellen geringer Vorspannung des Dichtungselements durch dieses aus, so dass Leckagen entstehen und auch ein Druckabfall in der Förderleitung zu verzeichnen ist.

Ferner ergibt sich bei derartigen Dichtungselementen und den zugehörigen abzudichtenden Bauteilen natürlich auch ein ungleichmäßiger Verschleiß infolge der Bewegung der abzudichtenden Teile relativ zueinander, insbesondere aber auch ein erhöhter Verschleiß infolge einer asymmetrischen Relativverschiebung bzw. - Verformung der abzudichtenden Teile, woraus wiederum eine ungleichmäßige Abdichtung über die Länge der Dichtverbindung resultiert. Dies hat zur Folge, dass man bei derartigen konventionellen Dichtungsringen aus Elastomermaterial in der Praxis eine große Vorspannung des Dichtungselements erzeugt, was aber wiederum letztendlich zu einer überproportionalen Verschleißerhöhung der Dichtung und/oder der abzudichtenden Teile führt. Alles in allem führt eine ungleichmäßige Abdichtung über die Länge der Dichtverbindung zur Verkürzung der Lebensdauer von Dichtungen und der abzudichtenden Teile und schließlich zur Steigerung von Instandhaltungskosten der betroffenen Konstruktionen. Aufgabe der Erfindung ist es, Dichtungselemente einer Dickstoff-, insbesondere Betonförderpumpe und dergleichen zu schaffen, welche auch unter komplexer Belastung zwischen den abzudichtenden Bauteilen und einer dadurch verursachten asymmetrischen Relativverschiebung bzw. -Verformung der abzudichtenden Bauteile zueinander, eine zuverlässige Abdichtung über eine lange Betriebszeit bei gleichzeitig einfachem Aufbau des Dichtungselements gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst, wobei zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet sind.

Nach Maßgabe der Erfindung zeichnet sich die Erfindung durch eine Fördervorrichtung für insbesondere Beton und dergleichen abrasive Dickstoffe aus, deren Dichtungselement für insbesondere getaktete Schieber, Ventile, Weichen und dergleichen bewegliche Bauteile auf der Basis eines Elastomermaterials gebildet ist und mindestens eine nach außen hin abgekapselte Hohlkammer aufweist, die idealerweise vollständig aber zumindest größtenteils, nämlich mindestens zu 90%, vorzugsweise mindestens 95% mit einem inkompressiblen Fluid, insbesondere einem das Verhalten einer Flüssigkeit aufweisenden Medium gefüllt ist, insbesondere mit einer Flüssigkeit. Dies gewährleistet, dass bei Relativverschiebung der abzudichtenden Bauteile zueinander über der gesamten Länge der Dichtverbindung ein gleichmäßiger Dichtdruck gewährleistet ist, was natürlich für eine zuverlässige Abdichtung von großer Bedeutung ist und sich letztendlich auch verschleißmindernd auswirkt. Diese Vorteile werden mit einem einfachen und robusten Aufbau eines Dichtungselements auf Elastomerbasis erreicht, ohne dass hierzu, was die äußere Formgebung des Dichtungselements anbelangt, eine Abänderung erforderlich wäre. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen haben somit auch den Vorteil, dass erfindungsgemäße Dichtungselemente ohne weiteres im Austausch zu konventionellen Dichtungselementen verwendet werden können. Eine entsprechende Nachrüstung ist somit ohne weiteres möglich. In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist das Dichtungselement umlaufend ausgebildet, insbesondere als ringförmiges Dichtungselement. Ein derartiger Dichtungsring eignet sich für die Anordnung an einer Rohrweiche und zwar insbesondere für die Abdichtung zwischen Schneidring und Brillenplatte einer Rohrweiche einer Betonpumpe. Bei Rohrweichen handelt es sich um ein wesentliches Bauteil einer Betonförderpumpe und um allgemein bekannten Stand der Technik, wozu ergänzend beispielsweise auf die DE 3 1 03 321 A I verwiesen wird, so dass weitere Ausführungen zu derartigen Rohrweichen und Betonförderpumpen entbehrlich sind. Allerdings wird der Inhalt dieser Druckschrift, was den Aufbau einer Rohrweiche und einer Betonförderpumpe anbelangt, als Darstellung des Standes der Technik hier miteinbezogen. Ein weiterer hauptsächlicher Anwendungsfall für einen solchen Dichtungsring gemäß der Erfindung ist der Einsatz in Rohrleitungskupplungen, welche für die Verbindung von Rohrleitungsabschnitten von Betonförderleitungen verwendet werden.

Als inkompressibles Medium für die Ausfüllung der Hohlkammer des Dichtungselements eignet sich beispielsweise Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Hydraulik- öl, Wasser oder eine Wasser-Öl-Emulsion, wobei dem Wasser bzw. dem Öl entsprechende Additive zugegeben werden können, um etwa die Alterungsbeständigkeit des Mediums zu erhöhen. Zweckmäßigerweise ist die Flüssigkeit im wesentlichen gasblasenfrei. Dies bedeutet, dass die Flüssigkeit gasblasenfrei ist oder zu einem geringen Teil Gasblasen enthalten kann, etwa weniger als 10%, vorzugsweise weniger als 5%, so dass auch von gasblasenarmer Flüssigkeit gesprochen werden kann, die dann jedenfalls ein weitgehend inkompressibles Verhalten zeigt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Hohlkammer bezüglich eines Dichtungsringes ebenfalls umlaufend am Dichtungselement ausgebildet und zwar entweder innerhalb oder außerhalb des Elastomerteils des Dichtungselementes. Im Falle der Anordnung der Hohlkammer außerhalb des Elastomerteils des Dichtungselementes ist die Flüssigkeit in einer Tasche aus dünnwandigem Material, insbesondere folienartigem Material aufgenommen, welches elastisch bzw. verformbar ist, so dass es die Relativbewegungen zwischen den Bauteilen aufnehmen kann. Bevorzugt ist allerdings die Hohlkammer geschützt innerhalb des Elastomerteils des Dichtungselements selbst angeordnet und damit nach außen hin vollständig abgekapselt. In besonders zweckmäßiger Weise ist die Hohlkammer in zentraler Lage innerhalb des Elastomerteils des Dichtungselements angeordnet, so dass die Elastomercharakteristik des Dichtungselements im wesentlichen vollständig erhalten bleibt, wobei in bevorzugter Weise die Anordnung der Hohlkammer mittig in zentraler Lage des Elastomerteils des Dichtungselements erfolgt.

Alternativ können innerhalb des Elastomerteils des Dichtungselements auch mehrere sich in Längs- oder Umfangsrichtung des Dichtungsrings erstreckende Hohlkammern vorgesehen sein, die bedarfsweise auch über- und/oder nebeneinander angeordnet sein können. In einer weiteren alternativen Ausführungsform können die Hohlkammern in Längsrichtung bzw. in Umfangsrichtung des Dichtungselements in Reihe hintereinander beabstandet zueinander angeordnet sein. Hierbei ist es auch möglich, dass die in Reihe hintereinander angeordneten Hohlkammern auch zu mehreren Reihen neben- und/oder übereinander angeordnet sind.

Die Hohlkammern weisen im Querschnitt des Dichtungselements bevorzugt ovale Querschnitte auf. Zweckmäßig sind aber auch runde Querschnitte oder rechteck- förmige oder quadratische Querschnitte, wobei hier jeweils die Ecken der Rechtecke oder Quadrate vorteilhafterweise abgerundet sind. Die Querschnitte der Hohlkammern können dabei auch aus einer Kombination vorgenannter Querschnitte gebildet werden.

In zweckmäßiger Weise ist der Anteil der Querschnittsfläche der Hohlkammern gegenüber der Restfläche des Dichtungselements, also des flächenbezogenen Elastomeranteils des Dichtungselements wenigstens 10 %, bevorzugt 30 bis 50 %, wodurch die Elastomercharakteristik des Dichtungselements aufrechterhalten bleibt und bedarfsweise auch Verstärkungsmaßnahmen durch Einlegeteile aus Metall oder Kunststoff möglich sind, was insbesondere bei hoch belasteten Dichtungselementen zweckmäßig ist. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen die rein schematisch gehaltenen Figuren Ausführungsformen eines Dichtungselements und zwar

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Dichtungselement nach dem Stand der

Technik in unbelasteter Stellung,

Fig. 2 das in Fig. 1 dargestellte Dichtungselement unter Belastungsverformung,

Fig. 3 ein Diagramm mit einer idealisierten Darstellung bezüglich der

Druckverläufe in dem Dichtungselement im Zustand nach Fig. 1 und nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungselementes in Ringform,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Dichtungselement gemäß der Erfindung in ebenso wie in den anderen weiteren Figuren idealisierter Darstellung,

Fig. 6 das in Fig. 5 dargestellte Dichtungselement, nunmehr unter Belastungsverformung,

Fig. 7 ein Diagramm zur Darstellung der Druckverläufe in einem in den

Figuren 5 und 6 dargestellten Dichtungselement,

Fig. 8 eine Querschnittsansicht aufgrund eines Schnitts längs der Linie A- A in Fig. 6,

Fig. 9 eine Querschnittsansicht längs der Linie B-B in Fig. 6,

Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines

Dichtungselements,

Fig. 1 1 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines

Dichtungselements,

Fig. 12 einen Schnitt längs der Linie A-A zur Darstellung des Querschnitts des in Fig. 1 1 gezeigten Dichtungselements,

Fig. 13 eine weitere Ausführungsform eines Dichtungselements im Längsschnitt sowie Fig. 14 eine weitere Ausführungsform eines Dichtungselements, wiederum im Längsschnitt.

Fig. 4 zeigt einen Dichtungsring 6 mit kreisringförmigem Querschnitt um eine zentrische Achse 7, der aus einem Elastomer gebildet ist. Im einfachsten Falle handelt es sich hierbei um einen kautschuk-elastischen Dichtungsring, der in Fig. 4 nur teilweise im Schnitt dargestellt ist, wobei die beiden Schnittansichten jeweils Querschnitte darstellen, die durch den Schnitt einer Ebene gebildet sind, in welcher die mit 7 bezeichnete zentrische Achse des Dichtungsringes 6 liegt.

Ersichtlich weist der Dichtungsring 6 eine im dargestellten Ausführungsbeispiel zentral angeordnete Hohlkammer 4 auf, die hier vollständig innerhalb des Dichtungsringes eingebettet ist, d. h. vollständig von elastomerem Material des Dichtungsringes umgeben und nach außen hin abgekapselt ist. Diese Hohlkammer 4 ist nach Maßgabe der Erfindung mit einem nicht kompressiblen Fluid, insbesondere einer blasenarmen Flüssigkeit gefüllt. Hierzu eignet sich Hydraulikflüssigkeit, insbesondere Hydrauliköl, aber auch Wasser, welches bedarfsweise mit entsprechenden Additiven versetzt ist oder eine Wasser-Öl-Emulsion, wobei auch hier bedarfsweise der Wasseranteil oder das Öl mit entsprechenden Additiven versehen sein kann. Wesentlich ist, dass die in der Hohlkammer 4 aufgenommene Flüssigkeit die Hohlkammer, die innerhalb des Dichtungsrings entsprechend ringförmig umlaufend und durchgehend ausgebildet ist, vollständig füllt und die Flüssigkeit blasenarm und damit inkompressibel ist.

Derartige Dichtungsringe werden insbesondere für Betonfördervorrichtungen verwendet, was einen hauptsächlichen Anwendungsfall des erfindungsgemäßen Dichtungsringes darstellt. Als Beispiele hierfür sind Rohrweichen einer Betonförderpumpe zu nennen, welche taktweise zwischen zwei Förderöffnungen zweier taktweise betriebener Förderzylinder einer Zweizylinder-Betonförderpumpe angeordnet ist und jeweils in ihren Endlagen die Verbindung des entsprechenden Förderzylinders zu der Betonförderleitung herstellt, wohingegen der andere Förderzylinder in dieser Lage mit einem Vorfüllbehälter verbunden ist, aus dem er Beton ansaugen kann. Hierbei handelt es sich um bekannten Stand der Technik (etwa DE 3 1 03 321 A I ), der hiermit einbezogen wird und deswegen nicht eigens, weil bekannt, erläutert werden muss. In derartigen Rohrweichen werden Dichtungsringe aus kau- tschuk-elastischem Material bzw. einem Elastomer verwendet, die unter Vorspannung angeordnet sind und damit den Schneidring der Rohrweiche auf eine vor und an den Öffnungen der beiden Förderzylinder der Betonpumpe angeordneten Brillenplatte presst, um ein Austreten von Betonbestandteile nach außen hin und einen entsprechenden Druckverlust innerhalb der Förderleitung zu vermeiden.

Ein weiterer Anwendungsfall für derartige Dichtungsringe sind Rohrleitungskupplungen für die Verbindung von Rohrleitungsabschnitten in einem Rohrleitungssystem für die Förderung von unter Druck stehenden Dickstoffen, wie Beton, Mörtel und dergleichen, wobei derartige Förderleitungen beispielsweise an Betonpumpen angeschlossen und an ausschwenkbaren Masten aufgehängt sind. Auch derartige Betonfahrzeuge mit Betonpumpe und auf einer Ladefläche eines Lkws angeordnetem schwenkbaren Mastaufbau sind allgemein bekannt, so dass hier eine Beschreibung im Detail und eine zeichnerische Darstellung entfallen können.

Fig. 5 zeigt ein Dichtungselement im Längsschnitt, wobei im Falle der vorliegenden Beschreibung unter Längsschnitt jeweils ein Schnitt zu verstehen ist, der längs der Linie C-C in Fig. 4 geführt ist, also ein Schnitt durch den Dichtungsring 6 senkrecht zur zentrischen Achse 7 des Dichtungsringes. Hierbei ist die Darstellung in Fig. 5 bezogen auf den in Fig. 4 dargestellten kreisringförmigen Dichtungsring idealisiert, also ohne kreisringförmige Krümmung dargestellt, was der Einfachheit der nachfolgenden Schilderung dient und ebenso berücksichtigt, dass das hier beschriebene Dichtungselement nicht zwingend kreisringförmig oder mit ovalem Querschnitt sein muss, vielmehr auch ein flächiges bzw. geradliniges oder anders geformtes Dichtungselement darstellen kann.

Das in Fig. 5 dargestellte Dichtungselement aus elastomerem Material 3 ist mit einer hier zentrisch angeordneten und sich über die gesamte Länge bzw. des Umfangs erstreckenden Hohlkammer 4 versehen, die im Schnitt auch aus Fig. 8 ersichtlich ist. Die Hohlkammer 4 ist vollständig mit einer Flüssigkeit gefüllt. Fig. 5 zeigt das Dichtungselement in Anordnung zwischen zwei abzudichtenden Teilen 1 und 2, wobei das Elastomer-Dichtelement 3 üblicherweise mit Vorspannung zwischen den Bauteilen 1 und 2 angeordnet ist. Fig. 5 zeigt das Dichtungselement im noch unbelasteten Zustand, wohingegen Fig. 6 das Dichtungselement 6 unter der Wirkung äußerer, asymmetrischer Belastungen zeigt, bei dem das Bauteil 1 relativ zum Bauteil 2 so bewegt wird, dass sein Ende A um einen Betrag SA in negativer Y- Richtung und sein Ende B um einen Betrag SB in positiver Y-Richtung verschoben wird. Hierbei wird zwecks Vereinfachung angenommen, dass SA und SB gleich groß sind. Ersichtlich wird, wie sich aus der Darstellung in Fig. 6 ergibt, die Flüssigkeit infolge der asymmetrischen Belastung verdrängt und zwar in der zeichnerischen Darstellung von links nach rechts aufgrund der belastungsbedingten Formänderung der Hohlkammer 4. Dies beruht auf der Inkompressibilität der die Hohlkammer 4 vollständig ausfüllenden Flüssigkeit, da hierdurch die eingekapselte Flüssigkeit der Formänderung des Systems Rechnung trägt. Der in Fig. 6 dargestellte Zustand des Dichtungselements ergibt sich querschnittsmäßig auch aus den Darstellungen in Fig. 8 und Fig. 9, die deutlich zeigen, dass die eingeschlossene Flüssigkeit der Formänderung des Dichtungselements und der Belastung Rechnung trägt. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Hohlkammer im unbelasteten Zustand ovalen Querschnitt aufweist.

Der Vergleich von Fig. 5 und Fig. 6 ergibt, dass ohne asymmetrische Relativverschiebung der Bauteile 1 und 2 gemäß Fig. 5 sich die erfindungsgemäße Dichtung analog zur konventionellen Elastomerdichtung gemäß Fig. 1 verhält, d. h. der Vorspanndruck im Dichtungselement ist über der Länge der Dichtverbindung konstant (pi=const). Beim Übergang von Fig. 5 zu Fig. 6, also unter Belastung bzw. asymmetrischer Relativverschiebung der beiden Bauteile 1 und 2, wird das Gleichgewicht der Dichtungsverbindung gestört, infolge dessen findet eine Umverteilung der Flüssigkeit in der Hohlkammer 4 statt, wobei die Flüssigkeit vom Ende A des Dichtungselements in Richtung des Endes B .so lange verdrängt wird, bis keine Relativverschiebung der Bauteile 1 und 2 mehr stattfindet und sich damit das Gleichgewicht eingestellt hat. Die vollständig mit Flüssigkeit gefüllte Kammer des erfindungsgemäßen Dichtungselements stellt in mechanischem Sinne einen geschlossenen Flüssigkeitsbehälter dar, wobei unter Vernachlässigung des Schweredrucks der Druck an jeder Stelle der Flüssigkeit in der Kammer gleich groß ist und zwar auch an den Kammerwänden. Somit wirkt, wie sich aus dem Diagramm von Fig. 7 ergibt, auf das Elastomer- Dichtungselement 6 der gleiche konstante Druck wie in der Flüssigkeit (p₂A⁼P2ß)- Demnach ist dadurch eine gleichmäßige Abdichtung durch das Dichtungselement über die gesamte Länge der Dichtungsverbindung gewährleistet.

Bei den vorstehenden Betrachtungen wurde angenommen, dass die Beträge SA und SB der entgegengerichteten Verschiebungen der beiden Enden des Bauteils 1 gleich groß sind. In diesem Fall ergibt sich für den Zustand in Fig. 6 ein absolut gleicher Vorspanndruck im Dichtelement wie im Zustand gemäß Fig. 5 (pi=p₂). Wenn allerdings SA und SB unterschiedlich groß und/oder gleichgerichtet sind, wird auch die Höhe der Vorspanndrücke pi und p₂ in Fig. 6 unterschiedlich ausfallen. Die Konstanz des Druckverlaufs über der Länge der Dichtverbindung im Zustand gemäß Fig. 6 wird aber trotzdem erhalten, d. h. p₂ bleibt konstant. Aufgrund dieses hydrostatischen Wirkprinzips wird über die Länge der Dichtverbindung, d. h. über die Länge des Dichtungselements bzw. über den gesamten Umfang des Dichtungselements im Falle der Ausbildung des Dichtungselements als Dichtungsring eine gleichmäßige Abdichtung gewährleistet und zwar über eine sehr lange Lebensdauer der Dichtung und mit sehr einfachen Maßnahmen, die die Formgestalt der üblichen Dichtungselemente nicht verändern müssen. Deswegen können vorhandene Dichtungselemente ohne weiteres durch die erfindungsgemäßen Dichtungselemente ersetzt werden ohne dass Umbauarbeiten erforderlich wären.

Fig. 10 zeigt eine Abwandlung eines Dichtungselements, bei dem die Hohlkammer 4 nicht innerhalb des Elastomerteils 3 des Dichtungselements 6 angeordnet ist, sondern relativ gesehen oberhalb des Elastomerteils 3 und auf diesem anliegend angeordnet ist. Die Hohlkammer 4 ist durch eine Tasche gebildet, die sich im dargestellten Ausführungsbeispiel über die Länge des Dichtungselements 6 bzw. im Falle eines Dichtungsrings über den Umfang erstreckt und in der das nicht kompressible Fluid gekapselt ist.

In der Darstellung gemäß Fig. 1 1 sind mehrere Hohlkammern 4 über der Höhe und/oder der Breite, jedoch innerhalb des Elastomerteils 3 angeordnet.

Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 1 1 , wobei in der Darstellung gemäß Fig. 12 insgesamt vier Hohlkammern 4 vorgesehen sind, die übereinander und nebeneinander angeordnet, jedoch innerhalb des Elastomerteils 3 des Dichtungselements 6 vorgesehen sind. Wie sich aus Fig. 12 ergibt, sind die Hohlkammern 4 im unbelasteten Zustand mit ovalem Querschnitt ausgebildet. Es sind aber auch andere Querschnitte möglich, wie etwa der aus Fig. 4 ersichtliche Querschnitt oder auch kreisrunde Querschnitte und dergleichen geeignete Querschnitte.

Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform ähnlich der Ausführungsform nach Fig. 10, wobei hier jedoch die die Hohlkammer 4 bildende Tasche nachgeschaltet bzw. unterhalb des Dichtungselements bzw. des Elastomerteils 3 und zwar anliegend am abzudichtenden Bauteil 2 angeordnet ist.

Fig. 14 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform, wobei hier wiederum das Dichtungselement 6 im Längsschnitt dargestellt ist. Hierbei sind mehrere in Reihe hintereinander angeordnete Hohlkammern 4a und 4b vorgesehen, die wiederum vollständig mit blasenarmer Flüssigkeit gefüllt sind, wobei je nach Länge des Dichtungselements bzw. des Umfangs des Dichtungselements im Falle eines Dichtungsringes entsprechend viele Hohlkammern 4a, 4b hintereinander angeordnet sind. Der Abstand zwischen den Hohlkammern ist hierbei so gewählt, dass damit der im Wesentlichen selbe Abdichtungseffekt wie im Falle einer durchgehenden Kammer erreicht wird, was dadurch möglich ist, dass der Zwischenraum zwischen den Hohlkammern durch ein elastomeres Material, nämlich das Elastomerteil 3 gebildet ist. Im Rahmen dieses Konzepts der Fig. 14 sind auch Ausführungsformen einbezogen, bei denen die Hohlkammern übereinander angeordnet sind, wobei es hierbei auch bevorzugt ist, dass im Falle von beispielsweise zwei übereinander angeordneten Reihen aus hintereinander geschalteten Hohlkammern 4a, 4b die Hohlkammern der einen Reihe zu den Hohlkammern der anderen Reihe versetzt auf Lücke angeordnet sind. Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, dass über die Breite, also über den Querschnitt des Dichtungselements her gesehen, analog der Ausführungsform nach Fig. 12 ebenfalls mehrere Hohlkammern nebeneinander und mit Abstand zueinander angeordnet sein können. Ausdrücklich ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass die Erfindung keinesfalls auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.

Claims

Patentansprüche

1 . Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen, insbesondere Beton, mit einer Förderpumpe und einer daran angeschlossenen Förderleitung und mit Dichtungselementen für die Abdichtung von Bauteilen der Förderpumpe und/oder der Förderleitung gekennzeichnet durch mindestens ein Dichtungselement auf der Basis von Elastomermaterialien, wobei das Dichtungselement (6) mindestens eine nach außen hin abgeschlossene Hohlkammer (4) aufweist, welche vollständig oder mindestens zu 90%, mit einem inkompressiblen Fluid gefüllt ist

2. Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement als umlaufendes, Dichtungselement ausgebildet ist.

3. Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeit Hydraulikflüssigkeit, Wasser oder Wasser-Öl-Emulsion verwendet ist.

4. Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit im wesentlichen gasblasen- frei ist.

5. Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammer bezüglich des Dichtungselements sich über die gesamte Länge oder den gesamten Umfang des Dichtungselements erstreckt.

6. Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die das inkompressible Fluid auf- nehmende Hohlkammer (4) außerhalb des Elastomerteils (3) des Dichtungselementes (6) anliegend angeordnet ist.

7. Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammer (4) innerhalb des Elastomerteils (3) des Dichtungselements (6) angeordnet ist.

8. Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammer des Dichtungselements in zentraler Lage des Dichtungselements (6) angeordnet ist.

9. Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement mehrere in Längsrichtung sich erstreckende oder sich iri Umfangsrichtung des Dichtungselements erstreckende Hohlkammern (4, 4a, 4b) über- und/oder nebeneinander aufweist.

10. Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung oder in Umfangsrichtung des Dichtungselements (6) mehrere in Reihe und mit Abstand zueinander angeordnete Hohlkammern (4a, 4b) angeordnet sind.

1 1. Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Dichtungselement mehrere Reihen von Hohlkammern (4a, 4b) neben- und/oder übereinander angeordnet sind.

12. Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammer(n) (4) im Querschnitt des Dichtelements mit

ovalem, rundem oder rechteckförmigem Querschnitt mit gerundeten Ecken ausgebildet oder auch eine Kombination vorgenannter Querschnitte sind.

13. Vorrichtung zur Förderung von Dickstoffen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Hohlkammern (4, 4a, 4b) wenigstens 10 %, des Querschnitts des Elastomerteils (3) des Dichtungselements (6) beträgt.