-
Die
vorliegende Erfindung besteht aus einer Vorrichtung zum Abdichten
einer rotierenden Welle oder einer oszillierenden Stange. Die Abdichtung
bezieht sich auf einen unerwünschten Durchtritt eines flüssigen
Mediums entlang der Welle bzw. Stange. Bei dem flüssigen
Medium handelt es sich bevorzugt um Öl und bei dem abzudichtenden
Gegenstand handelt es sich bevorzugt um die Kolbenstange eines Kolbenkompressors.
-
Beim
Kolbenkompressor wird dein Teil der im Kurbelgehäuse befindlichen Öls
bei jedem Hub von dem Kreuzkopf gegen die Abtrennung zwischen Kurbelgehäuse
und Zwischenstück, bzw. zwischen Kurbelgehäuse
und Arbeitsraum geschleudert. Zur Kraftübertragung wird
die Kolbenstange durch diese Abtrennung geführt und es
ist die Aufgabe der Dichtvorrichtung einen unerwünschten Öleintritt
vom Kurbelgehäuse in das Zwischenstück bzw. in
den Arbeitsraum zu verhindern.
-
Hierzu
werden üblicherweise Ölabstreifringe eingesetzt,
welche in stetigem Kontakt mit der Stange stehen und hierdurch eine Ölleckage
entlang der Stange verhindern sollen.
-
Gerade
bei großen Ölmengen ist dies sehr problematisch
und so kommen häufig mehrere Ölabstreifringe zum
Einsatz, welche oft auch in Kombination mit Kolbenstangendichtungen
zum Abdichten von Gasen und/oder in Kombination mit Drosselringen
Verwendung finden.
-
So
beschreibt der Patentantrag
US 2004/0227301 A1 eine Kombination aus einem
vorgelagerten Ölabstreifring, einem Hauptölabstreifring und
einer Kolbenstangendichtung für Gase um einen unerwünschten Öldurchtritt
zu verhindern.
-
Auch
die Patentanmeldung
EP
1061295 A2 beschreibt eine Abstreifanordnung für
Kolbenstangen. Hier wird ein dem Ölabstreifring vorgelagerter Drosselring
dafür eingesetzt, dass er einen wesentlichen Eintrittsweg
für das Öl versperren und so die abzustreifende
Menge reduzieren soll. Diese reduzierte Ölmenge soll dann
durch den eigentlichen Ölabstreifring als zweiten Ring
zurückgehalten werden.
-
Häufig
ist aber nur eine Reduzierung und kein Ausschalten der Ölleckage
möglich, und so ist ein im Stand der Technik häufig
verwendeter Lösungsansatz die gezielte Rückführung
des Öls, welches aus einer in diesen Fällen akzeptierten
Leckage anfällt.
-
So
beschreibt die Veröffentlichung
GB 995683 die Kombination aus mehreren Ölabstreifringen
und mehreren Kolbenstangendichtungen, wobei das durch eine Leckage
eingedrungene Öl über entsprechend ausgeformte
Aussparungen am Einbaugehäuse der Dichtkombination in das
Kurbelgehäuse zurückgeführt werden soll.
-
Auch
die Patentanmeldung
EP
1283363 A2 beschreibt eine Kombination von Ölabstreifringen und
Kolbenstangendichtungen, wobei das Einbaugehäuse einen
Kanal besitzt, durch den das aus einer Leckage resultierende Öl
abfließen soll.
-
Es
existieren jedoch Kolbenstangenverdichter, bei denen der Einbauraum
für eine Ölabstreifvorrichtung zwischen Kurbelgehäuse
und Zwischenstück bzw. Arbeitsraum sehr begrenzt ist und/oder bei
denen eine Ölrückführung in das Kurbelgehäuse nicht
möglich ist. Hier kommt es darauf an, ein Ölabstreifsystem
zu verwenden, welches sehr effizient ist und möglichst
mit nur einem Ring einen Öldurchtritt verhindert.
-
In
der Literatur werden wie beschrieben jedoch meist Kombinationen
mehrerer Abstreifringe und/oder Dichtringe verwendet, bei denen
zumeist eine gewisse Leckage unter Einbeziehung einer Ölrückführung
geduldet wird.
-
Die
hier zu lösende Aufgabe bestand darin, einen Abstreifring
zu entwickeln, welcher in der Lage sein soll ohne die Verwendung
weiterer Ringe die Ölleckage derart zu reduzieren, dass
eine Rückführung des durchtretenden Öles
in das Kurbelgehäuse nicht notwendig ist.
-
Beschreibung der Erfindung
-
In
dem Stand der Technik findet sich – entsprechend der oben
dargelegten Aufgabenstellung – kein befriedigender Lösungsansatz,
bei dem unter Verwendung nur eines Ölabstreifringes und
ohne zusätzliche Dichtringe oder Drosselringe die Ölleckage derart
reduziert werden kann, dass eine Rückführung des
durchtretenden Öls in das Kurbelgehäuse nicht notwendig
ist.
-
Die
Aufgabenstellung wird in der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst,
dass die Abstreifdichtung (1) in segmentierter Bauart und
in Kombination mit einer speziell gestalteten Innenfläche
(dem abzudichtenden Gegenstand zugewandten Fläche) ausgeführt
wird.
-
Die
Segmentierung erfolgt in der Ebene, welche senkrecht zum axialen
Vektor (14) steht und sie ermöglicht das Nachstellen
der Abstreifdichtung (1) bei auftretendem Verschleiß.
-
Dieses
Nachstellen wurde auch bei einem Ölabsteifring der Patentanmeldung
US 20040227301 A1 realisiert,
nur ist es hier wiederum der Fall, dass radiale Entlastungsnuten
auf der Vorderseite des Ringes und Ausnehmungen auf der inneren
Umfangsfläche vorhanden sind, welche einen Durchtritt des Öls
erlauben, was in der erwähnten Patentschrift durch einen
Kanal zur Ölrückführung in das Kurbelgehäuse
kompensiert wird. So ist diese Konstruktion für das Abdichten
des abzudichtenden Gegenstandes mit nur einem Abstreifring ungeeignet.
-
In
der vorliegenden Erfindung werden die Segmente (3) der
Abstreifdichtung (1) derart ausgeführt, dass die
auf der Innenseite befindliche Abstreifkante (7) den abzudichtenden
Gegenstand (21) vollständig umschließt
und lediglich durch die zur Segmentierung notwendigen Trennschnitte
(2) unterbrochen wird.
-
Um
die Effizienz des Abstreifvorganges zu erhöhen werden erfindungsgemäß die
Segmente (3) der Abstreifdichtung (1) mittels
Federkraft gegen den abzudichtenden Gegenstand gepresst (radiale
Verspannung). In einer bevorzugten Ausführungsform geschieht
dies durch die Verwendung von einem oder mehreren Federelement(en)
(18), welche(s) um die Abstreifdichtung (1) herum
angeordnet ist bzw. sind. Bevorzugt sind die Federelemente (18)
als Spannfedern und hierbei bevorzugt als Schlauchfedern bzw. Zugfedern
ausgeführt. Diese Schlauchfedern befinden sich bevorzugt
in Aussparungen bzw. Nuten (17), welche sich auf der dem
abzudichtenden Gegenstand (21) abgewandten Außenfläche
befinden und in Umfangsrichtung verlaufen. Neben der Verwendung
von Schlauchfedern sind aber auch alle anderen Federarten wie beispielsweise
Biegefedern oder Elastomerfedern zum Anpressen der Segmente (3)
der Abstreifdichtung (1) an den abzudichtenden Gegenstand
(21) denkbar. Ferner ist denkbar, dass die Kraft zur Anpressung
der Segmente (3) der Abstreifdichtung (1) von
Vorrichtungen im Einbauraum beispielsweise unter Verwendung von
Druckfedern aufgebracht wird.
-
Damit
die Dichtigkeit zwischen der vorderen, dem Öl zugewandten
Fläche (4) der Abstreifdichtung (1) und
der vorderen Innenfläche des Einbauraumes (19)
erhöht wird, muss die Abstreifdichtung (1) erfindungsgemäß gegen
die vordere Innenfläche des Einbauraumes (19)
gepresst werden (axiale Verspannung).
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform wird diese axiale Verspannung
durch die Verwendung einer Schlauchfeder bzw. Zugfeder erreicht,
welche gleichzeitig zur radialen Verspannung beiträgt.
Die Schlauchfeder wird derart in einer umlaufenden äußeren
Nut (13) eingebracht, dass die Schlauchfeder vor dem Einbau
der Abstreifdichtung (1) in den dafür vorgesehenen
Raum über die hintere Fläche (5) der Abstreifdichtung
(1) hinausragt. Durch den Einbau der Abstreifdichtung (1)
in den dafür vorgesehenen Raum wird die Schlauchfeder gegen
die hintere Innenfläche des Einbauraumes (20)
gepresst, was durch die Federkraft zu einer Anpressung der vorderen,
dem Öl zugewandten Fläche (4) der Abstreifdichtung
(1) an die vordere Innenfläche des Einbauraumes
(19) führt.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform geschieht die
axiale Verspannung durch den Einsatz eines sogenannten Federtellers,
bei dem Druckfedern zwischen einer Platte und der hinteren Innenfläche
des Einbauraumes (20) angebracht sind. Diese Druckfedern üben
eine Kraft auf die Platte aus und diese Kraft wird von der Platte
auf die Abstreifdichtung (1) übertragen, wodurch
die Abstreifdichtung (1) gegen die vordere Innenfläche
des Einbauraumes (19) gepresst wird. Ebenso denkbar ist
das Entfallen einer zusätzlichen Platte derart, dass die Druckfedern
sich direkt zwischen der hinteren Innenfläche des Einbauraumes
(20) und der Abstreifdichtung (1) befinden und
so die Kraft direkt an die Abstreifdichtung (1) übertragen.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die
axiale Verspannung mittels einer Elastomerfeder.
-
Ferner
sind neben den genannten Ausführungsformen alle im Stand
der Technik vorhandenen Möglichkeiten zum Erreichen einer
axialen Verspannung denkbar.
-
Um
die Dichtheit zwischen der vorderen, dem Öl zugewandten
Fläche (4) der Abstreifdichtung (1) und
der vorderen Innenfläche des Einbauraumes (19)
noch zu erhöhen besitzt eine erfindungsgemäße Ausführungsform
eine Elastomerdichtung zwischen diesen beiden Flächen.
Diese befindet sich in einer umlaufenden Nut auf der vorderen Innenfläche
(19) des zum Einbau der Abstreifdichtung (1) vorgesehenen
Raumes und steht in Kontakt mit der dem Öl zugewandten
Fläche (4) der Abstreifdichtung (1).
-
Wie
bereits beschrieben schließt eine erfindungsgemäße
Ausführungsform die Verwendung einer Schlauchfeder ein,
welche sowohl zur axialen als auch zur radialen Verspannung beiträgt.
Eine solch geartete Schlauchfeder kann auch in Kombination mit beliebigen
anderen Spannfedern auftreten. So ist beispielsweise eine bevorzugte
Ausführungsform die Kombination zweier Schlauchfedern,
von denen eine sowohl zur radialen als auch zur axialen Verspannung
beiträgt und die zweite Schlauchfeder lediglich zur radialen
Verspannung beiträgt.
-
Es
sind beliebige Kombinationen zwischen den zur axialen Verspannung
verwendeten Federelementen und den zur radialen Verspannung verwendeten
Federelementen denkbar.
-
In
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
entsteht die Abstreifkante (7) durch eine Aussparung bzw.
Ausnehmung (6), welche sich auf der vorderen, der dem Öl
zugewandten Fläche (4) der Abstreifdichtung (1)
befindet.
-
Zwischen
der Abstreifkante (7) und dem radialen Vektor (15)
existiert der Winkel α (10), welcher in der vorliegenden
Erfindung einen Wert von 0° bis 89° annehmen kann.
Die richtige Wahl des Winkels α (10) erhöht
die Effizienz des Abstreifvorganges.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Winkel α zwischen
der Abstreifkante (7) und dem radialen Vektor in einem
Bereich von 5° bis 30°, wobei sich ein Winkel α von
15° als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
-
In
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
besitzt die Absteifdichtung (1) eine hintere Innenfläche
(9), welche dem abzudichtenden Gegenstand (21)
zugewandt ist, aber nicht mit der Außenfläche
bzw. Oberfläche des abzudichtenden Gegenstandes (21)
in Kontakt steht.
-
Dies
verringert die Kontaktfläche zwischen der Abstreifdichtung
(1) und dem abzudichtenden Gegenstand (21), wodurch
sich bei gegebener radialer Verspannung der Anpressdruck erhöht.
-
Die
verbleibende Fläche, welche in direktem Kontakt zum abzudichtenden
Gegenstand (21) steht wird im Folgenden als Lauffläche
(8) der Abstreifdichtung (1) bezeichnet.
-
Der
permanente Kontakt der Lauffläche (8) der Abstreifdichtung
(1) mit der Oberfläche des abzudichtenden Gegenstandes
(21) ermöglicht der Abstreifkante (7)
das stetige Entfernen des Öls von dem abzudichtenden Gegenstand
(21). Hierbei ist es wichtig, dass die axiale Verspannung
der Abstreifdichtung (1) in dem Einbauraum derart ausgeführt
ist, dass die Segmente (3) der Abstreifdichtung (1)
den Bewegungen des abzudichtenden Gegenstandes (21) in
radialer Richtung folgen können.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Lauffläche
(8) eine Breite in radialer Richtung von 0,5 bis 3 mm,
wobei sich eine Breite von 1 mm als besonders vorteilhaft erwiesen
hat.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich – in
axialer Richtung betrachtet – die Mitte der Lauffläche
(8) in der Mitte der Abstreifdichtung (1), also
in der Mitte zwischen der vorderen Fläche (4)
und der hinteren Fläche (5). Es ist aber auch denkbar,
dass die Mitte der Lauffläche (8) gegenüber der
Mitte der Abstreifdichtung (1) axial versetzt ist.
-
Durch
diese Ausgestaltung entsteht der Winkel β (11)
zwischen der hinteren Innenfläche (9) der Abstreifdichtung
(1) und dem axialen Vektor (14) bzw. der Oberfläche
des abzudichtenden Gegenstandes (21). Der Winkel β (11)
kann in der vorliegenden Erfindung einen Wert von 0° bis
45° annehmen. Der Wert des Winkels β (11)
beeinflusst im Fall von oszillierenden Stangen (z. B. Kolbenstange)
die Effizienz des Abstreifvorganges. Durch einen geeigneten Wert des
Winkels β (11) wird beim Hub der Stange in positiver
axialer Richtung ein Sog erzeugt. Bei Auftreten einer Leckage kann
dieser Sog die Rückführung des Öls bzw.
eines Teils des Öls auf die vordere Seite der Abstreifdichtung
(1), die dem Öl bzw. der Ölquelle zugewandt
ist, bewirken.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der Winkel β (11)
zwischen der hinteren Innenfläche (9) der Abstreifdichtung
(1) und der Oberfläche des abzudichtenden Gegenstandes
(21) eine Größe von 1° bis 10°,
wobei sich ein Winkel β (11) in der Größe
von 3° als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
-
Bezüglich
der Segmentierung kann die Abstreifdichtung (1) verschiedene
Schnittformen besitzen. Allen erfindungsgemäßen
Schnittformen gemeinsam ist die Tatsache, dass die Trennschnitte
(2) in der Ebene verlaufen, welche senkrecht zum axialen
Vektor (14) steht. Ferner ist allen erfindungsgemäßen
Schnittformen gemeinsam, dass sie bei Verschleiß an der
Lauffläche (8) der Abstreifdichtung (1) und/oder
bei Verschleiß an dem abzudichtenden Gegenstand (21)
ein Nachstellen der Segmente (3) ermöglichen,
so dass der Kontakt zwischen der Lauffläche (8)
der Ab streifdichtung (1) und der Oberfläche des
abzudichtenden Gegenstandes (21) erhalten bleibt.
-
Die
Abstreifdichtung (1) kann zweiteilig, dreiteilig, vierteilig,
fünfteilig oder in noch höherer Teiligkeit ausgeführt
sein. Besonders bewährt haben sich hierbei die dreiteilige
und vierteilige Ausführungsform.
-
In
einer besonderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
sind die Trennschnitte (2) zentrosymmetrisch bezüglich
des Mittelpunktes der Abstreifdichtung (1) in der Ebene,
welche senkrecht zum axialen Vektor (14) steht. Verbindet
man den auf der Innenseite der Abstreifdichtung (1) befindlichen Ansatz
eines Trennschnittes (2) mit dem Mittelpunkt der Abstreifdichtung
(1), so besitzt diese Verbindungslinie einen Winkel γ (12)
zur Mittellinie der Abstreifdichtung (1). Der Winkel γ (12)
wird auf der dem Mittelpunkt der Abstreifdichtung (1) entgegen
gesetzten Seite abgetragen. In dieser Ausführungsform besitzt
der Winkel γ (12) eine Größe
von 30° bis 60°, wobei sich ein Winkel γ (12)
von 45° als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
-
Die
Trennschnitte (2) setzen sich von der Innenseite zur Außenseite
der Abstreifdichtung (1) fort, wobei die Richtung des Trennschnittes
(2) und die Mittellinie der Abstreifdichtung (1)
unter einem Winkel δ (13) zueinander stehen. Der
Winkel δ (13) wird auf der dem Mittelpunkt der
Abstreifdichtung (1) zugewandten Seite abgetragen.
-
In
dieser Ausführungsform besitzt der Winkel δ (13)
eine Größe von 50° bis 90°,
wobei sich ein Winkel von 72° als besonders vorteilhaft
erwiesen hat.
-
In
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
sind die Trennschnitte (2) rotationssymmetrisch in der
Ebene, welche senkrecht zum axialen Vektor steht. Den Mittelpunkt
der Rotation bildet der Mittelpunkt der Abstreifdichtung (1)
in dieser Fläche. Die Richtung eines Trennschnittes (2)
wird hier durch den Winkel ε (16) definiert, welcher
von zwei Verbindungslinien eingeschlossen wird. Die erste Verbindungslinie
verläuft zwischen dem Mittelpunkt der Abstreifdichtung
(1) und dem Ansatz des Trennschnittes (2) auf
der dem abzudichtenden Gegenstand (21) zugewandten Innenseite
der Abstreifdichtung (1). Die zweite Linie verbindet den
Mittelpunkt der Abstreifdichtung (1) und den nächstgelegenen
Punkt auf der dem abzudichtenden Gegenstand (21) zugewandten
Innenfläche der Abstreifdichtung (1) zu dessen
Tangente der Trennschnitt (2) parallel verläuft.
-
Der
Winkel ε (16) kann Werte im Bereich von 0° bis
30° annehmen, wobei ein Winkel im Bereich von 10° bis
20° besonders vorteilhaft ist. Bevorzugt beträgt
der Winkel ε (16) einen Wert von 17°.
-
Die
Abstreifdichtung kann in dieser Schnittform in beliebig viele Segmente
(3) zertrennt sein. Bevorzugt handelt es sich um 3 oder
4 Segmente (3).
-
Auch
wenn diese Schnittformen als besonders vorteilhaft beschrieben sind,
so können alle Schnittformen Verwendung finden, welche
ein kontinuierliches Nachstellen der Segmente (3) der Abstreifdichtung
(1) ermöglichen, so dass die Lauffläche (8)
der Abstreifdichtung (1) auch bei auftretendem Verschleiß stets
in Kontakt mit der Oberfläche des abzudichtenden Gegenstandes
(21) bleibt.
-
In
einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
ermöglicht die vorliegende Erfindung das Abdichten einer
oszillierenden Stange oder einer rotierenden Welle unter Verwendung
nur einer Abstreifdichtung (1).
-
Die
Abstreifdichtung (1) zeichnet sich durch ein hervorragendes
Dichtverhalten aus. Somit ist der Einsatz der erfindungsgemäßen
Abstreifdichtung (1) besonders dann als vorteilhaft zu
bezeichnen, wenn geringe Ölleckagen gefordert sind und
kein Rücklauf des durchtretenden Öls möglich
ist.
-
Das
hervorragende Dichtverhalten bezieht sich sowohl auf das Abdichten
der oszillierenden Stange bzw. rotierenden Welle in Bezug auf einen unerwünschten Öldurchtritt
als auch auf das Abdichten gegenüber Gasen. Die Kombination
dieser beiden positiven Eigenschaften ist besonders vorteilhaft,
wenn große Ölmengen gegen die Abstreifdichtung
(1) geschleudert werden und so ein partieller Überdruck
vor der Abstreifdichtung (1) entsteht, welcher ohne den
Einsatz weiterer Dichtringe von der Abstreifdichtung (1)
abgedichtet werden kann.
-
Durch
den Einsatz einer erfindungsgemäßen Abstreifdichtung
(1) statt einer komplexen Abstreifanordnung aus mehreren
Ringen reduziert sich deutlich die axiale Breite der Abstreifanordnung.
Der Einsatz dieser Abstreifdichtung (1) wird dadurch besonders
vorteilhaft, wenn der zur Installation der Ölabstreifanordnung
vorgesehene Einbauraum von geringer axialer Breite ist.
-
Durch
die Reduktion der Ringanzahl in der Abstreifanordnung ergeben sich
gleichfalls fertigungstechnische Vorteile, wie beispielsweise kürzere Fertigungszeiten
und ein reduzierter Materialeinsatz.
-
Das
Material aus dem die erfindungsgemäße Abstreifdichtung
(1) gefertigt wird kann ein beliebiges Metall, eine beliebige
Metalllegierung, ein beliebiger Kunststoff, bzw. eine beliebige
Kunststoffmischung sein. Auch Kunststoffe mit metallischen Füllstoffen kommen
in betracht sowie Metalle mit Kunststoffadditiven.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform wird die Abstreifdichtung
(1) aus einer Legierung aus Kupfer, Zinn, Zink und Blei
(Rotguss) gefertigt.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Abstreifdichtung
(1) aus einer auf Eisen basierenden Legierung gefertigt,
wobei bevorzugt Grauguss zum Einsatz kommt.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Abstreifdichtung
(1) aus einem Material gefertigt, bei dem Polytetrafluorethylen
(PTFE) die Hauptkomponente darstellt.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Abstreifdichtung
(1) aus einem Material gefertigt, bei dem Polyetheretherketon
(PEEK) die Hauptkomponente darstellt.
-
In
der Beschreibung der erfindungsgemäßen Abstreifdichtung
(1) wurde stets der allgemeine Ausdruck „abzudichtender
Gegenstand” erwähnt. Es sei hier nochmals dargelegt,
dass es sich dabei um eine oszillierende Stange aber auch um eine
rotierende Welle handeln kann.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform wird die erfindungsgemäße
Abstreifdichtung (1) zum Abdichten einer Kolbenstange in
einem Kolbenkompressor verwendet.
-
Ferner
ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen
Abstreifdichtung (1) zum Abdichten einer rotierenden Welle
oder oszillierenden Stange gegenüber anderen flüssigen
Medien denkbar.
-
In
einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Abstreifdichtung (1) ist das Abdichten einer rotierenden
Welle oder oszillierenden Stange gegenüber gasförmigen
Medien denkbar, da die Abstreifdichtung (1) wie beschrieben
auch eine Gasdichtigkeit besitzt.
-
Neben
der Abdichtung gegenüber gasförmigen oder flüssigen
Medien kann die Abstreifdichtung (1) auch zur Abdichtung
gegenüber Kombinationen aus gasförmigen und flüssigen
Komponenten eingesetzt werden.
-
Figuren
-
Zum
verbesserten Verständnis der beantragten Erfindung und
zur Erläuterung von Beispielen für mögliche
Ausführungsformen sind der Beschreibung die folgenden Figuren
hinzugefügt:
-
1 zeigt
eine erfindungsgemäße Ausführungsform
der beantragten Abstreifdichtung (1) in perspektivischer
Darstellung.
-
2 zeigte
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
der beantragten Abstreifdichtung (1) in einer Draufsicht
(rechts), einer Seitenansicht (mittig) und einer vergrößerten
Teilansicht (links unten).
-
3 zeigte
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
der beantragten Abstreifdichtung (1) in einer Draufsicht
(rechts), einer Seitenansicht (mittig) und einer vergrößerten
Teilansicht (links unten).
-
4 zeigt
eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
der beantragten Abstreifdichtung (1) zusammen mit einer
Teilansicht des für den Einbau der Abstreifdichtung vorgesehenen
Raumes und zusammen mit einer Teilansicht des abzudichtenden Gegenstandes
(21)
-
1 zeigt
eine erfindungsgemäße Ausführungsform
der Abstreifdichtung (1) derart, dass man auf der vorderen,
dem Medium zugewandten Fläche (4) der Abstreifdichtung
(1) die Aussparung (6) erkennen kann, durch welche
in diesem Fall die Abstreifkante (7) entstanden ist. Der
Abstreifkante (7) schließt sich in Richtung der
dem Medium abgewandten Fläche (5) auf der Innenseite
der Abstreifdichtung (1) die Lauffläche (8)
an. Der Lauffläche (8) wiederum schließt
sich in Richtung der dem Medium abgewandten Fläche (5)
auf der Innenseite der Abstreifdichtung (1) die hintere
Innenfläche (9) an, welche im eingebauten Zustand
der Abstreifdichtung (1) keinen Kontakt zum abzudichtenden
Gegenstand (21) besitzt.
-
Ferner
sind in 1 die Trennschnitte (2)
zu erkennen, durch die die Abstreifdichtung (1) in Segmente
(3) zerteilt ist, welches ein Nachstellen der Abstreifdichtung
(1) in radialer Richtung bei auftretendem Verschleiß ermöglicht.
-
Auf
der äußeren Fläche der Abstreifdichtung (1)
befindet sich eine umlaufende Nut (17), in der sich ein
Federelement (18) befindet. Dieses Federelement ist in 1 beispielhaft
als schlauchförmige Zugfeder ausgeführt, welche
die Abstreifdichtung (1) in Umfangsrichtung umspannt. Das
Federelement (18) bewirkt durch die Kräfte, welche
in radialer Richtung auf die Segmente (3) übertragen
werden, für eine Steigerung der Effizienz des Abstreifvorganges, sowie
für eine erhöhte Gasdichtheit der Abstreifdichtung
(1).
-
Es
ist ebenso aus 1 ersichtlich, dass sich keine
Nuten, Strömungskanäle, Ablaufkanäle oder ähnliche
konstruktive Elemente vor der Abstreifkante (7) auf der
dem Medium zugewandten Fläche (4) der Abstreifdichtung
(1) oder auf der Innenfläche vor der Abstreifdichtung
(1) befinden. Solche konstruktiven Elemente werden im Stand
der Technik für einen kontrollierten Ölrücklauf
verwendet, welcher bei der vorliegenden Erfindung explizit ausgeschlossen
wird.
-
2 zeigt
die in 1 dargestellte erfindungsgemäße
Ausführungsform der Abstreifdichtung (1) in einer
Draufsicht (rechts), einer Seitenansicht (mittig) und in einer vergrößerten
seitlichen Teilansicht (links unten). Die Draufsicht auf der rechten
Seite von 2 ist eine Vorderansicht und
zeigt die dem abzustreifenden Medium zugewandte Fläche
(4) der Abstreifdichtung. Die Seitenansicht ist derart
angeordnet, dass sich die vordere, dem Medium zugewandte Fläche
(4) der Abstreifdichtung (1) auf der rechten Seite
und die hintere, dem Medium abgewandte Fläche (5)
der Abstreifdichtung (1) auf der linken Seite der Seitenansicht
befindet. Man erkennt in der Draufsicht von 2 die Anordnung
der Trennschnitte (2), durch welche die Abstreifdichtung
(1) in Segmente (3) zerteilt wird. Bei der Betrachtung
der Draufsicht verläuft der axiale Vektor (14)
senkrecht zur Papierebene. Die Winkel γ (12) und δ (13)
werden senkrecht zum axialen Vektor (14), also in der Papierebene
abgetragen.
-
Die
Verbindungslinie zwischen dem Ansatz eines Trennschnittes (2)
und dem Mittelpunkt der Abstreifdichtung (1) bei der Draufsicht
in der Papierebene schließt zusammen mit der Mittellinie
den Winkel γ (12) ein. Der Winkel γ (12)
wird auf der dem Mittelpunkt abgewandten Seite abgetragen. Die Richtung eines
Trennschnittes (2) in der Papierebene schließt zusammen
mit der Mittellinie den Winkel δ (13) ein. Der
Winkel δ (13) wird auf der dem Mittelpunkt zugewandten
Seite abgetragen.
-
Man
erkennt in 2 ferner die umlaufende und
durchgehende Abstreifkante (7) der Abstreifdichtung (1),
welche hier durch eine umlaufende Aussparung (6) auf der
vorderen Fläche (4) der Abstreifdichtung (1)
entstanden ist.
-
Die
Abstreifdichtung (1) besitzt in einer umlaufenden Nut (17)
auf der Außenfläche ein Federelement (18).
Dieses Federelement ist als schlauchförmige Zugfeder ausgebildet
und bewirkt eine radiale und axiale Verspannung.
-
Die
Vergrößerung im linken unteren Bereich von 2 zeigt
die Ausnehmung (6), durch welche die Abstreifkante (7)
entstanden ist. Die Lauffläche (8) schließt
sich der Abstreifkante (7) in Richtung der dem Medium abgewandten
Fläche (5) an. Die hintere Innenfläche
(9) schließt sich der Lauffläche (8)
der Abstreifdichtung (1) in Richtung der dem Medium abgewandten
Fläche (5) an. Der Winkel α (10)
wird einerseits von der Fläche eingeschlossen, welche durch
die Aussparung (6) entstanden ist und sich der Abstreifkante
(7) anschließt, und andererseits von dem radialen
Vektor (15) eingeschlossen, welcher auf der Abstreifkante
(7) und senkrecht zur Lauffläche (8)
steht. Der Winkel β (11) wird von der hinteren Innenfläche
(9) und dem axialen Vektor (14) eingeschlossen.
-
3 zeigt
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
der Abstreifdichtung (1) in einer Draufsicht (rechts),
einer Seitenansicht (mittig) und in einer vergrößerten
seitlichen Teilansicht (links unten). Entgegen der 2 ist
die Draufsicht auf der rechten Seite von 3 eine Rückansicht
und zeigt die dem abzustreifenden Medium abgewandte Fläche
(5) der Abstreifdichtung. Die Seitenansicht ist derart
angeordnet, dass sich die vordere, dem Medium zugewandte Fläche
(4) der Abstreifdichtung (1) auf der rechten Seite
und die hintere, dem Medium abgewandte Fläche (5)
der Abstreifdichtung (1) auf der linken Seite der Seitenansicht
befindet. Bei dieser Ausführungsform sind die Trennschnitte
(2) rotationssymmetrisch in der Ebene, welche senkrecht
zum axialen Vektor steht. Den Mittelpunkt der Rotation bildet der
Mittelpunkt der Abstreifdichtung (1) in dieser Fläche.
Die Richtung eines Trennschnittes (2) wird hier durch den
Winkel ε (16) definiert, welcher von zwei Verbindungslinien
eingeschlossen wird. Die erste Verbindungslinie verläuft
zwischen dem Mittelpunkt der Abstreifdichtung (1) und dem
Ansatz des Trennschnittes (2) auf der dem abzudichtenden
Gegenstand (21) zugewandten Innenseite der Abstreifdichtung (1).
Die zweite Linie verbindet den Mittelpunkt der Abstreifdichtung
(1) und den nächstgelegenen Punkt auf der dem
abzudichtenden Gegenstand (21) zugewandten Innenfläche
der Abstreifdichtung (1) zu dessen Tangente der Trennschnitt
(2) parallel verläuft.
-
Ferner
erkennt man in der Seitenansicht, dass sich bei dieser Ausführungsform
zwei umlaufende Nuten (17) auf der Außenfläche
der Abstreifdichtung (1) befinden. Die Nut (17)
in der Nähe der vorderen Fläche (4) der
Abstreifdichtung (1) ist für die Aufnahme eines
Federelementes (18) vorgesehen, welches zur radialen Verspannung
der Segmente (3) der Abstreifdichtung (1) beiträgt.
-
Die
Nut (17) in der Nähe der hinteren Fläche (5)
der Abstreifdichtung (1) ist für die Aufnahme
eines Federelementes (18) vorgesehen, welches sowohl zur
radialen als auch zur axialen Verspannung der Abstreifdichtung (1)
beiträgt.
-
Die
Vergrößerung im linken unteren Bereich von 3 zeigt
die Ausnehmung (6), durch welche die Abstreifkante (7)
entstanden ist. Die Lauffläche (8) schließt
sich der Abstreifkante (7) in Richtung der dem Medium abgewandten
Fläche (5) an. Die hintere Innenfläche
(9) schließt sich der Lauffläche (8)
der Abstreifdichtung (1) in Richtung der dem Medium abgewandten
Seite an. Der Winkel α (10) wird einerseits von
der Fläche, welche durch die Aussparung (6) entstanden
ist und sich der Abstreifkante (7) anschließt,
und andererseits von dem radialen Vektor (15) eingeschlossen,
welcher auf der Abstreifkante (7) und senkrecht zur Lauffläche
(8) steht. Der Winkel β (11) wird von
der hinteren Innenfläche (9) und dem axialen Vektor
(14) eingeschlossen.
-
4 zeigt
einen Teil der Abstreifdichtung (1) im eingebauten Zustand
zusammen mit einem Teil des abzudichtenden Gegenstandes (21),
bei dem es sich bevorzugt um die Kolbenstange eines Kolbenkompressors
handelt.
-
Die
Abstreifdichtung (1) steht an der Lauffläche (8)
in Kontakt mit dem abzudichtenden Gegenstand. An der vorderen, dem
Medium zugewandten Seite der Lauffläche (8) befindet
sich die Abstreifkante (7), welche durch eine Aussparung
(6) entstanden ist. Die hintere Innenfläche (9)
steht nicht in Kontakt mit dem abzudichtenden Gegenstand (21).
-
Die
Abstreifdichtung (1) besitzt eine umlaufende Nut (17)
auf der Außenfläche zur Aufnahme eines Federelementes
(18). In 4 ist dieses Federelement (18)
als schlauchförmige Zugfeder ausgebildet, welche zur axialen
und zur radialen Verspannung beiträgt.
-
Die
vordere, dem Medium zugewandte Fläche (4) der
Abstreifdichtung steht in direktem Kontakt mit der vorderen Innenfläche
(19) des Einbauraumes. Durch die Kraft, welche das Federelement
auf die hintere Innenfläche (20) des Einbauraumes
ausübt wird die Abstreifdichtung mit der vorderen Fläche (4)
gegen die vordere Innenfläche (19) des Einbauraumes
gepresst, was die Dichtigkeit zwischen diesen beiden Flächen
deutlich erhöht.
-
Dies
ist ein Beispiel für die Ausführung der axialen
Verspannung. Neben diesem Beispiel sind weitere Möglichkeiten
der axialen Verspannung denkbar, wie beispielsweise die Verwendung
von Druckfedern mit oder ohne Federteller, sowie die Verwendung
eines separaten für die axiale Verspannung zuständigen
Ringes.
-
Wichtig
ist, dass die vordere, dem Medium zugewandte Fläche (4)
zur Erhöhung der Dichtwirkung durch eine geeignete axiale
Verspannung gegen die vordere Innenfläche (19)
des Einbauraumes gepresst wird.
-
- 1
- Abstreifdichtung
- 2
- Trennschnitt
in der Ebene, welche senkrecht zur Längsrichtung der oszillierenden
Stange oder rotierenden Welle steht
- 3
- Durch
einen Trennschnitt entstandenes Segment der Abstreifdichtung
- 4
- Vordere
Fläche (dem Medium zugewandte Fläche) der Abstreifdichtung
- 5
- Hintere
Fläche (dem Medium abgewandten Fläche) der Abstreifdichtung
- 6
- Umlaufende
Aussparung auf der dem Medium zugewandten Seite der Abstreifdichtung, durch
welche die Abstreifkante ausgeformt sein kann
- 7
- Abstreifkante
der Abstreifdichtung
- 8
- Lauffläche
der Abstreifdichtung
- 9
- Hintere
Innenfläche der Abstreifdichtung
- 10
- Winkel α zwischen
der sich der Abstreifkante anschließenden Fläche
und dem radialen Vektor
- 11
- Winkel β zwischen
der hinteren Innenfläche der Abstreifdichtung und dem axialen
Vektor
- 12
- Winkel γ zwischen
der Mittellinie der Abstreifdichtung und der Linie, welche den Ansatz
eines Trennschnittes an der Innenfläche mit dem Mittelpunkt
der Abstreifdichtung verbindet.
- 13
- Winkel δ zwischen
der Mittellinie der Abstreifdichtung und der Richtung eines Trennschnittes
- 14
- Axialer
Vektor (in Längsrichtung der oszillierenden Stange bzw.
rotierenden Welle)
- 15
- Radialer
Vektor (senkrecht zur Längsrichtung der oszillierenden
Stange bzw. rotierenden Welle)
- 16
- Winkel ε,
welcher von der Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt der Abstreifdichtung und
dem Ansatz eines Trennschnittes auf der Innenseite der Abstreifdichtung
und von der Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt der Abstreifdichtung
und dem Punkt auf der Innenfläche der Abstreifdichtung
zu dem der Trennschnitt tangential verläuft eingeschlossen
wird.
- 17
- Aussparung
(äußere Nut) in Umlaufrichtung auf der der oszillierenden
Stange bzw. rotierenden Welle abgewandten Außenfläche
- 18
- Federelement
zur axialen und/oder zur radialen Verspannung
- 19
- Vordere
Innenfläche des zum Einbau der Abstreifdichtung vorgesehenen
Raumes
- 20
- Hintere
Innenfläche des zum Einbau der Abstreifdichtung vorgesehenen
Raumes
- 21
- Abzudichtender
Gegenstand (rotierende Welle oder oszillierende Stange)
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 2004/0227301
A1 [0005]
- - EP 1061295 A2 [0006]
- - GB 995683 [0008]
- - EP 1283363 A2 [0009]
- - US 20040227301 A1 [0016]