WO2020188038A1 - Innenspannender rechteckdichtring - Google Patents

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WO2020188038A1
WO2020188038A1 PCT/EP2020/057634 EP2020057634W WO2020188038A1 WO 2020188038 A1 WO2020188038 A1 WO 2020188038A1 EP 2020057634 W EP2020057634 W EP 2020057634W WO 2020188038 A1 WO2020188038 A1 WO 2020188038A1
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WO
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sealing ring
rectangular sealing
ring
run
bevel
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PCT/EP2020/057634
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Heine
Michail MICHAILIDIS
Heino KRAMP
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Konzelmann GmbH
Original Assignee
Konzelmann GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/12—Details
    • F16J9/14—Joint-closures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3464—Mounting of the seal
    • F16J15/3488—Split-rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3268—Mounting of sealing rings
    • F16J15/3272—Mounting of sealing rings the rings having a break or opening, e.g. to enable mounting on a shaft otherwise than from a shaft end

Definitions

  • the invention relates to an internally tensioning rectangular sealing ring for sealing a shaft from a housing, the rectangular sealing ring being insertable into a groove arranged circumferentially on a shaft bore, the rectangular sealing ring being interrupted along its circumferential direction at a joint and two ring end sections being formed, and the rectangular sealing ring being formed radially has an outer surface pointing outwards, an inner clamping surface pointing radially inwards and opposite flank surfaces pointing in the axial direction.
  • Rectangular sealing rings are used, for example, to seal rotary unions in gearboxes.
  • Such rotary feedthroughs are used to supply and control rotating devices with a fluid. It is known to operate actuators by means of pressurized oil, which is supplied via the rotary feedthrough.
  • one within a Housing rotating shaft has a central and at least one radial bore extending therefrom, which opens into a pressure chamber. The pressure space is limited by the shaft and the housing.
  • the fluid is fed to the pressure chamber via the housing or the bores in the shaft and is discharged opposite via the bores or the housing.
  • Rectangular sealing rings are provided on both sides of the pressure chamber to seal off the pressure chamber from the gap formed between the shaft and the housing. Since the fluid is under high pressure and the shaft can rotate at high speeds, the rectangular sealing rings are subject to high mechanical and thermal loads.
  • the rectangular seals are guided in grooves that are usually molded into the shaft.
  • the sealing pairings lie between the flank surfaces of the rectangular sealing ring and the flanks of the groove in the shaft into which the rectangular sealing ring is inserted, as well as between the outer surface of the rectangular sealing ring and the surface of the shaft bore of the housing.
  • Externally tensioning rectangular sealing rings are often made of flea-temperature thermoplastics. They are open at one point along their circumference and form a joint, also called a lock, there. The interruption makes it possible to expand a rectangular sealing ring for assembly so that it can be pushed over the shaft to the groove and assembled therein.
  • Different lock geometries are known for the joints, for example a butt joint, a lap joint, a double-T lock or step locks.
  • the lock area has a poorer sealing effect due to the design.
  • Internally tensioning sealing rings are used in grooves which are formed circumferentially around the shaft in the surface of the shaft bore of the housing.
  • the seal pairings are formed between the flank surfaces of the rectangular sealing ring and the flanks of the groove made in the housing and between the inner surface of the rectangular sealing ring and the outer surface of the shaft.
  • Internally tensioning sealing rings are mainly designed as cast rings with different types of butt joints.
  • externally tensioning rectangular sealing rings made from a polymer have the advantage of a greater variety of locks combined with significantly less leakage.
  • the numerous known lock geometries, however, have so far not all been able to be implemented in internally clamping, polymeric rectangular sealing rings, since only those lock geometries can be realized that enable a directional installation.
  • the object of the invention is to create an internally tensioning rectangular sealing ring which enables non-directional assembly for a large number of lock types.
  • the object of the invention is achieved in that at least one run-on bevel is arranged on at least one ring end section, that the at least one run-on bevel is oriented obliquely to the circumferential direction and obliquely to the radial direction of the rectangular sealing ring and that the at least one starting bevel, starting from a non-tensioned state of the rectangular sealing ring , with a reduction in the radius of the rectangular sealing ring brought about by pretensioning the rectangular sealing ring, a first mechanical contact, pointing in the circumferential direction, is formed between the opposite ring end sections.
  • the radial direction points radially outward onto the rectangular sealing ring. She stands with it perpendicular to the circumferential direction.
  • the circumferential direction points in each section of the rectangular sealing ring in the direction of the tangent there.
  • the ring end sections move towards one another in the circumferential direction. If the ring end section opposite the run-on bevel meets the run-on bevel, it is deflected radially outward or inward, depending on the inclination of the run-on bevel. The ring end sections slide radially one above the other. A flat spiral forms. The inclination of the at least one run-on slope determines which of the two ring end sections is deflected radially outward and which is deflected radially inward.
  • the rectangular sealing ring For installation in a groove made in a housing, the rectangular sealing ring is pretensioned to such an extent that its outside diameter is smaller than the shaft bore made in the housing.
  • the rectangular sealing ring can now be pushed into the shaft bore in the axial direction.
  • the central axis of the rectangular sealing ring is aligned in the direction of the central axis of the shaft bore.
  • the alignment of the run-on bevel defines which of the two ring end sections lies radially on the outside when the rectangular sealing ring is pretensioned and is therefore inserted first into the groove and which follows.
  • the rectangular sealing ring can advantageously be inserted into the shaft bore in both possible orientations in which its central axis is aligned in the direction of the central axis of the shaft bore. It therefore does not have to be installed in a directional manner, which leads to a significant simplification of the assembly.
  • a simple assembly of the rectangular sealing rings can be achieved in that the at least one run-on bevel is inclined at an angle between 30 ° and 80 °, preferably between 45 ° and 80 °, with respect to the radial direction. In an angular range between 30 ° and 80 °, the ring end sections slide securely over one another when the rectangular sealing ring is pretensioned. In an angle range between 45 ° and 80 °, the additional effort required for radial adjustment of the ring end sections is comparatively low.
  • the at least one run-on bevel has the same angle of inclination with respect to the radial direction and / or the circumferential direction over its entire extent, or that the angle of inclination of the at least one run-on slope changes with respect to the radial direction and / or the circumferential direction along its extent.
  • Starting bevels with a constant angle of inclination are easy to produce.
  • Run-up bevels with a changing angle of inclination allow different radial displacements of the ring end sections relative to one another, depending on the pre-tensioning of the rectangular sealing ring with the same change in its circumference.
  • the force required when pretensioning the rectangular sealing ring can be evened out over the required adjustment path in that the inclination of the run-on bevel relative to the circumferential direction becomes flatter in the direction of movement of the opposite ring end section.
  • the at least one run-on bevel is inclined towards the inner clamping surface of the rectangular sealing ring when the radius of the rectangular sealing ring is reduced by preloading the rectangular sealing ring, or that the at least one run-on bevel is inclined along the joint direction of the opposite ring end section is inclined towards the outer surface of the rectangular sealing ring in the event of a reduction in the radius of the rectangular sealing ring caused by pretensioning the rectangular sealing ring. If the run-on bevel is inclined towards the inner clamping surface of the rectangular sealing ring, the opposite ring end section slides radially under the ring end section on which the run-on bevel is arranged.
  • the opposite ring end section slides radially over the ring end section on which the run-on bevel is arranged.
  • the ring end section which first enters the groove made in the housing is to be introduced radially on the outside and the ring end portion, which is subsequently to be introduced into the groove, is arranged radially on the inside.
  • a possible variant of the invention can be such that at least one first contact section is arranged on the ring end section opposite the ring end section with the at least one run-on bevel, so that the at least one first contact section makes a first mechanical contact in the circumferential direction when the radius of the rectangular sealing ring is reduced by pretensioning the rectangular sealing ring the opposite ring end sections and that the at least one first contact section is rounded facing the at least one run-on bevel or has a bevel oriented in accordance with the inclination of the run-on bevel.
  • the first contact section of the one ring end section strikes the run-up bevel arranged on the opposite ring end section and slides along it according to its inclination.
  • the ring end sections are thereby pushed radially over one another.
  • a uniform sliding movement of the first contact section on the run-up bevel is achieved.
  • the first contact section is not optimally aligned with the run-up bevel. Sharp edges in the contact area between the ring end sections, which can lead to canting when the rectangular sealing ring is pretensioned, are avoided.
  • a bevel of the first contact section aligned according to the inclination of the run-on bevel a large-area contact between the ring end sections is achieved.
  • the starting bevel and the bevel slide smoothly on one another even with large forces. Deformation of the first contact section and the run-on bevel is reliably avoided by the comparatively large contact surface.
  • an axial adjustment can also take place by prestressing the rectangular sealing ring.
  • the axial adjustment can be desired, for example, to achieve a smooth and safe introduction of the rectangular sealing ring into the associated groove.
  • a desired axial adjustment can be achieved by inclining the Starting slope, which then preferably has an axial component, can be achieved. However, it can also be caused unintentionally, in particular when the rectangular sealing ring is installed manually using an appropriate installation tool.
  • a blocking element acts between the opposite ring end sections and that the blocking element limits an axially directed adjustment of the ring end sections to one another.
  • the blocking element specifies how much the ring end sections can be axially offset from one another, ie how large the overlap of the ring end sections must be at least.
  • a sufficiently large, mutual radial support of the ring end sections can be achieved in that the blocking element limits an axially directed adjustment of the ring end sections in such a way that the ring end sections overlap in the axial direction by at least 15% of their dimension measured in the axial direction.
  • the blocking element is in engagement or no longer in engagement with both ring end sections after a predetermined end radius of the rectangular sealing ring has been reached when a rectangular sealing ring is stretched to a smaller radius than the untensioned state. If the blocking element is in engagement with both ring end sections after reaching the specified end radius, it is ensured that the ring end sections do not move axially relative to one another beyond the permissible range during assembly of the rectangular sealing ring in an assigned groove. If the blocking element is no longer in engagement with both ring end sections after the predetermined end radius has been reached, the axial guide is only effective during the pretensioning of the rectangular sealing ring.
  • the pretensioning can take place, for example, in that the rectangular sealing ring is pushed into a conically tapering sleeve along the direction of its central axis.
  • a suitable tool transfers high transverse forces to the rectangular sealing ring.
  • the blocking element prevents the ring end sections through the axially adjust the required transverse forces by more than an allowable range. After the specified end radius has been reached, only comparatively small axial forces act against the insertion direction on the rectangular sealing ring. In this last assembly section, therefore, no additional axial blocking of the ring end sections to one another is required.
  • the snapping of the ring end sections into the groove can be simplified if there is no axial blocking of the ring end sections with respect to one another in this final assembly section.
  • the engagement of the blocking element with one or both ring end sections can take place via a corresponding form-fit connection.
  • the engagement of the blocking element takes place through a fixed connection to one of the ring end sections, preferably that the blocking element is connected in one piece to one of the ring end sections.
  • a rectangular sealing ring according to the invention can be such that, along the direction of movement of the respective opposite ring end section, when the radius of the rectangular sealing ring is reduced by pretensioning, the at least one run-on bevel and the first contact section each merge into a support surface and that the support surfaces are preferably aligned in the circumferential direction of the rectangular sealing ring.
  • the first contact section initially slides along the run-on bevel. If the first contact section reaches the end of the run-on bevel, the ring end sections are arranged radially offset from one another. With a further reduction in the radius of the rectangular sealing ring, the ring end sections now slide past one another in the circumferential direction. The ring end sections bear against one another with their contact surfaces.
  • the radius of the rectangular sealing ring can thus be reduced to the dimension required for insertion into the shaft bore, the one ring end section remaining radially outside and the further ring end section remaining radially inside.
  • centering cams are provided on the outer surface of the internally tensioning rectangular sealing ring, which cause the rectangular sealing ring to be guided radially within the groove.
  • These centering cams are along the circumference of the inner clamping rectangular sealing ring preferably arranged at regular intervals from one another.
  • centering cams are arranged at a distance from one another in the circumferential direction on the outer surface of the rectangular sealing ring and that at least one of the centering cams extends across the circumferential direction over the in the axial direction measured width of the rectangular sealing ring extends.
  • the centering cam closest in the thrust direction of the outwardly adjusted ring end section preferably extends over the entire width of the rectangular sealing ring.
  • the outwardly adjusted ring end section then rests on the centering cam over its entire width measured in the axial direction. There is therefore no risk that the outwardly adjusted ring end section will be axially diverted from the centering cam and thus from the inwardly adjusted ring end section.
  • a shaft can then simply be pushed into a shaft bore and a rectangular sealing ring arranged therein if it is provided that an insertion bevel is arranged at the transitions from the flank surfaces to the inner clamping surface, which is inclined from the flank surfaces to the inner clamping surface.
  • the inside diameter of the internally clamping rectangular sealing ring corresponds at most to the nominal dimension of the shaft diameter of the shaft against which it runs.
  • the rectangular sealing ring mounted in the groove is expanded by the insertion chamfer when the shaft is inserted, so that the shaft can be pushed into the rectangular sealing ring and its inner clamping surface rests firmly against the outer surface of the shaft. If insertion chamfers are provided at both transitions from the flank surfaces to the inner clamping surface, the shaft can be pushed into the rectangular sealing ring from both sides. The rectangular sealing ring can thus be inserted into the groove in both possible axial orientations.
  • Rectangular sealing ring is injection molded from a high-precision processable polymer material.
  • modified high-temperature materials such as polyacryletherketones, polyimides, polyamideimides, polyphthalamides, polyetherimides (PEI, PBMI), polyether ketones, polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyamides (PA) can be used.
  • the polymer material is mixed with at least one filler and / or a reinforcing material.
  • the filler and / or the reinforcing material lead to a high dimensional stability of the rectangular sealing ring. They ensure a sufficiently high contact pressure of the internally clamping rectangular sealing ring on the shaft in order to achieve a good sealing effect with low friction losses.
  • the ring end sections have lock elements that correspond to one another.
  • the ring end sections form a contour area in order to ensure a sealing effect.
  • the lock elements can form positive locking elements.
  • the at least one run-up bevel according to the invention leads to the fact that the lock elements (form-fit elements) are arranged in the correct alignment with respect to one another and are thus inserted into one another in the correct order. In this way, lock geometries can be realized which have low leakage rates. Furthermore, this embodiment according to the invention enables reliable installation in deep bores
  • Fig. 1 in a schematic sectional side view a
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of a detail of an internally clamping rectangular sealing ring
  • Fig. 3 is a perspective view of an internal clamping
  • FIG. 4 shows in a further perspective illustration the internally clamping rectangular sealing ring shown in FIG. 3,
  • FIGS. 3 and 4 shows that shown in FIGS. 3 and 4 in a perspective illustration
  • FIG. 6 shows a perspective view of a double-T lock with second first contact sections
  • Fig. 10 is a perspective view of an internal clamping
  • FIG. 12 shows a first side view of the internally clamping rectangular sealing ring shown in FIG. 11 with a single-stage lock in a non-prestressed state
  • FIG. 13 shows, in a first side view, the internally tensioning rectangular sealing ring shown in FIGS. 11 and 12 with a double T lock in a partially pre-tensioned state
  • FIGS. 11, 12 and 13 shows, in a second side view, the internally clamping rectangular sealing ring shown in FIGS. 11, 12 and 13 with a single stage lock in a non-prestressed state
  • FIG. 15 shows, in a second side view, the internally tensioning rectangular sealing ring shown in FIGS. 11 to 14 with a single-stage lock in a partially pre-tensioned state
  • FIG. 17 shows a sectional illustration of the assembly tool shown in FIG. 16 with a ring receptacle
  • FIGS. 16 and 17 shows that shown in FIGS. 16 and 17 in a sectional illustration
  • FIG. 1 shows, in a schematic lateral sectional illustration, a rotary leadthrough 1 with two internally clamping rectangular sealing rings 40.
  • FIGS. 2 to 19 are schematic and not true to scale.
  • the internally clamping rectangular sealing rings 40 are each arranged in a groove 13.
  • the two grooves 13 are machined circumferentially to form a shaft 20 in an inner surface 14 of a shaft bore 12 of a housing 10. They each have two radially aligned groove flanks that are axially spaced from one another and are closed off opposite the shaft 20 by a groove bottom 13.1.
  • the shaft 20 is rotatable about its longitudinal axis in the shaft bore 12 led. Only a section of the housing 10 and the shaft 20 is shown.
  • a pressure space 30 is formed in the housing 10 around the shaft 20.
  • the pressure chamber 30 is connected to a central bore 22 of the shaft 20, for example, via a radially aligned oil feed 21 introduced into the shaft.
  • the central bore 22 runs axially along the central longitudinal axis of the shaft 20.
  • the housing 10 is pierced by an inlet 11.
  • the inlet 11 creates access to the pressure chamber 30.
  • a gap is formed between the shaft 20 and the housing 10.
  • the gap is sealed on both sides of the pressure chamber 30 by the two internally clamping rectangular sealing rings 40.
  • An inner exit gap 31.1 is formed facing the pressure chamber 30 and an outer exit gap 31.2 facing away from the pressure chamber 12.
  • the internally clamping rectangular sealing rings 40 are each pressed with an inner clamping surface 40.1, as shown in FIG. 2, against an outer surface 23 of the shaft 20.
  • the rotary feedthrough 1 is part of a vehicle transmission (not shown).
  • actuators for example a clutch or other switching elements
  • the oil is fed to the pressure chamber 30 via the inlet 11 of the housing 10.
  • the oil is fed via the oil feed 21 into the central bore 22 of the shaft 20 and along this to the actuators.
  • the oil can also be removed from the central bore 22 through the rotary feedthrough 1.
  • the oil under high pressure is then fed from the central bore 22 via the oil feed 21 to the pressure chamber 30 and from there to the inlet 11 of the housing 10.
  • the oil can, for example, be fed to an actuator from the inlet 11.
  • the oil can have a pressure of 8 MPa, for example, and the shaft 12 can be operated at speeds of up to 15,000 revolutions / min.
  • the internally tensioning rectangular sealing rings 40 seal off the pressure chamber 30 along the gap formed between the shaft 20 and the housing 10, so that the required pressure is maintained and the oil leakage is kept low become. Due to the high pressure and the high speeds, the rectangular sealing rings 40 are exposed to high mechanical and thermal loads. Of course, the rectangular sealing rings 40 according to the invention can also be used for smaller loads.
  • the sealing rings 40 shown in FIG. 1 and the figures described below are made from a plastic.
  • high-temperature materials such as polyacryletherketones (PEK, PEEK) or polyimides (PI, PBMI, PAI, PEI) or any other material suitable for the application, as mentioned above, for example, are preferably used.
  • the plastics are preferably mixed with fillers and reinforcing materials.
  • the rectangular sealing rings 40 are preferably produced by means of an injection molding process. However, it is also conceivable to produce the rectangular sealing rings 40 in some other way by means of the melt in a shaping manner or also by means of machining.
  • the rectangular sealing rings 40 can be made of a polytetrafluoroethylene (PTFE). It is also conceivable to manufacture the rectangular sealing rings 40 from cast materials, in particular as gray cast iron sealing rings.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • FIG. 2 shows a schematic sectional illustration of a detail of a rectangular sealing ring 40.
  • the sectional surface runs radially in the area of a centering cam 41.
  • the centering cam 41 is molded onto a radially outer surface 40.4 of the rectangular sealing ring 40.
  • the outer surface 40.4 is aligned transversely to the radial direction of the rectangular sealing ring 40.
  • the rectangular sealing ring 40 forms radially aligned flank surfaces 40.3.
  • the flank surfaces 40.3 are arranged at a distance from one another in the axial direction. They each merge via a step tapering the rectangular sealing ring 40 into the outer surface 40.4 arranged at an angle to the flank surfaces 40.3.
  • An inner clamping surface 40.1 of the rectangular sealing ring 40 is arranged opposite the outer surface 40.4.
  • the inner clamping surface 40.1 is formed by the inner jacket surface of the rectangular sealing ring 40.
  • the transitions from the Insertion chamfers 40.2 can be provided on flank surfaces 40.3 to the inner clamping surface 40.1.
  • the insertion bevels 40.2 are each aligned at an angle to the inner clamping surface 40.1. They form a transition from the inner clamping surface 40.1 to the flank surfaces 40.3, which is oriented obliquely to the radial direction.
  • the rectangular sealing ring 40 formed in this way can be inserted into a groove 13 on a shaft bore 12 of a housing 10, as shown in FIG. 1.
  • the outer surface 40.4 points in the direction of the groove bottom 13.1.
  • the centering cams 41 can rest at least temporarily on the groove bottom 13.1, whereby the rectangular sealing ring 40 is centered radially.
  • the insertion chamfers 40.2 serve to simplify the insertion of the shaft 20 into the shaft bore 12.
  • the inner diameter of the non-pretensioned rectangular sealing ring 40 is at most the nominal dimension of the outer diameter of the shaft 20.
  • the rectangular sealing ring 40 is widened in such a way that the shaft 20 can be pushed in.
  • Insertion chamfers 40.2 are preferably provided at the two opposite transitions from the flank surfaces 40.3 to the inner clamping surface 40.1. The shaft 20 can thus be pushed into the rectangular sealing ring 40 from both directions.
  • the rectangular sealing ring 40 can thereby be arranged particularly advantageously in both possible orientations in the respective groove 13.
  • the internally tensioning rectangular sealing ring 40 clamps inwardly on the shaft 20 with pressure support.
  • the sealing pairs are formed between the flank surfaces 40.3 of the rectangular sealing ring 40 and the groove flanks 13.2 of the housing-side groove 13 and between the inner clamping surface 40.1 of the rectangular sealing ring 40 and the outer surface 23 of the shaft 20 .
  • FIG. 3 shows a perspective illustration of an internally clamping rectangular sealing ring 40 with a double T lock 50 with a first first contact section 46.1.
  • the inner lateral surface of the internally clamping rectangular sealing ring 40 forms its inner clamping surface 40.1, the opposite side surfaces the flank surfaces 40.3 and the outer lateral surface the outer surface 40.4.
  • the centering cams 41 are arranged uniformly in the circumferential direction along the outer surface 40.4.
  • the rectangular sealing ring 40 is open at a joint 42.
  • the ends of the rectangular sealing ring 40 facing the joint 42 form a first ring end section 43 and opposite a second ring end section 44.
  • the joint 42 is also referred to as a lock.
  • a large number of different types of lock are known, for example butt locks, lap locks or step locks.
  • the inside of the joint 42 is oriented towards the viewer.
  • the joint 42 is designed as a double-T lock 50.
  • a T-piece 58 with a cover section 54 and a web 55 formed thereon is formed on the first ring end section 43, and a fork 51 is formed on the second ring end section 44.
  • the cover section 54 is arranged radially on the outside with respect to the fork 51. In the shown state of the rectangular sealing ring 40, the cover section 54 partially covers the fork 51.
  • the web 55 is molded onto the cover section 54, directed radially inward.
  • the web 55 is aligned along its length in the circumferential direction.
  • the web 55 is arranged axially in the center of the rectangular sealing ring 40.
  • the intermediate space formed between the prongs 53 likewise extends in the circumferential direction of the rectangular sealing ring 40 and is arranged axially in the center of the rectangular sealing ring 40.
  • the web 55 can therefore be displaced in the circumferential direction along the gap.
  • the web 55 is blocked in the axial direction by the prongs 53 of the fork 51.
  • the web 55 thus forms a blocking element 47.1 and the gap forms a guide 47.2. Due to the engagement of the blocking element 47.1 arranged on the first ring end section 43 in the guide 47.2 provided on the second ring end section 44, an axial displacement of the ring end sections 43, 44 with respect to one another is blocked.
  • the interaction of the blocking element 47.1 and the guide 47.2 is predetermined for the rectangular sealing ring 40 shown in FIG. 3 such that the ring end sections 43, 44 lie radially one above the other with no or only a slight axial offset. It is conceivable that the blocking element 47.1 and the guide
  • the web 55 forms a front web edge 55.1 at its end facing the opposite, second ring end section 44. This is arranged opposite a fork base 52 of fork 51. Towards the interior of the rectangular sealing ring 40, the front web edge 55.1 goes over a bevel
  • the prongs 53 of the fork 51 also form an extension of the inner clamping surface
  • the fork 51 and the cover section 54 are thinned in the radial direction with respect to the regions of the rectangular sealing ring 40 that are arranged outside the joint 42. They are aligned offset from one another in the radial direction.
  • the inwardly directed surface of the cover section 54 goes over first run-up bevels
  • FIG. 4 shows in a further perspective illustration the internally clamping rectangular sealing ring 40 shown in FIG. 3.
  • the internally clamping rectangular sealing ring 40 is aligned such that the outside of the joint 42 faces the viewer.
  • the cover section 54 is closed to the outside by a centering section 57.
  • the centering section 57 forms a radially outwardly directed elevation with respect to the outer surface 40.4. Its radially outer surface lies on the same radius as the outer ends of the centering cams 41.
  • the centering section 57 lies opposite the groove bottom 13.1 shown in FIG. The internally tensioning rectangular sealing ring 40 is thereby also guided radially in the region of its joint 42 within the groove 13.
  • the radially outer surfaces of the prongs 53 of the fork 52 form an outwardly directed support surface 48.2. This is offset radially inward with respect to the outer surface 40.4 of the rectangular sealing ring 40 and thus releases a receiving area 56 for the cover section 54 of the T-piece 58.
  • FIG. 5 shows, in a perspective illustration, the double-T lock 50 shown in FIGS. 3 and 4 with the first first contact sections 46.1 as a section of the internally clamping rectangular sealing ring 40.
  • the first first contact sections 46.1 are rounded to indicate the first run-up bevels 45.1.
  • the internally tensioning rectangular sealing ring 40 in the groove 13 shown in FIG. 1, it is pretensioned by a normal force, preferably acting radially over the entire circumference, in such a way that its outer radius is reduced so much that the internally tensioning rectangular sealing ring 40 enters the shaft bore 12 of the housing 10 can be inserted.
  • the ring end sections 43, 44 of the joint 42 are moved towards one another in the circumferential direction.
  • the present first First contact sections 46.1 and the first run-on bevels 45.1 establish the first contact, which acts in the circumferential direction, between the ring end sections 43, 44.
  • the first run-up bevels 45.1 are oriented obliquely to the circumferential direction and obliquely to the radial direction.
  • the first run-up bevels 45.1 are inclined towards the inner clamping surface 40.1 of the rectangular sealing ring 40 in relation to a direction of impact of the second ring end section 44 running in the circumferential direction.
  • the first ring end section 43, on which the first run-on bevels 45.1 are formed are adjusted radially outward and the second ring end section 44, on which the first first contact sections 46.1 are formed, are adjusted radially inward.
  • the ring end sections 43, 44 slide radially one above the other.
  • the web 45 introduced into the guide 47.2 acts as a blocking element 47.1 to provide lateral, axial guidance.
  • the outer diameter of the internally tensioning rectangular sealing ring 40 can be reduced to such an extent that the first first contact sections 46.1 are displaced along the entire length of the first run-on bevels 45.1 measured in the circumferential direction.
  • the first first contact sections 46.1 are advantageously rounded. You can thus slide smoothly along the first run-on bevels 47.1, and snagging is reliably avoided.
  • FIG. 6 shows a perspective view of a double T lock 50 with second first contact sections 46.2.
  • the second first contact sections 46.2 are designed as bevels aligned in accordance with the first run-up bevels 47.1.
  • the second first contact sections 46.2 meet the first run-on bevels 47.1.
  • the second first contact sections 46.2 slide off the first run-on bevels 45.1.
  • the ring end sections 43, 44 are adjusted radially with respect to one another, as is described for FIG. 5.
  • first run-on bevels 45.1 and the second first contact sections 46.2 inclined corresponding to the first run-on bevels 45.1 form large contact surfaces when they meet.
  • This enables the first run-up bevels 45.1 and the second first contact sections 46.2 to move smoothly and mutually.
  • the surface pressure between the first run-on bevels 45.1 and the second first contact sections 46.2 is kept comparatively low even with high forces acting in the circumferential direction.
  • First contact sections 46.2 can thus also be avoided in the case of rectangular sealing rings 40 made from plastic that is comparatively soft compared to metal.
  • first bevels 45.1 shown in FIGS. 3 to 6 ensures that the first ring end section 43 moves radially outward and the second ring end section 44 moves radially inward when the internally tensioning rectangular sealing ring 40 is pretensioned.
  • first outer ring end section 43 snaps into the groove 13.
  • the inner, second ring end section 44 is then inserted into the groove 13.
  • the sequence in which the ring end sections 43, 44 are inserted into the groove 13 is clearly defined by the alignment of the first run-on bevels 45.1.
  • FIG. 7 shows, in a partially sectioned, perspective view, a double-T lock 50 with an inclined front web edge 55.1 of the web 55.
  • the front web edge 55.1 is oriented obliquely to the circumferential direction and obliquely to the radial direction of the rectangular sealing ring 40. It runs offset in the circumferential direction according to the inclination of the first run-on bevels 45.1.
  • the fork base 52 of the fork 51 of the double-T lock 50 is also arranged at an angle corresponding to the front web edge 55.1.
  • the first contact in the circumferential direction between the ring end sections 43, 44 and there between the present first first contact sections 46.1 and the first bevels 45.1 takes place.
  • the distance measured in the circumferential direction between the first first contact sections 46.1 and the first run-up bevels 45.1 is selected to be smaller than the distance between the front web edge 55.1 and the fork base 52.
  • the inclined design of the front web edge 55.1 and the fork base 52 ensures that the front The web edge 55.1 does not touch the fork base 52, while the first first contact sections 46.1 slide along the first run-on bevels 45.1.
  • the distance measured in the circumferential direction between the obliquely aligned front web edge 55.1 and the obliquely aligned fork base 52 is equal to the distance between the first first contact sections 46.1 and the first bevels 45.1.
  • the first initial contact sections 46.1 slide along the first run-up bevels 45.1 and the front web edge 55.1 along the fork base 52. Due to the same inclination of the first run-on bevels 45.1, the front web edge 55.1 and the fork base 52, based on the radial direction and the circumferential direction, the contact surfaces formed slide off one another in the same direction.
  • the additional sliding surface improves guidance of the movement of the ring end sections 43, 44 with respect to one another. The danger of one Breakage of the internally clamping rectangular sealing ring 40 during assembly is reduced.
  • FIGS. 5 to 9 show design variants for forming the bevels and the counterpart running over them for forming a spiral arrangement of the ring in a plane viewed axially.
  • the sliding movement can take place on one of these contours or on both at the same time.
  • FIG. 8 shows, in a partially sectioned, perspective representation, a double T-lock 50 with a radially extending front web edge 52.1 of the web 52.
  • the bevel 55.2 is provided in the transition from the front web edge 52.1 to the radially inwardly facing surface of the web 55.
  • the fork base 52 is oriented obliquely with respect to the circumferential direction and the radial direction of the rectangular sealing ring 40.
  • the first first contact sections 46.1 and the first run-on bevels 45.1 form the first mechanical contact between the ring end sections 43, 44 in the circumferential direction.
  • the distance between the front web edge 55.1 and the fork base 52 is selected so that they do not touch when the rectangular sealing ring 40 is pretensioned.
  • the corner formed between the front web edge 45.1 and the radially inner surface of the web 55 is offset radially outward by the bevel 55.2.
  • FIG. 9 shows, in a partially sectioned, perspective representation, a double T-lock 50 with a straight fork base 52.
  • the front web edge 55.1 is designed obliquely according to the orientation of the first run-on bevels 45.1 in relation to the circumferential direction and the radial direction.
  • the first contact pointing in the circumferential direction
  • the inclined design of the front web edge 55.1 avoids further contact between the ring end sections 43, 44 pointing in the circumferential direction.
  • Fig. 10 shows in a perspective representation the internally clamping rectangular sealing ring 40 with a widened first centering cam 41.1.
  • the first centering cam 41.1 is integrally formed on the outer surface 40.4 of the rectangular sealing ring 40, facing away from the first ring end section 43, in the area of the second ring end section 44.
  • the first ring end section 43 slides with its cover section 54 along a provided inclined surface 41.2 radially outward onto the first centering cam 41.1.
  • the first centering cam 41.1 extends in the axial direction over the entire width of the internally tensioning rectangular sealing ring 40. It thus ensures that the two ring end sections 43, 44 are neatly guided one on top of the other when the rectangular sealing ring 40 is pretensioned and are not axially offset from one another, as is the case with a narrow one executed centering cam 41 would be the case. This is particularly true because when the rectangular sealing ring 40 is completely pretensioned, the web 55 no longer engages in the guide 47.2 formed between the prongs 53 of the fork 51 and the axial blockage between the two ring end sections 43, 44 is thus eliminated.
  • FIG. 11 shows in a perspective representation the internally clamping rectangular sealing ring 40 with a single-stage lock 80 as a further lock shape suitable for the application of the invention.
  • the single step lock 80 forms the joint 42 of the internally tensioning rectangular sealing ring 40. It connects the two ring end sections 43, 44.
  • FIG. 12 shows, in a first side view, the internally clamping rectangular sealing ring 40 shown in FIG. 11 with the single-stage lock 80 in a non-prestressed state.
  • the first ring end section 43 forms a second cover section 83.
  • the second cover section 83 is located radially on the outside arranged and forms a continuous extension of the outer surface 40.4 of the rectangular sealing ring 40 with its radially outwardly facing surface.
  • the second cover section 83 measured in the radial direction, is tapered in relation to the sections of the internally tensioning rectangular sealing ring 40 lying outside the single step lock 80.
  • a first lateral guide 81 is integrally formed on the second cover section 83 in regions, pointing radially inward.
  • the first side guide 81 is formed in the shape of a web. It runs along an edge of the cover section 83 pointing in the axial direction.
  • the second ring end section 44 is also tapered, measured in the radial direction, in relation to sections of the rectangular sealing ring 40 outside the area of the single-step lock 80. Compared to the first ring end section 43, it lies on a smaller radius. With its surface facing radially inward, the second ring end section 44 forms a continuous extension of the inner clamping surface 40.1 of the internally clamping rectangular sealing ring 40.
  • the second ring end portion 44 is step-shaped pointing in the circumferential direction.
  • a section of the second ring end section 44 opposite the first side guide 81 in the circumferential direction is designed to be shortened compared to a second side guide 82 arranged laterally thereto in the axial direction.
  • a second and a third run-on bevel 45.2, 45.3 are formed on the first ring end section 43.
  • the third bevel 45.3 forms the end of the first side guide 81 pointing in the circumferential direction.
  • the second run-on bevel 45.2 is arranged to the side of the first side guide 81 and set back in the circumferential direction with respect to the third run-on bevel 45.3.
  • the second side guide 82 forms a third first contact section 46.3.
  • the end of the second ring end section 44 which is set back in the circumferential direction with respect to the second side guide 82, is closed by a fourth first contact section 46.4.
  • the third first contact section 46.3 is arranged in the circumferential direction opposite the second run-on bevel 45.2.
  • the fourth first contact section 46.4 is arranged in the circumferential direction opposite the third run-on bevel 45.3.
  • Fig. 12 shows the internally tensioning rectangular sealing ring in its open state.
  • FIG. 13 shows, in the first side view, the internally clamping rectangular sealing ring shown in FIGS. 11 and 12 with a double T-lock in a partially pre-stressed state.
  • the third first contact section 46.3 move towards the second run-on bevel 45.2 and the fourth first contact section 46.4 move towards the third run-on bevel 45.3.
  • the second and third run-on bevels 45.2, 45.3 are inclined towards the inner clamping surface 40.1 of the rectangular sealing ring 40 in the direction of movement of the third and fourth first contact sections 46.3, 46.4.
  • the third and fourth first contact sections 46.3, 46.4 are rounded, as can be seen from FIG. 12.
  • FIG. 14 shows, in a second side view, the internally clamping rectangular sealing ring 40 shown in FIGS. 11, 12 and 13 with the single-stage lock 80 in the non-prestressed state, as shown from the opposite perspective in FIG. 12.
  • 15 shows in a second side view the internally tensioning rectangular sealing ring 40 shown in FIGS. 11 to 14 with the single-step lock 80 in a partially pre-tensioned state corresponding to the illustration in FIG. 13 from the opposite viewing direction.
  • the internally clamping rectangular sealing ring 40 is prestressed during assembly by radially introduced forces.
  • its outer diameter is reduced and the ring end sections 43, 44 move towards one another.
  • the second ring end section 44 is partially displaced in the radial direction under the second cover section 83 of the opposite first ring end section 43.
  • the side guides 81, 82 of the opposite ring end sections 43, 44 bear against one another in the axial direction.
  • the third first contact section 46.3 meets the second run-on bevel 45.2 and the fourth first contact section 46.4 meets the third run-on bevel 45.3.
  • the third and fourth first contact sections 46.3, 46.4 slide along the second and third run-on bevels 45.2, 45.3.
  • the first ring end section 43 is adjusted radially outward and the second ring end section 44 is adjusted radially inward.
  • the alignment of the second and third run-on bevels 45.2, 45.3 obliquely to the circumferential direction, to the radial direction of the rectangular sealing ring 40 and to the inner clamping surface 40.1 ensures that the first ring end section 43 lies radially on the outside and the second ring end section 44 lies radially on the inside when the rectangular sealing ring 40 is pretensioned to be ordered.
  • the first ring end section 43 rests preloaded with its inwardly directed contact surface 48.1 on the outwardly directed contact surface 48.2 of the second ring end section 44.
  • the end of the second cover section 83 pointing in the circumferential direction meets the inclined surface 41.2 of the first centering cam 41.1.
  • the second cover section 83 slides outward along the inclined surface 41.2.
  • a bevel 83.1 is formed on the second cover section 83, with which the second cover section 83 strikes the inclined surface 41.1. A smooth sliding movement is achieved in this way.
  • FIG. 16 shows a perspective illustration of an assembly tool 60.
  • the assembly tool 60 has a handle 61 on which a slotted gripping arm 62 is molded.
  • a slotted gripping arm 62 is molded.
  • four segments of the slotted gripping arm 62 are separated from one another by slots 62.1 along the longitudinal extension of the assembly tool 60. It is conceivable to provide more or less than four segments.
  • a gripper 63 is formed on two radially opposite segments at the end.
  • the gripper 63 is shaped to correspond to a circular segment and forms a receiving groove for holding an internally clamping rectangular sealing ring 40 shown in FIGS. 2 to 15.
  • FIG. 17 shows a sectional illustration of the assembly tool 60 shown in FIG. 16 with a ring holder 64.
  • the ring holder 64 is plate-shaped. On one surface it has a ring receptacle 64.1 into which a rectangular sealing ring 40 shown in FIGS. 2 to 15 is inserted.
  • the rectangular sealing ring 40 can be removed from the ring receptacle 64.1 with the assembly tool 60.
  • the gripper 63 of the assembly tool 60 is pushed axially into the rectangular sealing ring 40. Due to their bevel at the end face, the slotted gripping arms 62 are pressed together by the assembly movement until the receiving groove is displaced towards the rectangular sealing ring 40. The slotted gripping arms 62 then move outward so that the rectangular sealing ring is held in the receiving groove of the gripper 63.
  • the rectangular sealing ring 40 can now be removed from the ring holder 64 using the assembly tool 60.
  • FIG. 18 shows in a sectional illustration the assembly tool 60 shown in FIGS. 16 and 17 with a sleeve 65.
  • the sleeve 65 encloses a conically tapering opening 65.1.
  • the assembly tool 60 is slotted with its Gripping arm 62 pushed into the tapered opening 65.1. As a result, the segments of the slotted gripping arm 62 are pressed together in accordance with the tapering of the conically tapering opening 65.1.
  • the sleeve 65 is inserted with its end opposite the handle 61 of the assembly tool 60 in a sleeve receptacle 15 on a housing 10, as shown in a modified form in FIG.
  • the sleeve receptacle 15 is designed as a step in a shaft bore 12.
  • the groove 13 for receiving the internally clamping rectangular sealing ring 40 is provided in the shaft bore 12.
  • an internally tensioning rectangular sealing ring 40 this is first received by the assembly tool 60, as is described for FIG. 17.
  • the sleeve 65.1 is then inserted into the sleeve receptacle 15 on the housing 10.
  • the slotted gripping arm 62 with its gripper 63 and the internally clamping rectangular sealing ring 40 held on it is pushed into the open end of the sleeve 65.1.
  • the diameter of the conically tapering opening 65.1 corresponds at its end facing away from the housing 10 to at least the outer diameter of the housing bore and its centering cams 41, 41.1 arranged on the outer surface 40.4.
  • the rectangular sealing ring 40 is pushed into the sleeve 65 along its axial direction.
  • the diameter of the conically tapering opening 65.1 corresponds to that of the shaft bore 12 or the housing bore, or it is selected to be slightly smaller.
  • the rectangular sealing ring 40 can thus be pushed out of the sleeve 65 into the shaft bore 12.
  • the rectangular sealing ring 40 is now moved as far as the groove 13 by the assembly tool 60.
  • the rectangular sealing ring 40 relax. For this purpose, first the radially outer ring end section 43, 44 and then the radially inner ring end section 43, 44 snap into the groove 13.
  • the alignment of the bevel 45.1, 45.2, 45.3 or bevel 45.1, 45.2, 45.3 defines which of the ring end sections 43, 44 is arranged radially outside and which is radially inside during pretensioning.
  • the sequence in which the ring end sections 43, 44 are inserted into the groove 13 is thus also specified.
  • Internally clamping rectangular sealing rings 40 can thus be inserted into an external groove 13, which require a predetermined sequence when joining the lock ends. During pretensioning, care does not have to be taken to ensure that the ring end sections 43, 44 are arranged in the correct radial sequence to one another. Since the rectangular sealing rings 40 preferably have an insertion bevel 40.4 on both sides, they can be inserted into the groove 13 in both possible axial orientations.
  • the assembly tool 60 exerts an axially acting force. If at least one blocking element acting axially between the ring end sections 43, 44 is provided, the ring end sections 43, 44 cannot move axially with respect to one another or can only move axially over a permissible range.
  • the rectangular sealing ring 40 is thus deformed according to a flat spiral in which one ring end section 43, 44 lies radially on the other.
  • the internally tensioning rectangular sealing rings according to the invention can particularly preferably be formed from polymers. So it is conceivable to manufacture the internally clamping rectangular sealing rings from high-temperature thermoplastics such as polyether ketones (PEK, PEEK) or polyimides (PE, PBMI, PAI, PE). These can be mixed with various fillers and reinforcing materials in a particularly advantageous manner. High-temperature thermoplastics can be injection-molded or otherwise shaped using the melt. It is also conceivable to manufacture the internally tensioning rectangular sealing rings 40 with this lock modification from polytetrafluoroethylene (PTFE) or from cast materials.
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen innenspannenden Rechteckdichtring (40) zum Abdichten einer Welle (20) gegenüber einem Gehäuse (10), wobei der Rechteckdichtring in eine an einer Wellenbohrung (12) umlaufend angeordneten Nut (13) einsetzbar ist, wobei der Rechteckdichtring entlang seiner Umfangsrichtung an einer Stoßstelle (42) unterbrochen ist und zwei Ringendabschnitte (43, 44) ausgebildet, und wobei der Rechteckdichtring radial nach außen weisend eine Außenfläche (40.4), radial nach innen weisend eine innere Spannfläche (40.1) und gegenüberliegend in axialer Richtung weisende Flankenflächen (40.3) aufweist. Dabei ist es vorgesehen, dass zumindest an einem Ringendabschnitt zumindest eine Anlaufschräge (45.1, 45.2, 45.3) angeordnet ist, dass die zumindest eine Anlaufschräge schräg zur Umfangsrichtung und schräg zur Radialrichtung des Rechteckdichtrings ausgerichtet ist und dass die zumindest eine Anlaufschräge, ausgehend von einem nicht gespannten Zustand des Rechteckdichtrings, bei einer durch Vorspannen des Rechteckdichtrings bewirkten Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings einen ersten in Umfangsrichtung weisenden mechanischen Kontakt zwischen den gegenüberliegenden Ringendabschnitten ausbildet. Der Rechteckdichtring ermöglicht geringe Leckraten und kann ungerichtet montiert werden.

Description

Innenspannender Rechteckdichtring
Die Erfindung betrifft einen innenspannenden Rechteckdichtring zum Abdichten einer Welle gegenüber einem Gehäuse, wobei der Rechteckdichtring in eine an einer Wellenbohrung umlaufend angeordneten Nut einsetzbar ist, wobei der Rechteckdichtring entlang seiner Umfangsrichtung an einer Stoßstelle unterbrochen ist und zwei Ringendabschnitte ausgebildet, und wobei der Rechteckdichtring radial nach außen weisend eine Außenfläche, radial nach innen weisend eine innere Spannfläche und gegenüberliegend in axiale Richtung weisende Flankenflächen aufweist.
Rechteckdichtringe werden beispielsweise zur Abdichtung von Drehdurchführungen in Getrieben verwendet. Solche Drehdurchführungen dienen der Versorgung und Steuerung rotierender Einrichtungen mit einem Fluid. So ist es bekannt, Aktoren mittels Drucköl zu betätigen, welches über die Drehdurchführungen zugeführt wird. In einem typischen Aufbau einer solchen Drehdurchführung weist eine innerhalb eines Gehäuses rotierende Welle eine zentrale und zumindest eine davon abgehende radiale Bohrung auf, die in einen Druckraum mündet. Der Druckraum ist durch die Welle und das Gehäuse begrenzt. Das Fluid wird über das Gehäuse oder über die Bohrungen in der Welle dem Druckraum zugeführt und gegenüberliegend über die Bohrungen bzw. das Gehäuse abgeführt. Zur Abdichtung des Druckraums zu dem zwischen der Welle und dem Gehäuse ausgebildeten Spalt sind beidseitig des Druckraums Rechteckdichtring vorgesehen. Da das Fluid unter einem hohen Druck stehen und die Welle mit hohen Drehzahlen rotieren kann, sind die Rechteckdichtringe einer hohen mechanischen und thermischen Belastung unterworfen.
Die Rechteckdichtungen werden in Nuten geführt, die üblicherweise in die Welle eingeformt sind. Die Dichtpaarungen liegen bei einer solchen Anordnung mit einem außenspannenden Rechteckdichtring zwischen den Flankenflächen des Rechteckdichtrings und den Flanken der Nut in der Welle, in die der Rechteckdichtring eingesetzt ist, sowie zwischen der äußeren Mantelfläche des Rechteckdichtrings und der Oberfläche der Wellenbohrung des Gehäuses. Außenspannende Rechteckdichtringe sind häufig aus Flochtemperatur- Thermoplasten gebildet. Sie sind an einer Stelle entlang ihres Umfanges geöffnet und bilden dort eine Stoßstelle, auch Schloss genannt, aus. Die Unterbrechung ermöglicht es, einen Rechteckdichtring zur Montage aufzuweiten, so dass er über die Welle zu der Nut geschoben und darin montiert werden kann. Für die Stoßstellen sind unterschiedliche Schlossgeometrien bekannt, beispielsweise ein Stumpfstoß, ein Überlappstoß, ein Doppel-T-Schloss oder Stufenschlösser. Der Schlossbereich weist konstruktionsbedingt eine schlechtere Dichtwirkung auf.
Innenspannende Dichtringe werden in Nuten, welche umlaufend zu der Welle in die Oberfläche der Wellenbohrung des Gehäuses eingeformt sind, eingesetzt. Die Dichtpaarungen sind zwischen den Flankenflächen des Rechteckdichtrings und den Flanken der in das Gehäuse eingebrachten Nut sowie zwischen der inneren Mantelfläche des Rechteckdichtrings und der Außenoberfläche der Welle ausgebildet. Innenspannenden Dichtringen sind überwiegend als Gussringe mit unterschiedlichen Arten von Stumpfstößen ausgebildet. Im Vergleich dazu weisen aus einem Polymer hergestellte, außenspannende Rechteckdichtringe den Vorteil einer größeren Schlossvielfalt verbunden mit einer deutlich geringeren Leckage auf. Die zahlreichen bekannten Schlossgeometrien lassen sich allerdings bislang bei innenspannenden, polymeren Rechteckdichtringen nicht alle umsetzen, da hier nur solche Schlossgeometrien realisiert werden können, welche einen gerichteten Montageverbau ermöglichen. Bei einem solchen gerichteten Montageverbau muss sichergestellt werden, dass in einer vorgegebenen Reihenfolge zunächst ein erstes Schlossende in die sich in dem Gehäuse befindliche Nut eingesetzt und anschließend die andere Schlossseite eingeführt wird. Hierzu müssen die Schlossenden der Rechteckdichtringe zunächst aufgezogen und entweder axial oder radial versetzt zueinander montiert werden, was eine sehr aufwändige und zeitintensive Montage zur Folge hat. Dabei müssen die Rechteckdichtringe zusammengedrückt werden, so dass der tordierte Ringdurchmesser deutlich kleiner wird als der Durchmesser der Wellenbohrung in dem Gehäuse.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen innenspannenden Rechteckdichtring zu schaffen, welcher für eine Vielzahl von Schlossarten eine ungerichtete Montage ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass zumindest an einem Ringendabschnitt zumindest eine Anlaufschräge angeordnet ist, dass die zumindest eine Anlaufschräge schräg zur Umfangsrichtung und schräg zur Radialrichtung des Rechteckdichtrings ausgerichtet ist und dass die zumindest eine Anlaufschräge, ausgehend von einem nicht gespannten Zustand des Rechteckdichtrings, bei einer durch Vorspannen des Rechteckdichtrings bewirkten Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings einen ersten in Umfangsrichtung weisenden mechanischen Kontakt zwischen den gegenüberliegenden Ringendabschnitten ausbildet.
Die Radialrichtung weist dabei ausgehend von einer Mittelachse des Rechteckdichtrings radial nach außen auf den Rechteckdichtring. Sie steht damit senkrecht auf der Umfangsrichtung. Die Umfangsrichtung weist in jedem Abschnitt des Rechteckdichtrings in Richtung der dortigen Tangente.
Wird der Rechteckdichtring durch eine vorzugsweise radial nach innen gerichtete Kraft derart vorgespannt, dass sich sein Radius verringert, so bewegen sich die Ringendabschnitte in Umfangsrichtung aufeinander zu. Trifft der der Anlaufschräge gegenüberliegende Ringendabschnitt auf die Anlaufschräge, so wird er entsprechend der Neigung der Anlaufschräge radial nach außen oder nach innen abgelenkt. Die Ringendabschnitte gleiten radial übereinander. Es bildet sich eine ebene Spirale aus. Dabei ist durch die Neigung der zumindest einen Anlaufschräge vorgegeben, welcher der beiden Ringendabschnitte radial nach außen und welcher radial nach innen ausgelenkt wird. Zur Montage in eine in ein Gehäuse eingebrachte Nut wird der Rechteckdichtring so weit vorgespannt, dass sein Außendurchmesser kleiner als die in das Gehäuse eingebrachte Wellenbohrung ist. Der Rechteckdichtring kann jetzt in axialer Richtung in die Wellenbohrung eingeschoben werden. Dabei ist die Mittelachse des Rechteckdichtrings in Richtung der Mittelachse der Wellenbohrung ausgerichtet. Erreicht der Reckteckdichtring die Position der Nut, kann er sich wieder entspannen, wobei sich sein Außenradius vergrößert und der Rechteckdichtring in die Nut einschnappt. Durch die Ausrichtung der Anlaufschräge ist definiert, welcher der beiden Ringendabschnitte bei vorgespanntem Rechteckdichtring radial außen liegt und daher zuerst in die Nut eingeführt wird und welcher nachfolgt. Damit können Schlossgeometrien vorgesehen werden, welche eine vorgegebene Reihenfolge beim Zusammenführen der Ringendabschnitte erfordern. Der Rechteckdichtring kann vorteilhaft in beiden möglichen Ausrichtungen, bei denen seine Mittelachse in Richtung der Mittelachse der Wellenbohrung ausgerichtet ist, in die Wellenbohrung eingeführt werden. Er muss somit nicht gerichtet verbaut werden, was zu einer wesentlichen Vereinfachung der Montage führt.
Eine einfache Montage der Rechteckdichtringe kann dadurch erreicht werden, dass die zumindest eine Anlaufschräge gegenüber der Radialrichtung in einem Winkel zwischen 30° und 80°, vorzugsweise zwischen 45° und 80°, geneigt ist. In einem Winkelbereich zwischen 30° und 80° gleiten die Ringendabschnitte beim Vorspannen des Rechteckdichtrings sicher übereinander. In einem Winkelbereich zwischen 45° und 80° ist der zusätzlich erforderliche Kraftaufwand zur radialen Verstellung der Ringendabschnitte vergleichsweise gering.
Vorzugsweise kann es vorgesehen sein, dass die zumindest eine Anlaufschräge über ihre gesamte Erstreckung den gleichen Neigungswinkel gegenüber der Radialrichtung und/oder der Umfangsrichtung aufweist oder dass sich der Neigungswinkel der zumindest einen Anlaufschräge gegenüber der Radialrichtung und/oder der Umfangsrichtung entlang ihrer Erstreckung ändert. Anlaufschrägen mit gleichbleibendem Neigungswinkel sind einfach herstellbar. Anlaufschrägen mit sich änderndem Neigungswinkel ermöglichen in Abhängigkeit von der vorliegenden Vorspannung des Rechteckdichtrings bei einer gleichen Änderung von dessen Umfang unterschiedliche radiale Verschiebungen der Ringendabschnitte zueinander. Dadurch kann beispielsweise die erforderliche Kraft beim Vorspannen des Rechteckdichtrings über den erforderlichen Verstellweg vergleichmäßigt werden, indem die Neigung der Anlaufschräge gegenüber der Umfangsrichtung in Bewegungsrichtung des gegenüberliegenden Ringendabschnittes flacher wird.
Bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die zumindest eine Anlaufschräge entlang der Stoßrichtung des gegenüberliegenden Ringendabschnitts bei einer durch Vorspannen des Rechteckdichtrings bewirkten Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings zu der inneren Spannfläche des Rechteckdichtrings hin geneigt ist oder dass die zumindest eine Anlaufschräge entlang der Stoßrichtung des gegenüberliegenden Ringendabschnitts bei einer durch Vorspannen des Rechteckdichtrings bewirkten Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings zu der Außenfläche des Rechteckdichtrings hin geneigt ist. Bei einer Neigung der Anlaufschräge hin zur inneren Spannfläche des Rechtreckdichtrings schiebt sich der gegenüberliegende Ringendabschnitt radial unter den Ringendabschnitt, an dem die Anlaufschräge angeordnet ist. Bei einer Neigung der Anlaufschräge hin zur Außenfläche des Rechteckdichtrings schiebt sich der gegenüberliegende Ringendabschnitt radial über den Ringendabschnitt, an dem die Anlaufschräge angeordnet ist. Durch eine geeignete Ausrichtung der Neigung der Anlaufschräge kann somit der Ringendabschnitt, der zuerst in die in das Gehäuse eingebrachte Nut eingeführt werden soll, radial außen und der Ringendabschnitt, der nachfolgend in die Nut eingeführt werden soll, radial innen angeordnet werden.
Eine mögliche Erfindungsvariante kann dergestalt sein, dass an dem dem Ringendabschnitt mit der zumindest einen Anlaufschräge gegenüberliegenden Ringendabschnitt zumindest ein Erstkontaktabschnitt angeordnet ist, dass der zumindest eine Erstkontaktabschnitt bei einer durch Vorspannen des Rechteckdichtrings bewirkten Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings einen ersten in Umfangsrichtung weisenden mechanischen Kontakt zwischen den gegenüberliegenden Ringendabschnitten ausbildet und dass der zumindest eine Erstkontaktabschnitt der zumindest einen Anlaufschräge zugewandt abgerundet ist oder eine entsprechend der Neigung der Anlaufschräge ausgerichtete Abschrägung aufweist. Bei einer durch Vorspannen bewirkten Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings stößt der Erstkontaktabschnitt des einen Ringendabschnitts auf die an dem gegenüberliegenden Ringendabschnitt angeordnete Anlaufschräge und gleitet entsprechend deren Neigung an dieser entlang. Die Ringendabschnitte werden dadurch radial übereinander geschoben. Durch eine Abrundung des Erstkontaktabschnittes wird eine gleichmäßige Gleitbewegung des Erstkontaktabschnittes auf der Anlaufschräge erreicht. Dies gilt auch, wenn der Erstkontaktabschnitt nicht optimal zur Anlaufschräge ausgerichtet ist. Scharfe Kanten im Kontaktbereich zwischen den Ringendabschnitten, welche beim Vorspannen des Rechteckdichtrings zu einer Verkantung führen können, werden vermieden. Bei einer entsprechend der Neigung der Anlaufschräge ausgerichteten Abschrägung des Erstkontaktabschnittes wird ein großflächiger Kontakt zwischen den Ringendabschnitten erzielt. Die Anlaufschräge und die Abschrägung gleiten dadurch auch bei großen wirkenden Kräften leichtgängig aufeinander ab. Eine Deformation des Erstkontaktabschnittes und der Anlaufschräge wird durch die vergleichsweise große Kontaktfläche sicher vermieden.
Neben der radialen Verstellung der Ringendabschnitte zueinander kann durch das Vorspannen des Rechteckdichtrings auch eine axiale Verstellung erfolgen. Die axiale Verstellung kann dabei gewünscht sein, um beispielsweise eine leichtgängige und sichere Einführung des Rechteckdichtrings in die zugehörige Nut zu erreichen. Eine gewünschte axiale Verstellung kann durch eine entsprechende Neigung der Anlaufschräge, welche dann vorzugsweise eine axiale Komponente aufweist, erzielt werden. Sie kann jedoch auch unbeabsichtigt, insbesondere bei einer manuellen Montage des Rechteckdichtrings mit einem entsprechenden Montagewerkzeug, verursacht sein. Um sicherzustellen, dass auch bei axial zueinander verstellten Ringendabschnitten ein Ringendabschnitt radial außen auf dem zweiten Ringendabschnitt aufliegt kann es vorgesehen sein, dass zwischen den gegenüberliegenden Ringendabschnitten ein Blockadeelement wirkt und dass das Blockadeelement eine axial gerichtete Verstellung der Ringendabschnitte zueinander begrenzt. Durch das Blockadeelement wird vorgegeben, wie stark die Ringendabschnitte axial versetzt zueinander angeordnet sein können, wie groß also die Überlappung der Ringendabschnitte mindestens sein muss.
Eine ausreichend große, gegenseitige radiale Abstützung der Ringendabschnitte kann dadurch erreicht werden, dass das Blockadeelement eine axial gerichtete Verstellung der Ringendabschnitte derart begrenzt, dass die Ringendabschnitte in axialer Richtung um mindestens 15 % ihrer in axialer Richtung gemessenen Abmessung überlappen.
Vorzugsweise kann es vorgesehen sein, dass das Blockadeelement bei einem auf einen gegenüber dem ungespannten Zustand kleineren Radius gespannten Rechteckdichtring nach Erreichen eines vorgegebenen Endradius des Rechteckdichtrings in Eingriff oder nicht mehr in Eingriff zu beiden Ringendabschnitten steht. Steht das Blockadeelement nach Erreichen des vorgegebenen Endradius in Eingriff mit beiden Ringendabschnitten, so ist sichergestellt, dass sich die Ringendabschnitte während der Montage des Rechteckdichtrings in eine zugeordnete Nut nicht über den zulässigen Bereich relativ zueinander axial verschieben. Steht das Blockadeelement nach Erreichen des vorgegebenen Endradius nicht mehr in Eingriff zu beiden Ringendabschnitten, so ist die axiale Führung lediglich während des Vorspannens des Rechteckdichtrings wirksam. Das Vorspannen kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Rechteckdichtring entlang der Richtung seiner Mittelachse in eine konisch zulaufende Hülse eingeschoben wird. Dabei werden von einem geeigneten Werkzeug hohe Querkräfte auf den Rechteckdichtring übertragen. Das Blockadeelement verhindert, dass sich die Ringendabschnitte durch die erforderlichen Querkräfte um mehr als einen zulässigen Bereich zueinander axial verstellen. Nach Erreichen des vorgegebenen Endradius wirken nur noch vergleichsweise geringe axiale Kräfte entgegen der Einschubrichtung auf den Rechteckdichtring. In diesem letzten Montageabschnitt ist daher keine zusätzliche axiale Blockierung der Ringendabschnitte zueinander erforderlich. Abhängig von der verwendeten Schlossgeometrie kann das Einschnappen der Ringendabschnitte in die Nut vereinfacht sein, wenn in diesem letzten Montageabschnitt keine axiale Blockierung der Ringendabschnitte zueinander vorliegt.
Der Eingriff des Blockadeelements zu einem oder beiden Ringendabschnitten kann über eine entsprechende Formschlussverbindung erfolgen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Eingriff des Blockadeelements durch eine feste Verbindung zu einem der Ringendabschnitte erfolgt, vorzugsweise dass das Blockadeelement einstückig mit einem der Ringendabschnitte verbunden ist.
Ein erfindungsgemäßer Rechteckdichtring kann derart sein, dass entlang der Bewegungsrichtung des jeweils gegenüberliegenden Ringendabschnitts bei einer durch Vorspannen bewirkten Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings die zumindest eine Anlaufschräge und der Erstkontaktabschnitt in jeweils eine Auflagefläche übergehen und dass die Auflageflächen vorzugsweise in Umfangsrichtung des Rechteckdichtrings verlaufend ausgerichtet sind. Beim Vorspannen des Rechteckdichtrings gleitet zunächst der Erstkontaktabschnitt entlang der Anlaufschräge. Erreicht der Erstkontaktabschnitt das Ende der Anlaufschräge, so sind die Ringendabschnitte radial versetzt zueinander angeordnet. Bei einer weiteren Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings gleiten jetzt die Ringendabschnitte in Umfangsrichtung aneinander vorbei. Dabei liegen die Ringendabschnitte mit ihren Auflageflächen aneinander an. Der Radius des Rechteckdichtrings kann so auf das zum Einführen in die Wellenbohrung erforderliche Maß reduziert werden, wobei der eine Ringendabschnitt radial außen und der weitere Ringendabschnitt radial innen angeordnet bleiben.
Üblicherweise sind an der Außenfläche des innenspannenden Rechteckdichtrings Zentriernocken vorgesehen, welche eine radiale Führung des Rechteckdichtrings innerhalb der Nut bewirken. Diese Zentriernocken sind entlang des Umfangs des innenspannenden Rechteckdichtrings vorzugsweise in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet. Beim Vorspannen des Rechteckdichtrings hin zu einem kleineren Radius kann es Vorkommen, dass sich der radial nach außen verstellte Ringendabschnitt über die der Stoßstelle nächstliegende Zentriernocke schiebt. Um zu vermeiden, dass der äußere Ringendabschnitt dabei in axialer Richtung von der Zentriernocken abrutscht kann es vorgesehen sein, dass an der Außenfläche des Rechteckdichtrings in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnete Zentriernocken angeordnet sind und dass sich zumindest eine der Zentriernocken quer zur Umfangsrichtung über die in axialer Richtung gemessenen Breite des Rechteckdichtrings erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich die in Stoßrichtung des nach außen verstellten Ringendabschnitts nächstliegende Zentriernocke über die gesamte Breite des Rechteckdichtrings. Der nach außen verstellte Ringendabschnitt liegt dann über seine gesamte in axialer Richtung gemessenen Breite auf der Zentriernocke auf. Es besteht daher nicht die Gefahr, dass der nach außen verstellten Ringendabschnitt von der Zentriernocke und damit von dem nach innen verstellten Ringendabschnitt axial abgeleitet.
Eine Welle kann dann einfach in eine Wellenbohrung und einen darin angeordneten Rechteckdichtring eingeschoben werden, wenn es vorgesehen ist, dass an den Übergängen von den Flankenflächen zu der inneren Spannfläche jeweils eine schräg von den Flankenflächen zu der inneren Spannfläche hin ausgerichtete Einführfase angeordnet ist. Der Innendurchmesser des innenspannenden Rechteckdichtrings entspricht maximal dem Sollmaß des Wellendurchmessers der Welle, gegen den er läuft. Durch die Einführfase wird der in der Nut montierte Rechteckdichtring beim Einführen der Welle aufgeweitet, sodass die Welle in den Rechteckdichtring eingeschoben werden kann und sich dieser mit seiner inneren Spannfläche fest an die äußere Oberfläche der Welle anlegt. Sind an beiden Übergängen von den Flankenflächen zu der inneren Spannfläche Einführfasen vorgesehen, so kann die Welle von beiden Seiten in den Rechteckdichtring eingeschoben werden. Der Rechteckdichtring kann somit in beiden möglichen axialen Ausrichtungen in die Nut eingesetzt werden.
Geringe Leckagen einer von dem Rechteckdichtring abgedichteten Drehdurchführung können dadurch erreicht werden, dass der innenspannende Rechteckdichtring spritzgießtechnisch aus einem hochpräzise verarbeitbarem Polymerwerkstoff hergestellt wird. In Verbindung mit der, in der Regel hohen thermischen und mechanischen Beanspruchung können hierzu insbesondere modifizierte Hochtemperaturwerkstoffe wie Polyacryletherketone, Polyimide, Polyamidimide, Polyphtalamide, Polyetherimide (PEI, PBMI), Polyetherketone, Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyamide (PA) zum Einsatz kommen wird.
Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, dass der Polymerwerkstoff mit zumindest einem Füllstoff und/oder einem Verstärkungsstoff versetzt ist. Der Füllstoff und/oder der Verstärkungsstoff führen zu einer hohen Formstabilität des Rechteckdichtrings. Sie gewährleisten einen ausreichend hohen Anpressdruck des innenspannenden Rechteckdichtrings an die Welle, um bei geringen Reibungsverlusten eine gute Dichtwirkung zu erreichen.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Ringendabschnitte zueinander korrespondierende Schlosselemente aufweisen. Die Ringendabschnitte bilden einen Konturbereich, um eine Dichtwirkung sicherzustellen. Die Schlosselemente können Formschlusselemente bilden. Dabei führt die zumindest eine erfindungsgemäße Anlaufschräge dazu, dass die Schlosselemente (Formschlusselemente) in der richtigen Ausrichtung zueinander angeordnet und damit in der richtigen Reihenfolge ineinandergefügt werden. Es können auf diese Weise Schlossgeometrien realisiert werden, welche geringe Leckraten aufweisen. Weiterhin ermöglicht diese erfindungsgemäße Ausführung die zuverlässige Montage in tiefen Bohrungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in einer schematischen seitlichen Schnittdarstellung eine
Drehdurchführung mit zwei innenspannenden Rechteckdichtringen,
Fig. 2 in einer schematischen Schnittdarstellung einen Ausschnitt eines innenspannenden Rechteckdichtrings, Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung einen innenspannenden
Rechteckdichtring mit einem Doppel-T-Schloss mit einem ersten Erstkontaktabschnitt,
Fig. 4 in einer weiteren perspektivischen Darstellung den in Fig. 3 gezeigten, innenspannenden Rechteckdichtring,
Fig. 5 in einer perspektivischen Darstellung das in Fig. 3 und 4 gezeigte
Doppel-T-Schloss mit den ersten Erstkontaktabschnitten,
Fig. 6 in einer perspektivischen Darstellung ein Doppel-T-Schloss mit zweiten Erstkontaktabschnitten,
Fig. 7 in einer teilweise geschnittenen, perspektivischen Darstellung ein
Doppel-T-Schloss mit einer schrägen vorderen Stegkante,
Fig. 8 in einer teilweise geschnittenen, perspektivischen Darstellung ein
Doppel-T-Schloss mit einer in radialer Richtung verlaufenden vorderen Stegkante,
Fig. 9 in einer teilweise geschnittenen, perspektivischen Darstellung ein
Doppel-T-Schloss mit einem geraden Gabelgrund,
Fig. 10 in einer perspektivischen Darstellung einen innenspannenden
Rechteckdichtring mit einer verbreitert ausgeführten ersten Zentriernocke,
Fig. 11 in einer perspektivischen Darstellung einen innenspannenden
Rechteckdichtring mit einem Einfachstufenschloss,
Fig. 12 in einer ersten Seitenansicht den in Fig. 11 gezeigten innenspannenden Rechteckdichtring mit einem Einfachstufenschloss in einem nicht vorgespannten Zustand, Fig. 13 in einer ersten Seitenansicht den in den Fig. 11 und 12 gezeigten innenspannenden Rechteckdichtring mit einem Doppel-T-Schloss in einem teilweise vorgespannten Zustand,
Fig. 14 in einer zweiten Seitenansicht den in den Fig. 11 , 12 und 13 gezeigten innenspannenden Rechteckdichtring mit einem Einfachstufenschloss in einem nicht vorgespannten Zustand,
Fig. 15 in einer zweiten Seitenansicht den in Fig. 11 bis 14 gezeigten innenspannenden Rechteckdichtring mit einem Einfachstufenschloss in einem teilweise vorgespannten Zustand,
Fig. 16 in einer perspektivischen Darstellung ein Montagewerkzeug,
Fig. 17 in einer Schnittdarstellung das in Fig. 16 gezeigte Montagewerkzeug mit einer Ringaufnahme und
Fig. 18 in einer Schnittdarstellung das in den Fig. 16 und 17 gezeigte
Montagewerkzeug mit einer Hülse.
Figur 1 zeigt in einer schematischen seitlichen Schnittdarstellung eine Drehdurchführung 1 mit zwei innenspannenden Rechteckdichtringen 40.
Die Darstellung wie auch die Darstellungen der nachfolgenden Figuren 2 bis 19 sind schematisch und nicht maßstabsgetreu.
Die innenspannende Rechteckdichtringe 40 sind jeweils in einer Nut 13 angeordnet. Die beiden Nuten 13 sind umlaufend zu einer Welle 20 in eine innere Oberfläche 14 einer Wellenbohrung 12 eines Gehäuses 10 eingearbeitet. Sie weisen jeweils zwei axial beabstandet zueinander angeordnete und radial ausgerichtete Nutflanken auf und sind gegenüberliegend zu der Welle 20 von einem Nutboden 13.1 abgeschlossen. Die Welle 20 ist um ihre Längsachse drehbar in der Wellenbohrung 12 geführt. Von dem Gehäuse 10 und der Welle 20 ist jeweils nur ein Ausschnitt gezeigt. Zwischen den innenspannenden Rechteckdichtringen 40 ist umlaufend zu der Welle 20 ein Druckraum 30 in das Gehäuse 10 eingeformt. Der Druckraum 30 ist, zum Beispiel über eine in die Welle eingebrachte, radial ausgerichtete Ölzuführung 21 mit einer Zentralbohrung 22 der Welle 20 verbunden. Die Zentralbohrung 22 verläuft axial entlang der Mittellängsachse der Welle 20. Im Bereich des Druckraums 30 ist das Gehäuse 10 von einem Einlass 11 durchbrochen. Der Einlass 11 schafft Zugang zu dem Druckraum 30. Um eine freie Drehung der Welle 20 innerhalb der Wellenbohrung 12 zu ermöglichen, ist zwischen der Welle 20 und dem Gehäuse 10 ein Spalt ausgebildet. Der Spalt ist beidseits des Druckraums 30 durch die beiden innenspannenden Rechteckdichtringe 40 abgedichtet. Dem Druckraum 30 zugewandt ist so ein innerer Austrittsspalt 31.1 und vom Druckraum 12 abgewandt ein äußerer Austrittsspalt 31.2 gebildet. Die innenspannenden Rechteckdichtringe 40 sind jeweils mit einer inneren Spannfläche 40.1 , wie diese in Fig. 2 gezeigt ist, an eine äußere Oberfläche 23 der Welle 20 angedrückt.
Die Drehdurchführung 1 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Teil eines nicht dargestellten Fahrzeuggetriebes. Bei dem Getriebe werden mit unter Druck stehendem Öl Aktuatoren, beispielsweise eine Kupplung oder anderweitige Schaltelemente, bedient. Das Öl wird über den Einlass 11 des Gehäuses 10 dem Druckraum 30 zugeführt. Über die Ölzuführung 21 wird das Öl bei sich drehender Welle 20 in die Zentralbohrung 22 der Welle 20 und entlang dieser zu den Aktuatoren geleitet. In einer funktionalen Umkehr kann das Öl der Zentralbohrung 22 durch die Drehdurchführung 1 auch entnommen werden. Das unter hohem Druck stehende Öl wird dann von der Zentralbohrung 22 über die Ölzuführung 21 dem Druckraum 30 und von diesem dem Einlass 11 des Gehäuses 10 zugeführt. Von dem Einlass 11 kann das Öl beispielsweise einem Aktuator zugeführt werden.
Je nach Anwendung kann das Öl einen Druck von beispielsweise 8 MPa aufweisen und die Welle 12 bei Drehzahlen von bis zu 15.000 Umdrehungen/min betrieben werden. Die innenspannende Rechteckdichtringe 40 dichten den Druckraum 30 entlang des zwischen der Welle 20 und dem Gehäuse 10 ausgebildeten Spalts ab, sodass der erforderliche Druck aufrechterhalten und die Öl-Leckage gering gehalten werden. Durch den hohen Druck und die hohen Drehzahlen sind die Rechteckdichtringe 40 einer hohen mechanischen und thermischen Belastung ausgesetzt. Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Rechteckdichtringe 40 auch bei kleineren Lasten zum Einsatz kommen.
Die in Fig. 1 und den nachfolgend beschriebenen Figuren gezeigten Dichtringe 40 sind aus einem Kunststoff hergestellt. Dazu sind vorzugsweise Hochtemperatur- Werkstoff, wie beispielsweise Polyacryletherketone (PEK, PEEK) oder Polyimide (PI, PBMI, PAI, PEI) oder ein jeglicher anderer für die Anwendung geeigneter Werkstoff, wie er beispielsweise weiter oben erwähnt wurde, verwendet. Die Kunststoffe sind vorzugsweise mit Füll- und Verstärkungsstoffen versetzt.
Die Rechteckdichtringe 40 sind bevorzugt mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Es ist jedoch auch denkbar, die Rechteckdichtringe 40 anderweitig über die Schmelze formgebend oder auch mittels spanender Bearbeitung herzustellen.
Entsprechend einer weiteren denkbaren Ausgestaltungsvariante der Erfindung können die Rechteckdichtringe 40 aus einem Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt sein. Ebenfalls denkbar ist es, die Rechteckdichtringe 40 aus Gussmaterialien, insbesondere als Grauguss-Dichtringe, zu fertigen.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung einen Ausschnitt eines Rechteckdichtrings 40. Die Schnittfläche verläuft dabei radial im Bereich einer Zentriernocke 41. Die Zentriernocke 41 ist an eine radial außenliegende Außenfläche 40.4 des Rechteckdichtrings 40 angeformt. Die Außenfläche 40.4 ist quer zur Radialrichtung des Rechteckdichtrings 40 ausgerichtet. Seitlich bildet der Rechteckdichtring 40 radial ausgerichtete Flankenflächen 40.3 aus. Die Flankenflächen 40.3 sind in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet. Sie gehen jeweils über eine den Rechteckdichtring 40 verjüngende Stufe in die abgewinkelt zu den Flankenflächen 40.3 angeordnete Außenfläche 40.4 über. Gegenüberliegend zu der Außenfläche 40.4 ist eine innere Spannfläche 40.1 des Rechteckdichtrings 40 angeordnet. Die innere Spannfläche 40.1 ist durch die innere Mantelfläche des Rechteckdichtrings 40 gebildet. In den Übergängen von den Flankenflächen 40.3 zu der inneren Spannfläche 40.1 können Einführfasen 40.2 vorgesehen sein. Die Einführfasen 40.2 sind jeweils in einem Winkel zu der inneren Spannfläche 40.1 ausgerichtet. Sie bilden einen schräg zur Radialrichtung ausgerichteten Übergang von der inneren Spannfläche 40.1 zu den Flankenflächen 40.3.
Der so ausgebildete Rechteckdichtring 40 kann in eine Nut 13 an einer Wellenbohrung 12 eines Gehäuses 10 eingesetzt werden, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Dabei weist der Außenfläche 40.4 in Richtung zu dem Nutboden 13.1. Die Zentriernocken 41 können zumindest zeitweise an dem Nutboden 13.1 anliegen, wodurch der Rechteckdichtring 40 radial zentriert wird. Die Einführfasen 40.2 dienen der vereinfachten Einführung der Welle 20 in die Wellenbohrung 12. Der Innendurchmesser des nicht vorgespannten Rechteckdichtrings 40 beträgt maximal das Sollmaß des Außendurchmessers der Welle 20. Beim Einschieben der Welle 20 in die Wellenbohrung 12 trifft diese zunächst auf eine der Einführfasen 40.2. Dadurch wird die Welle 20 gegenüber dem Rechteckdichtring 40 zentriert. Weiterhin wird der Rechteckdichtring 40 derart aufgeweitet, dass die Welle 20 eingeschoben werden kann. Vorzugsweise sind an beiden gegenüberliegenden Übergängen von den Flankenflächen 40.3 zu der inneren Spannfläche 40.1 Einführfasen 40.2 vorgesehen. Die Welle 20 kann somit aus beiden Richtungen in den Rechteckdichtring 40 eingeschoben werden. Besonders vorteilhaft kann der Rechteckdichtring 40 dadurch in beiden möglichen Ausrichtungen in der jeweiligen Nut 13 angeordnet sein.
Montiert spannt der innenspannende Rechteckdichtring 40 nach innen druckunterstützt auf die Welle 20. Die Dichtpaarungen bilden sich zwischen den Flankenflächen 40.3 des Rechteckdichtrings 40 und den Nutflanken 13.2 der gehäuseseitigen Nut 13 sowie zwischen der inneren Spannfläche 40.1 des Rechteckdichtrings 40 und der äußeren Oberfläche 23 der Welle 20.
Fig. 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen innenspannenden Rechteckdichtring 40 mit einem Doppel-T-Schloss 50 mit einem ersten Erstkontaktabschnitt 46.1. Wie zu Fig. 2 beschrieben, bildet die innere Mantelfläche des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 dessen innere Spannfläche 40.1 , die gegenüberliegenden Seitenflächen die Flankenflächen 40.3 und die äußere Mantelfläche die Außenfläche 40.4. Die Zentriernocken 41 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig entlang der Außenfläche 40.4 angeordnet.
Der Rechteckdichtring 40 ist an einer Stoßstelle 42 geöffnet. Die der Stoßstelle 42 zugewandten Enden des Rechteckdichtrings 40 bilden einen ersten Ringendabschnitt 43 und gegenüberliegend einen zweiten Ringendabschnitt 44 aus Die Stoßstelle 42 wird auch als Schloss bezeichnet. Es sind eine Vielzahl unterschiedlicher Schlossarten bekannt, beispielsweise Stumpfschlösser, Überlappschlösser oder Stufenschlösser. In der in Fig. 3 gewählten Perspektive ist die Innenseite der Stoßstelle 42 zu dem Betrachter ausgerichtet.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Rechteckdichtring 40 ist die Stoßstelle 42 als Doppel-T- Schloss 50 ausgeführt. An dem ersten Ringendabschnitt 43 ist ein T-Stück 58 mit einem Deckabschnitt 54 und einem daran angeformten Steg 55 und an dem zweiten Ringendabschnitt 44 eine Gabel 51 ausgebildet. Der Deckabschnitt 54 ist gegenüber der Gabel 51 radial außen angeordnet. In dem gezeigten Zustand des Rechteckdichtrings 40 überdeckt der Deckabschnitt 54 die Gabel 51 teilweise. Radial nach innen gerichtet ist der Steg 55 an den Deckabschnitt 54 angeformt. Der Steg 55 ist entlang seiner Längserstreckung in Umfangsrichtung ausgerichtet. Axial ist der Steg 55 in der Mitte des Rechteckdichtrings 40 angeordnet. Er greift in einen zwischen zwei Zinken 53 der Gabel 51 ausgebildeten Zwischenraum ein. Der zwischen den Zinken 53 ausgebildete Zwischenraum erstreckt sich ebenfalls in Umfangsrichtung des Rechteckdichtrings 40 und ist axial in der Mitte des Rechteckdichtrings 40 angeordnet. Der Steg 55 kann daher in Umfangsrichtung entlang des Zwischenraums verschoben werden. In axialer Richtung ist der Steg 55 durch die Zinken 53 der Gabel 51 blockiert. Der Steg 55 bildet somit ein Blockadeelement 47.1 und der Zwischenraum eine Führung 47.2 aus. Durch den Eingriff des an dem ersten Ringendabschnitt 43 angeordneten Blockadeelements 47.1 in die an dem zweiten Ringendabschnitt 44 vorgesehen Führung 47.2 wird eine axiale Verschiebung der Ringendabschnitte 43, 44 zueinander blockiert. Dabei ist bei dem in Fig. 3 gezeigten Rechteckdichtring 40 das Zusammenwirken des Blockadeelement 47.1 und der Führung 47.2 derart vorgegeben, dass die Ringendabschnitte 43, 44 ohne oder mit nur geringen axialen Versatz radial übereinander liegen. Es ist denkbar, dass Blockadeelement 47.1 und die Führung
47.2 derart auszubilden, dass ein axialer Versatz der Ringendabschnitte 43, 44 zueinander zugelassen wird. Dabei ist vorzugsweise sichergestellt, dass sich die Ringendabschnitte 43, 44 in axialer Richtung um mindestens einen vorgegebenen Betrag, der sich aus der Differenz der Wärmedehnung zwischen Ring und Gehäuse im Betrieb ergibt, überlappen.
Der Steg 55 bildet an seinem dem gegenüberliegenden zweiten Ringendabschnitt 44 zugewandten Ende eine vordere Stegkante 55.1 aus. Diese ist gegenüberliegend zu einem Gabelgrund 52 der Gabel 51 angeordnet. Zum Inneren des Rechteckdichtrings 40 hin geht die vordere Stegkante 55.1 über eine Anschrägung
55.2 in eine radial nach innen gerichtete Abschlussfläche des Stegs 55 über, welche eine stetige Verlängerung der inneren Spannfläche 40.1 ausbildet. Entsprechend bilden auch die Zinken 53 der Gabel 51 in Verlängerung der inneren Spannfläche
40.1 innere Abschlussflächen aus. Mit den Verlängerungen der Zinken 53 und dem Steg 55 ist sichergestellt, dass der innenspannende Rechteckdichtring 40 auch im Bereich der Stoßstelle 42 an der in Fig. 1 gezeigten Welle 20 dichtend anliegt.
Die Gabel 51 und der Deckabschnitt 54 sind in radialer Richtung verdünnt gegenüber den außerhalb der Stoßstelle 42 angeordneten Bereichen des Rechteckdichtrings 40 ausgebildet. Sie sind in radialer Richtung versetzt zueinander ausgerichtet. Die nach innen gerichtete Oberfläche des Deckabschnitts 54 geht über erste Anlaufschrägen
45.1 in die innere Spannfläche 40.1 des Rechteckdichtrings 40 über. In seinem den ersten Anlaufschrägen 45.1 zugewandten Abschnitt bildet die innere Spannfläche
40.1 eine innengerichtete Auflagefläche 48.1 aus. Die ersten Anlaufschrägen 45.1 sind durch den Steg 55 voneinander getrennt. Sie sind in Umfangsrichtung des Rechteckdichtrings 40 gegenüberliegend zu den Enden der Zinken 53 der Gabel 51 angeordnet. Die Zinken 53 bilden endseitig die ersten Erstkontaktabschnitte 46.1 aus. Fig. 4 zeigt in einer weiteren perspektivischen Darstellung den in Fig. 3 gezeigten innenspannenden Rechteckdichtring 40. Dabei ist der innenspannende Rechteckdichtring 40 so ausgerichtet, dass die Außenseite der Stoßstelle 42 zum Betrachter weist.
Der Deckabschnitt 54 ist nach außen von einem Zentrierabschnitt 57 abgeschlossen. Der Zentrierabschnitt 57 bildet gegenüber der Außenfläche 40.4 eine radial nach außen gerichtete Erhöhung. Seine radial außenliegende Oberfläche liegt dadurch auf dem gleichen Radius wie die äußeren Abschlüsse der Zentriernocken 41. Bei in einer Nut 13 angeordnet innenspannenden Rechteckdichtring 40 liegt der Zentrierabschnitt 57 gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Nutboden 13.1. Der innenspannende Rechteckdichtring 40 ist dadurch auch im Bereich seiner Stoßstelle 42 innerhalb der Nut 13 radial geführt.
Die radial äußeren Oberflächen der Zinken 53 der Gabel 52 bilden eine außengerichtete Auflagefläche 48.2. Diese ist gegenüber der Außenfläche 40.4 des Rechteckdichtrings 40 radial nach innen versetzt und gibt somit einen Aufnahmebereich 56 für den Deckabschnitt 54 des T-Stücks 58 frei.
Fig. 5 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das in Fig. 3 und 4 gezeigte Doppel-T-Schloss 50 mit den ersten Erstkontaktabschnitten 46.1 als Ausschnitt des innenspannenden Rechteckdichtrings 40.
Die ersten Erstkontaktabschnitte 46.1 sind zu den ersten Anlaufschrägen 45.1 hinweisend abgerundet ausgebildet.
Zur Montage des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 in die in Fig. 1 gezeigte Nut 13 wird dieser über eine vorzugsweise über den gesamten Umfang radial wirkende Normalkraft derart vorgespannt, dass sich sein Außenradius so weit verringert, dass der innenspannende Rechteckdichtring 40 in die Wellenbohrung 12 des Gehäuses 10 eingeschoben werden kann. Beim Vorspannen werden die Ringendabschnitte 43, 44 der Stoßstelle 42 in Umfangsrichtung aufeinander zu bewegt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die vorliegend ersten Erstkontaktabschnitte 46.1 und die ersten Anlaufschrägen 45.1 den ersten in Umfangsrichtung wirkenden Kontakt zwischen den Ringendabschnitt 43, 44 hersteilen. Die ersten Anlaufschrägen 45.1 sind schräg zur Umfangsrichtung und schräg zur Radialrichtung ausgerichtet. Bei dem in Fig. 5 gezeigten Doppel-T- Schloss 50 sind die ersten Anlaufschrägen 45.1 bezogen auf eine in Umfangsrichtung verlaufende Stoßrichtung des zweiten Ringendabschnitts 44 zur inneren Spannfläche 40.1 des Rechteckdichtrings 40 hin geneigt. Beim Kontakt der ersten Erstkontaktabschnitte 46.1 mit den ersten Anlaufschrägen 45.1 gleiten bei einer weiteren Reduzierung des Radius des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 die ersten Erstkontaktabschnitte 46.1 an den ersten Anlaufschrägen 45.1 ab. Dadurch werden der erste Ringendabschnitt 43, an dem die ersten Anlaufschrägen 45.1 angeformt sind, radial nach außen und der zweite Ringendabschnitt 44, an dem die ersten Erstkontaktabschnitte 46.1 angeformt sind, radial nach innen verstellt. Die Ringendabschnitte 43, 44 gleiten radial übereinander. Der in die Führung 47.2 eingeführte Steg 45 bewirkt dabei als Blockadeelement 47.1 eine seitliche, axiale Führung. Der Außendurchmesser des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 kann so weit reduziert werden, dass die ersten Erstkontaktabschnitte 46.1 entlang der gesamten in Umfangsrichtung gemessene Länge der ersten Anlaufschrägen 45.1 verschoben werden. Bei einer weiteren Reduzierung des Außenradius des Rechteckdichtrings 40 gleiten die Zinken 53 der Gabel 51 radial unter die innere Spannfläche 40.1 des gegenüberliegenden ersten Ringendabschnitts 43. Die Ringendabschnitte 43, 44 liegen dann mit ihren innengerichteten und außengerichteten Auflageflächen 48.1 , 48.2, wie diese in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt sind, aneinander.
Vorteilhaft sind die ersten Erstkontaktabschnitte 46.1 abgerundet ausgebildet. Sie können somit leichtgängig entlang der ersten Anlaufschrägen 47.1 abgleiten, ein Verhaken wird sicher vermieden.
Fig. 6 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Doppel-T-Schloss 50 mit zweiten Erstkontaktabschnitten 46.2. Die zweiten Erstkontaktabschnitte 46.2 sind als entsprechend der ersten Anlaufschrägen 47.1 ausgerichtete Schrägen ausgebildet. Beim Vorspannen des Rechteckdichtrings 40 und der damit verbundenen Reduzierung seines Außendurchmessers treffen die zweiten Erstkontaktabschnitte 46.2 auf die ersten Anlaufschrägen 47.1. Bei einer weiteren Reduzierung des Außendurchmessers des Rechteckdichtrings 40 gleiten die zweiten Erstkontaktabschnitte 46.2 an den ersten Anlaufschrägen 45.1 ab. Dadurch werden die Ringendabschnitte 43, 44 radial zueinander verstellt, wie dies zu Fig. 5 beschrieben ist. Vorteilhaft bilden die ersten Anlaufschrägen 45.1 und die entsprechend der ersten Anlaufschrägen 45.1 geneigten zweiten Erstkontaktabschnitte 46.2 beim Aufeinandertreffen große Kontaktflächen aus. Dies ermöglicht ein leichtgängiges gegenseitiges verschieben der ersten Anlaufschrägen 45.1 und der zweiten Erstkontaktabschnitte 46.2. Die Flächenpressung zwischen den ersten Anlaufschrägen 45.1 und den zweiten Erstkontaktabschnitte 46.2 wird auch bei hohen in Umfangsrichtung wirkenden Kräften vergleichsweise gering gehalten. Eine Deformation der Ringendabschnitte 43, 44 im Bereich der ersten Anlaufschrägen 45.1 und der zweiten
Erstkontaktabschnitte 46.2 kann so auch bei aus gegenüber Metall vergleichsweise weichem Kunststoff gefertigten Rechteckdichtringen 40 vermieden werden.
Durch die Ausrichtung der in den Fig. 3 bis 6 gezeigten ersten Anlaufschrägen 45.1 ist sichergestellt, dass sich beim Vorspannen des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 der erste Ringendabschnitt 43 radial nach außen und der zweite Ringendabschnitt 44 radial nach innen verstellt. Beim Einführen eines derart vorgespanntes Rechteckdichtrings 40 in eine in Fig. 1 gezeigte Wellenbohrung schnappt somit zunächst der außenliegende erste Ringendabschnitt 43 in die Nut 13 ein. Der innenliegende zweite Ringendabschnitt 44 wird nachfolgend in die Nut 13 eingeführt. Die Reihenfolge, in der die Ringendabschnitte 43, 44 in die Nut 13 eingeführt werden, ist durch die Ausrichtung der ersten Anlaufschrägen 45.1 eindeutig festgelegt. Dies ermöglicht eine einfache Montage des innenspannenden Rechteckdichtrings 40, da beim Vorspannen nicht auf die richtige Anordnung der Ringendabschnitte 43, 44 zueinander geachtet werden muss. Durch die beidseitig vorgesehenen Einführfasen 40.2, wie diese in Fig. 2 gezeigt sind, kann der Rechteckdichtring in beiden möglichen axialen Ausrichtung in die Nut 13 eingesetzt werden. Es ist somit eine ungerichtete Montage des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 ermöglicht.
Fig. 7 zeigt in einer teilweise geschnittenen, perspektivischen Darstellung ein Doppel- T-Schloss 50 mit einer schrägen vorderen Stegkante 55.1 des Stegs 55. Die vordere Stegkante 55.1 ist schräg zur Umfangsrichtung und schräg zur Radialrichtung des Rechteckdichtrings 40 ausgerichtet. Sie verläuft in Umfangsrichtung versetzt entsprechend der Neigung der ersten Anlaufschrägen 45.1. Der Gabelgrund 52 der Gabel 51 des Doppel-T-Schlosses 50 ist ebenfalls entsprechend der vorderen Stegkante 55.1 schräg angeordnet.
Erfindungsgemäß findet beim Vorspannen des Rechteckdichtrings 40 mit einer Verringerung seines Außendurchmessers der in Umfangsrichtung erste Kontakt zwischen den Ringendabschnitten 43, 44 und dort zwischen den vorliegend ersten Erstkontaktabschnitten 46.1 und den ersten Anlaufschrägen 45.1 statt. Dazu ist der in Umfangsrichtung gemessene Abstand zwischen den ersten Erstkontaktabschnitte 46.1 und den ersten Anlaufschrägen 45.1 kleiner gewählt als der Abstand zwischen der vorderen Stegkante 55.1 und dem Gabelgrund 52. Durch die schräge Ausbildung der vorderen Stegkante 55.1 und des Gabelgrundes 52 ist sichergestellt, dass die vordere Stegkante 55.1 den Gabelgrund 52 nicht berührt, während die ersten Erstkontaktabschnitte 46.1 an den ersten Anlaufschrägen 45.1 entlanggleiten.
Es ist denkbar, den in Umfangsrichtung gemessenen Abstand zwischen der schräg ausgerichteten vorderen Stegkante 55.1 und dem schräg ausgerichteten Gabelgrund 52 gleich dem Abstand zwischen den ersten Erstkontaktabschnitten 46.1 und den ersten Anlaufschrägen 45.1 vorzusehen. Beim Vorspannen des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 gleiten dann die ersten Erstkontaktabschnitte 46.1 an den ersten Anlaufschrägen 45.1 und die vordere Stegkante 55.1 an dem Gabelgrund 52 entlang. Durch die gleiche Neigung der ersten Anlaufschrägen 45.1 , der vorderen Stegkante 55.1 und des Gabelgrundes 52, bezogen auf die Radialrichtung und die Umfangsrichtung, gleiten die ausgebildeten Kontaktflächen in gleicher Richtung aufeinander ab. Durch die zusätzliche Gleitfläche wird eine verbesserte Führung der Bewegung der Ringendabschnitte 43, 44 zueinander erreicht. Die Gefahr eines Bruchs des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 während der Montage wird verringert.
Die Figuren 5 bis 9 zeigen Ausführungsvarianten zur Ausbildung der Schrägen und dem über diese laufenden Gegenstück zur Ausbildung einer spiralförmigen Anordnung des Rings in einer axial betrachteten Ebene. Prinzipiell kann die Abgleitbewegung an einer dieser Konturen erfolgen oder auch an beiden gleichzeitig.
Fig. 8 zeigt in einer teilweise geschnittenen, perspektivischen Darstellung ein Doppel- T-Schloss 50 mit einer in Radialrichtung verlaufenden vorderen Stegkante 52.1 des Stegs 52. Im Übergang von der vorderen Stegkante 52.1 zur radial nach innenweisend Oberfläche des Stegs 55 ist die Anschrägung 55.2 vorgesehen. Der Gabelgrund 52 ist, bezogen auf die Umfangsrichtung und die Radialrichtung des Rechteckdichtrings 40, schräg ausgerichtet. Beim Vorspannen bilden die ersten Erstkontaktabschnitte 46.1 und die ersten Anlaufschrägen 45.1 den ersten mechanischen Kontakt zwischen den Ringendabschnitt 43, 44 in Umfangsrichtung aus. Der Abstand zwischen der vorderen Stegkante 55.1 und dem Gabelgrund 52 ist so gewählt, dass diese sich beim Vorspannen des Rechteckdichtrings 40 nicht berühren. Dazu ist durch die Anschrägung 55.2 die zwischen der vorderen Stegkante 45.1 und der radial innenliegenden Oberfläche des Stegs 55 ausgebildete Ecke radial nach außen versetzt.
Fig. 9 zeigt in einer teilweise geschnittenen, perspektivischen Darstellung ein Doppel- T-Schloss 50 mit einem geraden Gabelgrund 52. die vordere Stegkante 55.1 ist entsprechend der Ausrichtung der ersten Anlaufschrägen 45.1 bezogen auf die Umfangsrichtung und die Radialrichtung schräg ausgebildet. Auch hier findet beim Vorspannen des Rechteckdichtrings der in Umfangsrichtung weisende Erstkontakt zwischen den ersten Erstkontaktabschnitten 46.1 und den ersten Anlaufschrägen 45.1 statt. Durch die schräge Ausbildung der vorderen Stegkante 55.1 wird ein weiterer in Umfangsrichtung weisender Kontakt zwischen den Ringendabschnitten 43, 44 vermieden. Fig. 10 zeigt in einer perspektivischen Darstellung den innenspannenden Rechteckdichtring 40 mit einer verbreitert ausgeführten ersten Zentriernocke 41.1.
Die erste Zentriernocke 41.1 ist dem ersten Ringendabschnitt 43 abgewandten an der Außenfläche 40.4 des Rechteckdichtrings 40 im Bereich des zweiten Ringendabschnitts 44 angeformt. Beim Vorspannen des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 gleitet der erste Ringendabschnitt 43 mit seinem Deckabschnitt 54 entlang einer vorgesehenen Neigungsfläche 41.2 radial nach außen auf die erste Zentriernocke 41.1.
Die erste Zentriernocke 41.1 erstreckt sich in axialer Richtung über die gesamte Breite des innenspannenden Rechteckdichtrings 40. Sie stellt somit sicher, dass die beiden Ringendabschnitte 43, 44 bei vorgespanntem Rechteckdichtring 40 sauber geführt aufeinander liegen und nicht axial zueinander versetzt werden, wie dies bei einer schmal ausgeführten Zentriernocke 41 der Fall wäre. Dies gilt insbesondere, da der Steg 55 bei vollständig vorgespanntem Rechteckdichtring 40 nicht mehr in die zwischen den Zinken 53 der Gabel 51 ausgebildeten Führung 47.2 eingreift und damit die axiale Blockade zwischen den beiden Ringendabschnitte 43, 44 aufgehoben ist.
Fig. 11 zeigt in einer perspektivischen Darstellung den innenspannenden Rechteckdichtring 40 mit einem Einfachstufenschloss 80 als weiterer, für die Anwendung der Erfindung geeigneter Schlossform.
Das Einfachstufenschloss 80 bildet die Stoßstelle 42 des innenspannenden Rechteckdichtrings 40. Es verbindet die beiden Ringendabschnitte 43, 44.
Fig. 12 zeigt in einer ersten Seitenansicht den in Fig. 11 gezeigten innenspannenden Rechteckdichtring 40 mit dem Einfachstufenschloss 80 in einem nicht vorgespannten Zustand.
Wie den Fig. 11 und 12 zu entnehmen ist, bildet der erste Ringendabschnitt 43 einen zweiten Deckabschnitt 83 aus. Der zweiten Deckabschnitt 83 ist radial außenliegend angeordnet und bildet mit seiner radial nach außen weisenden Oberfläche eine stetige Verlängerung der Außenfläche 40.4 des Rechteckdichtrings 40 aus. Der zweite Deckabschnitt 83 ist in radialer Richtung gemessen gegenüber den außerhalb des Einfachstufenschlosses 80 liegenden Abschnitten des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 verjüngt ausgebildet. Radial nach innen weisend ist bereichsweise eine erste Seitenführung 81 an den zweiten Deckabschnitt 83 angeformt. Die erste Seitenführung 81 ist stegförmig ausgebildet. Sie verläuft entlang einer in axialer Richtung weisenden Kante des Deckabschnitts 83.
Wie insbesondere Fig. 12 zu entnehmen ist, ist der zweite Ringendabschnitt 44 im Anschluss an die erste Zentriernocke 41.1 ebenfalls gegenüber außerhalb des Bereichs des Einfachstufenschlosses 80 liegenden Abschnitten des Rechteckdichtrings 40 in radialer Richtung gemessen verjüngt ausgebildet. Er liegt im Vergleich zu dem ersten Ringendabschnitt 43 auf einem kleineren Radius. Mit seiner radial nach innen weisenden Oberfläche bildet der zweite Ringendabschnitt 44 eine stetige Verlängerung der inneren Spannfläche 40.1 des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 aus.
Der zweite Ringendabschnitt 44 ist in Umfangsrichtung weisend stufenförmig ausgebildet. Dabei ist ein der ersten Seitenführung 81 in Umfangsrichtung gegenüberliegender Abschnitt des zweiten Ringendabschnitts 44 verkürzt gegenüber einer in axialer Richtung seitlich dazu angeordneten zweiten Seitenführung 82 ausgebildet. Beim Vorspannen des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 mit einer dadurch bewirkten Verringerung seines Außendurchmessers werden die beiden Seitenführungen 81 , 82 axial versetzt aneinander vorbeigeführt, wie dies insbesondere Fig. 11 zu entnehmen ist. Die Seitenführungen 81 , 82 liegen dabei mit ihren einander zugewandten Oberflächen aneinander an. Dadurch ist eine axiale Führung der Ringendabschnitte 43, 44 zueinander erreicht. Die Seitenführungen 81 , 82 bilden mithin Blockadeelemente 47.1 , welche eine axiale Verstellung der Ringendabschnitte 43, 44 zueinander blockieren.
Wie Fig. 11 zu entnehmen ist, sind an dem ersten Ringendabschnitt 43 eine zweite und eine dritte Anlaufschräge 45.2, 45.3 ausgebildet. Die dritte Anlaufschräge 45.3 bildet den in Umfangsrichtung weisenden Abschluss der ersten Seitenführung 81. Die zweite Anlaufschräge 45.2 ist seitlich der ersten Seitenführung 81 und gegenüber der dritten Anlaufschräge 45.3 in Umfangsrichtung zurückgesetzt angeordnet.
An ihrem dem ersten Ringendabschnitt 43 zugewandten Ende bildet die zweite Seitenführung 82 einen dritten Erstkontaktabschnitt 46.3 aus. Das gegenüber der zweiten Seitenführung 82 in Umfangsrichtung zurückgesetzte Ende des zweiten Ringendabschnittes 44 ist von einem vierten Erstkontaktabschnitt 46.4 abgeschlossen. Der dritte Erstkontaktabschnitt 46.3 ist in Umfangsrichtung gegenüberliegend zu der zweiten Anlaufschräge 45.2 angeordnet. Der vierte Erstkontaktabschnitt 46.4 ist in Umfangsrichtung gegenüberliegend zu der dritten Anlaufschräge 45.3 angeordnet.
Fig. 12 zeigt den innenspannenden Rechteckdichtring in seinem geöffneten Zustand.
Fig. 13 zeigt in der ersten Seitenansicht den in den Fig. 11 und 12 gezeigten innenspannenden Rechteckdichtring mit einem Doppel T-Schloss in einem teilweise vorgespannten Zustand.
Beim Vorspannen des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 hin zu einem kleineren Außenradius bewegen sich der dritte Erstkontaktabschnitt 46.3 auf die zweite Anlaufschräge 45.2 und der vierte Erstkontaktabschnitt 46.4 auf die dritte Anlaufschräge 45.3 zu. Die zweite und die dritte Anlaufschräge 45.2, 45.3 sind in Bewegungsrichtung des dritten und des vierten Erstkontaktabschnittes 46.3, 46.4 zur inneren Spannfläche 40.1 des Rechteckdichtrings 40 hin geneigt. Der dritte und der vierte Erstkontaktabschnitt 46.3, 46.4 sind abgerundet ausgebildet, wie dies Fig. 12 zu entnehmen ist.
Fig. 14 zeigt in einer zweiten Seitenansicht den in den Fig. 11 , 12 und 13 gezeigten innenspannenden Rechteckdichtring 40 mit dem Einfachstufenschloss 80 in dem nicht vorgespannten Zustand, wie dieser aus der gegenüberliegenden Perspektive in Fig. 12 gezeigt ist. Fig. 15 zeigt in einer zweiten Seitenansicht den in Fig. 11 bis 14 gezeigten innenspannenden Rechteckdichtring 40 mit dem Einfachstufenschloss 80 in einem teilweise vorgespannten Zustand entsprechend der Darstellung in Fig. 13 aus der gegenüberliegenden Blickrichtung.
Ausgehend von dem in den Fig. 12 und 14 gezeigten, nicht vorgespannten Zustand wird der innenspannende Rechteckdichtring 40 während der Montage durch radial eingebrachte Kräfte vorgespannt. Dabei verringert sich sein Außendurchmesser und die Ringendabschnitte 43, 44 bewegen sich aufeinander zu. In dem teilvorgespannten Zustand, wir er in Fig. 13 und Fig. 15 gezeigt ist, ist der zweite Ringendabschnitt 44 teilweise in radialer Richtung unter den zweiten Deckabschnitt 83 des gegenüberliegenden ersten Ringendabschnittes 43 verschoben. Die Seitenführungen 81 , 82 der gegenüberliegenden Ringendabschnitte 43, 44 liegen in axialer Richtung aneinander an.
Wird der innenspannende Rechteckdichtring 40 gegenüber den Darstellungen in Fig. 13 und 15 weiter vorgespannt, so trifft der dritte Erstkontaktabschnitt 46.3 auf die zweite Anlaufschräge 45.2 und der vierte Erstkontaktabschnitt 46.4 auf die dritte Anlaufschräge 45.3. Der dritte und der vierte Erstkontaktabschnitt 46.3, 46.4 gleiten entlang der zweiten und der dritten Anlaufschräge 45.2, 45.3. Dadurch werden der erste Ringendabschnitt 43 radial nach außen und der zweite Ringendabschnitt 44 radial nach innen verstellt.
Durch die Ausrichtung der zweiten und dritten Anlaufschräge 45.2, 45.3 schräg zur Umfangsrichtung, zur radialen Richtung des Rechteckdichtrings 40 und zur inneren Spannfläche 40.1 hin führend ist sichergestellt, dass der erste Ringendabschnitt 43 beim Vorspannen des Rechteckdichtrings 40 radial außenliegend und der zweite Ringendabschnitt 44 radial innenliegend angeordnet werden. Vorgespannt liegt der erste Ringendabschnitt 43 mit seiner innen gerichteten Auflagefläche 48.1 auf der außen gerichteten Auflagefläche 48.2 des zweiten Ringendabschnitts 44 auf. Während des Vorspannens trifft der in Umfangsrichtung weisende Abschluss des zweiten Deckabschnitts 83 auf die Neigungsfläche 41.2 der ersten Zentriernocke 41.1. Der zweite Deckabschnitt 83 gleitet dabei entlang der Neigungsfläche 41.2 nach außen. Vorteilhaft ist an den zweiten Deckabschnitt 83 eine Schräge 83.1 angeformt, mit welcher der zweite Deckabschnitt 83 auf die Neigungsfläche 41.1 auftrifft. Es wird so eine gleichmäßige Gleitbewegung erreicht.
Fig. 16 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Montagewerkzeug 60. Das Montagewerkzeug 60 weist einen Griff 61 auf, an den ein geschlitzter Greifarm 62 angeformt ist. Vorliegend vier Segmente des geschlitzten Greifarms 62 sind entlang der Längserstreckung des Montagewerkzeugs 60 durch Schlitze 62.1 voneinander getrennt. Es ist denkbar, mehr oder weniger als vier Segmente vorzusehen. Gegenüberliegend zu dem Griff 61 ist an zwei radial gegenüberliegenden Segmenten endseitig ein Greifer 63 angeformt. Der Greifer 63 ist entsprechend einem Kreisabschnitt geformt und bildet eine Aufnahmenut zum Halten eines in den Fig. 2 bis 15 gezeigten, innenspannenden Rechteckdichtrings 40 auf.
Fig. 17 zeigt in einer Schnittdarstellung das in Fig. 16 gezeigte Montagewerkzeug 60 mit einem Ringhalter 64. Der Ringhalter 64 ist plattenförmig ausgebildet. Er weist auf einer Oberfläche eine Ringaufnahme 64.1 auf, in welche ein in den Fig. 2 bis 15 gezeigter Rechteckdichtring 40 eingesetzt ist.
Der Rechteckdichtring 40 kann mit dem Montagewerkzeug 60 aus der Ringaufnahme 64.1 entnommen werden. Dazu wird der Greifer 63 des Montagewerkzeugs 60 axial in den Rechteckdichtring 40 eingeschoben. Aufgrund ihrer stirnseitigen Anschrägung werden die geschlitzten Greifarme 62 durch die Montagebewegung zusammengedrückt, bis die Aufnahmenut zu dem Rechteckdichtring 40 verschoben ist. Die geschlitzten Greifarme 62 verstellen sich dann nach außen, sodass der Rechteckdichtring in der Aufnahmenut des Greifer 63 gehalten ist. Der Rechteckdichtring 40 kann jetzt mit dem Montagewerkzeug 60 aus dem Ringhalter 64 entnommen werden.
Fig. 18 zeigt in einer Schnittdarstellung das in den Fig. 16 und 17 gezeigte Montagewerkzeug 60 mit einer Hülse 65. Die Hülse 65 umschließt einen konisch zulaufenden Durchbruch 65.1. Das Montagewerkzeug 60 ist mit seinem geschlitzten Greifarm 62 in den konisch zulaufenden Durchbruch 65.1 eingeschoben. Dadurch sind die Segmente des geschlitzten Greifarms 62 entsprechend der Verjüngung des konisch zulaufenden Durchbruchs 65.1 zusammengedrückt.
Die Hülse 65 ist mit ihrem dem Griff 61 des Montagewerkzeug 60 gegenüberliegenden Ende in einer Hülsenaufnahme 15 an einem Gehäuse 10 eingesetzt, wie es in abgewandelter Form in Fig. 1 gezeigt ist. Dabei ist die Hülsenaufnahme 15 als Stufe einer Wellenbohrung 12 ausgeführt. In der Wellenbohrung 12 ist die Nut 13 zur Aufnahme des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 vorgesehen.
Zur Montage eines innenspannenden Rechteckdichtrings 40 wird dieser zunächst von dem Montagewerkzeug 60 aufgenommen, wie dies zu Fig. 17 beschrieben ist. Anschließend wird die Hülse 65.1 in die Hülsenaufnahme 15 am Gehäuse 10 eingesteckt. In einem nächsten Arbeitsschritt wird der geschlitzte Greifarm 62 mit seinem Greifer 63 und dem daran gehaltenen, innenspannenden Rechteckdichtring 40 in das offene Ende der Hülse 65.1 eingeschoben. Der Durchmesser des konisch zulaufenden Durchbruchs 65.1 entspricht an seinem dem Gehäuse 10 abgewandten Ende zumindest dem Außendurchmesser der Gehäusebohrung und seiner an der Außenfläche 40.4 angeordneten Zentriernocken 41 , 41.1. Der Rechteckdichtring 40 wird entlang seiner Axialrichtung in die Hülse 65 eingeschoben. Beim Einschieben des Rechteckdichtrings 40 in den konisch zulaufenden Durchbruch 65.1 erfährt er über seinen gesamten Umfang eine radial wirkende Normalkraft. Diese führt zu einer Verringerung des Außendurchmessers des Rechteckdichtrings 40. Dabei schieben sich die Ringendabschnitte 43, 44 entsprechend der Neigung der Anlaufschräge 45.1 , 45.2, 45.3 bzw. Anlaufschrägen 45.1 , 45.2, 45.3 radial übereinander.
An seiner dem Gehäuse 10 zugewandten Ende der Hülse 65 entspricht der Durchmesser des konisch zulaufende Durchbruchs 65.1 dem der Wellenbohrung 12 bzw. der Gehäusebohrung oder er ist geringfügig kleiner gewählt. Der Rechteckdichtring 40 kann so aus der Hülse 65 heraus in die Wellenbohrung 12 eingeschoben werden. Der Rechteckdichtring 40 wird jetzt durch das Montagewerkzeug 60 bis zu der Nut 13 verschoben. Hier kann der Rechteckdichtring 40 entspannen. Dazu schnappt zunächst der radial außenliegende Ringendabschnitt 43, 44 und anschließend der radial innenliegende Ringendabschnitt 43, 44 in die Nut 13 ein.
Durch die Ausrichtung der Anlaufschräge 45.1 , 45.2, 45.3 bzw. Anlaufschrägen 45.1 , 45.2, 45.3 ist festgelegt, welcher der Ringendabschnitte 43, 44 beim Vorspannen radial außenliegend und welcher radial innenliegend angeordnet wird. Damit ist auch die Reihenfolge, in welcher die Ringendabschnitte 43, 44 in die Nut 13 eingeführt werden, vorgegeben. Es können somit innenspannende Rechteckdichtringe 40 in eine außenliegende Nut 13 eingesetzt werden, welche eine vorgegebene Reihenfolge beim Zusammenfügen der Schlossenden erfordern. Dabei muss beim Vorspannen nicht darauf geachtet werden, dass die Ringendabschnitte 43, 44 in der richtigen radialen Abfolge zueinander angeordnet werden. Da die Rechteckdichtring 40 vorzugsweise auf beiden Seiten eine Einführfase 40.4 aufweisen, können sie in beiden möglichen axialen Ausrichtungen in die Nut 13 eingesetzt werden. Es wird dadurch eine ungerichtete Montage des innenspannenden Rechteckdichtrings 40 ermöglicht, wobei Schlossgeometrien vorgesehen sein können, welche eine vorgegebene Reihenfolge beim Zusammenfügen der Schlossenden erfordern. Auf diese Weise wird eine einfache und kostengünstige Montage außenspannender Rechteckdichtring 40 ermöglicht, welche aufgrund der verwendeten Schlossgeometrie geringe Leckraten aufweisen.
Während des Einschiebens des Rechteckdichtrings 40 in die Hülse 15 erfährt dieser durch das Montagewerkzeug 60 eine axial wirkende Kraft. Ist zumindest ein zwischen den Ringendabschnitten 43, 44 axial wirkendes Blockadeelement vorgesehen, so können sich die Ringendabschnitte 43, 44 nicht oder nur über einen zulässigen Bereich gegeneinander axial verschieben. Der Rechteckdichtring 40 verformt sich somit entsprechend einer flachen Spirale, bei der eine Ringendabschnitt 43, 44 radial auf dem anderen liegt.
Bei innenspannenden Rechteckdichtringen 40 lassen sich die Anlaufschrägen 45.1 , 45.2, 45.3 an nahezu allen asymmetrischen Schlossformen umsetzen. Es können somit Schlossarten, welche bisher aufgrund der einfacheren Montage außenspannenden Rechteckdichtringen Vorbehalten waren, für innenspannende Rechteckdichtringe 40 verwendet werden. Diese Schlossarten weisen vorzugsweise geringe Leckraten auf. Besonders bevorzugt können die erfindungsgemäßen innenspannenden Rechteckdichtringe aus Polymeren gebildet sein. So ist es denkbar, die innenspannenden Rechteckdichtringe aus Hochtemperatur- Thermoplasten, wie beispielsweise Polyetherketonen (PEK, PEEK) oder Polyimiden (PE, PBMI, PAI, PE) herzustellen. Diese können besonders vorteilhaft mit verschiedenen Füll- und Verstärkungsstoffen versetzt sein. Hochtemperatur- Thermoplaste können spritzgegossen oder anderweitig über die Schmelze formgebend bearbeitet werden. Ebenfalls denkbar ist es, die innenspannenden Rechteckdichtringe 40 mit dieser Schlossmodifikation aus Polytetrafluorethylen (PTFE) oder aus Gussmaterialien herzustellen.

Claims

Ansprüche
1. Innenspannender Rechteckdichtring (40) zum Abdichten einer Welle (20) gegenüber einem Gehäuse (10), wobei der Rechteckdichtring (40) in eine an einer Wellenbohrung (12) umlaufend angeordneten Nut (13) einsetzbar ist, wobei der Rechteckdichtring (40) entlang seiner Umfangsrichtung an einer Stoßstelle (42) unterbrochen ist und zwei Ringendabschnitte (43, 44) ausgebildet, und wobei der Rechteckdichtring (40) radial nach außen weisend eine Außenfläche (40.4), radial nach innen weisend eine innere Spannfläche (40.1 ) und gegenüberliegend in axiale Richtung weisende Flankenflächen (40.3) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest an einem Ringendabschnitt (43, 44) zumindest eine Anlaufschräge (45.1 , 45.2, 45.3) angeordnet ist, dass die zumindest eine Anlaufschräge (45.1 , 45.2, 45.3) schräg zur Umfangsrichtung und schräg zur Radialrichtung des Rechteckdichtrings (40) ausgerichtet ist und dass die zumindest eine Anlaufschräge (45.1 , 45.2, 45.3), ausgehend von einem nicht gespannten Zustand des Rechteckdichtrings (40), bei einer durch Vorspannen des Rechteckdichtrings (40) bewirkten Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings (40) einen ersten in Umfangsrichtung weisenden mechanischen Kontakt zwischen den gegenüberliegenden Ringendabschnitten (43, 44) ausbildet.
2. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anlaufschräge (45.1 , 45.2, 45.3) gegenüber der Radialrichtung in einem Winkel zwischen 30° und 80°, vorzugsweise zwischen 45° und 80°, geneigt ist.
3. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anlaufschräge (45.1 , 45.2, 45.3) über ihre gesamte Erstreckung den gleichen Neigungswinkel gegenüber der Radialrichtung und/oder der Umfangsrichtung aufweist oder dass sich der Neigungswinkel der zumindest einen Anlaufschräge (45.1 , 45.2, 45.3) gegenüber der Radialrichtung und/oder der Umfangsrichtung entlang ihrer Erstreckung ändert.
4. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Anlaufschräge (45.1 , 45.2, 45.3) entlang der Stoßrichtung des gegenüberliegenden Ringendabschnitts (43, 44) bei einer durch Vorspannen des Rechteckdichtrings (40) bewirkten Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings (40) zu der inneren Spannfläche (40.1 ) des Rechteckdichtrings (40) hin geneigt ist oder dass die zumindest eine Anlaufschräge (45.1 , 45.2, 45.3) entlang der Stoßrichtung des gegenüberliegenden Ringendabschnitts (43, 44) bei einer durch Vorspannen des Rechteckdichtrings (40) bewirkten Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings (40) zu der Außenfläche (40.4) des Rechteckdichtrings (40) hin geneigt ist.
5. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem dem Ringendabschnitt (43, 44) mit der zumindest einen Anlaufschräge (45.1 , 45.2, 45.3) gegenüberliegenden Ringendabschnitt (43, 44) zumindest ein Erstkontaktabschnitt (46.1 , 46.2, 46.3, 46.4) angeordnet ist, dass der zumindest eine Erstkontaktabschnitt (46.1 , 46.2, 46.3, 46.4) bei einer durch Vorspannen des Rechteckdichtrings (40) bewirkten Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings (40) einen ersten in Umfangsrichtung weisenden mechanischen Kontakt zwischen den gegenüberliegenden Ringendabschnitten (43, 44) ausbildet und dass der zumindest eine Erstkontaktabschnitt (46.1 , 46.2, 46.3, 46.4) der zumindest einen Anlaufschräge (45.1 , 45.2, 45.3) zugewandt abgerundet ist oder eine entsprechend der Neigung der Anlaufschräge (45.1 , 45.2, 45.3) ausgerichtete Abschrägung aufweist.
6. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den gegenüberliegenden Ringendabschnitten (43, 44) ein Blockadeelement (47.1 ) wirkt und dass das Blockadeelement (47.1 ) eine axial gerichtete Verstellung der Ringendabschnitte (43, 44) zueinander begrenzt.
7. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockadeelement (47.1 ) eine axial gerichtete Verstellung der Ringendabschnitte (43, 44) derart begrenzt, dass die Ringendabschnitte (43, 44) in axialer Richtung um mindestens 15 % ihrer in axialer Richtung gemessenen Abmessung überlappen.
8. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockadeelement (47.1 ) bei einem auf einen gegenüber dem ungespannten Zustand kleineren Radius gespannten Rechteckdichtring (40) nach Erreichen eines vorgegebenen Endradius des Rechteckdichtrings (40) in Eingriff oder nicht mehr in Eingriff zu beiden Ringendabschnitten (43, 44) steht.
9. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Bewegungsrichtung des jeweils gegenüberliegenden Ringendabschnitts (43, 44) bei einer durch Vorspannen bewirkten Verringerung des Radius des Rechteckdichtrings (40) die zumindest eine Anlaufschräge (45.1 , 45.2, 45.3) und der Erstkontaktabschnitt (46.1 , 46.2, 46.3, 46.4) in jeweils eine Auflagefläche (48.1 , 48.2) übergehen und dass die Auflageflächen (48.1 , 48.2) vorzugsweise in Umfangsrichtung des
Rechteckdichtrings (40) verlaufend ausgerichtet sind.
10. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenfläche (40.4) des Rechteckdichtrings (40) in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnete Zentriernocken (41 ) angeordnet sind und dass sich zumindest eine der Zentriernocken (41 ) quer zur Umfangsrichtung über die in axialer Richtung gemessenen Breite des Rechteckdichtrings (40) erstreckt.
11. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an den Übergängen von den Flankenflächen (40.3) zu der inneren Spannfläche (40.1 ) jeweils eine schräg von den Flankenflächen (40.3) zu der inneren Spannfläche (40.1 ) hin ausgerichtete Einführfase (40.2) angeordnet ist.
12. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der innenspannende Rechteckdichtring (40) zumindest anteilig aus einem Hochtemperatur-Thermoplast, insbesondere aus einem Polyetherketon oder einem Polyimid, oder aus Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet ist.
13. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochtemperatur-Thermoplast oder dass Polytetrafluorethylen mit zumindest einem Füllstoff und/oder einem Verstärkungsstoff versetzt ist.
14. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der innenspannende Rechteckdichtring (40) aus einem metallischen Gussmaterial gebildet ist.
15. Innenspannender Rechteckdichtring (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringendabschnitte (43, 44) zueinander korrespondierende Formschlusselemente zur in Umfangsrichtung und/oder in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung wirkenden, lösbaren formschlüssigen Verbindung der Ringendabschnitte (43, 44) aufweisen.
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