Dichtungen zum Abdichten von ringförmigen Spalten werden in der Technik insbesondere im Maschinenbau in den unterschiedlichsten geometrischen und Verwendungs-Formen benötigt. Im Stand der Technik sind folglich verschie- denste Bauformen solcher Dichtungen-auch als vorbereitete Standardbauteile, sogar genormt-bekannt. Eine der einfachsten Formen bekannter ringförmiger Dichtungen ist ein O-Ring aus Gummi. Wesentlich komplizierter im Aufbau ist zum Beispiel der sogenannte Wellendichtring, ein Dichtungselement mit einem Metallring als äußerem Sitz und einer radial nach innen weisenden Dichtungs- lippe aus Gummi.

Derartige Wellendichtringe dienen zum Beispiel der Dichtung eines Getriebe- gehäuses, aus dem eine sich drehende Welle herausgeführt ist. Dazu sitzt der Metallring in der Bohrung des Gehäuses, durch das die Welle geführt ist, und die Dichtungslippe liegt gegen eine möglichst glattwandige kreiszylindrische Mantelfläche der Welle an. Die Kontaktfläche zwischen der Dichtungslippe und der Wellenoberfläche ist reduziert auf eine Ringlinie um die Welle-und zwar dadurch, dass sich die Dichtlippe radial nach innen zu einer geometrisch scharfen Kante verjüngt. Diese Ausgestaltung gestattet hohe Drehzahlen der Welle, wobei zum Beispiel Getriebeöl, das sich im Inneren des Gehäuses be- findet und das vom Austritt aus dem Gehäuse durch die Dichtung gehindert werden soll, einen Schmierfilm unter der Dichtlippe bildet. Dynamische Druck-

verhältnisse im Bereich der Kontaktfläche sorgen dabei bekannterweise dafür, dass das Öi nicht unter der Dichtlippe hindurch nach außen dringt.

Ein weiteres Problem bei der Gestaltung der vorgeschriebenen Dichtungen ergibt sich daraus, dass das Fluid, gegen welches der Spalt zwischen den beiden Bauteilen abgedichtet werden soll, regelmäßig unter Über-oder Unter- druck steht und aus diesen Druckverhältnissen folgend eine Kraft auf mindes- tens eines der Bauteile ausgeübt wird. Zur Aufnahme dieser Kraft ist es be- kannt, zusätzliche Gleitlager zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil anzuordnen. Diese Gleitlager nehmen die durch den Fluiddruck ausgeübten Kräfte auf und sorgen für eine leichtgängigere Beweglichkeit zwischen den beiden Bauteilen, als wenn die Werkstoffe, aus denen die beiden Bauteile gefertigt sind, direkt aufeinander reiben würden.

Aus konstruktiven Gründen liegen die Gleitlager regelmäßig in unmittelbarer Nähe der Dichtung. Da die Gleitlager häufig durch die Relativ-Bewegung der beiden Bauteile zueinander einem Verschleiß ausgesetzt sind, kann nach ei- ner gewissen Betriebsdauer dennoch ein direkter Kontakt zwischen den bei- den Bauteilen auftreten, wodurch die Relativ-Bewegung der beiden Bauteile zueinander erschwert wird.

Weiterhin ist nachteilhaft, dass Verschleißpartikel aus dem Gleitlager in den Bereich der Dichtung geraten können. Dies führt zu verstärktem Verschleiß der Dichtung und bewirkt somit regelmäßig ein Nachlassen der Dichtungswir- kung. Zudem kann selbst ohne Verschleiß der Dichtung durch Migration von Verschleißpartikel durch den Dichtspalt hindurch eine Verformung der Dich- tung und daraus folgend eine Leckage auftreten.

Weiterhin sind zur Dichtung ringförmiger Spalten um ein sich nicht nur dre- hendes, sondern auch translatorisch durch die Bohrung bewegtes Bauteil ins- besondere Filzringe bekannt.

Insbesondere gegen Fluide, die unter Druck stehen, genügt die Wirkung be- kannter Dichtungsringe oft nicht, so dass es zu unerwünschter Leckage kom- men kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung und ein Dichtungssystem zu schaffen, deren Dichtungswirkung verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zum Dichten eines ringförmigen Spaltes zwischen zwei Bauteilen hat ein Dich- tungsring aus verformbarem, vorzugsweise elastisch verformbarem Werkstoff, z. B. aus einem Polymer, zwei Dichtungsflächen, von denen eine radial nach innen und eine radial nach außen weist. Diese Dichtungsflächen liegen dann üblicherweise, z. B. in einer im Bereich des Spaltes geeignet ausgebildeten Dichtungsnut gegen komplementäre Dichtungsflächen der Bauteile an. Erfin- dungsgemäß ist der Dichtungsring gekennzeichnet durch mindestens eine Druckfläche, die als Wandung eines Hohlraums in dem Dichtungsring ausge- bildet ist. Die mindestens eine Druckfläche liegt mindestens einer der Dich- tungsflächen im Wesentlichen radial gegenüber, so dass ein Fluid, das in dem Hohlraum unter Druck gegen die Druckfläche ansteht, die mindestens eine Dichtungsfläche nach außen und daher bei geeignetem Einbau gegen eine komplementäre Dichtungsfläche eines Bauteils drückt. Durch diesen erfin- dungsgemäß verstärkten Druck einer Dichtungsfläche des erfindungsgemä- ßen Dichtungsrings verbessert sich die Dichtungswirkung wesentlich. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei Ringspalten, die gegen ein unter Druck stehendes Fluid abgedichtet werden sollen. In einer derartigen Einbausituation des erfin- dungsgemäßen Dichtungsrings lässt sich erfindungsgemäß der Druck des Fluides nutzen, indem der erfindungsgemäße Dichtungsring so eingebaut ist, dass eine aus dem Hohlraum nach außen führende Fluidöffnung das Fluid in den Hohlraum dringen lässt und dort seinen Druck auf die Druckfläche und dadurch auf die radial gegenüberliegende Dichtungsfläche ausübt.

Vorzugsweise ist der Hohlraum in dem Dichtungsring ausgebildet in Gestalt einer Nut, die in einer axialen Außenfläche des Dichtungsringes auf dem Um- fang des Dichtungsringes ausgebildet ist. Die radialen Begrenzungsflächen der Nut liegen dann, insbesondere bei kreiszylinderrohrförmiger Ausgestal- tung des Dichtungsringes, dessen beiden Dichtungsflächen (eine nach außen und eine nach innen weisend) gegenüber und drücken bei Druckbeaufschla-

gung der Nut durch ein unter Druck stehendes Fluid die Dichtungsflächen von dem Querschnitt des Dichtungsringes nach außen, d. h. radial nach außen bzw. radial nach innen.

Das erfindungsgemäße Dichtungssystem umfasst ein erstes Bauteil mit einer Bohrung, ein zweites Bauteil, das in der Bohrung angeordnet ist und einen Dichtungsring zum Dichten des Spaltes zwischen dem ersten und dem zwei- ten Bauteil gegen ein mindestens zeitweise unter Druck stehendes Fluid. Zwi- schen dem ersten und dem zweiten Bauteil ist weiterhin ein Wälzlager zur Aufnahme von auf das zweite Bauteil einwirkenden axialen Kräften zwischen den beiden Bauteilen angeordnet.

Das Wälzlager kann dabei entweder auf der abgedichteten Seite im Bereich des Spalts zwischen den beiden Bauteilen angeordnet sein oder auf der nicht abgedichteten Seite dieses Spalts. Im letztgenannten Fall sind die Werkstoffe der Wälzlagerbauteile so zu wählen, dass eine Beständigkeit gegenüber dem Fluid gegeben ist.

Das Wälzlager nimmt die im Stand der Technik von dem Gleitlager aufge- nommenen Kräfte auf und kann daher das Gleitlager wesentlich entlasten o- der sogar entbehrlich machen. Der Verschleiß des Gleitlagers wird dadurch stark verringert bzw. vollständig vermieden. Das Wälzlager selbst ist selbst bei hohen Belastungen durch hohe Kräfte und zeitlich lang auftretende und hohe Relativgeschwindigkeiten zwischen den beiden Bauteilen nahezu verschleiß- frei.

Besonders vorteilhaft ist ein Dichtungssystem, bei dem auf der Druckseite der Dichtung ein Gleitlager, insbesondere ein Axial-Radialgleitlager mit einem Wälzlager auf der abgedichteten Seite kombiniert wird. Hierdurch wird eine besonders vorteilhafte Abdichtung und Aufnahme der Kräfte zwischen den beiden Bauteilen erreicht.

Das Dichtungssystem wird in vorteilhafter Weise weitergebildet, indem als Wälzlager ein axiales Rillenkugellager gewählt wird.

Das axiale Rillenkugellager ist besonders für die regelmäßig beengten Ver- hältnisse geeignet, da es eine sehr kompakte Form aufweist. Darüber hinaus ist es ausgebildet, um die häufig überwiegend in Längsrichtung der Bohrung im ersten Bauteil auftretenden Kräfte, also die Axialkräfte, zwischen dem ers- ten und zweiten Bauteil aufzunehmen.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dich- tungssystems umfasst ein erstes Bauteil mit einer Bohrung, ein zweites Bau- teil, das in der Bohrung angeordnet ist und einen Dichtungsring der zuvor be- schriebenen Art, der den Spalt zwischen den beiden Bauteilen gegen ein zu- mindest zeitweise unter Druck stehendes Fluid abdichtet.

In besonders vorteilhafter Weise kann der erfindungsgemäße Dichtungsring mit einem Wälzlager, wie zuvor beschrieben, kombiniert werden. Auf diese Weise wird eine besonders langlebige und sichere Abdichtung des Spalts zwi- schen dem ersten und zweiten Bauteil erreicht.

Insbesondere bei zylindermantelförmigen Dichtspalten wird mit dem erfin- dungsgemäßen Dichtungssystem eine einfache und wirkungsvolle Abdichtung erreicht.

Besonders bevorzugt ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Dichtungs- rings und Dichtungssystems zur Abdichtung des Spaltes zwischen einem Be- tätigungszapfen eines Kugelhahn und dem Gehäuse eines Kugelhahn- Ventils.

Durch den Druck des Fluids auf die Innenfläche des in der Kugel ausgebilde- ten Strömungskanals wird eine Kraft auf die Kugel ausgeübt, die auf den an der Kugel befestigten Betätigungszapfen übertragen wird. Diese Kraft wird bei dem erfindungsgemäßen Dichtungssystem in vorteilhafter Weise über das Wälzlager aus dem Betätigungszapfen in das Gehäuse des Kugelhahnventils eingeleitet. Gegebenenfalls vorhandene Gleitlager sowie die Dichtung selbst werden daher bei dem erfindungsgemäßen Dichtungssystem nicht oder nur gering mit diesen Kräften beaufschlagt und somit wesentlich entlastet. Ein Verschleiß der Dichtung und Gleitlager findet daher nicht oder kaum statt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden mit Bezug zu den an- hängenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen : Figur 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtungssystems, Figur 2 eine teilgeschnittene Frontansicht einer zweiten Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Dichtungssystems und Figur 3 eine teilgeschnittene Frontansicht einer dritten Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Dichtungssystems.

Figur 1 zeigt ein Gehäuse 2 mit einer Bohrung 4, in der ein Betätigungszapfen eines Kugelhahn (nicht dargestellt) angeordnet ist. Der Spalt zwischen dem Betätigungszapfen 6 und dem Gehäuse 2 ist durch einen Dichtungsring 8 mit einer kreiszylinderrohrförmigen Außenkontur abgedichtet.

Der Dichtungsring 8 hat eine nach innen weisende innere Dichtungsfläche 10 und eine nach außen weisende äußere Dichtungsfläche 12. Die radial nach innen weisende Dichtungsfläche 10 liegt gegen eine nach radial außen wei- sende Fläche des kreiszylindrischen Betätigungszapfens 6 an und die radial nach außen weisende Dichtungsfläche 12 gegen eine radial nach innen wei- sende Fläche 14 einer Nut 16 in dem Gehäuse 2, in die der Dichtungsring 8 eingesetzt ist.

In dem Dichtungsring 8 ist ein Hohlraum 14 ausgebildet. Der Hohlraum 14 ist eine Nut in einer axialen Außenfläche 16 des Dichtungsringes 8. Die Nut 14 öffnet sich in Richtung eines in dem Gehäuse 2 unter Druck stehenden Flui- des 18, welches durch den Spalt 4 zwischen dem Betätigungszapfen 6 und der Wandung der Bohrung 4 zu dem Dichtungsring 8 vordringt und dort den Hohlraum 14 mit Druck beaufschlagt. Der Hohlraum 14 hat eine in seinem Querschnitt parabelförmige Wandung 20. Die Wandung 20 liegt mit jeweils einem"Schenkel"der Parabel radial je einer der Dichtungsflächen 10,12 ge- genüber und drückt diese, beaufschlagt durch den Druck des Fluides 18, ge- gen die komplementären Dichtungsflächen des Gehäuses 2 und des Betäti- gungszapfens 6.

Der Betätigungszapfen 6 der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform weist einen ersten Abschnitt 6a, einen zweiten Abschnitt 6b und einen dritten Ab- schnitt 6c auf. Der Abschnitt 6a ist formschlüssig mit der Kugel (nicht darge- stellt) des Kugelhahn verbunden, die im Hohiraum 30 im Gehäuse 2 ange- ordnet ist. Der Abschnitt 6b weist eine zylindrische Oberfläche 7 auf, gegen welche die Dichtungsfläche 10 der Dichtung 8 abdichtet.

Am Übergang von Abschnitt 6a in Abschnitt 6b ist ein Absatz ausgebildet, der eine senkrecht zur Längsrichtung des Betätigungszapfens 6 liegende Fläche 40 aufweist. Am Übergang vom Abschnitt 6b zum Abschnitt 6c ist ebenfalls ein Absatz ausgebildet, der eine parallel zur Fläche 40 liegende Fläche 41 auf- weist.

Die Fläche 40 des ersten Absatzes ist in Kontakt mit einem ringförmigen Gleit- lager 50, welches in der Bohrung 4 angeordnet ist. Das Gleitlager 50 ist als Axial-Radialgleitiager ausgeführt und stützt sich im Bereich eines Absatzes der Bohrung 4 an der zylindrischen Außenfläche und der ringförmigen Stirn- fläche dieses Absatzes der Bohrung 4 ab. Das Axial-Radialgleitlager ist aus- gebildet, um Axialkräfte, die im das Fluid 18 enthaltenden Strömungskanal 19 radial nach außen gerichtet sind, aufzunehmen. Zu diesem Zweck ist die Flä- che 40 des ersten Absatzes des Betätigungszapfens vom Strömungskanal 19 des Fluids 18 abgewandt und die ringförmige Stirnfläche des Absatzes der Bohrung 4 dem Strömungskanal 19 zugewandt.

Auf der Fläche 41 des zweiten Absatzes des Betätigungszapfens 6 stützt sich eine erste Lagerschale 61 eines Axial-Rillenkugellagers 60 ab. Die Fläche 41 ist dem Strömungskanal 19 abgewandt.

Eine zweite Lagerschale 62 des Axial-Rillenkugellagers stützt sich an einem Gehäuseabschnitt 3 des Gehäuses 2 ab.

Zwischen der ersten und zweiten Lagerschale 61,62 sind die Kugeln des Ril- lenkugellagers 60 angeordnet.

Der obere Endabschnitt des Abschnitts 6c des Betätigungszapfens 6 kann, wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform auch, mit Formflächen, wie beispielsweise Vierkant-Flächen versehen sein, um ein Drehmoment um die Längsachse des Betätigungszapfens 6 in den Betätigungszapfen einzuleiten.

Die Abstände der Flächen 40 und 41 des Betätigungszapfens und der ring- förmigen Auflagefläche im Absatz der Bohrung 4 sowie der Stützfläche am Gehäuseabschnitt 3, der die zweite Lagerschale 62 stützt, sind so gewählt, dass axial nach außen gerichtete Kräfte aus dem Betätigungszapfen 6 in den Gehäuseabschnitt 3 über das Rillenkugellager 60 geleitet werden und die Ü- bertragung dieser Kräfte über das Gleitlager 50 im wesentlichen oder voll- ständig vermieden wird. D. h., dass axiale Rillenkugellager 60 und das Gleitla- ger 50 stellen keine überbestimmte Lagerung dar, da das-Gleitlager 50 über axiale Luft verfügt.

Die in Figur 3 gezeigte Ausführungsform ist hinsichtlich der Abschnitte 6a, 6b des Betätigungszapfens 6, des Gleitlagers 50 und der Dichtung 8 identisch mit der Ausführungsform der Figur 2.

Das Gehäuse 2 der Ausführungsform der Figur 3 weist eine Abflachung 5 an dem dem Strömungskanal 19 abgewandten Ende der Bohrung 4 auf. Die Ab- fachung 5 liegt senkrecht zur Längsachse der Bohrung 4.

Die ringförmige Fläche 41 des zweiten Absatzes des Betätigungszapfens 6 ragt über die Abflachung 5 des Gehäuses 2 hinaus. Auf der Fläche 41 ist eine Platte 70 angeordnet, die eine ringförmige Einsenkung 71 aufweist. In der ringförmigen Einsenkung 71 ist die erste Lagerschale 61 angeordnet.

Das Rillenkugellager 60 steht axial über die ringförmige Einsenkung 71 hin- aus. Die zweite Lagerschale 62 des Rillenkugellagers 60 ist in einer ringförmi- gen Einsenkung 81 einer zweiten Platte 80 angeordnet und abgestützt. Die zweite Platte 80 ist mit einem Gehäuseabschnitt 3 verbunden.

Bei der Ausführungsform der Figur 3 kann das zur Betätigung des Betäti- gungszapfens 6 erforderliche Drehmoment in gleicher Weise wie bei den vor- hin genannten Ausführungsformen über Formflächen, die im Endbereich des

Abschnitts 6c angeordnet sind, eingeleitet werden. Alternativ kann das zur Betätigung erforderliche Drehmoment über die Platte 70 eingeleitet werden, sofern dieses drehmomentfest mit dem Betätigungszapfen 6 verbunden ist.