Die Durchführung von Bewegungen und Kräften durch druckhal- tende Begrenzungswände zwischen zwei Fluidsystemen wie Ga- sen und Flüssigkeiten unterschiedlichen Drucks wird in her- kömmlicher Art im wesentlichen durch wellen-und Stangen- dichtungen wie Stopfbuchsen, Dichtringe und Gleitringdich- tungen verwirklicht. Auf der Niederdruckseite findet man meist Umgebungsluft unter Umgebungsdruck. Bei Vakuumsyste- men ist die Umgebungsluft auf der Hochdruckseite. Die ge- nannten Dichtungsarten benötigen für ihre einwandfreie Funktion einen gewissen Leckagefluss von der Seite höheren zur Seite niederen Druckes, da es sich um berührende Dich- tungen handelt, die eines Schmiermediums bedürfen, um im Betrieb nicht zerstört zu werden.

Bei vielen Anwendungen ist solch eine Leckage aber nicht erwünscht oder sogar nicht zulässig, weil das Fluid z. B. toxisch, geruchsbelästigend oder explosiv ist, oder weil ein Hochvakuum aufrecht erhalten werden soll. Doppelsysteme mit Sperrmedien--beispielsweise doppeltwirkende Gleit- ringdichtungen--mögen die Leckage reduzieren bzw. die Leckage des Druckfluids durch die Leckage eines weniger schädlichen Sperrfluids substituieren.

Technisch leckagefreie Durchführungen werden heute im we- sentlichen nach drei Prinzipien realisiert : Spaltrohrmotor, Magnetkupplung und magnetofluidische Dichtung.

Beim Spaltrohrmotor ist der Motor Teil der Maschine, des Apparates oder des Gerätes, z. B. oft verwendet in einer Pumpe. Der Stator ist auf der Niederdruckseite der Pumpe positioniert und durch ein nichtmagnetisierbares Spaltrohr von der Hochdruckseite isoliert. Der Rotor befindet sich innerhalb der Hochdruckseite der Pumpe. Das Drehmoment wird über elektromagnetische Kräfte durch das Spaltrohr berüh- rungsfrei vom Stator auf den Rotor übertragen.

Die ebenfalls im Pumpenbau gebräuchliche Magnetkupplung funktioniert nach einem ähnlichen Prinzip, jedoch befindet sich auf der Niederdruckseite der Pumpe statt einer Stator- wicklung ein Außenrotor mit einer Anordnung von Permanent- magneten, der eine entsprechende Anordnung von Permanent- magneten bzw. ein Induktionskäfig oder-ring auf der Rotor- seite gegenübersteht. Der Außenrotor ist mit einem herkömm- lichen Motor verbunden, der das Drehmoment erzeugt, das über magnetische Feldlinien--wieder berührungsfrei--auf den Rotor übertragen wird. Die beiden Kupplungselemente sind meist durch ein topfförmig gestaltetes Gehäuseelement, einen Spalttopf, gegeneinander druckisoliert.

Bei der Durchführung auf Basis von Magnetofluid bildet eine magnetisierbare Flüssigkeit--meist eine Dispersion fein- ster ferromagnetischer Partikel mit Hilfe eines Hilfsstof- fes in einem Trägeröl--ein äußerst flexibles und anpas- sungsfähiges undurchlässiges Dichtelement, z. B. in Form eines"flüssigen O-Ringes"zwischen Welle und Gehäuse, das durch ein entsprechend gestaltetes Magnetfeld am Ort des abzudichtenden Spaltes fixiert wird. Diese Dichtungsart wird kommerziell etwa in Festplattenlaufwerken und Vakuum- durchführungen in der Oberflächentechnik verwendet.

Die genannten leckagefreien Durchführungsarten haben insbe- sondere für den Pumpenbau mehrere Nachteile ; sowohl Spalt- rohrmotor als auch Magnetkupplung benötigen zur Lagerung

des Rotors Lagerelemente, die vom Fördermedium der Pumpe selbst geschmiert werden müssen und somit sehr störungsan- fällig sind. Der Vorteil der Magnetkupplung, nämlich die Verwendbarkeit von Normmotoren, ist beim Spaltrohrmotor nicht gegeben. Demgegenüber weist die Magnetkupplung den Nachteil auf, dass bei unterschiedlicher zu übertragender Leistung nicht nur unterschiedliche Motoren, sondern auch unterschiedlich dimensionierte Kupplungen eingesetzt werden müssen, um bei kleinen Leistungen keinen Preisnachteil in Kauf nehmen zu müssen. Beide Prinzipien sind durch die Art der Drehmomentübertragung und der Lagerung in ihrer Mög- lichkeit zur Leistungsübertragung aufgrund des überpropor- tional steigenden Aufwandes bei hohen Leistungen begrenzt.

Insbesondere sind hohe Wirbelstromverluste nachteilig, die in Spaltrohren und Spalttöpfen in herkömmlicher Bauart in nichtmagnetischen Metalllegierungen induziert werden.

-Magnetofluidische Dichtungen sind in ihrer Anwendbarkeit auf geringe Differenzdrücke begrenzt. Beispielsweise sind für die Abdichtung von 1 bar gegenüber Vakuum sechs hinter- einander geschaltete Dichtelemente notwendig. Der übliche Druckbereich für einstufige Kreiselpumpen geht jedoch be- reits bis 25 bar und für Sonderanwendungen sowie andere Pumpensysteme weit darüber hinaus. Außerdem müssen die chemische Verträglichkeit sowie Mischvorgänge zwischen den beteiligten Fluiden und dem Magnetofluid beachtet werden.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, bei einer eingangs genannten Vorrichtung eine leckagefreie Durchführung zu erstellen, welche die oben erwähnten Nachteile beseitigt sowie für die Übertragung auch sehr hoher Leistungen zwischen Bereichen mit hohen Druckdifferenzen--bevorzugt mindestens 25 bar--ohne notwendige Lagerschmierung durch ein beteiligtes Fluid er- möglicht. Darüber hinaus soll die Erfindung auch noch kostengünstiger und leichter in der Handhabung sein als Einrichtungen nach dem Stande der Technik.

Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Lehren der unabhängi- gen Ansprüche ; die Unteransprüche geben günstige Weiterbil- dungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.

Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offen- bart und beliebig einsetzbar sein.

Erfindungsgemäß sind zwischen einem kraftübertragenden Or- gan, beispielsweise einer Welle, und einem druckisolieren- den Element wie einem Gehäuse od. dgl. Dichtungsmittel oder -elemente so angeordnet, dass drei--insbesondere in Achs- richtung nebeneinander liegende--Räume entstehen : ein Be- reich mit einem ersten Fluid bestimmten Druckes--bei- spielsweise einem Fördermedium mit 25 bar--, ein Bereich für ein zweites Fluid mit einem Differenzdruck zum ersten Fluid--etwa Umgebungsluft mit 1 bar absolut--sowie ein zwischen diesen Bereichen angeordneter dritter Raum für ein Hilfsmittel bzw. eine Hilfsflüssigkeit. Letzterer wird durch eine Einrichtung in zwei Teilräume für zwei unter- schiedliche Druckbereiche unterteilt.

Die Hilfsflüssigkeit kann beispielsweise ein Silikonöl sein, das auch als Trägeröl ein Magnetofluid eingesetzt wird ; denn es hat sich als günstig erwiesen, magnetoflui- dische Dichtungsmittel einzusetzen, dies insbesondere zum Begrenzen des Raumes für die Hilfsflüssigkeit. Diese magnetofluidische Dichtung sperrt den Raum hermetisch ab.

Im Bereich mit der Hilfsflüssigkeit bzw. dem Hilfsfluid be- finden sich Mittel, die innerhalb dieses Bereiches einen Differenzdruck erzeugen, wobei der höhere Druck auf der Seite zum Fluid mit dem höheren Druck hin und umgekehrt er- zeugt wird. Die erzeugbare Druckdifferenz muss mindestens

dem maximal auftretenden Differenzdruck zwischen dem ersten sowie dem zweiten Fluid entsprechen.

Vorteilhafterweise soll dem Raum höheren Drucks ein Förder- medium sowie dem Raum niederen Drucks Umgebungsluft zuge- ordnet sein. Die Hilfsflüssigkeit soll ein Trägeröl des dem Dichtungselement zugeordneten Magnetofluids sein, gegebe- nenfalls ein Silikonöl.

Erfindungsgemäß weist der Raum für die Hilfsflüssigkeit zwei Anschlüsse auf, von denen einer zum Erzeugen eines Va- kuums sowie der andere als Durchgang für die Hilfsflüssig- keit ausgebildet ist. Zudem soll der Teilraum für den höhe- ren Druck der Hilfsflüssigkeit dem Raum für das Fluid höhe- ren Druckes zugeordnet sein.

Auch zeichnet sich der Erfindungsgegenstand durch relativ zueinander bewegbare, dem druckisolierenden Element und dem kraftübertragenden Organ zugeordnete geometrische Teile aus, die zum Erzeugen einer Durckdifferenz eine Förderein- richtung für die Hilfsflüssigkeit bilden. Die den Raum für die Hilfsflüssigkeit teilende Einrichtung ist bevorzugt eine Fördereinrichtung.

Die Druckdifferenz innerhalb der Hilfsflüssigkeit wird gün- stigerweise durch Relativbewegungen geometrischer Teile er- zeugt, die dem kraftübertragenden Organ und dem druckiso- lierenden Element--dem Gehäuse--statisch zugeordnet sind und eine Fördereinrichtung, etwa eine Pumpe, für die Hilfsflüssigkeit bilden. Dabei wird durch geeignete Maßnah- men--z. B. die Anordnung eines Rückschlagventils-- sichergestellt, dass bei Stillstand des Systems kein Druck- ausgleich zwischen Hoch-und Niederdruckbereich der Hilfs- flüssigkeit stattfindet.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung entspricht die er- zeugbare Druckdifferenz zumindest dem maximal auftretenden Differenzdruck zwischen den Fluiden.

Erfindungsgemäß sind weiterhin Mittel vorgesehen, die auf den Differenzdruck zwischen dem Fluid mit hohem Druck und dem Maximaldruck der Hilfsflüssigkeit reagieren. Die Reak- tion wird erfindungsgemäß dazu genutzt, um durch geeignete Mittel die genannte Druckdifferenz auf einen Wert nahe Null zu regeln. Dies kann z. B. durch Regelung der Leistung der die Druckdifferenz erzeugenden Mittel geschehen oder durch Regelung einer Rückströmung aus dem Bereich hohen Druckes der Hilfsflüssigkeit zum Bereich niedrigen Druckes. Es sind Organe zum Regeln der Leistung der die Druckdifferenz er- zeugenden Mittel vorhanden oder Organe zum Regeln einer Rückströmung aus dem Teilraum höheren Drucks der Hilfsflüs- sigkeit zum Teilraum niederen Drucks.

Vorteilhafterweise ist zwischen den Teilräumen für die Hilfsflüssigkeit eine Leitung mit ventilartiger Überström- einrichtung vorgesehen.

Ist erfindungsgemäß das Volumen zumindest des Raumes für die Hilfsflüssigkeit veränderbar ausgebildet, so kann ins- besondere der Teilraum für den niedrigen Druckbereich der Hilfsflüssigkeit in seinem Volumen veränderbar gestaltet sein. Durch die Veränderlichkeit des Volumens des Raumes für die Hilfsflüssigkeit werden Änderungen der Dichte und damit des Volumens des Hilfsfluids--hervorgerufen durch Temperatur-oder auch Druckveränderungen--kompensiert.

Indem das Volumen des der Hilfsflüssigkeit zugeordneten Raumes variabel gestaltet wird, kann erfindungsgemäß sichergestellt werden, dass auch die Druckdifferenz zwischen dem Minimaldruck der Hilfsflüssigkeit und dem Druck des Fluids mit dem niedrigeren Druck nahezu Null ist.

Dies mag z. B. durch eine flexible Membrane zwischen einer

Seite des Raumes für die Hilfsflüssigkeit und dem Fluid mit entsprechendem Druck realisiert werden, oder--besonders vorteilhaft--durch bewegliche Anordnung zumindest einer magnetofluidischen Dichtung. Bei Anordnung mit Umgebungs- luft unter Normaldruck (1 bar) auf der Niederdruckseite ist es am vorteilhaftesten, den Raum auf dieser Seite im Volu- men variabel zu gestalten.

Die dargestellten Mittel führen dazu, dass die magnetoflui- dischen Dichtungen auch bei hohen Druckdifferenzen des ersten und des zweiten Fluids nur mit geringen Differenz- drücken belastet werden und somit ihre hermetische Dich- tungsfunktion sichergestellt ist. Die Kraftübertragung er- folgt mechanisch über das kraftübertragende Element--bei- spielsweise eine Welle--, so dass hohe Übertragungslei- stungen möglich sind.

Die magnetofluidische Dichtung. zur Hochdruckseite besteht bevorzugt aus drei Dichtelementen--dargestellt durch drei in Achsrichtung magnetisierte Permanentmagnete mit zugeord- neten ferromagnetischen Polschuhen, die jeweils ein konzen- triertes magnetisches Feld erzeugen, das ein Ferrofluid als Dichtmittel fixiert. Diese sind in einem nichtmagnetischen Trägerring vorgesehen. Der Trägerring ist erfindungsgemäß über einen--bevorzugt metallischen--Faltenbalg am Ge- häuse fixiert. Letzterer soll dem Träger-oder Verschluss- ring anliegen sowie anderseits dem Druck tragenden Element.

Eine gute Montierbarkeit der Vorrichtung wird durch Befe- stigung des Faltenbalges an einer Buchse realisiert, die mit einem O-Ring gegen die Gehäusebuchse abgedichtet ist und durch einen Gewindering an der Gehäusebuchse fixiert wird.

Der Verschluss-oder Trägerring beinhaltet im Rahmen der Erfindung weiterhin eine--vorteilhafterweise aus Sili- ziumkarbid geformte--Dichtscheibe, die Teil eines mecha- nischen Dichtungssystems ist, das aus zwei gleichartigen

SiC-Scheiben besteht. Eine der Scheiben weist in der Kon- taktfläche entsprechend einem von außen nach innen wirken- den axialen Spiralrillenlager spiralförmig von außen zum Zentrum der Scheibe verlaufende Vertiefungen von einigen Mm Tiefe auf ; diese Vertiefungen gehen vorteilhafterweise vom Scheibenrand aus und enden in Abstand zu einem Zentral- durchbruch der ringartigen Dichtscheibe. Eine Aufgabe jenes Faltenbalges besteht darin, die der Gehäusebuchse zugeord- nete Dichtscheibe bewegbar zu lagern und so deren Förder- wirkung durch den Differenzdruck zu limitieren.

Erzeugen die Dichtscheiben im Betrieb einen höheren Druck als den abzudichtenden innerhalb der Pumpe, wird der Trägerring mit der zugeordneten Dichtscheibe in Richtung des abzudichtenden Druckes bewegt ; der Abstand zwischen den Dichtscheiben wird größer und konsequenterweise lässt die Förderwirkung nach. Umgekehrt führt ein zu geringer durch die Dichtscheiben erzeugter Druck zur Verringerung des Spaltes zwischen den Dichtscheiben und damit zu einer Erhö- hung der Förderwirkung.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Mittel zur Er- zielung der Dichtungswirkung dabei einer Wellenhülse und einer Gehäusebuchse zugeordnet werden. Wellenhülse und Ge- häusebuchse sowie alle mit dem Förderfluid der Pumpe in Kontakt stehenden Teile bestehen aus nicht magnetischen Ma- terialien, die ausreichend fest und gegen das Förderfluid chemisch beständig sind. Die Wellenhülse ist gegen die Welle und die Gehäusebuchse gegen das Gehäuse durch O-Ringe statisch abgedichtet. Die Gehäusebuchse kann mit Hilfe von Schrauben am Gehäuse befestigt werden. Die hermetische Dichtung ist dabei so ausgeführt, dass sie als Einheit mon- tiert und demontiert werden kann.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung werden Wellenhülse und Gehäusebuchse zueinander durch Wälzlager--etwa durch ein Doppelschrägkugellager--konzentrisch drehbar in defi-

niertem axialem Abstand gehalten. Bei Bedarf ist das Lager auch zur Aufnahme von auf die Welle wirkenden axialen Kräf- ten geeignet. Dazu muss die Wellenhülse z. B. mit einem Sicherungsring oder einer Wellenmutter auf der Welle fixiert werden.

Als günstig hat es sich erwiesen, das Wälzlager in einem von Wellenhülse und Gehäusebuchse begrenzten Ringraum fest- zulegen. Dieses Wälzlager soll durch Sicherungsringe der Gehäusebuchse bzw. der Wellenbuchse und/oder durch einen flanschartigen radialen Außenring in jenem Ringraum fixiert werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung liegt das Wälzla- ger einem Außenring der Wellenhülse an, dem anderseits eine der Dichtscheiben aus Siliziumkarbid zugeordnet ist. Vor- teilhafterweise lagert eine der Dichtscheiben in einem sich von dem Außenring weg axial stufenweise erweiternden Ab- schnitt des Ringraums, dem der Verschlussring mit der ande- ren Dichtscheibe vorgeordnet ist.

Erfindungsgemäß verläuft zwischen der Außenfläche der Dichtscheibe und dem benachbarten Verschlussring ein Radialspalt, an den gegebenenfalls einerseits ein axialer Ringspalt zwischen der Welle und den Dichtelementen an- schließt sowie anderseits ein weiterer axialer Ringspalt, der die benachbarte Dichtscheibe untergreift.

Der besseren Fixierung halber soll die Dichtscheibe zudem durch wenigstens einen achsparallelen Mitnehmerstift an die Mittelwand des Verschlussrings angeschlossen sein.

Von erfinderischer Bedeutung ist auch, dass an der Seite der Vorrichtung, die mit einer Flüssigkeit als Fluid beauf- schlagt ist--beispielsweise dem magnetofluidischen Dich- tungselement am Träger-oder Verschlussring--eine teil- weise mit einem Gas, etwa Luft oder Inertgas, gefüllte Kam-

mer vorgelagert sein kann, die zudem an der der Vorrichtung abgewandten Seite zur Welle mit einem Dichtspalt von etwa 0,1 mm abgedichtet ist ; dessen Durchmesser wird größer ge- wählt als der Durchmesser des Dichtspaltes des magneto- fluidischen Dichtungselements am Trägerring aber kleiner als der Durchmesser der äußeren Kammerwand.

Das Volumen der Kammer und die Breiten der Dichtspalte sind erfindungsgemäß so gestaltet, dass bei horizontaler Anord- nung und Stillstand des Systems sowie bei Umgebungsdruck innerhalb der Kammer immer ein bestimmtes Gasvolumen im oberen Bereich der Kammer oberhalb des Dichtspaltes der Kammer residual vorhanden ist. Im Betrieb sammelt sich die- ses Gasvolumen im Bereich des kleinsten Durchmessers der Welle--in diesem Fall des Dichtspalts der magnetofluidi- schen Dichtung--konzentrisch um die Welle und wird durch den Betriebsdruck auf ein kleineres Volumen zusammenge- drückt. Auch wenn die beiden Volumina von gleicher Größe sind, soll durch geeignete Wahl der Breite des Dichtspaltes der Kammer dabei kein Gas aus dem letzteren entweichen.

Andererseits soll das zweite Volumen groß genug sein, um den Dichtspalt der mangetofluiden Dichtung im Betrieb auch bei maximalem Druck vollkommen abzudecken. Ein günstiges Breiten-oder Durchmesserverhältnis zwischen dem Dichtspalt der magnetofluidischen Dichtung, dem Dichtspalt der Kammer und deren inneren Außendurchmesser liegt nach einem weite- ren Merkmal der Erfindung bei 1 zu 1,2 zu 1,5.

Die Anordnung stellt sicher, dass die magnetofluidische Dichtung im Betrieb stets nur mit Gas in Kontakt kommt.

Eine Durchmischung des Magnetofluids mit einer abzudichten- den Flüssigkeit wird somit wirksam verhindert.

Bei abzudichtenden Flüssigkeiten, bei denen keine chemische Reaktion mit Luft zu erwarten oder eine Reaktion unschäd- lich ist, kann das Residualvolumen an Luft innerhalb der Kammer bei Befüllung der Pumpe genutzt werden. Anderenfalls

ist ein Hilfsanschluss an die Kammer erforderlich, um sie vor Inbetriebnahme der Pumpe mit einem Inertgas zu füllen.

Die Erfindung umfasst also mehrere einander zugeordnete Funktionskomplexe, nämlich zum einen die Räume mit den her- metischen Dichtungen und dem Hilfsfluid, zudem Mittel zum Erzeugen der Druckdifferenz, dann die Regelung der Druck- differenz mit Hochdruck. Auch der Druckausgleich im Hilfs- fluid--die Druckdifferenz zum Niederdruck--wird erfasst sowie die beschriebene Zusatzeinrichtung für die Gasbeauf- schlagung.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Verfahren, bei dem -- insbesondere unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung--zwischen dem kraftübertragenden Organ und dem druckisolierenden Element in--durch jeweils ein Dich- tungselement begrenzten Räumen--Fluide unterschiedlichen Druckes und zwischen diesen in einem Raum eine Hilfsflüs- sigkeit bzw. ein Hilfsfluid gehalten werden ; in letzterer werden zwei Druckbereiche hergestellt, zudem soll der Teil- bereich für den höheren Druck jener Hilfsflüssigkeit dem Raum für das Fluid höheren Druckes zugeordnet werden. Der Raum für die Hilfsflüssigkeit soll beidseits zu den Räumen für die Fluide durch magnetofluidische Dichtungselemente thermisch abgedichtet werden.

Ein weiterer Verfahrensschritt sieht vor, dass der Raum für die Hilfsflüssigkeit vor deren Einführung mit einem Vakuum beaufschlagt wird ; die Hilfsflüssigkeit vermag so sämtliche Hohlräume innerhalb der Vorrichtung aufzufüllen.

Zudem soll eine Rückströmung aus dem Teilraum höheren Drucks der Hilfsflüssigkeit zum Teilraum niederen Drucks geregelt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch, dass die Druckdifferenz innerhalb der Hilfsflüssigkeit durch Rela- tivbewegung geometrischer Elemente erzeugt wird, die der Welle einerseits und dem druckisolierenden Element ander- seits zugeordnet sind und eine Fördereinrichtung bilden.

Nach einem anderen Verfahrensmerkmal wird durch Dichtschei- ben, die zwischen sich spiralartige Rillen bzw. Vertiefun- gen begrenzen, eine Förderwirkung für die Hilfsflüssigkeit aufgebaut. Die Förderwirkung der Dichtscheiben soll durch Vermehrung von deren Druck sowie des Abschnitts zueinander erhöht werden.

Ein anderes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet an, dass in einer dem Dichtungselement vorgelagerten sowie ein Gas enthaltender Kammer das Gasvolumen im Betrieb im Bereich des Dichtspaltes zwischen Dichtungselement und Welle konzentrisch um diese gesammelt sowie durch den Be- triebsdruck zusammengedrückt wird.

Als Vorzüge des erfindungsgemäßen Systems sind vor allem folgende Einzelheiten anzusehen : mit geringen Kosten realisierbar ; keine Wirbelstromverluste ; * als Cartridge montierbar ; einfacher Austausch möglich ; geringer Platzbedarf ; keine Gleitlager innerhalb der Pumpe erforder- lich ; Aufnahme des Axialschubes durch das integ- rierte Wälzlager möglich ; Einsatz von kostengünstigen Ferritmagneten möglich ;

auch für Pumpen mit sehr hoher Leistung einsetzbar ; mit geringem konstruktiven Aufwand in vorhan- dene Pumpen-Baureihen zu integrieren.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung ; diese zeigt in : Fig. 1 : einen Dichtungsbereich einer Pumpenwelle im Längsschnitt mit erfindungsgemäßer Dichtung vor dem Zusammenbau ; Fig. 2 : den Dichtungsbereich gemäß Fig. 1 in mon- tiertem Zustand ; Fig. 3 : den gegenüber Fig. 2 etwas vergrößerten Dichtungsbereich ohne Pumpenwelle ; Fig. 4 : einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2, 3 ; Fig. 5 : einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 4 in anderer Ausgestaltung ; Fig. 6 : eine Gehäusebuchse des Dichtungsbereichs im Längsschnitt ; Fig. 7 : eine Wellenhülse des Dichtungsbereichs im Längsschnitt ; Fig. 8 bis Fig. 10 : diametrale Schnitte durch unterschiedli- che, die Wellenbuchse umfangende Organe des Dichtungsbereichs ; Fig. 11 : ein vergrößertes Detail der Fig. 10 ; Fig. 12 : Draufsicht auf eine für den Dichtungsbe- reich bestimmte ringartige Dichtscheibe ;

Fig. 13,14 : zwei Diametralschnitte durch ein Paar von Dichtscheiben nach Linie D in Fig. 12 ; Fig. 15 : einen schematischen Querschnitt durch einen Abschnitt der Vorrichtung ; Fig. 16 : eine Schemaskizze zu einer magnetofluidi- schen Dichtung ; Fig. 17 : eine schematische Zuordnung von Querschnitten mit einer Zusatzeinrichtung zu unterschiedlichen Verfahrensständen ; Fig. 18 bis Fig. 20 : drei unterschiedliche Dichtungssituatio- nen an der in Seitenansicht wiedergegebe- nen Pumpenwelle.

Ein Dichtungsbereich Q der-Pumpenwelle 10 einer nicht weiter wiedergegebenen Kreiselpumpe weist eine mit ihrer Längsachse M1 zur Längsachse M der Pumpenwelle 10 koaxiale Wellenhülse 12 der Länge a von 60 mm sowie eines Innendurchmessers d von hier 30 mm auf ; die Wanddicke b der Wellenhülse 12 misst 5 mm. In einem mittleren Abstand al von etwa 25 mm zur Stirnkante 14 der Wellenhülse 12 ragt gemäß Fig. 7 von dieser ein angeformter Außenring 16-- identischer Wanddicke b--der Kraglänge e von etwa 7 mm ab. Nahe des Außenringes 16 ist eine Außennut 18 für einen 0-Ring 20 zu erkennen ; ein weiterer O-Ring 20 lagert in einer der Stirnkante 14 nahen Innennut 19. Nahe der darge- stellten Heckkante 15 der Wellenhülse 12 findet sich eine zweite Außennut 22 als Einstich für einen weiter unten be- schriebenen Sicherungsring.

Die Wellenhülse 12 wird von einer koaxialen Gehäusebuchse 26 jener Länge a umfangen, deren Innendurchmesser dl hier 68 mm beträgt bei einer Wanddicke bl von ebenfalls 5 mm.

Die Wellenhülse 12 ist gegen die Pumpenwelle 10 und die Gehäusebuchse 26 gegen das Pumpengehäuse durch die O-Ringe 20 statisch abgedichtet. Im übrigen kann die Gehäusebuchse 26 durch Schrauben am Gehäuse befestigt werden.

In mittlerem Abstand a2 von hier etwa 20 mm zur Stirnkante 28 der Gehäusebuchse 26 ragt von deren Wandung 30 ein ange- formter Flanschring 32 des Durchmessers f von 100 mm sowie der Breite g von 10 mm ab, der zum einen--beispielsweise zwei--radiale Gewindebohrungen 34 für Verschlussschrauben 35 enthält sowie etwa vier achsparallele Durchbrüche 36 für Anschlussschrauben 38.

In axialem Abstand i (etwa 10 mm) von jener Stirnkante 28 ist die Wandung 30 der Gehäusebuchse 36 ein-bzw. achswärts zweifach gestuft. Diese beiden Stufen 40, 40a jeweils ge- ringer Radialhöhe sind erforderlich, da der Innendurchmes- ser d2 der Stirnkante 28 mit 73 mm größer ist als der an- derseitige Durchmesser d von 68 mm ; die Stirnkante 28 wird von einem Wandabschnitt 30a angeboten, der an jenem Flanschring 32 ansetzt. Im Bereich dieses Flanschringes 32 ist im übrigen ein innerer Formring 42--geringer radialer Höhe--der Breite i2 von 10 mm aus der Wandung 30 heraus- geformt (s. Fig. 6).

Nahe der Heckkante 44 der Gehäusebuchse 26 verläuft eine Innennut 23, die der oben erwähnten Außennut 22 der Wellen- hülse 12 gegenüberliegt und mit ihr gemeinsam ein Paar von Sicherungsringen 46, 46i hält, das in dem von Wellenhülse 12 und Gehäusebuchse 26 gebildeten Zylinderringraum 50 ver- läuft ; letzterer geht am Formring 42 gemäß Fig. 1 in einen gestuften Abschnitt 51 des Zwischenraumes von Wellenhülse 12 und Gehäusebuchse 26 über.

Zwischen den Sicherungsringen 46, 46i und dem Außenring 16 der Wellenhülse 12 sitzt im Zylinderringraum 50 ein Wälzla- ger 52, beispielsweise ein Doppelschrägkugellager, das Wel- lenhülse 12 und Gehäusebuchse 26 konzentrisch drehbar in definiertem radialen und axialen Abstand hält. Dazu muss die Wellenhülse 12--beispielsweise mit dem inneren Sicherungsring 46i oder einer Wellenmutter--auf der Welle 10 fixiert werden.

Vor allem die Fig. 1, 4,5 verdeutlichen, dass die oben er- wähnten Stufen 40, 40a als Anschlag für einen--quer- schnittlich L-förmigen--Haltering 56 und einen von diesem gehaltenen O-Ring 20 dienen ; diese werden gemäß Fig. 1 axial in den gestuften Abschnitt 51 eingeschoben. Der-- von einem von der Stirnkante 28 umgebenen Frontring 54-- an die Stufe 40a gepresste Haltering 56 eines Innendurch- messers n von 64 mm, eines Außendurchmessers ni von 74 mm sowie der Breite k von 7 mm steht der anderen Stufe 40 mit einem angeformten Außenring 57 der Höhe n3 von etwa 5 mm in Abstand gegenüber.

Innerhalb des Frontringes-54 sowie des Halteringes 56 ist ein radial zweistufiger Träger-oder Verschlussring 60 axialer Breite kl von 15 mm angebracht, den Fig. 8 deutlich werden lässt mit einer achsparallelen Außenwand 61 des Innendurchmessers z von 65 mm. Etwa mittig zwischen der Außenkante 62 dieser Außenwand 61 sowie einer radialen ringartigen Frontwand 65 des Verschlussringes 60 ist letz- terer durch eine--ebenfalls ringförmige--radiale Mit- telwand 63 gestuft ; an diese ist ein achsparalleler Wand- ring 64 des Außendurchmessers z1 von 51 mm angeformt und an letzteren jene Frontwand 65. Der Durchmesser Z2 der zentri- schen Öffnung 66 der Frontwand 65 misst 35 mm. Der Quer- schnitt des Halteringes 56 besteht also aus zwei Winkelab- schnitten, deren äußerer die Außenwand 61 und die Mittel- wand 63 enthält ; an letztere schließt der Wandring 64 des

inneren Winkelabschnitts an, der auch die Frontwand 65 um- fasst und an der zentrischen Öffnung 66 endet.

Zwischen der Mittelwand 63 des nichtmagnetischen Träger- oder Verschlussringes 60 sowie dem erwähnten Frontring 54 ist ein ringförmiger--bevorzugt metallischer--Falten- balg 68 zu erkennen, der an den Außenring 57 angeschlossen ist sowie innenseitig an die Mittelwand 63 des Trägerringes 60. Letzterer ist in der Gehäusebuchse 26 festlegt. Inner- halb des Wandringes 64 bzw. des Trägerringes 60 sind drei jeweils ringförmige Magnetdichtungen 70 angeordnet, deren Aufbau insbesondere Fig. 10,11 entnommen zu werden vermag.

Ihre Breite q misst etwa 3 mm, der Innendurchmesser y des Ringdurchbruches 72 etwa 35 mm und der Außendurchmesser Y hier 50 mm. Mit 74 ist ein Permanentmagnet für ein Fer- rofluid bezeichnet, der gemäß Fig. 16 zwei Polschuhe N, S enthält, beispielsweise gemäß Fig. 11 bei 76 einen quer- schnittlich U-förmigen Ring--aus zumindest zwei Teilen-- als Eisenrückschluss mit sich zum Ringdurchbruch 72 öffnen- dem Spalt 78 der Breite q1 von etwa 0,1 mm.

Die drei Dichtelemente 70 bilden eine magnetofluidische Dichtung zur Hochdruckseite und sind drei in Achsrichtung magnetisierte Permanentmagnete mit zugeordneten ferromagne- tischen Polschuhen N, S, die jeweils ein konzentriertes magnetisches Feld erzeugen, das ein Ferrofluid als Dicht- mittel fixiert. Der Faltenbalg 68 liegt zur besseren Mon- tierbarkeit der Vorrichtung am Frontring 54 an und ist mit dem Haltering 56 durch einen O-Ring 20 gegen die Gehäuse- buchse 26 abgedichtet, der durch den--mit Außengewinde versehenen--Frontring 54 an der Gehäusebuchse 26 fixiert wird.

Zwei weitere Magnetdichtungen 70 der beschriebenen Art sind an der heckwärtigen Seite der Sicherungsringe 46 angeord- net. Diese Magnetdichtungen 70 werden von zwei entsprechen- den Magnetdichtungen 70a anderer Durchmesserdimensionierung umfangen unter Zwischenschaltung eines Distanzringes 79.

Jener Verschluss-oder Trägerring 60 enthält weiterhin eine in Fig. 12,13 skizzierte Scheibe 80 aus Siliziumkarbid, die Teil eines mechanischen Dichtungssystems aus zwei gleichartigen SiC-Scheiben 80, 80a der Breite gl von etwa 7 mm mit Zentraldurchbruch 82 des Durchmessers t von etwa 39 mm ist. Der Außendurchmesser tl der Scheibe 80, 80a sei mit etwa 65 mm angenommen. In der in Fig. 1 bis 5, 13 rechten Scheibe 80a sind an der Front-oder Kontaktfläche 84-- entsprechend einem von außen nach innen wirkenden axialen Spiralrillenlager--hier sechzehn vom Scheibenrand 81 aus- gehende, in Draufsicht teilkreisfömig gebogene Spiralrillen 86 einer Tiefe von 10 Am bis 20 Mm eingeätzt oder einge- schliffen. Diese Spiralrillen 86 enden in radialem Abstand zur zentrischen Öffnung 66 und sind durch entsprechend ge- bogene Dammrippen 88 getrennt. Die Pumprichtung und die Spiralrillen 86 sind in Fig. 12 an der Scheibe 80a von außen zur Mitte vorgegeben.

Die Spiralrillen oder-nuten 86 können sowohl in die stationäre als auch in die bewegte Scheibe 80, 80a eingear- beitet sein. Wichtig ist, dass die bearbeitete Frontfläche 84 der anderen Scheibe 80, 80a direkt gegenüberliegt, damit im Betrieb die Förderwirkung erzeugt wird.

Die Dichtelemente 70 und die Scheibe 80 im Trägerring 60 sind gegen letzteren abgedichtet, z. B. dicht einge- schrumpft. Die zweite Scheibe 80a ist gegenüber der ersten auf der Wellenhülse 12 angeordnet. Fig. 5 macht einen Ring- spalt 13 zwischen Scheibe 80 und Wellenhülse 12 deutlich.

Im gewählten Ausführungsbeispiel wird die SiC-Scheibe 80a durch den Außenring 16 als seitlichem Anschlag und einen O-

Ring 20, der gleichzeitig eine Abdichtung gegen die Wellen- hülse 12 und eine Drehmitnahme darstellt, festgelegt. Die Drehmitnahme kann--falls erforderlich--etwa durch einen Mitnehmerstift zwischen Anschlag 16 und SiC-Scheibe 80a unterstützt werden. Die gegenüberliegenden Flächen der Scheiben 80, 80a sind im Mikromterbereich plan bearbeitet und weisen eine entsprechend feine Oberflächenrautiefe auf.

Der Balg 68 des Trägerringes 60 gewährleistet eine Beweg- lichkeit der Kontaktflächen der Scheiben 80, 80a axial zu- einander mit einem Abstand von Null bis einige Zehntel Mil- limeter. Im Stillstand werden die Scheiben 80, 80a durch die abzudichtende Druckdifferenz gegeneinandergedrückt, und somit wird durch die Scheiben 80, 80a die Hochdruckseite der Vorrichtung zur Niederdruckseite abgedichtet. Dichtele- mente 70 und Dichtscheibe 80 an der Trägerscheibe 60 werden -- wie erwähnt--zur Wellenhülse 12 durch den Ringspalt 13 in einem definierten konzentrischen Abstand von etwa 0,1 mm gehalten (Fig. 5).

Fig. 14, soll den Druckaufbau durch die Förderwirkung zwischen den beiden Scheiben 80, 80a verdeutlichen. Der obere Ausschnitt zeigt den Druckaufbau, wenn die linke Scheibe 80 nur durch eine Kraft belastet ist und das Druck- niveau auf der Scheiben-Außen-und-Innenseite gleich ist (Funktion als Spiralrillen-Axiallager). Die beiden Aus- schnitte darunter zeigen mögliche Druckverläufe, wenn die Kraft durch einen Mediendruck auf die linke Scheibe 80 und entsprechend höherem Druckniveau auf der Scheibeninnenseite -- wie erfindungsgemäß der Fall--erzeugt wird. Abhängig vom Druckverlauf kann eine zusätzliche Maßnahme zur Druck- regulierung entsprechend Fig. 5 notwendig werden, die wei- ter unten erläutert wird.

Die magnetofluidische Dichtung zur Atmosphärenseite besteht aus den vier oben beschriebenen Dichtelementen 70, 70a, die -- wie gesagt--an den Sicherungsringen 46 so angeordnet sind, dass zwei Elemente 70 zur Wellenhülse 12 und zwei

Elemente 70a zur Gehäusebuchse 26 gerichtet sind. Das Magnetofluid hat in diesem Fall nicht nur eine dichtende, sondern auch eine zentrierende Wirkung, so dass die Scheibe 80 mit den Dichtungselementen axial frei beweglich ist zwischen--in diesem Bereich zueinander konzentrisch zylindrisch liegender--Wellenhülse 12 und Gehäusebuchse 26. Dadurch ist das Volumen im Bereich zwischen den magnetofluiden Dichtungen--wie gefordert--auf der Niederdruckseite variabel und somit eine gegen Null gehende Druckdifferenz zwischen der Niederdruckseite des Hilfs- fluids sowie der Umgebung gewährleistet.

Fig. 15 lässt erkennen, wie der Raum zwischen den magnetofluidischen Dichtelementen 70 vorteilhafterweise mit Hilfe von zwei Anschlüssen 33--oder der beiden Gewinde- bohrungen 35--mit einer Hilfsflüssigkeit befüllt wird.

Während ein Anschluss 33 zum Auffüllen mit der Hilfsflüs- sigkeit genutzt wird, dient der andere dazu, die Vorrich- tung vorher mit einem Vakuum zu beaufschlagen, so dass die Hilfsflüssigkeit sämtliche Hohlräume innerhalb der Vorrich- tung Q auffüllt. Durch geeignete Anordnung der Anschlüsse 33 an den gegenüberliegenden Seiten des Ringraumes 27 in der Gehäusebuchse 26, der die der Wellenhülse 12 zugeord- nete Dichtscheibe 80a umschließt, lässt sich ein Differenz- druck zwischen den Anschlüssen 33 erzeugen, der zur Durch- strömung der Vorrichtung mit Hilfsflüssigkeit aus einem externen Behälter während des Betriebes--z. B. zur Kühlung --genutzt werden kann. Dies wird etwa dadurch erreicht, dass der Ringraum 27 zwei unterschiedliche Seiten aufweist und eine der Seiten des Ringraumes 27 zur Scheibe 80 hin einen sehr geringen radialen Abstand von hier 0,1 mm und die andere Seite einen größeren Abstand von etwa 1 mm bil- det.

Im Betrieb entfalten die SiC-Dichtscheiben 80, 80a mit den Spiralrillen 86 gegeneinander eine Förderwirkung auf die Hilfsflüssigkeit, die zwischen Niederdruckseite und Hoch-

druckseite der Vorrichtung Q einen der Förderwirkung ent- sprechenden Differenzdruck aufbaut. Die Hilfsflüssigkeit wird so gewählt, dass einerseits eine gute Schmierung des Wälzlagers 52 gewährleistet ist und ein möglichst hoher Differenzdruck über den Dichtscheiben 80, 80a entstehen kann (vorteilhaft : hohe Viskosität) und anderseits die Er- wärmung der Hilfsflüssigkeit in beherrschbaren Grenzen bleibt (max. etwa 80°C, vorteilhaft : geringe Viskosität).

Die Hilfsflüssigkeit wird darüber hinaus so gewählt, dass es mit dem Magnetofluid der Dichtungen 70, 70a verträglich ist-günstigenfalls kann auf das Trägeröl des Magneto- fluids (z. B. ein Silikonöl) zurückgegriffen werden.

Um ein"Durchschlagen"der magnetofluiden Dichtung auf der Hockdruckseite durch Überdruck--drei Ringe ertragen einen Differenzdruck von max. etwa 0,5 bar--zu verhindern, muss die Förderwirkung der Dichtscheiben 80, 80a durch den an der hochdruckseitigen Dichtung anliegenden Differenzdruck limitiert werden. Dies wird durch die vorher bereits er- wähnte Beweglichkeit der der Gehäusebuchse 26 zugeordneten Dichtscheibe 80 durch den Faltenbalg 68 erzielt. Erzeugen die Dichtscheiben 80, 80a im Betrieb einen höheren Druck als den abzudichtenden innerhalb der Pumpe, wird die Trägerscheibe 60 mit der zugeordneten Dichtscheibe 80 in Richtung des abzudichtenden Druckes bewegt : der Abstand zwischen den Dichtscheiben 80, 80a wird größer und konse- quenterweise lässt die Förderwirkung nach. Umgekehrt führt ein zu geringer--durch die Dichtscheiben 80, 80a--er- zeugter Druck zur Verringerung des Spaltes zwischen den Dichtscheiben 80, 80a und damit zur Erhöhung der Förderwir- kung.

In Fällen, in denen die oben dargestellte Selbstregelungs- wirkung zwischen den Dichtscheiben 80, 80a nicht ausreicht, ist die Unterstützung der Regelung mit Hilfe einer Über- strömfunktion zwischen Hochdruck und Niederdruckbereich der Hilfsflüssigkeit realisierbar. Dabei wird die Dichtscheibe

80 auf der Hochdruckseite innerhalb des Trägerringes 60 axial verschiebbar und mit radialer Luft--Radialspalt 17 zwischen Trägerring 60 und Dichtscheibe 80 von 0, 1 mm in Fig. 5--nach außen angeordnet. Zur radialen Fixierung und zur Drehmitnahme am Trägerring 60 dienen gemäß Fig. 5 min- destens zwei Mitnehmerstifte 67. Am äußeren Ende der Dicht- scheibe 80 begrenzt eine radiale Anlagefläche 69 einen Dichtspalt. Die Anordnung der Anlagefläche 69 ist so ge- wählt, dass die Dichtscheibe 80 vom Trägerring 60 abhebt und somit der Dichtspalt öffnet, wenn der Druck zwischen Dichtscheibe 80 und Trägerring 60 höher ist als der Druck des abzudichtenden Fluids auf der Hochdruckseite. Von der Anlagefläche 69 geht ein achsparallel verlaufender Rings- palt 21 aus, der einerseits von der Außenwand 61 des Trägerringes 60 begrenzt ist sowie anderseits vom Umfang der--der Gehäusebuchse 26 zugeordneten--Dichtscheibe 80.

Insbesondere bei Anwendungen, bei denen keine chemisch ag- gressiven Medien abzudichten sind, bestehen verschiedene Möglichkeiten zur Kostenreduktion der Konstruktion. So können die Funktionen der Wellenhülse 12 und der Gehäuse- buchse 26 von Welle 10 und Gehäuse übernommen werden. Die magnetofluidischen Dichtungen lassen sich kostengünstiger realisieren, wenn die Welle 10 aus ferromagnetischem Mate- rial gestaltet wird, so dass die magnetischen Feldlinien durch die Welle 10 geführt werden. Dadurch sind Anordnungen möglich, bei denen das magnetische Feld eines einzigen Per- manentmagneten über mehrere Dichtspalte geführt wird. Die auf der Niederdruckseite notwendige Zentrierwirkung ist dann aber nicht mehr gegeben. Es liegt im Gegenteil eine Instabilität vor, so dass die Anpassung des Volumens des Raumes für die Hilfsflüssigkeit auf andere Weise als be- schrieben realisiert werden muss. Die genannten Dichtschei- ben 80, 80a aus SiC können für einfache Anwendungen aus kostengünstigeren Materialien hergestellt und in andere Bauteile integriert werden.

Beim dargestellten Prinzip zur Erzeugung einer Druckdiffe- renz mit Hilfe von Dichtscheiben 80, 80a mit Spiralnuten 86 handelt es sich lediglich um eine Ausführungsmöglichkeit.

Andere Prinzipien--wie z. B. Fördergewinde--sind denkbar und möglich.

Der prinzipielle Aufbau einer magnetofluidischen Dichtung ist Fig. 16 zu entnehmen. Das Magnetfeld eines ringförmigen Permanentmagneten 74 mit axialer Magnetisierung wird durch zwei Polschuhe 73 auf einen Ringspalt 77 um die Welle 10 konzentriert. Das konzentrierte Feld hält ein Magnetofluid 75 stationär in jenem Ringspalt 77 fest, das somit eine Dichtwirkung zwischen den beiden Seiten des Aufbaus hervor- ruft.

Um ein Durchmischen zwischen abzudichtender Flüssigkeit und Magnetofluid der Dichtung 70 zu verhindern, wird die oben beschriebene Vorrichtung gemäß Fig. 17 wie folgt ergänzt.

Am Trägerring 60 wird ein Bereich, ein Raum oder eine Kam- mer 90 der magnetofluidischen Dichtung 70 vorgelagert ange- ordnet, der/die teilweise mit einem Gas G--beispielsweise Luft oder einem Inertgas--gefüllt ist. Die Kammer 90 wird auf der der Vorrichtung abgewandten Seite zur Welle 10 mit einem Ring-oder Dichtspalt 92 der Weite q3 von etwa 0,1 mm abgedichtet, dessen Durchmesser fi größer ist als der Durchmesser des Dichtspaltes 78 der magnetofluidischen Dichtung 70 am Trägerring 60 aber kleiner als der Durchmes- ser f, der äußeren Kammerwand 94.

Das Volumen der Kammer 90 und die Durchmesser der Dicht- spalte sind so gestaltet, dass bei horizontaler Anordnung und Stillstand des Systems sowie bei Umgebungsdruck inner- halb der Kammer 90 immer ein bestimmtes Gasvolumen VO im oberen Bereich der Kammer 90--oberhalb von deren Dicht- spalt 92--residual vorhanden ist. Im Betrieb sammelt sich

dieses Gasvolumen im Bereich des kleinsten Durchmessers des Rotors--dies ist im vorliegenden Fall der Dichtspalt 77 der magnetofluidischen Dichtung 70--konzentrisch um die Welle 10 und wird durch den Betriebsdruck auf ein Volumen V1 zusammengedrückt. Auch wenn V1 gleich VO ist, soll durch geeignete Wahl des Durchmessers fl des Dichtspaltes 92 der Kammer 90 dabei kein Gas aus diesem Dichtspalt 92 entwei- chen. Andererseits soll V1 groß genug sein, um den Dicht- spalt 77 der magnetofluiden Dichtung 70 im Betrieb auch bei maximalen Druck komplett abzudecken. Ein günstiges Durch- messerverhältnis zwischen dem Dichtspalt 77 der magneto- fluidischen Dichtung 70, dem Dichtspalt 92 der Kammer 90 und dem inneren Außendurchmesser der Kammer ist 1 zu 1,2 zu 1,5. Mit V1* ist in Fig. 17 das Gasvolumen bei Maximaldruck bezeichnet.

Die Anordnung stellt--wie schon erwähnt--sicher, dass die magnetofluidische Dichtung im Betrieb stets nur mit Gas in Kontakt kommt. Eine Durchmischung des Magnetofluids mit einer abzudichtenden Flüssigkeit wird somit wirksam verhin- dert.

Die Fig. 18 bis 20 zeigen in abstrahierter Darstellung ein Prinzip der Erfindung zu zwei--in axialem Abstand s zu- einander verlaufenden--magnetofluidischen Dichtungen 70, die an einer Welle 10 und einer zu dieser parallelen Gehäu- sewand 24 als druckisolierendem Element so angeordnet sind, dass drei Bereiche oder Räume entstehen : ein Raum 90a mit einem abzudichtenden Fluid A bestimmten Druckes (z. B. För- dermedium mit 25 bar), ein Raum 96 mit einer Hilfsflüssig- keit H zwischen den Dichtungen 70 sowie ein Raum 98 mit einem Fluid B mit einem Differenzdruck zu Fluid A (z. B. Um- gebungsluft mit 1 bar absolut). Der mittlere Raum 96 ist in zwei Hälften oder Abschnitte 96a, 96b geteilt durch eine Fördereinrichtung 100, die als Pumpensymbol in Form eines Kreises samt innenliegendem Dreieck skizziert ist für die Mittel, die eine Förderwirkung und damit einen Differenz-

druck erzeugen. Die Verbindung 71 des Kreises mit der Ge- häuseseite und die Verbindung 71a des Dreiecks mit der Wellenseite symbolisiert die Zuordnung der Bauteile der Fördereinrichtung zu bewegten und stationären Teilen der Vorrichtung.

Die punktiert hervorgehobenen Räume 90a, 96a verdeutlichen Bereiche hohen Druckes ; der Differenzdruck zwischen besag- ten Räumen wird mit geeigneten Mitteln--symbolisiert durch die"Messleitung"95 und dem Symbol"deltaP 0 !"-- aufgenommen und ein Signal--symbolisiert durch die Pfeil- linie 95a--zur Regulierung der Fördereinrichtung 100 in Abhängigkeit vom Differenzdruck erzeugt. In den punktfreien Räumen 96bS 98 herrscht niedriger Druck.

In Fig. 18 geschieht die Druckregulierung allein durch Re- gelung der Fördereinrichtung über den Differenzdruck (be- vorzugte Lösung). Ergänzend sei dazu auf Fig. 4 Bezug ge- nommen. Fig. 19 zeigt die Druckregelung mit Hilfe einer-- an jene Messleitung 95 mit einer Pfeillinie 95b angeschlos- senen sowie durch ein Überströmventil symbolisierten-- Überströmeinrichtung 97, die vom Differenzdruck angesteuert wird und sich in einer die Räume 96b und 98 verbindenden Leitung 99 befindet. Fig. 20 verdeutlicht die Kombination beider Regelvarianten entsprechend Fig. 5 der konkreten Ausführung.

Im Bereich 96 mit der Hilfsflüssigkeit H befinden sich also Mittel, die innerhalb dieses Bereiches 96 einen Differenz- druck erzeugen, wobei der höhere Druck auf der Seite zum Fluid A mit dem höheren Druck hin und umgekehrt erzeugt wird. Die erzeugbare Druckdifferenz muss mindestens dem maximal auftretenden Differenzdruck von Fluid A und Fluid B entsprechen. Zudem sind Mittel vorhanden, die auf den Dif- ferenzdruck zwischen dem Fluid A mit höherem Druck und dem Maximaldruck der Hilfsflüssigkeit H reagieren. Die Reaktion wird dazu genutzt, um durch geeignete Mittel die genannte

Druckdifferenz auf einen Wert nahe Null zu regeln. Dies kann z. B. durch Regelung der Leistung der Druckdifferenz erzeugenden Mittel geschehen oder durch Regelung einer Rückströmung aus dem Raum 90a hohen Druckes der Hilfsflüs- sigkeit H zum Raum 96b niedrigen Druckes.

Indem das Volumen des der Hilfsflüssigkeit H zugeordneten Raumes 96 variabel gestaltet wird, kann sichergestellt werden, dass auch die Druckdifferenz zwischen dem Minimal- druck der Hilfsflüssigkeit H und dem Druck des Fluids B mit dem niedrigeren Druck nahezu Null ist. Dies kann zum Bei- spiel durch eine flexible Membrane zwischen einer Seite des Raumes für die Hilfsflüssigkeit H und dem Fluid mit ent- sprechendem Druck realisiert werden oder durch bewegliche Anordnung einer der magnetofluidischen Dichtungen 70. Bei Anordnung mit Umgebungsluft unter Normaldruck (1 bar) auf der Niederdruckseite ist es am vorteilhaftesten, den Raum 96 auf dieser Seite im Volumen variabel zu gestalten.

Die dargestellten Mittel stellen sicher, dass die mag- netofluidischen Dichtungen 70 auch bei hohen Druckdifferen- zen der Fluide A, B nur mit geringen Differenzdrücken bela- stet werden-und somit ihre hermetische Dichtungsfunktion sichergestellt ist. Die Kraftübertragung erfolgt mechanisch über das kraftübertragende Element, z. B. die Welle 10, so dass hohe Übertragungsleistungen möglich sind.

Die Druckdifferenz innerhalb der Hilfsflüssigkeit H wird beispielsweise durch Relativbewegung von geometrischen Ele- menten erzeugt, die der Welle 10 und dem Gehäuse statisch zugeordnet sind und eine Fördereinrichtung für die Hilfs- flüssigkeit H bilden. Dabei wird durch geeignete Maßnahmen -- z. B. durch jenes Rückschlagventil--sichergestellt, dass bei Stillstand des Systems kein Druckausgleich zwischen Hoch-und Niederdruckbereich 96a bzw. 96b der Hilfsflüssigkeit H stattfindet.