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Title:
SEALING ARRANGEMENT FOR A SPINDLE GUIDED IN AN AXIALLY MOVABLE MANNER OUT OF A HOUSING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/029354
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a sealing arrangement for a spindle (1) which is guided in an axially movable manner out of a housing (2) which is pressurized by an operating medium. The arrangement comprises a plurality of packing box - annular sealing elements (16, 18, 21, 23, 25, 27) disposed one after the other at axial spacings in an annular chamber (5) formed between the spindle (1) and the housing (2). The annular sealing elements (16 ff) are axially pre-tensioned from the housing interior (40) by a pressure-transfer component (6) upon which the operating medium acts.

Inventors:
KRIEG UWE (DE)
ZOSEL DIETRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP1995/001487
Publication Date:
November 02, 1995
Filing Date:
April 20, 1995
Export Citation:
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Assignee:
ZIMMERMANN & JANSEN GMBH (DE)
KRIEG UWE (DE)
ZOSEL DIETRICH (DE)
International Classes:
F16J15/00; F16J15/24; F16J15/48; F16K41/02; (IPC1-7): F16J15/48; F16J15/00; F16K41/02
Foreign References:
US4795171A1989-01-03
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Claims:
A n s p r ü c h e
1. Dichtungsanordnung für eine aus einem unter dem Druck eines Betriebsmediums stehenden Gehäuse (2) , einer Druckleitung oder dergleichen axialbeweglich herausge¬ führte Spindel (1) , bestehend aus mehreren mit axialem Abstand hintereinander in einem zwischen Spindel (1) und Gehäuse (2) ausgebildeten Ringraum (5) angeordneten StopfbuchsRingdichtelementen (16, 18, 21, 23, 25, 27), die durch eine Laterne (19) in eine axial innere Gruppe von Ringdichtelementen (16, 18) und eine axial äußere Gruppe von Ringdichtelementen (21, 23, 25, 27) unter¬ teilt sind, wobei die Laterne (19) über eine im Gehäuse (2) ausgebildete Bohrung (32) mit einer Druckmittelkam¬ mer (34) fluidverbunden ist, und wobei die Ringdichtele¬ mente (16, 18, 21, 23, 25, 27) in Axialrichtung ela stisch vorgespannt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ringdichtelemente (16, 18, 21, 23, 25, 27) vom Gehäuseinneren (40) her durch ein vom Betriebsmedium be¬ aufschlagtes Druckübertragungselement (6) axial vorge spannt sind.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckübertragungselement (6) eine von der Spindel (1) durchsetzte Gleitbuchse (9) umfaßt, die über eine Membran (44) mit der Innenseite des Gehäuses (2) fluiddicht verbunden, insbesondere verschweißt (Ringschweißnaht 7) ist.
3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (44) des Druck¬ übertragungselements (6) ringscheibenförmig ausgebildet ist und einen sich über den Umfang erstreckenden Ab¬ schnitt (8) erhöhter Elastizität aufweist.
4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (8) erhöhter Elastizität sich nahe dem äußeren Umfang der Membran (44) erstreckt und eine Materialschwächung und/oder eine oder mehrere ringförmigen Welle(n) umfaßt.
5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Membran (44) des Druckubertragungselements (6) ausgehend von der Gleitbuchse (9) in Richtung nach radial außen abnimmt, insbesondere kontinuierlich abnimmt.
6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (44) des Druck¬ ubertragungselements (6) im Bereich ihres elastischen Abschnitts (8) eine minimale Wandstärke aufweist.
7. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbuchse (9) des Druckübertragungselements (6) durch das Gehäuse (2) hin¬ durch in den die Ringdichtelemente (16 ff) aufnehmenden Ringraum (5) hineinragt, wobei am äußeren bzw. in den Ringraum (5) hineinragenden Ende der Gleitbuchse (9) ein radial nach außen vorspringender und mit dem inneren Ende bzw. Boden des Ringraums (5) zusammenwirkender An¬ schlag angeordnet ist, insbesondere in Form eines auf die Gleitbuchse (9) aufschraubbaren Anschlagrings (10) .
8. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das Druckübertra¬ gungselement (6) einerseits und die zugeordnete Innen¬ seite des Gehäuses (2) andererseits begrenzte Raum, ins¬ besondere Ringraum (42) , über eine Leckbohrung (11) in der Gehäusewand mit der Umgebung fluidverbindbar ist.
9. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbewegung der Gleit¬ buchse (9) des Druckubertragungselements (6) zum einen, nämlich in Richtung nach innen, durch den am inneren bzw. in den die Ringdichtelemente (16 ff) aufnehmenden Ringraum (5) hineinragenden Ende angeordneten Anschlag, insbesondere Anschlagring (10) , und zum anderen, nämlich in Richtung nach außen, durch die an der Gleitbuchse (9) angeschlossene, insbesondere einstückig angeformte Mem bran (44) oder einen gesonderten, am Außenumfang der Gleitbuchse (9) angeordneten und mit der der Membran (44) zugewandten Innenseite des Gehäuses (2) zusammen¬ wirkenden Anschlag begrenzt ist.
10. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der inneren bzw. druckbe¬ aufschlagten Seite des Druckübertragungselements (6) , insbesondere an der druckbeaufschlagten Seite der Mem¬ bran (44) desselben eine weitere, sich um die Spindel (1) herum erstreckende Membran (36) angeordnet ist, die zwischen sich, der Spindel (1) und dem Druckübertra¬ gungselement (6) bzw. dessen Membran (44) einen Raum (43) begrenzt, der mit dem unter Druck stehenden Gehäu¬ seinneren (40) über einen Ringspalt (38) zwischen der weiteren Membran (36) und Spindel (1) einerseits und eine diametral dazu angeordnete Öffnung, insbesondere Bohrung (39) andererseits mit dem Gehäuseinneren (40) kommuniziert.
11. Dichtungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Membran (36) nach Art einer Tellerfeder ausgebildet und längs ihres äußeren Umfangsrandes mit dem Druckübertragungselement (6) bzw. dessen Membran (44) fluiddicht verbunden, ins besondere verschweißt ist.
12. Dichtungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der sich um die Spindel (1) herum erstreckende Rand (37) der weiteren Membran (36) nach außen gebogen bzw. gebördelt ist in Anpassung an den Radius der zugewandten Innenkante (45) des Druck¬ ubertragungselements (6) bzw. der Gleitbuchse (9) des¬ selben, wobei der nach außen gebogene bzw. gebördelte Rand (47) der weiteren Membran (36) bei normalen Be¬ triebsbedingungen, insbesondere bei ausreichender Dich tigkeit der Ringdichtelemente (16 ff) von der zugewand¬ ten Innenkante (45) des Druckübertragungselements bzw. dessen Gleitbuchse (9) beabstandet ist, während bei Leckage oder Entfernung der Ringdichtelemente (16 ff) der nach außen gebogene bzw. gebördelte Rand (37) der weiteren Membran (36) unter elastischer Verformung der¬ selben in den Spalt zwischen Spindel (l) und zugeordne¬ ter Innenkante (45) des Druckubertragungselements bzw. dessen Gleitbuchse (9) gedrängt wird derart, daß eine Abdichtung zwischen Spindel (1) und Druckübertragungs element (6) bzw. dessen Gleitbuchse (9) erfolgt.
13. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Laterne (20) fluidverbundene Druckmittelkammer (34) zur Aufnahme von Leckmengen des Betriebsmediums dient und federelastisch, insbesondere balgartig ausgebildet ist.
14. Dichtungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittelkammer (34) ein Sensor, insbesondere elektrischer Kontakt (35) , zu¬ geordnet ist, der ein Signal für eine übermäßige Expan¬ sion der Druckmittelkammer (34) und damit unzulässige Leckage auslöst.
15. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtelemente (.
16. ff) über Abstreifringe (14) und ggf. eine Dichtring¬ scheibe (13) an der Gleitbuchse (9) des Druckübertra gungselements (6) bzw. der äußeren Stirnfläche (41) der¬ selben abgestützt sind.
17. 16 Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtelemente (16 ff) und ggf. auch die Abstreifringe (14) jeweils ke¬ gelförmige Stirnflächen aufweisen und mit diesen Flächen derart aneinandergereiht sind, daß sie bei axialem Druck abwechselnd radial nach außen und radial nach innen ge¬ drängt werden.
18. Dichtungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen axial benachbarten ι Ringdichtelementen (16 ff) jeweils eine Gleitringscheibe (15, 17, 22, 24, 26) angeordnet ist.
19. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtelemente (16 ff) innerhalb des zwischen Spindel (1) und Gehäuse (2) ausgebildeten Ringraums (5) durch einen Deckel (3) gehalten sind, und zwar unter Zwischenschaltung einer Feder, insbesondere Tellerfedern (29) und eines Druck¬ ringes (28) .
Description:
Dichtungsanordnung für eine aus einem Gehäuse axialbeweglich herausgeführte Spindel

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für eine aus einem unter dem Druck eines Betriebsmediums stehenden Ge¬ häuse, einer Druckleitung oder dergleichen axialbeweglich herausgeführte Spindel, gemäß dem Oberbegriff des Patent- anspruches 1.

Eine derartige Dichtungsanordnung ist aus der DE 40 01 731 AI bekannt. Diese bekannte Anordnung zeichnet sich dadurch aus, daß der Betrieb des unter Druck stehenden Gehäuses oder der- gleichen zur Wartung der äußeren Dichtungsanordnung, d. h. zum Austausch der äußeren Gruppe von Ringdichtelementen, nicht unterbrochen werden muß. Anders verhält es sich jedoch bei der gehäuseinneren Dichtungsanordnung. Diese kann nur nach Unterbrechung des Betriebes ausgetauscht werden.

Darüber hinaus werden bei der bekannten Dichtungsanordnung ebenso wie bei allen anderen herkömmlichen Stopfbuchsdichtun¬ gen die Ringdichtelemente von außen her axial derart vorge¬ spannt, daß sich die gehäuseinnersten Ringdichtelemente aus- reichend radial verformen, um die erforderliche Dichtung zu erreichen. Dies bedeutet, daß ein großer Teil der Axialkraft über die Länge der Dichtungsanordnung in unnötig hohe Radial¬ kräfte umgewandelt wird, die zu dauerhaften Verformungen der gehäuseäußeren Ringdichtelemente führen. Insbesondere werden über die gesamte Länge der Dichtungsanordnung hohe Radial¬ kräfte auf die Spindel ausgeübt mit der Folge, daß die Spin¬ del relativ schwergängig wird. Auch wird dadurch der Ver¬ schleiß an den Ringdichtelementen unnötig erhöht.

Die bekannten Stopfbuchs-Dichtungsanordnungen zeichnen sich ferner durch eine relativ große Baulänge aus. Dementsprechend besteht die Gefahr, daß die Dichtungsanordnung, insbesondere die Ringdichtelemente derselben, zusätzlichen Belastungen ausgesetzt sind, die bedingt sind durch Verbiegung oder Knickung der abzudichtenden Spindel.

Auch lassen die bekannten Konstruktionen Maßnahmen vermissen, die eine ausreichende Abdichtung der Spindel auch dann ge¬ währleisten, wenn diese über die Länge einen sich ändernden Durchmesser bedingt durch Temperatureinflüsse aufweist. Der sich ändernde Durchmesser bewirkt bei Axialbewegung der Spin¬ del eine sich entsprechend ändernde radiale Belastung und Verformung der einzelnen Ringdichtelemente, die nach längerem Gebrauch zu Undichtigkeiten führen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die gehäuseinneren und für die Abdichtung primär ver¬ antwortlichen Ringdichtelemente gesondert vorgespannt sind, wodurch sich die axial äußere Vorspannung sowie die Gesamt¬ baulänge der Anordnung erheblich reduzieren läßt, ohne daß die gewünschte Dichtwirkung verlorengeht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ringdichtelemente vom Gehäuseinneren her durch ein vom Be¬ triebsmedium beaufschlagtes Druckübertragungselement axial vorgespannt sind. Durch diese Maßnahme erfahren die gehäuse- inneren und für die axialbewegliche Spindel primär verantwortlichen Ringdichtelemente eine gesonderte und vom Druck des Betriebsmediums abhängige axiale Vorspannung. Die gehäuseinneren Ringdichtelemente werden durch die Beaufschlagung vom Gehäuseinneren her in verstärktem Maße radial verformt unter entsprechender Abdichtung der Spindel an der dafür wesentlichen Stelle, nämlich möglichst nahe dem

unter Druck stehenden Gehäuseraum. Der axial äußere Teil der Dichtungsanordnung wird dadurch erheblich entlastet. Dementsprechend kann auch die axial äußere Vorspannung der Ringdichtelemente reduziert werden. Das gleiche gilt für die Baulänge der Dichtungsanordnung mit der Folge, daß eine

Verbiegung oder Knickung der Spindel bei axialer Bewegung derselben kaum noch Auswirkung hat. Erfindungsgemäß wird also die maximale Abdichtung in unmittelbarer Nähe des unter Druck stehenden Betriebsmediums erreicht. Darüber hinaus ist von Bedeutung, daß die axiale Vorspannung der gehäuseinneren

Ringdichtelemente belastungsabhängig, nämlich abhängig vom Druck des Betriebsmediums im Gehäuseinneren erfolgt. Die Ringdichtelemente werden also nicht unnötig stark belastet in Abhängigkeit von der maximal zu erzielenden Abdichtung, sondern jeweils nur betriebsnotwendig. Damit läßt sich die Lebensdauer der Ringdichtelemente erheblich erhöhen.

Das erfindungsgemäß vorgesehene Druckübertragungselement um¬ faßt vorzugsweise eine von der Spindel durchsetzte Gleit- buchse, die über eine Membran mit der Innenseite des Gehäuses fluiddicht verbunden, insbesondere verschweißt ist. Damit wird eine ausreichend große Druckübertragungsfläche geschaf¬ fen.

Die konstruktive Ausbildung nach den Ansprüchen 3 und 4 för¬ dert die Übertragung des Drucks des Betriebsmediums auf die von der Spindel durchsetzte Gleitbuchse und damit auf die ge¬ häuseinnersten Ringdichtelemente.

Entsprechend Anspruch 5 nimmt die Wandstärke der Membran des Druckübertragungselements ausgehend von der Gleitbuchse radial nach außen ab, insbesondere kontinuierlich. Dadurch und in Verbindung mit ein oder mehreren ringförmigen Wellen entsprechend Anspruch 4 wird erreicht, daß bei Axialverschiebung der Gleitbuchse kein Biegemoment auf diese ausgeübt wird bzw. Gleitbuchse und Membran exakt axial, d. h.

parallel zur Spindellängsrichtung verschiebbar sind. Die Maßnahmen nach Anspruch 5 führen zu einer besonders steifen Ausbildung des Druckübertragungselements im Übergangsbereich zwischen Gleitbuchse und Membran.

Bei einer konkreten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ragt die Gleitbuchse des Druckübertra¬ gungselements durch das Gehäuse hindurch in den die Ring¬ dichtelemente aufnehmenden Ringraum hinein, wobei am äußeren bzw. in den Ringraum hineinragenden Ende der Gleitbuchse ein radial nach außen vorspringender und mit dem inneren Ende bzw. Boden des Ringraums zusammenwirkender Anschlag angeord¬ net ist, insbesondere in Form eines auf die Gleitbuchse auf¬ schraubbaren Anschlagrings. Dieser Anschlagring begrenzt die axiale Verschiebung der Gleitbuchse des Druckubertragungsele¬ ments in Richtung zum Gehäuseinneren. In umgekehrter Richtung wird die Axialbewegung der Gleitbuchse durch die an dieser angeschlossene, insbesondere einstückig angeformte Membran oder einem gesonderten am äußeren Umfang der Gleitbuchse an- geordneten und mit der Innenseite des Gehäuses zusammenwir¬ kenden Anschlag begrenzt.

Um ein Auswechseln der Ringdichtelemente in jeder beliebigen Lage der Spindel zu ermöglichen, sind die Maßnahmen nach den Ansprüchen 10 bis 12 vorgesehen. Dabei ist es im Gegensatz zum eingangs genannten Stand der Technik möglich, sämtliche, d. h. auch die gehäuseinnersten Ringdichtelemente während des Betriebs in jeder beliebigen Spindelstellung bzw. Betriebs¬ stellung auszuwechseln. Das gleiche gilt auch für andere War- tungsarbeiten an der Dichtungsanordnung, z. B. den Austausch der Laterne oder dergleichen. Insofern stellt die erfindungs¬ gemäße Dichtungsanordnung einen erheblichen Fortschritt ge¬ genüber dem bisher bekanntgewordenen Stand der Technik dar.

Die in den Ansprüchen 13 und 14 näher definierte Druckmittel¬ kammer läßt erkennen, ob eine Wartung der Dichtungsanordnung

erforderlich ist oder nicht. Des weiteren wird dadurch sicher vermieden, daß Betriebsmedium nach außen dringt. Dies ist vor allem dann von Bedeutung, wenn es sich bei dem Betriebsmedium um aggressive und gesundheitsschädliche Gase bzw. Fluide han- delt.

Von besonderer Bedeutung sind auch noch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 15 ff, wonach die Ringdichtelemente radial be¬ weglich gelagert sind, ohne daß dies zu einer Beeinträchti- gung der Dichtwirkung führt. Dementsprechend können Verbiegungen oder Knickungen der Spindel problemlos kompensiert werden. Das gleiche gilt für den Einfluß einer Durchmesseränderung der Spindel bedingt durch Temperatureinflüsse.

Nachstehend wird eine Ausführungsform einer erfindungsge äßen Dichtungsanordnung anhand der beigefügten Zeichnung näher er¬ läutert. Diese zeigt eine Hälfte der vorgenannten Ausfüh- rungsform im Längsschnitt, wobei die axialbeweglich aus einem Gehäuse 2 herausgeführte Spindel mit der Bezugsziffer 1 ge¬ kennzeichnet ist. Der unter dem Druck eines Betriebsmediums stehende Innenraum des Gehäuses 2 ist mit der Bezugsziffer 40 bezeichnet. Die dargestellte Dichtungsanordnung umfaßt eine sogenannte Stopfbuchsdichtung, die innerhalb eines zwischen Spindel 1 und Gehäuse 2 ausgebildeten Ringraums 5 angeordnet ist. Von außen nach innen umfaßt die Stopfbuchsdichtung in¬ nerhalb des Ringraums 5 folgende Elemente:

- Tellerfedern 29

- Druckring 28 - axial und radial verformbares Ringdichtelement 27

- Gleitringscheibe 26

- Ringdichtelement 25

- Gleitringscheibe 24

- Ringdichtelement 23 - Gleitringscheibe 22

- Ringdichtelement 21

- Laterne 19 mit Radialbohrung 20

- Ringdichtelement 18

- Gleitringscheibe 17

- Ringdichtelement 16 - Gleitringscheibe 31

- Abstreifringe 14

- Dichtringscheibe 13.

Die Laterne 19 unterteilt die mit axialem Abstand hinterein¬ ander angeordneten Ringdichtelemente in eine axial innere Gruppe von Ringdichtelementen 16, 18 und in eine axial äußere Gruppe von Ringdichtelementen 21, 23, 24 und 27. Die Laterne 19 ist über eine Gehäusebohrung 32 mit einer geschlossenen, federelastisch expandierbaren, hier balgartig ausgebildeten Druckmittelkammer 34 fluidverbunden. Zwischen der Gehäuseboh- rung 32 und der Druckmittelkammer 34 ist eine Verbindungslei¬ tung 33 angeordnet. Axial außen wird der Ringraum 5 durch einen sich um die Spindel 1 herum erstreckenden Gehäusedeckel 3 verschlossen. Zu diesem Zweck wird der Gehäusedeckel 3 auf das Gehäuse 2 aufgeschraubt. Die Deckelverschraubung ist mit der Bezugsziffer 4 angedeutet. Die Tellerfedern 29 üben eine axialelastische Vorspannung auf die Ringdichtelemente bzw. Stopfbuchsringe 27, 25, 23, 21, 18 und 16 aus, wobei die Ein¬ wirkung auf die gehäuseinneren Ringdichtelemente 16, 18 nur noch minimal ist. Dementsprechend erfolgt die axiale Vorspan- nung der gehäuseinneren Ringdichtelemente 16, 17 vom Gehäuse¬ inneren her, und zwar über ein Druckübertragungεelement 6, welches vom Betriebsmedium beaufschlagt wird. Dieses Druck¬ übertragungselement umfaßt eine von der Spindel 1 durchsetzte Gleitbuchse 9, die über eine Membran 44 mit der Innenseite des Gehäuses 2 fluiddicht verbunden, nämlich verschweißt ist. Die entsprechende Ringschweißnaht ist mit der Bezugsziffer 7 gekennzeichnet. Die Membran 44 ist ringscheibenförmig ausge¬ bildet und weist einen sich über den Umfang erstreckenden Ab¬ schnitt 8 erhöhter Elastizität auf. Dieser Abschnitt 8 er- streckt sich nahe dem äußeren Umfang der Membran 44 und ist durch eine ringförmige Delle gekennzeichnet. Des weiteren ist

erkennbar, daß die Wandstärke der Membran 44 ausgehend von der Gleitbuchse 9 nach radial außen kontinuierlich abnimmt, wobei im Bereich der Delle 8 die Wandstärke minimal ist. Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß der Übergangsbe- reich zwischen Gleitbuchse 9 und Membran 44 ausreichend steif ist. In Verformung mit der weichelastischen Delle 8 läßt sich damit sicherstellen, daß die Gleitbuchse samt Membran im we¬ sentlichen biegemomentfrei axialverschieblich ist entsprechend der Druckbeaufschlagung durch das Betriebsmedium im Gehäuseinneren 40. Durch die vorgenannten Maßnahmen wird die Gängigkeit der Spindel 1 durch die Gleitbuchse 9 unabhängig von deren Relativlage nicht beeinträchtigt.

Wie die Zeichnung des weiteren erkennen läßt, ragt die Gleit- buchse 9 des Druckübertragungselements 6 durch das Gehäuse 2 hindurch in den die Ringdichtelemente 16 ff aufnehmenden Ringraum 5 hinein, wobei am äußeren, nämlich in den Ringraum 5 hineinragenden Ende der Gleitbuchse 9 ein radial nach außen vorspringender und mit dem inneren Ende bzw. Boden des Ring- rau s 5 zusammenwirkender Anschlag in Form eines auf die Gleitbuchse 9 aufschraubbaren Anschlagrings 10 angeordnet ist. Dieser Anschlagring 10 begrenzt die Axialverschiebung der Gleitbuchse 9 in Richtung nach innen bzw. in Richtung des Pfeiles E.

In umgekehrter Richtung, d. h. in Richtung des Pfeiles D, wird die Axialverschiebung der Gleitbuchse 9 durch die an dieser einstückig angeformte Membran 44 in Zusammenwirkung mit der zugeordneten Innenseite des Gehäuses 2 begrenzt. Es ist auch denkbar, am äußeren Umfang der Gleitbuchse 9 unmit¬ telbar über dem Ansatz der Membran 44 einen gesonderten Ring- anschlag vorzusehen, der die Axialbewegung der Gleitbuchse 9 nach außen hin begrenzt, und zwar wiederum in Zusammenwirkung mit der der Membran zugewandten Innenseite des Gehäuses 2.

Der durch das Druckübertragungselement 6 einerseits und die zugeordnete Innenseite des Gehäuses 2 andererseits begrenzte Raum, hier Ringraum 42, ist über eine Leckbohrung 11 in der Gehäusewand mit der Umgebung fluidverbunden. Dementsprechend herrscht in diesem Raum 42 Umgebungsdruck. Dementsprechend erfährt das Druckübertragungselement eine axial nach außen wirkende Druckbeaufschlagung durch den im Gehäuseinneren 40 herrschenden Druck des Betriebsmediums. Dadurch wird die axiale Vorspannung der gehäuseinneren Ringdichtelemente 16, 18 vom Gehäuseinneren her, d. h. in Richtung des Pfeiles D, bewirkt.

Von besonderer Bedeutung ist noch, daß an der inneren bzw. druckbeaufschlagten Seite des Druckübertragungselements 6, nämlich an der druckbeaufschlagten Seite der Membran 44 des¬ selben eine weitere sich um die Spindel 1 herum erstreckende Membran 36 angeordnet ist, die zwischen sich, der Spindel 1 und der Membran 44 einen Raum 43 begrenzt, der mit dem unter Druck stehenden Gehäuseinneren 40 über einen Ringspalt 38 zwischen Membran 36 und Spindel 1 einerseits und eine diame¬ tral dazu angeordnete Öffnung, insbesondere Bohrung 39, ande¬ rerseits mit dem Gehäuseinneren 40 kommuniziert. Die Membran 36 ist aus einem hitzebeständigen Stahlblech nach Art einer Tellerfeder ausgebildet und längs ihres äußeren Umfangsrandes mit der Membran 44 des Druckübertragungselements 6 fluiddicht verschweißt. Der sich um die Spindel 1 herum erstreckende Rand 37 der Membran 36 ist nach außen gebogen bzw. gebördelt, und zwar in Anpassung an den Radius der zugewandten Innen¬ kante 45 der Gleitbuchse 9, wobei der nach außen gebogene bzw. gebördelte Rand 37 bei normalen Betriebsverhältnissen, so wie in der Zeichnung dargestellt, d. h. bei ausreichender Dichtigkeit der Ringdichtelemente 16 ff, von der zugewandten Innenkante 45 der Gleitbuchse 9 beabstandet ist. Bei einer Leckage oder bei Entfernung der Ringdichtelemente 16 ff wird der nach außen gebogene bzw. gebördelte Rand 37 der Membran 36 unter elastischer Verformung derselben in den Spalt zwi-

sehen Spindel 1 und zugeordneter Innenkante 45 der Gleit¬ buchse 9 gedrängt, derart, daß eine Abdichtung zwischen Spin¬ del 1 und Gleitbuchse 9 bzw. Druckübertragungselement 6 e.— folgt. Wie bereits oben erwähnt, wird beim Einbau der Stopf- buchsringe bzw. Ringdichtelemente 16 ff durch die axial äuße¬ ren Tellerfedern 29 eine Mindestaxial- und verfor ungsbedingt -radialspannung auf die Ringdichtelemente 16 ff aufgebracht, die eine Mindestabdichtung der Spindel 1 sicherstellen. Damit ist die Stopfbuchse nach außen hin dicht. Durch diesen Vor- gang wird das Druckübertragungselement 6 bzw. dessen Gleit¬ buchse 9 nach innen, nämlich in Richtung des Pfeiles E ver¬ schoben, und zwar gegen die Wirkung des elastischen Abschnit¬ tes 8 der Membran 44. Die Axialbewegung nach innen wird begrenzt durch den Anschlagring 10. Das System steht dann drucklos im Gleichgewicht, solange der Anschlagring 10 un¬ wirksam ist. Dies bedeutet, daß an dem axial äußersten Ring¬ dichtelement bzw. Stopfbuchsring 27 und an dem gehäuseinner- sten Abstreifring 14 gleiche Axialkräfte wirksam sind, die entsprechend der Materialkoeffizienten in Radialspannungen umgewandelt werden. Bei Erhöhung des Drucks im Inneren 40 des Gehäuses 2 wird auf die Membran 44 des Druckübertragungsele¬ ments 6 eine Axialkraft ausgeübt. Diese wird über die Gleit¬ buchse 9 und deren äußere Stirnfläche 41 auf die Abstreif- ringe und dementsprechend auch auf die gehäuseinneren Ring- dichtelemente 16, 18 übertragen. Die dort entstehende Pres¬ sung ist der abzudichtenden Druckdifferenz proportional, wobei sie stets über der durch die Tellerfedern 29 bedingten Mindestpressung liegt. Die Abstreifringe 14 dienen zur Fern¬ haltung fester Medienbestandteile bei Bewegung der Spindel 1 nach außen, d. h. in Richtung des Pfeiles D. Bei der darge¬ stellten Ausführungsform weisen die Ringdichtelemente 16 ff und die Abstreifringe 14 jeweils kegelförmige Stirnflächen auf. Mit diesen Flächen sind sie derart aneinandergereiht, daß sie bei axialem Druck abwechselnd radial nach außen und innen gedrängt werden, wobei diese Radialbewegungen durch Ringspalte 46 bzw. 46' zwischen den Stopfbuchsringdicht-

elementen einerseits und der Spindel 1 bzw. dem Gehäuse 2 andererseits (siehe Figur) ermöglicht werden. Damit wird eine gute Abdichtung sowohl gegenüber der Spindel 1 als auch gegenüber dem Gehäuse bzw. Ringraum 5 erreicht. Zwischen axial benachbarten Ringdichtelementen ist jeweils eine Gleitringscheibe 15, 17, 22, 24, 26 angeordnet. Die Gleitringscheiben 15 ff ermöglichen bzw. erleichtern, je nach Neigung, eine richtungsabhängige Radialpressung und die Rela¬ tivbewegung von Ringdichtelementen bzw. Stopfbuchsringen bei unterschiedlichen Spindeldurchmessern und Nichtlinearität der Fluchtungen der Achsen der Spindel 1 und des Ringraums 5. Sollte dann doch eine Undichtigkeit im gehäuseinneren Bereich der Dichtungsanordnung auftreten, wird die entstehende Leckage durch die Bohrung 20 in der Laterne 19, Ge- häusebohrung 32 und Leitung 33 in die bereits erwähnte Druck¬ mittelkammer 34 abgeleitet. Die Druckmittelkammer 34 steht im Normalfall unter mechanischer Vorspannung, das heißt, es herrscht Unterdr ck in der Kammer 34. Damit brauchen Leckmen¬ gen keine hohen Drücke zu erzeugen, um die Druckmittelkammer 34 in Richtung des Pfeiles A zu dehnen. Bei einer definierten Leckmenge wird ein der Druckmittelkammer 34 zugeordneter elektrischer Kontakt 35 geschlossen, wodurch ein entsprechen¬ des Signal ausgelöst wird. Die Druckmittelkammer 34 kann dann wieder gespannt werden, indem die Leckmenge des Betriebsmedi- ums mechanisch wieder in die Armatur zurückgedrückt wird. Die Zeitintervalle zwischen zwei Leck-Signalen können als Maß für den Leckmengenstrom und für eine erforderliche Wartung der Dichtungsanordnung interpretiert werden. Bei diesem Vorgang ist auf jeden Fall der äußere Teil der Stopfbuchs-Dichtungs- anordnung noch dicht, so daß kein Betriebsmedium unkontrol¬ liert in die Umgebung austritt. Ein Wechseln der defekten ge¬ häuseinneren Ringdichtelemente 16 und 18 bzw. der Abstreifer 14 kann dann in jeder Position der Spindel 1 durchgeführt werden, und zwar mit Hilfe der bereits erwähnten weiteren Membran 36. Im Normal-Betriebsfall ist zwischen der Membran 36 und der Spindel 1 ein Ringspalt 38 ausgebildet. Nahe dem

äußeren Umfangsrand weist die Membran 36 eine Bohrung 39 auf, deren Querschnitt geringer ist als der freie Querschnitt des Spaltes 38. Bei Strömung von Leckmengen in Richtung des Pfei¬ les D durch den Spalt 38 werden Feststoffe in den Raum 43 zwischen Membran 36 und Druckübertragungselement 5 bzw. des¬ sen Membran 44 mitgerissen und dort abgeschieden. Diese Fest¬ stoffe bzw. Feststoffpartikel können den Raum 43 jedoch durch die Bohrung 39 wieder verlassen. Werden die Leckmengen grö¬ ßer, so wird die Bohrung 39 durch die mitgerissenen Fest- Stoffpartikel teilweise oder ganz verschlossen, so daß sich eine Druckdifferenz zwischen dem Gehäuseinnenraum 40 und dem erwähnten Membranraum 43 ergibt. Dies bewirkt eine Bewegung der Membran 36 nach außen, d. h. in Richtung des Pfeiles D. Damit verringert sich der Ringspalt 38 zunehmend mit der Folge, daß sich die erwähnte Druckdifferenz entsprechend er¬ höht. Letztlich wird der nach außen gebogene bzw. gebördelte Rand 37 der Membran 36 unter Anlage an der zugeordneten In¬ nenkante 45 der Gleitbuchse 9 in den Spalt zwischen Spindel 1 und der erwähnten Innenkante 45 gedrängt. Damit wird eine e- tallische Abdichtung der Spindel 1 erreicht. In dieser Posi¬ tion der Membran 36 können aus dem Ringraum 5 sämtliche Ring¬ dichtelemente bzw. Stopfbuchsringe 16 ff samt Abstreifringe, Laterne etc. herausgenommen und durch neue Dichtungselemente ersetzt werden. Der Betrieb der Anordnung muß dabei nicht un- terbrochen werden. Die Membran 36 ist vorzugsweise so ausge¬ bildet, daß sie zwei stabile Zustände besitzt, nämlich zum einen den in der Zeichnung dargestellten Zustand mit Ring- spalt 38 und zum anderen den Zustand der rein metallischen Abdichtung. In beiden Zuständen soll die Membran 36 ohne Ein- Wirkung äußerer Kräfte verbleiben. Aus dem zuletzt genannten Zustand, d. h. dem Zustand der metallischen Abdichtung, läßt sich die Membran 36 durch Bewegung der Spindel 1 axial nach innen, d. h. in Richtung des Pfeiles E lösen. Alternativ kann die Membran 36 auch druckbeaufschlagt werden über die Gehäu- sebohrung 32 und Laterne 19. Bei entsprechender Ausbildung der Membran 36 (innere Spannung im drucklosen Zustand) ist

das Erreichen der beiden stabilen Zustände kein kontinuierlicher Prozeß. Die Membran 36 ist bei dieser Ausführungsform bistabil, d. h. entweder in Offen- oder Dichtstellung stabil gehalten. Dies hat den Vorteil, daß die beidem Me branstellungen klar definiert sind.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie ein¬ zeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Bezugszeichenliste

1 Spindel

2 Gehäuse 3 Deckel

4 Verbindungsschraube

5 Ringraum

6 Druckübertragungselement

7 Ringschweißnaht 8 elastischer Abschnitt

9 Gleitbuchse

10 Anschlagring

11 Leckbohrung

12 Gewinde zum Aufschrauben des Anschlagrings 10 13 Dichtringscheibe

14 Abstreifring

15 Gleitringscheibe

16 Stopfbuchs-Ringdichtelement

17 Gleitringscheibe 18 Stopfbuchs-Ringdichtelement

19 Laterne

20 Bohrung

21 Stopfbuchs-Ringdichtelement

22 Gleitringscheibe 23 Stopfbuchs-Ringdichtelement

2-4 Gleitringscheibe

25 Stopfbuchs-Ringdichtelement

26 Gleitringscheibe

27 Stopfbuchs-Ringdichtelement 28 Druckring

29 Tellerfedern

30 Spalt

31 Spalt

32 Leckagebohrung 33 Fluidleitung

34 Druckmittelkammer

35 Kontakt-Signalgeber

36 Membran

37 innerer Rand der Membran 36

38 Ringspalt 39 Bohrung

40 Gehäuseinnenraum

41 äußere Stirnfläche der Gleitbuchse 9

42 Ringraum 43 Raum 44 Membran des Druckubertragungselements 6

45 Innenkante des Druckubertragungselements bzw. der Gleit¬ buchse 9

46 Ringspalt zwischen Stopfbuchsringdichtelement und Spindel 46' Ringspalt zwischen Stopfbuchsringdichtelement und Gehäuse