DE10042305A1 - Sealing device for a transition area on high pressure components - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdichtungsvorrichtung mit einer Hochdruckabdichtung (1) und einer Niederdruckabdichtung (12) zur Abdichtung eines Übergangsbereichs (5) an einer Hochdruckleitung (6). Die Hochdruckabdichtung (1) weist eine im wesentlichen ringförmige Gestalt auf und ist am Leitungsübergang von Hochdruckbauteilen (2, 3) angeordnet. Die Niederdruckabdichtung (12) ist in einer Ebene mit der Hochdruckabdichtung (1) um diese herum angeordnet, um eine eventuell auftretende Leckage durch die Hochdruckabdichtung (1) nach außen abzudichten.The invention relates to a sealing device with a high pressure seal (1) and a low pressure seal (12) for sealing a transition area (5) on a high pressure line (6). The high-pressure seal (1) has an essentially annular shape and is arranged at the line transition of high-pressure components (2, 3). The low pressure seal (12) is arranged in a plane with the high pressure seal (1) around it in order to seal any leakage that may occur through the high pressure seal (1) to the outside.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdichtungsvorrich tung für einen Übergangsbereich an Hochdruckbauteilen und insbesondere eine Abdichtungsvorrichtung für Übergangsberei che an Pumpenbauteilen von Pumpen für Common-Rail-Systeme.The present invention relates to a sealing device for a transition area on high pressure components and especially a sealing device for transition areas on pump components of pumps for common rail systems.
Abdichtungen sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. Beispielsweise ist in Fig. 11 eine bekannte Hochdruckabdich tung 1 für ein Common-Rail-System dargestellt, welche an ei nem Übergangsbereich 5 zwischen einem ersten Bauteil 2 und einem zweiten Bauteil 3 verwendet wird, um eine Fortführung eines Fluidkanals 6 zu ermöglichen. Die in Fig. 11 gezeigte Hochdruckabdichtung 1 besteht aus zwei Elementen, nämlich ei nem Dichtring 24 und einem Stützring 25, welche in einer Aus sparung 4 angeordnet sind, die in dem ersten Bauteil 2 gebil det ist. Der Dichtring 24 ist aus einem Elastomer herge stellt. Der Stützring 25 ist am äußeren Umfang des Dichtrings 24 angeordnet, um den Dichtring 24 gegen die hohen Drücke im Common-Rail abzustützen. Der Stützring weist dabei keine Dichtfunktion auf. Weiter ist in dem Übergangsbereich 5 vom ersten zum zweiten Bauteil ein Ventil 26 angeordnet, welches im wesentlichen aus einer Ventilkugel 22, einem Federelement 27 und einem korbförmig gebildeten Kugelkäfig 28 besteht.Seals are known in a variety of configurations. For example, a known high-pressure seal device 1 for a common rail system is shown in FIG. 11, which is used at a transition area 5 between a first component 2 and a second component 3 in order to enable a fluid channel 6 to be continued. The high-pressure seal 1 shown in FIG. 11 consists of two elements, namely egg nem sealing ring 24 and a support ring 25 , which are arranged in a recess 4 , which is formed in the first component 2 . The sealing ring 24 is made of an elastomer. The support ring 25 is arranged on the outer circumference of the sealing ring 24 in order to support the sealing ring 24 against the high pressures in the common rail. The support ring has no sealing function. Furthermore, a valve 26 is arranged in the transition area 5 from the first to the second component, which essentially consists of a valve ball 22 , a spring element 27 and a ball cage 28 formed in a basket shape.
Derartige Hochdruckabdichtungen sind jedoch dahingehend nachteilig, dass sie nicht über den gesamten Temperaturbe reich vollständig abdichten. Insbesondere bei geringen Tempe raturen sind die Abdichteigenschaften der bekannten Hoch druckdichtungen nicht ausreichend, so dass häufig eine Lecka ge nach aussen auftritt. Daraus resultieren insbesondere Ab dichtungsprobleme beim Anlassen eines kalten Motors, insbe sondere im Winter, da der Dichtring den hohen Drücken im Com mon-Rail-System (bis ca. 1800 bar) nicht standhält. Weiter sind die bekannten Hochdruckabdichtungen dahingehend nachtei lig, dass abhängig von den Betriesbelastungen (Druck, Kräfte) sich im Übergangsbereich 5 ein Spalt ergibt. Ab einer be stimmten Spaltgröße bzw. Frequenz der Spaltänderung ist der Elastomerring nicht mehr in der Lage, diesen Übergangsbereich abzudichten. Dies führt zu unerwünschten Undichtigkeiten wäh rend des Betriebes. Weiter besteht die bekannte Hochdruckab dichtung aus mindestens zwei Bauteilen, nämlich dem Dichtring und dem Stützring, woraus relativ hohe Herstellungs- und Mon tagekosten resultieren. Überdies sind die bekannten Hoch druckabdichtungen nur begrenzt gegen aggressive Medien, wie z. B. Pflanzenmethylester (PME), beständig.However, such high pressure seals are disadvantageous in that they do not completely seal over the entire temperature range. Particularly at low temperatures, the sealing properties of the known high-pressure seals are not sufficient, so that leakage to the outside frequently occurs. This results, in particular, in sealing problems when starting a cold engine, especially in winter, since the sealing ring cannot withstand the high pressures in the common rail system (up to approx. 1800 bar). Furthermore, the known high-pressure seals are disadvantageous in that, depending on the operating loads (pressure, forces), there is a gap in the transition region 5 . From a certain gap size or frequency of the gap change, the elastomer ring is no longer able to seal this transition area. This leads to undesirable leaks during operation. Furthermore, the known high-pressure seal consists of at least two components, namely the sealing ring and the support ring, which results in relatively high manufacturing and Mon day costs. In addition, the known high pressure seals are only limited against aggressive media, such as. B. plant methyl ester (PME), resistant.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zuver lässige Abdichtungsvorrichtung bereitzustellen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbar keit über den gesamten Temperaturbereich keine Undichtigkei ten aufweist und welche ausreichend dynamischen Belastungen standhält.It is therefore an object of the present invention to verver to provide casual sealing device, which at simple structure and simple, inexpensive to manufacture No leakage over the entire temperature range ten and which has sufficient dynamic loads withstand.
Diese Aufgabe wird durch eine Abdichtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiter bildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This task is accomplished with a sealing device Features of claim 1 solved. Advantageous Next education is the subject of the subclaims.
Erfindungsgemäß wird somit eine Abdichtungsvorrichtung zur Abdichtung von Hochdruckbauteilen an einem Übergangsbereich an einer Hochdruckleitung bereitgestellt, welche eine Hoch druckabdichtung mit einer im wesentlichen ringförmigen Ges talt und eine Niederdruckabdichtung umfasst. Die Hochdruckab dichtung ist an einem Leitungsübergang der Hochdruckbauteile angeordnet. Die Niederdruckabdichtung ist außerhalb der Hoch druckabdichtung angeordnet, um eine eventuell auftretende Le ckage durch die Hochdruckabdichtung nach außen hin sicher ab zudichten. Somit ist ein redundantes Dichtungssystem vorhan den, welches ein Austreten von Fluid an Übergangsbereichen von Hochdruckbauteilen verlässlich verhindern kann. Daher kann bei einem Auftreten einer Leckage durch die Hochdruckabdichtung diese durch die Niederdruckabdichtung zurückgehalten werden. Demnach kann die Kombination einer Hochdruckabdich tung und einer Niederdruckabdichtung eine Leckage verlässlich verhindern. Insbesondere kann die vorliegenden Erfindung in einem Common-Rail-System an Übergängen von Pumpenbauteilen eingesetzt werden.According to the invention, a sealing device is thus used Sealing high pressure components at a transition area provided on a high pressure line, which is a high pressure seal with a substantially annular Ges talt and includes a low pressure seal. The high pressure Seal is at a line transition of the high pressure components arranged. The low pressure seal is outside the high pressure seal arranged to prevent any le due to the high pressure seal to the outside zudichten. There is therefore a redundant sealing system the one that has fluid leakage at transition areas of high pressure components can reliably prevent. Therefore can occur in the event of leakage through the high pressure seal retained by the low pressure seal become. Accordingly, the combination of a high pressure seal leakage and a low pressure seal prevent. In particular, the present invention can be found in a common rail system at transitions between pump components be used.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfin dung ist die Hochdruckabdichtung aus Metall hergestellt. Wei ter ist die erfindungsgemäße, aus Metall hergestellte Hoch druckabdichtung im montierten Zustand vorgespannt. Dadurch kann erreicht werden, dass die Hochdruckabdichtung nach der Montage aufgrund ihrer Vorspannung mit hohem Druck an ihren Anlageflächen zur Abdichtung anliegt. Somit wird durch die erfindungsgemäße Hochdruckabdichtung eine Abdichtung bereit gestellt, welche über den gesamten Temperaturbereich eine ausreichende Abdichtung sicherstellt, ohne dass Leckagen, insbesondere im unteren Temperaturbereich, auftreten. Weiter wird durch die Kombination des Vorspannens der Dichtung und des aus Metall hergestellten Dichtrings eine dynamisch be lastbare Hochdruckabdichtung bereitgestellt, welche insbeson dere Druckpulsungen mit einer hohen Frequenz folgen kann und somit keine Undichtigkeiten infolge von durch das Fluid ver ursachten Belastungspulsen aufweist. Weiter benötigt die er findungsgemäße Hochdruckabdichtung auch keinen Stützring, da sie aufgrund ihrer Herstellung aus einem Metall eine ausrei chende Festigkeit gegen die hohen Drücke aufweist. Überdies ist die aus Metall hergestellte Hochdruckabdichtung gegen ag gressive Medien beständig.According to a preferred embodiment of the present invention The high pressure seal is made of metal. Wei ter is the inventive high made of metal pressure seal pre-tensioned when assembled. Thereby can be achieved that the high pressure seal after the Assembly due to their preload with high pressure on their Contact surfaces for sealing. Thus, by the A high-pressure seal according to the invention provides a seal which is a over the entire temperature range ensures adequate sealing without leakage, especially in the lower temperature range. Further is achieved by the combination of the preload of the seal and the sealing ring made of metal is a dynamic loadable high pressure seal provided, which in particular whose pressure pulsations can follow at a high frequency and thus no leaks due to ver through the fluid caused stress pulses. He also needs it inventive high pressure seal also no support ring, because because of their manufacture from a metal adequate strength against the high pressures. moreover is the high pressure sealing made of metal against ag gressive media persistent.
Vorzugsweise ist die Hochdruckabdichtung aus Federblech oder aus Stahl hergestellt. Hierdurch kann eine kostengünstige und einfach herzustellende Hochdruckabdichtung erhalten werden. Bei einer Herstellung der Dichtung aus Federblech kann des weiteren auch eine besonders einfache Vorspannung der Dich tung verwirklicht werden. The high-pressure seal is preferably made of spring plate or made of steel. This can be an inexpensive and easy to manufacture high pressure seal can be obtained. When producing the seal from spring plate, the also a particularly simple pre-tensioning of you tion can be realized.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegen den Erfindung ist die Hochdruckabdichtung aus temperaturfes tem Kunststoff oder aus Kautschuk hergestellt. Besonders be vorzugt wird als Kunststoff dabei ein Elastomer verwendet.According to another preferred embodiment of the present the invention is the high pressure seal from temperature resistant plastic or rubber. Especially be An elastomer is preferably used as the plastic.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung ist die Niederdruckabdichtung aus Metall o der aus Kunststoff oder Kautschuk oder aus einem mit Kunst stoff beschichteten Metall hergestellt.According to a further preferred embodiment of the present The present invention is the low pressure seal made of metal that of plastic or rubber or of one with art fabric-coated metal.
Vorzugsweise ist die Niederdruckabdichtung als Flachdichtung oder als Profildichtung ausgebildet. Besonders bevorzugt weist die Niederdruckabdichtung eine Sicke auf.The low pressure seal is preferably a flat seal or designed as a profile seal. Particularly preferred the low pressure seal has a bead.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Er findung ist die Hochdruckabdichtung als Ring mit einem C- förmigen Querschnitt ausgebildet. Vorzugsweise ist dabei der geöffnete Bereich des C-förmigen Rings nach innen gerichtet. Durch die C-förmige Ausbildung der Hochdruckabdichtung kann insbesondere erreicht werden, dass die Dichtung zusätzlich durch den Fluiddruck mit großer Kraft gegen ihre Anlageflä chen gedrückt wird, da der Fluidruck in Richtung der Anlage fläche gerichtet ist. Somit wird der aufgrund der Vorspannung der Dichtung vorhandene Anpressdruck noch durch die geometri sche Gestaltung der Dichtung in C-Form verstärkt. Weiter kann die C-ringförmige Hochdruckabdichtung auch Bauteilverformun gen, welche aufgrund der hohen Drücke entstehen, sehr gut ausgleichen, da er aufgrund seiner C-Form den Verformungen, insbesondere den Weitungen und den Annäherungen, benachbarter Bauteile infolge des hohen Drucks problemlos folgen kann.According to an advantageous embodiment of the present Er is the high pressure seal as a ring with a C- shaped cross section. Preferably, the open area of the C-shaped ring directed inwards. Due to the C-shaped design of the high pressure seal in particular, that the seal is additionally achieved through the fluid pressure with great force against their contact surfaces Chen is pressed because the fluid pressure in the direction of the system surface is directed. Thus, due to the preload the existing contact pressure due to the geometri cal design of the seal in C-shape reinforced. Can continue the C-ring high pressure seal also deforms the component conditions that arise due to the high pressures, very good compensate for the fact that due to its C-shape it especially the extensions and the approaches, neighboring Components can follow easily due to the high pressure.
Besonders bevorzugt weist die im Querschnitt C-förmige Hoch druckabdichtung eine symmetrische Form auf, so dass u. a. eine verwechslungssichere Montage gewährleistet ist.The cross-section is particularly preferably C-shaped pressure seal on a symmetrical shape, so that u. a. a mix-up is guaranteed.
Vorteilhaft weist die Hochdruckabdichtung zwei Abdichtflächen oder drei Abdichtflächen auf. Bei der C-förmigen Ausgestaltung kann die Dichtung somit derart angeordnet sein, dass sie eine obere und eine untere Anlagefläche zur Abdichtung auf weist. Weiter ist es auch möglich, dass eine dritte Anlage fläche durch den nach aussen gerichteten Kreisabschnitt des C-förmigen Dichtrings gebildet wird.The high-pressure seal advantageously has two sealing surfaces or three sealing surfaces. With the C-shaped design the seal can thus be arranged such that it an upper and a lower contact surface for sealing has. It is also possible to have a third facility area through the outward circular section of the C-shaped sealing ring is formed.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegen den Erfindung ist die Hochdruckabdichtung als Ring mit einem winkelförmigen Querschnitt ausgebildet. Dabei besitzt dieser sogenannte Keilring im unverbauten Zustand einen Schenkelwin kel, d. h. einem Winkel zwischen seinen beiden Schenkeln, von deutlich größer als 90°. Beispielsweise beträgt dieser Schen kelwinkel im unverbauten Zustand ca. 115°. Im montierten Zu stand wird der eine Schenkel an einen Bereich des einen Bau teils gepresst. Der andere Schenkel wird gegen die Dichtflä che des zweiten Bauteils gepreßt. Dadurch ist der Schenkel winkel des Keilrings im verbauten Zustand deutlich kleiner als im unverbauten Zustand und liegt bei ca. 90° bis 95°. Wenn der Winkel 90° beträgt, liegen beide Schenkel des Keil rings unmittelbar an den Dichtflächen der beiden Bauteile an, so dass eine sehr sichere Abdichtung erreicht wird. Besonders bevorzugt ist der Keilring aus Metall z. B. einem Blech (Fe derblech) hergestellt.According to a further preferred embodiment of the present the invention is the high pressure seal as a ring with a angular cross section. This has so-called wedge ring in the unassembled state a leg winch kel, d. H. an angle between his two legs, from significantly larger than 90 °. For example, this is Schen angle when unassembled approx. 115 °. In the assembled Zu one leg is standing on an area of one building partly pressed. The other leg is against the sealing surface che of the second component pressed. This is the thigh the angle of the wedge ring when installed is significantly smaller than in the unassembled state and is approx. 90 ° to 95 °. When the angle is 90 °, both legs of the wedge lie rings directly on the sealing surfaces of the two components, so that a very secure seal is achieved. Especially preferably the wedge ring made of metal z. B. a sheet (Fe derblech) manufactured.
Bevorzugt weist die Hochdruckabdichtung einen sich im Quer schnitt verjüngenden Bereich auf. Dadurch kann beispielsweise eine keilringförmige Dichtung bereitgestellt werden. Vorzugs weise ist die keilförmige Fläche der Dichtung dabei zur Dich tungsinnenseite gerichtet. Besonders bevorzugt ist der sich verjüngende Bereich im Schnitt parabelförmig oder geradlinig ausgebildet.The high-pressure seal preferably has a cross cut open tapered area. This can, for example a wedge-shaped seal can be provided. virtue the wedge-shaped surface of the seal is facing you direction inside. It is particularly preferred tapered area parabolic or rectilinear in section educated.
Vorzugsweise weist die Hochdruckabdichtung zusätzlich zu dem sich verjüngenden Bereich einen Bereich mit konstantem Innen- und Aussendurchmesser auf. Dadurch kann insbesondere eine der Anlageflächen zu Abdichtung relativ groß ausgebildet werden. Preferably, the high pressure seal has in addition to that tapered area an area with constant internal and outside diameter. As a result, one of the Contact surfaces for sealing are relatively large.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin dung weist die Hochdruckabdichtung einen mittleren Verbin dungsbereich auf, welcher mindestens eine Durchgangsöffnung aufweist. Der mittlere Verbindungsbereich verbindet die äuße ren Ringbereiche der Dichtung miteinander. Dadurch kann die Stabilität der Hochdruckabdichtung erhöht werden.According to a further advantageous embodiment of the Erfin The high pressure seal has a middle connection area, which has at least one through opening having. The middle connecting area connects the outer Ren ring areas of the seal with each other. This allows the The stability of the high pressure seal can be increased.
Vorteilhaft ist die Hochdruckabdichtung knopfförmig ausgebil det. Dabei weist die Hochdruckabdichtung einen flachen kreis förmigen mittleren Verbindungsbereich auf, so dass die Hoch druckabdichtung z. B. als Käfig bzw. Anschlag für einen Ven tilkörper verwendet werden kann. Durch diese geometrische Gestaltung mit dem knopfförmig gebildeten Verbindungsbereich ist die Hochdruckabdichtung mit einem Käfig für einen Ventil körper kombiniert, um einen Ventilkörper zurückzuhalten. So mit weist die Hochdruckabdichtung sowohl eine Abdichtfunktion als auch eine Zurückhaltefunktion für einen Ventilkörper ei nes unmittelbar vor der Dichtung angeordneten Ventils auf.The high-pressure seal is advantageously formed in the form of a button det. The high-pressure seal has a flat circle shaped middle connection area so that the high pressure seal z. B. as a cage or stop for a Ven tilkörper can be used. Through this geometric Design with the button-shaped connection area is the high pressure seal with a cage for a valve body combined to retain a valve body. so with the high pressure seal has both a sealing function as well as a retention function for a valve body nes arranged immediately in front of the seal.
Vorzugsweise ist die knopfförmige Hochdruckabdichtung mit vier Durchgangsöffnungen vorgesehen, um eine ausreichende Fluidströmung zu gewährleisten.The button-shaped high-pressure seal is preferably included four through openings are provided to ensure adequate To ensure fluid flow.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Er findung ist der mittlere Verbindungsbereich an einem im Quer schnitt C-förmigen Ring an einem Ende in Vertikalrichtung ge bildet. Dadurch lassen sich die Vorteile der C-förmigen Hoch druckabdichtung mit denen des mittleren Verbindungsbereichs kombinieren.According to a further embodiment of the Er is the middle connection area at one in the cross cut C-shaped ring at one end in the vertical direction forms. This allows you to take advantage of the C-shaped high pressure seal with those of the middle connection area combine.
Vorzugsweise dient der mittlere Verbindungsbereich als An schlag für den Ventilkörper. Dadurch wird ein besonders ein facher Aufbau der Hochdruckabdichtung und eines unmittelbar an die Dichtung angrenzenden Ventils erhalten.The middle connection area preferably serves as an on blow for the valve body. This makes a special one fold construction of the high pressure seal and one immediately valve adjacent to the seal.
Somit stellt die vorliegenden Erfindung eine redundante Ab dichtungsvorrichtung durch eine Kombination einer Hochdruckabdichtung mit einer Niederdruckdichtung bereit. Die Abdich tungsvorrichtung weist einen einfachen Aufbau auf und ermög licht über den gesamten Temperaturbereich, in welchem die Kombinationsdichtung eingesetzt wird, eine zuverlässige Ab dichtung ohne Leckageprobleme insbesondere im niedrigen Tem peraturbereich. Dies wird durch die weitere Kombination einer aus Metall hergestellten Hochdruckabdichtung und der Vorspan nung der Dichtung weiter verstärkt, so dass hervorragende Ab dichtungseigenschaften bereitstellt werden können. Weiter wird durch die erfindungsgemäße Abdichtungsvorrichtung auch eine Unempfindlichkeit gegen im Förderfluid auftretende Be lastungspulse erreicht, welche bei den bisher eingesetzten Elastomerdichtungen nicht gegeben war. Des weiteren kann das erfindungsgemäße Abdichtungssystem auch als Käfig bzw. An schlag für einen Ventilkörper eingesetzt werden und ist be ständig gegen aggressive Medien. Vorzugsweise wird die erfin dungsgemäße Dichtungsanordnung bei Common-Rail-Systemen ein gesetzt, in denen ein relativ hoher Druck vorhanden ist.Thus, the present invention is redundant sealing device by a combination of a high pressure seal ready with a low pressure seal. The Abdich tion device has a simple structure and enables light over the entire temperature range in which the Combination seal is used, a reliable Ab Seal without leakage problems, especially at low temperatures temperature range. This is further combined by a high pressure sealing made of metal and the preload gasket further reinforced, so that excellent Ab sealing properties can be provided. Further is also by the sealing device according to the invention an insensitivity to Be occurring in the fluid load impulses achieved with the previously used Elastomer seals were not given. Furthermore, it can sealing system according to the invention also as a cage or be used for a valve body and is be constantly against aggressive media. Preferably, the invented seal arrangement according to the invention in common rail systems set in which there is a relatively high pressure.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausfüh rungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:The invention is based on preferred embodiments Rungsbeispiele described in connection with the drawing. In the drawing is:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Hochdruckab dichtung für eine Abdichtungsvorrichtung gemäß ei nem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung im eingebauten Zustand; Fig. 1 is a schematic sectional view of a high pressure seal for a sealing device according to a first embodiment of the present invention in the installed state;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 gezeig ten Hochdruckabdichtung; Figure 2 is a perspective view of the high pressure seal shown in Figure 1;
Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung der An ordnung der Abdichtungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; Figure 3 is an exploded perspective view of the arrangement of the sealing device according to the first embodiment.
Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Abdichtungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 is an exploded perspective view of a sealing device according to a second embodiment of the present invention;
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer Hochdruckab dichtung für eine Abdichtungsvorrichtung gemäß ei nem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im eingebauten Zustand; Fig. 5 is a schematic sectional view of a high pressure seal for a sealing device according to a third embodiment of the present invention in the installed state;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 5 gezeig ten Hochdruckabdichtung; . Fig. 6 is a perspective view of th gezeig in Figure 5 high pressure seal;
Fig. 7 eine schematische Schnittansicht einer Hochdruckab dichtung für eine Abdichtungsvorrichtung gemäß ei nem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im eingebauten Zustand; Figure 7 is a schematic sectional view of a Hochdruckab seal for a sealing device according ei nem fourth embodiment of the present invention in the installed state.
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht der in Fig. 7 gezeig ten Hochdruckabdichtung; Fig. 8 is a perspective view of the high pressure seal shown in Fig. 7;
Fig. 9 eine schematische Schnittansicht einer Hochdruckab dichtung für eine Abdichtungsvorrichtung gemäß ei nem fünften Ausführungsbeispiel im teilmontierten Zustand; Figure 9 is a schematic sectional view of a Hochdruckab seal for a sealing device according ei nem fifth embodiment in a partially assembled state.
Fig. 10 eine schematische Schnittansicht der in Fig. 9 ge zeigten Hochdruckabdichtung im endmontierten Zu stand und Fig. 10 is a schematic sectional view of the ge in Fig. 9 showed high pressure seal in the final assembled state and
Fig. 11 eine schematische Schnittansicht einer Hochdruckab dichtung gemäß dem Stand der Technik. Fig. 11 is a schematic sectional view of a high pressure seal according to the prior art.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Hochdruckabdichtung 1 für ei ne Abdichtungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. In Figs. 1 and 2, a high pressure seal 1 for egg ne sealing device according to a first Ausführungsbei game of the present invention.
Die Hochdruckabdichtung 1 ist an einem Übergangsbereich 5 zwischen einem ersten Bauteil 2 (z. B. einem Zylinder) und ei nem zweiten Bauteil 3 (z. B. einem Zylinderkopf) angeordnet. Dabei ist am ersten Bauteil 2 eine Aussparung 4 zur Aufnahme der Hochdruckabdichtung 1 vorgesehen (vgl. Fig. 1). Am Über gangsbereich 5 mündet ein Fluidkanal 6 des ersten Bauteils 2, welcher im zweiten Bauteil 3 fortgeführt ist. Die Aussparung 4 ist dabei um die Mündung des Fluidkanals 6 herum gebildet. Somit muss die Hochdruckabdichtung 1 den Übergangsbereich 5 rund um den Fluidkanal 6 abdichten, um eine Leckage von Fluid zu verhindern.The high-pressure seal 1 is arranged at a transition area 5 between a first component 2 (for example a cylinder) and a second component 3 (for example a cylinder head). A recess 4 for receiving the high-pressure seal 1 is provided on the first component 2 (cf. FIG. 1). At the transition area 5 , a fluid channel 6 of the first component 2 opens, which is continued in the second component 3 . The recess 4 is formed around the mouth of the fluid channel 6 . Thus, the high-pressure seal 1 must seal the transition area 5 around the fluid channel 6 in order to prevent fluid leakage.
Wie in Fig. 2 dargestellt, weist die Hochdruckabdichtung 1 eine ringförmige Gestalt auf. Weiter, wie aus Fig. 1 er sichtlich ist, weist die Hochdruckabdichtung 1 einen C- förmigen Querschnitt auf. Dabei weist die Hochdruckabdichtung 1 einen ersten geraden Abschnitt 7, einen gekrümmten Ab schnitt 8 und einen zweiten geraden Abschnitt 9 auf. Die bei den geraden Abschnitte 7 und 9 liegen mit ihren planen Flä chen am ersten bzw. zweiten Bauteil an und bilden so ringför mige Abdichtungsbereiche 10 und 11 in Form von Linienabdich tungen. Der gekrümmte Abschnitt 8 ist derart ausgebildet, dass er mit der seitlichen Wand der Aussparung 4 in Kontakt kommt und somit einen zusätzlichen dritten Abdichtungsbereich 30 bildet. Weiterhin ist es auch möglich, dass die C-förmige Hochdruckabdichtung vollständig gekrümmt ausgebildet ist, d. h. ohne gerade Abschnitte oder derart ausgebildet ist, dass er nur zwei Abdichtungsbereiche, z. B. die beiden Abdich tungsbereiche 10 und 11, aufweist.As shown in Fig. 2, the high pressure seal 1 has an annular shape. Furthermore, as can be seen from FIG. 1, the high-pressure seal 1 has a C-shaped cross section. The high-pressure seal 1 has a first straight section 7 , a curved section 8 and a second straight section 9 . Those in the straight sections 7 and 9 rest with their flat surfaces on the first or second component and thus form ring-shaped sealing areas 10 and 11 in the form of line seals. The curved section 8 is designed such that it comes into contact with the side wall of the recess 4 and thus forms an additional third sealing area 30 . Furthermore, it is also possible that the C-shaped high-pressure seal is designed to be completely curved, that is to say it is designed without straight sections or in such a way that it only has two sealing areas, eg. B. the two sealing device areas 10 and 11 .
Die C-förmige Hochdruckabdichtung 1 weist über ihren gesamten Querschnitt eine gleichbleibende Dicke auf. Es ist jedoch auch möglich, dass die Hochdruckabdichtung, insbesondere wenn sie aus Blech o. ä. hergestellt ist, im Querschnitt unter schiedliche Dicken aufweist. The C-shaped high-pressure seal 1 has a constant thickness over its entire cross section. However, it is also possible for the high-pressure seal, in particular if it is made from sheet metal or the like, to have different thicknesses in cross section.
Weiter weist die Hochdruckabdichtung 1 in Vertikalrichtung, d. h. in Richtung der Mittelachse 0-0, an ihrem einen Ende ei nen Innendurchmesser D1 und an ihrem anderen Ende einen In nenduchmesser D2 auf. Hierbei ist der Innenduchmesser D1 gleich dem Innendurchmesser D2, so dass die Hochdruckabdich tung 1 symmetrisch ausgebildet ist.Furthermore, the high-pressure seal 1 in the vertical direction, ie in the direction of the central axis 0-0, has an inner diameter D1 at one end and an inner diameter D2 at its other end. Here, the inner diameter D1 is equal to the inner diameter D2, so that the high-pressure seal device 1 is symmetrical.
Die Hochdruckabdichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels ist aus Federblech hergestellt und die beiden geraden Abschnitte 7 und 9 sind nach aussen vorgespannt, so dass sie im einge bauten Zustand gegen die Wandflächen des ersten und des zwei ten Bauteils 2 und 3 gepresst werden. Durch die konkave An ordnung des gekrümmten Bereiches 8 zum Fluidkanal 6 unter stützt der Fluiddruck das Anpressen der geraden Bereiche 7 und 9 gegen die jeweiligen Anlageflächen des ersten und zwei ten Bauteils.The high pressure seal 1 of the first embodiment is made of spring sheet metal and the two straight sections 7 and 9 are biased outwards so that they are pressed against the wall surfaces of the first and the second component 2 and 3 in the installed state. Due to the concave arrangement of the curved region 8 to the fluid channel 6 , the fluid pressure supports the pressing of the straight regions 7 and 9 against the respective contact surfaces of the first and second component.
Da die C-ringförmige Hochdruckabdichtung 1 symmetrisch aufge baut ist und an ihren beiden Enden in Vertikalrichtung glei che Innendurchmesser D1 und D2 aufweist, sind die Andrück kräfte an allen Stellen der Hochdruckabdichtung 1 gleich. So mit kann eine sichere Abdichtung des Übergangsbereichs 5 er reicht werden. Da die Vorspannung der Hochdruckabdichtung 1 über den gesamten Temperaturbereich vorhanden ist, ist eine ausreichende Abdichtung auch insbesondere bei niedrigen Tem peraturen gewährleistet. Weiterhin können auch problemlos hochfrequente Druckpulsungen im Fluid aufgenommen werden und Bauteilverformungen infolge des hohen Druckes ausgeglichen werden. Weiterhin ist durch den symmetrischen Aufbau der Hochdruckabdichtung 1 eine verwechslungssichere Montage ge währleistet und die Hochdruckabdichtung ist gegen aggressive Medien beständig.Since the C-ring-shaped high-pressure seal 1 is built up symmetrically and has internal diameters D1 and D2 at its two ends in the vertical direction, the pressure forces are the same at all points of the high-pressure seal 1 . So with a secure seal of the transition area 5 he can be sufficient. Since the preload of the high-pressure seal 1 is present over the entire temperature range, adequate sealing is ensured, especially at low temperatures. Furthermore, high-frequency pressure pulsations can be easily absorbed in the fluid and component deformations due to the high pressure can be compensated. Furthermore, the symmetrical structure of the high-pressure seal 1 ensures a mix-up-proof installation and the high-pressure seal is resistant to aggressive media.
In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Abdichtungsvorrichtung mit der C-ringförmigen Hochdruckabdichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Abdichtungsvorrichtung um fasst die Hochdruckabdichtung und eine Niederdruckabdichtung 12. Die Hochdruckabdichtung 1 dichtet einen Übergangsbereich zwischen einem Zylinderblock 2 und einem Zylinderkopf 3 an einem Fluidkanal 6 ab. Die Hochdruckabdichtung 1 wird in eine am Zylinderblock 2 gebildete ringförmige Aussparung 4 einge legt. Zwischen Zylinderkopf 3 und Zylinderblock 2 ist weiter die als Flachdichtung ausgebildete Niederdruckabdichtung 12 angeordnet. Die Niederdruckabdichtung 12 ist ein mit einem Elastomer beschichtetes Blech und kann zusätzlich noch eine Sicke aufweisen. Somit wird der Übergangsbereich am Fluidka nal 6 durch die Abdichtungsvorrichtung zweifach abgedichtet, nämlich durch die Hochdruckabdichtung 1 und die Niederdruck abdichtung 12. Im montierten Zustand liegen die beiden Dich tungen 1 und 12 der Abdichtungsvorrichtung im wesentlichen in einer Ebene am Übergangsbereich 5.In Fig. 3, the sealing device according to the invention with the C-ring-shaped high pressure seal 1 is shown according to the first embodiment. The sealing device comprises the high-pressure seal and a low-pressure seal 12 . The high-pressure seal 1 seals a transition area between a cylinder block 2 and a cylinder head 3 on a fluid channel 6 . The high pressure seal 1 is inserted into an annular recess 4 formed on the cylinder block 2 . Between the cylinder head 3 and the cylinder block 2 , the low-pressure seal 12 designed as a flat gasket is further arranged. The low pressure seal 12 is a sheet coated with an elastomer and can additionally have a bead. Thus, the transition region on the fluid channel 6 is sealed twice by the sealing device, namely by the high-pressure seal 1 and the low-pressure seal 12 . In the assembled state, the two lines 1 and 12 of the sealing device are essentially in one plane at the transition region 5 .
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist in der Niederdruckabdichtung 12 ein Spalt bzw. Schlitz 29 ausgebildet. Somit wird eine mögli che Leckage durch die Hochdruckabdichtung 1 über den Spalt 29 in der Niederdruckabdichtung 12 dem Niederdruckbereich des Systems zugeführt. Da der Spalt 29 an einem mittleren Zwi schenbereich der Niederdruckabdichtung 12 gebildet ist, ist weiterhin sichergestellt, dass die Niederdruckabdichtung 12 die Hochdruckabdichtung 1 vollständig umgibt und somit eine redundante Dichtung vorhanden ist.As shown in FIG. 3, a gap or slot 29 is formed in the low pressure seal 12 . Thus, a possible leakage through the high pressure seal 1 through the gap 29 in the low pressure seal 12 is fed to the low pressure area of the system. Since the gap 29 is formed at a central inter mediate region of the low-pressure seal 12 , it is further ensured that the low-pressure seal 12 completely surrounds the high-pressure seal 1 and thus a redundant seal is present.
In Fig. 4 ist eine Abdichtungsvorrichtung gemäß einem zwei ten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das zweite Ausführungs beispiel entspricht im wesentlichen dem in Fig. 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zum ersten Ausfüh rungsbeispiel ist jedoch anstelle der Flachdichtung eine Formdichtung bzw. Profildichtung 12 vorgesehen, welche in ei ne entsprechende Aussparung 13 am Zylinderblock 2 eingelegt wird. Die Formdichtung 12 ist außerhalb der Hochdruckabdich tung 1 angeordnet, so dass eine direkte Verbindung von der Hochdruckabdichtung 1 zum Niederdruckbereich gewährleistet ist. In Fig. 4, a sealing device is shown according to a two-th embodiment. The second embodiment example corresponds essentially to the first embodiment shown in FIG. 3. In contrast to the first embodiment, however, a molded seal or profile seal 12 is provided instead of the flat seal, which is inserted into a corresponding recess 13 on the cylinder block 2 . The molded seal 12 is arranged outside of the high-pressure seal device 1 , so that a direct connection from the high-pressure seal 1 to the low-pressure region is ensured.
In den Fig. 5 und 6 ist eine Hochdruckabdichtung 1 zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Abdichtungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung dargestellt. Gleiche bzw. funktionell gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausfüh rungsbeispiel bezeichnet. Da das dritte Ausführungsbeispiel im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel entspricht, werden nachfolgend nur die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen im Detail beschrieben.In FIGS. 5 and 6, a high pressure seal 1 for use in an inventive sealing device of the present invention represented according to a third embodiment. The same or functionally the same parts are denoted by the same reference numerals as in the first exemplary embodiment. Since the third exemplary embodiment essentially corresponds to the first exemplary embodiment, only the differences between the two exemplary embodiments are described in detail below.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist die Hochdruckabdichtung 1 für eine Abdichtungsvorrichtung an einem Übergangsbereich 5 eines Flu idkanals 6 zwischen einem ersten Bauteil 2 und einem zweiten Bauteil 3 angeordnet.As shown in FIG. 5, the high-pressure seal 1 for a sealing device is arranged at a transition region 5 of a fluid channel 6 between a first component 2 and a second component 3 .
Die Hochdruckabdichtung 1 gemäß dem dritten Ausführungsbei spiel ist, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, knopfförmig aus gebildet. Dabei weist ein C-ringförmiger Randbereich 16 an einer seiner Seiten in vertikaler Richtung (d. h. in Richtung der Mittellinie 0-0) einen mittleren Verbindungsbereich 17 auf. Genauer ist der durch einen ersten geraden Abschnitt 7, einen gekrümmten Abschnitt 8 und einen zweiten geraden Ab schnitt 9 gebildete C-förmige Randbereich 16 an seinem zwei ten geraden Abschnitt 9 mit dem mittleren Verbindungsbereich 17 verbunden. Hierbei geht der zweite gerade Abschnitt 9 in den mittleren Verbindungsbereich über. Es sei angemerkt, dass der Abschnitt 7 auch gekrümmt ausgebildet sein kann.The high-pressure seal 1 according to the third embodiment is, as shown in FIGS. 5 and 6, button-shaped. A C-ring-shaped edge region 16 has a central connection region 17 on one of its sides in the vertical direction (ie in the direction of the center line 0-0). More specifically, C-shaped edge portion 16 is connected to the 9 formed by cutting a first straight portion 7, an arcuate portion 8 and a second line AB at its two ten straight portion 9 with the center connecting portion 17th Here, the second straight section 9 merges into the middle connection area. It should be noted that section 7 can also be curved.
Weiter sind im mittleren Verbindungsbereich 17 vier Durch gangsöffnungen 18, 19, 20 und 21 gebildet. Die Durchgangsöff nungen stellen den Fluiddurchtritt durch die knopfförmige Hochdruckabdichtung 1 sicher. Es ist selbstverständlich mög lich, auch eine andere Anzahl von Durchgangsöffnungen auszu bilden.Next, four through openings 18 , 19 , 20 and 21 are formed in the central connection area 17 . The passage openings ensure fluid passage through the button-shaped high-pressure seal 1 . It is of course possible to form a different number of through openings.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist am Übergangsbereich des Fluidka nals 6 weiter eine Ventilkugel 22 vorgesehen, welche an einem Ventilsitz 23 anliegt. Mit anderen Worten ist durch die knopfförmige Hochdruckabdichtung 1 und die Ventilkugel 22 am Übergangsbereich des Fluidkanals 6 ein Ventil gebildet. Dabei bildet die knopfförmige Hochdruckabdichtung 1 den Kugelkäfig für die Ventilkugel 22. Wie in Fig. 5 gezeigt, weist der im Bereich der Mittellinie 0-0 liegende Abschnitt des mittleren Verbindungsbereichs 17 eine größere Dicke als der Randbereich 16 auf, um eine ausreichende Festigkeit für das Zurückhalten der Ventilkugel 22 bereitzustellen.As shown in Fig. 5, a valve ball 22 is further provided at the transition region of the Fluidka channel 6 , which rests on a valve seat 23 . In other words, a valve is formed by the button-shaped high-pressure seal 1 and the valve ball 22 at the transition region of the fluid channel 6 . The button-shaped high-pressure seal 1 forms the ball cage for the valve ball 22 . As shown in FIG. 5, the section of the central connecting region 17 lying in the region of the center line 0-0 has a greater thickness than the edge region 16 in order to provide sufficient strength for retaining the valve ball 22 .
Somit weist die Hochdruckabdichtung 1 für eine Abdichtungs vorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel neben der Abdichtfunktion auch noch eine Zurückhaltefunktion für die Ventilkugel 22 auf. Dies ist insbesondere daher möglich, da die Hochdruckabdichtung 1 aus Metall, z. B. aus Federstahl, hergestellt sein kann. Es ist auch möglich, zwischen der als Käfig dienenden Hochdruckabdichtung und der Ventilkugel noch ein Federelement anzuordnen, so dass ein Rückschlagventil im Fluidkanal 6 zwischen dem ersten und dem zweiten Bauteil an geordnet ist.Thus, the high-pressure seal 1 for a sealing device according to the third exemplary embodiment, in addition to the sealing function, also has a retaining function for the valve ball 22 . This is particularly possible because the high-pressure seal 1 made of metal, for. B. can be made of spring steel. It is also possible to arrange a spring element between the high-pressure seal serving as a cage and the valve ball, so that a check valve is arranged in the fluid channel 6 between the first and the second component.
In den Fig. 7 und 8 ist eine Hochdruckabdichtung 1 für ei ne Abdichtungsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche bzw. funktionell gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen be zeichnet. Da das vierte Ausführungsbeispiel im wesentlichen den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen entspricht, werden nachfolgend nur die Unterschiede zu den Ausführungs beispielen im Detail beschrieben.In Figs. 7 and 8, a high pressure seal 1 for egg ne sealing device according to a fourth Ausführungsbei of the present invention shown game. The same or functionally the same parts are identified by the same reference numerals as in the previously described exemplary embodiments. Since the fourth embodiment essentially corresponds to the previously described embodiments, only the differences from the exemplary embodiments are described in detail below.
Wie in Fig. 7 gezeigt, ist die Hochdruckabdichtung 1 an ei nem Übergangsbereich 5 zwischen einem ersten Bauteil 2 und einem zweiten Bauteil 3 angeordnet. Dabei ist sie in einer Aussparung 4 positioniert, welche im ersten Bauteil 2 gebil det ist und dichtet einen Übergang eines Fluidkanals 6 ab. As shown in FIG. 7, the high-pressure seal 1 is arranged at a transition region 5 between a first component 2 and a second component 3 . It is positioned in a recess 4 which is formed in the first component 2 and seals a transition of a fluid channel 6 .
Wie in Fig. 7 dargestellt, weist die Hochdruckabdichtung 1 einen ersten Bereich 14 und einen zweiten Bereich 15 auf. Der erste Bereich 14 weist einen konstanten Innen- und Aussen durchmesser auf und weist demnach eine im Schnitt rechteckige Gestalt auf. Der erste Bereich 14 kann jedoch auch unter schiedliche Innen- und Aussendurchmesser aufweisen. Der zwei te Bereich 15 verjüngt sich ausgehend vom ersten Bereich 14 zu seiner Aussenseite. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist der sich verjüngende Bereich 15 im Schnitt parabelförmig gebildet.As shown in FIG. 7, the high-pressure seal 1 has a first area 14 and a second area 15 . The first region 14 has a constant inside and outside diameter and accordingly has a rectangular shape in section. The first region 14 can, however, also have different inside and outside diameters. The second region 15 tapers from the first region 14 to its outside. As shown in Fig. 7, the tapered region 15 is parabolic in section.
Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hochdruckab dichtung 1 ergeben sich an den Kontaktflächen der Dichtung 1 zum ersten und zweiten Bauteil unterschiedlich große Flächen von Abdichtungsbereichen 10 und 11. Um an beiden Abdichtungs bereichen eine Flächenpressung zu erhalten, wird die keil ringförmige Hochdruckabdichtung 1 zu einer Seite entsprechend vorgespannt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Vorspannung des aus Federstahl hergestellten keilförmigen Dichtrings 1 in Richtung des zweiten Bereichs 15. Wie in Fig. 7 gezeigt, erfolgt eine Anpressung der Hochdruckabdich tung 1 an die Bereiche 10 und 11 und den in Richtung der Mit tellinie 0-0 verlaufenden Bereich 30 der Aussparung 4. Um ei ne zusätzliche Vorspannung der Hochdruckabdichtung 1 zu er halten, sind die Abdichtungsbereiche 10 und 30 der Dichtung 1 im unmontierten Zustand zueinander in einem Winkel von größer als 90°-95° angeordnet. Im montierten Zustand sind die Ab dichtbereiche 10 und 30 dann in einem Winkel von 90°-95° zueinander angeordnet.This configuration of the high-pressure seal 1 according to the invention results in differently sized areas of sealing areas 10 and 11 on the contact surfaces of the seal 1 with the first and second component. In order to obtain surface pressure on both sealing areas, the wedge-shaped high-pressure seal 1 is correspondingly prestressed to one side. In the exemplary embodiment shown, the wedge-shaped sealing ring 1 made of spring steel is preloaded in the direction of the second region 15 . As shown in FIG. 7, the high-pressure seal 1 is pressed against the regions 10 and 11 and the region 30 of the recess 4 that extends in the direction of the center line 0-0. In order to keep ei ne additional bias of the high pressure seal 1 to it, the sealing portions 10 and 30 of the gasket 1 in the unmounted state are mutually arranged at an angle of greater than 90 ° -95 °. In the assembled state, the sealing regions 10 and 30 are then arranged at an angle of 90 ° -95 ° to one another.
Weiterhin wird aufgrund der parabelförmigen Innenfläche 15 zusätzlich ein Druck durch das Fluid auf die Hochdruckabdich tung 1, insbesondere in Richtung der Abdichtungsbereiche 10 und 30 ausgeübt. Wie insbesondere in Fig. 8 gezeigt, ist an der Aussenseite des zweiten sich verjüngenden Bereichs 15 weiter eine relativ große Fase 16 ausgebildet, um eine einfa chere Montage zu ermöglichen. Furthermore, due to the parabolic inner surface 15 , a pressure is additionally exerted by the fluid on the high pressure seal 1 , in particular in the direction of the sealing areas 10 and 30 . As shown in particular in FIG. 8, a relatively large chamfer 16 is furthermore formed on the outside of the second tapering region 15 in order to make assembly easier.
Somit stellt auch die Hochdruckabdichtung 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel eine ausreichende Abdichtungsfunktion bei sehr hohen Drücken bereit und ist unempfindlich gegen im Flu id auftretende hochfrequente Druckpulsungen und beständig ge gen PME-Fluide.Thus, the high-pressure seal 1 according to the fourth exemplary embodiment also provides a sufficient sealing function at very high pressures and is insensitive to high-frequency pressure pulses occurring in the fluid and resistant to PME fluids.
In den Fig. 9 und 10 ist eine Hochdruckabdichtung 1 für eine Abdichtungsvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gleiche bzw. funktionell gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen be zeichnet. Da das fünfte Ausführungsbeispiel im wesentlichen den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen entspricht, werden nachfolgend nur die Unterschiede zu den Ausführungs beispielen im Detail beschrieben.In FIGS. 9 and 10 of the present invention is a high pressure seal 1 for a sealing device according to a fifth example of execution illustrated. The same or functionally the same parts are identified by the same reference numerals as in the previously described exemplary embodiments. Since the fifth embodiment essentially corresponds to the previously described embodiments, only the differences from the exemplary embodiments are described in detail below.
Wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt, ist die Hochdruckabdich tung 1 für die Abdichtungsvorrichtung als sogenannte Keil dichtung ausgebildet. Die Keildichtung 1 ist ringförmig aus gebildet und umfasst einen ersten Schenkel 31 und einen zwei ten Schenkel 32. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die beiden Schenkel 31 und 32 eine gleich Länge auf. Sie kön nen jedoch auch unterschiedliche Längen aufweisen.As shown in FIGS. 9 and 10, the high-pressure sealing device 1 for the sealing device is designed as a so-called wedge seal. The wedge seal 1 is formed in a ring shape and comprises a first leg 31 and a two th leg 32 . In the illustrated embodiment, the two legs 31 and 32 have the same length. However, they can also have different lengths.
Die Hochdruckabdichtung 1 ist in einer im Bauteil 2 vorgese henen Aussparung 4 angeordnet. Dabei entspricht die Tiefe der Aussparung 4 im wesentlichen der Schenkellänge des Schenkels 32. In Fig. 9 ist die Hochdruckabdichtung 1 in einem Zwi schenmontageschritt dargestellt. Hierbei ist die Hochdruckab dichtung 1 in die Aussparung 4 eingelegt. Dabei liegen zwei Seitenflächen der Dichtung 1 an den Wänden der Aussparung 4 an und bilden Abdichtbereiche 11 und 30 (vgl. Fig. 9 und 10). Im vollständig montierten Zustand bildet der erste Schenkel 31 mit dem Bauteil 3 einen weiteren Abdichtbereich 10. The high-pressure seal 1 is arranged in a recess 4 provided in component 2 . The depth of the recess 4 essentially corresponds to the leg length of the leg 32 . In Fig. 9, the high pressure seal 1 is shown in an inter mediate assembly step. Here, the high pressure seal 1 is inserted into the recess 4 . Two side faces of the seal 1 lie against the walls of the recess 4 and form sealing regions 11 and 30 (cf. FIGS. 9 and 10). In the fully assembled state, the first leg 31 forms a further sealing area 10 with the component 3 .
Wie aus den Fig. 9 und 10 ersichtlich ist, ist im unmon tieten bzw. teilmontierten Zustand (Fig. 9) der Winkel α zwischen dem ersten Schenkel 31 und dem zweiten Schenkel 32 deutlich größer als 90°. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α ca. 115°. Im endmontierten Zustand ( Fig. 10) wird der zweite Schenkel 32 in einem mit 11 bezeich neten Bereich an die Fläche der Aussparung 4 gepresst und der erste Schenkel im Bereich 10 gegen das Bauteil 3 gepresst. Somit verringert sich der Winkel zwischen den beiden Schen keln auf α' von ca. 90°-95° (vgl. Fig. 10). Wenn α' genau 90° beträgt, liegt die eine Seite des Schenkels 31 vollstän dig an dem Bauteil 3 an. Somit übt der Keilring 1 im montier ten Zustand eine Vorspannung auf die Bauteile 2 und 3 aus, wodurch die Dichtigkeit der Dichtung 1 erhöht wird. Dabei er folgt auch eine Druckunterstützung auf der Innenseite der Dichtung.As can be seen from FIGS . 9 and 10, the angle α between the first leg 31 and the second leg 32 is significantly greater than 90 ° in the unmon tied or partially assembled state ( FIG. 9). In the present exemplary embodiment, the angle α is approximately 115 °. In the final assembled state ( FIG. 10), the second leg 32 is pressed against the surface of the recess 4 in a region denoted by 11 and the first leg is pressed against the component 3 in the region 10 . Thus, the angle between the two legs is reduced to α 'of approximately 90 ° -95 ° (see FIG. 10). If α 'is exactly 90 °, one side of the leg 31 lies completely against the component 3 . Thus, the wedge ring 1 exerts a bias on the components 2 and 3 in the assembled state, whereby the tightness of the seal 1 is increased. He also follows a pressure support on the inside of the seal.
Es sei angemerkt, dass die erfindungsgemäße Abdichtungsvor richtung aus einer beliebigen Kombination der vorher be schriebenen Hochdruckabdichtungen bzw. Niederdruckabdichtun gen gebildet sein kann.It should be noted that the sealing device according to the invention direction from any combination of the previously be written high pressure seals or low pressure seals gene can be formed.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Ab dichtungsvorrichtung mit einer Hochdruckabdichtung 1 und ei ner Niederdruckabdichtung 12 zur Abdichtung eines Übergangs bereichs 5 an einer Hochdruckleitung 6, welche insbesondere bei Common-Rail-Systemen Anwendung findet. Die Hochdruckab dichtung 1 weist eine im wesentlichen ringförmige Gestalt auf und ist am Leitungsübergang der Hochdruckbauteile 2, 3 ange ordnet. Die Niederdruckabdichtung 12 ist in einer Ebene mit der Hochdruckabdichtung 1 um diese herum angeordnet, um eine eventuell auftretende Leckage durch die Hochdruckabdichtung 1 nach aussen abzudichten. Dadurch kann erfindungsgemäß ein zu verlässige, redundante Dichtung bereitgestellt werden, welche einen über den gesamten Einsatztemperaturbereich dynamisch belastbaren Hochdruckdichtring 1 aufweist und auch für einen Einsatz bei aggressiven Medien geeignet ist. In summary, the present invention relates to a sealing device with a high-pressure seal 1 and egg ner low-pressure seal 12 for sealing a transition area 5 on a high-pressure line 6 , which is used in particular in common rail systems. The high pressure seal 1 has a substantially annular shape and is arranged at the line transition of the high pressure components 2 , 3 . The low-pressure seal 12 is arranged in a plane with the high-pressure seal 1 around it in order to seal any leakage that may occur through the high-pressure seal 1 to the outside. As a result, according to the invention, a reliable, redundant seal can be provided which has a high-pressure sealing ring 1 which can be dynamically loaded over the entire operating temperature range and is also suitable for use with aggressive media.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rah men der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifika tionen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Ä quivalente zu verlassen.The preceding description of the exemplary embodiments according to the present invention is for illustrative purposes only and not for the purpose of limiting the invention. In the frame Various changes and modifications are made to the invention tion possible without the scope of the invention and its Ä to leave equivalents.
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