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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Dichtring für insbesondere an einer Flanschfläche vorgesehene
Verschlußschrauben
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Ein
Dichtring, der an einer Verschraubung oder einer Verschlußschraube
angebracht werden kann und einen ringförmigen Dichtkörper besitzt,
ist bereits anhand der
DE 39
03 780 bekannt geworden. Dieser Dichtring besitzt einen
Dichtkörper,
der in taschenförmigen
Ausnehmungen an seiner radial außenliegenden Umfangsfläche metallische
Einlagen besitzt, die dazu dienen sollen, das Verquetschen des Dichtrings
zu beschränken,
wenn der zwischen der Unterseite einer Schraube und einer Flanschfläche liegende
Dichtring beim Anziehen der Verschlußschraube mit einer axial wirkenden
Druckkraft beaufschlagt wird.
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Es
bedeutet dies mit anderen Worten, dass beim Anziehen der Verschlußschraube
die in den taschenförmigen
Ausnehmungen des Dichtkörpers
liegenden metallischen Einlagen dafür sorgen sollen, dass der elastische
Dichtkörper
nicht so weit verquetscht wird, dass er seine Dichtfunktion nicht
mehr ausüben
kann.
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Die
Anordnung der Einlagen am Außenumfang
des Dichtkörpers
ist dabei so gewählt,
dass die als Stützkörper dienenden
Einlagen sowohl an ihrer Oberseite als auch an ihrer Unterseite
vom Elastomerwerkstoff des Dichtkörpers umgeben sind. Wenn nun
die Verschlußschraube
angezogen wird, so führt dies
zu einer in Axiallängsrichtung
der Schraube wirkenden Druckkraft auf den bekannten Dichtring und – da die
Stützelemente
sowohl an ihrer Oberseite als auch an ihrer Unterseite vom Elastomerwerkstoff
des Dichtkörpers
umgeben sind – zu
einem nicht definierten Nachgeben des bekannten Dichtkörpers unter der
axial wirkenden Druckkraft der Verschlußschraube, so dass kein definiertes
Anzugsmoment der Verschlußschraube
mehr festgestellt werden kann. Zudem wird der bekannte Dichtkörper aufgrund
der nicht definierten Situation beim Anziehen der Verschlußschraube
verquetscht, so dass die Situation eintreten kann, dass der bekannte
Dichtring seine ursprüngliche
Funktion, nämlich
eine Dichtfläche
herzustellen, nicht mehr ausüben
kann und außerdem besteht
die Gefahr, dass sich der unter der Verschlußschraube beim Anziehen der
Verschlußschraube
mitdrehende bekannte Dichtring aus seiner vormals definierten Position
zwischen der Verschlußschraube
und der Flanschfläche
löst und
eine unkontrollierte und nicht mehr zum Schraubenschaft zentrierte
Position einnimmt, was die Gefahr einer Leckage im Bereich der Dichtfläche des
bekannten Dichtrings wiederum erhöht.
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Ausgehend
hiervon liegt der vorliegenden Erfindung nunmehr die Aufgabe zugrunde,
einen Dichtring für
insbesondere an einer Flanschfläche vorgesehene
Verschlußschrauben
zu schaffen, der einerseits die Probleme einer nicht definierten
Lage des Dichtrings beim Anziehen der Verschlußschraube vermeidet und darüber hinaus
dazu in der Lage ist, das Austreten von zwei im Bereich der Verschlußschraube
auftretenden flüssigen
Medien in die Umgebung sowie deren Durchmischung zu vermeiden.
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Der
zur Lösung
dieser Aufgabe geschaffene Dichtring weist die Merkmale des Anspruches
1 auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren
Ansprüchen
beschrieben.
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Die
Erfindung schafft nunmehr einen Dichtring für insbesondere an einer Flanschfläche vorgesehene
Verschlußschrauben,
mit einem zwischen der Flanschfläche
und der Verschlußschraube
angeordneten und zumindest abschnittsweise ringförmig ausgebildeten weitgehend
starren Stützelement,
welches mit Stützflächen an
der Flanschfläche
und der Verschlußschraube
anliegt und darüber
hinaus der Dichtring radial benachbart zu mindestens einer der Stützflächen jeweils
mindestens ein Dichtelement besitzt.
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Wenn
der nach der Erfindung geschaffene Dichtring in den Bereich zwischen
einer Verschlußschraube
und einer Flanschfläche
gebracht wird, dann kommt er beim Festziehen der Verschlußschraube
mit seinem weitgehend starren Stützelement
mit der der Flanschfläche
zugeordneten Unterseite des Anlaufbunds der Verschlußschraube
und der diesem gegenüberliegenden
Verschraubungsfläche
der Flanschfläche
in Kontakt, so dass zwischen den beiden Stützflächen des Stützelements und der Flanschfläche sowie
dem Anlaufbund der Verschlußschraube
kein der die Dichtelemente ausbildender Werkstoff vorliegt, also
beispielsweise kein Elastomerwerkstoff vorliegt, der beim Anziehen
der Verschlußschraube
zu einer unkontrollierten radialen Verschiebebewegung neigen würde, so
dass also eine definierte Lage des Dichtrings zwischen dem Anlaufbund
der Verschlußschraube
und der Verschraubungsfläche
an der Flanschfläche
gegeben ist.
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Die
Anordnung der Dichtelemente am Dichtring ist dabei so gewählt, dass
diese einen Spalt oder eine Spaltfläche in der Flanschfläche radial beidseits
gegen die Umgebung des Spaltes oder der Spaltfläche abdichten. Wenn nun beispielsweise
der Dichtring an der Flanschfläche
so aufliegt, dass die der Flanschfläche zugeordnete Stützfläche des
Stützelements
an der Spaltfläche
der Flanschfläche
aufliegt, so kann der Dichtring mit seinem radial beidseits dieser
Spaltfläche
angeordneten Dichtelementen das aus der Spaltfläche austretende Fluid gegenüber der
Umgebung beidseits abdichten, so dass das Fluid, das beispielsweise
Motoröl
sein kann, einerseits nicht in Richtung nach außen von der Verschlußschraube
weg treten kann und andererseits auch nicht radial nach innen gerichtet
in Richtung zum Schaft der Verschlußschraube treten kann und sich
dort also nicht mit einem im Bereich des Schaftes der Verschlußschraube
vorhandenen zweiten Fluid mi schen kann. So kann es sich bei der
Verschlußschraube
beispielsweise um die Ablaßschraube
für das
Kühlmittel
eines Verbrennungsmotors handeln, so dass eine geringe Menge an
Kühlmittel
an den Gewindegängen
des Motorblocks bzw. der Verschlußschraube vorbeitreten kann,
sich aber aufgrund des radial innenliegenden Dichtelements des Dichtrings
nicht mit dem Motoröl
aus der Spaltfläche der
Flanschfläche
mischen kann.
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Die
Anordnung der Dichtelemente am Dichtring ist dabei so vorgesehen,
dass sie im unbelasteten Zustand in axialer Richtung des Stützelementes über die
Stützflächen hervor
stehen. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass beim Aufsetzen
des Dichtrings an der Verschlußschraube
bzw. der Verschraubungsfläche
der Flanschfläche
die Dichtelemente mit den jeweiligen Flächen in Kontakt kommen und
beim Anziehen der Verschlußschraube
mit einer Axialkraft belastet werden, die zu einem geringfügigen Verbreitern
der Dichtelemente führt,
nicht aber zu einem unkontrollierten Verquetschen der Dichtelemente,
da beim stärkeren
Anziehen der Verschlußschraube
die Stützflächen des
Stützelements
des Dichtrings mit der Flanschfläche
und dem Anlaufbund der Verschlußschraube
in Kontakt kommen und somit eine definierte Lage des Dichtrings
zwischen dem Anlaufbund und der Flanschfläche erhalten bleibt.
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Die
Dichtelemente können
dabei nach der Erfindung an einem Elastomerkörper angeformt sein, der am
Stützelement
beidseits der Spaltfläche
so angebunden ist, dass die Stützflächen frei
sind vom Elastomerkörper.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung kann das Stützelement ein ringförmig ausgebildeter
Körper
sein mit radial nach außen
gerichtet winkelig angeordneten Flächensegmenten, die der Anbindung des
Elastomerkörpers
mit mindestens einem Dichtelement dienen, so dass der Dichtelemente
aufweisende Elastomerkörper
an das ringförmige
Stützelement
angespritzt werden kann und an den Flächensegmenten ausreichende
Anbindungsfläche
findet.
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Wenn
es gewünscht
ist, sowohl an der dem Anlaufbund der Verschlußschraube zugewandten Seite
als auch der der Flanschfläche
zugewandten Seite Dichtele mente vorzusehen, dann können die Flächensegmente
des Stützelements
von einem im Querschnitt U-förmigen
Elastomerkörper
umgeben sein, der an beiden Schenkeln jeweils ein Dichtelement aufweist.
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Das
ringförmige
Stützelement
kann auch in Richtung nach radial innen gerichtet einen Elastomerkörper aufweisen,
der zur Flanschfläche
und zur Verschlußschraube
hin ein Dichtelement besitzt, und sich bis in den Bereich des Schaftes
der Verschlußschraube
hin erstreckt. Bei dieser Ausführungsform dient
der am Stützelement
radial innenliegende Elastomerkörper
aufgrund seiner Erstreckung bis in den Bereich des vorzugsweise
ohne Gewindegänge
ausgebildeten Schaftes der Verschlußschraube als Zentrierung für den Dichtring.
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Nach
einer Weiterbildung der Erfindung kann das Stützelement auch einen den Kopf
der Verschlußschraube
zumindest abschnittsweise übergreifenden
Bund zur Zentrierung des Dichtrings am Schraubenbund besitzen. Diese
Ausführungsform kann
vorzugsweise bei Verschlußschrauben
mit einem Schraubenkopf mit Innensechskant Verwendung finden, so
dass auch eine Weiterbildung des Dichtrings derart möglich ist,
dass der den Bund der Verschlußschraube übergreifende
Bund des Dichtrings auch mit einem den Bund radial außen umgreifenden
Elastomerkörper
versehen ist, der zur Flanschfläche
hin gerichtet ein Dichtelement aufweist.
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Das
zumindest abschnittsweise ringförmig ausgebildete
Stützelement
kann sowohl nach radial außen
als auch nach radial innen gerichtete gleichwinkelig angeordnete
Flächensegmente
zur Anbindung eines Elastomerkörpers
mit mindestens einem Dichtelement aufweisen, so dass nach einer
Weiterbildung der Erfindung die radial außenliegenden Flächensegmente
des Stützelements
von einem im Querschnitt U-förmigen
Elastomerkörper
umgeben sind, der an beiden Schenkeln des U-förmigen Querschnitts jeweils
ein Dichtelement besitzt.
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Das
Stützelement
kann sich nach der Erfindung dabei nach radial innen gerichtet bis
in den Bereich des Schraubenschaftes erstrecken und zur Zentrierung
an diesem anliegen und zur Flanschfläche und zur Verschlußschraube
hin jeweils ein Dichtelement aufweisen, so dass aufgrund der Zentrierung
des Dichtrings an dem Schraubenschaft und dem Aufliegen des Stützelements über die
Stützflächen sowohl
am Anlaufbund der Schraube als auch an der Flanschfläche eine
definierte Lage des Dichtrings zwischen Flanschfläche und
Verschlußschraube
beim Anziehen der Verschlußschraube
erhalten bleibt.
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Das
Stützelement
kann dabei aus einem metallischen Werkstoff, wie beispielsweise
Stahl oder Aluminium gebildet sein, oder auch aus einem Kunststoffwerkstoff.
Die Dichtelemente können
im Querschnitt halbkreisförmig
oder beispielsweise in der Form einer Dichtlippe ausgebildet sein
und der nach der Erfindung geschaffene Dichtring kann beispielsweise
zur Anordnung an einer Verschlußschraube
an einer Flanschfläche
eines Motorblocks vorgesehen sein, die im Bereich zwischen den Dichtelementen eine
Spaltfläche,
beispielsweise aufgrund der Herstellung des Motorblocks aus unterschiedlichen Werkstoffen,
aufweist, und eine Trennfläche
bzw. Kontaktlinie zwischen diesen beiden unterschiedlichen Werkstoffen
bildet und entlang der es zu einem Kriechen von Motoröl entlang
der Kontaktlinie kommen kann.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese
zeigt in:
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1 eine
Schnittdarstellung eines Dichtrings nach einer ersten Ausführungsform,
der zwischen einer Flanschfläche
und einer Verschlußschraube
angeordnet ist;
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2 eine
Darstellung ähnlich
derjenigen nach 1 mit einem Dichtring nach einer
zweiten Ausführungsform;
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3 eine
Ansicht ähnlich 1 mit
einem Dichtring nach einer dritten Ausführungsform; und
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4 ein
Stützelement
eines Dichtrings in einer Draufsichtansicht; sowie
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5 das
Stützelement
nach 4 in einer perspektivischen Darstellung.
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1 der
Zeichnung zeigt in einer Schnittdarstellung einen Dichtring 1 nach
einer ersten Ausführungsform,
wie er zwischen einer Verschlußschraube 2 und
einer Flanschfläche 3 angeordnet
ist.
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Bei
dem dargestellten Anwendungsfall handelt es sich um eine Verschlußschraube 2,
die als Ablaßschraube
für das
Ablassen des Kühlmittels
aus einem Motorblock dient, der aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen
gebildet ist, nämlich
im Bereich des Bezugszeichens 4 beispielsweise aus Magnesium beziehungsweise
einer Magnesiumlegierung und im Bereich des Bezugszeichens 5 aus
beispielsweise Aluminium beziehungsweise einer Aluminiumlegierung.
Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Kontaktlinie zwischen
den beiden unterschiedlichen Werkstoffen, entlang der es zu Kriechen
von Motoröl
aus dem nicht näher
dargestellten Motorblock kommen kann.
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Mit
dem Bezugszeichen 7 ist ein Kühlmittelablasskanal aus dem
Motorblock bezeichnet, der zum Ablassen des Kühlmittels aus dem Motorblock während beispielsweise
Servicearbeiten dient.
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Die
Verschlußschraube 2 wird
mittels eines Gewindes 8 in dem Kühlmittelkanal 7 fixiert,
entlang dem es – da
ein Gewinde nicht dichtet – zum
Austreten von geringen Mengen von Kühlmittel kommen kann. Wenn
nunmehr nur im radial außerhalb
der eine umlaufende Spaltfläche
ausbildenden Kontaktlinie 6 ein Dichtelement vorgesehen
ist, kann es zum unkontrollierten Mischen von Kühlmittel und Motoröl gelangen,
was zu vermeiden ist.
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Um
nun das unkontrollierte Mischen dieser beiden flüssigen Medien Motoröl und Kühlmittel
zu vermeiden, ist der erfindungsgemäße Dichtring 1 vorgesehen,
der bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
ein ringförmig
ausgebildetes Stützelement 9 aufweist
und mit Stützflächen 10 und 11 an
dem Anlaufbund 12 der Verschlußschraube 2 bzw. der Flanschfläche 3 anliegt.
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Bei
der in 1 der Zeichnung dargestellten Ausführungsform
des Dichtringes 1 weist dieser im radial außenliegenden
Bereich des Elements 9 einen im Querschnitt U-förmigen Dichtkörper 13 auf,
der an beiden Schenkeln jeweils ein halbkreisförmig ausgebildetes Dichtelement 14 besitzt,
welches sowohl gegen den Anlaufbund 12 der Verschlußschraube 2 als auch
gegen die Flanschfläche 3 abdichtet.
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Am
Stützelement 9 ist
bei dieser Ausführungsform
im radial innenliegenden Bereich ein zweiter Dichtkörper 15 angeformt
mit zwei Dichtelementen 16, die gegenüber dem Anlaufbund 12 und
der Flanschfläche 3 abdichten.
Bei dieser Ausführungsform
erstreckt sich der Dichtkörper 16 radial
nach innen gerichtet bis in den Bereich 17 des ohne Gewindegänge ausgebildeten
Schraubenschaftes 18, um eine Zentrierung für den Dichtring 1 zu
schaffen.
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2 der
Zeichnung zeigt eine gegenüber der
in 1 dargestellten ersten Ausführungsform des Dichtrings 1 modifizierte
Ausführungsform
eines Dichtrings 19. Wie es ohne weiteres ersichtlich ist, weist
das Stützelement 9 des
Dichtrings 19 nach 2 einen
den Kopf 20 der Verschlußschraube 2 übergreifenden
Bund 21 auf und dient somit der Zentrierung des Dichtringes 19 am
Schraubenkopf 20.
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Darüber hinaus
besitzt der in 2 dargestellte Dichtring 19 einen
am Bund 21 angeformten Dichtkörper 22, der sich
im radial innenliegenden Bereich bis zur Stützfläche 24 erstreckt und
der über
der Flanschfläche 3 ein
Dichtelement 23 besitzt.
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Da
bei der in 2 der Zeichnung dargestellten
Ausführungsform
des Dichtrings 19 eine Zentrierung des Dichtringes 19 mittels
des Bundes 21 am Schraubenkopf 20 erreicht wird,
erstreckt sich der am Stützelement 9 radial
innenliegende Dichtkörper 25 nicht
mehr bis in den Bereich 17 des Schraubenschaftes 18,
besitzt aber ähnlich
wie der in 1 dargestellte Dichtkörper 15 zwei
Dichtelemente 26.
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3 der
Zeichnung zeigt nun einen Dichtring 27 nach einer dritten
Ausführungsform.
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Wie
es ohne weiteres ersichtlich ist, ist bei dieser Ausführungsform
das Stützelement 9 im
Bereich der Stützflächen 10, 11 ringförmig ausgebildet und
besitzt nach radial innen gerichtet und auch nach radial außen gerichtet
jeweils einen Steg 28, so dass das Stützelement 9 im Querschnitt
betrachtet auch als doppel T-förmig
bezeichnet werden kann.
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An
seinem nach radial außen
gerichteten Bereich ist das Stützelement 9 von
einem im Querschnitt U-förmigen
Dichtkörper 29 mit
zwei Dichtelementen 30 umfaßt und an seinem nach radial
innen gerichteten Bereich weist das Stützelement jeweils einen Dichtkörper 31 mit
zugehörigem
Dichtelement 32 auf. Das Stützelement 9 erstreckt
sich bei der in 3 dargestellten Ausführungsform
des Dichtrings 27 bis in den Bereich 17 des Außenschaftes 18 und dient
somit der Zentrierung des Dichtrings 27.
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4 der
Zeichnung zeigt in einer Draufsichtansicht ein Stützelement 9,
wie es bei dem in 1 der Zeichnung dargestellten
Dichtring 1 zum Einsatz kommen kann.
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Wie
es ohne weiteres ersichtlich ist, weist das Stützelement 9 an seinem
Außenumfang
in gleichen Winkeln angeordnete Anbindungsflächen 33 zur Aufnahme
eines Elastomerkörpers
auf, der einen Dichtkörper 13 nach 1 der
Zeichnung ausbildet und an seiner Oberseite und Unterseite jeweils
ein Dichtelement 14 aufweist.
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Wie
es 5 der Zeichnung zeigt, weisen die Anbindungsflächen 33 eine
verglichen mit der Höhe
N des Stützelements 9 geringere
Höhe auf,
so dass sie bei der Herstellung des Dichtrings 1 von einem
Elastomerwerkstoff vollständig
umspritzt werden können
und somit eine gute flächige
Anbindung des Elastomerwerkstoffs zur Ausbildung des Dichtkörpers 13 am
Stützelement 9 erreicht
werden kann.
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Der
nach der Erfindung geschaffene Dichtring 1 zeichnet sich
nun dadurch aus, dass er sich verglichen mit dem eingangs geschilderten
bekannten Dichtring beim Festziehen der Verschlußschraube 2 gegen
die Flanschfläche 3 nicht
verschiebt und eine sichere Anlage des Dichtrings 1 sowohl
am Anlaufbund der Schraube 2 als auch an der Flanschfläche 3 erreicht
wird. Darüber
hinaus ermöglicht
es der erfindungsgemäße Dichtring 2 im
Bereich des Dichtringes vorhandene unterschiedliche flüssige Medien getrennt
zu halten, so dass ein Vermischen eines aus einer Kontaktlinie im
Bereich der Flanschfläche
austretenden Mediums mit dem im Bereich des Schraubenschaftes vorhandenen
anderen flüssigen
Mediums vermieden wird. Zudem dichtet der erfindungsgemäße Dichtring
die beiden unterschiedlichen Medien gegen die jeweilige Umgebung
ab.
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Obwohl
bei den dargestellten Ausführungsformen
als flüssige
Medien einerseits Kühlflüssigkeit und
andererseits Motoröl
genannt wurden, ist es auch möglich,
den erfindungsgemäßen Dichtring zum
Abdichten anderer Medien, wie beispielsweise Luft und Bremsflüssigkeit
oder dergleichen einzusetzen.
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Hinsichtlich
vorstehend im einzelnen nicht näher
erläuterter
Merkmale der Erfindung wird im übrigen
ausdrücklich
auf die Ansprüche
und die Zeichnung verwiesen.