DE102005033387A1

DE102005033387A1 - Dichtsystem

Info

Publication number: DE102005033387A1
Application number: DE102005033387A
Authority: DE
Inventors: Adrian Blessing; Werner Schönherr
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2005-07-16
Filing date: 2005-07-16
Publication date: 2007-01-18
Also published as: US20070013148A1; US7717434B2

Abstract

Ein Dichtsystem weist einen Dichtring (25) auf, der im unverformten Zustand an ein abzudichtendes Bauteil (1) anlegbar ist und im verformten Zustand derart in Eingriff mit dem Bauteil (1) kommt, dass der Dichtring (25) unverlierbar am Bauteil (1) gehalten ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dichtsystem mit einem Dichtring, der an ein zugeordnetes Bauteil anlegbar ist, um an diesem eine Abdichtung zu bilden.

Bei industriellen Fertigungsvorgängen ist es im Hinblick auf die Erzielung eines schnellen und rationellen Arbeitsablaufes Stand der Technik, vorgefertigte Baukomponenten für Zusammenbau- oder Montagearbeiten einzusetzen. So werden beispielsweise bei der Herstellung von Systemen, die strömungsfähige Medien einschließen oder weiterleiten und bei denen Abdichtungen an Bauteilen erforderlich sind, vielfach für endgültige Montagevorgänge Bauteile zur Verfügung gestellt, an denen ein betreffender Dichtring bereits angelegt ist. Zwar begünstigt ein derart vormontiertes Bauteil eine einfache, schnelle und rationelle Durchführung eines anschließenden, endgültigen Montagevorganges, dies muss jedoch mit einer Komplizierung des Arbeitsschrittes des Transfers zwischen vormontiertem Bauteil und Endmontagestation erkauft werden. Hierbei muss das vormontierte Bauteil so gehandhabt werden, dass die Gefahr vermieden ist, dass der Dichtring in der Transferphase vom Bauteil abfällt oder verloren geht.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Dichtsystem zur Verfügung zu stellen, bei dem ein am betreffenden Bauteil angelegter Dichtring unverlierbar an diesem gesichert ist.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch ein Dichtsystem gelöst, das die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.

Danach sieht die Erfindung vor, dass der Dichtring so gestaltet ist, dass er nach seinem Anlegen an das betreffende Bauteil durch Verformen mit diesem unverlierbar in Eingriff kommt. Durch einen einfachen Vormontagevorgang, bei dem auf den Dichtring verformend eingewirkt wird, wird somit erreicht, dass der Dichtring „verliersicher" oder „montagesicher" am Bauteil bis zu einer Gesamtmontage gehalten wird, so dass das Bauteil nach der Vormontage gehandhabt werden kann, ohne dass Maßnahmen erforderlich wären, um den Dichtring in der Übergangsphase am Bauteil zu halten.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen, bei denen der Dichtring zur Bildung einer Axialdichtung vorgesehen ist und entlang einer Anlagefläche am Bauteil eine Längsachse umringt, ist am Dichtring vorzugsweise mindestens eine Materialpartie derart ausgebildet, dass sie im unverformten Zustand in Axialrichtung vorspringt und einen ersten Radialabstand eines Randbereiches des Dichtringes von der Längsachse definiert und dass sie im verformten Zustand abgeflacht und der Anlagefläche angenähert ist und einen zweiten Radialabstand von der Längsachse definiert.

In besonders einfacher und vorteilhafter Weise erfolgt bei derartigen Ausführungsbeispielen die Verformung durch einfaches Flachdrücken des Dichtringes, beispielsweise mittels eines Stempels, der den Dichtring an der Anlagefläche flach drückt.

Als im unverformten Zustand in Axialrichtung vorstehende Materialpartie kann mindestens eine sich entlang des Randes des Dichtringes erstreckende Sicke vorgesehen sein, die beim Überführen des Dichtringes in den ver formten Zustand flach drückbar ist, um den Radialabstand des Außenumfanges oder des inneren Randes des Dichtringes von der Längsachse zu verändern.

Alternativ kann als im unverformten Zustand aus der Hauptebene des Dichtringes vorspringende Materialpartie mindestens eine an einem Rand des Dichtringes befindliche, im unverformten Zustand aus der Dichtungs-Hauptebene schräg hochgestellte Haltenase vorgesehen sein, wobei vorzugsweise mehrere schräg hoch gestellte, längs des äußeren Umfangsrandes des Dichtringes verteilte Haltenasen vorgesehen sind.

Alternativ können solche Haltenasen um den Innenrand des Dichtringes verteilt angeordnet sein.

Als Halteeinrichtung am Bauteil, mit der der betreffende Dichtring durch Verformen in Eingriff kommt, kann das Bauteil einen die Anlagefläche für den Dichtring bildenden Flansch aufweisen, an dessen Umfangsrand eine aus der Anlagefläche axial vorstehende Einfassung vorgesehen ist, die einen radial nach innen geöffneten Hinterschnitt aufweist, in den der Dichtring mit der Materialpartie eingreift, die beim Verformen ihren Radialabstand von der Längsachse vergrößert.

Bei Dichtringen, bei denen beim Verformen am inneren Rand des Dichtringes eine Verringerung des Radialabstandes von der Längsachse eintritt, kann die Anlagefläche am Bauteil eine axial vorstehende, innere Einfassung für den Dichtring bilden, die einen radial nach außen geöffneten Hinterschnitt aufweist, in den der Dichtring mit der Materialpartie eingreift, die beim Verformen ihren Radialabstand von der Längsachse verkleinert.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.
Es zeigen:
1 einen abgebrochen gezeichneten Axialschnitt eines abzudichtenden Bauteiles mit einem eine Anlagefläche für einen Dichtring aufweisenden Flansch, wobei der Dichtring vor dem Anlegen an die Anlagefläche in unverformten Zustand sowie eine Verformungsvorrichtung in Form eines bewegbaren Stempels, vor dem Heranbewegen an den Dichtring, gezeigt sind;
2 einen der 1 entsprechenden Schnitt mit an der Anlagefläche befindlichem, verformtem Dichtring;
3 eine perspektivische Ansicht eines Dichtringes für ein gegenüber 1 und 2 abgewandeltes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtsystemes;
4 eine perspektivische Schrägansicht des den Dichtring von 3 verwendenden Ausführungsbeispieles des Dichtsystemes, wobei der Dichtring am Bauteil im verformten Zustand unverlierbar gesichert dargestellt ist;
5 eine perspektivische Schrägansicht eines Dichtrings für ein weiter abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Dichtsystemes;
6 eine Draufsicht des Dichtringes von 5, wobei jedoch der verformte Zustand des Dichtringes gezeigt ist;
7 ein abgebrochen gezeichneter Axialschnitt des den Dichtring von 5 und 6 verwendenden Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtsystemes, wobei der Dichtring in verformten Zustand, unverlierbar gesichert gezeigt ist, und
8 einen Axialschnitt des Dichtringes von 5 und 6 in unverformtem Zustand, vor dem Anlegen an das Bauteil und vor dem Verformen mittels eines im abgebrochenen Axialschnitt gezeigten Hohlstempels.
1 zeigt den Endabschnitt einer Rohrleitung 1 mit einem Flansch 3, an dem die Leitung 1 unter Bildung einer Abdichtung mit einer weiterführenden Systemkomponente (nicht dargestellt) zu verbinden ist. Bei der Rohrleitung 1 kann es sich beispielsweise um eine Abgasleitung in Verbindung mit einem Turboladersystem eines Verbrennungsmotors handeln. Die Abdichtung eines derartigen Bauteiles erfolgt in Anbetracht der hohen Temperatur des strömenden Mediums (Abgases) vorzugsweise mittels eines Dichtringes aus metallischem Werkstoff. 1 zeigt einen Dichtring 5 aus einem für derartige Abdichtzwecke geeigneten, üblichen metallischen Dichtungswerkstoff. Der Dichtring 5 ist vor seinem Anlegen an die zugehörige Dichtungs-Anlagefläche 7 dargestellt, die, wie der Dichtring, eine zentrale Längsachse 9 umringt.
1 zeigt den Dichtring 5 in unverformten Zustand, wobei zu erkennen ist, dass der Dichtring 5 entlang seines äußeren Umfangsrandes eine Materialpartie in Form einer größeren Sicke 11 aufweist, die eine radial weiter innenliegende, kleinere Sicke 13 umgibt.
2 zeigt den Dichtring 5 in „eingebautem" Zustand, wobei der Dichtring 5 durch Flachdrücken der Sicke 11 verformt ist. Das Verformen erfolgt mittels eines in 1 gezeigten Stempels 15, der in Richtung eines Bewegungspfeiles 17 bewegt wird, so dass er mit seiner Pressfläche 19 den Dichtring 5 an die Anlagefläche 7 anlegt und dabei die Sicke 11 flachdrückt. Während im unverformten Zustand der äußere Umfangsrand des Dichtringes 5 einen Radialabstand von der Längsachse 9 aufweist, der das Anlegen an die Anlagefläche 7 ermöglicht, deren Zugangsöffnung am Flansch 3 durch eine aus der Anlagefläche 7 axial vorstehende, äußere Einfassung 21 begrenzt ist, hat sich der Außendurchmesser des Dichtringes 5 durch Flachdrücken der Sicke 11 (siehe 2) so weit vergrößert, dass ein Ausheben des Dichtringes 5 aus dem Flansch 3 durch die Einfassung 21 verhindert ist. Diese Einfassung 21 weist einen sich an die Anlagefläche 7 anschließenden Hinterschnitt 23 auf, in den der Umfangsrand des verformten Dichtringes 5 eingreift, so dass dieser mittels der eine Halteeinrichtung bildenden Einfassung 21 unverlierbar am Flansch 3 der Leitung 1 gesichert ist.
3 und 4 zeigen ein abgewandeltes Beispiel mit einem metallischen Dichtring 25, bei dem anstelle einer als verformbare Materialpartie vorgesehenen Sicke vier am Außenumfangsrand des Dichtringes 25 verteilte, axial schräg aus der Dichtungs-Hauptebene ausgestellte Haltenasen 27 angeformt sind, die eine abgerundete Form aufweisen. 3 zeigt den Dichtring 25 in unverformtem Zustand vor dem Heranführen (in Richtung des Pfeiles 29) an den Flansch 3 der abzudichtenden Rohrleitung 1. Anstelle der beim Beispiel von 1 und 2 gezeigten äußeren Einfassung 21 des Flansches 3 mit in die Einfassung 21 eingestochenem Hinterschnitt 23 ist am Flansch 3 des Beispieles von 4 der Umfangsrand des Flansches 3 mit einer leichten Umbördelung 31 nach innen versehen, die über der Dichtungs-Anlagefläche 7 einen Hinterschnitt bildet. Während der Dichtring 25 in unverformten Zustand durch den Innenrand der Umbördelung 31 hindurch an die Anlagefläche 7 anlegbar ist, greifen die Haltenasen 27 in die Hinterschneidung unter der Umbördelung 31 ein, sobald der Dichtring 25 durch Flachdrücken verformt ist, wodurch die Haltenasen 27 sich beim Anpressen an die Anlagefläche 7 nach außen spreizen (4).
5 und 6 zeigen einen ebenfalls aus metallischem Werkstoff gefertigten Dichtring 35 für ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, wobei 5 den Dichtring 35 im unverformten Zustand und 6 den verformten Zustand des Dichtringes 35 zeigen. Im Unterschied zum Beispiel von 3 und 4 befinden sich Haltenasen 37, die aus der Dichtringebene schräg ausgestellt sind, in verteilter Anordnung am Innenrand des Dichtringes 35. 7 und 8 verdeutlichen das Anwendungsprinzip des Dichtringes 35. Wie 7 zeigt, weist die Dichtungs-Anlagefläche 7 am Flansch 3 des abzudichtenden Bauteiles am inneren Rand der Anlagefläche 7 eine Einfassung 39 auf, in der ein sich an den Innenrand der Anlagefläche 7 anschließender Hinterschnitt 41 ausgebildet ist. 8 zeigt den unverformten Dichtring 35 vor dem Heranbewegen an die Anlagefläche 7 (7) in Richtung des Bewegungspfeiles 43 und vor dem Heranbewegen eines verformenden Rohrstempels 45 in Richtung eines Bewegungspfeiles 47. Im unverformten Zustand haben die Endränder 49 der Haltenasen 37 von der Längsachse einen solchen Radialabstand, dass das Aufschieben des Dichtringes 35 über die Einfassung 39 möglich ist. Sind jedoch die Haltenasen 37 mittels des Stempels 45 an der Anlagefläche 7 flach gelegt, erstrecken sich die Endränder 49 der Haltenasen 37 in den Hinterschnitt 41 der Einfassung 39, so dass der Dichtring 35 wiederum unverlierbar gesichert ist. Wie am deutlichsten aus 6 zu ersehen ist, sind die Endränder 49 der Haltenasen 37 nicht abgerundet, wie dies bei den Endrändern der Haltenasen 27 des Beispieles von 3 und 4 der Fall ist, sondern verlaufen entlang eines Kreisbogenabschnittes, bezogen auf die Längsachse.

Claims

Dichtsystem mit einem Dichtring (5; 25; 35), der im unverformten Zustand an ein abzudichtendes Bauteil (1) anlegbar ist und im verformten Zustand derart in Eingriff mit dem Bauteil (1) kommt, dass der Dichtring (5; 25; 35) unverlierbar am Bauteil (1) gehalten ist.
Dichtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (5; 25; 35) zur Bildung einer Axialdichtung vorgesehen ist und entlang einer Anlagefläche (7) am Bauteil (1) eine Längsachse (9) umringt und dass am Dichtring (5; 25; 35) mindestens eine Materialpartie (11; 27; 37) derart ausgebildet ist, dass sie im unverformten Zustand in Axialrichtung vorspringt und einen ersten Radialabstand eines Randbereiches des Dichtringes (5; 25; 35) von der Längsachse (9) definiert und dass sie im verformten Zustand abgeflacht und der Anlagefläche (7) angenähert ist und einen zweiten Radialabstand von der Längsachse (9) definiert.
Dichtsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als im unverformten Zustand in Axialrichtung vorstehende Materialpartie mindestens eine sich entlang eines Randes des Dichtringes (5) erstreckende Sicke (11) vorgesehen ist, die beim Überführen des Dichtringes (5) in den verformten Zustand flach drückbar ist, um den Radialabstand des Außenumfanges oder des inneren Randes des Dichtringes (5) von der Längsachse (9) zu verändern.
Dichtsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als im unverformten Zustand aus der Hauptebene des Dichtringes (25; 35) vorspringende Materialpartie mindestens eine an einem Rand des Dichtringes (25; 35) befindliche, im unverformten Zustand aus der Dichtungs-Hauptebene schräg hochgestellte Haltenase (27; 37) vorgesehen ist.
Dichtsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere schräg hochgestellte, längs des äußeren Umfangsrandes des Dichtringes (25) verteilte Haltenasen (27) vorgesehen sind.
Dichtsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere schräg hochgestellte, um den Innenrand des Dichtringes (35) verteilte Haltenasen (37) vorgesehen sind.
Dichtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) einen die Anlagefläche (7) für den Dichtring (5; 25) bildenden Flansch (3) aufweist, an dessen Umfangsrand eine aus der Anlagefläche (7) axial vorstehende Einfassung (21; 31) vorgesehen ist, die einen radial nach innen geöffneten Hinterschnitt (23) aufweist, in den der Dichtring (5; 25) mit der Materialpartie eingreift, die beim Verformen ihren Radialabstand von der Längsachse (9) vergrößert.
Dichtsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) am radial innen liegenden Ende der für den Dichtring (35) vorgesehenen Anlagefläche (7) eine axial vorstehende, innere Einfassung (39) für den Dichtring (35) bildet, die einen radial nach außen geöffneten Hinterschnitt (41) aufweist, in den der Dichtring (35) mit der Materialpartie (37) eingreift, die beim Verformen ihren Radialabstand von der Längsachse (9) verkleinert.