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Die
vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Dichtungsteile
und/oder Dichtungen, die dazu bestimmt sind, zwischen zwei Körper oder Teile
einer mechanischen Einheit, die zueinander unbeweglich sind, eingesetzt
zu werden.
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Auf
dem oben erwähnten
Gebiet ist bekannt, Flach- oder Ringdichtungen einzusetzen, die
dazu bestimmt sind, zwischen die beiden Körper eingesetzt zu werden,
um eine Dichtigkeit zwischen dem äußeren Medium und dem Inneren
der Körper
sowie eventuell zwischen getrennten Kammern, die im Inneren der
Körper
vorgesehen sind, zu gewährleisten.
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Solche
Flach- oder Ringdichtungen ermöglichen
es, effektiv eine Dichtigkeit zu gewährleisten, weisen allerdings
den Nachteil auf, daß sie
für die Garantie
einer guten Dichtigkeit eine Planheit der beiden gegenüber liegenden
Flächen
der beiden zusammengebauten Körper
erfordern.
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Überdies
können
solche Flachdichtungen keine weitere Funktion als ihre Hauptfunktion
der Abdichtung bieten.
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So
ergibt sich die Notwendigkeit, über
einen neuen Typ von Dichtungsteilen zu verfügen, die in der Lage sind,
eine Abdichtung zwischen zwei mechanischen, zueinander unbeweglichen
Teilen zu gewährleisten,
wobei sie Dimensions- und Oberflächenfehler
im Bereich der Schnittstelle zwischen den beiden mechanischen Teilen
akzeptieren. Die Erfindung soll auch eine Einheit mit komplexer
Funktion vorschlagen, die geringere Betriebs- und Einsatzkosten
als die Gesamtheit der Vorkehrungen und Teile, die nach dem Stand
der Technik eingesetzt werden, um dieselben Funktion zu gewährleisten,
aufweist.
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Um
dieses Ziel zu erreichen, betrifft die Erfindung ein Dichtungsteil,
das dazu bestimmt ist, zwischen zwei Körper einer mechanischen Einheit,
die unter normalen Verwendungsbedingungen der mechanischen Einheit
zueinander unbeweglich sind, eingesetzt zu werden, wobei das Dichtungsteil
dadurch gekennzeichnet ist, daß es
mindestens einen starren Beschlag und mindestens eine Dichtungseinlage
aus auf dem Beschlag aufgeformtem Kunststoff aufweist, um mindestens
zwei statische Dichtungsflächen
zu bilden, die dazu bestimmt sind, jeweils mit einer komplementären Fläche eines
der beiden Körper
der mechanischen Einheit zusammenzuwirken.
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Der
Einsatz eines starren Beschlags, auf dem eine Dichtungseinlage aus
Kunststoff, wie beispielsweise einem natürlichen oder synthetischen Polymer,
aufgeformt ist, ermöglicht
es somit, ein Dichtungsteil zu erhalten, das eine gewisse Starrheit aufweist
und gleichzeitig Dichtungseigenschaften besitzt, die von dem aufgeformten
Kunststoff stammen. Die aufgeformte Dichtungseinlage kann nämlich relativ
große
Oberflächenfehler
akzeptieren. Ferner ermöglicht
es der Einsatz eines starren Beschlags dem Dichtungsteil, beispielsweise
aber nicht notwendigerweise eine Funktion des relativen Zentrierens
der beiden Körper
vor einem Zusammenbau der Vorrichtung zu gewährleisten. Diese Doppelfunktion
des Dichtungsteils macht es somit nicht notwendig, auf weitere mechanische
Teile zurückzugreifen
und/oder eine Bearbeitung und einen Zusammenbau vorzunehmen, Vorgänge, die
relativ große
Durchführungs- und/oder
Einsatzkosten haben.
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Es
ist anzumerken, daß im
Sinne der Erfindung der Beschlag des Dichtungsteils als starr verglichen
mit der Weichheit oder der Härte
der Dichtungseinlage bezeichnet wird, weshalb anzunehmen ist, daß, wenn
eine Spannung, die normalen Verwendungsbedingungen entspricht, an
den erfindungsgemäßen Dichtungsteil
angelegt wird, sich zuerst die Dichtungseinlage verformt, während der
starre Beschlag im Wesentlichen seine Form und seine ursprünglichen
Abmessungen beibehält.
Natürlich
ist es auch möglich,
das erfindungsgemäße Dichtungsteil
zu verwenden, wenn eine Spannung auf dieses Dichtungsteil ausgeübt wird,
die auch eine Biegung oder Verformung des starren Beschlags nach
sich ziehen kann.
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Der
starre Beschlag kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein,
wie beispielsweise aus gegossenem oder bearbeitetem Metall oder auch
aus Kunststoff, wie beispielsweise aber nicht ausschließlich PPS,
Polyamiden oder halbaromatischen Kunststoffen.
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Die
Dichtungseinlage kann ihrerseits aus jedem geeigneten Kunststoff
hergestellt sein, der nach seinen Verformungsfähigkeiten und seiner Festigkeit gegen
die mechanischen, thermischen und chemischen Verwendungsbedingungen
des Dichtungsteils ausgewählt
wird. Die Dichtungseinlage kann somit aus Kunststoff, wie beispielsweise
HNBR oder EPDM, oder auch aus natürlichem oder synthetischem
Polymer, das mit den Fluiden, Flüssigkeiten oder
Gasen vereinbar ist, gegen die die Abdichtung sicher gestellt sein
soll, hergestellt sein.
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Nach
einem Merkmal der Erfindung umfaßt das Dichtungsteil mindestens
drei statische Dichtungsflächen,
von denen zwei dazu bestimmt sind, mit einem der beiden Körper zusammenzuwirken, und
einer dazu bestimmt ist, mit dem anderen Körper zusammenzuwirken.
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Auf
bevorzugte aber nicht unbedingt notwendige Weise sind die beiden
ersten statischen Dichtungsflächen
zueinander parallel, während
die dritte statische Dichtungsfläche
senkrecht zu den beiden ersten statischen Dichtungsflächen steht.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung erstrecken sich die statischen
Dichtungsflächen
an der Peripherie des starren Beschlags.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt mindestens eine der statischen
Dichtungsflächen
mindestens ein/en elastisch verformbares/n Wulst oder Polster, zur
Abstützung
und Spielnachstellung, um insbesondere die Unbeweglichkeit des erfindungsgemäßen Dichtungsteils
in Bezug auf die mechanischen Teile, zwischen denen es eingesetzt ist,
zu gewährleisten.
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Erfindungsgemäß können die
Dichtungsflächen
von mehreren getrennten, auf der starren Armatur aufgeformten Schichten
gebildet sein. Allerdings sind bei einer bevorzugten aber nicht
unbedingt notwendigen Ausführungsart
der Erfindung die statischen Dichtungsflächen von derselben auf dem
starren Beschlag aufgeformten Schicht gebildet, um vorzugsweise
aber nicht ausschließlich
diesen letztgenannten zumindest zum Teil zu umhüllen.
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Erfindungsgemäß können die
Dichtungsflächen
flach sein oder hingegen mindestens einen Wulst oder eine statische
Umfangsdichtlippe aufweisen.
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Erfindungsgemäß kann der
starre Beschlag voll oder gelocht sein.
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So
weist der starre Beschlag nach einem Merkmal der Erfindung mindestens
eine durchgehende Bohrung zur Verbindung zweier Kammern oder Kanäle auf,
die jeweils in einem Körper
der mechanischen Einheit vorgesehen sind.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsart
der Erfindung umfaßt
das Dichtungsteil in Verbindung mit mindestens einem der Enden der
Verbindungsbohrung mindestens ein aufgeformtes Dichtungselement,
das mindestens eine statische Dichtungsfläche definiert, die dazu bestimmt
ist, mit einer komplementären
Fläche
eines der beiden Körper
der mechanischen Einheit zusammenzuwirken. Auf bevorzugte aber nicht
unbedingt notwendige Weise besitzt das Dichtungsteil auch ein solches
aufgeformtes Element in Verbindung mit jedem der beiden Enden der
Verbindungsbohrung, das beispielsweise auf zwei gegenüber liegenden
Flächen
des starren Beschlags mündet.
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Unter
gewissen Verwendungsbedingungen kann es sich als notwendig herausstellen,
die Fluidzirkulation im Bereich der Verbindungsbohrung zu regulieren.
Zu diesem Zweck umfaßt
das Dichtungsteil in Verbindung mit einem der Enden dieser Verbindungsbohrung
mindestens eine aufgeformte elastische Membran, die das Ende verschließt und mindestens
einen diametralen Schlitz für
den Fluiddurchgang aufweist. Ein solcher Schlitz hat nun eine Klappen-
oder Filterfunktion, die beispielsweise die Luftzirkulation ermöglicht und
beispielsweise den Durchgang von Wassertropfen, die auf seine Oberfläche gelangen
könnten,
verhindert.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt das Dichtungsteil auch mindestens
eine Durchgangsbohrung, die in dem starren Beschlag für den Durchgang
eines mechanischen Elements, das Bestandteil der mechanischen Einheit
und in Bezug auf die beiden Körper
beweglich ist, vorgesehen ist. Vorzugsweise besitzt der mechanische
Teil nun eine Dichtungseinlage, die auf dem starren Beschlag in Verbindung
mit der Durchgangsbohrung aufgeformt ist, um mindestens eine dynamische
Dichtlippe zu bilden, die dazu bestimmt ist, mit dem beweglichen
Element zusammenzuwirken.
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Es
ist anzumerken, daß,
auch wenn diese dynamische Dichtungseinlage auf den starren Beschlag
unabhängig
von den anderen Dichtungselementen oder -schichten, die auf diesem
letztgenannten vorhanden sind, aufgeformt werden kann, die dynamischen
und/oder statischen Dichtungseinlagen derart aufgeformt werden,
daß sie
eine einstückige Einheit
bilden, die auf bevorzugte aber nicht unbedingt notwendige Weise
den starren Beschlag zumindest zum Teil umhüllt.
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Es
ist anzumerken, daß der
starre Beschlag nun innere Kanäle
aufweisen kann, die die verschiedenen Einsetzflächen der Dichtungselemente
oder -schichten miteinander verbinden, um deren Aufformen zu erleichtern
und später
eine perfekte Feststellung der Dichtungselemente oder -schichten
auf dem starren Beschlag zu gewährleisten.
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Verschiedene
weitere Merkmale gehen aus der unten stehenden Beschreibung hervor,
die sich auf die Zeichnungen bezieht, die verschiedene nicht einschränkende Ausführungsformen
von erfindungsgemäßen Dichtungsteilen
darstellen.
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1 ist
ein Längsschnitt
eines erfindungsgemäßen Dichtungsteils.
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2 ist
ein Längsschnitt
einer mechanischen Einheit, die das Dichtungsteil, wie in 1 dargestellt,
umfaßt.
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3 ist
eine teilweise abgerissene Perspektive einer weiteren mechanischen
Einheit, die eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Dichtungsteils
einsetzt.
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4 ist
eine Perspektive von unten gesehen, die das Dichtungsteil darstellt,
wie es von der in 3 dargestellten mechanischen
Einheit eingesetzt wird.
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5 ist
ein Längsschnitt
entlang der Ebene V-V aus 3.
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6 ist
ein Längsschnitt
analog zu 5, der das Dichtungsteil alleine
zeigt.
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7 ist
ein Längsschnitt
analog zu 6, der eine Variante des Dichtungsteils,
wie in 6 dargestellt, zeigt.
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Ein
erfindungsgemäßes Dichtungsteil,
wie in 1 dargestellt und in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet,
ist dazu bestimmt, wie insbesondere 2 zeigt,
zwischen zwei Körper 2 und 3 einer
mechanischen Einheit 4 eingesetzt zu werden. Unter normalen
Verwendungsbedingungen der mechanischen Einheit 4 sind
die beiden Körper 2 und 3 zueinander
unbeweglich, und das erfindungsgemäße Teil 1 ist nun
derart ausgeführt,
daß es
eine Abdichtung im Bereich der Schnittstelle zwischen den beiden
Körpern 2 und 3 sicher
stellt.
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Nach
einem wesentlichen Merkmal der Erfindung umfaßt das Dichtungsteil 1 einen
starren Beschlag 10, auf dem mindestens eine Schicht aus Kunststoff 11 aufgeformt
ist, die nun mindestens zwei statische Dichtungsflächen 12, 13 definiert,
die dazu bestimmt sind, jeweils mit einer komplementären Fläche eines
der beiden Körper 2 und 3 der
mechanischen Einheit zusammenzuwirken.
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Bei
dem dargestellten Beispiel sind die beiden statischen Dichtungsflächen 12 und 13 im
Wesentlichen an der Peripherie des starren Beschlags 10 angeordnet
und zueinander im Wesentlichen senkrecht.
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So
hat die erste statische Dichtungsfläche 12 eine im Wesentlichen
zylindrische Form und ist dazu bestimmt, mit der Wand einer Bohrung 14 zusammenzuwirken,
die in dem ersten Körper 2 vorgesehen ist.
Die zweite statische Dichtungsfläche 13 ihrerseits hat
eine im Wesentlichen ringförmige
Form und ist dazu bestimmt, mit einer flachen Fläche 15 des zweiten
Körpers 3 zusammenzuwirken.
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Es
ist anzumerken, daß die
Flächen 12 und 13 jeweils
zwei statische Dichtlippen oder -wülste 16 aufweisen.
Natürlich
könnten
erfindungsgemäß die statischen
Dichtungsflächen 12 und 13 nur
einen einzigen statischen Dichtungswulst oder auch eine ebene Fläche aufweisen.
Ebenso ist anzumerken, daß gemäß dem dargestellten
Beispiel die Teile der statischen Dichtungseinlage, die die statischen
Dichtungsflächen 12 und 13 definieren,
im äußeren Bereich
des starren Beschlags durch eine Membran 17 aus Kunststoff
verbunden sind, aber auch im Inneren des starren Beschlags 10 im
Bereich der in diesem letztgenannten vorgesehenen Kanäle 18.
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Das
Dichtungsteil 1 gemäß dem dargestellten
Beispiel ist zusätzlich
zu seiner Funktion der statischen Abdichtung zwischen den beiden
Körpern 2 und 3 dazu
bestimmt, eine dynamische Abdichtung um ein bewegliches Element 20 in
Bezug auf die beiden Körper 2 und 3 der
mechanischen Einheit 4, die sich im Inneren dieser letztgenannten
befinden, zu gewährleisten.
So weist der starre Beschlag 10 eine durchgehende Bohrung 21 für den Durchgang
des mechanischen Elements 20 auf. Das Dichtungsteil 1 ist
nun dazu bestimmt, eine dynamische Abdichtung im Bereich des beweglichen
Elements 20 zu gewährleisten,
um jede der beiden Kammern, die in den Körpern 2 bzw. 3 für das Verschieben
des beweglichen Elements 20 vorgesehen sind, zu isolieren.
Zu diesem Zweck weist der Dichtungsteil 1 eine Dichtungseinlage 25 auf,
die auf dem starren Beschlag 10 in Verbindung mit der Durchgangsbohrung 21 und
nach dem dargestellten Beispiel im Bereich eines ihrer Enden aufgeformt
ist, um mindestens eine dynamische Dichtlippe 26 zu definieren,
die dazu bestimmt ist, mit dem beweglichen Element 20 zusammenzuwirken.
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Es
ist anzumerken, daß bei
dem dargestellten Beispiel die dynamische Dichtungseinlage 25 eine
einstückige
Einheit mit der statischen Dichtungseinlage 16 bildet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
deckt die von den Dichtungseinlagen 11 und 25 gebildete
Einheit zumindest teilweise den starren Beschlag 10 ab,
wobei es sich versteht, daß die
Dichtungseinlagen 11 und 25 diesen letztgenannten
zur Gänze
abdecken könnten.
Ferner besitzen bei diesem Beispiel die Dichtungswülste 16,
die auf der Fläche 13 vorhanden
sind, zusätzlich
zu ihrer Abdichtungsfunktion eine Abstützfunktion für eine Nachstellung
des zwischen den mechanischen Teilen 2 und 3 bestehenden
Spiels.
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Die 3 bis 6 zeigen
eine weitere Ausführungsart
eines erfindungsgemäßen Dichtungsteils 1.
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Bei
dieser weiteren Ausführungsart
weist die statische Dichtungseinlage 11 zusätzlich zu
den beiden zueinander senkrechten statischen Dichtungsflächen 12 und 13 eine
dritte statische Dichtungsfläche 30 auf,
die im Wesentlichen zur statischen Dichtungsfläche 13 parallel und
zur statischen Umfangsdichtungsfläche 12 senkrecht ist.
Es ist anzumerken, daß sich
die drei statischen Dichtungsflächen 12, 13 und 30 nun
im Wesentlichen an der Peripherie des starren Beschlags 10 erstrecken.
Bei dem dargestellten Beispiel weisen die statischen Dichtungsflächen 30 und 12 jeweils
zwei Dichtungswülste 16 auf,
während
die statische Dichtungsfläche 13 einen
einzigen Dichtungswulst 16 aufweist.
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Überdies
weist bei dem in den 3 bis 5 dargestellten
Beispiel das Dichtungsteil 15 zusätzlich zu seiner Bohrung 21 für den Durchgang
eines beweglichen Elements 20 in Verbindung mit seiner
Dichtungseinlage 25 zwei Verbindungsbohrungen 35 und 36 zwischen
zwei Kammern oder Kanälen 37, 38 bzw. 39, 40 auf,
die in den beiden Körpern 2 und 3 vorgesehen
sind.
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Das
Dichtungsteil umfaßt
nun in Verbindung mit mindestens einem und nach dem dargestellten Beispiel
genau einem der Enden jeder durchgehenden Bohrung 36 und 35 ein
aufgeformtes Dichtungselement 41 bzw. 42, das
mindestens eine statische Dichtungsfläche 43, 44 definiert,
die dazu bestimmt ist, mit einer komplementären Fläche eines der Körper zusammenzuwirken.
Jede statische Dichtungsfläche 43, 44 weist
einen ringförmigen
Wulst 45 auf, der um das Ende der entsprechenden Bohrung
vorgesehen ist, wie dies insbesondere die 3 und 4 zeigen.
Natürlich
könnte
das Dichtungsteil 1 nach der Ausführung der Körper 2 und 3 eine
solche von einem Wulst definierte Dichtungsfläche in Verbindung mit jedem
der beiden Enden der Verbindungsbohrungen 36 und 37 aufweisen.
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So
weist gemäß einem
weiteren Merkmal dieser Ausführungsform
der Dichtungsteil 1 auch in Verbindung mit einem der Enden
der Verbindungsbohrung 35 eine Verschlußmembran 50 auf, die durch
einen diametralen Schlitz 51 durchbrochen ist, der dazu
bestimmt ist, eine Klappenfunktion zu gewährleisten, die dazu bestimmt
ist, die Gasdurchgang zu gestatten, aber den Durchgang von Flüssigkeiten,
wie beispielsweise Kondenswasser, zu verhindern.
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Schließlich ist
anzumerken, daß für die Gewährleistung
eines guten Halts der verschiedenen auf den starren Beschlag 10 aufgeformten
Dichtungselemente das Innere der Verbindungsbohrungen 35 und 36 auch
mit demselben Kunststoff wie jenem überzogen ist, aus dem die verschiedenen
Dichtungselemente bestehen. Ferner sind die verschiedenen auf das
Material 10 aufgeformten Dichtungselemente oder -einlagen
miteinander durch Kunststoffbahnen verbunden, so daß sie alle
eine einstückige Einheit
bilden, die zumindest zum Teil den starren Beschlag 10 umhüllt.
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Bei
dem in den 3 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Verbindungsbohrung 35 in Verbindung mit einem Rauchabzug
hergestellt. Allerdings im Sinne der Erfindung ist diese Ausführungsart
der Bohrung 35 nicht unbedingt erforderlich. So zeigt 7 eine
Ausführungsvariante
des Dichtungsteils 1, nach dem die Bohrung 35 nicht
in Verbindung mit einem Rauchabzug hergestellt ist und eine mit
der Tiefe der Verbindungsbohrung 35 identische Tiefe aufweist.
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Überdies
unterscheidet sich die in 7 dargestellte
Variante von der in Verbindung mit den 3 bis 6 beschriebenen
dadurch, daß die
Fläche 30 keine
Dichtungswülste
aufweist. Bei der in 7 dargestellten Ausführungsvariante
der Erfindung ist die Fläche 30 nämlich mit
einem Umfangskissen 52 versehen, das elastisch verformbar
und dazu bestimmt ist, an dem mechanischen Teil 2 zur Auflage
zu kommen, um das Spiel, das zwischen den beiden mechanischen Teilen 2, 3 und/oder
zwischen dem Dichtungsteil und den mechanischen Teilen 2, 3 besteht,
nachzustellen. Natürlich
könnte
erfindungsgemäß diese
Funktion der Spielnachstellung auch durch mehrere unabhängige Kissen,
die auf der Fläche 30 und/oder
auf der Fläche 13 verteilt
sind, sicher gestellt werden.
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Bei
der Variante gemäß 7 umfaßt das Dichtungsteil 1 ferner
eine statische Umfangsdichtlippe 53. So sind die Funktionen
der Abdichtung und der Spielnachstellung getrennt.
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Bei
den dargestellten und beschriebenen Beispielen weisen die erfindungsgemäßen Dichtungsteile 1 alle
eine Durchgangsbohrung für
ein bewegliches Element auf. Allerdings ist das Vorhandensein einer
solchen Bohrung nicht unbedingt für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Dichtungsteils
erforderlich.
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So
könnte
ein solches Dichtungsteil beispielsweise nur eine einzige Verbindungsbohrung zwischen
zwei in den Körpern 2 und 3 vorgesehenen Kammern
aufweisen, wobei die Bohrung mit einem statischen Dichtungselement
verbunden sein kann oder nicht.
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Natürlich können verschiedene
weitere Änderungen
an der Erfindung vorgenommen werden, ohne über ihren Rahmen hinauszugehen.