DE102006027726A1

DE102006027726A1 - Dichtungselement

Info

Publication number: DE102006027726A1
Application number: DE200610027726
Authority: DE
Inventors: Swen-Juri Bauer; Ralf Kiemlen; Benoit Monzie
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2007-12-20

Abstract

Ein Dichtungselement mit wenigstens einem zwischen zwei gegeneinander zu dichtenden Bauteilen einzusetzenden, elastischen Dichtring (2) soll rationell bei der Montage handhabbar und dabei gleichzeitig sicher montierbar sein. Zu diesem Zweck weist ein solches Dichtungselement folgende Merkmale auf: - Der wenigstens eine Dichtring (2) ist in einen Träger (1) eingeformt, - der Träger (1) ist bleibender Bestandteil des Dichtungselementes, - der Träger (1) besteht aus einem von dem Material des wenigstens einen Dichtringes (2) abweichenden, starren Träger-Material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtungselement mit wenigstens einem, zwischen zwei gegeneinander zu dichtenden Bauteilen einzusetzenden, elastischen Dichtring.
Dichtringe, die zur Dichtung zweier Bauteile gegeneinander eingesetzt werden, und aus elastischem Material bestehen, erfordern beim Montieren Sorgfalt und Aufwand, um funktionssicher angebracht zu werden. Dies gilt insbesondere für ein Dichtungselement, das mehrere, materialmäßig aneinanderhängende Dichtringe umfasst.
Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein solches Dichtungselement und zwar insbesondere, wenn es mehrere, materialmäßig miteinander verbundene Dichtringe aus elastischem Material umfasst, rationell handhabbar und sicher montierbar zu gestalten.
Gelöst wird dieses Problem durch ein gattungsgemäßes Dichtungselement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die elastischen Dichtringe, das heißt das elastische Material eines oder insbesondere mehrerer miteinander verbundener Dichtringe an einem relativ starren, einfach zu handhabenden Träger vorzusehen und zwar derart, dass das Dichtungselement in bleibendem Verbund mit dem Träger montiert werden kann.
Handelt es sich um axial dichtende Dichtringe gemäß Anspruch 2, so lässt sich durch ein vorgewähltes Verhältnis zwischen der Dicke des Trägermaterials, das einen jeweiligen Dichtring umgibt und der Gesamthöhe eines Dichtringes das axiale Verpressungsmaß des jeweils axial dichtenden Dichtringes bestimmen. Voraussetzung ist hier lediglich, dass das Trägermaterial sich bei dem Druck, unter dem die gegeneinander zu dichtenden Bauteile gegen dieses Material verspannt werden, nicht nachgibt, das heißt insoweit starr verbleibt. Besitzt ein Träger mehrere Dichtringe an unterschiedlichen Stellen, die materialmäßig miteinander verbunden sind oder nicht, so kann der axiale Verpressungsgrad der einzelnen Dichtringe durch unterschiedliche, axiale Überstandshöhen über den Träger unterschiedlich gestaltet werden. Damit eine sichere Dichtung zwischen aneinanderliegenden Bauteilen erreicht werden kann, muss das Material der Dichtringe das Trägermaterial selbstverständlich durchdringen, damit es jeweils, an beiden Bauteilen anliegend, über die gesamte axiale Höhe verpresst werden kann. Dies ist besonders vorteil haft. Grundsätzlich möglich ist es selbstverständlich, dass zur Bildung eines Dichtringes das Dichtungsmaterial jeweils getrennt voneinander auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers angebracht ist.
Für eine gute Handhabbarkeit des erfindungsgemäßen Dichtungselementes kann dieses mit Mitteln zur Bildung eines Schnapp- bzw. Rastverschlusselementes versehen werden. Die Ausformung eines solchen Rast- bzw. Schnappverschlusselementes muss dabei derart erfolgen, dass ein Verschluss mit einem komplementär an einem der beiden zu verbindenden Bauteile angebrachten Rast- bzw. Schnappverschlussmittel möglich ist. Denkbar ist beispielsweise ein Rastnocken, der in eine komplementär ausgeformte Aufnahmeöffnung in dasjenige Bauteil eingreifen kann, an dem das Dichtungselement zu Montagezwecken vormontiert werden soll.
Besonders zweckmäßig ist es, an dem Träger ein Rast- bzw. Schnappverschlussmittel als axial überstehenden Ring innerhalb einer Durchgangsöffnung des Trägers vorzusehen. Der axial überstehende Bereich kann dabei die Funktion des Rast- bzw. Schnappverschlussmittels haben, wodurch ein Rast- bzw. Schnappverschluss gegenüber einem Bauteil möglich ist. Durch die Ausformung als Ring kann durch die Öffnung des Bauteiles, die zur Bildung des Rast- bzw. Schnappverschlusses dient, eine Schraube geführt werden, durch die die gegeneinander zu dichtenden Bauteile gegeneinander verspannt werden können. Die Schraube kann dabei innerhalb des elastischen Ringes in vormontiertem Zustand gehalten werden, wenn der Durchmesser des elastischen Ringes gegenüber dem Schraubendurchmesser zur Erzielung einer elastischen Klemmwirkung etwas geringer gewählt wird.
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Dichtungselementes mit mehreren Dichtringen innerhalb eines Trägers ist äußerst einfach. Der Träger mit den entsprechenden Aufnahmen für das Dichtmaterial muss hierzu lediglich in eine Form eingelegt werden, in die das Dichtmaterial in flüssiger Form für eine anschließende Aushärtung an dem Träger eingebracht werden kann.
Nachstehend näher erläuterte Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt.
In dieser zeigen
1 ein Dichtungselement mit mehreren Dichtringen innerhalb eines starren Trägers,
2 – 4 Teilschnitte durch jeweils einen Ausschnitt eines bereits an einem Bauteil vormontierten Trägers eines Dichtungselementes in drei verschiedenen Ausführungsformen.
1
Das gezeichnete Dichtungselement besteht aus einem Träger 1 aus starrem Material mit in dieses eingeformten, mehreren Dichtringen 2. Das Material des Trägers 1 kann insbesondere Metall sein. Das Dichtmaterial der Dichtringe 2 besteht jeweils aus elastischem Material, wobei dieses elastische Material bezüglich mehrerer Dichtringe miteinander verbunden ist. Dabei durchragt das Dichtmaterial den Träger 1 jeweils axial beidseitig. Bei den Dichtringen 2 handelt es sich mit einer Ausnahme um solche, die vollständig umlaufend axial dichten. Die Ausnahme bildet ein in einen der Dichtringe 2 eingeformter Dichtungssteg 3, dessen Dichtwirkung nachfolgend noch näher erläutert wird.
Das Dichtungselement wird eingesetzt zur gegenseitigen Dichtung zweier, nicht dargestellter Bauteile, zwischen denen es an jeweils Auflageflächen dicht verspannt wird. Die Dichtringe umgreifen dabei jeweils Öffnungen 6, denen entsprechende Öffnungen in den gegeneinander zu dichtenden Bauteilen (nicht gezeichnet) zugeordnet sind.
Der axiale Verpressungsgrad der Dichtringe 2 bestimmt sich aus deren axialem Überstand über den Träger 1, da die gegeneinander zu dichtenden Bauteile auf Anschlag an das starre Material des Trägers 1 gespannt werden.
Das Spannen der gegeneinander zu dichtenden Bauteile erfolgt durch Spannschrauben, die sich in entsprechenden Widerlagern der beiden Bauteile abstützen. Diese Widerlager können sich beispielsweise in Verbindungsflanschen der beiden, miteinander zu verbindenden Bauteile befinden.
Für eine rationelle Montage eines solchen Dichtungselementes ist es vorteilhaft, dieses an einem der beiden Bauteile vormontieren zu können. Zu diesem Zweck dienen Schnellverschlussmittel zwischen den Bauteilen und dem Träger 1. Die sich an dem Träger 1 befindenden Schnellverschlussmittel sind aus dem Dichtmaterial als Verschlussringe 4 ausgeformt, die axial einseitig den Träger 1 überragen.
Die Verschlussringe 4 umgreifen jeweils eine Befestigungsöffnung 5.
Um das Dichtungselement mit den Verschlussringen 4 an ein Bauteil vormontieren zu können, müssen an diesen lediglich komplementäre Öffnungen vorgesehen sein, in die die Schnellverschlussmittel-Ringe radial verspannt eingeschnappt werden können. Bei diesen Öffnungen in dem Bauteil kann es sich um diejenigen handeln, die als Widerlager für Spannschrauben, mit denen die beiden Bauteile gegeneinander verspannt werden. In diesem Fall können die Spannschrauben temporär fixiert in diesen Widerlagern vormontiert werden, indem der Spannschrauben-Durchmesser lediglich so groß gewählt wird, dass gegenüber den Verschlussringen 4 aus elastischem Dichtmaterial eine geringe Klemmkraft entstehen kann.
Weist ein Dichtring 2 einen als Dichtungssteg 3 ausgebildeten Bereich auf, und ist dieser Dichtungssteg 3 relativ hoch, so müssen an den angrenzenden Bauteilen, die gegeneinander gedichtet werden sollen, gegebenenfalls Maßnahmen ergriffen werden, damit bei der Axialverpressung des Dich tungssteges dessen axiale Dichtkraft nicht durch ein seitliches Volumenausweichen des Dichtungssteges 3 gemindert wird. Solche Gegenmaßnahmen können in entsprechenden, an zumindest ein an der miteinander zu verbindenden Bauteile angebrachten seitliche Stützstege erreicht werden.
Herstellen lässt sich ein erfindungsgemäßes Dichtungselement, das zumindest mehrere einstückig miteinander verbundene Dichtringe 2 enthält, wie folgt.
In dem Träger 1 sind offene, durchgehende Bereiche vorgesehen, die mit Dichtmaterial ausgefüllt werden können. Das Dichtmaterial wird in diese Ausnehmungen in flüssiger Form für ein anschließendes Aushärten innerhalb des Trägers 1 eingebracht. Zum Eingeben des flüssigen Dichtungsmaterials wird der Träger 1 in eine geschlossene – hier nicht dargestellte – Form eingelegt. Die Form des verfestigten Dichtungsmaterials ist in den Randbereichen der zugehörigen Öffnungen 6 des Trägers 1 derart, dass die aus dem Dichtungsmaterial gebildeten Dichtringe axial um ein definiert vorgegebenes Maß den Träger 1 überragen.
2 – 4
Bei den Ausführungen nach den 2 – 4 besteht der Träger 1 des Dichtungselementes jeweils aus Metall und ist bereits an einem der beiden Bauteile, die gegeneinander gedichtet werden sollen, vormontiert. Die Vormontage ist dabei ein Verlöten des Trägers 1 gegenüber dem betreffenden einen Bau teil gegeben. Dieses Bauteil kann beispielsweise eine Anschlussplatte 7 an einem aus Metall bestehenden Wärmetauscher sein. Die jeweiligen Dichtringe 2 aus elastischem Material können in die Öffnungen 6 des Trägers 1 eingepresst und/oder geklebt sein.
Bei der Ausführung nach 2 ist der dort gezeigte Dichtring 2 radial lediglich außen gestützt, während er sich nach radial innen verformen kann.
Zur Erzielung einer radialen Abstützung eines in einem Träger 1 vorgesehenen Dichtringes radial innen und außen ist bei der Ausführung nach 3 ein jeweils separater, radial innen liegender Stützring 8 aus gegenüber dem Träger 1 funktional gleichartigem Material vorgesehen.
Dieser Stützring 8 kann durch den in dem Träger 1 lagernden Dichtring 2 gehalten oder auch als solcher mit der Anschlussplatte 7 verlötet sein.
Bei der Ausführung nach 4 ist ein innerhalb eines Dichtringes 2 liegender Stützring 9 an die Anschlussplatte 7 angeformt. Konkret angeformt ist dieser Stützring 9 durch einen, aus dem Rand einer zu dichtenden Öffnung 6 der Anschlussplatte 7 gezogenen Ringbund.
Ein Vormontieren des Trägers 1 eines Dichtungselementes durch Verlöten mit einem der gegeneinander zu dichtenden Bauteile ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn dieses Bauteil ohnehin bereits miteinander verlötete Einzelteile umfasst. Ein solches Bauteil kann beispielsweise ein sogenannter Plattenwärmetauscher sein, bei dem die einzelnen Austausch- und Anschlussplatten miteinander verlötet sind.
Alle in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Form miteinander kombiniert erfindungswesentlich sein.

Claims

Dichtungselement mit wenigstens einem, zwischen zwei gegeneinander zu dichtenden Bauteilen einzusetzenden, elastischen Dichtring (2), gekennzeichnet durch die Merkmale, – der wenigstens eine Dichtring (2) ist in einem Träger (1) gehalten, – der Träger (1) ist bleibender Bestandteil des Dichtungselementes, – der Träger (1) besteht aus einem, von dem Material des wenigstens einen Dichtringes (2) abweichenden, starren Träger-Material.
Dichtungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale, – der wenigstens eine Dichtring (2) bzw. wenigstens einer von mehreren, von dem Dichtungselement umfassten Dichtringen (2) ist als axial dichtender Dichtring (2) ausgebildet, – der mindestens eine, axial wirkende Dichtring (2) überragt den Träger (1) an mindestens einem seiner beiden axialen Enden, – die Höhe des wenigstens einen axialen Überstandes des Dichtringmaterials über den Träger (2) ist unter Berück sichtigung der elastischen Verformbarkeit des Dichtringmaterials derart festgelegt, dass eine sichere Dichtung über eine Verspannung der gegeneinander zu dichtenden Bauteile durch Abstützung an dem Träger (1) gegeben ist.
Dichtungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement wenigstens ein Rast- bzw. Schnappverschlussmittel (4) für ein Befestigen an komplementär ausgebildeten Aufnahmemitteln eines der gegeneinander zu dichtenden Bauteile besitzt.
Dichtungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rast- bzw. Schnappverschlussmittel (4) integraler Bestandteil des wenigstens einen Dichtringes (2) ist.
Dichtungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Dichtringe (2) einstückig miteinander verbunden sind.
Dichtungselement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rast- bzw. Schnappverschlussmittel (4) des Dichtungselementes einstückiger Bestandteil der einstückig miteinander verbundenen Dichtringe (2) ist.
Dichtring nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Rast- bzw. Schnappverschlussmittel (4) als Ring zum Einsatz in eine Durchgangsöffnung (5) des Trägers (1) ausgebildet ist, wodurch es als Halteelement für eine, diese Öffnung (5) durchgreifende, vormontierte Befestigungsschraube bis zu deren Verschraubung zwischen den gegeneinander durch das Dichtungselement zu dichtenden Bauteilen dienen kann.
Verfahren zur Herstellung eines Dichtungselementes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtringmaterial in flüssiger Form an den in dem Träger (1) zu dessen Aufnahme vorgesehenen Positionen für eine nachfolgende Verfestigung aufgebracht wird, wobei der Träger (1) zum Zuführen des flüssigen Dichtungsmaterials in eine Herstellungsform eingelegt wird und wobei ferner die Positionen zur Aufnahme des Dichtungsmaterials als Durchgangsöffnungen (5) innerhalb des Trägers (1) ausgebildet sind.
Dichtungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, sowie der Ansprüche 6 und 8, soweit diese beiden zuletzt genannten Ansprüche nicht auf einen der Ansprüche 4, 5 oder 7 zurückbezogen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) dieses Dichtungselementes mit einem der beiden Bauteile (7), zwischen denen das Dichtungselement dichten soll, für eine Vormontage verlötet ist.
Dichtungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (7), mit dem der Träger (1) des Dichtungselementes verlötet ist, in demjenigen Bereich, in dem der Träger (1) angelötet ist, als eine Anschlussplatte ausgebildet ist, aus dessen mindestens einer zu dichtenden Öffnung (6) ein aus der dem Dichtungselement zugewandten Plattenebene abragender Ringbund in der Form eines angeformten Stützringes (9) zur radial inneren Abstützung eines jeweils zugeordneten Dichtringes (2) ausgeformt ist.
Dichtungselement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein, den mindestens einen Dichtring (2) radial innen stützender separater Stützring (8) als separates Bauelement vorgesehen ist und mit dem Dichtring (2) und/oder dem an dem Dichtelement anliegenden Bauteil (7) verbunden ist.
Dichtungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der separate Stützring (8) bei einem an einem Bauteil (7) vormontierten Zustand des Dichtungselementes mit diesem Bauteil (7) verlötet ist.