DE102007025612A1

DE102007025612A1 - Dichtungsanordnung einer Steckverbindung mit einer langgezogenen Quad-Stirndichtung

Info

Publication number: DE102007025612A1
Application number: DE200710025612
Authority: DE
Inventors: Timo Gaiser; Michael Schoenfeld
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2008-12-04
Also published as: JP5424579B2; ITMI20080977A1; JP2008298288A

Abstract

Bei einer Dichtungsanordnung (1) mit zwei Bauteilen (2, 3) und mit einer elastisch verformbaren Dichtung (4), die zwischen den beiden Bauteilen (2, 3) angeordnet und durch axiales Verpressen der beiden Bauteile (2, 3) gegeneinander in ihre abdichtende verpresste Endlage quer zur axialen Verpressrichtung (6) verformbar ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Dichtung (4) in axialer Richtung einen Querschnitt mit einem schmaleren Mittelabschnitt (4a) und zwei dickeren Endabschnitten (4b) aufweist und dass in der verpressten Endlage der Dichtung (4) der Mittelabschnitt (4a) quer zur axialen Verpressrichtung (6) verformt ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Dichtungsanordnung nach der Gattung des Patentanspruchs 1.
Zur Abdichtung von Steckverbindungen werden in der Regel Dichtungen mit radial wirkendem Dichtprinzip angewendet. Ist der radial zur Verfügung stehende Bauraum zu gering, bringt eine Dichtung, die in axialer Richtung wirkt, Vorteile im radialen Bauraum. Bei einer Radialdichtung bewirken in der Regel drei Dichtlippen die Abdichtung des Steckerinneren.
2a zeigt eine bekannte Dichtungsanordnung 20 mit einer ringförmigen Axialdichtung 21, die in einem Ringraum 22 zwischen zwei abzudichtenden Bauteilen 23, 24, z. B. zwischen einem male- und einem female-Stecker einer Steckverbindung, angeordnet ist und verpresst wird. Durch Verpressen der beiden Bauteile 23, 24 in Verpressrichtung 25 gegeneinander wird die Dichtung 21 quer zur Verpressrichtung 25 in ihre den Zwischenraum 22 abdichtende Endlage verformt (2b). Zur Abdichtung sind eine Verpresskraft F und ein sehr geringer Verpressweg D notwendig. Die Axialdichtung 21 ist als Blockdichtung ausgestaltet, wodurch es nur einen geringen axialen Verpressweg gibt, um Dichtheit zu erreichen. Außerdem gibt es nur jeweils eine Dichtkante in den Bauteilen 23, 24.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtungsanordnung bereitzustellen, die die Vorteile der Radialdichtung mit den platzsparenden Vorteilen der Axialdichtung verbindet. Gleichzeitig sollen die Nachteile der beiden Dichtsysteme (Radial/Axial) vermieden werden.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber folgende Vorteile:

• ein verlängerter Verpressweg;
• ein sicheres Abdichten zweier Bauteile über den verlängerten Verpressweg in axialer Richtung und über ein Toleranzfeld in radialer Richtung;
• erhöhte Dichtwirkung durch mehrere Dichtkanten;
• geringfügig ansteigende Kraft über den verlängerten Verpressweg;
• in axialer und in radialer Richtung wird ein sehr geringer Bauraum benötigt.

Genauer gesagt führt die definierte und reproduzierbare geometrische Verformung der Dichtung zwischen den zwei Bauteilen zu einem verlängerten Verpressweg bei geringfügig ansteigender Kraft. Die Gestaltung der Stirnflächen der Dichtung gegen female und male Stecker mit einer Kontur mit jeweils zwei Dichtlippen schafft eine Dichtheit über ein Toleranzfeld in radialer Richtung. Weiterhin bewirken diese Dichtlippen ein Ausrichten der Dichtung in eine definierte radiale Position.
Die Geometrie der Dichtung bewirkt, dass es im Ringraum mehrere Dichtkanten zwischen den Bauteilen und der Dichtung gibt. Hierdurch gibt es einen deutlichen Anstieg der Dichtwirkung auf die Steckverbindung. Durch die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung können die von den Axialdichtungen bekannten hohen Steckkräfte vermieden und redundante Dichtkanten, wie sie von den Radialdichtungen bekannt sind, hinzugefügt werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten Merkmale sind rein schematisch und nicht maßstäblich zu verstehen. Es zeigt:
1 die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung einer Steckverbindung mit unverpresster Ringdichtung (1a) und mit verpresster Ringdichtung (1b); und
2 eine Dichtung einer Steckverbindung gemäß Stand der Technik mit unverpresster ringförmiger Axialdichtung (2a) und mit verpresster Axialdichtung (2b).
Ausführungsform der Erfindung
Die in 1 gezeigte Dichtungsanordnung 1 einer Steckverbindung umfasst zwei gegeneinander geführte Bauteile (male- und female-Stecker) 2, 3 und eine elastisch verformbare Ringdichtung 4, die in einem Ringraum 5 zwischen den beiden Bauteilen 2, 3 angeordnet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Bauteil 3 (male-Stecker) im Bauteil (female-Stecker) 2 geführt und in Richtung des Pfeils 6 (1b) in das Bauteil 2 verpressbar. Die in Verpressrichtung 6 einander gegenüber liegenden Stirnflächen der Bauteile 2, 3 sind mit 2a und 3a und die den Ringraum 5 radial nach innen bzw. außen begrenzenden Seitenwände des Bauteils 2 mit 2b bezeichnet.
Die Ringdichtung 4 ist als Quad-Ringdichtung ausgeführt, die einen in Verpressrichtung 6, d. h. in axialer Richtung, hantelförmigen Querschnitt mit einem schmaleren Mittelabschnitt 4a und jeweils dickeren Endabschnitten 4b aufweist. Die Endabschnitte 4b weisen an ihren axialen Stirnseiten jeweils zwei Dichtlippen 7 auf. Mit anderen Worten ist die Ringdichtung 4 eine axial langgezogene Quad-Ringdichtung.
Wie in 1a gezeigt, liegt zu Beginn des Verpressvorgangs die Ringdichtung 4 mit ihren beiden Endabschnitten 4b an den Stirnflächen 2a, 3a der Bauteile 2, 3 und an der inneren Seitenwand 2b des Bauteils 2 an. Durch Verpressen der beiden Bauteile 2, 3 gegeneinander wird der Mittelabschnitt 4a der Ringdichtung 4 radial nach außen und dadurch die Ringdichtung 4 in ihre den Zwischenraum 5 abdichtende verpresste Endlage verformt (1b). Durch die Verformung steigt die Verpresskraft über einen gegenüber 1b verlängerten Verpressweg D nur geringfügig an. Diese definierte und reproduzierbare geometrische Verformung der Ringdichtung 4 zwischen den zwei Bauteilen 2, 3 führt also zu einem verlängerten Verpressweg D bei geringfügig ansteigender Kraft. Die beiden Bauteile 2, 3 können mindestens so weit gegeneinander verpresst werden, bis der Mittelabschnitt 4a der Ringdichtung 4 über die beiden Endabschnitten 4b radial nach außen übersteht. Wie in 1a gezeigt, ist die radiale Breite des Ringraums um mindestens 25%, vorzugsweise um mindestens 50% breiter als der Mittelabschnitt 4a der unverpressten Ringdichtung 4.
Die Gestaltung der Stirnflächen der Ringdichtung 4 gegen die zwei Bauteile 2, 3 mit einer Kontur mit zwei Dichtlippen 7 schafft eine Dichtheit über ein Toleranzfeld in radialer Richtung. Weiterhin bewirken diese Dichtlippen 7 ein Ausrichten der Ringdichtung 4 in eine definierte radiale Position. Die Geometrie der Ringdichtung 4 bewirkt, dass es mehrere Dichtkanten 8 zwischen den zwei Bauteilen 2, 3 und der Ringdichtung 4 gibt. Hierdurch gibt es einen deutlichen Anstieg der Dichtwirkung auf die Steckverbindung. Genauer gesagt, liegen jeweils die beiden Dichtlippen 7 der beiden Endabschnitte 4b jeweils unter Ausbildung einer Dichtkante 8 an den Stirnflächen 2a, 2b, wobei die radial innere Dichtlippe 7 unter Ausbildung einer weiteren Dichtkante 8 auch an der inneren Seitenfläche 2b des Bauteils 2 anliegt.
Bei einer anderen nicht gezeigten Ausführungsform liegt zu Beginn des Verpressvorgangs die Ringdichtung 4 mit ihren beiden Endabschnitten 4b an den Stirnflächen 2a, 3a der Bauteile 2, 3 und an der äußeren Seitenwand 2b des Bauteils 2 an. Durch Verpressen der beiden Bauteile 2, 3 gegeneinander wird der Mittelabschnitt 4a der Ringdichtung 4 radial nach innen und dadurch die Ringdichtung 4 in ihre den Zwischenraum 5 abdichtende verpresste Endlage verformt. Die beiden Dichtlippen 7 der beiden Endabschnitte 4b liegen jeweils unter Ausbildung einer Dichtkante 8 an den Stirnflächen 2a, 2b, wobei die radial äußere Dichtlippe 7 unter Ausbildung einer weiteren Dichtkante auch an der äußeren Seitenfläche 2b des Bauteils 2 anliegt.
Durch die axial langgezogene Quad-Ringdichtung 4 können die von Axialdichtungen bekannten hohen Steckkräfte vermieden und redundante Dichtkanten, wie sie von Radialdichtungen bekannt sind, hinzugefügt werden.

Claims

Dichtungsanordnung (1) mit zwei Bauteilen (2, 3) und mit einer elastisch verformbaren Dichtung (4), die zwischen den beiden Bauteilen (2, 3) angeordnet und durch axiales Verpressen der beiden Bauteile (2, 3) gegeneinander in ihre abdichtende verpresste Endlage quer zur axialen Verpressrichtung (6) verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (4) in axialer Richtung einen Querschnitt mit einem schmaleren Mittelabschnitt (4a) und zwei dickeren Endabschnitten (4b) aufweist und dass in der verpressten Endlage der Dichtung (4) der Mittelabschnitt (4a) quer zur axialen Verpressrichtung (6) verformt ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (4) zwischen den beiden Bauteilen (2, 3) in einem Raum (5) angeordnet ist, der quer zur axialen Verpressrichtung (6) um mindestens 25%, vorzugsweise um mindestens 50% breiter als der Mittelabschnitt (4a) der unverpressten Dichtung (4) ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (4) eine umlaufende Dichtung, insbesondere eine Ringdichtung ist.
Dichtungsanordnung einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Endabschnitte (4b) der Dichtung (4) an ihren beiden axialen Stirnseiten jeweils mehrere Dichtlippen (7) aufweisen.
Dichtungsanordnung einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (4) eine axial langgezogene Quad-Dichtung ist.
Dichtungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (4) jeweils mit mehreren Dichtkanten (8) an den axialen Stirnflächen (2a, 3a) der zwei Bauteile (2, 3) und an einer Seitenwand (2b) des einen Bauteils (2) anliegt.