DE102010028899B4 - Seal with hold-down - Google Patents
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- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
Abstract
Aggregat einer Maschine oder eines Apparats mit a) einem Gehäuse, mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, b) einer Dichtung (1), mit einem Dichtungskörper (2), die beim Zusammenbau des Gehäuses die beiden Gehäuseteile gegeneinander abdichtet, und c) einem Zusatzelement, das an einem der Gehäuseteile gehalten wird, wobei d) die Dichtung (1) ein Niederhalteelement (3) aufweist, das ein Ablösen des gehaltenen Zusatzelements von dem Gehäuseteil verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass e) das Niederhaltelement (3) aus einem Ringkörper (7) und einem mit dem Ringkörper (7) in einem Abschnitt verbundenen Niederhalter (8) besteht, und der Ringkörper (7) an einer ersten Verbindungsstelle (4) mit dem Dichtungskörper (2) und der Niederhalter (8) an einer zweiten Verbindungsstelle (5) mit dem Ringkörper (7) verbunden ist.Unit of a machine or an apparatus with a) a housing, with a first housing part and a second housing part, b) a seal (1), with a sealing body (2) which seals the two housing parts against each other when the housing is assembled, and c) an additional element which is held on one of the housing parts, wherein d) the seal (1) has a hold-down element (3) which prevents the additional element held from being detached from the housing part, characterized in that e) the hold-down element (3) consists of a Ring body (7) and a hold-down device (8) connected to the ring body (7) in one section, and the ring body (7) at a first connection point (4) with the sealing body (2) and the hold-down device (8) at a second Connection point (5) is connected to the ring body (7).
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtung, bevorzugt eine Flach-Metalldichtung, mit einem Dichtungskörper und einem Niederhalteelement mit dem ein Zusatzelement an einem Bauteil nahe der Dichtung festgehalten werden kann. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Aggregat einer Maschine, beispielsweise die Ölpumpe eines Verbrennungsmotors, mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil und einer Dichtung mit einem Niederhalteelement für ein Zusatzelement.The invention relates to a seal, preferably a flat metal gasket, with a sealing body and a hold-down element with which an additional element can be held on a component near the seal. The invention further relates to an assembly of a machine, for example the oil pump of an internal combustion engine, with a first housing part and a second housing part and a seal with a hold-down element for an additional element.
Maschinen, Apparate oder Fahrzeuge weisen Aggregate auf, die Zusatzelemente aufweisen, die zum zuverlässigen Funktionieren des Aggregats notwendig sind. So können zum Beispiel in Pumpen Zusatzelemente in Form von Druckausgleichselementen vorgesehen sein, um zu gewährleisten, dass bei Aufbau eines unzulässigen Drucks innerhalb des Pumpengehäuses dieser an die Umgebung abgegeben werden kann. Solche Druckausgleichselemente können zum Beispiel Druckausgleichsmembrane sein, die empfindliche Elektroteile innerhalb des Gehäuses schützen. Solche Zusatzelemente müssen zuverlässig mit dem Gehäuse verbunden sein, da sie ventilartige Aufgaben haben, das heißt, den Innenraum der Pumpe im Normalbetrieb gegen die Umgebung abzuschließen und beim Auftreten von unzulässigem Druck im Pumpeninneren die Verbindung mit der Umgebung herzustellen. Das heißt, dass die Druckausgleichselemente dauerhaft den normalen Druckverhältnissen der Pumpe ausgesetzt sind, denen sie wiederstehen müssen. Im Falle einer Beschädigung oder eines Verlustes des Druckausgleichselements kann es zu einer Reduzierung der Pumpenleistung oder zu einem Totalausfall der Pumpe kommen.Machines, apparatus or vehicles have aggregates which have additional elements necessary for the reliable functioning of the unit. Thus, for example, additional elements in the form of pressure compensation elements may be provided in pumps to ensure that when an impermissible pressure builds up within the pump housing, it can be discharged to the environment. Such pressure compensation elements may be, for example, pressure compensation membranes that protect sensitive electrical components within the housing. Such additional elements must be reliably connected to the housing, as they have valve-like tasks, that is, to close the interior of the pump in normal operation against the environment and to establish the connection with the environment when inadmissible pressure inside the pump occurs. This means that the pressure compensation elements are permanently exposed to the normal pressure conditions of the pump, which they must withstand. In the event of damage or loss of the pressure compensation element, the pump performance may be reduced or the pump completely malfunctioned.
Im Stand der Technik ist es daher üblich solche Zusatzelemente mit einem Außengewinde zu versehen und in ein am Gehäuse gebildetes Gegengewinde einzuschrauben. Zusätzlich kann noch ein Klebe- oder Schweißpunkt vorgesehen sein, um eine Lösen der Schraubverbindung durch Vibrationen zu vermeiden. Da diese Art der Befestigung des Zusatzelements sehr kostenaufwändig ist, ist man dazu übergegangen, die Zusatzelemente in gewindefreie Öffnungen an dem Gehäuse einzukleben. Die Erfahrung lehrt, dass solche Klebeverbindungen, zum Beispiel wenn die Pumpenumgebung vollständig oder teilweise mit Wasser oder andere Verunreinigungen verschmutzt ist, sehr hohen Beanspruchungen ausgesetzt ist, wodurch sich die Klebeverbindung des Zusatzelements lösen kann.In the prior art, it is therefore common to provide such additional elements with an external thread and screwed into a mating thread formed on the housing. In addition, an adhesive or welding point may be provided in order to avoid loosening of the screw connection by vibrations. Since this type of attachment of the additional element is very expensive, it has gone over to glue the additional elements in unthreaded openings on the housing. Experience teaches that such adhesive bonds, for example when the pumping environment is completely or partially soiled with water or other contaminants, are subjected to very high stresses, which can cause the adhesive bond of the additional element to become loose.
Aus der
Die
Es ist eine Aufgabe der Erfindung dieses Problem zu überwinden indem sie eine kostengünstige und zuverlässige Sicherung des Zusatzelements im oder am Gehäuse bereit stellt.It is an object of the invention to overcome this problem by providing a cost effective and reliable backup of the attachment in or on the housing.
Diese Aufgabe wird mit einer Dichtung nach Anspruch 8 und einem Aggregat nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved with a seal according to
Die Erfindung betrifft eine Dichtung, bevorzugt eine Metall-Flachdichtung, mit einem Dichtungskörper und einem mit dem Dichtungskörper verbundenen Niederhaltelement zum Festhalten eines Zusatzelements an einem Bauteil zum Beispiel neben oder nahe der Dichtung. Das Niederhalteelement ist mit dem Dichtungskörper verbunden oder kann in diesen integriert oder mit diesem einstückig gebildet sein.The invention relates to a seal, preferably a metal flat gasket, having a sealing body and a holding-down element connected to the sealing body for holding an additional element to a component, for example next to or near the seal. The hold-down element is connected to the sealing body or may be integrated in this or integrally formed therewith.
Die Dichtung kann aus allen gängigen Dichtungswerkstoffen, wie zum Beispiel Metall, Weichmetall, Kunststoff, faserverstärktem Material oder Elastomeren gefertigt sein, sie kann durchgehend aus einem Material gebildet sein oder aus mehreren übereinanderliegenden Schichten, zum Beispiel einer Trägerschicht aus Metall oder Kunststoff, die ein- oder beidseitig mit Material beschichtet ist, gebildet sein.The seal can be made of all common sealing materials, such as metal, soft metal, plastic, fiber reinforced material or elastomers, it may be formed continuously from a material or from several superimposed layers, for example a carrier layer made of metal or plastic, the one or coated on both sides with material to be formed.
Bevorzugt wird die Dichtung aus einem Halbmaterial, zum Beispiel einer dünnen Platte oder einer dicken Folie hergestellt, zum Beispiel mittels eines Stanzwerkzeugs ausgestanzt.Preferably, the seal is made of a semi-finished material, for example a thin plate or a thick foil, for example punched out by means of a punching tool.
Die Dichtung kann vor und/oder nach dem Stanzen einer weiteren Behandlung unterzogen werden, zum Beispiel einer Wärmebehandlung, um die Materialeigenschaften des Ausgangsmaterials weiter für den Einsatzzweck zu verbessern.The gasket may be subjected to a further treatment before and / or after the stamping, for example a heat treatment, in order to further improve the material properties of the starting material for the intended use.
Am Dichtungskörper kann weiterhin eine zusätzliche Lasche ausgebildet sein, die in Bezug auf den Dichtungskörper gegenüber dem Niederhalteelement angeordnet sein kann. Diese Lasche kann eine Öffnung aufweisen, die beispielsweise von einem Verbindungselement, welches die Gehäuseteile im Bereich der Dichtung zum Abdichten verbinden kann, durchgriffen wird und so die Position des Dichtungskörpers und des Niederhalteelements beim Verbinden zentrieren, gegebenenfalls noch korrigieren kann. Neben der Lasche kann die Dichtung weitere Zentrierelemente in Form von Öffnungen aufweisen, die dafür sorgen, dass die Dichtung richtig an der abzudichtenden Verbindung platziert wird.An additional tab may further be formed on the sealing body, which may be arranged with respect to the sealing body relative to the hold-down element. This tab may have an opening which, for example, is penetrated by a connecting element, which can connect the housing parts in the region of the seal for sealing, and thus centering the position of the sealing body and the hold-down element during connection, and may even correct it. In addition to the tab, the seal have further centering elements in the form of openings which ensure that the seal is placed correctly on the connection to be sealed.
Zusätzlich oder anstatt der beschriebenen Zentrierelemente kann die Dichtung elastische Zentrierlaschen aufweisen, die Bestandteil der Dichtung sind. Diese Laschen können beispielsweise nach dem Einlegen der Dichtung gegen eine Innenwand des Gehäuses unmittelbarer an der abzudichtenden Verbindung drücken, so die Dichtung an der Verbindungsstelle zentrieren und gleichzeitig zum Einbau an der Innenwand mittels ihrer elastischen Spannkraft festhalten.In addition to or instead of the centering elements described, the seal may have elastic centering tabs, which are part of the seal. These tabs can press, for example after inserting the seal against an inner wall of the housing directly to the sealed connection, so center the seal at the junction and at the same time hold for installation on the inner wall by means of their elastic clamping force.
Das Niederhalteelement kann tellerförmig oder zylindrisch gebildet und in einem Winkel in einer Verbindungsstelle mit dem Dichtungskörper verbunden sein. Die Winkellage des Niederhalters zum Dichtungskörper kann dabei zwischen 0° und 90° liegen, vorzugsweise liegt sie bei oder nahe 0° oder 90°. Mit tellerförmig ist hier jedes Gebilde umfasst, das einen Rand aufweist, der eine Vertiefung umgreift, das heißt, grundsätzlich jedes konkave oder zylindrische Gebilde. Die Grundfläche des Tellers kann dabei kreisrund, oval, vier- oder mehreckig oder beliebig sein. Die Form wird entscheidend von der Form des zu haltenden Zusatzelements bzw. dessen Fläche auf die das Niederhalteelement wirkt bestimmt, und auch von der tatsächlichen Einbausituation von dem Zusatzelement und der Dichtung.The hold-down element may be dish-shaped or cylindrical and connected at an angle in a connection point with the sealing body. The angular position of the hold-down to the sealing body can be between 0 ° and 90 °, preferably it is at or near 0 ° or 90 °. With dish-shaped here every structure is included, which has an edge which engages around a depression, that is, basically any concave or cylindrical structure. The base of the plate can be circular, oval, four- or polygonal or arbitrary. The shape is determined decisively by the shape of the additional element to be held or its surface on which the hold-down element acts, and also by the actual installation situation of the additional element and the seal.
In der Verbindungsstelle kann das Niederhalteelement elastisch in Richtung auf das Zusatzelement vorgespannt sein, so dass Fertigungstoleranzen des Gehäuses und/oder des Dichtungskörpers ausgeglichen werden können. Die auf das Zusatzelement drückende Fläche des Niederhalteelements kann plan sein, sie kann aber auch beispielsweise durch Prägung oder Umformung eine rippen- oder sickenförmige, punktförmige oder zum Beispiel wellenförmige Struktur erhalten. Bevorzugt wird die Form der auf das Zusatzelement drückenden Fläche im Stanzwerkzeug mit erzeugt, welches in diesem Fall ein kombiniertes Stanz- und Präge- bzw. Umformwerkzeug ist. Weniger bevorzugt können das Niederhalteelement, seine Winkelanstellung und die Struktur der Andrückfläche auch in einem zweiten Arbeitsschritt in einem zweiten Werkzeug an der vorgestanzten Dichtung fertig gestellt werden. Da die Flächenpressung mit abnehmender Wirkungsfläche steigt, bleibt es dem Fachmann überlassen, die geeignete Form der Wirkfläche aus der Vielfalt der möglichen Formen zu wählen.In the connection point, the hold-down element can be resiliently biased in the direction of the additional element, so that manufacturing tolerances of the housing and / or the seal body can be compensated. The pressing on the additional element surface of the hold-down element may be flat, but they can also be obtained for example by embossing or forming a rib or bead-shaped, punctiform or, for example, wave-shaped structure. Preferably, the shape of the pressing on the additional element surface in the punching tool is generated, which is in this case a combined punching and embossing or forming tool. Less preferably, the hold-down element, its angular position and the structure of the pressing surface can be completed in a second step in a second tool on the pre-punched seal. Since the surface pressure increases with decreasing effective area, it is up to the person skilled in the art to choose the suitable form of the effective surface from the variety of possible shapes.
Statt durch Ausstanzen kann die Dichtung und das Niederhalteelement auch zum Beispiel durch Schneiden mit einem Laser oder einem Wasserstrahl aus einer dünnen Platte oder einer dicken Folie ausgeschnitten werden, insbesondere bei kleinen Serien kann dies kostengünstiger sein, als die Herstellung eines Stanzwerkzeuges. In diesem Fall muss die Lage des Niederhalteelements relativ zum Dichtungskörper in einem zweiten Verarbeitungsschritt hergestellt werden. Da auch der Dichtungskörper nicht notwendigerweise plan ist, sondern der jeweiligen Form der Verbindung die er abdichten soll angepasst werden kann, können der Dichtungskörper und das Niederhalteelement in diesem Fall gemeinsam in einem Arbeitsschritt entsprechend umgeformt werden.Instead of punching out the seal and the hold-down element can also be cut out, for example by cutting with a laser or a water jet of a thin plate or a thick film, especially for small series, this may be cheaper than the production of a punching tool. In this case, the position of the hold-down element relative to the sealing body must be made in a second processing step. Since the sealing body is not necessarily flat, but the respective form of the compound which he is to seal off, the sealing body and the hold-down element can be converted in this case together in one step accordingly.
Der Niederhalter weist erfindungsgemäß einen Ringkörper und einen Niederhalter aufweisen, wobei der Ringkörper in der ersten Verbindungsstelle mit dem Dichtungskörper verbunden ist und der Niederhalter in einer zweiten Verbindungsstelle mit dem Ringkörper verbunden ist. Vorzugsweise liegt die zweite Verbindungsstelle der ersten Verbindungsstelle bezogen auf den Ringkörper gegenüber, es ist aber auch möglich, dass der Niederhalter an einer anderen Stelle mit dem Ringkörper in der zweiten Verbindungsstelle verbunden ist.The hold-down device according to the invention comprises an annular body and a hold-down, wherein the annular body is connected in the first connection point with the sealing body and the hold-down is connected in a second connection point with the annular body. Preferably, the second connection point of the first connection point with respect to the annular body opposite, but it is also possible that the hold-down is connected at a different location with the annular body in the second connection point.
Das Niederhalteelement kann im Tellerboden oder der Niederhalter kann eine Öffnung aufweisen. Dies kann dann sinnvoll sein, wenn das Zusatzelement zum Beispiel ein Druckausgleichselement ist, das eine Verbindung zwischen dem Innenraum eines beispielsweise Pumpengehäuses und der Umgebung herstellen kann. In diesem Fall ist der Durchmesser der Öffnung so gewählt, dass die Funktion des Zusatzelements gewährleistet ist, das heißt, nicht verhindert, bevorzugt nicht behindert wird.The hold-down element may be in the plate floor or the hold-down may have an opening. This may be useful if the additional element is, for example, a pressure compensation element that can establish a connection between the interior of an example pump housing and the environment. In this case, the diameter of the opening is chosen so that the function of the additional element is ensured, that is, not prevented, preferably not hindered.
Das Zusatzelement kann auch unlösbar mit dem Niederhalteelement verbunden sein, so dass das Niederhalteelement beim Einbau der Dichtung gleichzeitig das Zusatzelement an oder in dem Gehäuse platziert und am Einsatzort festhält. Handelt es sich bei dem Zusatzelement beispielsweise um eine Druckausgleichsmembran, so kann diese fest mit dem Niederhalteelement oder dem Niederhalter verbunden, zum Beispiel verklebt sein. In diesem Fall kann die oben beschriebene Lasche im Zusammenwirkung mit dem sie durchgreifenden Element die genaue Platzierung des Niederhalteelements und des Zusatzelements unterstützen.The additional element can also be permanently connected to the hold-down element, so that the hold-down element simultaneously places the additional element on or in the housing during installation of the seal and holds it in place. If the additional element is, for example, a pressure compensation membrane, then it can be firmly connected, for example glued, to the hold-down element or the hold-down. In this case, the tab described above, in cooperation with the penetrating element, can assist in the accurate placement of the hold-down element and the auxiliary element.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Aggregat einer Maschine, bevorzugt eines Fahrzeugs, mit einem Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, einer Dichtung, zum Beispiel eine Metall-Flachdichtung, mit einem Dichtungskörper der beim Zusammenbau die Gehäuseteile gegeneinander abdichtet, und einem Zusatzelement, zum Beispiel einem Druckausgleichselement, das an einem der beiden Gehäuseteil gehalten wird, wobei die Dichtung ein Niederhalteelement aufweist, das das Ablösen des gehaltenen Zusatzelements von dem Gehäuseteil verhindert.The invention further relates to an assembly of a machine, preferably a vehicle, having a housing with a first housing part and a second housing part, a seal, for example a metal flat gasket, with a sealing body which seals the housing parts against each other during assembly, and an additional element, For example, a pressure compensation element which is held on one of the two housing part, wherein the seal has a hold-down element which prevents the detachment of the held additional element of the housing part.
Das Niederhalteelement kann mit dem Dichtungskörper verbindbar oder verbunden sein, es kann in den Dichtungskörper integriert oder mit diesem in einem Stück gebildet sein. The hold-down element may be connectable or connected to the seal body, it may be integrated into the seal body or formed with this in one piece.
Das Niederhalteelement kann durch Umformung, zum Beispiel in der Stanzform oder durch nachträgliche Bearbeitung, zum Beispiel Biegung oder Pressung, mit oder ohne zusätzliche Wärmebehandlung, vor oder beim Einbau der Dichtung, winklig vom Dichtungskörper abgestellt werden.The hold-down element can be positioned at an angle to the seal body by forming, for example, in the die or by subsequent machining, for example, bending or pressing, with or without additional heat treatment, before or during installation of the seal.
Das Niederhalteelement kann durch die winkelige Abstellung elastisch auf das Zusatzelement hin vorgespannt sein kann. Elastisch meint hier materialelastisch, das heißt, die Vorspannung wird bevorzugt alleine durch den Abstellwinkel, die Form der Winkelung und das Material an der Verbindungsstelle bestimmt. Das Niederhaltelement kann auch einen Ringkörper und einen Niederhalter aufweisen, wobei in diesem Fall der Ringkörper in der ersten abgewinkelten Verbindungsstelle mit dem Dichtungskörper und der Niederhalter in einer zweiten abgewinkelten Verbindungsstelle mit dem Ringkörper verbunden ist.The hold-down element can be resiliently biased by the angular adjustment to the additional element. Elastic means here materially elastic, that is, the bias is preferably determined solely by the Abstellwinkel, the shape of the angle and the material at the junction. The hold-down element can also have a ring body and a hold-down, in which case the ring body is connected in the first angled junction with the seal body and the hold-down in a second angled junction with the ring body.
Handelt es sich bei dem Zusatzelement zum Beispiel um ein Druckausgleichselement, so kann das Niederhaltelement oder der Niederhalter eine Öffnung aufweisen, die die Funktion des Zusatzelements nicht ver- oder behindert. Wie bereits beschrieben kann die Auflagefläche des Niederhalteelements oder des Niederhalters plan sein, oder rippen- oder sickenförmig.If the additional element is, for example, a pressure compensation element, then the hold-down element or the hold-down device can have an opening which does not obstruct or obstruct the function of the additional element. As already described, the bearing surface of the hold-down element or the hold-down can be flat, or ribbed or bead-shaped.
Der Dichtungskörper kann weiterhin eine zusätzliche Lasche aufweisen, mit einer Öffnung, die beim Zusammenbau der Gehäuseteile die Position des Dichtungskörpers und des Niederhalteelements im Abdichtungsbereich zusätzlich zentriert oder korrigiert. Dazu kann beispielsweise ein Verbindungselement zum Verbinden der Gehäuseteile, zum Beispiel eine Schraube, durch die Öffnung in der Lasche greifen oder es kann am Gehäuse ein extra Positionierungselement angeformt sein, zum Beispiel eine Zentrierhülse, der die Lage des Dichtungskörper und des Niederhalteelements beim Verbinden der Gehäuseteile festlegt.The sealing body may further comprise an additional tab, with an opening which additionally centers or corrects the position of the sealing body and the hold-down element in the sealing area during assembly of the housing parts. For this purpose, for example, a connecting element for connecting the housing parts, for example a screw, reach through the opening in the tab or it can be formed on the housing an extra positioning element, for example a centering sleeve, the position of the sealing body and the hold-down element when connecting the housing parts sets.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren erläutert. An den Ausführungsbeispielen offenbar werdende Merkmale bilden je einzeln und in jeder Kombination die Gegenstände der Ansprüche und auch vorstehend beschriebene Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:Hereinafter, embodiments of the invention will be explained with reference to figures. The features disclosed in the exemplary embodiments each form, individually and in any combination, the subject-matter of the claims and also advantageous embodiments described above. Show it:
In der
Das Niederhalteelement
Die Öffnung
Die Dichtung
Der Tellerboden
In der
Das Niederhalteelement
Der Niederhalter
In der
Ebenso, wie die Außenform des Niederhalteelements
Im Ausführungsbeispiel ist die zweite Verbindungsstelle
Aus der Beschreibung und den Figuren ist offensichtlich, dass die erfindungsgemäße Dichtung
In der
Bei der Lasche
Die
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Dichtungpoetry
- 22
- Dichtungskörperseal body
- 33
- NiederhalteelementDown member
- 44
- erste Verbindungsstellefirst connection point
- 55
- zweite Verbindungsstellesecond connection point
- 66
- Öffnungopening
- 77
- Ringkörperring body
- 88th
- NiederhalterStripper plate
- 99
- TellerbodenTellerboden
- 1010
- Lascheflap
- 1111
- Ausnehmungrecess
- 1212
- Zentrierelementcentering
- 1313
- elastische Lasche mit/ohne Niederhalterfunktionelastic tongue with / without hold-down function
- 1414
- Gehäusecasing
- αα
- Winkelangle
Claims (12)
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20150131 |
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