DE102016220053A1

DE102016220053A1 - Seal element and seal arrangement

Info

Publication number: DE102016220053A1
Application number: DE102016220053.4A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Rudin; Holger Mildenberger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2018-04-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtungselement (01) umfassend einen elastischen Dichtungskörper (02) mit zwei gegenüberliegend angeordneten Dichtlippen (03). Weiterhin umfasst das Dichtungselement ein Stützelement (06) zum Verstärken des Dichtungskörpers (02) bestehend aus einem Längssteg (07) und einem Quersteg (08). Der Längssteg (07) ist teilweise von dem Dichtungskörper (02) umgeben. Jede Dichtlippe (03) weist an ihrer distalen Seite eine Dichtkante (04) auf. Die Dichtlippen (03) verlaufen jeweils parallel zu einer Seitenfläche des Querstegs (08), wobei jeweils zwischen einer Querstegsebene entlang der Querachse (11) des Querstegs und einer Dichtlippenebene entlang der Längsachse (12) der Dichtlippe (03) ein Winkel kleiner 90° aufgespannt wird. Die Dichtlippen (03) sind dermaßen ausgebildet, dass sie an ihrer dem Quersteg (08) zugewandten Dichtlippenseite (13) ausgehend von einer Berührungslinie (14) der Stege (07, 08) hin zur Dichtkante (04), zunächst eine konkave Wölbung und anschließend eine konvexe Wölbung aufweisen. Die vom Quersteg (08) abgewandte Dichtlippenseite (16) ist konkav ausgebildet. Entlang der Querachse (11) ausgehend von der Berührungslinie (14) erstreckt sich der Quersteg (08) weiter als die Dichtlippen (03). Jeweils zwischen der Seitenfläche des Querstegs (08) und der Dichtlippe (03) erstreckt sich ein Freiraum (17).The present invention relates to a sealing element (01) comprising an elastic sealing body (02) with two oppositely arranged sealing lips (03). Furthermore, the sealing element comprises a support element (06) for reinforcing the sealing body (02) consisting of a longitudinal web (07) and a transverse web (08). The longitudinal web (07) is partially surrounded by the sealing body (02). Each sealing lip (03) has a sealing edge (04) on its distal side. The sealing lips (03) each extend parallel to a side surface of the transverse web (08), wherein in each case between a transverse web plane along the transverse axis (11) of the transverse web and a sealing lip plane along the longitudinal axis (12) of the sealing lip (03) spanned an angle smaller than 90 ° becomes. The sealing lips (03) are formed so that they on their the crossbar (08) facing the sealing lip side (13) starting from a contact line (14) of the webs (07, 08) towards the sealing edge (04), first a concave curvature and then have a convex curvature. The side facing away from the transverse web (08) sealing lip side (16) is concave. Along the transverse axis (11) starting from the contact line (14), the transverse web (08) extends further than the sealing lips (03). In each case between the side surface of the transverse web (08) and the sealing lip (03) extends a free space (17).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtungselement mit einem elastischen Dichtungskörper und ein Stützelement zum Verstärken des Dichtungskörpers. Die Erfindung betrifft außerdem eine Dichtungsanordnung mit einem derartigen Dichtungselement.The present invention relates to a seal member having an elastic seal body and a support member for reinforcing the seal body. The invention also relates to a sealing arrangement with such a sealing element.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Zur Abdichtung zweier Bauteile sind sowohl statische als auch dynamische Dichtsysteme bekannt. Statische Profildichtungen bestehen in vielen Fällen aus einem Elastomer und kommen beispielsweise zur Abdichtung von Gehäusedeckeln oder als Flanschdichtung zum Einsatz. Häufig werden I-Profildichtungen oder O-Ringe zum statischen Abdichten verwendet. Die Profildichtungen sollen während verschiedener Betriebszustände Dichtheit zwischen den Bauteilen garantieren, wobei bestehende Maß- und Lagetoleranzen ausgeglichen werden müssen. Regelmäßig sind in Bauteilen Nuten oder Senken eingebracht, oder Haltenoppen an den Profildichtungen vorgesehen, um einen festen Sitz der Profildichtungen zu erreichen. Beim Zusammenbau werden forminstabile Elastomer-Dichtungen zwischen den Bauteilen verpresst, um die gewünschte Dichtwirkung zu erzielen. Bei der Konstruktion von Dichtungen muss neben den auftretenden Toleranzen und den möglichen Verpressungen, auch die thermische Ausdehnung beachtet werden. Tiefe Temperaturen können eine niedrige Verpressung und somit Leckagen verursachen. Bei hohen Temperaturen können Elastomerdichtungen, die in Nuten platziert sind, beschädigt werden, da aufgrund großer Materialausdehnung eine zu hohe Verpressung resultieren kann. Verpressten Dichtungen in einem eingegrenzten Raum, beispielsweise einer Nut, steht nur begrenzt Raum zur Verfügung. Bei zu hohen Temperaturen dehnt sich die Elastomerdichtung dermaßen aus, dass sie den Raum teilweise oder ganz ausfüllt. Somit kann an der Dichtung kein unterstützender Systemdruck wirken, der ansonsten durch beispielsweise in den Raum eindringende Flüssigkeit besteht. Das Fehlen eines Systemdrucks begünstigt den Blow-by-Effekt, wobei die Dichtung „überblasen“ wird und somit die Dichtheit nicht mehr gewährleistet ist.Both static and dynamic sealing systems are known for sealing two components. Static profile seals often consist of an elastomer and are used, for example, for sealing housing covers or as a flange seal. Often I-profile gaskets or O-rings are used for static sealing. The profile seals are intended to guarantee tightness between the components during various operating conditions, whereby existing dimensional and positional tolerances must be compensated. Grooves or depressions are regularly incorporated in components, or holding lugs provided on the profile seals in order to achieve a tight fit of the profile seals. During assembly, form-unstable elastomer seals are pressed between the components to achieve the desired sealing effect. When designing gaskets, in addition to the tolerances and the possible compressions, the thermal expansion must also be taken into account. Low temperatures can cause low compression and leaks. At high temperatures, elastomer seals that are placed in grooves can be damaged, since too much compression can result due to large material expansion. Pressed seals in a confined space, such as a groove, is limited space available. If the temperatures are too high, the elastomeric gasket expands so that it fills the space partially or completely. Thus, no supportive system pressure can act on the seal, which otherwise consists of, for example, in the space penetrating liquid. The lack of a system pressure favors the blow-by effect, whereby the seal is "overblown" and thus the tightness is no longer guaranteed.

Zurzeit kommen in Wärmemanagementmodulen bzw. Thermomanagementmodulen, welche in der Fahrzeugindustrie verwendet werden, I-Profildichtungen zum Einsatz. Nachteile dieser Dichtungen sind der benötigte Bauraum, da eine Einbaunut zum Einsetzen der Dichtung benötigt wird, sowie die eingeschränkte Möglichkeit, Bauteiltoleranzen auszugleichen. An der äußeren Wand der Nut bestehen hohe Drücke durch das abzudichtende Medium und die Verpressung der Dichtung, weshalb eine entsprechend stabile Dimensionierung der Bauteile erfolgen muss.At present, I-profile gaskets are used in thermal management modules or thermal management modules used in the automotive industry. Disadvantages of these seals are the required installation space, since a mounting groove is required for inserting the seal, and the limited ability to compensate for component tolerances. On the outer wall of the groove are high pressures through the medium to be sealed and the compression of the seal, which is why a correspondingly stable dimensioning of the components must be made.

Aus anderen Anwendungen sind auch Flanschdichtungen bekannt, die keine Einbaunut benötigen.Other applications also flange gaskets are known that do not require installation.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, ein verbessertes Dichtungselement zur Verfügung zu stellen, welches die Dichtheit zwischen angrenzenden Bauteilen verbessert, den benötigten Bauraumbedarf an den Bauteilen verringert, einfach zu montieren ist und bei welchem das Auftreten des Blow-by-Effektes vermindert ist. Weiterhin besteht eine Aufgabe darin, eine Dichtungsanordnung mit einem solchen Dichtungselement zur Verfügung zu stellen.It is an object of the present invention, starting from the prior art, to provide an improved sealing element which improves the tightness between adjacent components, reduces the required space requirement on the components, is easy to assemble, and in which the occurrence of the blow-by Effect is diminished. Furthermore, an object is to provide a seal assembly with such a sealing element available.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch ein Dichtungselement gemäß dem beigefügten Anspruch 1. Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Dichtungsanordnung gemäß dem nebengeordneten Anspruch 4 gelöst.According to the invention, the object is achieved by a sealing element according to the appended claim 1. Furthermore, the object is achieved by a sealing arrangement according to the independent claim 4.

Das erfindungsgemäße Dichtungselement umfasst einen elastischen Dichtungskörper, der zwei diametral angeordnete Dichtlippen besitzt. Dichtungskörper und Dichtlippen sind bevorzugt einstückig ausgebildet. Sowohl der Dichtungskörper als auch die Dichtlippen bestehen aus einem Elastomer. Jede Dichtlippe weist eine Dichtkante an ihrer distalen Seite auf, wobei die Dichtkante im eingebauten Zustand an dem jeweils angrenzenden Bauteil zur Anlage kommt. Weiterhin umfasst das Dichtungselement ein Stützelement zum Verstärken bzw. Versteifen des Dichtungskörpers. Bevorzugt ist das starre Stützelement aus einem stabilen Kunststoff hergestellt und besitzt in jedem Fall eine deutlich höhere Steifigkeit als der Dichtungskörper und die Dichtlippen. Das Stützelement ist durch einen Längssteg und einen Quersteg gebildet, sodass es im Querschnitt bevorzugt eine T-Form, aufweist. Der Quersteg ist senkrecht stehend auf der Längsseitenmitte des Längsstegs angeordnet, dementsprechend ist das Stützelement als T-Profil ausgebildet. Eine Querachse des Querstegs ist somit senkrecht zur Fußfläche des Längsstegs ausgerichtet. An seiner Stirnseite weist der Quersteg mindestens eine, vorzugsweise mehrere Nuten auf, die senkrecht zur Querachse und parallel zur Fußfläche des Längsstegs verläuft. Der Längssteg ist teilweise oder vollständig von dem Dichtungskörper umschlossen. An der dem Quersteg gegenüberliegenden Fußfläche des Längsstegs umschließt der Dichtungskörper den Längssteg vorzugsweise vollständig. Beispielsweise zum Zwecke der Materialeinsparung können aber an der Fußfläche auch Abschnitte verbleiben, die nicht vom Material des Dichtungskörpers überdeckt sind. Der Dichtungskörper erfasst den Quersteg entweder gar nicht oder allenfalls im Sockelbereich, der auf dem Längssteg aufsteht, sodass das vom Längssteg abgewandte freie Ende des Querstegs nicht vom Material des Dichtungskörpers umfasst ist. Jeweils eine Dichtlippe verläuft parallel zu einer Seitenfläche des Querstegs, mithin längs jeweils eines der beiden gegenüberliegenden Seitenkanten des Längsstegs. Die Dichtlippen sind bevorzugt symmetrisch um die Querachse des Querstegs angeordnet. Hierbei sind die Dichtlippen so angeordnet, dass jeweils zwischen einer Querstegsebene entlang der Querachse und einer Dichtlippenebene entlang einer Längsachse der Dichtlippe ein Winkel kleiner 90° aufgespannt wird. Mindestens eine, vorzugsweise beide Dichtlippen weisen an ihrer dem Quersteg zugewandten Seite von einer Berührungslinie der beiden Stege hin zur Dichtkante zunächst eine konkave Wölbung und etwa aber der Hälfte des Abstands weiter zur Dichtkante hin eine konvexe Wölbung auf. Die beiden Wölbungen gehen vorzugsweise in einem stetigen Verlauf ineinander über, sodass die Oberfläche der Dichtlippe auf der zum Quersteg zeigenden Seite eine S-Form beschreibt. Die vom Quersteg abgewandte Dichtlippenseite ist stattdessen konkav ausgebildet. Der Quersteg erstreckt sich entlang der Querachse ausgehend von der Berührungslinie der Stege weiter als die Dichtlippen. Die Ebene, in welcher das freie Ende des Querstegs liegt ist somit von der Ebene, in welcher die Berührungslinie der beiden Stege liegt, weiter beabstandet als die dazu parallele Ebene, in welcher die Dichtkanten der Dichtlippen liegen. Durch diese Formgebung verbleibt jeweils zwischen der Seitenfläche des Querstegs und der auf derselben Seite liegenden Dichtlippe ein Freiraum. Somit weist das Dichtungselement zwei Freiräume auf, die sich zu beiden Seiten des Querstegs in dessen Längsrichtung erstrecken.The sealing element according to the invention comprises an elastic sealing body which has two diametrically arranged sealing lips. Sealing body and sealing lips are preferably integrally formed. Both the seal body and the sealing lips are made of an elastomer. Each sealing lip has a sealing edge on its distal side, wherein the sealing edge comes into abutment in the installed state of the respectively adjacent component. Furthermore, the sealing element comprises a support element for reinforcing or stiffening of the sealing body. Preferably, the rigid support member is made of a stable plastic and in any case has a significantly higher rigidity than the seal body and the sealing lips. The support element is formed by a longitudinal web and a transverse web, so that it preferably has a T-shape in cross section. The crosspiece is arranged vertically standing on the longitudinal side of the middle longitudinal ridge, accordingly, the support element is formed as a T-profile. A transverse axis of the transverse web is thus aligned perpendicular to the foot surface of the longitudinal web. At its front side, the transverse web has at least one, preferably a plurality of grooves, which run perpendicular to the transverse axis and parallel to the foot surface of the longitudinal web. The longitudinal web is partially or completely enclosed by the sealing body. At the opposite side of the crosspiece foot surface of the longitudinal web, the sealing body surrounds the longitudinal web preferably completely. For example However, for the purpose of saving material, sections which are not covered by the material of the sealing body can also remain on the foot surface. The sealing body detects the crossbar either not at all or at most in the base area, which rests on the longitudinal web, so that the remote from the longitudinal web free end of the crosspiece is not covered by the material of the sealing body. In each case, a sealing lip runs parallel to a side surface of the transverse web, thus along each one of the two opposite side edges of the longitudinal web. The sealing lips are preferably arranged symmetrically about the transverse axis of the transverse web. Here, the sealing lips are arranged so that in each case between a transverse web plane along the transverse axis and a sealing lip plane along an axis of the sealing lip, an angle less than 90 ° is clamped. At least one, preferably both sealing lips have, on their side facing the transverse web, from a contact line of the two webs towards the sealing edge, first of all a concave curvature and approximately half of the distance further towards the sealing edge, a convex curvature. The two curvatures preferably merge into one another in a continuous course, so that the surface of the sealing lip on the side pointing to the crosspiece describes an S-shape. The side facing away from the crosspiece sealing lip side is instead formed concave. The transverse web extends along the transverse axis starting from the contact line of the webs further than the sealing lips. The plane in which the free end of the crossbar is located is thus spaced from the plane in which the contact line of the two webs, as the plane parallel thereto, in which lie the sealing edges of the sealing lips. By this shaping remains in each case between the side surface of the transverse web and lying on the same side sealing lip a space. Thus, the sealing element has two free spaces, which extend on both sides of the crosspiece in the longitudinal direction thereof.

Das Dichtungselement ist bevorzugt zum statischen Abdichten zwischen zwei zueinander im Normalzustand feststehenden Bauteilen ausgebildet, wobei diese Bauteile beispielsweise im Wartungsfall voneinander auch mehrfach getrennt werden können, ohne dass das Dichtungselement dadurch beschädigt werden soll.The sealing element is preferably designed for static sealing between two components which are fixed to one another in the normal state, wherein these components can also be separated several times, for example in case of maintenance, without the sealing element being damaged thereby.

Bevorzugt sind die Dichtlippen so angeordnet, dass zwischen der Querstegsebene entlang der Querachse und der Dichtlippenebene entlang der Längsachse der Dichtlippe ein Winkel von weniger als 60° besteht. Besonders bevorzugt wird ein Winkel von weniger als 45°, beispielsweise 35° aufgespannt.The sealing lips are preferably arranged such that an angle of less than 60 ° exists between the transverse web plane along the transverse axis and the sealing lip plane along the longitudinal axis of the sealing lip. Particularly preferred is an angle of less than 45 °, for example 35 ° spanned.

In einer Ausführungsform weisen die Dichtlippen zwischen der Dichtkante und der an ihrer dem Quersteg zugewandten Dichtlippenseite ausgebildeten konvexen Wölbung jeweils einen abgeflachten Dichtlippenbereich auf.In one embodiment, the sealing lips each have a flattened sealing lip area between the sealing edge and the convex curvature formed on its side facing the transverse web.

Bevorzugt ist das Stützelement aus einem festen Kunststoff und durch Spritzguss hergestellt.Preferably, the support element is made of a solid plastic and injection molded.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dichtungselements werden nachfolgend im Zusammenhang mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung beschrieben.Further preferred embodiments of the sealing element according to the invention are described below in connection with a sealing arrangement according to the invention.

Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung umfasst ein erstes Bauteil, welches eine erste Berührungsfläche aufweist. Weiterhin umfasst die Dichtungsanordnung ein zweites Bauteil mit einer zweiten Berührungsfläche und einer Anlagefläche. Die erste und die zweite Berührungsfläche liegen einander beabstandet gegenüber, vorzugsweise parallel zueinander. Die Anlagefläche ist am zweiten Bauteil angeordnet, wobei die Anlagefläche und die zweite Berührungsfläche vorzugsweise rechtwinklig zueinander stehen. Die Dichtungsanordnung umfasst weiterhin ein zwischen den beiden Bauteilen angeordnetes Dichtungselement, welches dem zuvor beschriebenen Dichtungselement in einer seiner Ausführungsformen entspricht. Die Dichtkante einer Dichtlippe des Dichtungselements liegt an der ersten Berührungsfläche an. Ebenso liegt die Dichtkante der anderen Dichtlippe an der zweiten Berührungsfläche an. Beide Dichtlippen sind zur Anlagefläche des zweiten Bauteils beabstandet. Die Stirnseite des Querstegs des Stützelements liegt an der Anlagefläche an, d.h. der Quersteg steht mit dem zweiten Bauteil kraftschlüssig in Kontakt.The sealing arrangement according to the invention comprises a first component which has a first contact surface. Furthermore, the sealing arrangement comprises a second component with a second contact surface and a contact surface. The first and second contact surfaces are spaced from each other, preferably parallel to each other. The contact surface is arranged on the second component, wherein the contact surface and the second contact surface are preferably perpendicular to each other. The sealing arrangement furthermore comprises a sealing element which is arranged between the two components and which corresponds to the sealing element described above in one of its embodiments. The sealing edge of a sealing lip of the sealing element bears against the first contact surface. Likewise, the sealing edge of the other sealing lip bears against the second contact surface. Both sealing lips are spaced from the contact surface of the second component. The end face of the transverse web of the support element bears against the contact surface, i. the crosspiece is in frictional contact with the second component.

Bevorzugt ist der Quersteg stirnseitig so ausgebildet, dass er unmittelbar an der Anlagefläche zum Anliegen kommt. Beispielsweise sind die Stirnseite und die Anlagefläche gemeinsam plan ausgebildet oder gemeinsam in gleicher Richtung gewölbt.Preferably, the transverse web is formed frontally so that it comes to rest directly on the contact surface. For example, the end face and the contact surface are formed jointly flat or curved together in the same direction.

In einer Ausführungsform sind die Bauteile und das Dichtungselement um eine gemeinsame Achse axial umlaufend angeordnet. Somit sind auch das Stützelement und der Dichtungskörper sowie die Dichtlippen axial umlaufend ausgebildet. Der Quersteg weist bevorzugt am Umfang seiner Stirnseite umlaufende Nuten auf, die zueinander beabstandet sind. Im Bereich der Nuten verbleiben somit Spalte zwischen dem Quersteg und der Anlagefläche.In one embodiment, the components and the sealing element are arranged axially circumferentially about a common axis. Thus, the support member and the seal body and the sealing lips are formed axially encircling. The transverse web preferably has circumferential grooves on the circumference of its end face, which are spaced apart from one another. In the region of the grooves, gaps thus remain between the transverse web and the contact surface.

In einer alternativen Ausführungsform ist das Dichtungselement stabförmig ausgebildet, wobei der Quersteg bevorzugt an seiner Stirnseite zueinander beabstandete Nuten aufweist, die quer zur Längsrichtung des Querstegs, also quer zur Längsrichtung des stabförmigen Dichtungselements verlaufen.In an alternative embodiment, the sealing element is rod-shaped, wherein the transverse web preferably at its front side spaced-apart grooves, which extend transversely to the longitudinal direction of the transverse web, ie transversely to the longitudinal direction of the rod-shaped sealing element.

Bevorzugt sind erstes und zweites Bauteil der Dichtungsanordnung als Gehäusebauteile ausgebildet. Preferably, the first and second components of the seal arrangement are designed as housing components.

Bevorzugt sind das erste Bauteil und das zweite Bauteil variabel beabstandet zueinander angeordnet, wobei die Bauteile zwischen einer minimalen und einer maximalen Toleranzlage beabstandet sind. Die Abstände der Bauteile zueinander geben die Stärke der Verpressung des Dichtungselements und somit die Toleranzlage der Bauteile zueinander vor. Bei einer geringen Verpressung des Dichtungselements besteht eine maximale Toleranzlage. Während der maximalen Toleranzlage liegen die Dichtkanten der Dichtlippen bevorzugt mit einer kleinen Fläche an den Berührungsflächen an, wobei jedenfalls eine durchgängige Dichtungslinie aufrecht erhalten bleibt. Bei einer großen Verpressung des Dichtungselements besteht eine minimale Toleranzlage. Während der minimalen Toleranzlage liegen die Dichtkanten der Dichtlippen bevorzugt mit einer großen Fläche an den Berührungsflächen an. Insbesondere die Dichtlippen verändern ihre Position während der verschiedenen Beabstandungen der Bauteile zueinander. Durch die vorteilhafte Form der Dichtlippen, insbesondere auf der dem Quersteg zugewandten Dichtlippenseite, weichen die Dichtlippen in den Freiraum zwischen dem Quersteg und der jeweiligen Dichtlippe aus, wenn sich der Abstand der sich gegenüberliegenden Berührungsflächen verringert. Da die Dichtlippen bei hoher Verpressung mit einer größeren Fläche an den Berührungsflächen der Bauteile anliegen, wird eine höhere Abdichtung gewährt, ohne jedoch die Dichtungslippen irreversible zu verformen. Die Abdichtung gegenüber einem Medium, welches auf der der Querstegsstirnseite gegenüber liegenden Seite des Dichtungselements zu diesem hin strömt bzw. auf dieses Druck ausübt, wird weiter durch ein in bestimmten Anwendungsfällen von der gegenüberliegenden Seite ggf. zugeführtes Fluid unterstützt. Das Fluid kann über die Nuten in die Freiräume einströmen. Das Fluid erzeugt einen Innendruck an den Dichtlippen, der dem Druck des von Außen anströmenden Mediums entgegen wirkt. Somit wird das Auftreten des Blow-by-Effekts vermindert. Das Dichtungselement ist damit eine selbstverstärkende Dichtung.Preferably, the first component and the second component are arranged at a variable distance from each other, wherein the components are spaced between a minimum and a maximum tolerance position. The distances between the components to each other specify the strength of the compression of the sealing element and thus the tolerance position of the components to each other. At a low compression of the sealing element, there is a maximum tolerance position. During the maximum tolerance position, the sealing edges of the sealing lips preferably bear against the contact surfaces with a small area, whereby in any case a continuous sealing line is maintained. At a large compression of the sealing element there is a minimum tolerance position. During the minimum tolerance position, the sealing edges of the sealing lips preferably bear against the contact surfaces with a large area. In particular, the sealing lips change their position during the different spacings of the components to each other. Due to the advantageous shape of the sealing lips, in particular on the crosspiece facing the sealing lip side, the sealing lips in the free space between the transverse web and the respective sealing lip, when the distance between the opposing contact surfaces is reduced. Since the sealing lips abut with high pressure at a larger area at the contact surfaces of the components, a higher seal is granted, but without irreversibly deform the sealing lips. The seal against a medium which flows on the side opposite to the transverse web end side of the sealing element to this point or exerts on this pressure is further supported by a fluid possibly supplied from the opposite side in certain applications. The fluid can flow into the free spaces via the grooves. The fluid generates an internal pressure at the sealing lips, which counteracts the pressure of the externally flowing medium. Thus, the occurrence of the blow-by effect is reduced. The sealing element is thus a self-reinforcing seal.

Das Dichtungselement ist aufgrund seines Aufbaus einfach und schnell zwischen den Bauteilen montierbar. An den Bauteilen sind keine Einbaunuten erforderlich.Due to its construction, the sealing element can be mounted easily and quickly between the components. No installation grooves are required on the components.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Dichtungselements ist, dass durch den zur Verfügung stehenden Freiraum sowie durch die Form der Dichtlippen auf Systemtemperaturänderungen mittels des Dichtungselements reagiert wird. Schädigungen durch zu hohe Temperaturen sind somit minimiert.A further advantage of the sealing element according to the invention is that the available free space as well as the shape of the sealing lips react to system temperature changes by means of the sealing element. Damage due to high temperatures are thus minimized.

Figurenlistelist of figures

Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dichtungselements;
2 eine stark vereinfachte Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung mit Dichtungselement in drei unterschiedlichen Toleranzlagen.

Further advantages and details of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a perspective view of a sealing element according to the invention;
2 a highly simplified cross-sectional view of a seal assembly according to the invention with sealing element in three different tolerance positions.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dichtungselements 01, welches einen elastischen Dichtungskörper 02 mit zwei an dem Dichtungskörper 02 einstückig angeformten Dichtlippen 03 umfasst. Die Dichtlippen 03 sind gegenüberliegend am Dichtungskörper 02 ausgebildet. An ihrer distalen Seite besitzen die Dichtlippen 03 jeweils eine Dichtkante 04, sowie einen abgeflachten Dichtlippenbereich 05. Der Dichtungskörper 02 mit den Dichtlippen 03 besteht aus einem Elastomer. 1 shows a perspective view of a sealing element according to the invention 01 , which is an elastic sealing body 02 with two on the seal body 02 integrally formed sealing lips 03 includes. The sealing lips 03 are opposite to the seal body 02 educated. On their distal side have the sealing lips 03 one sealing edge each 04 , as well as a flattened sealing lip area 05 , The seal body 02 with the sealing lips 03 consists of an elastomer.

Weiterhin umfasst das Dichtungselement 01 ein Stützelement 06 zum Verstärken bzw. Versteifen des Dichtungskörpers 02. Das Stützelement 06 besteht aus Kunststoff. Stützelement und Dichtungskörper lassen sich beispielsweise in einem 2-Komponenten-Spritzgussverfahren herstellen. Das Stützelement 06 umfasst einen Längssteg 07 und einen auf der Längsseitenmitte des Längsstegs 07 rechtwinklig aufstehenden Quersteg 08. Der Längssteg 07 und der Quersteg 08 sind quader- oder plattenförmig gebildet. Entlang seiner frei liegenden Stirnseite weist der Quersteg 08 mehrere gleichmäßig beabstandete Nuten 09 auf, die quer zur Längsrichtung des Querstegs verlaufen. Der Quersteg 08 besitzt eine Querachse 11. Die Dichtlippen 03 sind symmetrisch zur Querachse 11 des Querstegs 08 angeordnet, somit entspricht die Querachse 11 gleichzeitig der Symmetrieachse des Dichtungselements 01. Die Dichtlippen 03 sind jeweils so an dem Dichtungskörper 02 angeordnet, dass zwischen einer Querstegsebene, in welches sich die Querachse 11 erstreckt, und einer Dichtlippenebene, in welcher sich eine Dichtlippenlängsachse 12 der Dichtlippe 03 erstreckt, ein Winkel von etwa 45° aufgespannt ist. Auf der dem Quersteg 08 gegenüberliegenden Seite des Längsstegs 07 ist der Längssteg 07 vollständig vom Dichtungskörper 02 umgeben. Die Dichtlippen 03 weisen an ihrer dem Quersteg 08 zugewandten Dichtlippenseite 13 von einer Stegberührungslinie 14 hin zur Dichtkante 04 Wölbungen auf. Ab der Stegberührungslinie 14 besteht zunächst eine konkave Wölbung und daran anschließend zur Dichtkante 04 hin eine konvexe Wölbung. Anschließend an die konvexe Wölbung, liegt zwischen dieser und der Dichtkante 04 der abgeflachte Dichtlippenbereich 05. Die vom Quersteg 08 abgewandte Dichtlippenseite 16 ist konkav. Entlang der Querachse 11, ausgehend von der Stegberührungslinie 14, erstreckt sich der Quersteg 08 weiter als die Dichtlippen 03. Zwischen dem Quersteg 08 und den Dichtlippen 03 ist ein Freiraum 17 gebildet. Der Freiraum 17 bildet ein Freiraumvolumen, in das die Dichtlippen 03 bei Verpressung ausweichen können.Furthermore, the sealing element comprises 01 a support element 06 for reinforcing or stiffening the sealing body 02 , The support element 06 is made of plastic. Support element and sealing body can be produced for example in a 2-component injection molding process. The support element 06 includes a longitudinal ridge 07 and one on the longitudinal side center of the longitudinal web 07 right-angled upright crossbar 08 , The longitudinal bar 07 and the crossbar 08 are formed cuboid or plate-shaped. Along its exposed end face, the crosspiece points 08 a plurality of evenly spaced grooves 09 on, which extend transversely to the longitudinal direction of the crosspiece. The crossbar 08 has a transverse axis 11 , The sealing lips 03 are symmetrical to the transverse axis 11 of the crossbar 08 arranged, thus corresponds to the transverse axis 11 at the same time the axis of symmetry of the sealing element 01 , The sealing lips 03 are each so on the seal body 02 arranged that between a transverse web level, in which the transverse axis 11 extends, and a sealing lip plane in which there is a sealing lip longitudinal axis 12 the sealing lip 03 extends, an angle of approximately 45 ° is spanned. On the crossbar 08 opposite side of the longitudinal ridge 07 is the longitudinal ridge 07 completely from the seal body 02 surround. The sealing lips 03 indicate at their the crossbar 08 facing sealing lip side 13 from a bridge touch line 14 towards the sealing edge 04 Bulges on. From the bridge touch line 14 first there is a concave curvature and then to the sealing edge 04 towards a convex curvature. Following the convex curvature, lies between this and the sealing edge 04 the flattened sealing lip area 05 , The from the crossbar 08 facing away from the sealing lip side 16 is concave. Along the transverse axis 11 , starting from the web contact line 14 , the crosspiece extends 08 further than the sealing lips 03 , Between the crossbar 08 and the sealing lips 03 is a free space 17 educated. The open space 17 forms a free space volume into which the sealing lips 03 can avoid when pressed.

2 zeigt eine stark vereinfachte Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung 20 mit Dichtungselement 01 gemäß 1 in drei unterschiedlichen Toleranzlagen. In der linken Abbildung ist das Dichtungselement 01 in seiner ursprünglichen Form dargestellt, wobei das Dichtungselement 01 nicht eingebaut ist. 2 shows a highly simplified cross-sectional view of a seal assembly according to the invention 20 with sealing element 01 according to 1 in three different tolerance positions. In the left picture is the sealing element 01 shown in its original form, wherein the sealing element 01 not installed.

Die mittlere Abbildung der 2 zeigt die Dichtungsanordnung 20 bei minimaler Verpressung des Dichtungselements 01 in eingebauter Lage. Hierbei liegt das Dichtungselement 01 zwischen einem ersten Bauteil 21 und einem zweiten Bauteil 22. Das erste Bauteil 21 besitzt eine erste Berührungsfläche 23. Das zweite Bauteil 22 umfasst eine zweite Berührungsfläche 24 und eine Anlagefläche 26. Die erste Berührungsfläche 23 und die zweite Berührungsfläche 24 liegen einander gegenüber. Die zweite Berührungsfläche 24 und die Anlagefläche 26 stehen rechtwinklig zueinander. Das Dichtungselement 01 ist zwischen den Bauteilen 21, 22 so angeordnet, dass die Stirnseite des Querstegs 08 des Stützelements 06 an der Anlagefläche 26 des zweiten Bauteils 22 unmittelbar anliegt. Die an der Stirnseite des Querstegs 08 eingebrachten Nuten 09 bilden kleine Zwischenräume zwischen Quersteg 08 und Anlagefläche 26, durch die ein Medium strömen kann. Das Dichtungselement 01 ist zwischen den Bauteilen 21, 22 minimal verpresst, so dass eine maximale Toleranzlage besteht. Die minimale Verpressungslage 27 für das Dichtungselement 01 entspricht der gestrichelten Linie. Im eingebauten Zustand, während der minimalen Verpressungslage 27, liegen die Dichtlippen 03 mit ihrer Dichtkante 04 an den Berührungsflächen 23, 24 der Bauteile an. Durch die minimale Verpressung ragen die Dichtlippen 03 minimal in den Freiraum 17.The middle picture of the 2 shows the seal assembly 20 with minimal compression of the sealing element 01 in built-in location. This is the sealing element 01 between a first component 21 and a second component 22 , The first component 21 has a first contact surface 23 , The second component 22 includes a second interface 24 and a contact surface 26 , The first contact surface 23 and the second interface 24 lie opposite each other. The second interface 24 and the contact surface 26 stand at right angles to each other. The sealing element 01 is between the components 21 . 22 arranged so that the front side of the crosspiece 08 of the support element 06 at the contact surface 26 of the second component 22 immediately applied. The at the front of the crosspiece 08 introduced grooves 09 form small spaces between crossbar 08 and contact surface 26 through which a medium can flow. The sealing element 01 is between the components 21 . 22 minimally compressed, so that there is a maximum tolerance position. The minimum compression position 27 for the sealing element 01 corresponds to the dashed line. When installed, during the minimum pressing position 27 , lie the sealing lips 03 with its sealing edge 04 at the contact surfaces 23 . 24 of the components. Due to the minimal compression, the sealing lips protrude 03 minimal in the free space 17 ,

Die rechte Abbildung der 2 zeigt die Dichtungsanordnung 20 bei maximaler Verpressung des Dichtungselements 01 in eingebauter Lage. Im Unterschied zur mittleren Abbildung der 2 ist das Dichtungselement 01 zwischen den Bauteilen 21, 22 maximal verpresst, so dass eine minimale Toleranzlage besteht. Die maximale Verpressungslage 28 für das Dichtungselement 01 entspricht der strichpunktierten Linie. Im eingebauten Zustand während der maximalen Verpressungslage 28 liegen die Dichtlippen 03 mit ihrer Dichtkante 04 sowie teilweise mit ihrer dem Quersteg 08 abgewandte Dichtlippenseite 16 an den Berührungsflächen 23, 24 der Bauteile an. Durch die maximale Verpressung ragen die Dichtlippen 03 maximal in den Freiraum 17. Allerdings füllen die Dichtlippen 03 den Freiraum 17 nicht vollständig aus, so dass ein einzubringendes Medium eine Kraft an den Dichtlippen 03 erzeugen kann, die einer Kraft, welche von einem abzudichtenden Medium aufgebracht wird und auf die dem Quersteg 08 abgewandte Dichtlippenseite 16 wirkt, entgegenwirkt.The right picture of the 2 shows the seal assembly 20 at maximum compression of the sealing element 01 in built-in location. In contrast to the middle picture of the 2 is the sealing element 01 between the components 21 . 22 compressed maximum, so that a minimum tolerance exists. The maximum compression position 28 for the sealing element 01 corresponds to the dash-dotted line. When installed during the maximum compression position 28 lie the sealing lips 03 with its sealing edge 04 as well as partially with her the crossbar 08 facing away from the sealing lip side 16 at the contact surfaces 23 . 24 of the components. Due to the maximum compression, the sealing lips protrude 03 maximum in the free space 17 , However, the sealing lips fill up 03 the free space 17 not completely out, so that a medium to be introduced a force on the sealing lips 03 can generate, that of a force which is applied by a medium to be sealed and on the crosspiece 08 facing away from the sealing lip side 16 works, counteracts.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

0101: Dichtungselementsealing element
0202: Dichtungskörperseal body
0303: Dichtlippesealing lip
0404: Dichtkantesealing edge
0505: abgeflachter Dichtlippenbereichflattened sealing lip area
0606: Stützelementsupport element
0707: Längssteglongitudinal web
0808: Querstegcrosspiece
0909: Nutgroove
1010: --
1111: Querachsetransverse axis
1212: DichtlippenlängsachseSealing lip longitudinal axis
1313: Quersteg 08 zugewandte Dichtlippenseitecrosspiece 08 facing sealing lip side
1414: StegberührungslinieSteg contact line
1515: --
1616: Quersteg 08 abgewandte Dichtlippenseitecrosspiece 08 facing away from the sealing lip side
1717: Freiraumfree space
1818: --
1919: --
2020: Dichtungsanordnungsealing arrangement
2121: erstes Bauteilfirst component
2222: zweites Bauteilsecond component
2323: erste Berührungsflächefirst contact area
2424: zweite Berührungsflächesecond contact surface
2525: --
2626: Anlageflächecontact surface
2727: minimale Verpressungslageminimal compression position
2828: maximale Verpressungslagemaximum compression position

Claims

Sealing element (01) comprising: - an elastic sealing body (02) with two opposing sealing lips (03), each sealing lip (03) having a sealing edge (04) on its distal side; and - a T-shaped support element (06) for reinforcing or stiffening the sealing body (02) consisting of a longitudinal web (07) and a transverse web (08), wherein the longitudinal web (07) is at least partially surrounded by the sealing body (02) ; - wherein the sealing lips (03) each extend parallel to a side surface of the transverse web (08), and wherein the sealing lips (03) are arranged so that in each case between a transverse web plane along the transverse axis (11) of the transverse web and a sealing lip plane along the longitudinal axis ( 12) of the sealing lip (03) an angle less than 90 ° is clamped; - At least one of the sealing lips (03) at its the crossbar (08) facing the sealing lip side (13) from a contact line (14) of the two webs (07, 08) towards the sealing edge (04), first a concave curvature and then a convex Has curvature, and wherein the transverse web (08) facing away from the sealing lip side (16) is concave; - Wherein along the transverse axis (11) starting from the contact line (14) of the webs (07, 08) of the transverse web (08) extends further than the sealing lips (03); - And in each case between the side surface of the transverse web (08), which is parallel to the transverse axis (11), and the adjacent there sealing lip (03) extends a free space (17) in the longitudinal direction of the transverse web (08).

After sealing element (01) Claim 1 , characterized in that it is designed for static sealing between two mutually fixed in the normal state components.

After sealing element (01) Claim 1 or 2 , characterized in that in each case between the transverse web level along the transverse axis (08) and the sealing lip plane along the longitudinal axis (07) of the sealing lip (03) an angle of less than 60 °, preferably of less than 45 ° is clamped.

Sealing element (01) according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that in the end face of the transverse web (08) one or more grooves (09) are formed in which extend transversely to the longitudinal direction of the transverse web.

A seal assembly (20) comprising: - a first member (21) having a first interface (23); - A second component (22) having a second contact surface (24) and a contact surface (26), wherein the second contact surface (24) of the first contact surface (23) opposite and the contact surface (26) and the second contact surface (24) at an angle to each other stand; and - between the two components (21, 22) arranged sealing element (01) according to one of Claims 1 to 4 , wherein the sealing edge (04) abuts a sealing lip (03) on the first contact surface (23) and the sealing edge (04) of the other sealing lip (03) on the second contact surface (24), wherein the sealing lips (03) to the contact surface (26 ) are spaced; and wherein the end face of the transverse web (08) on the contact surface (26) comes to rest.

Seal arrangement (20) according to Claim 5 , characterized in that the transverse web (08) at the end directly to the contact surface (26) comes to rest, wherein the end face at least one groove (09) in the transverse web (08) is formed, which extends transversely to the longitudinal direction of the crosspiece and a space to the contact surface (26) leaves free.

Seal arrangement (20) according to Claim 5 or 6 , characterized in that the sealing element (01) is arranged axially circumferentially about a common axis of the components (21, 22).

Sealing arrangement (20) according to one of Claims 5 to 7 , characterized in that the first component (21) and the second component (22) are designed as housing components.

Sealing arrangement (20) according to one of Claims 5 to 8th , characterized in that the first component (21) and the second component (22) are variably spaced from each other, wherein the components (21, 22) can assume a position between a minimum and a maximum tolerance position.

Seal arrangement (20) according to Claim 9 , characterized in that the minimum tolerance position at a maximum allowable compression of the sealing element (01), and the maximum tolerance position with a minimum allowable compression of the sealing element (01) consists.