DE102017106435A1 - Sealing support surface and sealing arrangement - Google Patents
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- F16J15/12—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering
- F16J15/121—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing with metal reinforcement or covering with metal reinforcement
Abstract
Bei einer Dichtungs-Stützfläche (9) eines eine ringförmige Dichtung (5) aufnehmenden Bauteils, wobei das Bauteil eine die Dichtung (5) aufnehmende, als geschlossener Ring umlaufende Nut (6) aufweist und die Nut (6) eine so genannte Druckseite aufweist, welche im Betrieb des Bauteils einem ersten, vergleichsweise höheren Druckniveau zugewandt ist, sowie eine so genannte Stützfläche (9) aufweist, welche im Betrieb des Bauteils einem zweiten, vergleichsweise geringeren Druckniveau zugewandt ist, und gegen welche sich die Dichtung (5) im Betrieb des Bauteils abstützt, schlägt die Erfindung vor, dass die Stützfläche (9) eine Hinterschneidung (8) aufweist. Weiterhin schlägt die Erfindung eine Abdichtungs-Anordnung vor, mit zwei aneinander grenzenden Bauteilen, welche miteinander in einer so genannten axialen Richtung verbunden sind, wobei eines der beiden Bauteile eine Nut (6) und eine darin angeordnete Dichtung (5) aufweist sowie die erwähnte Stützfläche (9), und wobei die Dichtung (5) als Axialdichtung ausgestaltet ist.In a sealing support surface (9) of an annular seal (5) receiving component, wherein the component has a seal (5) receiving, as a closed ring circumferential groove (6) and the groove (6) has a so-called pressure side, which faces a first, comparatively higher pressure level during operation of the component, and a so-called support surface (9), which faces a second, comparatively lower pressure level during operation of the component and against which the seal (5) moves during operation of the component Component supports, the invention proposes that the support surface (9) has an undercut (8). Furthermore, the invention proposes a sealing arrangement, with two adjacent components, which are connected to one another in a so-called axial direction, wherein one of the two components has a groove (6) and a seal (5) arranged therein and the mentioned support surface (9), and wherein the seal (5) is designed as an axial seal.
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtungs-Stützfläche und eine Abdichtungsanordnung.The invention relates to a sealing support surface and a sealing arrangement.
Aus der Praxis ist es bekannt, Dichtungen in einen Aufnahmeraum eines Bauteils einzulegen. Ein solcher Aufnahmeraum kann zu mehreren Richtungen hin offen sein, oder er kann im Sinne einer klassischen Nut zu drei Richtungen hin begrenzt sein und nur zu einer Richtung hin offen sein. Vereinfachend und ohne auf eine bestimmte Geometrie eingeschränkt zu sein, wird der Aufnahmeraum des Bauteils, der die Dichtung aufnimmt, nachfolgend stets als Nut bezeichnet. Dabei betrifft der vorliegende Vorschlag keine linearen Dichtungen mit zwei Enden, sondern vielmehr ringförmig verlaufende Dichtungen, wobei der Ring, den die Dichtungen bilden, kreisförmig oder auch abweichend von einer Kreisform verlaufen kann. Jedenfalls ergeben sich innerhalb des von der Dichtung eingeschlossenen Raums im Betrieb des Bauteils andere Druckverhältnisse als außerhalb des von der Dichtung umschlossenen Raums, wie dies beispielsweise bei einem Ölfilter einer Verbrennungskraftmaschine der Fall ist. Beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine und dementsprechend beim Betrieb des Ölfilters treten im Vergleich zur Außenatmosphäre innerhalb des Ölfilters höhere Drücke auf, insbesondere im noch nicht betriebswarmen Zustand der Verbrennungskraftmaschine, wenn das Öl eine vergleichsweise hohe Viskosität aufweist.From practice it is known to insert seals in a receiving space of a component. Such a receiving space may be open in several directions, or it may be bounded in three directions in the sense of a classical groove and open only in one direction. To simplify and without being limited to a specific geometry, the receiving space of the component which receives the seal, hereinafter referred to as a groove. In this case, the present proposal does not relate to linear seals with two ends, but rather annular seals, wherein the ring, which form the seals may be circular or deviating from a circular shape. In any case, within the space enclosed by the seal during operation of the component other pressure conditions arise than outside of the space enclosed by the seal, as is the case for example in an oil filter of an internal combustion engine. During operation of the internal combustion engine and accordingly during operation of the oil filter occur in comparison to the outside atmosphere within the oil filter higher pressures, especially in the not yet warm operating condition of the internal combustion engine, when the oil has a comparatively high viscosity.
Dementsprechend weist die Nut, in welcher die Dichtung verläuft, eine so genannte Druckseite auf, welche nach innen weist, also dem Bereich zugewandt ist, in dem das vergleichsweise höhere Druckniveau herrscht. Nach außen hin weist die Nut eine Stützfläche auf, gegen welche die Dichtung gepresst wird, so dass sich die Dichtung gegen diese Stützfläche abstützt.Accordingly, the groove in which the seal extends, a so-called pressure side, which faces inward, that is, faces the region in which the comparatively higher pressure level prevails. Outwardly, the groove has a support surface against which the seal is pressed, so that the seal is supported against this support surface.
Unter ungünstigen Betriebsbedingungen, wie sie beispielsweise beim Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine herrschen, kann der hohe Betriebsdruck auf der Druckseite dazu führen, dass die beiden aneinander anliegenden Bauteile, die mittels der Dichtung gegeneinander abgedichtet werden sollen auseinander gedrückt werden und ein Spalt entsteht, in welchen die Dichtung hineingedrückt wird. Diese Problematik tritt beispielsweise auf, wenn eines der beiden Bauteile unter den herrschenden Betriebsbedingungen verformbar ist. Dies kann beispielweise der Fall sein, wenn ein Bauteil aus Kunststoff besteht, wie dies beispielsweise bei dem Deckel eines Ölfilters einer Verbrennungskraftmaschine der Fall sein kann. Aus wirtschaftlichen Gründen ist die Wandstärke des Deckels möglichst gering zu wählen. Aus wirtschaftlichen Gründen, betreffend die Materialersparnis, und auch wegen des erforderlichen Bauraums ist es häufig erforderlich, auf Versteifungsrippen am Deckel zu verzichten, so dass es zu den genannten Verformungen kommen kann. Dabei ist zunächst die Dichtheit der gesamten Dichtungsanordnung noch zuverlässig gewährleistet.Under unfavorable operating conditions, as prevail, for example, during cold start of the internal combustion engine, the high operating pressure on the pressure side can cause the two adjacent components that are to be sealed by means of the seal against each other are pressed apart and creates a gap in which the seal is pressed into it. This problem occurs, for example, when one of the two components is deformable under the prevailing operating conditions. This may be the case, for example, if a component consists of plastic, as may be the case, for example, in the case of the cover of an oil filter of an internal combustion engine. For economic reasons, the wall thickness of the lid should be as low as possible. For economic reasons, concerning the material savings, and also because of the required space, it is often necessary to dispense with stiffening ribs on the lid, so that it can come to the said deformations. Initially, the tightness of the entire seal assembly is still reliably guaranteed.
Wenn jedoch keine vollständige Rückverformung der Dichtung erfolgt, sondern diese zumindest bereichsweise in dem erwähnten Spalt eingeklemmt verbleibt, so kann durch eine Anzahl der genannten ungünstigen Betriebsbedingungen ein Fortschritt der Dichtung in den Spalt hinein bewirkt werden, bis schließlich im ungünstigsten Fall die Dichtung insgesamt nicht mehr in der Nut angeordnet ist, sondern ausschließlich in dem Spalt zwischen den beiden Bauteilen. Im weiteren Verlauf, wenn die ungünstigen Betriebsbedingungen nach wie vor regelmäßig immer wieder auftreten, kann die Dichtung in diesem Bereich aus dem Spalt herausgedrängt werden, so dass spätestens nun die Dichtheit der Dichtungsanordnung nicht mehr gegeben ist, selbst wenn von dieser geschilderten Verformung lediglich ein kleiner Umfangsabschnitt der gesamten Dichtung betroffen ist.However, if there is no complete recovery of the seal, but this remains at least partially trapped in the mentioned gap, so can be effected by a number of unfavorable operating conditions, a progress of the seal into the gap, until finally in the worst case, the seal no longer altogether is disposed in the groove, but only in the gap between the two components. In the course, if the unfavorable operating conditions continue to occur again and again, the seal can be forced out of the gap in this area, so that no later than the tightness of the seal assembly is no longer present, even if only a small of this deformation described Peripheral section of the entire seal is affected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Dichtungsstützfläche dahingehend zu verbessern, dass diese auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen eine unerwünschte Verformung der Dichtung vermeidet. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung anzugeben, die bei Verwendung wirtschaftlich herstellbarer Bauteile die Dichtheit der Dichtungsanordnung auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen sicherstellt.The invention has for its object to improve a generic seal support surface to the effect that this avoids undesirable deformation of the seal even under unfavorable operating conditions. Furthermore, the invention has for its object to provide a seal assembly that ensures the tightness of the seal assembly even under unfavorable operating conditions when using economically manufacturable components.
Diese Aufgabe wird durch eine Dichtungsstützfläche nach Anspruch 1 und eine Abdichtungsanordnung nach Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.This object is achieved by a sealing support surface according to
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, dass die Stützfläche eine Hinterschneidung aufweist, so dass innerhalb der Nut ein Aufnahmeraum geschaffen wird, in dem die Dichtung während des Betriebs der Anordnung durch die herrschenden Druckverhältnisse gedrückt wird. Die Hinterschneidung wird durch einen Vorsprung begrenzt, den die Dichtung zunächst überwinden müsste, um aus dem Aufnahmeraum der Nut herauszugelangen und sich beispielsweise in den erwähnten Spalt zwischen den beiden Bauteilen hineinzubewegen. Die herrschenden Druckkräfte verhindern jedoch genau eine solche Bewegung, so dass die Dichtung zuverlässig innerhalb der Nut gehalten wird. Die Entstehung des Spaltes zwischen den beiden Bauteilen wird auf diese Weise nicht vermieden. Es können also durchaus preisgünstige Werkstoffe verwendet werden oder die Bauteile wirtschaftlich vorteilhaft so dimensioniert werden, dass sie eine Verformbarkeit zulassen, welche die Entstehung des Spaltes zwischen den beiden Bauteilen bewirkt. Wenn die ungünstigen Betriebsverhältnisse nicht mehr herrschen, beispielsweise ein ungewöhnlich hoher Innendruck in einem Ölfilter einer Verbrennungskraftmaschine, so verformen sich die Bauteile in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Es kann daher ein mehrfaches „Pulsieren“ stattfinden, ohne dass damit eine schrittweise Verformung der Dichtung einhergeht, allmählich in den Spalt zwischen den beiden Bauteilen zu wandern, so dass dementsprechend auch nach mehreren derartigen Pulsationen bzw. Druckzyklen, die Dichtheit der Dichtungsanordnung gewährleistet bleibt.In other words, the invention proposes that the support surface has an undercut, so that a receiving space is created within the groove, in which the seal is pressed by the prevailing pressure conditions during operation of the arrangement. The undercut is limited by a projection that would first have to overcome the seal to get out of the receiving space of the groove and move in, for example, in the gap mentioned between the two components. However, the prevailing pressure forces prevent precisely such a movement, so that the seal is reliably held within the groove. The formation of the gap between the two components is not avoided in this way. So it can be used quite inexpensive materials or the components economically advantageous dimensioned be that they allow a deformability, which causes the formation of the gap between the two components. If the unfavorable operating conditions no longer prevail, for example, an unusually high internal pressure in an oil filter of an internal combustion engine, so the components deform back to their original state. It can therefore take place a multiple "pulsation", without this is accompanied by a gradual deformation of the seal to gradually migrate into the gap between the two components, so that, accordingly, after several such pulsations or pressure cycles, the tightness of the seal assembly is guaranteed.
Dabei kann vorteilhaft die beschriebene Dichtung in Art einer Axialdichtung ausgestaltet sein, bei welcher die vorbeschriebenen Probleme in der Praxis insbesondere auftauchen und durch die vorschlagsgemäße Ausgestaltung der Stützfläche beseitigt werden können. Die beiden aneinander grenzenden Bauteile einer solchen Abdichtungsanordnung sind miteinander in einer so genannten axialen Richtung verbunden, beispielsweise miteinander verklammert, verschraubt oder dergleichen. Die Dichtung zwischen diesen beiden Bauteilen ist als Axialdichtung ausgestaltet, wird also in axialer Richtung an die beiden Bauteile gepresst und durch die erwähnten Druckverhältnisse in radialer Richtung durch den Druck beaufschlagt.In this case, advantageously, the seal described can be configured in the manner of an axial seal, in which the above-described problems in particular emerge in practice and can be eliminated by the proposed embodiment of the support surface. The two adjacent components of such a sealing arrangement are connected to each other in a so-called axial direction, for example, clamped together, screwed or the like. The seal between these two components is designed as an axial seal, that is pressed in the axial direction of the two components and acted upon by the mentioned pressure conditions in the radial direction by the pressure.
Die Hinterschneidung der Stützfläche kann innerhalb des die Nut aufweisenden Bauteils durch eine spanabhebende Bearbeitung geschaffen werden. Besonders wirtschaftlich kann sie jedoch Werkzeug fallend geschaffen werden, indem beispielsweise ein Spritzgusswerkzeug für ein Kunststoffbauteil die entsprechende Hinterschneidung unmittelbar im Formhohlraum bewirkt. Wenn das Kunststoffbauteil bei vergleichsweise hoher Temperatur aus dem Werkzeug entnommen wird, ist es noch so weit verformbar, dass es elastisch verformbar aus der Form entnommen werden kann.The undercut of the support surface can be created within the groove having the component by a machining operation. Particularly economical, however, it can be created falling tool by, for example, an injection molding tool for a plastic component causes the corresponding undercut directly in the mold cavity. If the plastic component is removed from the tool at a comparatively high temperature, it can still be deformed so far that it can be removed from the mold in an elastically deformable manner.
Alternativ kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Stützfläche als separates Zusatzbauteil ausgestaltet ist, welches in die Nut eingesetzt werden kann. Dieses Zusatzbauteil kann beispielsweise als Ring ausgestaltet sein, welcher in die ringförmig verlaufende Nut des Bauteils eingesetzt werden kann, wobei das Zusatzbauteil beispielsweise einen etwa L-förmigen Querschnitt aufweisen kann, um auf diese Weise die Hinterschneidung zu bilden. Auf diese Weise kann mit zwei hinterschneidungsfreien Elementen, nämlich einerseits dem grundsätzlichen Bauteil und andererseits dem Zusatzbauteil, welche jeweils für sich genommen, problemlos aus einer Spritzgussform entnommen werden können, insgesamt eine Nut geschaffen werden, deren Stützfläche die vorschlagsgemäße Hinterschneidung aufweist.Alternatively it can be advantageously provided that the support surface is designed as a separate additional component, which can be inserted into the groove. This additional component may for example be designed as a ring which can be inserted into the annular groove of the component, wherein the additional component may for example have an approximately L-shaped cross-section, to form in this way the undercut. In this way, with two undercut-free elements, namely on the one hand the basic component and on the other hand the additional component, which can be taken individually, easily taken from an injection mold, a total of a groove can be created, the support surface has the proposed undercut.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass das die Nut aufweisende Bauteil aus wenigstens zwei Elementen besteht und dass die Nut durch diese beiden zusammenwirkenden Elemente geschaffen wird. Während das oben erwähnte Zusatzbauteil in eine bereits vorhandene Nut des Bauteils eingesetzt werden kann, ist bei dieser Alternative vorgesehen, dass erst durch das Zusammenwirken beider Elemente die Nut des Bauteils geschaffen wird.Alternatively, it can be provided that the component having the groove consists of at least two elements and that the groove is created by these two cooperating elements. While the above-mentioned additional component can be used in an already existing groove of the component, it is provided in this alternative that only by the interaction of both elements, the groove of the component is created.
Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass sich die Hinterschneidung nicht entlang des gesamten Umfangs der ringförmigen Nut erstreckt, sondern lediglich in einem bestimmten Abschnitt des Umfangs der Nut, wobei je nach Ausgestaltung des Bauteils lediglich ein derartiger, mit einer Hinterschneidung versehener Abschnitt oder mehrere derartige Abschnitte vorgesehen sein können. Diese segmentartige, auf einen Abschnitt der Nut beschränkte Ausgestaltung der Hinterschneidung bewirkt beispielsweise bei einer Werkzeug fallenden Formgebung des Bauteils eine leichtere Entnahme des Bauteils aus dem Werkzeug, da die durch die Hinterschneidung auftretenden Haltekräfte dementsprechend verringert sind. Zudem wird durch die segmentierte Ausgestaltung der Hinterschneidung Material eingespart, denn Materialvorsprünge, welche zur Schaffung der Hinterschneidung erforderlich sind, können dementsprechend auf bestimmte Abschnitte des Nutumfangs beschränkt werden, so dass an den übrigen Abschnitten der Nut auf diese Materialvorsprünge und das damit verbundene Material verzichtet werden kann. Die segmentierte Ausgestaltung der Hinterschneidung kann insbesondere bei solchen Bauteilen vorteilhaft sein, wo Verschraubungsstellen entlang dem Umfang der Dichtung bzw. der Nut in unterschiedlichen Abständen zur Dichtung vorgesehen sind oder aus anderen Gründen bestimmte Abschnitte der Nut, beispielsweise längere geradlinige Abschnitte, die besonders gegen Verformungen anfällig sind, gesichert werden müssen.Advantageously, it may be provided that the undercut does not extend along the entire circumference of the annular groove, but only in a certain portion of the circumference of the groove, wherein depending on the configuration of the component, only such a section provided with an undercut or several such sections provided could be. This segment-like, limited to a portion of the groove configuration of the undercut causes, for example, in a mold falling shaping of the component easier removal of the component from the tool, since the holding forces occurring through the undercut are reduced accordingly. In addition, material is saved by the segmented configuration of the undercut, because material projections, which are required to create the undercut, can accordingly be limited to specific sections of the groove circumference, so that the material protrusions and the material associated therewith are dispensed with at the remaining sections of the groove can. The segmented configuration of the undercut can be particularly advantageous in those components where Verschraubungsstellen along the circumference of the seal or the groove are provided at different distances to the seal or other reasons certain sections of the groove, for example, longer straight sections, especially susceptible to deformation are, must be secured.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the purely schematic representations.
Dabei zeigt
-
1 einen Axialschnitt durch ein vereinfachtes Ölfiltergehäuse im Bereich des Deckels des Ölfilters, -
2 eine Detailansicht von1 , entsprechend dem Detail II in1 , in einem gegenüber1 größerem Maßstab, die -
3 bis6 unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Stützflächen, jeweils in einer Ansicht ähnlich2 -
7 eine Ansicht auf eine Axialdichtung, und -
8 eine perspektivische Ansicht auf den als Detail VIII bezeichneten Bereich von7 , in einem gegenüber7 größeren Maßstab, -
9 eine Seitenansicht von außen auf den Deckelbereich eines Ölfilters, -
10 einen Vertikalschnitt durch die Anordnung von9 , -
11 das Detail XI aus10 in einem gegenüber10 größeren Maßstab, und -
12 eine perspektivische Ansicht auf einen Haltering, der die Stützfläche der Anordnung der9 bis11 bildet.
-
1 an axial section through a simplified oil filter housing in the region of the lid of the oil filter, -
2 a detailed view of1 , according to the detail II in1 in a opposite1 larger scale, the -
3 to6 different embodiments of supporting surfaces, each similar in aview 2 -
7 a view of an axial seal, and -
8th a perspective view of the area designated as Detail VIII range of7 in a opposite7 larger scale, -
9 a side view from the outside on the lid portion of an oil filter, -
10 a vertical section through the arrangement of9 . -
11 the detail XI off10 in one opposite10 larger scale, and -
12 a perspective view of a retaining ring, the support surface of the arrangement of9 to11 forms.
In
Die Verschraubung des Schraubdeckels
Wie insbesondere
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der
In
Das gleiche gilt für das Ausführungsbeispiel der
Die
Die Dichtung
Die
Die Dichtungen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Ölfilteroil filter
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Schraubdeckelscrew
- 44
- Dornmandrel
- 55
- Dichtungpoetry
- 66
- Nutgroove
- 77
- Vorsprunghead Start
- 88th
- Hinterschneidungundercut
- 99
- Stützflächesupport surface
- 1010
- Zusatzbauteiladditional component
- 1111
- Verschraubungsstellenscrew connection points
- 1212
- Halteringretaining ring
- 1414
- Flanschflange
- 1515
- Rasthakenlatch hook
- 1616
- Halteflanschretaining flange
- 1717
- Dichtungsnutseal groove
Claims (5)
Priority Applications (1)
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DE102017106435.4A DE102017106435A1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Sealing support surface and sealing arrangement |
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DE102017106435.4A DE102017106435A1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Sealing support surface and sealing arrangement |
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DE102017106435A1 true DE102017106435A1 (en) | 2018-09-27 |
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ID=63450245
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DE102017106435.4A Pending DE102017106435A1 (en) | 2017-03-24 | 2017-03-24 | Sealing support surface and sealing arrangement |
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- 2017-03-24 DE DE102017106435.4A patent/DE102017106435A1/en active Pending
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