DE102017200681B4 - Gasket and method of making a gasket - Google Patents
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Abstract
Dichtung (10) zum wenigstens teilweisen thermischen Abdichten eines Verschlusses und einer Öffnung gegeneinander, insbesondere zum Abdichten einer Backofentür, mit einem Dichtkörper (12), welcher eine außenseitige Faserschicht (14) und ein innenseitiges elastisches Polymerinlay (16) umfasst, wobei das Polymerinlay einen Silikonwerkstoff umfasst und wobei das Polymerinlay eine durchgängige geschlossene Oberfläche entlang der gesamten Längserstreckung der Dichtung aufweist.Seal (10) for at least partially thermally sealing a closure and an opening from one another, in particular for sealing an oven door, with a sealing body (12) which comprises a fiber layer (14) on the outside and an elastic polymer inlay (16) on the inside, the polymer inlay having a Includes silicone material and wherein the polymer inlay has a continuous closed surface along the entire longitudinal extent of the seal.
Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Dichtung.The invention relates to a seal. Furthermore, the invention relates to a method for producing a seal.
Prinzipiell dient eine Dichtung dazu, eine Öffnung derart verschließen zu können, dass es zu einem verringerten Übergang von Wärme und/oder Medien an der Dichtstelle kommen kann. Beispielsweise kann eine Dichtung zwischen einem einen Raum begrenzenden Gehäuse und einem öffnungsfähigen Verschluss für den Zugang zu diesem Raum angeordnet sein. Die Dichtung verringert dann Wärmeverluste und Medienverluste des Raumes an einer Verschlussstelle bei dem Verschluss in Schließstellung.In principle, a seal is used to be able to close an opening in such a way that there can be a reduced transfer of heat and/or media at the sealing point. For example, a seal may be placed between a housing defining a space and an openable closure for access to that space. The seal then reduces heat losses and media losses from the space at a closure point when the closure is in the closed position.
Bei Backöfen ist es beispielsweise üblich, an einem Teil des Backofengehäuses eine elastische Dichtung, beispielsweise aus Silikon, anzuordnen, insbesondere an einem eine Zugangsöffnung umgebenden Bereich des Gehäuses. In Zusammenwirken mit einer Backofentür kann so ein Garraum des Backofens besonders gut abgedichtet bzw. verschlossen werden. Ein Austreten eines heißen Luftstroms und/oder von Wärmestrahlung an der Backofentür kann so gut reduziert und/oder verhindert werden. Nachteilig an einer solchen elastischen Dichtung ist jedoch, dass deren Werkstoff temperaturempfindlich ist. Beispielsweise kann eine Silikondichtung ab einer Temperatur von 300° C beschädigt werden. Auch andere Elastomere weisen üblicherweise eine solche nachteilige Temperaturempfindlichkeit auf.In the case of ovens, for example, it is common to arrange an elastic seal, for example made of silicone, on a part of the oven housing, in particular on an area of the housing surrounding an access opening. In cooperation with an oven door, a cooking chamber of the oven can be sealed off or closed particularly well. A hot air flow and/or heat radiation escaping at the oven door can thus be reduced and/or prevented. However, the disadvantage of such an elastic seal is that its material is temperature-sensitive. For example, a silicone seal can be damaged from a temperature of 300°C. Other elastomers also usually have such a disadvantageous temperature sensitivity.
Deshalb können elastische Dichtungen nur begrenzt bei Geräten mit hohen Temperaturanforderungen eingesetzt werden. Moderne Backöfen verfügen beispielsweise über eine sogenannte Pyrolysefunktion, welche eine Erhitzung des Garraums des Backofens zu dessen Reinigung auf über 400° C ermöglicht. Bei einem solchen Backofen ist deswegen der Einsatz der oben beschriebenen elastischen Dichtung nicht ohne Weiteres möglich. Aus diesem Grund wird bei Pyrolyseöfen üblicherweise eine sogenannte Glasseidendichtung eingesetzt. Dabei handelt es sich üblicherweise um einen aus Glasseide geflochtenen Schlauch. Die Glasseide weist dabei die für die Pyrolysefunktion notwendige Temperaturbeständigkeit auf. Aufgrund ihrer Textilstruktur kann die Glasseidendichtung die Backofentür und das Backofengehäuse jedoch nur ungenügend gegeneinander abdichten. Insbesondere kann ein heißer Luftstrom leicht durch die Struktur der Glasseidendichtung entweichen.Therefore, elastic seals can only be used to a limited extent in devices with high temperature requirements. Modern ovens, for example, have what is known as a pyrolysis function, which enables the cooking chamber of the oven to be heated to over 400° C in order to clean it. In such an oven, therefore, the use of the elastic seal described above is not readily possible. For this reason, a so-called glass fiber seal is usually used in pyrolysis furnaces. This is usually a hose braided from glass fiber. The glass fiber has the temperature resistance required for the pyrolysis function. Due to its textile structure, however, the glass fiber seal can only insufficiently seal the oven door and the oven housing from one another. In particular, a hot air flow can easily escape through the structure of the glass silk seal.
Darüber hinaus kann eine Glasseidendichtung unter Krafteinwirkung leicht permanent deformiert werden. Im Gegensatz zu der oben beschriebenen elastischen Dichtung kann sich die Glasseidendichtung nach Schließen der Backofentür dauerhaft zumindest bereichsweise verformen und dann beispielsweise eine eingedrückte Stelle aufweisen. Ebenso kann es bereits bei der Montage zu ungewollten Verformungen der Glasseidendichtung kommen, so dass zusätzlich auch die Montage der Dichtung selbst erschwert wird. Durch diese Verformung der Glasseidendichtung wird zudem deren Dichtfähigkeit beeinträchtigt, wodurch dann beispielsweise ein Backofen mit Pyrolysefunktion nur sehr ineffizient abgedichtet wird. Durch die permanente Verformbarkeit kann die Dichtung an Wirksamkeit über ihre Lebensdauer einbüßen kann. Um diese Nachteile abzumildern, kann unter der Glasseidenschicht eine federnde Schicht, welche beispielsweise einen gestrickten Edelstahldraht umfasst, vorgesehen werden. Diese federnde Schicht kann die Glasseidenschicht wenigstens teilweise abstützen und deren permanente Verformung unter Krafteinwirkung reduzieren, dennoch ist die Dichtwirkung einer solchen Dichtung unbefriedigend und die Dichtung weiterhin unter üblichen Krafteinwirkungen dauerhaft ungewollt verformbar. Zudem kann eine Glasseidendichtung nur schlecht und mit hohem Aufwand an komplexe Geometrien jeweiliger Dichtflächen angepasst werden, insbesondere aufgrund ihrer geringen Steifigkeit.In addition, a glass fiber seal can easily be permanently deformed under the action of force. In contrast to the elastic seal described above, the glass fiber seal can permanently deform at least in certain areas after the oven door is closed and then have a dented point, for example. Likewise, unwanted deformations of the glass fiber seal can already occur during assembly, so that the assembly of the seal itself is also made more difficult. This deformation of the glass fiber seal also impairs its sealing ability, as a result of which, for example, a baking oven with a pyrolysis function is sealed only very inefficiently. Due to the permanent deformability, the seal can lose effectiveness over its service life. In order to alleviate these disadvantages, a resilient layer, which for example comprises a knitted stainless steel wire, can be provided under the glass fiber layer. This resilient layer can at least partially support the glass fiber layer and reduce its permanent deformation under the action of force, but the sealing effect of such a seal is unsatisfactory and the seal continues to be permanently and unintentionally deformable under the usual action of force. In addition, a glass fiber seal can only be adapted to complex geometries of the respective sealing surfaces with difficulty and at great expense, in particular due to its low rigidity.
Die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtung für Anwendung mit hohen Temperaturbereichen zu schaffen, welche besonders effizient ist. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Dichtung bereit zu stellen.The object of the present invention is to create a seal for applications with high temperature ranges, which is particularly efficient. Furthermore, it is the object of the present invention to provide a method for producing such a seal.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Dichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Dichtung als vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens und umgekehrt zu sehen sind.According to the invention, these objects are achieved by a seal having the features of patent claim 1 and a method having the features of patent claim 9 . Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the respective dependent claims, with advantageous configurations of the seal being seen as an advantageous configuration of the method and vice versa.
Die Erfindung betrifft eine Dichtung zum wenigstens teilweisen thermischen Abdichten eines Verschlusses und einer Öffnung gegeneinander, insbesondere zum Abdichten einer Backofentür, mit einem Dichtkörper, welcher eine außenseitige Faserschicht und ein innenseitiges elastisches Polymerinlay, insbesondere ein Elastomerinlay, umfasst. Eine solche Dichtung vereint die Vorteile einer konventionellen elastischen Dichtung mit den Vorteilen einer Glasseidendichtung, welche beispielsweise für Backöfen mit Pyrolysefunktion eingesetzt werden kann.The invention relates to a seal for at least partially thermally sealing a closure and an opening from one another, in particular for sealing an oven door a sealing body which comprises an outside fiber layer and an inside elastic polymer inlay, in particular an elastomer inlay. Such a seal combines the advantages of a conventional elastic seal with the advantages of a glass fiber seal, which can be used, for example, for ovens with a pyrolysis function.
Die außenseitige Faserschicht schützt das Polymerinlay vor hohen Temperaturen und kann vorzugsweise aus einem hochtemperaturfesten Material sein. Durch die außenseitige Faserschicht kann die Dichtung beispielsweise auch bei Anwendungen eingesetzt werden, bei welchen die Dichtung Kontakt mit Temperaturen hat, welche oberhalb der Temperaturbeständigkeit des Werkstoffes oder der Werkstoffe liegt, aus welchen das Polymerinlay gebildet ist. Zudem stützt das elastische Polymerinlay die außenseitige Faserschicht ab, so dass es unter Krafteinwirkung nicht zu einer permanenten Verformung der Dichtung kommt. Vorzugsweise ist das Polymerinlay dafür elastischer als die Faserschicht.The fiber layer on the outside protects the polymer inlay from high temperatures and can preferably be made of a material that is resistant to high temperatures. Due to the fiber layer on the outside, the seal can also be used, for example, in applications in which the seal is in contact with temperatures that are above the temperature resistance of the material or materials from which the polymer inlay is formed. In addition, the elastic polymer inlay supports the outer fiber layer so that the seal does not permanently deform under the influence of force. For this purpose, the polymer inlay is preferably more elastic than the fiber layer.
Das elastische Polymerinlay kann ein Durchströmen der Dichtung mit einem Medium, beispielsweise mit einem heißen Gasstrom, wenigstens größtenteils verhindern, was bei einer reinen Faserschicht als Dichtkörper sonst nicht oder nur mit hohem Aufwand, beispielsweise einer sehr dicken, engmaschigen, mehrlagigen Schicht möglich ist.The elastic polymer inlay can at least largely prevent a medium from flowing through the seal, for example a stream of hot gas, which is otherwise not possible with a purely fiber layer as the sealing body, or only with great effort, for example a very thick, close-meshed, multi-layered layer.
Die Dichtung ist somit insgesamt für besonders hohe Temperaturbereiche geeignet und dichtet dabei besonders effizient ab. Beispielsweise kann die Dichtung bei Backöfen mit Pyrolyse ohne Beschädigung eingesetzt werden, bei welchen Temperaturen von mehr als 380° C erreicht werden. Dabei kann der Garraum erheblich besser abgedichtet werden und insgesamt kann so die Energieeffizienz des Backofens gesteigert werden.The seal is therefore suitable overall for particularly high temperature ranges and seals particularly efficiently. For example, the seal can be used without damage in ovens with pyrolysis, at which temperatures of more than 380° C are reached. The cooking chamber can be sealed much better and the overall energy efficiency of the oven can be increased.
Außerdem ist die Dichtung durch das innenliegende Polymerinlay steifer als eine reine Glasseidendichtung und kann so besonders einfach bearbeitet und montiert werden. Das elastische Polymerinlay kann also beispielsweise eine Stützfunktion zur Reduzierung und/oder Verhinderung von Verformung des Dichtkörpers unter Krafteinwirkung, insbesondere Krafteinwirkung beim Abdichten, übernehmen. Dadurch wird beispielsweise eine permanente Verformung des Dichtkörpers beim Schließen einer diese abdichtende Ofentür verhindert.In addition, the seal is stiffer than a pure glass fiber seal due to the internal polymer inlay and can therefore be processed and installed particularly easily. The elastic polymer inlay can thus, for example, assume a support function to reduce and/or prevent deformation of the sealing body under the action of force, in particular the action of force during sealing. This prevents, for example, a permanent deformation of the sealing body when an oven door that seals it is closed.
Das Polymerinlay kann vorzugsweise als Schicht ausgebildet sein und kann dann auch als Polymerschicht oder als elastische Schicht aus einem Polymerwerkstoff bezeichnet werden. Dabei kann das Polymerinlay auch als Isolierelement ausgebildet sein und bewirkt dabei ein zusätzliches thermisches und/oder fluidisches Abdichten zwischen den Dichtflächen. Das elastische Polymerinlay weist vorzugsweise eine geschlossene und/oder durchgängige Oberfläche auf, wodurch die Dichtung besonders effizient abdichten kann. Vorzugsweise ist das elastische Polymerinlay im Wesentlichen gasundurchlässig und/oder fluidundurchlässig, wodurch die Abdichtung besonders effizient ist.The polymer inlay can preferably be designed as a layer and can then also be referred to as a polymer layer or as an elastic layer made of a polymer material. The polymer inlay can also be designed as an insulating element and thereby causes an additional thermal and/or fluidic seal between the sealing surfaces. The elastic polymer inlay preferably has a closed and/or continuous surface, as a result of which the seal can seal particularly efficiently. The elastic polymer inlay is preferably essentially gas-impermeable and/or fluid-impermeable, as a result of which the seal is particularly efficient.
Das elastische Polymerinlay ist vorzugsweise gummielastisch ausgebildet. Das elastische Polymerinlay kann insbesondere elastischer sein als die Faserschicht. Die Faserschicht kann beispielsweise biegeschlaff ausgebildet sein, ohne dass es jedoch zu einer permanenten Verformung des Dichtkörpers bei normalen Einsatzbedingungen kommen kann. Dadurch kann die Faserschicht besonders dünn ausgebildet sein und daher besonders kostengünstig hergestellt werden. Insgesamt kann die Dichtung aufgrund des Dichtkörpers mit der Faserschicht und dem elastischen Polymerinlay besonders leicht und klein sein.The elastic polymer inlay is preferably designed to be rubber-elastic. The elastic polymer inlay can in particular be more elastic than the fiber layer. The fiber layer can, for example, be designed to be limp without permanent deformation of the sealing body being able to occur under normal conditions of use. As a result, the fiber layer can be made particularly thin and can therefore be produced particularly cost-effectively. Overall, the seal can be particularly light and small due to the sealing body with the fiber layer and the elastic polymer inlay.
Bei Einsatz einer besonders temperaturbeständigen Faserschicht kann diese bei einer Pyrolyse des Backofens soweit erhitzt werden, dass es wenigstens an deren äußeren Oberfläche zu einer Selbstreinigung kommen kann. Dadurch kann beispielsweise ein in die Faserschicht eingezogenes Fett wenigstens an der Oberfläche so weit entfernt werden, dass eine Verschmutzung für einen Benutzer des Backofens nicht mehr erkennbar ist und dass in die Faserschicht eingezogenes Fett gegenüberliegende Faserschichten verklebt. Somit wird verhindert, dass an Stellen, an denen Fett normalerweise die Faserschichten verklebt eine Schwächung der Dichteigenschaften entsteht. Bei einer hohlen Glasseidendichtung ohne Polymerinlay kann diese so zusammengedrückt werden, dass gegenüberliegende Seiten innenseitig in Kontakt geraten und dort durch eingedrungene Fette aneinander kleben und eine dauerhafte Verformung mit entsprechend reduzierter Dichtwirkung verursacht. Ein solches aneinander Kleben jeweiliger Bereiche der Faserschicht wird durch das Polymerinlay verhindert.If a particularly temperature-resistant fiber layer is used, it can be heated during pyrolysis of the baking oven to such an extent that self-cleaning can occur at least on its outer surface. As a result, for example, fat that has been drawn into the fiber layer can be removed at least on the surface to such an extent that a user of the oven can no longer see soiling and that fat that has been drawn into the fiber layer sticks opposite fiber layers together. This prevents a weakening of the sealing properties in places where fat normally sticks the fiber layers together. In the case of a hollow glass fiber seal without a polymer inlay, it can be compressed in such a way that opposite sides come into contact on the inside and stick together there due to the grease that has penetrated, causing permanent deformation with a correspondingly reduced sealing effect. Such sticking together of respective areas of the fiber layer is prevented by the polymer inlay.
Innenseitig kann bei der Dichtung insbesondere so definiert sein, dass es sich um eine von jeweiligen Dichtflächenpaarungen und/oder Hitzequellen abgewandten Seite handelt. Insbesondere bei einer hohlen Dichtung kann innenseitig auch eine Seite sein, welche dem durch die Dichtung gebildeten Innenraum und/oder Hohlraum zugewandt ist. Bei einer außenseitigen Schicht kann es sich entsprechend um eine jeweilige Dichtflächenpaarung und/oder Hitzequellen zugewandte Seite handeln. Ebenso kann auch außenseitig eine Schicht sein, welche von einem Innenraum und/oder Hohlraum abgewandt ist.The inside of the seal can be defined in particular in such a way that it is a side facing away from the respective pairings of sealing surfaces and/or heat sources. In the case of a hollow seal in particular, there can also be a side on the inside which faces the interior space and/or cavity formed by the seal. An outside layer can accordingly be a respective sealing surface pairing and/or side facing heat sources. Likewise, there can also be a layer on the outside which faces away from an interior space and/or cavity.
Bei der Faserschicht kann es sich vorzugsweise um ein Textil handeln, aber auch um ein Metallgewebe. Die Faserschicht kann beispielsweise ein Gewebe sein, ein Gestrick, ein Vlies, und/oder ein Geflecht. Generell können zum Erzeugen der Faserschicht verschiedene Faserschicht-Herstellungsverfahren miteinander kombiniert werden.The fiber layer can preferably be a textile, but it can also be a metal fabric. The fiber layer can be, for example, a woven fabric, a knitted fabric, a fleece and/or a mesh. In general, different fiber layer production processes can be combined with one another to produce the fiber layer.
Die Dichtung kann nicht nur zum thermischen Abdichten eingesetzt werden, sondern auch zum fluidischen Abdichten, insbesondere zum Abdichten gegenüber einem Gasstrom und/oder einem Flüssigkeitsstrom.The seal can be used not only for thermal sealing, but also for fluid sealing, in particular for sealing against a gas flow and/or a liquid flow.
Die Faserschicht erstreckt sich vorzugsweise entlang dem gesamten Dichtkörper, insbesondere kann die Faserschicht die gesamte radial außenseitige Oberfläche des Dichtkörpers bilden. Die Faserschicht kann dabei eine Hülle bilden, welche das innenseitige elastische Polymerinlay außenseitig sowohl in Längs- als auch in Umfangsrichtung umgibt. Die Faserschicht kann das Polymerinlay radial außen umhüllen. Die außenseitige Faserschicht bildet eine Art Schutzschicht für das innenseitige Polymerinlay. Jeweilige Enden des Dichtkörpers können dabei offen sein und/oder nicht von einer außenseitigen Faserschicht gebildet sein. Solche Endbereiche der Dichtung beziehungsweise das Polymerinlay in den Endbereichen können durch jeweiliges Kontaktieren der beiden Enden der Dichtung miteinander vor hohen Temperaturen geschützt werden. Alternativ können auch jeweilige Endbereiche des Polymerinlays außenseitig von der Faserschicht abgedeckt sein.The fiber layer preferably extends along the entire sealing body; in particular, the fiber layer can form the entire radially outer surface of the sealing body. The fiber layer can form an envelope which surrounds the inner elastic polymer inlay on the outside both in the longitudinal and in the circumferential direction. The fiber layer can envelop the polymer inlay radially on the outside. The fiber layer on the outside forms a kind of protective layer for the polymer inlay on the inside. The respective ends of the sealing body can be open and/or not formed by an outside fiber layer. Such end areas of the seal or the polymer inlay in the end areas can be protected from high temperatures by contacting the two ends of the seal with each other. Alternatively, the respective end areas of the polymer inlay can also be covered on the outside by the fiber layer.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Dichtkörper schlauchförmig ausgebildet ist und das Polymerinlay radial innenseitig von der Faserschicht angeordnet ist. Das innenseitige Polymerinlay ist dann also im Schlauchinneren des Dichtkörpers angeordnet und insbesondere eine innenseitige Schicht des Dichtkörpers bilden. Das Polymerinlay kann sich dabei radial innenseitig im Wesentlichen entlang der gesamten Längserstreckung und/oder entlang des gesamten inneren Umfangs der Faserschicht erstrecken. Dadurch kann die außenseitige Faserschicht besonders gut abgestützt werden. Zudem handelt es sich bei einem schlauchförmigen Dichtkörper um einen besonders einfach herstellbaren und montierbaren Dichtkörper.In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the sealing body is tubular and the polymer inlay is arranged radially on the inside of the fiber layer. The polymer inlay on the inside is then arranged in the hose interior of the sealing body and in particular forms an inside layer of the sealing body. The polymer inlay can extend radially on the inside essentially along the entire longitudinal extent and/or along the entire inner circumference of the fiber layer. As a result, the fiber layer on the outside can be supported particularly well. In addition, a tubular sealing body is a sealing body that is particularly easy to produce and assemble.
Erfindungsgemäß ist es bei der Dichtung vorgesehen, dass das Polymerinlay einen Silikonwerkstoff umfasst, wobei das Polymerinlay vorzugsweise aus Silikon gebildet ist. Ein Silikonwerkstoff kann lebensmittelecht sein, und ist damit besonders geeignet für einen Einsatz im Lebensmittelbereich, insbesondere bei einer Backofendichtung. Das Polymerinlay kann dann auch als Silikoninlay bezeichnet werden. Ein Silikonwerkstoff ist zudem ein besonders temperaturbeständiger elastischer Werkstoff, beispielsweise kann das Silikoninlay bis ca. 300° C temperaturbeständig sein. Dadurch kann die Faserschicht entsprechend dünn ausgestaltet sein und dennoch einen ausreichenden Schutz für das Polymerinlay bieten. Zudem kann ein Polymerinlay aus Silikonwerkstoff kostengünstig als Silikonschlauch hergestellt werden.According to the invention, it is provided in the seal that the polymer inlay comprises a silicone material, with the polymer inlay preferably being formed from silicone. A silicone material can be food-safe and is therefore particularly suitable for use in the food sector, in particular in an oven seal. The polymer inlay can then also be referred to as a silicone inlay. A silicone material is also a particularly temperature-resistant elastic material, for example the silicone inlay can be temperature-resistant up to approx. 300°C. As a result, the fiber layer can be designed to be correspondingly thin and still offer adequate protection for the polymer inlay. In addition, a polymer inlay made of silicone material can be produced cost-effectively as a silicone hose.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dichtung ist es vorgesehen, dass die Faserschicht Glasseide, wenigstens eine Basaltfaser, wenigstens eine Silikatfaser und/oder wenigstens eine Keramikfaser umfasst, wobei die Faserschicht vorzugsweise aus Glasseide und/oder aus einer oder mehreren Glasfasern, Basaltfasern, Silikatfasern und/oder Keramikfasern besteht. Glasseide ist kostengünstig herstellbar und auch beim Einsatz im Lebensmittelbereich unbedenklich, zudem hat es nur eine geringere Wärmeleitfähigkeit. Glasseide bietet gegenüber Glasfasern noch den Vorteil, dass ein besonders enges Gewebe hergestellt werden kann, sodass Verschmutzungen nur schwer in die Faserschicht eindringen können. Basaltfasern und Keramikfasern sind besonders temperaturbeständig und können zudem besonders hohen mechanischen Belastungen widerstehen. Gleichzeitig kann die Faserschicht aus Basaltfasern und/oder Keramikfasern besonders leicht sein. Silikatfasern sind besonders temperaturbeständig und kostengünstig herstellbar. Die Faserschicht kann mehrere unterschiedliche Werkstoffe und/oder Fasern umfassen, um diese besonders gut an die gewünschten Anforderungen anpassen zu können.In a further advantageous embodiment of the seal according to the invention, it is provided that the fiber layer comprises glass fiber, at least one basalt fiber, at least one silicate fiber and/or at least one ceramic fiber, the fiber layer preferably consisting of glass fiber and/or one or more glass fibers, basalt fibers, silicate fibers and/or ceramic fibers. Glass fiber can be produced inexpensively and is also harmless when used in the food sector, and it also only has a lower thermal conductivity. Compared to glass fibers, glass fiber offers the advantage that a particularly tight weave can be produced, making it difficult for dirt to penetrate the fiber layer. Basalt fibers and ceramic fibers are particularly temperature-resistant and can also withstand particularly high mechanical loads. At the same time, the fiber layer made of basalt fibers and/or ceramic fibers can be particularly light. Silicate fibers are particularly temperature-resistant and can be produced inexpensively. The fiber layer can comprise a number of different materials and/or fibers in order to be able to adapt them particularly well to the desired requirements.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dichtung ist es vorgesehen, dass die Faserschicht geflochten ausgebildet ist, wobei das elastische Polymerinlay vorzugsweise von der Faserschicht umflochten ist. Eine geflochtene Faserschicht kann eine im Vergleich zu anderen Faserschichten besonders gut geschlossene Oberfläche aufweisen, wodurch die Dichteffizienz und die Schmutzunempfindlichkeit besonders hoch sind. Die geflochtene Faserschicht ist besonders dampf-, gas- und flüssigkeitsundurchlässig. Alternativ kann die Faserschicht beispielsweise auch gewebt oder gestrickt sein, wodurch sich die Dichtung unter Krafteinwirkung besonders gut an die Geometrien jeweiliger Dichtflächen anpassen kann.In a further advantageous embodiment of the seal according to the invention, it is provided that the fiber layer is braided, with the elastic polymer inlay preferably being braided around by the fiber layer. A braided fiber layer can have a particularly well-closed surface in comparison to other fiber layers, as a result of which the sealing efficiency and dirt resistance are particularly high. The braided fiber layer is particularly impermeable to vapour, gas and liquids. Alternatively, the fiber layer can also be woven or knitted, for example, so that the seal can adapt particularly well to the geometries of the respective sealing surfaces under the action of force.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dichtung ist es vorgesehen, dass der Dichtkörper eine zwischen der Faserschicht und dem elastischen Polymerinlay angeordnete federnde Zwischenschicht umfasst, insbesondere eine metallische Zwischenschicht, welche vorzugsweise eine gestrickte Drahtschicht ist. Dadurch kann der Dichtkörper besonders unempfindlich gegenüber äußeren Krafteinwirkungen sein, insbesondere kann so eine permanente Verformung des Dichtkörpers unter Krafteinwirkung besonders gut verhindert werden. Dabei kann die federnde Zwischenschicht eine Strukturfunktion des Polymerinlays teilweise mit übernehmen. Dadurch kann das elastische Polymerinlay dünner und/oder leichter ausgebildet sein. Dadurch kann insgesamt die Dichtung besonders leicht und/oder klein sein. Die Gesamtsteifigkeit der Dichtung kann so gegenüber einer Dichtung mit gleicher Dicke ohne federnde Zwischenschicht mit geringem Aufwand erhöht werden.In a further advantageous embodiment of the seal according to the invention, it is provided that the sealing body comprises a resilient intermediate layer arranged between the fiber layer and the elastic polymer inlay, in particular a metallic intermediate layer which is preferably a knitted wire layer. Thereby the sealing body can be particularly insensitive to the effects of external forces, in particular a permanent deformation of the sealing body under the action of force can be prevented particularly well in this way. The resilient intermediate layer can partially take over a structural function of the polymer inlay. As a result, the elastic polymer inlay can be made thinner and/or lighter. As a result, the seal can be particularly light and/or small overall. The overall rigidity of the seal can thus be increased with little effort compared to a seal of the same thickness without a resilient intermediate layer.
Vorzugsweise ist die federnde Zwischenschicht durch einen Edelstahldraht gebildet, welcher besonders formstabil und temperaturbeständig ist. Beispielsweise kann das elastische Polymerinlay von einer Edelstahldrahtumstrickung, insbesondere eine Edelstahldrahtschlauchumstrickung, umgeben sein, wodurch das elastische Polymerinlay besonders gut geschützt ist. Die federnde Zwischenschicht kann das Polymerinlay zudem zusätzlich zu der Faserschicht vor mechanischen Beschädigung schützen, beispielsweise vor einer Punktierung und/oder einem Schnitt. Dieser Schutz ist bei einer Edelstahldrahtschlauchumstrickung besonders hoch.The resilient intermediate layer is preferably formed by a high-grade steel wire, which is particularly dimensionally stable and temperature-resistant. For example, the elastic polymer inlay can be surrounded by a braided stainless steel wire, in particular a braided tubular stainless steel wire, which protects the elastic polymer inlay particularly well. In addition to the fiber layer, the resilient intermediate layer can also protect the polymer inlay from mechanical damage, for example from a puncture and/or a cut. This protection is particularly high with a stainless steel wire sleeve braiding.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dichtung ist es vorgesehen, dass die Faserschicht wenigstens teilweise imprägniert ist. Dadurch kann die Faserschicht geschützt werden, insbesondere vor mechanischen Beschädigung und Verschmutzungen. Die Dichtung ist so besonders robust. Gleichzeitig kann durch die Imprägnierung ein Zerfasern der Faserschicht bei einer Bearbeitung der Faserschicht des Dichtkörpers verhindert werden. Dies wird auch als schnittfeste Imprägnierung bezeichnet. Die Fasern können dabei mittels der Imprägnierung miteinander verklebt werden. Zudem kann die Imprägnierung auch dazu genutzt werden, die Dichtung in einer gewünschten Farbe einzufärben. Die Faserschicht kann dabei nur bereichsweise, insbesondere nur außenseitig, oder aber auch insgesamt imprägniert werden, beispielsweise durch Eintauchen in eine Imprägnierflüssigkeit.In a further advantageous embodiment of the seal according to the invention, it is provided that the fiber layer is at least partially impregnated. As a result, the fiber layer can be protected, in particular against mechanical damage and dirt. The seal is particularly robust. At the same time, the impregnation can prevent fraying of the fiber layer during processing of the fiber layer of the sealing body. This is also referred to as cut-resistant impregnation. The fibers can be glued together by means of the impregnation. In addition, the impregnation can also be used to color the seal in a desired color. The fibrous layer can only be impregnated in certain areas, in particular only on the outside, or also in its entirety, for example by immersion in an impregnating liquid.
Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Beschichtung auf der Faserschicht vorgesehen sein. Insbesondere kann außenseitig an der Faserschicht eine Beschichtung vorgesehen werden, um ein Eindringen eines Mediums, insbesondere einer Flüssigkeit wie erhitztes Fett oder Öle, in die Faserschicht zu verhindern. Zusätzlich kann die Beschichtung dabei ebenfalls das elastische Polymerinlay vor hohen Temperaturen schützen. Die Beschichtung ist dabei vorzugsweise aus einem hochtemperaturbeständigen Werkstoff gebildet.Alternatively or additionally, a coating can also be provided on the fiber layer. In particular, a coating can be provided on the outside of the fiber layer in order to prevent a medium, in particular a liquid such as heated fat or oil, from penetrating the fiber layer. In addition, the coating can also protect the elastic polymer inlay from high temperatures. The coating is preferably formed from a material that is resistant to high temperatures.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dichtung ist es vorgesehen, dass die Dichtung ein Halteelement aufweist, insbesondere mehrere voneinander in Längserstreckung der Dichtung beabstandete Halteelemente, mittels welchen die Dichtung befestigbar ist. Beispielsweise können die jeweiligen Halteelemente als Schlaufen, Ösen oder Haken ausgebildet sein. Die Halteelemente können beispielsweise an der Faserstruktur befestigt sein, insbesondere können diese direkt in die Faserstruktur bei deren Herstellung eingearbeitet werden. Beispielsweise können Halteelemente in die Faserschicht eingeflochten und/oder eingewebt werden. Alternativ können die Halteelemente auch eine Art Gewinde aufweisen, mittels welchem sie in den Dichtkörper eingeschraubt werden. Dieses Gewinde kann beispielsweise als gewundener Draht ausgebildet sein, welcher bei einer Drehbewegung mit Kraftausübung die verschiedenen Schichten des Dichtkörpers durchsticht und ein anschließendes Herausziehen des Halteelements aus dem Dichtkörper verhindert. Das eine oder die mehreren Halteelemente ermöglichen eine besonders schnelle, einfache und sichere Montage der Dichtung, insbesondere an korrespondierenden Befestigungselementen an einer der Dichtflächen. Bei einer Befestigung des Halteelements oder der Halteelemente sowohl an der Faserschicht als auch dem Polymerinlay können diese auch die relative Position der Faserschicht und des Polymerinlays zueinander festlegen und ein ungewolltes Verschieben so verhindern.In a further advantageous embodiment of the seal according to the invention, it is provided that the seal has a retaining element, in particular a plurality of retaining elements spaced apart from one another in the longitudinal extension of the seal, by means of which the seal can be fastened. For example, the respective holding elements can be designed as loops, eyelets or hooks. The holding elements can, for example, be attached to the fiber structure; in particular, they can be incorporated directly into the fiber structure during its manufacture. For example, holding elements can be braided and/or woven into the fiber layer. Alternatively, the holding elements can also have a type of thread, by means of which they are screwed into the sealing body. This thread can be designed, for example, as a coiled wire which, when subjected to a rotary movement with the exertion of force, pierces the various layers of the sealing body and prevents the holding element from being subsequently pulled out of the sealing body. The one or more retaining elements enable the seal to be installed particularly quickly, easily and securely, in particular on corresponding fastening elements on one of the sealing surfaces. If the holding element or the holding elements are fastened both to the fiber layer and to the polymer inlay, these can also fix the relative position of the fiber layer and the polymer inlay to one another and thus prevent unwanted displacement.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer Dichtung zum wenigstens teilweisen thermischen Abdichten eines Verschlusses und einer Öffnung gegeneinander, insbesondere zum Abdichten einer Backofentür. Bei diesem Verfahren ist das Bereitstellen eines elastischen Polymerinlays vorgesehen, wobei das Polymerinlay einen Silikonwerkstoff umfasst. Außenseitig an dem elastischen Polymerinlay wird eine Faserschicht angeordnet. Dadurch kann eine besonders temperaturbeständige und dabei besonders effizient abdichtende Dichtung hergestellt werden.The invention further relates to a method for producing a seal for at least partially thermally sealing a closure and an opening from one another, in particular for sealing an oven door. This method provides for the provision of an elastic polymer inlay, the polymer inlay comprising a silicone material. A fiber layer is arranged on the outside of the elastic polymer inlay. As a result, a particularly temperature-resistant and, at the same time, particularly efficiently sealing seal can be produced.
Zusätzlich kann zwischen dem elastischen Polymerinlay und der außenseitig angeordneten Faserschicht eine federnde Zwischenschicht angeordnet werden. Für eine besonders einfache Herstellung wird dabei zunächst die federnde Zwischenschicht erst an der außenseitigen Faserschicht oder dem innenseitigen Polymerinlay angeordnet und diese beiden Elemente des Dichtkörpers dann gemeinsam an dem weiteren Element des Dichtkörpers.In addition, a resilient intermediate layer can be arranged between the elastic polymer inlay and the fiber layer arranged on the outside. For a particularly simple production, the resilient intermediate layer is first arranged on the outer fiber layer or the inner polymer inlay and these two elements of the sealing body are then arranged together on the further element of the sealing body.
Zusätzlich ist es möglich, die verschiedenen Schichten - das Polymerinlay und die Faserschicht, optional die federnde Zwischenschicht - miteinander zu fixieren, beispielsweise mittels einer Verklebung und/oder mittels der Halteelemente. Dadurch kann ein ungewolltes Verrutschen, insbesondere bei einer Montage, wodurch beispielsweise ein Teil des Polymerinlays aus der Faserschicht herausrutschen kann, zuverlässig verhindert werden. Die Faserschicht kann zudem mit einer Imprägnierung versehen werden, welche beispielsweise in einem Tauchprozess auf die Faserschicht aufgebracht wird. Die Imprägnierung kann dabei auf die Faserschicht vor dem Anordnen der Faserschicht an dem Polymerinlay aufgebracht werden, oder auch nach einem Anordnen der verschiedenen Schichten aneinander. Beispielsweise kann der fertige Dichtkörper mit allen seinen Schichten zum Imprägnieren der Faserschicht in eine Imprägnierung getaucht werden. Bei einer solchen anschließenden Imprägnierung kann die Imprägnierung dabei besonders einfach auch eine Fixierung der verschiedenen Schichten aneinander bewirken.In addition, it is possible to combine the different layers - the polymer inlay and the fiber layer, optionally the resilient intermediate layer to be fixed, for example by means of an adhesive bond and/or by means of the holding elements. This reliably prevents unwanted slipping, in particular during assembly, as a result of which part of the polymer inlay can slip out of the fiber layer, for example. The fiber layer can also be provided with an impregnation, which is applied to the fiber layer in a dipping process, for example. The impregnation can be applied to the fiber layer before the fiber layer is arranged on the polymer inlay, or after the various layers have been arranged on one another. For example, the finished sealing body with all its layers can be immersed in an impregnation for impregnating the fiber layer. In the case of such a subsequent impregnation, the impregnation can also cause the different layers to be fixed to one another in a particularly simple manner.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, dass das elastische Polymerinlay schlauchförmig ausgebildet ist und die Faserschicht durch radial außenseitiges Umflechten des elastischen Polymerinlays mit wenigstens einer Faser gebildet wird. In diesem Fall wird also das elastische Polymerinlay direkt, gegebenenfalls nach Anordnen einer federnden Zwischenschicht, mit der Faserschicht umflochten. Dadurch kann ein ansonsten aufgrund deren separater Herstellung notwendiges Ineinanderfügen des Polymerinlays in die Faserschicht eingespart werden. So ist das Verfahren besonders kostengünstig und schnell. Der Dichtkörper wird in diesem Fall also nicht dadurch hergestellt, dass ein schlauchförmiges Polymerinlay in eine schlauchförmige Faserschicht eingeschoben wird. Außerdem kann so besonders einfach ein sehr enges Anliegen der Faserschicht an dem Polymerinlay sichergestellt werden. Anstelle eines Umflechtens können auch andere Herstellprozesse für die Faserschicht bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens genutzt werden, beispielsweise ein Webprozess oder ein Strickprozess.In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that the elastic polymer inlay is tubular and the fiber layer is formed by braiding the elastic polymer inlay radially on the outside with at least one fiber. In this case, the elastic polymer inlay is braided directly with the fiber layer, optionally after the arrangement of a resilient intermediate layer. As a result, the need to join the polymer inlay into the fiber layer, which would otherwise be necessary due to their separate production, can be saved. The method is particularly inexpensive and fast. In this case, therefore, the sealing body is not produced by inserting a tubular polymer inlay into a tubular fiber layer. In addition, it is particularly easy to ensure that the fiber layer fits very tightly against the polymer inlay. Instead of braiding, other production processes for the fiber layer can also be used in this embodiment of the method, for example a weaving process or a knitting process.
Vorzugsweise kann auch die federnde Zwischenschicht - analog zum oben beschriebenen Umflechten des Polymerinlays mit der Faserschicht - um das elastische Polymerinlay gestrickt werden, wodurch die oben beschriebenen Vorteile auch für die federnde Zwischenschicht realisiert werden können. Auch in diesem Fall kann dann die Faserschicht direkt mittels eines Umflechtens des Polymerinlays mit der bereits umstrickten federnden Zwischenschicht hergestellt werden.The resilient intermediate layer can preferably also be knitted around the elastic polymer inlay--similar to the above-described braiding of the polymer inlay with the fiber layer--so that the advantages described above can also be realized for the resilient intermediate layer. In this case, too, the fiber layer can then be produced directly by braiding the polymer inlay with the resilient intermediate layer that has already been knitted around.
Das Verfahren eignet sich besonders gut zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dichtung. Die sich aus der Dichtung ergebenden Merkmale und Vorteile sind deren Beschreibung zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Dichtung als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und umgekehrt anzusehen sind.The method is particularly suitable for producing the seal according to the invention. The features and advantages resulting from the seal can be found in its description, advantageous configurations of the seal being to be regarded as advantageous configurations of the method and vice versa.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the leave invention.
Dabei zeigt:
-
1 in einer schematischen Frontansicht eine Dichtung für eine Backofentür; -
2 in einer schematischen Seitenansicht ausschnittsweise die Dichtung gemäß1 ; und -
3 in einer schematischen Seitenansicht einen teilweise geschnitten dargestellten Teil der Dichtung gemäß1 .
-
1 in a schematic front view a seal for an oven door; -
2 in a schematic side view, a detail of the seal according to FIG1 ; and -
3 in a schematic side view a partially sectioned part of the seal according to FIG1 .
Durch die Dichtung 10 kann beispielsweise ein Austritt eines heißen Luftstroms zwischen der geschlossenen Backofentür und dem Gehäuse des Backofens wenigstens teilweise verhindert werden. Der Garraum des Backofens kann also mittels der Dichtung 10 wenigstens teilweise abgedichtet werden.The
Der Dichtkörper 12 umfasst dabei eine außenseitige Faserschicht 14, ein innenseitiges elastisches Polymerinlay 16 und eine federnde Zwischenschicht 18. Die außenseitige Faserschicht 14 ist dabei als Glasseidenschlauch ausgebildet. Das innenseitige Polymerinlay 16 ist als Silikonschlauch aus einem lebensmittelechten und elastischen Silikon ausgebildet. Die federnde Zwischenschicht 18 ist als gestrickter Edelstahldrahtschlauch ausgebildet, was besonders gut in der teilweise geschnittenen Seitenansicht der Dichtung 10 in
Die außenseitige Faserschicht 14 schützt das elastische Polymerinlay 16 vor hohen Temperaturen. Die Faserschicht 14 besteht dabei aus einer geflochtenen Glasseidenschicht. Die Glasseide ist dabei hochtemperaturbeständig und wärmedämmend, sodass die Dichtung 10 beispielsweise auch an einem Teil des Gehäuses des Backofens angeordnet sein kann, bei welchem eine Umgebung und/oder Kontaktflächen zu der Dichtung 10 Temperaturen von bis zu 400° C oder mehr erreichen. Die Faserschicht 14 schirmt dabei das Polymerinlay 16 ab, sodass es nicht zu einer temperaturbedingten Beschädigung des Polymerinlays 16 bei solch hohen Temperaturen kommen kann. Dadurch kann die Dichtung 10 auch bei Backöfen mit Pyrolysefunktion eingesetzt werden, ohne dass es zu einer Beschädigung der Polymerbeziehungsweise Silikonkomponenten kommen kann.The
Das Polymerinlay 16 weist dabei eine durchgängige geschlossene Oberfläche entlang der gesamten Längserstreckung der Dichtung 10 auf. Im Gegensatz zu einer Dichtung, welche nur aus einer Faserschicht und gegebenenfalls einer federnden Zwischenschicht besteht, kann dadurch besonders zuverlässig ein Durchtreten eines heißen Gasstroms durch die Dichtung 10 verhindert werden. Dadurch kann die Dichtung 10 die Backofentür besonders gut abdichten. Die Faserschicht 14 und/oder die federnde Zwischenschicht 18 wären im Vergleich dazu alleine stark gasdurchlässig.The
Wie in
Das elastische Polymerinlay 16 und die federnde Zwischenschicht 18 stützen die radial außenseitige Faserschicht 14 ab. Bei einer auf die Dichtung 10 wirkenden Kraft, beispielsweise verursacht durch die geschlossene Backofentür, verformt sich der gesamte Dichtkörper 12, beispielsweise aus dem in
Wie in der
Die federnde Zwischenschicht 18 besteht aus einem gestrickten Edelstahldraht. Eine gestrickte Schicht ermöglicht ein besonders flexibles Verformen des Dichtkörpers 12 entlang seiner Längserstreckung. Beispielsweise kann eine solche Edelstahldrahtschicht auch gestreckt werden. Dadurch kann die Dichtung 10 besonders einfach, beispielsweise in einer rechteckig verlaufenden Nut des Gehäuses des Backofens, angeordnet werden.The resilient
Wie in
In
Die Dichtung 10 kann hergestellt werden, indem die jeweiligen Schichten einfach bereits als jeweilige schlauchförmige Elemente bereitgestellt und ineinandergeschoben werden. Anschließend kann die Dichtung 10 auf die gewünschte Länge zurechtgeschnitten werden.The
Alternativ kann aber auch erst das schlauchförmige Polymerinlay 16 bereitgestellt werden. Um dieses Polymerinlay 16 wird dann die federnde Zwischenschicht 18 durch Stricken eines oder mehrerer Edelstahldrähte erzeugt. Anschließend werden das Polymerinlay 16 und die federnde Zwischenschicht 18 durch Umflechten mit einer oder mehrerer Glasseidenfasern mit einer Faserschicht 14 umgeben. Dadurch kann auf den zusätzlichen Fertigungsschritt des Ineinanderschiebens der verschiedenen Schichten verzichtet werden. Möglich ist dabei auch, dass zwei der drei Schichten - das Polymerinlay 16 und die federnde Zwischenschicht 18 oder die Faserschicht 14 - als fertige Teile bereitgestellt werden. Es wird dann lediglich die federnde Zwischenschicht 18 oder die radial außenseitige Faserschicht 14 durch direktes Fertigen um die jeweils radial innenseitigen oder die radial innenseitige Schicht hergestellt, beispielsweise durch Umstricken oder Umflechten.Alternatively, however, the
Bezugszeichenlistereference list
- 1010
- Dichtungpoetry
- 1212
- Dichtkörpersealing body
- 1414
- Faserschichtfiber layer
- 1616
- Polymerinlaypolymer inlay
- 1818
- Zwischenschichtintermediate layer
- 2020
- Halteelementholding element
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