-
Abdichtung für Formkästen Die Erfindung bezieht sich auf Abdichtungen
für Formkästen oder andere zusammensetzbare, zwei Räume unterschiedlichen Drucks
voneinander trennende Bauteile und betrifft eine Abdichtung, bei der die eine der
im zusammengebauten Zustand aufeinanderliegenden Flächen der Bauteile eben ist und
die andere eine fortlaufende, in sich geschlossene Nut zur Aufnahme einer Dichtung
aus elastischem Material aufweist, welche die Nut vollständig ausfüllt.
-
Bisher ist es üblich, für die genannten Zwecke elastisch verformbare,
jedoch nicht zusammendrückbare Dichtungen, z. B. in Form von Dichtungsringen mit
kreisrundem Querschnitt, und andere Arten von Gummidichtungen oder -streifen zu
verwenden, die in die Dichtungsnut eingelegt werden. Wenn der Druckunterschied jedoch
eine erhebliche Größe annimmt und entweder kontinuierlich oder in Form von Druckstößen
zur Wirkung kommt, und insbesondere dann, wenn die zugeführte Luft oder ein, anderes
Gas abschleifend wirkende Stoffe mitführt, ie zwischen den Trennflächen hindurchgeblasen
werden können, ergeben sich Schwierigkeiten infolge von Undichtigkeiten und bei
abschleifend wirkenden Stoffen auch durch Erosionserscheinungen. Diese Schwierigkeiten
machen sich in besonders starkem Maße bemerkbar, wenn es erforderlich ist, das Dichtungsglied
lose in der in einer der Trennflächen ausgebildeten Nut anzuordnen und es gegen
eine glatte, nicht mit einer Nut versehene Fläche zu drücken.
-
Erosionserscheinungen auf den Trennflächen solcher Aggregate können
insbesondere bei Einrichtungen zum Formen von Sand auftreten. Typische Beispiele
für solche Einrichtungen sind Kernkästen, Druckformen, Blasplatten und die damit
zusammenarbeitenden Formkästen oder Formen, Blasplatten und die damit zusammenarbeitenden
Trennflächen der Magazine von Kernblasmaschinen u. dgl. In den Hohlraum derartiger
Formkästen wird Druckluft zusammen mit Sandteilchen und einem geeigneten Bindemittel
eingeblasen. Jedes Durchblasen von Sand an den Trennflächen führt zu einer Erosion
an diesen Flächen und damit zu zunehmender Undichtigkeit, so daß schließlich Instandsetzungsarbeiten
erforderlich werden, um einer Vergrößerung der Undichtigkeiten vorzubeugen. Wenn
eine Form undicht ist, lassen die damit geformten Teile die Wirkungen der Undichtigkeiten
in Form von Graten an der Trennlinie zwischen den Teilen des Formaggregats erkennen
sowie in Form von Kanälen, Löchern, weichen Stellen u. dgl., die kostspielige Nacharbeiten
erforderlich machen und häufig zu einem zu großen Anteil an Ausschuß führen. Bei
früheren Versuchen, nachgiebige, einer Zusammendrückung ausgesetzte Dichtungen für
die obengenannten Zwecke vorzusehen, haben sich zahlreiche Mißerfolge ergeben, und
zwar insbesondere bei solchen Einrichtungen, die für eine hohe Fertigungsgeschwindigkeit
bestimmt sind. Bei aus einzelnen Streifen zusammengesetzten Dichtungen treten Undichtigkeiten
an den Stoßstellen dieser Streifen auf. Außerdem wird die Dichtwirkung dadurch beeinträchtigt,
daß Fremdkörper, z. B. Sand, hinter die Dichtungsstreifen gelangen können. Außerdem
besitzen die bekannten Dichtungen im allgemeinen keine ausreichende Anpassungsfähigkeit
an unterschiedliche Druckbedingungen, denen die Einrichtung ausgesetzt sein kann.
Einer der Hauptnachteile der bekannten zusammendrüekbaren Dichtungen besteht darin,
daß es große Schwierigkeiten macht oder sogar unmöglich ist, eine einwandfreie Abdichtung
zu erzielen, wenn die Trennflächen profiliert sind. -Es ist Aufgabe der Erfindung,
eine Abdichtung der Eingangsnähe berechneter Art zu schaffen, die auch bei variierenden
Druckverhältnissen eine zuverlässige Abdichtung an den Trennflächen gewährleistet
und insbesondere ein Durchblasen erodierender Teilchen mit Sicherheit verhindert.
Diese Aufgabe wird gemäß
der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dichtung
aus einem kompressiblen Material mit wenigstens nach außen dicht abgeschlossener
Zellenstruktur besteht und einen in unbelastetem Zustand der Dichtung über die mit
der Nut versehenen Dichtfläche hinausragenden, in Längsrichtung der Dichtung verlaufenden
Vorsprung bzw. Steg aufweist.
-
Es ist an sich eine Dichtung von im wesentlichen dreieckförmigem Querschnitt
mit abgerundeten Kanten aus einem elastisch nachgebenden kompressiblen Material
bekannt. Bei dieser bekannten Dichtung handelt es sich jedoch um einen Dichtpackungsring
für in axialer Richtung relativ zueinander bewegliche Teile. Er soll hier die üblichen
O-Ringe ersetzen und ein unerwünschtes Tordieren des Ringes bei Rollbewegungen verhindern.
-
Bei der Abdichtung gemäß der Erfindung handelt es sich demgegenüber
um eine Abdichtung zwischen zwei im Betrieb gegeneinander unbewegliche Teile. Der
Vorteil der neuen Anordnung besteht darin, daß durch die Verwendung eines speziellen
Materials für die Dichtung und durch eine bestimmte Formgebung der Dichtung imzusammengebauten
Zustand derBauteile eine ganz bestimmte, stets wiederkehrende Verformung des Dichtungsmaterials
auftritt. Beim Zusammenbauen der Teile wird nämlich der vorspringende Teil der Dichtung
in das übrige Material der Dichtung hineingedrückt, wodurch sich eine erhöhte Anpressung
im Bereich der außenliegenden Längskanten der Dichtung ergibt. Diese gewährleistet
nicht nur eine zuverlässige Abdichtung, sondern verhindert auch das Eindringen von
festen Teilchen hinter die Dichtung.
-
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
-
Fig.l ist ein Stück eines senkrechten Schnitts durch einen Teil der
Magazinkonstruktion einer Kernblasmaschine sowie einen Teil eines dieser Maschine
zugeordneten Kernkastens; Fig. 2 ist ein in einem erheblich größeren Maßstab gezeichneter
Teilschnitt, der im wesentlichen der Schnittebene von Fig. 1 folgt, jedoch nur einen
der Dichtungsstreifen und die unmittelbar benachbarten Teile des Aggregats erkennen
läßt, wobei die Trennflächen dieser Teile voneinander abgehoben sind; Fig. 3 ist
ein Fig. 2 ähnelnder Schnitt, der jedoch erkennen läßt, wie die Trennflächen miteinander
verspannt sind, wobei der Dichtungsstreifen zusammengedrückt ist und eine Abdichtung
bewirkt.
-
In Fig. 1 ist als Beispiel das Magazin 5 einer Sandblasmaschine angedeutet,
das einen Füllbehälter 7 umfaßt, der mit Kernsand und einem geeigneten Bindemittel
gefüllt ist. Das untere Ende des Magazins 5 trägt einen radial nach außen ragenden
Be-Festigungsflansch 8, an dem eine Auflagefläche 9 ausgebildet ist, mit welcher
ein ebenfalls eine Auflagefläche bildender Randabschnitt der Oberseite 10 einer
Blasplatte 11 mit Hilfe von Schrauben 12 verspannt werden kann. Im vorliegenden
Fall umfaßt die Blasplatte zusätzlich zu der Platte Il, die als Bodenverschluß für
das Magazin 5 dient, eine untere Blasplatte 13, und diese beiden Blasplattenteile
sind durch eine oder mehrere Blasbuchsen 14 miteinander verbunden; jede der Blasbuchsen
14 besitzt einen Abstandsflansch 15; die Abstandsflansche liegen zwischen den beiden
Blasplattenteilen, um sie in einem gegenseitigen Abstand zu halten, so daß ein Abblaseraum
oder Spalt für die mit Sieben versehenen, in die untere Platte 13 eingebauten Entlüfter
16 vorhanden ist. Der äußere Rand des unteren Blasplattenteils 13 ist bei 17 so
ausgebildet, daß er gegen eine Trennfläche 18 einer Sandform 19 gedrückt werden
kann; bei dieser Sandform kann es sich um einen durch Umwenden zu entleerenden Kernkasten
od. dgl. handeln.
-
Da man für - die Herstellung der gewünschten Formkörper feinkörnigen
Sand verwenden muß und der Luftdruck, der dazu dient, den Sand aus der Kammer 7
herauszublasen, etwa 3 bis 10 kg/cm= beträgt und unter bestimmten Bedingungen sogar
noch höher sein kann, muß man Vorkehrungen treffen, um ein Durchblasen zwischen
den Trennflächen zu verhindern.
-
Zu diesem Zweck sind die Trennflächen 9, 10 bzw. 17, 18 mit einer
erfindungsgemäßen zusammendrückbaren Dichtung 20 ausgerüstet. Es ist im allgemeinen
zweckmäßig, die Dichtung 20 am Flansch 8 des Magazins bzw. an der unteren Platte
13 des Blasplattenaggregats anzubringen. Da die Dichtungen 20 gemäß Fig. 1 im wesentlichen
in der gleichen Weise ausgebildet sind, wird im folgenden nur die Dichtung 20 zwischen
den Trennflächen 17 und 18 beschrieben, und eine Beschreibung der anderen Dichtung
erübrigt sich.
-
Aus Fig. 2, die den Zustand der Dichtung 20 bei abgehobenen Trennflächen
17 und 18 zeigt, ist ersichtlich, daß die Hauptmasse der Dichtung von einer Nut
21 aufgenommen wird, welche in der Trennfläche 17 ausgebildet und nach unten
offen ist. Diese Nut 21 erstreckt sich im Abstand von dem Hohlraum kontinuierlich
über eine Umrißlinie von beliebiger Länge innerhalb der Trennfläche 17, z. B. längs
einer geschlossenen Linie, die den Hohlraum 22 des Kernkastens 19 umgibt. Die Seitenwände
der Nut 21 erstrecken sich von dem flachen Boden der Nut aus schräg nach außen,
wie es bei 23 angedeutet ist, und sie gehen in Seitenwandabschnitte 24 über, die
sich vorzugsweise im wesentlichen rechtwinklig zur Ebene der Trennfläche 17 erstrecken.
Man erkennt, daß die größte Breite der Nut größer ist als ihre Tiefe.
-
Innerhalb der Nut 21 ist die Dichtung 20 mit sämtlichen Wandflächen
der Nut fest verbunden, so daß die Dichtung die Nut vollständig ausfüllt; ferner
trägt die Dichtung einen sich entlang ihrer Längsachse erstreckenden Wulst oder
Steg 25, der normalerweise über die Ebene der Trennfläche 17 hinausragt und dem
Boden der Nut gegenüberliegt. Dieser Wulst 25 besitzt vorzugsweise schräg verlaufende
Seitenflächen, die sich zu einer Stirnfläche 27 erstrecken, welche mit abdichtender
Wirkung an der gegenüberliegenden Trennfläche 18 angreifen kann. An ihrer Basis
ist die Abdichtungsrippe bzw. derWulst 25 erheblich schmaler als das Breitenmaß
des Dichtungskörpers, so daß der Dichtungskörper Flächen 28 aufweist, die zweckmäßigerweise
in der Ebene der Trennfläche 17 liegen und von denen aus der Wulst 25 so nach außen
ragt. daß er beim Angreifen an der gegenüberliegenden Trennfläche 18 zusammengedrückt
wird und eine Abdichtung bewirkt. Bei einer bevorzugten Ausbildungsform ist die
Stirnfläche 27 der Dichtungsrippe 25 gemäß Fig. 2 etwa ebenso breit wie der flache
Bodenabschnitt der Nut 21 und etwas breiter als jede der seitlichen waagerechten
Flächen 28; die Höhe der Rippe von den Flächen 28 bis zu der Stirnfläche 27 ist
jedoch kleiner als die Breite der Rippenbasis, so daß die Rippe einem seitlichen
Umbiegen beim Aufbringen
von Druckkräften einen erheblichen Widerstand
entgegensetzt.
-
Die Dichtung 20 besteht aus einem kompressiblen Material mit wenigstens
nach außen dicht abgeschlossener Zellenstruktur. Zwar läßt sich zellen- bzw. Schaum-
bzw. schwammförmiger Gummi als solcher verwenden, doch kann man auch verschiedene
Arten von synthetischen Harzmaterialien benutzen, die sich so formen lassen, daß
man ein zusammendrückbares, mit Zellen durchsetztes Elastomer erhält. Das Dichtungsmaterial
wird zum Profil der Nut 21 passend geformt und mit den Wänden der Nut so fest verbunden,
daß es sich beim Zusammendrücken der Dichtung nicht von den Wandflächen, insbesondere
von den am weitesten außen liegenden Flächen 24 der Nut, ablöst. Auf diese Weise
ist dafür gesorgt, daß Sand und andere Fremdkörper nicht längs der Dichtung eindringen
und hinter die Dichtung gelangen; vielmehr ist das Eindringen solcher Fremdkörper
zwangläufig ausgeschlossen.
-
Die Dichtung 20 kann an Ort und Stelle durch einen Vulkanisierungs-
oder Erhitzungsvorgang in den endgültigen Zustand übergeführt werden. Um dies zu
ermöglichen, kann das Dichtungsmaterial einen geeigneten natürlichen oder synthetischen
Gummi, ein Plastifizierungsmittel, ein Vulkanisierungsmittel und einen ein Gas abgebenden
Stoff enthalten, der beim Aufbringen von Wärme erhebliche Gasmengen freisetzt, damit
dieElastomerkomposition aufquillt bzw. sich ausdehnt und man einen selbsttragenden,
nachgiebigen, elastischen, zahlreiche Zellen enthaltenden, zellgummiähnlichen Körper
erhält.
-
Wenn man die Bauteile bzw. Platten 13 und 19 aufeinanderdrückt, um
zu bewirken, daß die zugehörigen Trennflächen 17 und 18 im wesentlichen aufeinanderliegen,
legt sich die Stirnfläche 27 der Dichtung 20 über ihre gesamte Breite und Länge
an den gegenüberliegenden flachen Teil der Trennfläche 18 an, wodurch eine Dichtungswirkung
hervorgerufen wird; hierbei wird die Rippe 25 in die Nut 21 hineingedrückt, so daß
das Material der Dichtung im Vergleich zum entspannten Zustand des Materials eine
erheblich größere Dichte erhält. Diese Steigerung der Dichte ist in Fig. 3 durch
eine dunklere Schattierung als in Fig. 2 angedeutet.
-
Tatsächlich kann man den Zusammendrückungsfaktor der Dichtung vorherbestimmen,
um eine Anpassung an verschiedene Druckbedingungen zu erzielen. Wenn man die Tiefe
der Nut 21 variiert und gleichzeitig die Materialmenge je Längeneinheit der Nut
unverändert läßt, kann man eine dichtere und daher schwerer zusammenzudrückende
Dichtung herstellen, wobei man eine Nut von geringerer Tiefe vorsehen muß. Umgekehrt
kann man die Menge des Materials je Längeneinheit der Nut variieren und die Tiefe
derNut unverändert lassen, um eine gewünschte Änderung der Dichte und damit auch
des Zusammendrückungsfaktors herbeizuführen.
-
Wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich, wird die vorspringende Rippe 25
der Dichtung beim Aufbringen von Druck nicht nur in sich zusammengedrückt, sondern
da der Körper der Dichtung 20 nachgibt und ebenfalls zusammengedrückt wird, drückt
sich die Rippe in den Körper hinein, wobei jedoch die Rippe als solche in einem
gewissen Ausmaß erhalten bleibt. Dies ist auf die größere Dichte einer sich bei
der Herstellung bildenden Oberflächenhaut 29 zurückzuführen, welche die Oberflächen
der Rippe und der seitlich an diese angrenzenden Flächen 23 bildet. In jedem Fall
werden die Seitenflächen der Rippe 25 während des Zusammendrückens nach innen gedrückt,
so daß die seitlichen Randflächen 28 am Fuß der Rippe nach innen gezogen werden.
Hierdurch entstehen größere tote Lufträume 30, die sich längs der zusammengedrückten
Rippe 25 erstrecken und die Form von geschweiften Nuten besitzen, die von den betreffenden
Seitenflächen der zusammengedrück-Rippe und den Randflächen 28 begrenzt werden.
Es wird angenommen, daß diese Erscheinung im wesentlichen für die ungewöhnlich gute
Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Dichtung im Vergleich zu den bisher bekannten
zusammendrückbaren Dichtungen verantwortlich ist. Wenn ein längs der Trennflächen
vorhandener Druckunterschied dazu führt, daß ein Strömungsmittel eine Druckwirkung
auf eine Seitenfläche der zusammengedrückten Rippe 25 ausübt, so erweist sich die
Rippe immer noch als seitlich etwas nachgiebig, so daß der Druck auf die Seitenfläche
der Rippe wirkt, die innerhalb der Kammer 30 frei liegt, in der der Druck auftritt,
und nicht etwa in konzentrierter Form auf die Anlagefläche zwischen der Stirnfläche
27 der zusammendrückbaren Rippe und der ihr gegenüberliegenden Trennfläche 18. Durch
diese geringfügige Nachgiebigkeit der Rippe werden sämtliche Stöße oder Druckwellen
aufgefangen.
-
Die Trennflächen 17 und 18 werden fest gegeneinandergedrückt, und
wenn sich der Druck entlang den Trennflächen fortpflanzt, muß sich das Strömungsmittel
notwendigerweise mit einer erheblichen Entweichgeschwindigkeit bewegen; beim Eintreten
des Strömungsmittels in den toten Luftraum 30 wird die Strömungsgeschwindigkeit
weitgehend herabgesetzt, und zwar möglicherweise in einem solchen Ausmaß, daß ein
Entweichen an der zusammengedrückten Rippe vorbei im wesentlichen verhindert wird.
Die erfindungsgemäßeKonstruktion erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft,
wenn die Gefahr besteht, daß das Druckmittel, das bestrebt ist, zu entweichen, Fremdkörper,
z. B. Sand, mitreißt, denn dadurch, daß die Strömungsgeschwindigkeit in der Kammer
30 weitgehend vermindert oder sogar auf den Wert Null gebracht wird, wird das Entweichen
der Fremdkörper verhindert.
-
Wenn unter irgendwelchen ungewöhnlichen Bedingungen ein Teil des Druckmittels
zusammen mit den mitgeführten Fremdkörpern längs der zusammengedrückten Rippe 25
entweicht, wird dieser Vorgang dann unterbrochen, wenn das Druckmittel und das Material
in die zweite, einen toten Luftraum bildende Kammer 30 eintritt. Es ist ersichtlich,
daß diese Unterbrechung des Entweichens von Sand beim Blasen von Sandkörpern in
Formen, z. B. in Kernkästen. sehr vorteilhaft ist, da nunmehr an den mit Hilfe des
Streifens 20 abgedichteten Trennflächen keine Erosionserscheinungen mehr
auftreten können.
-
Da die Rippe 25 von den außenliegenden Enden der Nutenwandflächen
24 durch die Randflächen 28 der Dichtung getrennt ist und da die projizierte Höhe
der Rippe 25 bei der bevorzugten Ausbildungsform tatsächlich etwas geringer ist
als die Breite der Flächen 28, wobei die Rippe außerdem von ihrer Basis zu ihrer
Stirnfläche 27 konvergiert, besteht nicht die Möglichkeit, daß irgendwelche Teile
der nachgiebigen Rippe 25 zwischen den Trennflächen 17 und 18 eingeklemmt werden,
und zwar auch dann nicht, wenn die Trennflächen infolge unsachgemäßen Arbeitens
oder
zufällig seitlich gegeneinander bewegt werden, nachdem die Trennfläche 18 mit der
Stirnfläche 27 der Rippe in Berührung gekommen ist.
-
Wenn die Teile der Form voneinander getrennt werden, dehnt sich die
Dichtung 20 aus, und die toten Lufträume 30 verschwinden, da die Randflächen
28 der Dichtung wieder ihre ursprüngliche Form annehmen. so daß das möglicherweise
in den Kammern 30 angesammelte Material ausgeworfen wird. Der Dichtungsstreifen
20 arbeitet somit mit einer Selbstreinigungswirkung. Da die Trennfläche 18
eben ist, läßt sie sich leicht durch Abwischen von allem Material befreien, das
während des Betriebs auf diese Fläche gelangt.
-
Zwar sind die Trennflächen 9 und 10 sowie 17 und 18 hier als ebene
Flächen dargestellt, doch besteht ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtung
darin, daß sie sich auch mit vollem Erfolg bei zueinander passenden Trennflächen
mit jeder praktisch vorkommenden Profilierung verwenden läßt. Dies beruht auf der
Tatsache, daß der Dichtungsstreifen 20 in hohem Maße nachgiebig, rückfederungssfähig,
zusammendrückbar, sich selbsttätig anpassend, frei von Verbindungsstellen und von
kontinuierlicher Ausbildung ist, sowie darauf, daß sie sich unmittelbar in bzw.
an den zusammenarbeitenden Trennflächen formen läßt.