DE1750805B1 - Vorlagering fuer weichstoff flachdichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vorlagering für Weichstoff-Flachdichtungen, bestehend aus einem Verbundring mit hartem Kern von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und einer weicheren U-förmigen metallischen Einfassung.

Vorlageringe als massive metallische Vollringe sind bekannt. Sie erfordern eine sehr genaue Dickenanpassung an das Weichstoffmaterial der Restfläche. Außerdem besitzen sie wegen ihrer relativ großen tragenden Breite eine steile Kraft-Weg-Kennlinie.

Bekannt sind ferner Vorlageringe mit federnden Einlagen verschiedenster Ausführungsformen in einer relativ dünnen metallischen Einfassung. Diese Vorlageringe weisen eine gute elastische Anpassung an Verformungen und Dickentoleranzen der Restfläche auf. Auf Grund der eingelegten Federelemente haben solche Vorlageringe eine flache Kraft-Weg-Kennlinie. Ihre erzielbaren spezifischen Dichtpressungen sind daher begrenzt. Durch ihre betonten Federungseigenschaften begünstigen solche Vorlageringe z. B. die Zylinderkopfschwingungen in Verbrennungsmotoren. Durch die damit verbundenen Wechselbeanspruchungen ist ihre Dauerstandfestigkeit begrenzt. Bei Vorlageringen mit U-förmiger Einfassung aus plastischem Material wurde versucht, durch zusätzliches Einlegen eines harten Drahtes von gegenüber der Schlauchfeder wesentlich geringerem Durchmesser als Anschlag die Schwingungsamplituden zu begrenzen, weil bei Auflage der Schlauchfeder auf dem in ihr eingelegten Draht ein Zusammenpressen der Einlagen nicht mehr erfolgt. Ein weiterer Verformungsweg ist, wenn überhaupt, nur durch Einpressen der Schlauchfeder in die U-förmige dünne Hülle möglich. Hier liegt jedoch der Nachteil vor, daß eine Verbesserung der spezifischen Dichtpressung während der elastischen Anpassung des Vorlageelementes an die Weichstoffrestfläche nicht erzielt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Vorlageringes für Weichstoff-Flachdichtungen, die in ihrem Aufbau einfach und daher wirtschaftlich herstellbar ist sowie bei Belastung den Aufbau einer schmal begrenzten, stark plastisch zu verformenden Dichtzone mit hoher spezifischer Flächenpressung erlaubt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Blechstärke der Einfassung etwa dem Durchmesser des in an sich bekannter Weise massiven Kernes entspricht, wobei unter Wirkung des Anpreßdruckes ausschließlich die im nichtverspannten Zustand am harten Kern quer zur Anpreßrichtung an dessen gesamten Umfang ununterbrochen anliegende weichere Einfassung plastisch verformbar ist.

Die Einfassung besitzt zum Aufbau einer gewissen spezifischen Dichtpressung und zur Anpassung an eine gegebenenfalls nachgeschaltete Weichstoff-Flachdichtung relativ zum Kern eine bestimmte Dicke, damit ausreichende plastische Verformungswege zurückgelegt werden können. Bei Belastung wird infolge der plastischen Verformung der Einfassung über dem eingelegten harten Kern eine relativ schmale Tragzone hoher spezifischer Dichtpressung aufgebaut. Hierdurch wird eine gute Mikro- und Makro-Anpassung an die Dichtflächen erreicht. Eine Beschädigung der Dichtflächen wird vermieden, da der gesamte Verformungsweg der Dichtverbindung von der weicheren Einfassung aufgenommen wird. Die Kraft-Weg-Funktion kann durch Abstimmung der Materialien und der geometrischen Abmessungen von Kern und Einfassung in weiten Grenzen beeinflußt werden. Im Falle dynamischer Beanspruchung werden Schwingungen weitgehend reduziert. Die Schwingungsdämpfung wird dadurch erreicht, daß in der stark plastisch verformten Tragzone der Einfassung eine hohe spezifische Pressung aufgebaut wird. In diesem Bereich erfährt das Material der Einfassung außerdem eine gewisse KaItverfestigung.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Vorlagering auch mit zwei nebeneinanderliegenden harten Kernen gleichen Durchmessers ausgeführt werden. Dabei können gegebenenfalls die nebeneinanderliegenden harten Kerne unterschiedliche Durchmesser aufweisen, um bei Belastung des Vorlageringes eine zusätzliche Abdichtstufe aufzubauen. Der harte Kern kleineren Durchmessers kann zudem einer örtlichen Verschiebung der Tragzone des Vorlageringes dienen. Gegenüber bekannten Vorlageringen in Form von U-förmigen Hüllungen mit Weichmetalldraht-Einlage, die infolge der beim Verspannen ein- ^ tretenden Verformung des Drahtes ebenfalls über ^ einen längeren Verspannweg verformbar sind, wird der Vorteil einer schmaleren Dichtzone erreicht.

Gegenüber bekannten Vorlageringen mit zum Zweck der Federung gewellten oder mit Verwerfungen versehenen Einlagen werden bei kleinerem Verformungsweg höhere spezifische Anpreßkräfte gleichmäßig auf den Umfang verteilt erzielt. Ferner können bei dynamischer Beanspruchung der Dichtung Schwingungen besser unterdrückt werden, als es mit als Federn gestalteten Einlagen möglich ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 einen Vorlagering aus einer U-förmigen metallischen Einfassung mit einem eingelegten harten Kern,

F i g. 1 a den Vorlagering nach F i g. 1 im belasteten Betriebszustand,

F i g. 2 einen Vorlagering mit nebeneinanderliegenden harten Kernen gleichen Durchmessers, und

Fi g. 3 einen Vorlagering mit harten Kernen unterschiedlichen Durchmessers. Λ In den Figuren sind Vorlageringe für Weichstoff-Flachdichtungen veranschaulicht, die aus einem Verbundring mit hartem Kern 2 von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und einer weicheren U-förmigen metallischen Einfassung 1 bestehen.
Die Blechstärke der Einfassung! entspricht etwa dem Durchmesser des in an sich bekannter Weise massiven Kernes 2 bzw. 2', wobei unter Wirkung des Anpreßdruckes ausschließlich die im nichtverspannten Zustand am Kern quer zur Anpreßrichtung an dessen gesamten Umfang ununterbrochen anliegende weichere Einfassung plastisch verformbar ist. Fig. 1 zeigt, daß um den harten metallischen Kern 2 von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt die weichere U-förmige metallische Einfassung 1 herumgelegt ist, die den harten metallischen Kern im unbelasteten Zustand satt anliegend umschließt. Die Materialabstimmung von Kern und Einfassung wird dabei stets so gewählt, daß sich unter Last nur der Kern 2 in die weichere Einfassung 1 eindrückt, die dabei im wesentlichen stark plastisch verformt wird, wie F i g. 1 a zeigt. Der Kern 2 erfährt dabei nur eine geringfügige elastische Verformung. Zum Aufbau einer gewissen spezifischen Dicht-

pressung und zur Anpassung an eine gegebenenfalls nachgeschaltete Weichstoff-Flachdichtung ist die Blechstärke der Einfassung etwa dem Durchmesser des massiven Kernes entsprechend bemessen, damit ausreichende plastische Verformungswege zurückgelegt werden können.

Gemäß F i g. 2 sind zwei harte Kerne 2, 2' in die Einfassung 1 in gleicher Ebene nebeneinanderliegend angeordnet. Auf diese Weise werden in radialer Richtung zwei scharf begrenzte Dichtzonen hoher Flächenpressung geschaffen.

Eine zusätzliche Abdichtstufe läßt sich durch die Ausführungsform nach Fig. 3 erzielen, bei der der innere harte Kern 2 einen kleineren Durchmesser .aufweist als der äußere harte Kern 2'^ Dabei kann ^5-der harte Kern kleineren Durchmessers außerdem zu einer örtlichen Verschiebung der Tragzone des Vorlageringes beitragen.

Gute Abdichtergebnisse wurden z. B. mit einem Vorlagering aus Federstahldraht und einer Einfassung aus Tiefzieh-Stahlblech erreicht, wobei die Blechstärke der Einfassung und der Durchmesser des Kerndrahtes etwa gleich groß bemessen waren.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorlagering für Weichstoff-Flachdichtungen, bestehend aus einem Verbundring mit hartem Kern von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und einer weicheren U-förmigen metallischen Einfassung, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstärke der Einfassung (1) etwa dem Durchmesser des in an sich bekannter Weise massiven Kernes (2,2') entspricht, wobei unter Wirkung des Anpreßdruckes ausschließlich die im nichtverspannten Zustand am harten Kern quer zur Anpreßrichtung an dessen gesamten Umfang ununterbrochen anliegende weichere Einfassung plastisch verformbar ist.

2. Vorlagering gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei harte Kerne (2, 2') gleichen Durchmessers in der Einfassung (1)

nebeneinander liegen.

3. Vorlagering gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nebeneinanderliegenden Kerne (2, 2') unterschiedliche Durchmesser aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY