DE1750805C2 - Vorlagering für Weichstoff-Flachdichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einer. Vorla^ering für Weichstoff-Flachdichtungen, besiehtnd a· s einem Verbundring mit hartem Kern von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und einer weicheren U-förmigen metallischen Einfassung.

Vorlagerihge als massive metallische Vollringe sind bekannt. Sie erfordern eine sehr genaue Dicken- ^₀ anpassung 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 Alisführungsformen in einer relativ dünnen metallischen Hinfassung. Diese Vorlageringe weisen eine gute elastische Anpassung an Verformungen und Dickentolera117.cn der Restfläche auf. Auf Grund der eingelegten Fcderelemente haben solche Vorlageringe eine Hache Kraft-Weg-Kennlinie. Ihre erzielbaren spezifischen Dichtprcssungcn sind daher begrenzt. Durch ihre betonten Federungseigenschaften begünstigen solche Vorlagcringe z. B. die Zylinderkopfschwingungen in Verbrennungsmotoren. Durch die damit verbundenen Wechsclbeanspruchungen 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 Schlauchfcder 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 WeichstofTrestfläche nicht erzielt

^^Schließlich ist eine Dichtung für Rohrflansche bekannt welche die Verwendung von genuteten Dichtflächen vermeiden soll: Diese Dichtung besteht im wesentlichen aus einem metallischen Stutzring kreisförmigen Querschnitts zur Aufnahme der Radialkräfte die in der Dichtungsebene wirksam sind. Für die Verbesserung der Abdichtung ist dieser Stützring mit einem dünnen Mantel aus dem gleichen oder einem weicheren Metall wie demjenigen des Stützrings umhüllt.

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

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Blechstärke der Einfassung etwa d^n Durchmesser des in an sich bekannter Weise massiven Kernes entspricht, wobei die plastisch verformbare weichere Einfassung im nichtverspannten Zustand am harten Kern quer zur Anpreßrichtung an dessen gesamten Umfang ununterbrochen anliegt.

Die Einfassung besitzt zum Aufbau einer gewissen spezifischen Dichtpressung und zur Anpassung an eine gegebenenfalls nachgeschaltete Weichstolf-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 Dichipressung 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 Kaltverfestigung.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Vorlagering auch mit zwei ncbeneinanderliegenden harten Kernen gleichen Durchmessers ausgeführt werden. Dabei können gegebenenfalls die nebeneinandcrliegcndcn harten Kerne unterschiedliche Durchmesser aufweisen, um bei Belastung des Vorlage ringcs eine zusätzliche Abdichtstufe aufzubauen. Der harte Kern kleineren Durchmessers kann zudem einer Örtlichen Verschiebung der Tragzonc des Vorlagcringes dienen. Gegenüber bekannten Vorlagcringen in Form von U-förmigcn Hüllungen mit Weichmetalldraht-Einlage, die infolge der beim Verspannen eintretenden Verformung des Drahtes ebenfalls über einen längeren Verspannweg verformbar sind, wird der Vorteil einer schmaleren Dichtzonc erreicht.

Gegenüber bekannten Vorlageringcn mit zum Zweck der Federung gewellten öder mit Verwcrfun-

gen versehenen Einlugen 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

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

Fig. la den Vorlagering nach Fig. 1 im belasteten Betriebszustand,

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

F i g. 3 einen Vorlagering mit harten Kernen unterschiedlichen Durchmessers.

In den Figuren sind Vorlageringe für WeichstofT-Flachdichtungen veranschaulicht, die aus einem Verbundring mit hartem Kern 2 von im wesentlichen lu'eisföimigem Querschnitt und einer weicheren U-formigen metallischen Einfassung 1 bestehen.

D'e Blechstärke der Einfassung 1 entspricht etwa eiern Durchmesser des in an sich bekannter Weise massiven Kernes 2 bzw. 2', wobei 'inter Wirkung *5 ties Anpießdruckes ausschließlich die im nichtver- «,paniuen Zustand am Kern quer zur Anpreßrichtung it η dessen gesamten Umfang ununterbrochen anlicücnde weichere Einfassung plastisch verformbar ist.

1 1 g. 1 zeigt, daß um den harten metallischen 3«^ Kern 2 \on 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 Maierialabsiimmung von Kern und Einfassung wird dabei stets so gewählt, daß sich unter Last nur der Kern 2 in die w-ichere Einfassung 1 eindrückt, die dabei im wesentlichen stark plastisch verformt wird, wie Fig. la zeigt. Der Kern 2 erfährt dabei nur eine geringfügige elastische Verformung.

Zum Aufbau einer gewissen spezifischen Dichtpressung und zur Anpassung an eine gegebenenfalls nachgeschaltete Weichstoff-Flachdichtung isi 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. A.uf diese Weise werden in radialer Richtung zwei scharf begrenzte Dichtzonen hoher Flächenpressung geschaffen.

Eine zusätzliche Abdichtstufe läßt sich durch die Ausführungsform nach F i g. 3 erzielen, bei der der innere harte Kern 2 einer kleineren Durchmesser aufweist als der äußere harte- Kern 2'. Dabei kann der harte Kern kleineren Durchmessers außerdem zu einer ortlichen Verschiebung der Trag/one des Vorlageringes beitragen.

(iute Abdichtergebnisse wurden z. B. mit einem \ urlagering aus Federstahldraht und einer Einfassung aus Tiefzieh-Stahlblech erreicht, wobei die Blechst:irke der Einfassung und der Durchmesser des Kerndrahtes etwa gleich groß bemessen waren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuncen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   1, Vorlagering für Weichstoff-Flachdichtungen, bestehend aus einem Verbundring mit hartem Kern von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und einer weicheren U-fönaigen metallischen Einfassung, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstärke der Einfassung (1) etwa dem Durchmesser des in an sich bekannter jo Weise massiven Kernes (2, 2') entspricht, wobei die plastisch verformbare weichere Einfassung im nichtverspannten Zustand am harten Kern quer zur Anpreßrichtung an dessen gesamten Umfang ununterbrochen anliegt.
2. 2. Vorlagering gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei harte Kerne (2, 2') gleichen Durchmessers in der Einfassung (1) nebeneinander liegen.
3. 3. Vox'agering gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nebeneinanderliegenden Kern·- (2, 2') unterschiedliche Durchmesser aufweisen.