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Elastisches Material aus Gummi, Kunststoff od.dergl. zur Herstellung
von Dichtungen, Die Erfindung betrifft ein elastisches Material aus Gummi, Kunststoff
od.dergl, zur Herstellung von Lichtungen, insbesondere solchen, die einen gekrümmten
oder kurvenförmigen Verlauf aufweisen.
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Profil-Djchtungen aus Gummi oder anderem elastischen Material
werden auf allen Gebieten der Technik zum Zweck der Abdich-tung von aufeinanderliegenden
metallischen Flächen zwischen
denselben eingesetzt. Neben der Aufgabe der
Abdichtung fällt solchen Profilen oft die Aufgabe der Körperschall-Isolierung
zu.
Bekannt sind z. B. Flansch-Dichtungen, die zur Abdichtung von Rohren jeweils zwischen
den beiden Rohrflanschen liegen und die durch Verschraubung oder Klammern zusammengepreßt
werden. Ähnliche Profile werden auch in vielen 4uerschnitten und Größenabmessungen
zur Abdichtung von Behältern, auch Türen, Fenstern usw. eingesetzt. Entsprechend
der Form der Dichtfugen müssen solche Dichtungs-Profile nicht nur in geraden Längen,
sondern auch mit Abrundungen, Rundbögen.usw, hergestellt werden. Während die Herstellung
solcher Flach-Profile aus Gummi oder Kunststoff in geraden Längen mittels geeigneter
Extrudiermaschinen sehr einfach und wirtschaftlich ist, wird die Herstellung von
kreisförmigen Flansch-Dichtungen oder bogenförmigen Dichtprofilen schwierig, da
solche Teile in Formen hergestellt werden müssen, oder aus vorgefertigtem Plattenmaterial
ausgestanzt werden, wobei in der Regel Abfall entsteht, der solche Erzeugnisse
erheblich verteuert. Andererseits lassen sich gerade Peafilstränge auch wirtschaftlich
aus vorgefertigten Platten stanzen. Hinzu kommt, daß die Anfertigung solcher Dichtungen
in Spezial-Firmen vorgenommen werden muß. Die Beschaffung schwieriger Flach-Dichtungen,
die entweder aus Formen oder als Stanzteile gefertigt werden, ist mit zusätzlichen
Werkzeugkosten verbunden. In komplizierten Fällen, wie z.B. bei der Ab-
dichtung
von Großbehältern lassen sich die genauen Maße nicht
festlegen,
liier wird eine Dichtung benötigt, die an Ort und z3telle hergestellt
und montiert werden kann.
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Bekannt sind Spezial-Dichtungsmassen oder flüssige Dichtungsmassen,
die jedoch im allgemeinen kein elastisches Verhalten .aufweisen, so daß sie nicht
für alle Abdichtungen infrage kommen. Dichtungen aus Gummi oder elastischen Kunststoffen
werden vornehmlich eingesetzt. Verschiedene Formen, Profile, Dicht-Systeme usw.
sind bekannt und werden - entsprechend der gewünschten Funktion - aus unterschiedlichen,
vornehmlich elastischen Werkstoffen, in vielfältigen Größen und Abmessungen eingesetzt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,die Nachteile der bekannten
Dichtungsmaterialien und Dichtungsformen zu beseitigen bzw. ein Dichtungsmaterial
zu schaffen, daeine wirtschaftliche Herstellung insbesondere gekrümmter Dichtungsformen
erlaubt und auch das von Handfertigen einer gekrümmten Dichtung an Ort und Stelle
ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in das Dichtungsmaterial
ein aus eine bleibende Verformung gestattenden Materialien, wie Drähte, Gewebe,
Geflecht od.dergl., gebildetes Gerüst, Gitter od.dergl, eingebettet ist. Das
bleibend
verformbare und im Dichtungsmaterial eingebettete Gerüst bildet mit diesem einen
im Querschnitt rechteckigen, abgerundeten, tral.,ezförmigen, konischen oder sonstwie
geformten Profilstrang.
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Der Profilstrang ist aus mindestens einem Geflechtstrang od.dergl.
und zwei den Geflechtstrang od.dergl. beidseitig abdeckenden und durch diesen hindurch
mittels Klebung, Vulkanisierung odadergl. verbundenen elastischen Materialsträngen
gebildet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Geflechte#;tränge
in verschiedenen Lagen in dem Dichtungsmaterial bzw. zwischen den einzelnen
zusammengefügten elastischen blaterialsträngen eingelagert. In einer besonderen
Aus-
führungsform bestellt das Geriist aus mindestens einem in Dichtungsmaterial
eingelagerten Draht. Mehrere Drähte können jedoch im parallelen Abstand nebeneinander
im Profilstrang angeordnet sein.
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Zur Erzielung einer innigen Verbindung ist der Geflecht-
strang
od.dergl. bzw. Drahtstrang allseitig mit die Verbin-
dung mit dem Dichtungsmaterial
bewirkenden Haftmitteln, wie
Kleber od.dergl. versehen. Der Winkel, der sich
kreuzenden
Geflecht-, Gewirk-, Gewebe- oder Gitterdrähte, sowie
deren Materialstärke und Art des Materials ist dem jeweils erforderlichen Krümmungsradius
des Profilstranges bzw. derDichtung angepaßt. Zur Erzielung gleicher Materialstärke
an allen Stellen der verformten Dichtung ist in einer besonderen Ausführungsform
der noch nicht in Krümmungen, Kurven od.dergl. verformte Profilstrang auf der Seite
der durch die Krümmungen zu erwartenden Materialstauchung im_Profilquerschnitt dünner
und auf der Seite der zu erwartenden biaLerialdehnung dicker gehalten. Für die Herstellung
von Dichtungen mit besonders engem Krümmungsradius, ist vorgesehen, daß die den
Krümmungen folgenden Ränder des Profilstranges mit nach den Rändern offenen Keilausnehmungen
und/oder Schlitzen versehen sind. Diese sind zweckmäßig auf Lücke bzw. gegeneinander
versetzt in den Rändern angeordnet.
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Der Profilstrang weist im Bereich der Befestigungsstellen mit dem
Dichtungsträger, wie z.B. Rohrflansch, im elastischen Teil des Profilstranges die
Nietköpfe, Schraubenköpfe, Nagelköpfe, Druckknöpfe od.dergl. der Verbindungsmittel
aufnehmende Materialausnehmungen auf, während der Geflechtstrang od.dergl. nur für
die Schäfte der Verbindungsmittel Durchtrittsöffnungen aufweist bzw. als Widerlagen
für
die Nietköpfe od.dergl. ausgebildet ist.
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Die Verbindungsstelle eines zu einem geschlossenen Dichtungsring geformten
Profilstranges ist durch die durch Klebung, Schweißung oder Vulkanisierung miteinander
verbundenen abgeschrägten oder im Stoßversatz abgeschrägten Enden des Profilstranges
gebildet.
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Der Erfindungsgedankeg der die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten
zuläßt, ist anhand der beiliegenden Zeichnung in mehreren Beispielen näher erläutert.
Dabei zeigt: Fig. 1 die Draufsicht auf eine typische Flansch-Dichtung; Fig. 2 bis
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verschiedene Querschnittsformen
des
Profilstranges nach der Linie
A -
A in Fig.1
bzw. Fig. ?;
| Fig. ? die Entstehung einer gekrümmt aasgebildeten |
Dichtung aus einem geraden Profilstrang; Fig. 8 die Draufsicht auf einen
Profilstrang mit besonders
ausgebildeten Rändern;
Fig.
9 die Draufsicht
auf ein im Dichtungsmaterial eingelagertes Gerüst vor der Verformung; Fig.1U
die gleiche
Draufsicht auf das Gerüst nach
der Verformung, jedoch ohne
Darstellung
den
Dichtungsmaterials;
Fig. 11 und 12
Längsschnitte durch eine Dichtung, welche auf dem Dichtungsträger durch Verbindungsmittel
befestigt ist= Fig. 13 die Seitenansicht einer Stoßstelle bzw. Verbindungsstelle
einer geschlossen ausgebildeten Flansch-Dichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 14 in perspektivischer
Ansicht eine Variante der Stoßausbildung.
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Die in Fig. 1 gezeigte typische Flansch-Dichtung gelangt z.13. zur
Abdichtung von Rohren Anwendung, die an den Enden mit .#ii-chraubflanschen versehen
sind. Bisher wurden solche Flane,ch-Dichtungen normalerweise in Formen gepreßt oder
mittels geeignetem Stanzzeug aus Platten ausgestanzt, da --ic-h ein Strangprofil
aus elastischem Material nach seiner Verformung in Krümmdngen und Kurven wieder
in die gestreckte Lage zurückbilden würde. Um eine bleibende Verformung erzielen
zu können, ist deshalb erfindungsgemäß in das elastische Dichtungsmaterial 2 ein
Gerüst 3 eingelagert, welches gemäß Fig. 9 und 10 z. H. aus einem aus Längsdrähten
3b und Querdrähten 3c bestehenden Geflecht gebildet ist. Die Maschen dieses speziellen
Geflechtstranges 3 sind durch quadratische oder rechteckige Flächen gebildet,
wobei die
Knotenpunkte 3a der sich kreuzenden Drähte 3b, 3c
ledig-
lach durch die Flechtart oder auch durch besondere
Heftung,
z.B. Schweißung, Lötung, Verklebung od.dergl.
verbunden
sind. Der Geflechtwinkel C-beträgt vorzugsweise 900..
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Ein solcher Geflechtstrang 3 läßt sich --
bezogen auf
eine Flächenform #- so bleibend verformen, daß
der Maschen-
winkel bzw. Geflechtwinkel otlgemäß Fig. 10 kleiner
als
900 wird. Dieser Geflechtstrang 3 gemäß Fig. 9 aus
Spezial-Drahtgewebe
ist mittig in die Querschnittsfläche des Dichtungsmaterials 2 eingelagert.
Das Dich-
tungsmaterial 2 bildet dabei zusammen mit dem Geflecht-
stang
3 einzelne Profilstränge 1, die je nach den Er-
fordernissen die Querschnittsformen
gemäß Fig. 2 bis fi aufweisen. Soll der Profilstrang 1 gemäß Fig.
7 aus
seiner natürlichen gestreckten Lage c - d, in strich-
punktierten
Linien dargestellt, in eine gekrümmte Lage
c - e gebracht werden,
so wird der in den Profilstrang 1
eingelagerte Geflechtstrang
3 etwa gemäß Fig, 10 bleibend
verformt. Art und Material des
Geflechtstranges 3 ist
dabei so gewählt, daß die nach der Verformung
entstan-
dene Widerstandskraft der einzelnen Drähte 3b, 3o
größer
ist als die Rtickbildungskraft des mitv®rformten eJestischeu
Materials 2. Die Ausbildung des Geflechtstrangee 3
richtet sich
also im wesentlichen nach dem Profilquer-. schnitt und den Materialeigenschaften
bzw. dem E-eModul des elastischen Materials 2.
Dieser
Profilstrang 1 kann als gespritztes Profil bzw. als ein aus Platten gestanztes
Profil hergestellt werden,
so daß bereits bei der Herstellung des Profilstranges
1 eine innige Verbindung zwischen dem elastischen Dichtungs-
material 2
und dem darin eingelagerten Geflechtstrang 3
entsteht. Andererseits
ist es jedoch auch möglich, den
Profilstrang 1 dadurch herzustellent
daß der Geflecht-
Strang 3 zwischen zwei separat hergestellten Platten
bzw.
Strängen aus Dichtungsmaterial 2 eingelagert wird urtidie
beiden Stränge aus Dichtungsmaterial 2 durch die Frei-
räume des Gef.lechtstranges
3 hindurch miteinander verklebt
oder verschweißt werden.
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Da bekanntlich bei der Verformung eines geraden
Profil-Stranges auf der Außenseite der Krümmung eine Material-dehnung und auf
der Innenseite der Krümmung eine Material5tauchung erfolgt, 5o daß sich die
Querschnitts-fläche des Profilstranges 1 verformt, 15t in der beson-
deren
Ausführungsform des Profilstranges 1 gemäß Fig. 6
vorgesehen, daß
der unverformte Profilstrang 1 auf der
Seite der zu erwartenden
Materialstauchung im Prorilquerhchnitt dünner und auf der Seite der zu
erwartenden
Materialdehnung dicker gehalten ist.
Soll
der Profilstrang 1 besonders stark gekrümmt verformt werden, so ist erfindungsgemäß
vorgesehenx dafl die Ränder dieses Profilstranges 1 gemäß Fige 8 mit nach den Rändern
offenen Keilausnehmungen 4 und/oder Schlitzen 5 versehen ist. Die Keilausnehmungen
4 und die Schlitze 5 sind dabei zweckmäßig gegeneinander versetzt bzw. auf Lücke
angeordnet. Übertragen auf die Fig. 7 gleichen die Keilausnehmungen 4 die Materialstauchung
auf der Innenseite der Krümmung aus# während die Schlitze 5 die Materialdehnung
auf der Außenseite des nach der Linie c - e gekrümmten Profilstranges 1 ausgleichen.
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Für den Fall, daß der Profilstrang 1 als Flachdichtung oder für Zwecke
der Schwingungs- bzw: Geräusch-Isolierung eingesetzt wird, wird der Querschnitt
durch die Kraft P belastet. Unter der Belastung wird der Profilstrang 1 gemäß Fig.
2 mit der Stärke s um den Weg f verformt. Infolge der elastischen Materialeigenschaften
wird von dem Profilstrang 1 eine Gegenkraft ausgeübt, die für die entsprechende
Dichtung zwischen den anliegenden Flächen sorgt. Entsprechend der Material-
stärke
S eines solchen Dichtungestranges 1 können auch
mehrere
Lagen des elastischen Dichtungsmaterials 2 und mehrere Geflechtstränge 3 schichtenförmig
übereinander hergestellt werden. Die Querausdehnung des elastischen Dichtungsmaterials
2 wird hierbei durch die festeingelegten Geflechtstränge 3 verhindert bzw. stark
begrenzt. Durch die eingelegten Geflechtstränge 3 werden also ebenfalls die Rückfederungskräfte,
die der belastendere Kraft P entgegenwirken, beeinflußt.
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Die auf diese Art und Weise hergestellten Profilstränge 1 können lose
in die oder auf die zu verbindenen Dichtungsflächen eingelegt bzw. aufgelegt werden.
Sie können jedoch auch durch geeignete Klebemittel aufgeklebt und damit zusätzlich
abgedichtet werden. Da jedoch in den meisten Fällen vorgesehen ist, die Profilstränge
1 auf den Dichtungsträgern 6 durch Verschlu-Ibung, Nietung oder Nagelung zu befestigen,
ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Profilstrang 1 im Bereich der Befestigungsstellen
mit dem Dichtungsträger 6 im Dichtungsmaterial 2 Materialausnehmungen
7 aufweist, welche gemäß Fig. 11 und 12 die Schraubenköpfe 8c bzw. die
Druckknöpfe 8a aufnehmen.
Mittels einer Stanze wird aus den
Profilstreng 1 die
elastische Dichtungsschicht2 mit dem Durchmesser D. bis
auf den eingelegten Geflechtstrang 3 ausgesttochen und entfernt. Auch auf der anderen
Seite des Profil-Stranges 1 wird die gleiche Materialausnehmung 7 vorgenommen.
In den dadurch freigelegten Geflechtstrang 3 wird ein Loch mit dem Durchmesser d
gestanzt, Dieser Durchmesser d entspricht dem Durchmesser des Schaftes 8d bzw. 8b
des jeweils zur Anwendung gelangenden Verbindungsmittels, Dabei können die Ränder
der ausgestanzten Löcher im Geflechtstrang 3 durch Randverstärkungen bebzw. gemäß
Fig. 12 durch eina entsprechende Ausbildung der Knopfniete 8a, 8b verstärkt werden.
Diese Befestigungsmöglichkeiten lassen eine schnelle und sichere Montage zu.
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Die aus einem gestreckten Profilstrang 1 hergestellte Flansch-Dichtung
gemäß Fig. 1 muß an der Verbindungsstelle 9 verbunden werden, um eine vollkommende
Abdichtung zu erzielen. Fig. 13 zeigt die Ausbildung einer solchen Verbindungsstelle
9. Durch eine gegenläufige Abschrägung der beiden zusammengeführten En.-den des
Profilstranges 1 über eine entsprechende
Länge L wird
eine ausreichende Fläche zum Verkleben
oder Verschweißen des Dichtungsmaterials
2 gebildet.
In einer Variante hierzu können auch die Stoßflächen
9a
gemäß Fig. 14 versetzt gegeneinander angeordnet
sein, so daß
eine größere Verbindungsfläche für den
aufzubringenden Kleber bzw. die
Vulkanisierung ent-
steht. Dabei ist e5 zweckmäßig, mindestens eine der
beiden freigelegten Enden des Geflechtstranges 3 in
die Verbindung
mit einzubeziehen.
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Die Vorteile de:; erfindungsgemäßen Materials gegen- über
dem bisher bekannten Dichtungsmaterial sind darin zu sehen, daß die verschiedensten
Profil-Querschnitte und Schichtungen in genormten Längen herge-
stellt
werden können und diese universell auf den
verschiedensten Gebieten der Technik
am Verwendungs-
ort eingepaßt und dort auch bleibend verformt werden
können.
Da die Herstellung komplizierter Formen bzw.
Werkzeuge entfällt und solche
Dichtungsstränge 1 in
den gewünschten Formen am Aufstellungsört
der Machine hergestellt werden können, sind die wirtschaftlichen
Vorteile
des erfindungsgemäßen Materials besonders groß.