DE19504186A1 - Axialdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Axialdichtung, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.

Durchflußkanäle oder Schraubenlöcher an der Schnittstelle zwi­ schen einem ersten und einem zweiten Bauteil, z. B. zwischen ei­ nem Ventilgehäuse und einem Block, an den das Ventilgehäuse an­ gebaut ist, werden meist durch O-Ringe oder Rechteckringe gegen den Flachspalt zwischen beiden Bauteilen abgedichtet. Die Dicht­ ringe werden dabei meist in entsprechend ausgebildete Nuten des einen Bauteils eingelegt. Verliergesichert sind sie dadurch nicht, d. h., daß sie bei einer ungeschickten Handhabung des Bau­ teils aus den entsprechenden Nuten herausfallen können.

Bei einer aus der DE 42 28 060 A1 bekannten Axialdichtung ist die Verliersicherheit an einem Blech dadurch gewährleistet, daß die Axialdichtung mit zwei Butzen in zwei Löcher des Blechs ein­ gedrückt ist. Üblicherweise ist dadurch die Lage der Axialdich­ tung an dem einen Bauteil genügend genau definiert. Sollte ein Dichtabschnitt der Axialdichtung etwas vom Bauteil abstehen, so ist dies für eine Montage, die nur in eine Richtung senkrecht zum Flachspalt stattfindet nicht mit Nachteilen verbunden. Mög­ lich ist es jedoch, daß sich, vor allem wenn die Montage der Dichtung am einen Bauteil und der Zusammenbau beider Bauteile an verschiedenen Orten stattfindet, Schmutzpartikel zwischen dem von dem einen Bauteil abstehenden Dichtabschnitt der Axialdich­ tung und dem Bauteil ansammeln und die Dichtwirkung der Axial­ dichtung negativ beeinflussen. Nachteilig ist ein abstehender Dichtabschnitt auch dann, wenn während der Montage die beiden Bauteile nahe beieinander in einer zum Flachspalt parallelen Ebene bewegt werden müssen, weil der Einbauraum sehr beengt ist, wie dies vor allem im Kraftfahrzeugbau sehr oft vorkommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialdichtung, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, derart weiterzuentwickeln, daß die Montage erleichtert und eine sichere Dichtwirkung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Axialdichtung gelöst, die außer mit dem Merkmalen aus dem Oberbegriff auch mit dem Merkmal aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ausgestattet ist. Da­ nach ist der Dichtabschnitt der Axialdichtung zum ersten Bauteil hin vorgespannt. Diese Vorspannung ist vorhanden, wenn der oder die Butzen der Axialdichtung in entsprechenden Ausnehmungen des ersten Bauteils eingedrückt sind. Sie bewirkt, daß der Dichtab­ schnitt schob vor dem Zusammenbau der beiden Bauteile mit einer gewissen Kraft gegen das erste Bauteil gedrückt wird und sicher daran anliegt. Zwischen der Axialdichtung und dem ersten Bauteil können sich, zumindest soweit Dichtung und Bauteil aneinanderan­ liegen, keine Schmutzpartikel mehr ansammeln. Die Lage der Axi­ aldichtung bezüglich des ersten Bauteils ist genau definiert, so daß auch dann, wenn der Einbauraum eng ist, eine Montage ohne ein Beschädigen oder Verschieben der Axialdichtung möglich ist.

Bei loser Dichtung vor der Befestigung am ersten Bauteil äußert sich die erreichte Vorspannung nach der Befestigung darin, daß der Dichtabschnitt nicht in einer senkrecht zur Achse der Butzen verlaufenden Ebene liegt, sondern gekrümmt in Richtung der But­ zen vorspringend ist oder geneigt zu der Ebene verläuft.

Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Axialdich­ tung kann man den Unteransprüchen entnehmen.

Befindet sich ein Butzen außen am Rande eines Dichtabschnitts, so ist es möglich, den Dichtabschnitt eben auszubilden und in eine Ebene zu legen, die eine senkrecht zur Achse des Butzens verlaufende Ebene schneidet. Der Winkel zwischen den beiden Ebe­ nen liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 5 und 15 Grad. Der Dichtabschnitt kann zwar auch gekrümmt sein, jedoch wird das Formwerkzeug einfacher, wenn er in einer Ebene liegt.

Besitzt die Axialdichtung einstückig zwei nebeneinander angeord­ nete Dichtabschnitte, so befindet sich gemäß Anspruch 4 ein But­ zen vorteilhafterweise in einem Bereich zwischen den beiden Dichtabschnitten. Sind sogar drei Dichtabschnitte in Reihe ne­ beneinander vorhanden, so befindet sich vorteilhafterweise zwi­ schen dem mittleren Dichtabschnitt und jedem äußeren Dichtab­ schnitt jeweils ein Butzen und die beiden äußeren Dichtab­ schnitte sind zum ersten Bauteil hin vorgespannt. Aufgrund der zwei unmittelbar mit dem mittleren Dichtabschnitt verbundenen Butzen liegt der mittlere Dichtabschnitt auch ohne Vorspannung gut am ersten Bauteil an.

Gemäß Anspruch 6 sitzt ein Butzen an einem an einen Dichtab­ schnitt angeformten Haltesteg, wobei der Haltesteg flacher als der Dichtabschnitt ist und beidseits gegenüber dem Dichtab­ schnitt zurücksteht. Dadurch ist gewährleistet, daß die beiden Bauteile nicht am Haltesteg, sondern auch im Bereich des Halte­ steges am Dichtabschnitt anliegen und definierte Verhältnisse gegeben sind.

Die Ansprüche 7 bis 10 enthalten Merkmale, die sich auf die Aus­ bildung der Butzen beziehen und aufgrund derer ein Butzen einer­ seits mit begrenzter Kraft in eine entsprechende Ausnehmung des ersten Bauteils einpreßbar ist und andererseits eine genügend große Haltekraft entwickelt, um die Axialdichtung am ersten Bau­ teil gegen ein Verlieren zu sichern.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Axialdichtung ist im Zusammenhang mit einem Bauteil, an dem die Axialdichtung zu befestigen ist, in den Zeichnungen dargestellten. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläu­ tert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch die Axialdichtung, wobei sie auf ein Bauteil, an dem sie verliersicher zu befestigen ist, aufgelegt ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Axialdichtung in Richtung des Pfeiles A aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht der Axialdichtung im Bereich eines Butzens und

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Bauteil ohne die Dichtung in Richtung des Pfeiles A aus Fig. 1.

Die gezeigte, aus einem gummielastischen Material hergestellte Axialdichtung 10 besitzt drei einstückig hergestellte Dichtab­ schnitte 11, 12 und 13, die als O-Ringe ausgebildet und durch zwei sich in der Längsmittelebene der Axialdichtung befindliche Stege 14 miteinander verbunden sind. Wie deutlich aus den Fig. 1 und 3 hervorgeht, sind die Stege 14 flacher als die O-Ringe 11, 12 und 13 und stehen mit ihren parallel zur Ebene des mittleren O-Rings 12 verlaufenden Flachseiten 15 und 16 gegen­ über den O-Ringen zurück.

Jeder Steg 14 dient als Haltesteg für einen Butzen 20, der ein­ stückig an den Haltesteg 14 angeformt ist und zur einen Seite hin von diesem absteht. Die Butzen 20 sind im wesentlichen von zylindrischer Form und weisen einen an ihrer freien Stirnseite offenen, sich nach innen hin konisch verjüngenden Hohlraum 21 auf, der bis nahe an den Steg 14 heranreicht, sich also fast über die gesamte Länge eines Butzens 20 erstreckt. Außen ist je­ der Butzen 20 mit vier im Querschnitt dreieckigen Leisten 22 versehen, von denen sich jeweils zwei auf gleicher Höhe befin­ den, sich einander diametral gegenüberliegen und an ihren Enden einen Abstand voneinander besitzen. Die zwei sich einander ge­ genüberliegenden Leisten haben einen axialen Abstand von den beiden anderen sich gegenüberliegenden Leisten. Zur freien Stirnseite hin ist jeder Butzen 20 mit einer Einführschräge 24 versehen.

Jeder Butzen 20 besitzt außen zwei sich einander diametral ge­ genüberliegende Längsrillen 23, die zwischen den Leisten 22 hin­ durchgehen.

In Fig. 1 liegt die Axialdichtung 10 zwar schon auf einem Bau­ teil 30, an dem sie verliersicher zu befestigen ist, auf, ist jedoch noch entspannt. Man erkennt, daß der mittlere O-Ring 12 parallel zu einer Ebene 25 liegt, die senkrecht zu den Achsen der Butzen 20 verläuft. Die beiden äußeren O-Ringe 11 und 13 da­ gegen sind aus einer zur Ebene 25 parallelen Ebene in die Rich­ tung ausgeschwenkt, in die die Butzen 20 zeigen. Der Winkel α zwischen der Ebene 25 und einer Ebene 26, zu der die O-Ringe 11 bzw. 13 parallel verlaufen, beträgt beim Ausführungsbeispiel 10 Grad.

Das Bauteil 30 besitzt einen Druckmittelkanal 31 und zwei Gewin­ debohrungen 32, die sich bezüglich des Kanals 31 diametral ge­ genüberliegen. Der Druckmittelkanal 31 und die Gewindebohrungen 32 sind zu einer Fügefläche 33 des Bauteils 30 hin offen, mit der das Bauteil 30 nach seiner Befestigung an einem nur gestri­ chelt angedeuteten zweiten Bauteil 40 an diesem anliegt. Der Druckmittelkanal 31 des Bauteils 30 setzt sich im zweiten Bau­ teil fort. Den Gewindebohrungen 32 liegen Bohrungen des zweiten Bauteils gegenüber, durch die hindurch Maschinenschrauben in die Gewindebohrungen 32 eingeschraubt werden können. Zur Fügefläche 33 hin ist jedes Loch 31 und 32 des Bauteils 30 von einer zylin­ drischen Erweiterung 34 umgeben, die einen O-Ring 11, 12 bzw. 13 aufnehmen kann, wobei jedoch der O-Ring im nicht zusammengepreß­ ten Zustand dicker als die Höhe der Erweiterung 34 ist. Zwischen den Erweiterungen 34 befinden sich nutförmige Vertiefungen 35, von denen aus Sacklöcher 36 in das Bauteil 30 eingebracht sind.

Der Durchmesser der Sacklöcher 36 entspricht dem Durchmesser der Butzen 20 am Fuße der Leisten 22. Beim Einpressen der Butzen 20 in die Sacklöcher 36 wird somit die Axialdichtung 10 in zweier­ lei Hinsicht verformt. Zum einen wird jeder Butzen 20 wegen der Leisten 22 zusammengedrückt, was aufgrund des Hohlraums 21 mög­ lich ist. Zum andern gelangen die beiden äußeren O-Ringe aus ih­ rer geneigten Lage in dieselbe Ebene wie der mittlere O-Ring 12 und liegen deshalb mit einer gewissen Vorspannkraft satt am Bau­ teil 30 an. Die Haltekraft der Butzen 20 ist natürlich größer als diese Vorspannkraft, damit die Butzen 20 in den Sacklöchern 36 steckenbleiben. Beim Eindrücken der Butzen 20 in die Sacklö­ cher 36 kann in den Sacklöchern befindliche Luft durch die Längsrillen 23 der Butzen nach außen entweichen.

Claims (10)

1. Axialdichtung (10), die zum Abdichten eines in den Flachspalt an der Schnittstelle zwischen einem ersten Bauteil (30) und einem zweiten Bauteil (40) mündenden oder den Flachspalt querenden Kanals, insbesondere eines Durchflußkanals (31) oder eines Schraubenloches (32) vorgesehen ist und einstüc­ kig einen Befestigungsabschnitt in Form eines Butzens (20), der in eine Ausnehmung (36) des ersten Bauteils (30) einpreßbar ist, sowie einen Dichtabschnitt (11, 13) aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dichtabschnitt (11, 13) zum ersten Bauteil (30) hin vorgespannt ist.

2. Axialdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtabschnitt (11, 13) im entspannten Zustand in einer Ebene (26) liegt, die mit einer senkrecht zur Achse des Butzens (20) verlaufenden Ebene (25) einen Winkel vorzugsweise zwischen 5 und 15 Grad einschließt.

3. Axialdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dichtabschnitt als Dichtring (11, 13) ausge­ bildet und der Butzen (20) außen am Ring (11, 13) mit diesem verbunden ist.

4. Axialdichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nebeneinander zwei Dichtabschnitte (11, 12; 12, 13) vorhanden sind und daß sich ein Butzen (20) in einem Bereich zwischen den beiden Dichtabschnitten (11, 12; 12, 13) befindet.

5. Axialdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß drei Dichtabschnitte (11, 12, 13) in Reihe nebeneinander an­ geordnet sind, daß sich zwischen dem mittleren Dichtabschnitt (12) und jedem äußeren Dichtabschnitt (11, 13) jeweils ein But­ zen (20) befindet und daß die beiden äußeren Dichtabschnitte (11, 13) zum ersten Bauteil (30) hin vorgespannt sind.

6. Axialdichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Butzen (20) an einem an einen Dichtabschnitt (11, 12, 13) angeformten Haltesteg (14) sitzt und daß der Haltesteg (14) flacher als der Dichtabschnitt (11, 12, 13) ist und beidseits gegenüber dem Dichtabschnitt (11, 12, 13) zurücksteht.

7. Axialdichtung, insbesondere nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Butzen (20) einen axial zumindest einseitig offenen Hohlraum (21) aufweist.

8. Axialdichtung, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Butzen (20) wenigstens eine Aussparung (23) aufweist, durch die beim Eindrücken des Butzens (20) in die Ausnehmung (36) des ersten Bauteils (30) Luft aus der Ausnehmung (36) entweichen kann.

9. Axialdichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Butzen (20) außen mit zumindest einem einzelnen Vorsprung (22) versehen ist, der sich axial im Bereich des Hohlraums (21) befindet.

10. Axialdichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (22) länglich und in Umfangsrichtung verlau­ fend ausgebildet ist.