DE19504186C2 - Axialdichtung - Google Patents
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- Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
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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 Noppen 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 stattfinden, 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.
Es sind auch schon mit Befestigungsvorsprüngen, die in Ausneh
mungen eines Bauteils einpreßbar sind, versehene Axialdichtungen
bekannt, die in ihrer Gebrauchslage nach Befestigung an dem Bau
teil mit ihren Dichtabschnitten vorgespannt an dem Bauteil an
liegen. Derartige Axialdichtungen zeigen zum Beispiel die DE-PS
925 153, das DE-GM 91 08 390 und die US-31 39 784. Diese Axial
dichtungen sind mit an den Dichtabschnitten entlanglaufenden und
im entspannten Zustand im Querschnitt gesehen vorspringenden
Dichtleisten versehen, die beim Eindrücken der Befestigungsvor
sprünge in die Ausnehmungen des Bauteils zusammengedrückt wer
den. Auch bei einer Axialdichtung dieser Art läßt sich nicht si
cher vermeiden, daß nach der Befestigung am Bauteil der Dichtab
schnitt etwas vom Bauteil absteht.
Bekannt ist es auch, bei einer Axialdichtung mit Befestigungs
vorsprüngen diese mit einem einseitig offenen Hohlraum zu verse
hen, um das Einpressen der Befestigungsvorsprünge in die Ausneh
mungen des Bauteils, an dem die Axialdichtung zu befestigen ist,
zu erleichtern (DE-GM 89 12 004, DE 42 35 437 C1).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialdichtung,
die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 auf
weist, 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 Patentanspruchs 1 ausgestattet ist.
Danach ist der Dichtabschnitt der Axialdichtung zum ersten Bau
teil hin vorgespannt. Diese Vorspannung ist vorhanden, wenn der
oder die Noppen der Axialdichtung in entsprechenden Ausnehmungen
des ersten Bauteils eingedrückt sind. Sie bewirkt, daß der
Dichtabschnitt schon 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 an
einanderanliegen, keine Schmutzpartikel mehr ansammeln. Die Lage
der Axialdichtung bezüglich des ersten Bauteils ist genau defi
niert, so daß auch dann, wenn der Einbauraum eng ist, eine Mon
tage ohne ein Beschädigen oder Verschieben der Axialdichtung
möglich ist.
Bei loser und entspannter Axialdichtung vor der Befestigung am
ersten Bauteil äußert sich die erreichte Vorspannung nach der
Befestigung darin, daß der Dichtabschnitt nicht in einer senk
recht zur Achse des Noppens verlaufenden Ebene liegt, sondern
gekrümmt in Richtung des Noppens vorspringend ist oder geneigt
zu der Ebene verläuft.
Während somit bei den Axialdichtungen mit am Dichtabschnitt ent
langlaufenden, im entspannten Zustand vorspringenden Dichtlei
sten der Dichtabschnitt bei der Befestigung am Bauteil seine La
ge im Bezug zu den Befestigungsvorsprüngen beibehält und seinen
Querschnitt ändert, ändert demgegenüber der Dichtabschnitt einer
erfindungsgemäßen Axialdichtung bei der Befestigung am Bauteil
seine Lage bezüglich des oder der Befestigungsnoppen und ändert
nicht oder nur unwesentlich seinen Querschnitt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Axialdich
tung kann man den Unteransprüchen entnehmen.
Befindet sich ein Noppen 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 Noppens
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 Patentanspruch 4
ein Noppen vorteilhafterweise in einem Bereich zwischen den bei
den Dichtabschnitten. Sind sogar drei Dichtabschnitte in Reihe
nebeneinander vorhanden, so befindet sich vorteilhafterweise
zwischen dem mittleren Dichtabschnitt und jedem äußeren Dichtab
schnitt jeweils ein Noppen und die beiden äußeren Dichtab
schnitte sind zum ersten Bauteil hin vorgespannt. Aufgrund der
zwei unmittelbar mit dem mittleren Dichtabschnitt verbundenen
Noppen liegt der mittlere Dichtabschnitt auch ohne Vorspannung
gut am ersten Bauteil an.
Gemäß Patentanspruch 6 sitzt ein Noppen an einem an einen
Dichtabschnitt angeformten Haltesteg, wobei der Haltesteg fla
cher als der Dichtabschnitt ist und beidseits gegenüber dem
Dichtabschnitt zurücksteht. Dadurch ist gewährleistet, daß die
beiden Bauteile nicht am Haltesteg, sondern auch im Bereich des
Haltesteges am Dichtabschnitt anliegen und definierte Verhält
nisse gegeben sind.
Die Patentansprüche 7 bis 10 enthalten Merkmale, die sich auf
die Ausbildung der Noppen beziehen und aufgrund derer ein Noppen
einerseits mit begrenzter Kraft in eine entsprechende Ausnehmung
des ersten Bauteils einpreßbar ist und andererseits eine genü
gend große Haltekraft entwickelt, um die Axialdichtung am ersten
Bauteil 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 Noppens
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 Noppen 20, der ein
stückig an den Haltesteg 14 angeformt ist und zur einen Seite
hin von diesem absteht. Die Noppen 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 Noppens 20 erstreckt. Außen ist je
der Noppen 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 Noppen 20 mit einer Einführschräge 24
versehen.
Jeder Noppen 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 Noppen 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 Noppen 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
Noppen 20 am Fuße der Leisten 22. Beim Einpressen der Noppen 20
in die Sacklöcher 36 wird somit die Axialdichtung 10 in zweier
lei Hinsicht verformt. Zum einen wird jeder Noppen 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 Noppen 20 ist natürlich größer
als diese Vorspannkraft, damit die Noppen 20 in den Sacklöchern
36 steckenbleiben. Beim Eindrücken der Noppen 20 in die Sacklö
cher 36 kann in den Sacklöchern befindliche Luft durch die
Längsrillen 23 der Noppen 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 Flach
spalt querenden Kanals, insbesondere eines Durchflußkanals (31)
oder eines Schraubenloches (32) vorgesehen ist und einstückig
einen Befestigungsabschnitt in Form eines Noppens (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) in einem entspannten
Zustand in eine Richtung hin, in die der Noppen (20) zeigt, ge
neigt oder gebogen und in Gebrauchslage nach dem Einpressen des
Noppens (20) in die Ausnehmung (36) des ersten Bauteils (30) zu
diesem 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 Noppens
(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 Noppen (20) am Außenumfang des Rings (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 Noppen (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
Noppen (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 Noppen (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 Noppen (20) einen
axial zumindest einseitig offenen Hohlraum (21) aufweist.
8. Axialdichtung, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Noppen (20) wenigstens eine Aussparung
(23) aufweist, durch die beim Eindrücken des Noppens (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 Noppen (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.
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