DE1966021U

DE1966021U - Buchsendichtung.

Info

Publication number: DE1966021U
Application number: DEJ16287U
Authority: DE
Original assignee: Jacobs Manufacturing Co
Current assignee: Jacobs Vehicle Systems Inc
Priority date: 1966-03-31
Filing date: 1967-03-25
Publication date: 1967-08-10
Also published as: US3322890A; GB1130999A

Description

RA, ΙΟ/ 505*2 5,ϊ&|?8ϋΙΐπ!!: Hamburg 50, Koni

önigstr. 28 Telefon: 39-53 14

DR. E.WIEGAND 2000 HAMBURG 1, β* Ο

MÖNCHEN BALLINDAMM 26 *■ Oi - Qt

DIPL.-ING. W. NIEMANN telefon; 330475

HAMBURG
PATENTANWÄLTE

^ω 22 727/67 12/iYlö

The Oacobs lYlanufacturing Company

U)BSt Hartford, Connecticut (U.St.A.)

Buchsendichtung

Pie Erfindung bezieht sich auf eine Buchsendichtung für ein -,Element _} das sich durch eine Öffnung erstrecken soll, die in einer UJand eines mit einem IYIedium gefüllten Abtsiis gebildet ist.

Der allgemeine Zu/eck der Buchsendiehtung besteht darin, eine Abdichtung gegen Auslecken aus dem Abteil bzw. aus der Kammer durch die UJandöffnung hindurch und rund um das Element zur Außenseite zu bilden, weiterhin darin, das Element gegen axiale Bewegungzu halten, so daß die Möglichkeit beträchtlich herabgesetzt wird, daß das Element von einer zugeordneten innerhalb oder außerhalb der Kammer angeordneten Vorrichtung getrennt wird. Weiterhin besteht ein anderer Zweck der Buchsendichtung dort, wo das Element -ein elektrischer Leiter ist, darin, eine Schutzisolierung zwischen dem Leiter und der Metallband der Kammer zu schaffen, durch welche sich der Leiter hindureherstreckt.

Bei einigen Anwendungen, der Vorrichtung, beispielsweise bei einer Maschine, ist die Kammer, in welche sich

das Element erstreckt, von Ufandabschnitten umschlossen, die fest aneinander verankert sind. Die Buchsendichtung gemäß der Erfindung ist zur Verwendung bei diesem Anwen*» dungszweck besonders -geeignet, weil sie von einstückiger Ausführung ist, die von der Außenseite in eine Wandöffnung eingeführt werden kann, und sie erfordert keine irgendwie gearteten Muttern, Ringe oder.andere Bauteile, die in der Kammer angeordnet_:werden müssen und sich lösen und herab-» fallen können. Ein anderer Vorteil der Ausführung der Buch.sendichtung gemäß, der Erfindung besteht darin, daß keine unerwünschten Schlitze in ihrem Körper noch irgendwelche zusätzliche Hülsen erforderlich sind, um einen starken Haltegriff- auf das sich durch sie hindurcherstreckende Element auszuüben.

Die Erfindung kann zu verschiedenen Zwecken verwendet werden, sie ist jedoch insbesondere geeignet zur Verwendung ■in .Zuordnung zu einer Maschine, beispielsweise einer Dieselmaschine, die eine Maschinenbremse aufweist« Diese Art einer Bremse: ist in einer geschlossenen Kammer an der Oberseite der faschine angeordnet und mit einer SolenoidwBetätigungs« einrichtung versehen, die. mit einer äußeren Stromquelle mittels eines Leiters elektrisch verbunden ist, der. durch eine Öffnung; in der Maschinenwand hindurchgeht. Während des Betriebs der Maschine bewirkt heißes Dieselrnaschinenöl, daß ein Ölnebel oder Öldunst die Kammer um den Leiter herum füllt. Dieser Glduns.t hat starke Reinigungs- und Benetzungs-

Charakteristiken,. und es haben sich - Schwierigkeiten ergeben, das Auslecken des Ölduns.tes rund um den Leiter zur Außenseite zu verhindern» Die Buchsendichtung gemäß der Erfindung schafft nicht nur eine Lösung für'dieses Problem, sondern sie dient weiterhin dazu, den Leiter gegen unerwünschte axiale Bewegung relativ zu der Vorrichtung zu begrenzen, mit welcher'er verbunden ist.

Bei einem anderen Beispiel kann die Buchsendichtung als Dichtung für ein Gewinde in einer Wandöffnung des Hflaschinen.gehäuses und zum Halten und Abdichten eines verstärkten Kautschukrohres- verw.endet werden, welches Schmieröl direkt von;einer Schmiermittelpumpe durch das Maschinengehäuse zu den HOaschinenbremsen führt.

- Die Erfindung wird -nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert,

■ Fig. 1 ist eine auseinandergezogane Schnittansicht . in uielcher in nicht zusammengesetztem Zustand eine Buchsendichtung, eine Uiand und ein in der IKand mittels der .Buchsendichtung abzudichtendes. Element wiedergegeben sind. Fig. 2.zeigt die Elemente gemäß Fig. 1 in Zusammen-

gesetzter. Lage. . .

Fig. 3. ist eine von rechts gesehene Stirnansicht der

Fig_T 4 bis 6 entsprechen.den Fig.l bis 3, geben jedoch eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung wieder. ■

Fig. 7 zeigt eine typische Anwendung der Erfindung

an einer Maschine,.
In /ig. 1 ist in ihrem Zustand uor dem Zusammensetzen

eine Buchsendichtung 10- dargestellt mit einer axialen

H
ohrung 11, in welcher, ein längliches zylindrisches Element

12 verschiebbar auf genommen. werden kann. Ferner ist eine ■ Wand 13 dargestellt mit einer Geujlndeöffnung 14, in welche die Buchsendichtung 10 zusammen mit dem Element 12 eingeschraubt werden soll, wobei sich das Element 12 von gegenüberliegenden Enden erstreckt.

Das Element 12.ist hier als üblicher elektrischer Leiter dargestellt mit. einem leitenden Kern 15, der in einer üblichen weichen Hülle 16 aus Isoliermaterial aufgenommen ist/ . ,. ■ ■

Die Öffnung 14 in der iand 13 ist mit/einem geraden Gewinde 17 varsehen dargestellt, das sich vollständig durch.die Öffnung 14 erstreckt. Das. Gewinde 17 ist als Standardgewinde dargestellt. Die .tilan.d 13 ist aus IYIetall gebildet... ■.'.'''■■■ .-".·■- . _ '

. Die Buchsendichtung 10 hat einen zylindrischen Schaft 18, der in einem Üierkzeugschlüsselkopf 19 endigt-, der bei der dargestellten Ausführung sechseckige Form mit ebenen Seiten 20 aufweist, welche das Anlegen eines Schlüssels ermöglichen, um die Buchsendichtung. 10 fest in die Öffnung 14 einzuschrauben. Die.axiale- Bohrung 11 erstreckt sich über die gesamte Länge des Schaftes 18 und. teilweise in den

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Schlüsselkopf 19 hinein,- mo sie mit einer Gegenbohrung 22 in Verbindung, steht. Die Gegenbohrung 22 dient als Führung, welche den Eintritt des Elementes 12 in die Bohrung 11 erleichtert. Der Schaft 18 hat einen Teil 23 mit geradem Standa.rd«Außengewinde., von.welchem die letzten zwei oder drei Gange 24 unvollständig sind und in einen zylindrischen mit glatter Oberfläche versehenen Abschnitt 26 übergehen bzw. auslaufen. ie unvollständigen bzw. auslaufenden Gewindegän.ge 24 sind das Ergebnis - üblicher Anfa-fsung in der Geu/indebildungsf orm, die zur Bildung des Getuindebereiches 23 verwendet .wur,de> Der Tußdurchmesser der unvollständigen Ge ujindegänge 27 nimmt von ihrem- Beginn an progressiv zu, bis er in die. zylindrische Oberfläche 26 übergeht.· Die letztere Fläche 26 hat genügende Länge, um die Verlängerung des Gewindebereichs 23 für einige weitere Geuuindegänge zu ermöglichen,, bei der dargestellten\ Ausführungsform für etiua vier Gewindeg.änge. Die Buchsendichtung 10 ist aus quetschbarem und elastisch verformbarem bzw, duktilem Material gewbildet, belspielsuieisB aus Aluminium oder Kunststoff, und· vorzugsweise aus. einem Polyamid ("Nylon"). Ein Polyamid oder Aluminium ist erwünscht, da jedes dieser .Materialien einer Verformung von etiua 10 fo ohne Bruch oder Reißen unterworfen uierden- kann. Die dargestellte Buchsendichtung 10 ist aus einem Poliamid gebildet. Ein. Polyamid wird bevorzugt,, nicht, nur wegen^: seiner A/erformungs- und Federungscharakteristiken, sondern auch wegen seiner Isoliereigen-

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schäften« Die Wand 13, in welche die Buchsendichtung IG eingeführt werden soll, ist andererseits aus verhältnis« mäßig hartem Material gebildet, welches eine progressive Verformung der Buchsendichtung 10 in al-lgemein radialer Richtung* hervorruft, wenn die Buchsendichtung 10 fortschreitend in die Wandöffnung 14 über den Ausgangspunkt der unvollständigen Gewindegänge 24 hinaus und über die un* vollständigen Geuiindegange 24 hinaus eingeführt wird. Diese Verformung begrenzt, wenn ein solches Einführen fortgesetzt wird, zunehmend die axiale Bohrung 11, bis das Element 12 fest in dieser erfaßt und mediumdicht abgedichtet ist. Durch die Verformung fließt das Material weiterhin zunehmend nach außen, um die . Gewindegänge 17 der Wandöffnung.14 herum, um die letztere mediumdicht zu verschließen, tui-e es beispielsweise bei 27 in Fig. 2 dargestellt ist. -

Bei einem Beispiel der Verwendung der Buchsendichtung 10 wird der Leiter 12 zunächst in die axiale Bohrung 11 eingeschoben und seine Enden werden von der Buchsen·* dichtung 10 in dem gewünschten Ausmaß vorstehen gelassen. Ein Ende des Leiters 12 wird dann durch die Wandöffnung zur Verbindung mit einer zugeordneten elektrischen Vorrichtung hindurchgeführt und der Gewindeteil bzw* der Gewindeschaft _:23.der Buchsendichtung 10 wird in die Wandöffnung 14 eingeschraubt. Der Gewindeteil 23 der Buchsendichtung 10 -vor den unvollständigen Gewindegängen 24

paßt.mit den Gewindegängen 17 der Wandöffnung 14 zusammen und kann gewöhnlich bequem in diese eingeschraubt u/erden, bis der Ausgangspunkt der unvollständigen Gewindegänge 24 er« reicht ist. Begrenzter Widerstand gegen weiteres Eintreten wird dann durch den sich zunehmend vergrößernden Durchmesser des Fußes der unvollständigen Gewindegänge 24 dargeboten. Die Buchsendichtung ID wird dann durch Anlegen von Kraft weiter" in. die Wandöffnung 14 eingeführt, indem genügendes Drehmoment an den Schlüsselkopf 19 mittels eines Schlüssels, angelegt wird. Wenn die unvollständigen Gewindegänge 24 mit Kraft In die lilandöffnung.. 14 angeschraubt werden, gibt das weiche Polyamidmaterial der Buchsendichtung 10 nach und w.ird. in allgemein radialer Richtung sowohl nach innen, als auch nach außen verformt, llfenn das Einführen der Buchsendichtung IQ über die unvollständigen Gewindegänge 24 hinaus fortgesetzt ist, wird die Einwärtsverformung weiter fortgesetzt. Das verformte Material verkleinert die axiale Bohrung ^t bis diese sich um·, die weiche Hülle des Leiters 12 zusammendrückt und die Hülle zusammendrückt, um einen rnediuradichten Abschluß des Leiters 12 in der Bohrung 11 hervorzurufen und den Leiter 12 fest gegen relative Bewegung zu verankern, wie es In Fig. 2 bei 28 dargestellt ist. Das nach außen verformte Material fließt um die Gewindegänge 17 der fflandöffnung.14 herum, um den Fußbereich mehrerer 'Gewindegänge 17 mediumdicht auszufüllen, wie es auf der rechten.· Seite. in Fig. 2 bei 27 dargestellt ist.

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. Während des Vorganges des Einführens der Buchsendichtung 10 durch Anlagen von Kraft kann die. Bedienungsperson von Zeit zu Zeit mit der Hand überprüfen, ob der Leiter in der axialen Bohrung 11 fest - angeordnet ist. Das Einfuhr ren der Buchsendichtung 10 kann fortgesetzt werden,bis eine von Hand vorgenommene Prüfung zeigt, daß der Leiter 12 angemessen gehalten ist, ttfenn dieser Zustand erreicht ist, ist ebenfalls ein. .mediumdichter Zustand der Buchsendichtung 10 relativ zu der'Wandöffnung 14 und zu dem Leiter 12 gegeben. Dieser gewünschte Zustand - tritt auf, nachdem das Einführen des Schaftes 18 der ^B.uchsendichtung 10 über die unvollständigen Gewindegänge 24 hinaus und über einen Teil der Erstreckung der zylindrischen Oberfläche 26 fortgesetzt worden ist. ._ - . -

Wie oben ermähnt -, ist das die Buchsendichtung 10 bil» dende Material federnd, verformbar und hat physikalische Charakteristiken,welche eine Verformung oder Biegung

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von etuja 10 % ohie Bruch oder Reißen ermöglich. Diese Art der Buchsendichtung 10 hat erwünschte Vorteile. Sie schafft einen Sicherheitsfaktor^ gegen Abscheren oder unerwünschte Zerstörung der Buchsendichtung IQ., wahrend sie durch Anlegen von Kraft.in die Ulandöffnung 14 eingetrieben uuird. Der sechs· eckige Kopf 19 ist .vorzugsujeise im Querschnitt etwas größer als der Außendurchmesser der Geuiindegänge 23 des Schaftes UJenn ein offener Schlüssel an den Kopf 19 zum Eintreiben der Buchsendich.tung 10 in die iandöffnung 14 angelegt wird.,

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wird ein Abdichtu ngseffekt an dem Außen« und dem Innendurchmesser der Buchsendichtung 10 relativ; zu der Ufand und zu dem Element 12, welches durch die Buchsendichtung hindurchgeht,- "erhalten, ohne daß die Buchsendichtung 10 abschert und bevor irgendeine Beschädigung sich an dem Kopf 19 ergibt. UJenn jedoch die Buchsendichtung 10 durch Anlegen von Kraft durch den Schraubenschlüssel langer als es zum Erhalten der erwünschten - Abdichtung und zum Hervorrufen der Haltewirkung erforderlich ist, eingetrieben wird, ist das an den Kopf- 19 angelegte Drehmoment derart, daß die Ecken des Kopfes 19 nachgeben und bewirken, daß der Schlüssel rund um dem Kopf'19 rutscht., ohne daß eine weitere ^intriebs" bzw. Einschraubwirkung erhalten wird. Dieses Nachgeben der Ecken ist lediglich zu etwa 50% permanent, und: zwar zufolge der Federungscharakteristik des Polyamidmaterials. Das Nachgeben der Ecken und das sich daraus ergebende Rutschendes Schlüssels verhindert jedoch ein Abscheren der Buchsendichtung 10. .

Eine praktische sichtbare Führung ist ebenfalls bei der . Ausführungsform der Buchsendichtung 10 vorgesehen, um der Bedienungsperson, anzuzeigen, wann der Zweck der Erfindung ..erreicht ist. Es ist gefunden morden, daß, wenn die Buchsendichtung 10 über die unvollständigen Gewindegänge 24 hinaus und über eine Strecke über die glatte zylindrische Oberfläche 26 entsprechend etwa zwei Gewindegangen in die Wandöffnung 14 .eingeführt worden ist, ein

mediumdichter Abschluß der ^uchsendichtung 10 relativ zu dem Leiter 12 und der Wandöffnung· 14 und ein fester Zustand des Leiters 12 hervorgerufen sind. Demgemäß ist der zylindrischen Fläche 26,eine lineare Abmessung entsprechend einem vorbestimmten Verhältnis zu der Steigung der Getuindegänge 23 des Schaftes- 18 gegeben, tu or den. Bei der dargestellten Ausführungsform entspricht die Länge der Oberfläche 26 einer Strecke-von etu/a vier zusätzlichen Geiüindegängen, Demgemäß uieiß bei dieser Ausführungsform

..·.-"- i die Bedienungsperson,; daß das Eintreiben der Buchsendichtung 10 in die Wandöffnung 14 durch Anlegen von Kraft unterbrochen werden kann, wenn die Buchse bis über die unvollständigen Getuind;egänge 24 hinaus zu etwa der Hälfte der Länge der zylinäiridühen Oberfläche 26 eingetrieben morden ist, Ufenn die Oberfläche. 26 durch Anlegen von Kraft in die Wandöffnung. 14 eingeschraubt uiird, werden, zusätzliche Getuindeg.änge gebildet, da das material der Oberfläche 26 nachgibt und durch- die relativ härteren Geujindegänge 17 der Wandöffnung 14 verformt- wird. Es ist mit Bezug auf Fig. 2 zu bemerken, 'daß das. verformte ."Material 28 der Buchsendichtung ID., welches die axiale Bohrung 11 verengt, in großem Ausmaß in dem Bereich der Geiuindegänge liegt, die durch Anlegen von Kraft in.die Wandöffnung 1.4 eingetrieben morden sind,

In den Fig. 4 bis 6 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt..'. Bei dieser ftusführungsf orm hat

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eine .Öffnung 30 In der aus hartem Metall gebildeten Wand 29bin., konisches Gewinde, beispielsweise, ein Standardrohrgetuinde 31, und die verformbare Büchsendichtung 32 ist mit einem entsprechenden konischen Standardrohrgewinde 33 versehen. Der Eintritt der konischen Buchsendichtung 32 in die^ Wandöffnung 3G erfolgt verhältnismäßig frei, bis die Gewindegänge 33 der Buchsendichtung 32 auf Gewindegänge 31 der Wandöffnung30 entsprechenden Durchmessers treffen. Wenn diese Übereinstimmung sich ergibt, ergibt sich ein Widerstand gegen einen weiteren Eintritt der Gewindegänge 33 der Buchsendichtung 32, da sie auf Gewindegänge 31 kleineren D_urchm.essers in der Wandöffnung 30 treffen. Wenn ein Drehmoment dann an den Kopf 19 angelegt wird, um diesen Widerstand zu überwinden und um die Buchsendichtung 32 weiter in die Wand" "29 einzuführen, ergibt sich eine Keil-Wirkung, zwischen den: Gewindegängen 33 der Buchsendichtung 32 und denen der Wandöffnung 30. Dies ruft eine Verformung der Buchsendichtung.32 in. allgemein radialer Richtung hervor. Bei diesem Vorgang fließt das verformte Material um die Geiuindegänge; 31 3er.Wandöffnung 30 herum, um das Gewinde der Wandöffnung mediumdi'cht abzuschließen. Das Material fließt weiterhin .einwärts,, um die axiale Bohrung 11 zu verengen, wie es bei 34 dargestellt ist. Eine Verengung der Bohrung 1.1 bewirkt einen mediumdichten Abschluß des Elementes 12 und ein ..Halten gegen relative Axialbewegung. Zufolge des konischen Gewindes 31 in der Wandöffnung 30

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und des . konischen- Gewinde 33 der ^uchsendichtung 32 ergeben sich der Widerstand und die nachfolgende Keilwirkung entlang der Länge des Schaftes, der "in die Wandöffnung 30 eingetreten ist...Demgemäß" ergibt sich Verformung entlang des gesamten Gewindebereichs des Schaftes, der in die Wandöffnung 30 eingetreten ist, wie es aus Fig. 5 ersichtlich ist.

In ^ig. 7 ist eine typische Anwendung der Erfindung an einer Maschine 40 dargestellt. Es kann entweder die gerade oder die komische Suchsendichtung 10 bzw» 32 usr^· wendet werden, \je,d.och ist in. Fig. 7 die Ausführung mit geradem Gewinde gemäß Fig.. 1 bei. Verwendung an der IVlaschine 40 dargestellt. Die .Maschine 40 ist eine Dieselmaschine mit einer, oberen geschlossenen Kammer 41 , in welcher eine laschinenbremse angeordnet.ist> die mittels eines Solenoides 43 betätigt werden/kann, ^in mit dem Solenoid 43 verbundener elek.trisehe.r Leiter 12 erstreckt sich durch eine Öffnung 14 in der liiand 13 der Kammer zu einer äußeren Stromquelle. Während des. Betriebs der Maschine 40 ruft heißes Dieselmaschinenöl einen Öldunst oder Ölnebel hervor, wel« ehe die geschlossene: Kammer an der Oberseite der Maschine 40 rund LBi den Draht ausfüiitV Dieser Öldunst, der durch seine starken Reinigungs- und Benatzungscharakteristiken gekennzeichnet ist, ist durch die Buchsendichtung 10 gegen Auslecken zur Außenseite durch die iandöffnung 14 hindurch und weiterhin gegen. Auslecken zur Außenseite rund um den Leiter 12 abgedichtet. lÜeiterhin hält die Buchsendichtung JD

- 13 ~·

dan Leiter 12 gegen relative. Axiaibewegung, so daß der
Leiter 12 daran gehindert ist, sich selbst aus seiner Verbindung mit dem Solenoid 43 lose zu arbeiten, iuenn die
arbeitende Maschine vibriert» Weiterhin schafft das (Polyamid material, aus welchem; die Buchsendichtung 10 gebildet ist, eine erwünschte elektrische Isolierung zwischen dem Leiter 12 und. der llfletallwand 13 der Maschine 40,

Die Erfindung ist in Zuordnung zu .einem elektrischen Leiter dargestellt, jedoch kann sie auch zu anderen Zwecken verwendet werden, beispielsweise kann sie als Dichtung und Halteelement: für ein Rohr verwendet werden.

Claims

HA.1-67 505-25.3.67- S chut zansprüche

1. Buchsendichtung zum Hervorrufen eines mediumdichten Abschlusses eines länglichen Elementes, das durch eine Gewindeöffnung z. B. in einer aus hartem Material bestehenden Wand hindurchgeht', mit einem mit Außengewinde versehenen Schaft, der eine axiale Bohrung aufweist, durch welche das längliche Element verschiebbar aufgenommen werden kann, Ädurch gekennzeichnet, daß die Buchse (10) aus quetschbarem und elastisch verformbaren Material gebildet ist, die auslaufenden Gänge (.24) des Seewindes (23) auf der Außenseite des Schaftes (l8) zunehmend größeren Fußdurchmesser haben und daß die axiale Bohrung (ll) des Schaftes wenigstens im Bereich des Gewindes (2j5) gleich großen Querschnitt hat.

2. Buchsendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (10) einen aus quetschbarem und elastisch verformbaren Material gebildeten Schlüsselkopf

(19) aufweist, der mit einer Mehrzahl von ebenen Seiten

(20) und diese ebenen Seiten trennenden Ecken versehen 1st, ■'-.-

3. Buchsendichtung nadi Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlüsselkopf (19) an einem Ende des Schaftes (18) gebildet ist und zwischen dem Schlüsselkopf und dem Gewinde (23) des Schaftes ein vorbestimmter Abstand vorgesehen ist.

4. Buchsendichtung nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet,daß das Gewinde der Wandöffnung (14) und das Gewinde der'Buchse (10) konisch ausgebildet sind.