DE202014006201U1 - Hygienische Kolbendichtung - Google Patents

Abstract

Der Schutzanspruch 1 (1 und 3; Pos. 1, 2, 3, 4.1 und 4.2) besteht auf eine radialen Kolbendichtung, bei der ein Rundschnurring aus einem Elastomer durch den Kolben und einen Kunststoffring eingebettet wird, sodass produktseitig eine Dichtungskontur ähnlich einer Rohrverbindung nach DIN 11864 entsteht. Der Kunststoffring dichtet hierbei zum Zylinder hin ab.

Description

• Stand der Technik:
• In der Pharma- und Lebensmittelindustrie werden überwiegend O-Ringe (Rundschnurringe) aus Elastomeren, ggf. in Kombination mit Gleit- oder Stützelementen aus Kunststoffen eingesetzt. Bei radialen Anwendungen sitzen diese in der Regel in rechteckigen Einbauräumen in Kolben (Kolbendichtung) bzw. im Zylinder (Stangendichtung). Andere Lösungen erzielen eine Dichtung durch metallischen Kontakt von zwei konischen Flächen.
• Das der Erfindung zugrunde liegende Problem:
• In der Pharma- und Lebensmittelindustrie wird sehr hoher Wert auf die Produkthygiene gelegt. Es wird verglichen mit anderen Industriezweigen sehr häufig gereinigt. Um Wartungskosten zu senken wird immer mehr auf cip-(cleaning in process) bzw. im sip-Verfahren (sterilization in process) zurückgegriffen, bei denen die Reinigung bzw. Sterilisation ohne eine Zerlegung der Anlage erfolgt. Dabei ist die Spülbarkeit der Dichtung von entscheidender Bedeutung, da dies die Reinigungsdauer und die Menge des Reinigungsmittels beeinflusst.
• Ein O-Ring in einem rechteckigen Einbauraum gilt als nicht spülbar, daher auch z. B. die besondere Einbettung des O-Ringes bei Rohrleitungsverbindungen nach DIN 11864, bei der sanfte Radienübergänge und eine spezifische Formung der produktberührten O-Ringfläche für eine gute Spülbarkeit sorgen.
• Ein O-Ring ist im Lebensmittelbereich nur für statische Anwendungen geeignet. Bereits die Montage ist als kritisch zu bewerten, da eine Beschädigung des O-Ringes oder auch nur ein Verdrillen zu unzulässigen Kontaminationen führen kann. Verschärfend kommt hinzu, dass gemäß EHEDG Richtlinie 8 (Gestaltungskriterien für hygienegerechte Maschinen, Apparate und Komponenten) Kapitel 5.6 Montagehilfsmittel, die in Kontakt mit dem Produkt kommen, zu vermeiden sind.
• Druckbeaufschlagung und Temperaturveränderungen bedeuten Verformungen. Beim derzeitigen Stand der Technik entstehen dabei Spalte, welche wiederum kaum oder nicht spülbar sind.
• Ein rechteckiger Einbauraum, der wie oben beschrieben für radiale Dichtungsanwendungen üblich ist, darf für einen sicheren Prozess aber nicht zum Produkt hin offen sein, da die Dichtung sonst bei bestimmten Anwendungsfällen herausgezogen werden könnte. Wird die Dichtung durch einen Formschluss gehalten, entsteht bei derzeit auf dem Markt befindlichen Dichtungen ein Totraum, welcher nicht mehr ohne Zerlegen gereinigt werden kann.
• Bei konischen, metallischen Dichtflächen besteht das Problem des begrenzten Einsatzgebietes. Die Dichtung ist rein statisch und zudem müssen sowohl Kolben als auch Zylinder bearbeitet werden, was nicht immer möglich ist.
• Problemlösung
• Die Erfindung umfasst eine Anordnung von einem O-Ring (Pos. 3 und 7) und einem Kunststoffring (Pos. 2 und 6), wobei der O-Ring von dem Kunststoffring und entweder Kolben (Pos. 4.1, 4.2 oder 8) oder Zylinder (Pos. 1 oder 5) in der Art eingebettet wird, dass ein Querschnitt wie in der DIN 11864 beschrieben wird, entsteht. Der Kraftfluss der Dichtung ist hier jedoch orthogonal zur Zylinderachse und nicht parallel wie in der Norm. Eine Teilung des Kolbens (bzw. des Zylinders im Falle der Stangendichtung) dient hierbei der Montageerleichterung
• Erreichte Vorteile
• Die hier vorliegende Erfindung ist gut im cip- und sip-Verfahren zu reinigen und ist gleichzeitig vielseitig einsetzbar. Durch die Teilung des Kolbens (bzw. Zylinders) ist dieser einfach vorzumontieren. Es werden keine Hilfsmittel benötigt. Ein falsches Einbauen des O-Ringes wie z. B. ein Verdrillen ist dabei dennoch unwahrscheinlich. Der vormontierte Kolben (bzw. Zylinder) ist dann deutlich unempfindlicher und wesentlich verschleißärmer zu montieren als ein O-Ring für sich. Gleichzeitig ergibt sich hierdurch eine Eignung als dynamische Dichtung, was sowohl rotatorische als auch translatorische Bewegungen einschließt. Eine definierte Endlage, wie z. B. bei der metallischen Dichtung mit zwei Konen ist nicht erforderlich. Ein Verformen von O-Ring und Kunststoffring durch Druck- und Temperaturänderungen wird derart ermöglicht, dass keine Nachteile durch Spalten oder dergleichen entstehen. Produktseitig verändert sich leicht der Winkel zwischen Kunststoffring und Zylinder (bzw. Kolben). Der Einfluss auf die Spülbarkeit ist dabei jedoch vernachlässigbar. Es besteht ein Formschluss, der sicher verhindert, dass die Dichtung in Richtung des Produktraumes gezogen wird, ohne dass dabei Toträume entstehen.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• DIN 11864 [0003]
• EHEDG Richtlinie 8 (Gestaltungskriterien für hygienegerechte Maschinen, Apparate und Komponenten) Kapitel 5.6 [0004]
• DIN 11864 [0008]

Claims (2)

1. Der Schutzanspruch 1 (1 und 3; Pos. 1, 2, 3, 4.1 und 4.2) besteht auf eine radialen Kolbendichtung, bei der ein Rundschnurring aus einem Elastomer durch den Kolben und einen Kunststoffring eingebettet wird, sodass produktseitig eine Dichtungskontur ähnlich einer Rohrverbindung nach DIN 11864 entsteht. Der Kunststoffring dichtet hierbei zum Zylinder hin ab.
2. Der Schutzanspruch 2 (2 und 4; Pos. 5, 6, 7 und 8) umfasst die Anordnung als Stangendichtung, wobei sich die Ring Nut im Zylinder befindet und der Kunststoffring zum glatten Kolben hin abdichtet.

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