DE2126740C2 - Dichtung - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
- F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
- F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtung, bestehend aus einer Befestigungsplatte aus flachem, starrem Material,
deren einer Rand in ein Dichtungselement aus elastomerem Material eingebettet ist, das in axialer
Richtung dicker als die Befestigungsplatte ist, wobei ein Dichtungsteil auf seiner der Befestigungsplatte zugewandten
Seite mit einem Pufferteil verbunden ist.
Bei einer aus der US-PS 34 48 986 bekannten Dichtung dieser Art weist der Pufferteil nur eine geringe
Dicke auf, so daß er den neben dem Dichtungsteil befindlichen Dichtungsspalt nicht vollständig abdeckt
und der gesamte Druck im wesentlicher auf dem Dichtungsteil lastet. Da das elastomere Dichtungsmaterial
unter einem starken, auf dieses ausgeübten Druck zum Fließen neigt, besteht bei der bekannten Dichtung
die Gefahr, daß bei starken Innendrücken das Dichtungsmaterial in die Spalte zwischen der Befestigungsplatte
und den abzudichtenden Teilen kriecht.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Dichtung der eingangs angegebenen Art derart weiterzubilden, daß
der elastomere, stark verformte Dichtungsteil gegenüber dem Dichtungsdruck durch im wesentlichen
unverformte Dichtlingsteile vollständig radial abgestützt wird, derart, daß insbesondere kein Einfließen
oder Einkriechen des verformten Dichtungsteils in einen verbleibenden Spalt der Dichtungsanordnung
möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Pufferteil zwar eine geringere axiale Dicke
aufweist als der Dichtungsteil, jedoch mit seiner axialen
Dicke vollständig so bemessen ist, daß er im eingebauten Zustand der Dichtung den Dichtungsspalt
neben dem Dichtungsteil, insbesondere in einer axialen Ringnut in einer Flanschdichtung, relativ unverformt,
aber im wesentlichen vollständig ausfüllt, und daß der Rand der Befestigungsplatte lediglich in den Pufferteil
eingebettet ist. Bei der erfindungsgemäßen Dichtung erfolgt durch den im wesentlichen unverformten und
daher unter keiner nennenswerten Vorspannung stehenden Pufferteil in Verbindung mit dem in diesen
eingebetteten Rand der Befestigungsplatte eine radiale Abstützung des eigentlichen Dichtungsteils, so daß ein
Einkriechen des zum Fließen neigenden Dichtungsmaterial in verbleibende Spalte der Dichtungsanordnung
'5 wirksam vermieden wird.
Eine aus der US-PS 33 55 181 bekannte Dichtung besteht aus einer ringförmigen Scheibe aus Metall, die
zwischen gegeneinander abzudichtende Teile eingespannt wird und auf ihrer inneren Stirnwand ein
Dichtungselement aus einem mit Gasblasen durchsetzten, also geschäumten Elastomer trägt. Da dieses
elastomere Material so weich sein soll, daß es sich unter Druck wegdrücken läßt, wirkt diese bekannte Dichtung
wie eine Schaumstoff-Lippendichtung.
Aus der US-PS 31 95 906 ist eine Dichtung mit zusätzlichen Rippen bekannt, die an einer im übrigen
integralen Weichetoffdichtung vorgesehen sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 beschrieben worden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser
zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf die Dichtung,
Fig.2 einen Schnitt durch die Dichtung längs der Linie 2-2 in F i g. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Dichtung im vergrößerten
Maßstab längs der Linie 3-3 in Fig. 1 mit den noch im Abstand voneinander befindlichen, gegeneinander
abzudichtenden Teilen.
F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende Darstellung im zusammengespannten Zustand der gegeneinander abzudichtenden
Teile,
F i g. 5 eine der F i g. 4 entsprechende Darstellung der Dichtung, bei der zwischen der Befestigungsplatte und
den abzudichtenden Teilen kleine Spalte vorhanden sind, und
Fig.6 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der Dichtung.
Die Dichtung 10 kann beispielsweise die aus F i g. 1 ersichtliche Form aufweisen. Sie besteht aus einer
Befestigungsplatte 12 aus starrem Material, beispielsweise Metall oder einem harten Kunststoff, die mit einer
mittleren kreisförmigen Ausnehmung versehen ist. An dem Rand der Ausnehmung ist ein Dichtungselement
aus elastischem Material, beispielsweise synthetischem Gummi oder Silikon, befestigt. Die Platte 12 besitzt
einen ebenen, freiliegenden, äußeren Teil 13 und einen konischen inneren Rand 14, der in das Dichtungselement
eingebettet ist. Der Rand 14 ist unter einem Winkel von 15° zu der Achse der Dichtung einwärts
geneigt.
Aus Fig.3 ist das Dichtungselement 11 in seinem
unverformten Zustand ersichtlich. Das Dichtungselement 11 besteht aus einem Dichtungsteil 16 und einem
Pufferteil 17. Der Dichtungsteil 16 weist abgerundete Enden 18, i9 auf, die axial den Pufferteil 17 überragen.
Der Pufferteil 17 weist eine beträchtliche radiale Dicke auf, die mindestens die Hälfte der radialen Dicke des
Dichtungsteils 16 beträgt Die äußere Umfangsfläche 21 des Pufferieils 17 weist eine Konizität von etwa 3 bis 5°
auf, damit er leicht in ein abzudichtendes Teil eingesetzt werden kann. Die Stirnflächen 22 und 23 des Pufferteils
17 erstrecken sich im wesentlichen rechtwinkelig zu der Längsachse der Dichtung. Die Stirnfläche 22 liegt im
wesentlichen in einer Ebene mit der oberen Fläche des freiliegenden Teils 13 der Platte 12. Der Rand 14 wird
vorzugsweise vollständig von dem Pufferteil 17 eingefaßt, so daß sich der Dichtungsteil 16 seiner
Funktion entsprechend leicht verformen kann.
Die Dichtung 10 ist mit seitlichen Bohrungen 15 versehen und kann zum Abdichten der Verbindung
zwischen zwei Rohr- oder Gehäuseflanschen 26 und 27 verwendet werden. Der Flansch 26 besitzt eine ebene
Fläche 28 und der Flansch 27 weist eine ebene Fläche 29 mit einer Vertiefung 32 auf, die eine radiale Wandung 23
und eine Grundwandung 24 besitzt. Die Flansche 26 und 27 umgeben beispielsweise einen Kanal 36, 37 für den
Durchtritt eines Strömungsmittels.
Zum Herstellen der Verbindung wird die Dichtung 10 an dem Flansch 27 angebracht, indem das elastische
Dichtungselement 11 in die Vertiefung 32 eingesetzt wird, bis der abgerundete Teil 19 die Wandung 34 leicht
berührt Danach wird der Flansch 26 in eine Stellung gebracht, in der seine ebene Fläche 28 das abgerundete
Ende 18 des Dichtungsteils 16 leicht berührt. Mit Hilfe von nicht dargestellten Schraubbolzen, die die Löcher
15 in der Platte 12 durchsetzen, werden die Flansche 26 und 27 miteinander verspannt, wobei sich der
Dichtungsteil 16 verformt und die abgerundeten Enden
18 und 19 unter Herstellung einer dichten Anlage geg»n
die Flansche 26 und 28 gedruckt werden.
Die fertige Verbindung ist aus Fig.4 ersichtlich. Der
freiliegende Teil 13 der Befestigungsplatte 12 ist zwischen den Flanschflächen 28 und 29 dicht eingespannt
und der Dichtungsteil 16 ist beträchtlich verformt. Diese Verformung führt zu einer beträchtlichen
inneren Spannung in dem Material des Dichtungsteils.
Bei dem Herstellen der Verbindung wird der Pufferteil 17 nur sehr wenig verformt. Seine untere
Stirnfläche 23 kommt in leichte Berünrung mit der Grundwandung 34 der Vertiefung, und es findet eine
leichte Dehnung an der Außenseite 21 statt, so daß der den Pufferteil 17 enthaltende Tei( der Vertiefung 32 im
wesentlichen vollständig ausgefüllt wird. Infolge der beträchtlichen Verformung der abgerundeten Enden 18
und 19 sind an den einander entgegengesetzten Flächen des Dichtungselements zwischen dem Dichtungsteil 16
und dem Pufferteil 17 gewöhnlich kleine Mulden 40, 41 vorhanden. Der Pufferteil 17 bleibt daher besonders in
den mit 42 und 43 bezeichneten Bereichen relativ unverformt und spannungsfrei.
Ein Strömungsmitteldruck in den Kanälen 36 und 37 kann zu einer schwachen Det.nung der Schrauben
führen, welche die Flansche 26 und 27 zusammenhalten, so daß sich die Flansche 26 und 27 etwas voneinander
trennen und auf beiden Seilen des ebenen Teils 13 der Befestigungsplatte 12 kleine Spalte 45, 46 entstehen
können. Der innerhalb der Dichtung 10 herrschende Strömungsmitteldruck wirkt radial einwärts auf den
ίο Dichtungsteil 16. Wäre der Dichtungsteil 16 im Bereich
der Spalte 45 und 46 angeordnet, könnte er einen Bruch und/oder einem Fließen keinen großen Widerstand
entgegensetzen, weil er bei der Herstellung der Verbindung eine hohe Vorspannung erhalten hat. Der
iä auf den Dichtungsteil 16 wirkende Druck des Strömungsmittels wird aber auf den Pufferteil 17 übertragen,
der vor der Einwirkung des Strömungsmitteldrucks spannungsfrei ist Daher setzt der Pufferteil 17 der
Verformung einen beträchtlichen Widerstand entgegen und in ihm werden keine Spannungen erzeugt, die zu/n
Bruch des elastischen Material? -.der zum Fließen des
Materials in die Spalte 45 und 4b funr η wurden.
Da der Rand 14 nur eine kle: e Konizität aufweist und
sich über den größten Teil der axialen Länge des Pufferteils 17 erstreckt, nimmt dieser den größten Ttil
der /on dem Strömungsmitteldruck auf das Dichtungselement radial auswärts ausgeübten Kraft auf, so daß
eine beträchtliche Verformung und Spannungserzeugung in dem Bereich 43 vermieden wird.
Bei der in Fig. 6 dargestellten AusfOhrungsform der
Dichtung ist der untere Bereich 48 des Randes 14 der Befestigungsplatte 12 umgebördelt, damit die Befestigungsplatte
12 das Dichtungselement 11 besser umspannt. Der umgebördelte Bereich 48 kann sich
direkt aufwärts erstrecken, so daß eine U-Form entsteht, wie sie dargestellt ist, oder er kann mehr oder
etwas weniger weit eingerollt sein. Der umgebördelte Bereich 48 versteift den Rand 14 der Befestigungsplatte
12, so daß diese einer diametralen Dehnung einen größeren Widerstand entgegensetzt und vermieden
wird, daß der Teil des elastischen Materials, der sich radial auswärts von dem Rand 14 beiindet, stärker radial
zusammengedrückt wird, wenn auf den Dichtungsteil 16 ein Strömungsmitteldruck radial auswärts wirkt. Dadurch
wird ferner eine Erzeugung von Spannungen in dem Bereich 43 des elastischen Materials vermieden und
die Gefahr des Fließens oder eines Bruches in diesem Bereich weiter herabgesetzt.
Gemäß Fig.6 kann der Rand 15 ferner von kreisförmigen öffnungen 50 durchsetzt sein, die das
elastische Material durchgreift. Die öffnungen 50
können auch in dem Rand 14 der anderen Ausführnngsform
vorgesehen sei.i.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Dichtung, bestehend aus einer Befestigungsplatte aus flachem, starrem Material, deren einer Rand in
ein Dichtungselement aus elastomerem Material eingebettet ist, das in axialer Richtung dicker als die
Befestigungsplatte ist, wobei ein Dichtungsteil auf seiner der Befestigungsplatte zugewandten Seite mit
einem Pufferteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Pufferteil (17) zwar eine geringere axiale Dicke aufweist als der Dichtungsteil
(18), jedoch mit seiner axialen Dicke so bemessen ist, daß er (17) im eingebauten Zustand der Dichtung
den Dichtungsspalt neben dem Dichtungsteil (11), insbesondere in einer axialen Ringnut (32) in einer
Flanschdichtung, relativ unverformt, aber im wesentlichen
vollständig ausfüllt, und daß der Rand (14) der Befestigungsplatte (12) lediglich in den Pufferteil (17)
eingebettet ist.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, tlaß der eingebettete Rand (14) der Platte
sich unter einem Winkel von etwa 15° zu der Längsachse der Dichtung (JO) erstreckt.
3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eingebettete Rand (14) der
Platte an seinem freien Ende (48) umgebördelt ist.
4. Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der umgebördelte Endteil (48) im
wesentlichen U-förmig ist.
5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferteil (17) im
radialen Querschnitt im wesentlichen rechteckig und über seine ganze axiale Län^e mit dem Dichtungsteil
(11) verbunden ist.
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