DE2126740C2

DE2126740C2 - Dichtung

Info

Publication number: DE2126740C2
Application number: DE2126740A
Authority: DE
Inventors: Orville J. Culver City Calif. Bain; Jerry George Whittier Calif. Jelinek
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 1970-06-04
Filing date: 1971-05-28
Publication date: 1982-07-22
Also published as: DE2126740A1; CA946868A; US3635480A

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

Patentansprüche:

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.