DE2149165A1

DE2149165A1 - Abdichtende Unterlegscheibe

Info

Publication number: DE2149165A1
Application number: DE19712149165
Authority: DE
Inventors: Jellison Paul J
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Textron Inc
Priority date: 1970-10-02
Filing date: 1971-10-01
Publication date: 1972-04-06
Also published as: CH533253A; CA939942A; GB1305352A; US3670618A

Description

"Abdieht ende Uiicerl e

Die Erfindung betrifft eine abdichtende lip bzv;. eine UnterlegdichiRmgsschedbe aus öiner mit einer zentralen Bohrung versehener, gewölbte:«- Ketal lka;ppe und einem ait deren Jnneti.i'lache 'verbu.riäejien und axial über deren unteren Rand vo.rspi'ing-an&un tej..1 f:pförj«igon Dioiitimpi teil aus Kunststoff, :inGbesoj'.dex'O au ο Keop:een im«, bezieht sich auf die Ausbilduric; des McijtungMteiißyUna die Formgebimg der Metallkappe.

Es sind viele unterschiedliche abaiottende Unterlegscheiben bekannt, bei denen das nachgiebige Dicbtungsteil mit der Metallkappe verbunden ist. Die Gestaltung dsr bekannten Unterlegscheiben richtete sich u_ea_t nach dem speziellen Verwendungszweck. Obwohl deren Funktion im allgemeinen nicht zu beanstanden ist, sind weitere Verbesserungen erwünscht, um auch unter schwierigem Verhältnissen, d.h. wesii die Überflächen, auf die die Unterlegscheibe zu liegen kommt und

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gegenüber der sie abzudichten hat, unregelmäßig und nicht eben sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine auch schwierigen Einsatzbedingungen genügende abdichtende Unterlegscheibe zu schaffen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der eingangs genannten Unterlegscheibe das Dichtungsteil aus zwei Hingen gebildet ist, die einander im oberen Bereich der Höhenerstreckung der Metallkappe überlappen und von denen der obere Hing, der sich von der Zentralbohrung· etwa radial nach außen erstreckt, mit der oberen Iimenflache und der untere Hing, der axial bis über den unteren Hand der Metallkappe reicht, mit der unteren Innenfläche der Metallkappe verbunden ist. Vorzugsweise ragt der obere Hing in die Zentralbohrung hinein, um ein eingeführtes Befestigungsteil, beispielsweise eine Schraube oder einen Bolzeii_s durch Klemmwirkung festhalten zu können» Die Unterlegscheibe nach der Erfindung weist einen.insgesamt gegenübervergleichbaren Unterlegscheiben erhöhten Widerstand gegsmitsr Zerstörung oder Flachpressen unter gleichzeitiger Verbesserung des Abdichtvermögens auf. Das verbesserte .abdichtver--mögen resultiert von der zweiteiligen Ausbildung des Dichtungsteils.

Es ist vorteilhaft, wenn die Metallkappe im Bereich z.wiscr.311 dem -Sb er en, die Zentralbohrung umgebenden Bereich und dem unteren Rand an ihrer Oberfläche zweifach, nach außen abgebogen ist. Die obere Innenfläche der Metallkappe sollte konisch auf die Zentralbohrung derart zulaufen, daß beim Zusammen- ' pressen, der Unterlegscheibe der obere Hing gegen ein durci: die Z-entralöffnung reichendes Befestigungsteil gedruckt wird. Durch eine unterschiedliche Kontur der oberen Inneiifläeiie oder des Oberteils der tfeter'^gsolielbe gegenüber ds?? -

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unteren Innenfläche bzw. durch eine steilere Ausbildung im Oberteil und eine flachere Ausbildung im Unterteil, können hohe Belastungen aufgenommen werden, ohne daß die Gefahr "besteht, daß der untere Rand sich nach außen abbiegt oder nach oben umbiegt oder die Oberfläche eines Werkstücks beschädigt. Die konische Ausbildung der oberen Innenfläche ■verbessert die Abdichtung am Befestigungsteil.

Bei einer weiteren Ausbildung der Unterlegscheibe nach ier Erfindung ist vorgesehen, daß der untere Ring auf ,seiner Innenseite, vorzugsweise etwa mittig, eine Ringnut aufweist. Hierdurch gibt dieser Dichtungsring wegen der erhöhten spezifischen Belastung beim Anziehen der Unterlegscheibe besser nachgiebig nach. Außerdem ist die radiale "Verformbarkeit beim axialen Zusammenpressen verbessert.

Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, daß der uxtere Ring im Bereich des unteren Kappenrands einen «urücLcspringenden Falz hat, weil hierdurch "vor-jiieden ist, da:: aer iaciitungsring bein Zusammenpressen der Unterlegscheibe radial über den unteren Kappenrand hinaustritt» In der. durch den Falz gebildeten freien Raum kann das iiaterial des Rings ausweichen. Diese Vorkehrung ist noch verbessert;, wenn die Metallkappe am unteren Rand eine ein radiales Ausweichen des unteren Rings über den unteren üappenrand verhindernde, etwa axial vorspringende Lippe aufweist.

ϋ&.ε volumen der beiden Ringe ist auf das von einem Befesti-,juii-3 seil nicht eingenommene Innenvolumen der Metallkappe vorzugsweise derart abgestimmt, daß es von den Ringen in zusammengepreßtem Zustand völlig ausgefüllt ist.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfiiichnig; sind ?n A^s führung ε be isp ic-;": en ? "'iLiand ei^ex ^«i ^ro"?I^:i-.i."'.v*rt;, in der ze±-£Zi

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Fig. 1 die Ansicht einer Unterlegscheibe nach der Erfindung,

Fig. 2 einen.Querschnitt durch eins erste Ausführungsform der Unterlegscheibe nach der Erfindung,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine gegenüber der nach Fig. 2 etwas abgewandelten Ausführungsform der Unterlegscheibe nach der Erfindung,

Fig. 4- eine Unterlegscheibe nach der Erfindung, teilweise im Schnitt, mit eingeführter Befestigungsschraube aufliegend auf einer Platte, und

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Abwandlung der Unterlegscheibe nach der Erfindung..

Die zusammengesetzte abdichtende Unterlegscheibe nach der Erfindung weist eine gewölbte Metallkappe 10 und ein Dichtungsteil 11 auf, das aus verschiedenen nachgiebigen Dichtungs= werkstoffen oder Kunststoffen bestehen kann. Neopren hat sich als besonders vorteilhaftes Dichtungsmaterial erwiesen.

Die gewölbte Form der Metallkappe 10 ist gut in Fig. 1 sowie den Fig. 2, 3 und 5 erkennbar. Die Metallkappe, hat eine Zentralbohrung 20, durch die Befestigungsteil, beispielsweise eine Schraube 21, s. Fig. 4_S eingeführt werden kann. Die Metallkappe ist an ihrer Oberfläche 14 im Bereich zwischen dem oberen, die Zentralbohrung 20 umgebenden Bereich und dem unteren Eand zweifach nach aujien abgebogen, so daß sich dort Knicke 16 bilden, wie diese aus den Fig. 1, 2, 3 und 3 ersichtlich sind. Diese Ausbildung erlaubt eine hohe Belastung und ein Verspannen, ohne daB nach

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oben umgebogene oder ausweichende Kanten entstehen.

Das Mchtungsteil 11 besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil ist ein flacher, im Sinne der Pig. 2, 3 oder 5 ausgebildeter oberer Hing 12, der mit der oberen Innenfläche 15 der Metallkappe 10 verbunden ist und im Bereich der Zentralbohrung 20 sich etwa radial nach außen erstreckt, nach innen aber in die Zentralbohrung 20 etwas hineinreicht, um die Abdichtwirkung gegenüber einem Befestigungsteil und dessen Festhalten zu verbessern. Das zweite Teil ist ein unterer Ring 13 ₅ ebenfalls mit einer aus den Fig. 2, 3 und 5 hervorgehenden !Formgebung, der mit der unteren Innenfläche 17 der Metallkappe 10 verbunden ist und sich radial über den oberen Hing 20 nach außen erstreckt und am Innenrand Abstand von der Zentralbohrung 20 aufweist. Der Ring 13 endet innerhalb des äußeren unteren Rands der Metallkappe 10. Er überlappt den Ring 12 in der iiähe des hohen bzxv. oberen Bereichs der Metallkappe 10. Zwischen der Oberseite des Rings 13 und dem Außenrand des Rings 12 sowie der Innenfläche der Metallkappe an der Übergangsstelle der oberen ζην inneren Innenfläche ist vorzugsweise ein Hohlraum ausgebildet, in den die J

Ringe 12 und 13 ausweichen können. j

Sowohl die obere Innenfläche 15 als auch die untere Innenfläche 17 der Metallkappe 10, die beide ihre Innenfläche bilden, sind nach oben zur Zentralbohrung 20 hin geneigt. Die Zentralbohrung 20 muß nicht notwendiger v/eise durch Bohren, sondern kann auch durch Stanzen oder auf andere "bekannte Weise hergestellt sein. Auch der obere nachgiebige Ring 13 ißt nach oben, insbesondere konisch, geneigt. Der untere Ring 13 endet innerhalb des Außenrands der Metallkappe 10 und der unteren Innenfläche 17- Dadurch wird beim Anziehen eines durch die Zentralbohrung 20 in ein Werkstück reichenden Befestigungsteils, das nachgiebi-

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ge Dichtungsteils 11 zusammengedrückt und nach innen auf die Zentralbohrung 20 hin verformt. Bei der bevorzugten Ausbildung ist nach völligem Festziehen des Befestigungsteils und Zusammenpressens der Unterlegscheibe deren Innenvolumen völlig durch das Dichtungsteil·11 ausgefüllt, also einschließlich des an den Schaft des Befestigungsteils in der Nähe der Zentralbohrung 20 angrenzenden Bereich und des Raums zwischen den Schraubenwindungen, sofern das Befestigungsteil eine Schraube ist. Da das nachgiebige Dichtungsteil 11 innerhalb des äußeren Rands der Metallkappe endet und sich nach innen hin verformt, kommt der Außenrand der Metallkappe 10 mit dem Werkstoff in Berührung und verhindert ein radiales Ausweichen des Rings 13 über den Kappenrand hinaus.

i'ig. 2 entnimmt man, daß die nachgiebigen Dichtungsringe 12 und 13 zwei Schichten oder Lagen beziehungsweise Dicken des nachgiebigen Dichtungsteils 11 im oberen Bereich der Unterlegscheibe bilden. Hierdurch und durch das nach innen Drängen des Rings 13 beim Anziehen sowie das Hineinragen des Rings 12 in die Zentralbohrung 20 wird die Abdichtung in diesen Bereichen einschließlich gegenüber dem Schaft des Befestigungsteils, der naturgemäß einen kritischen Dichtungsbereich bildet, erheblich verbessert.

Die glatte, gleichmäßige Kontur der Innenflächen 15 16 und des unteren Rings 13 im Vergleich zur zweifach abgeknickten Oberfläche 14 der Metallkappe 15 ermöglicht die ι schnelle Anpassung der Unterlegscheibe an verschieden , konturierte Werkstücke, wobei jedoch gleichzeitig der zuvor erwähnte Widerstand gegen Aufbiegen oder Ausweichen nach oben bei erhöhter Belastung vorhanden ist. Zur Erhöhung der Dichtungsnachgiebigkeit und zwar sowohl durch erhöhte spezifische Belastung und verbesserte radiale Ausweichmöglichkeit beim Zusammendrücken ist eine Ringnut 18 auf der

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Innenseite des unteren Rings 13 etwa mittig, s. Fig. 3₅ vorgesehen.

Wie bereits hervorgehoben, ragt der obere Ring 12 radial in die Zentra!"bohrung 20 hinein. Dies nicht nur um die Abdichtung gegenüber dem Schaft eines Befestigungsteils zu verbessern, sondern auch um diesen festzuhalten. Dies ist insbesondere vor der Montage wichtig. Außerdem kann dadurch die Unterlegscheibe zusammen mit einem Befestigun^steil, beispielsweise einer Schraube, als eine Einiieit vertrieben werden, ohne da^ es besondererweiterer-Befest igung sinitt el bedarf. Eine solche Kombination mit einer Schraube 21 als Befestigungsteil, die durch die Zsr.tralbohrung 20 reicht, ist in Fig. 4 dargestellt. Durch, den king ^2 ist die Schraube 21 erfaßt.

Wie in Fig. 5 dargestellt, kann die Unterlegscheibe nach der Erfindung auch am unteren Rand der Metallkappe eine etwa axial vorspringende Lippe 22 aufweisen. Diese steht weiter vor als der in Form eines Falzes zurückspringende Rin~· 1$, so daß beim Anziehen eine weitere Vorkehrung gegen das radiale Ausweichen des Rings 13 über den rand der Metallkappe 10 geschaffen ist.

ANSPRÜCHE:

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Claims

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ANSPRÜCHE

M)) Abdichtende Unterlegscheibe aus einer mit einer zentralen Bohrung versehen gewölbten Metallkappe und einem mit deren Innenfläche verbundenen und axial über deren unteren Eand vorspringenden tellerförmigen Dichtungsteil aus Kunststoff, dadurch, gekennzeichnet _s daß das Dichtungsteil (1i)aus zwei Ringen (12, 13) gebildet ist, die einander im oberen Bereich der HöhenerStreckung der Metallkappe (10) überlappen und von denen der obere Ring (12), der sich von der Zentralbohrung (20) etwa radial nach außen erstreckt, mit der oberen Innenfläche (15) und der untere Ring (13) * der axial bis über den unteren Rand der Metallkappe (10) reicht, mit der unteren Innenfläche (17) der Metallkappe (10) verbunden ist.
2) Unterlegscheibe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der obere Ring (12) in die Zentralbohrung (20) hineinragt.
3) Unterlegscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallkappe (10) im Bereich zwischen dem oberen, die Zentralbohrung (20) umgebenden Bereich und· dem unteren Rand an ihrer Oberfläche (14) zweifach nach außen abgebogen ist (bei 16).
4) Unterlegscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ? dadurch gekennzeichnet , daß dieobere Innenfläche (15) der Metallkappe (10) etwa konisch auf die Zentralbohrung (20) derart zuläuft, daß beim Zusammenpressen der Unterlegscheibe der obere Ring (12) gegen ein durch die Zentralöffnung reichendes Befestigungsteil (21) gedrückt wird.

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5) Unterlegscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der untere Ring (13) auf seiner Innenseite, vorzugsweise etwa mittig, eine Hingnut (18) aufweist.
6) Unterlegscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet , daß der untere Ring (13) im Bereich des unteren Kappenrands einen zurückspringenden EaIz hat.
7) Unterlegscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Metallkappe (10) am unteren Rand eine ein radiales Ausweichen des unteren Rings (13) über den unteren Kappenrand verhindernde, etwa axial vorspringende Lippe (22) aufweist.
8) Unterlegscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch. gekennzeichnet , daß das Volumen der beiden Ringe (12, 13) auf das vom Befestigungsteil (21) nicht eingenommene.-; Innenvolumen der Metallkappe (10) derart abgestimmt ist, daß es von den Ringen im zusammengepreßten Zustand völlig ausgefüllt ist.

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