DE2503807C2

DE2503807C2 - Flexibler Dichtungsring

Info

Publication number: DE2503807C2
Application number: DE2503807A
Authority: DE
Inventors: Jack M. Los Angeles Calif. Kramer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-01-28
Filing date: 1975-01-28
Publication date: 1984-12-06
Also published as: JPS50112652A; US3918726A; DE2503807A1; JPS5852106B2; FR2259298B3; GB1467113A; FR2259298A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen flexiblen Dichtungsring zur Abdichtung zweier Flächen mit einem ringförmigen Elastomer teil, in dem zu dessen Verstärkung gegen Verformung und Abrieb ein ringförmiger Einsatzteil vorgesehen ist, welcher mindestens einen im Bereich der Dichtungsfläche des Dichtrings verlaufenden Teil aufweist.

Elastomere O-Ringdichtungen finden Anwendung, um eine Dichtung zwischen miteinander verbundenen Rohren zu bewirken. Derartige bekannte Ringdichtungen weisen verschiedene Nachteile auf. Dies deshalb, weil unter dynamischen Bedingungen, d. h. wenn eine Relativbewegung zwischen den zu dichtenden Flächen auftritt, eine Axialbewegung wiederholt auftreten kann und dann einen Abrieb der äußeren Fläche des Ringes bewirkt, wodurch an diesem Ablösungen auftreten. Dieser Zustand ist vergleichbar mit der Grübchenbildung bei Metallbauteilen; sie bewirkt eine schnelle Zeisetzung des Ringes. Winkelauslenkungen, die sich ändernde Abstände zwischen dem Dichtungsring und der zu dichtenden Fläche erzeugen, können einen Zustand bewirken, bei dem der Ring unter Druck in den so gebildeten Raum gepreßt wird. Hierdurch wird eine starke Verformung des Ringes eingeleitet, und in einigen Fällen wird er hierdurch aus der ihn aufnehmenden Nut gedrückt und örtlich versetzt oder aus ihr ausgestoßen.

Aus den Unterlagen des DE-GM 19 91 288 ist ein flexibler Dichtungsring mit einem Elastomerteil aus Gummi sowie einem Einsatzteil aus einer Schichtpakkung textiler Gewebe bekannt, die blockartig zusammenvulkanisiert sind. Ein solcher Dichtungsring ist mit

dem Anmeldungsgegenstand nicht vergleichbar, da die Gewebelagen nicht zur Verformungsverstärkung des Elastomerteils beitragen.

Die gleichen Überlegungen gelten hinsichtlich des Gegenstandes der GB-PS 4 71 341. Der dort beschriebene Dichtungsring besteht ebenfalls aus einem Elastomerteil, das mit Gewebelagen abgedeckt ist Auch die L- oder U-förmigen Ausbildungen der Gewebelagen tragen in keiner Weise zur Verbesserung der Steifigkeit des gesamten Dichtungsringes bei. Der bekannte Dichtungsring muß vielmehr in einer passenden Gehäusenut vorgesehen werden, die noch mit einem Abdeckblech oder einer Scheibe verschlossen werden muß, um dem Dichtungsring die notwendige Eigensteifigkeit oder Formstabilität zu geben.

Der Gegenstand der DE-AS 16 00650 vermag den Anmeldungsgegenstand ebensowenig vorwegzunehmen. Dort sind in den Dichtungsring sogenannte Tellerfedern einvulkanisiert, die dem Dichtungsring zwar eine Eigensfeifigkeit mitteilen, aber andererseits keine Verbcsserung gegen dessen Abrieb erbringen, da sie nur mit ihrer Schmalseite zur Dichtungsfläche gerichtet sind und im übrigen vergleichsweise weit von der Dichtungsfläche enden, so daß das Verhalten des flexiblen Dichtungsrings im wesentlichen ausschließlich von dem elastomeren Material bestimmt wird. Eine Verbesserung der Abriebeigenschaften des elastomeren Materials ist nach der Lehre des Vorerfinders nicht zu erzielen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht mithin darin, einen flexiblen Dichtungsring der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen ringförmiger Einsatzteil gleichzeitig eine Verstärkung des Elastomerteils gegen Verformung und Abrieb erbringt und der gut im Elastomerteil verankerbar ist, ohne hierdurch die elastomeren Charakteristika des gesamten Dichtungsringes nachteilig zu beeinflüssen.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Einsatzteil T-förmige Querschnittsflächen aufweist und das ein erster Teil der T-förmigen Querschnittsfläche im Bereich einer der abzudichtenden Flächen und ein zweiter Teil dieser T-förmigen Querschnittsfläche vom ersten Teil aus zum Zentralbereich des Elastomerteils verlaufend angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße, T-förmige Ausbildung der Querschnittsflächen des Einsatzteils bringt in Verbindung mit der ebenfalls nach der erfindungsgemäßen Lehre präzisierten speziellen Anordnung des Einsatzteils im Elastomerteil eine besonders gute Dichtungswirkung des erfindungsgemäßen Dichtungsringes, was

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darauf zurückgeführt werden kann, daß der Einsatzteil. für den Elastomerteil 12 zur Verwendung gelangte. Das

wie angestrebt besonders gut im Elastomerteil veran- Glasfasergewebe ist in Richtung seiner Vorspannung in

kert werden kann, ohne daß hierdurch die Federkraft Streifen geschnitten, so daß Flexibilität und Elastizität

des Elastomerteils entscheidungserheblich beeinträch- oder Streckung in diesen Teil eingebaut sind- Die so

ftigt wird. Die Erfindung schafft insbesondere die Mög- 5 gebildeten Streifen werden auf einer Seite mit einem lichkeit. die Verankerungsflächen des Einsatzteiles in Polyvinylalkoholband bis zu einer Dicke von etwa § sehr weiten Grenzen durch eine entsprechende Verlän- 0,08 mm abgedeckt Das Material wird dann mit dem C; gerung oder Verkürzung des schlanken Steges des T Bandteil nach außen in Hälften gefaltet und in eine || variieren und den jeweiligen Bedürfnissen anpassen zu Form eingebracht die im wesentlichen eine lange Stands können, ohne daß eine übermäßige Vergrößerung oder io ge mit einem darin vorgesehenen Schlitz ist der die ^: Verringerung des Volumens des Einsatzteils damit ein- Basis des gefalteten Materials aufnimmt. Unter Henuis-, - hergehen würde. ragen des abgerundeten Mittelteils des Bandes aus die- !§ Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemä- sem Schlitz wird das Material von den Seiten des Schliti| ßen Dichtungsringes ergeben sich aus den Unteransprü- zes fest erfaßt; dann wird die Oberseite des von dem ί| chen. 15 Band bedeckten, gefalteten Materials nach unten in den I! Die Erfindung ist im folgenden anhand mehrerer Aus- Teil in eine Nut gedrückt die dem Oberteil eines »T« § führungsbeispiele sowie der Zeichnungen näher erläu- gleicht Auf diese Weise wird das Material gezwungen, ter t Es zeigt sich auseinanderzubreiten und sich in der anderen Rich-F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung eher Ausfüh- tung zu verdichten, wodurch ein »T« aus einem Materirungsform der Erfindung; 20 alstück gebildet wird. Nachdem das Material flach ge-F ig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 der drückt wurde, wird es in dieser Form durch eine darüber Fig. 1; angeordnete Stange oder Schiene gehalten und in dieser Fig.3—10 ganz- oder teilweise Querschnitte durch Lage fest angeordnet. Die Schiene wird dann in dieser andere Ausführungsformen der Erfindung; T-Form im Ofen bei etwa 150⁰C 10 bis 20 Minuten lang Fig. 11 einen Querschnitt nach Linie 10-10 gemäß 25 ausgehärtet Dann wird der Teil aus der Form entnom-F i g. 10; men. Ein kleiner Teil des »T« wird unter einem Winkel Fig. 12 einen Querschnitt durch eine weitere Ausfüh- von 30 bis 45°C (über eine Länge von etwa 6,4 mm) rungsform der Erfindung und geschnitten, um einen Überlappungsteil unter Gehrung Fig. 13 einen Querschnitt nach Linie 13-13 der zu bilden. Dann wird das Band von dem Einsatzteil ab-Fig. 12. 30 genommen, und unmittelbar im Anschluß daran wird Der erfindungsgemäße flexible Dichtungsring ist im der Einsatzteil in eine Form zur Herstellung des Elastowesentlichen aus elastomerem Material hergestellt in merringes eingelegt wobei der Oberteil des »T« entdas ein ringförmiger Einsatz aus einem Material, wie sprechend angeordnet wird. Diese letztere Form enthält z. B. Glasfasergewebe, eingesetzt ist. Dieser Einsatz bereits elastomeres Material. Ein zweiter Streifen ela- oder Einsatzteil bewirkt eine Verstärkung des Ringes 3s stomeren Materials wird auf die andere Seite des Einderart, daß er Verformung Widerstand entgegensetzt Satzteiles aufgebracht Dann wird die Form geschlossen und einen gegen Abrieb beständigen Teil an oder im und das Material bei den für das jeweils verwendete Bereich wenigstens einer der Dichtungsflächen ergibt Elastomermaterial vorgeschriebenen Temperaturen Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin- ausgehärtet.

dung weist der Einsatz einen Teil auf, der an einer der 40 In F i g. 3 ist ein anderes Ausfuhrungsbeispiel der Er-Dichtungsflächen angrenzend verläuft oder in der Tat findung dargestellt Es ist demjenigen nach F i g. 1 und 2 solch eine Fläche bildet um Abriebbeständigkeit zu er- sehr ähnlich mit der Ausnahme, daß die Dichtungsfläche zeugen. In weiteren bevorzugten Ausführungsbeispie- 13a auf einer anderen Seite als beim ersten Ausfühlen weist der Einsatz noch einen Steg auf, der sich von rungsbeispiel vorgesehen ist, um so eine Abrieb beständer Abrieb beständigen Fläche gegen den Ringmittel- 45 dige Fläche mit der anderen Dichtungsfläche 15 zu bilpunkt erstreckt Der Steg bewirkt somit eine bauliche den.

Verstärkung. F i g. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er- In den F i g. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel findung ähnlich dem der F i g. 1 — 3, wobei die Abrieb

der Erfindung gezeigt. Ein flexibler O-Ring 11 ist aus beständige Oberfläche 13a längs einer Seite der Dich-

einem ringförmigen Elastomerteil 12 hergestellt, der Si- so tung angeordnet ist, die der dem Ausführungsbeispiel

likongummi sein kann. In diesen ist ein Einsatzteil 13 nach F i g. 2 gegenüberliegt. In diesem Fall wird eine

eingeformt das aus einem Material, wie z. B. Glasfaser- Dichtungsfläche beim Zusammenwirken mit der Fläche

gewebe, besteht, das gegen Abrieb beständig und steif 15 erzeugt.

genug ist um einer Verformung zu widerstehen, wenn Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 unterscheidet Druck oder Verdrehungskräfte auf den Ring einwirken; 55 sich von den vorangegangenen Ausführungsformen daes ist jedoch flexibel genug, um eine Handhabung und durch, daß der ringförmige Elastomerteil 12 einen kreiseinen Einbau des so zusammengesetzten O-Ringes zu förmigen Querschnitt anstelle eines rechtwinkligen ermöglichen. Der Einsatzteil 13 weist eine gegen Abrieb Querschnitts aufweist. Es sei in diesem Zusammenhang beständige Oberfläche 13a auf, die eine der Berührungs- darauf hingewiesen, daß die verschiedensten Querflächen des Ringes bildet die gegen eine Fläche 14 dich- 60 schnittsformen für die erfindungsgemäße Dichtung verten. Weiterhin weist der Einsatzteil 13 einen Stegteil wendet werden können, z. B. trapezförmige, quadrati- oder Steg 136 auf, der sich von der Oberfläche 13a sehe, rechtwinklige, runde oder ovale Querschnittsforhinweg durch das Zentrum des Elastomerteiles 12 er- men, je nach den Erfordernissen des einzelnen Anwenstreckt. dungsfalles.

Der O-Ring 11 kann auf die folgende Weise herge- 65 Das Ausführungsbeispiel nach Fig.6 weist einen

stellt werden: Der Einsatzteil 13 wird zuerst aus einem ringförmigen Elastomerteil 12 mit trapezförmigem

Streifen Glasfasergewebe gebildet, das mit dem glei- Querschnitt auf, wobei die abriebbeständige Oberfläche

chen elastomeren Material imprägniert wurde, wie es 13a des Einsatzteils 13 sich von denen der vorangegan-

genen Beispiele unterscheidet und zwar dadurch, daß eine Nut 13c in ihrem Mittelteil vorgesehen ist. Diese Nut bildet eine Dichtungsfläche, die bei bestimmten Anwendungsfällen die Dichtungswirkung vergrößern kann. s

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß der Steg 136 als Verankerung oder Anker für die Teile des »T« dient, die parallel zur Dichtungsfläche 13a angeordnet sind. Auf diese Weise wird die tragende Fläche im Grundkörper der Dichtung verankert, wodurch io Beständigkeit der Dichtung gegen Kompression erreicht wird, außerdem eine Versteifung, die einer Verdrehung der Dichtung längs ihrer Achse Widerstand entgegensetzt und die Stabilität der Dichtung gegen Stoßbelastung verbessert. ι s

Ein weiterer durch den Steg bewirkter Vorteil besteht darin, daß er eine verstärkte Beständigkeit gegen Dauerverformung der Dichtung herbeiführt, die bei den vorbekannten Dichtungen bei einer längeren Einwirkung von Wärme und Druck auftritt.

Gemäß F i g. 10 und 11 ist in dem Steg 136 einer erfindungsgemäßen Dichtung eine Drahtfeder eingebaut. Sie weist die Form eines sich wiederholenden »T« auf und bildet einen sich durch die Mitte des Stegs erstreckenden Ringes. Die Feder erzeugt eine ständige Dichtungskraft die bei Alterung und Schwund infolge Kompression des elastomeren Dichtmaterials wirksam bleibt.

Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 12 und 13 ist wiederum eine Feder 20 in den Steg 136 eingebettet. Mit Ausnahme der Form der Drahtfeder gleicht diese Ausführungsform der nach Fig. 10 und 11. Nunmehr hat die Feder die Form eines sich wiederholenden Schlüssels anstelle eines »T«.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 7 bildet der Einsatzteil 13 keine Dichtungsfläche der Dichtung, er ist 3s vielmehr vollständig in den ringförmigen Elastomerteil 12 eingebettet

Es verwendet den Einsatzteil 12 nicht als exponiertes, gegen Abrieb beständiges Bauteil. Es macht von der Abriebbeständigkeit des Einsatzteiles 12 vielmehr erst dann Gebrauch, wenn die elastomere Fläche 12 abgetragen ist

Gemäß Fig. 8 wird ein Paar von Einsatzteilen 13 angewendet, die symmetrisch im ringförmigen Elastomerteil 12 vorgesehen sind, wobei ihre Stege 136 aneinander angrenzen, um Verstärkungseinsätze für ein Paar von Dichtflächen 12a und 126 zu bilden.

Bei verschiedenen Anwendungsfällen kann es angebracht sein, die gesamte Dichtung oder einen Teil derselben elektrisch leitend auszubilden, um elektrische Erdung herstellen und Funkenbildung vermeiden zu können, welche zu Explosionen fuhren könnte. Eine derartige Ausbildung erhält man dann, wenn man ein mit Graphitteilchen 17 imprägniertes Gewebe zu Bildung des Einsatzes 13 verwendet wie dies in F i g. 9 dargestellt ist oder weiterhin beispielsweise durch den Einbau von metallischen Fäden oder dergleichen in den Einsatzteil oder durch Anordnung einer Metallgewebehülle Ober den EinsatzteiL

Auf diese Weise werden gemäß der Erfindung äußerst wirksame Dichtungen geschaffen, die die Unzulänglichkeiten der bisher bekannten O-Ringdichtungen durch die Heranziehung eines in einen elastomeren Ring eingebetteten Einsatzes vermeiden.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flexibler Dichtungsring zur Abdichtung zweier Flächen mit einem ringförmigen Elastomerteil, in den zu dessen Verstärkung gegen Verformung und Abrieb ein ringförmiger Einsatzteil vorgesehen ist, welcher mindestens einen im Bereich der Dichtungsfläche des Dichtungsringes verlaufenden Teil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzteil (13) T-förmige Querschnittsfläche aufweist, und

daß ein erster Teil der T-förmigen Querschnittsfläche im Bereich einer der abzudichtenden Flächen und

ein zweiter Teil dieser T-förmigen Querschnittsfläche vom ersten Teil zum Zentralbereich des Elastomerteils (12) verlaufend angeordnet ist

2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der breite Oberteil der T-förmigen Querschnittsfläche die Dichtungsfläche bildet und der schlanke Steg (\3b) der T-förmigen Querschnittsfläche zur Verankerung des Einsatzteils (13) zum Zentralbereich des Elastomerteils (12) verläuft

3. Dichtungsring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzteil (13) im Elastomerteil (12) eingebettet ist

4. Dichtungsring nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er ein dem ersten Einsatzteil (13) gleichartigen zweiten Einsatzteil (13) aufweist, die mit ihren Stegen (\3b) nebeneinander liegend angeordnet sind und daß die Oberteile der T-förmigen Querschnitte im Bereich gegenüberliegender Flächen des Dichtungsringes angeordnet sind.

5. Dichtungsring nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er weiter eine im Steg (i3b) eingebettete Drahtfeder aufweist, die dort zur Bildung eines Ringes rundum vorgesehen ist

6. Dichtungsring nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtfeder die Form eines sich wiederholenden »T« aufweist

7. Dichtungsring nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtfeder die Form eines sich wiederholenden Schlüssels aufweist.

8. Dichtungsring nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzteil (13) aus mit elastomerem Material getränktem Glasfasergewebe besteht.