DE2607128C3 - Elastische Profildichtung für axial schließende, symmetrische Kupplungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Profildichtung für axial schließende, symmetrische Kupplungen, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und beispielsweise aus der DE-OS 22 07 997 bekannt ist.

Die obere, d. h. anschlußseitige Profilhälfte solcher Profildichtungen ist in ihrer Form durch DIN-Normen festgelegt und weist je nach Verwendung der betreffenden Storz-Armatur zu Saug- oder Druckzwecken eine Saug- und/oder Drucklippe auf. Mit ihrem unteren Teil oder ihrem Fuß wird die Dichtung so in die ebenfalls durch Normung festgelegte Ringnut der Kupplung eingesetzt, daß sie derart in die an der Ringnut vorgesehene Hinterdrehung eingreift, daß ein selbsttätiges Herausschlüpfen verhindert und gleichzeitig durch hohe Verpressung Druckdichtheit bewirkt wird.

Der Fuß der durch die DE-OS 22 07 997 bekannt gewordenen Profildichtung wird von zwei koaxial zueinander verlaufenden O-Ringen gebildet, die im eingesetzten Zustand der Dichtung den Grund der Ringnut jeweils berühren. Der innere O-Ring hat vorzugsweise einen größeren Durchmesser als der äußere O-Ring und ist auch größer oder zumindest gleich der Höhe der Hinterdrehung der Ringnut, in die er greift Wird diese Dichtung in ihre Ringnut eingesetzt,

ίο so wird sie zuerst mit dem inneren O-Ring gegen die Grundfläche der Ringnut zur Anlage kommen. Dadurch wird Luft zwischen der äußeren Mantelfläche der Ringnut und der Berührungslinie des inneren O-Ringes eingeschlossen und beim weiteren Einpressen der Profildichtung komprimiert. Diese Luft ist auch nicht durch Drücken gegen die aus der Ringnut ragenden inneren Mantelflächen der Profildichtung dadurch zu entfernen, daß die Profildichtung kurzfristig von der durch die obere Stirnfläche der Hinterdrehung gebildeten umlaufende Kante abgehoben wird, weil diese Profildichtung auch im ungepreßten Zustand schon auf zwei konzentrischen Kreisen gegen die Grundfläche der Ringnut anliegt. Dies ist Ursache dafür, daß die bekannte Profildichtung die Neigung hat, von der eingeschlossenen Luft wieder aus ihrer Ringnut herausgedrückt zu werden. Wenn also durch entsprechende Bemessung des inneren O-Ringes das Ziel verfolgt wurde, die Profildichtung fest in ihrer Ringnut einzuklemmen, so wurde genau das Gegenteil davon erreicht Die durch die kreisförmige Flächenbildung stabile Haltung des Formkörpers ist für die erwünschte Dichtwirkung eher nachteilig.

Durch die DE-OS 15 25 700 ist eine Profildichtung .bekannt geworden, an deren Fuß zwei konzentrische Dichtflächen ausgebildet sind, die beim Einsetzen der Dichtung in die Ringnut gleichzeitig an deren Grundfläche zur Auflage kommen. Ein im Querschnitt im wesentlichen rechteckiger seitlicher Fortsatz des Dichtringfußes greift genau in die Hinterdrehung der Ringnut ein. Auch in diesem Falle entsteht beim Einsetzen der Profildichtung in die Ringnut ein Lufteinschluß, der beim weiteren Einpressen komprimiert wird und ein Herausspringen der Dichtung zur Folge haben kann. Zusätzlich erschwert wird das Einknöpfen des Dichtringes durch den rechteckigen seitlichen Fortsatz, der bis auf eine kleine Schlupffläche im untersten Bereich des Dichtungsfußes genau dem Rechteckprofil der Hinterdrehung angepaßt wird. Da der Dichtring schon im ungepreßten Zustand flächig in der Ringnut anliegt, ist der erreichbare Druck pro Flächeneinheit für eine optimale Dichtwirkung nicht ausreichend.

Die durch die DE-GbmS 19 84 860 bekannt gewordene Profildichtung dichtet mit nur einem einzigen Vorsprung an der Grundfläche der Ringnut ab und kann so eine ausreichende Dichtwirkung nicht gewährleisten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Fuß

einer elastischen Profildichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 derart zu gestalten, daß einerseits das maschinelle und manuelle Einbauen der Dichtung erleichtert und ein Herausspringen der Dichtung aus der Ringnut sicher verhindert wird und andererseits eine erhöhte Dichtwirkung erreient wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Dadurch, daß die innere Anlagekante um ein geringes

Maß (bspw. 0,3 mm) über der äußeren Anlagekante liegt, kommt erstere im ungepreßten Zustand der Dichtung nicht mit der Grundfläche der Ringnut in Berührung. Die Profildichtung kann also ohne Lufteinschluß so weit in die Ringnut geschoben werden, bis zunächst die äußere Anlagekante au; der Grundfläche der Ringnut aufliegt. Dadurch bildet sich zunächst ein einseitig geöffneter Dichtungsraum, der schließlich nach Verformung der inneren Schlupffläche und der von dieser zur Innenumfangsfläche des Dichtrings führen- J ο den Fläche an der an der Stoßstelle der Innenumfangsfläche ausgebildeten Anlagekante durch die Kante der Hinterdrehung abgedichtet wird, wobei die innere Anlagekante noch immer ihren Abstand zur Grundfläche hat Damit entsteht ein in sich geschlossener hydraulischer Raum, der soweit verspannt ist, daß bei Druckaufbau die Anpreßkraft an die Außenumfangsfläche des Dichtrings bzw. der Ringnut die absolute Dichtung nach außen erreicht Erst wenn nach dem Zusammenfügen der beiden Kupplungshälften und bei Druckaufbau in der Leitung die Profildichtung gepreßt wird, legt sich auch die innere Anlagekante an die Grundfläche der Ringnut Der Abstand dieser inneren Anlagekante zur Grundfläche im ungepreßten Zustand von 0,3 mm ermöglicht es, daß bei ansteigendem Druck durch Herauswalken der Luft aus dem zwischen den Anlagekanten entstandenen Dreieck eine intensive Berührung zwischen der sich bildenden Anlagefläche von einer Anlagekante zur anderen und der Grundfläche der Ringnui ohne Lufteinschluß erreicht we; den kann. Die durch die Flächenkombination (Schlupfflächen, Anschlußflächen) ermöglichte Formveränderung de·? Dichtungsfußes wirkt sich also günstig auf die Dichtwirkung aus.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schlupfflächen am Dichtungsfuß erhält die elastische Profildichtung eine größere Schlüpfrigkeit, wodurch das Einsetzen in die Ringnut erheblich erleichtert wird. Der durch die innere Schlupffläche und die die innere Schlupffläche mit der Innenumfangsfläche verbindende entgegengesetzt geneigte Fläche entstehende, nach innen weisende spitzwinklige Fortsatz greift in die Hinterdrehung der Ringnut ein und verhindert sicher ein unbeabsichtigtes Herausgleiten der Dichtung, zumal, wie bereits ausgeführt, ein Lufteinschluß vermieden ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 als Teilansicht einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße elastische Profildichtung, wobei die Ringnut der zugehörigen Kupplungshälfte mit Hinterdrehung durch strichpunktierte Linien angedeutet ist,

F i g. 2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Dichtring in kleinerem Maßstab und

F; g. 3 einen Längsschnitt durch eine axial dichtende symmetrische Kupplung für Druck- und Saugzwecke mit eingesetztem Dichtring gemäß F i g. 2.

Gemitß F i g. 1 wßist der erfindungsgemäße Dichtring 1 an seiner oberen Profilhälfte eine Sauglippe 2 und eine Drucklippe 3 gemäß den einschlägigen DIN-Normen auf. Die AußenumfAngsfläche 4 des Dichtringes 1 ist von der Sauglippe 2 dus im wesentlichen geradflächig ausgebildet und Ie^l sich beim Einsetzen des Dichtrings 1 dichtend an die Außenwand der Ringnut 5 an. Die Innenfläche des Dichtrings 1 ist dagegen von der Drucklippe 3 aus leicht nach außen gewölbt. An diese Wölbung 6 schließt sich der Dichtungsfuß 7, dessen Höhe gleich der Höhe der nach innen gerichteten Hinterdrehung der Ringnut 5 ist, an, und zwar folgt ihr zunächst eine nach innen gerichtete, in Bezug auf die Horizontale leicht nach unten geneigte kleine Fläche 8, an die sich eine stärker geneigte, nach außen weisende, verhältnismäßig große innere Schlupffläche 9 anschließt Auf die geradflächig ausgebildete Außenumfangsfläche 4 der Profildichtung folgt im unteren Abschnitt eine kleinere äußere Schlupffläche 10, die in geringerem Maße und in entgegengesetzter Richtung wie die innere Schlupffläche 9, d. h. nach innen geneigt ist Die Auslaufkanten der beiden Schlupfflächen 9 und 10 sind durch zwei stumpfwinklig aufeinander zulaufende, ins Innere des Dichtungsringes 1 weisende Anschlußflächen 11 und 12 miteinander verbunden. Durch diese Ausbildung des Dichtungsfußes 7 entstehen an ihm drei für die Dichtwirkung Ausschlag gebende Anlagekanten 13, 14, 16, und zwar stoßen an der Anlagekante 13 die äußere Schlupffläche 10 und die eine Anschlußfläche 11, an der Anlagekante 14 die innere Schlupffläche 9 und die andere Anschlußfläche 12, an der Anlagekante 16 die Fläche 8 und die Wölbung 6 aneinander. An der Kante 15 stoßen die Fläche 8 und die innere Schlupffläche 9 zusammen; sie kann sich im Ausführungsbeispiel im gepreßten Zustand an die Wand der Hinterdrehung 17 dichtend anlegen. Durch die Kanten 14, 15 und 16 wird ein im Querschnitt dreieckförmiger Fortsatz des Dichtungsfußes 7 bestimmt, der in die Hinterdrehung 17 der Ringnut 5 eingreift und ein unbeabsichtigtes Herausgleiten der Dichtung verhindert Die Anlagekanten 13 und 14 liegen im ungepreßten Zustand der Profildichtung nicht auf einer horizontalen Ebene; vielmehr liegt die innere Anlagekante 14 um ein geringes Maß, z. B. 0,3 mm, über der äußeren Anlagekante 13. Die schrägen Schlupfflächen 9,10, die schrägen Anschlußflächen 11,12 und die schräge Fläche 8 sind vorzugsweise als geneigte Ebenen ausgebildet.

Wie durch strichpunktierte Linien in der Zeichnung angedeutet, weist die Ringnut 5 der Kupplungshälfte eine nach innen gerichtete, rechtwinklige Hinterdrehung 17 auf. Die Innenwand 18 der Ringnut 5 ist zur Hinterdrehung 17 hin abgerundet Beim maschinellen oder manuellen Einsetzen der Profildichtung 1 in die Ringnut 5 gleitet die äußere Schlupffläche 10 an der abgerundeten Außenwand 19 der Ringnut 5 und die innere, größere Schlupffläche 9 an der Abrundung der Innenwand 18 entlang, bis unter Anlage der Außenumfangsfläche 4 an die Außenwand 19 der Ringnut 5 der durch die Fläche 8 und die innere Schlupffläche 9 gebildete, nach innen gerichtete spitzwinklige Fortsatz in die Hinterdrehung 17 schnappt Die durch die Hinterdrehung 17 an der Abrundung der Innenwand 18 entstehende Kante legt sich in die entgegengesetzt gerichtete Anlagekante 16 der Profildichtung 1, so daß ein Herausgleiten der Dichtung 1 aus der Ringnut 5 sicher verhindert wird. Durch die dichtende Berührung an den Anlagekanten 13 und 16 entsteht ein in sich geschlossener hydraulischer Raum, der so weit verspannt ist, daß im weiteren nach der Verbindung der Kupplungshälften durch den Druckaufbau die Anpreßkraft an der Außenumfangsfläche 4 die absolute Dichtung nach außen erreicht.

Werden nun die beiden Kupplungshälften miteinander verbunden und, auch durch Druckaufbau in der Leitung, die Profildichtung 1 gepreßt, legt sich auch die innere Anlagekante 14 dichtend an die Grundfläche 20 der Ringnut 5, wobei an beiden Anlagekanten 13,14 ein hoher Druck pro Flächeneinheit entsteht Durch den

ansteigenden Druck wird Luft aus dem Dreieck zwischen den Anlagekanten 13 und 14 herausgewalkt, so daß es schließlich zu einer intensiven Berührung ohne Lufteinschluß zwischen der sich durch die Verformung des Dichtungsfußes 7 bildenden Grundfläche von Kante 13 bis Kante 14 und der Grundfläche 20 der Ringnut 5 kommen kann. Die durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Dichtungsfußes mögliche Formveränderung bzw. das Verwalken an den Anlagekanten 13, 14 führt zu Verspannungen innerhalb der Ringnut 5, welche ι ο die Dichtwirkung unterstützen. In die Hinterdrehung 17 eventuell eintretendes Druckmittel verstärkt diese Verspannungen und damit die Dichtwirkung.

Durch die oben beschriebene Ausbildung des Fußes der elastischen Profildichtung wird die Schlüpfrigkeit beim Einsetzen der Dichtung in die entsprechende Ringnut erhöht und damit das Einbauen erheblich erleichtert. Da beim Einsetzen des Dichtungsringes 1 in die Ringnut 5 ein Lufteinschluß vermieden wird, ist auch die Gefahr ausgeschaltet, daß infolge von Kompression dieser Luft der Dichtring 1 wieder herausspringt.

Außerdem wird durch die Ausbildung der Anlagekanten, die sich beim Zusammenpressen der Dichtung und unter der Wirkung des Druckmediums in der Leitung an die Grundfläche der Ringnut anlegen, die Dichtwirkung erheblich verbessert, weil der Druck pro Flächeneinheit steigt und Verspannungen innerhalb der Ringnut entstehen.

Als Werkstoff kommt vorzugsweise Nitril-Kautschuk oder ein anderer der Elastomere in Betracht.

F i g. 2 zeigt zur deutlicheren Veranschaulichung noch eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Dichtrings 1 für Saug- und Druckzwecke in gegenüber F i g. 1 kleinerem Maßstab.

Fig.3 zeigt einen Längsschnitt durch eine axial dichtende symmetrische Kupplung für Druck- und Saugzwecke mit in die Ringnut 5 der einen Kupplungshälfte 21 eingesetztem Dichtring 1 und mit Knaggenteil 22 zur Verbindung der einen Kupplungshälfte 21 mit der nicht dargestellten anderen Kupplungshälfte in bekannter Weise.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elastische Profildichtung für axial schließende, symmetrische Kupplungen, insbesondere Storz-Kupplungen, deren Kupplungshälften jeweils eine Ringnut mit einer zum Leitungsinneren gerichteten Hinterdrehung aufweisen, in welche die Profildichtung mit einem Teil ihres Fußes eingreift und dabei gegen die Grundfläche der Ringnut linienförmig auf zwei konzentrischen Kreisen anlegbar ist, d a durch gekennzeichnet, daß die Anlage an der Grundfläche (20) durch schneidenartige Anlagekanten (13,14) erfolgt, welche durch zwei am Innen- und Außenumfang des Fußes (7) der Dichtung (1) in entgegengesetzter Richtung geneigte, den Fuß (7) verengende Schlupf flächen (9, 10) und durch zwei stumpfwinklig aufeinanderzulaufende, ins Innere der Dichtung (1) weisende Anschlußflächen. (11, 12) gebildet sind, und daß die innere Anlagekante (14) im ungepreßten Zustand der Profildichtung (1) um ein geringes Maß über der äußeren Anlagekante (13) liegt

2. Profildichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schlupffläche (9) größer ist als die äußere Schlupffläche (10).

3. Profildichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkante (15) der inneren Schlupffläche (9) durch eine entgegengesetzt geneigte Fläche (8) mit der Innenumfangsfläche (6) der Dichtung (1) verbunden und an der Stoßstelle zwischen der Innenumfangsfläche (6) und der Fläche (8) eine Anlagekante (16) gebildet ist.

4. Profildichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Schlupfwinkel größer ist als der äußere Schlupfwinkel.

5. Profildichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Anlagekante (14) im ungepreßten Zustand der Piofildichtung um etwa 0,3 mm über der äußeren Anlagekante (13) liegt.

6. Profildichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Abstand zwischen der im ungepreßten Zustand der Dichtung (1) auf der Grundfläche (20) der Ringnut (5) aufliegenden Anlagekante (13) und der am Übergang zum Dichtungsfuß als Stoßkante zwischen Innenumfangsfläche (6) und der nach innen zur inneren Schlupffläche geneigten Fläche (8) ausgebildeten Anlagekante (16) gleich der Höhe der Hinterdrehung (17) der Ringnut (5) ist.