DE3002140A1

DE3002140A1 - Kunststoffdichtring

Info

Publication number: DE3002140A1
Application number: DE19803002140
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Willi 6148 Heppenheim Krompf
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1980-01-22
Filing date: 1980-01-22
Publication date: 1981-07-23
Also published as: FR2474135A1; FR2474135B1; GB2067683B; DE3002140C2; GB2067683A

Description

Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, Weinheim/ßergstraße

Kunststoffdichtring

Die Erfindung betrifft einen Kunststoffdichtring für den Spalt zwischen einer Rohrhai te platte und einem darin gelagerten Rohr, bestehend aus einem Halteteil mit einem winkelförmigen Profil, das auf der Rohrhalteplatte aufliegt, sowie aus einem einstückig mit dem Halteteil verbundenen, umlaufenden Wulst auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Seite, der auf der Rohrhalteplatte und auf dem Rohr unter einer Vorspannung aufliegt.

Ein Dichtring dieser Art ist aus FR-PS 15 95 096 bekannt. Dieser besteht aus Polytetraflouräthylen, und damit aus einem Werkstoff, der nur eine begrenzte Anschmiegsamkeit an unebene Oberflächen hat neben einer nur sehr geringen Elastizität. Die parallel auf der Oberfläche der abgedichteten Rohrhalteplatte aufliegenden stirnseitigen Flanschen vermögen sich deshalb nicht in der Weise daran anzuschmiegen, wie es erforderlich ist in bezug auf eine gute Abdichtung. Die Montage ist außerdem schwierig, und in vielen Fällen kommt es

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bereits beim Einsetzen des Dichtringes in die Rohrhalteplatte zu einer nicht tolerierbaren Beschädigung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kunststoffdichtring für das angesprochene Einsatzgebiet zu entwickeln, der einfach zu montieren und zu demontieren ist, und der eine ausgezeichnete Dichtheit auch beim Auftreten von Relativbewegungen gewähr!eistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Kunststoffdichtring der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Wulst ein kreisförmiges Profil aufweist mit einer radialen Erstreckung, die I₄I bis 1,6 mal so groß ist wie die Breite des abgedichteten Spaltes, bei dem der in axialer Richtung weisende Schenkel des Hal.teteils dem Wulst spiegelbildlich zugeordnet ist und bei dem der Abstand zwischen der Mittellinie des Wulstes und der dieser zugewandten, sich in radialer Richtung erstreckenden Stirnfläche des Halteteils 1,1 bis 1,3 mal so groß ist wie die Dicke der zugehörigen Rohrhalteplatte.

Die Oberflächen des sich in axialer Richtung erstreckenden Schenkels des Halteteils haben in jedem Falle einen Abstand von den sich parallel dazu erstreckenden Oberflächen der zugeordneten Bohrung bzw. des aufgenommenen Rohres. Der Halteteil weist dadurch eine gewisse relative Beweglichkeit sowohl in bezug auf das Rohr als auch in bezug auf die Halteplatte auf. Es ist bevorzugt, die Dicke beider Schenkel des Profils des Halteteiles vergleichbar zu dimensionieren, und zwar auf einen Wert, der etwa der halben Breite des abgedichteten Spaltes entspricht.

Der Wulst hat eine glatt ausgebildete Oberfläche, und er legt sich damit nach dem Einschlagen des Kunststoffdichtringes in die zugeordnete Bohrung mit auf dem ganzen Umfang gleichmäßiger Flächenpreßung an die Kante ; vischen der Bohrung und der dem- abgedichteten Medium zugewandten Oberfläche der Rohrhai tepTatte an. Die erzielte Flächenpreßung erhöht sich nochmals nach dem Einsetzen des abgedichteten Rohres, und sie kann ohne weiteres Werte erreichen, bei denen es in geringem Maße zu einer plastischen Deformierung

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des Werkstoffes des Wulstes kommen kann. Eine solche Deformierung ist jedoch nicht nachteilig, sondern es v/erden dadurch Unregelmäßigkeiten der Rohrhalteplatte ausgeglichen mit dem Ergebnis einesF guten Abdichtungseffektes.

Der Wulst wird auf der Innenseite mit einer aus der inaßlichen Abstimmung resultierenden Kraft gegen das abgedichtete Rohr angepreßt. Die Abdichtungszone befindet sich dabei in einem Abstand vor der Vorderseite der Rohrhalteplatte, was dazu führt, daß die Anpreßkraft zusätzlich durch den anstehenden statischen Druck des abgedichteten Mediums überlagert wird. Diese gegenseitige Oberlagerung zweier Kräfte führt offenbar dazu, daß auch im Bereich des abgedichteten Rohres ein guter Abdichtungseffekt erzielt wird.

Um beim Einbau der Rohre eine Beschädigung des Wulstes zu verhindern, wird es bevorzugt, Rohre mit einer glattwandigen Oberfläche zu verwenden. Eine ausreichende Oberflächengüte ist bei den häufig in Wärmetauschen verwendeten Kupfer- bzw. Edelstahl- bzw. Glasrohren ohnehin gegeben. Sofern derartige Rohre zur Anwendung kommen, erübrigt sich die Anwendung von Gleitmitteln, Eine ausreichende Kompensierung der aus Temperaturwechseln resultierenden Längenänderungen ist in diesen Fällen ohne weiteres gewährleistet.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß der Wulst eine in axialer Richtung- geöffnete, der Mittellinie spiegelbildlich zugeordnete, umlaufende Nut aufweist, und daß der Abstand des Nutgrundes von der dem Wulst zugewandten, sich in radialer Richtung erstreckenden Stirnfläche des Halteteiles kleiner ist als die Dicke der zugehörigen Rohrhalteplatte. Durch diese Maßnahme wird einerseits die Elastizität des Wulstes in bezug auf die abgedichteten Flächen verbessert. Andererseits werden die hydraulisch wirksamen Oberflächen vergrößert, über die das abgedichtete Medium die Anpreßkraft des Wulstes an die abgedichteten Flächen zu erhöhen vermag. Zweckmäßigerweise weist der Nutgrund dabei ein abgerundetes Profil auf, das sich im wesentlichen parallel zu dem Außendurchmesser erstreckt. Insbesondere einer denkbaren Beschädigung des Wulstes unter den Einfluß von

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Kerbwirkungen wird hierdurch erfolgreich begegnet. Die Breite der Nut soll vorzugsweise das 0,4 bis 0,5-fache der radialen Erstreckung des Wulstes betragen. Es wurde gefunden, daß sich insbesondere mit Kunststoffdichtringen einer entsprechenden Dimensionierung eine ausgezeichnete Abdichtwirkung erzielen läßt.

Die in der Anlage beigefügte Zeichnung nimmt Bezug auf eine beispielhafte Ausführung des erfinclungsgemäßen Kunststoffdichtringes. Dieser ist in 1 aufgeschnittener Darstellung wiedergegeben, und zwar in einer Einbausituation, in der der Spalt zwischen der Bohrung in einer Rohrhalteplatte 1 und einem darin gelagerten Glasrohr 5 abzudichten ist. Die Seite höheren Druckes i^rA in der Darstellung mit 7 bezeichnet, die Seite niederen Druckes mit 8.

Der rotationssymmetrisch ausgebildete Kunststoffdichtring 6 besteht aus Polytetraflouräthylen, d. h. aus einem Kunststoff, der nur sehr geringe elastische Eigenschaften hat. Er liegt auf der rechten Seite mit einem umlaufenden Flansch 2: auf der Stirnseite der Rohrhalteplatte 1 auf, und er hat auf dieser Seite keinerlei Berührung mit der Außenwandung des Glasrohres 5.

Auf -der linken Seite ist das Profil des Wulstes kreisförmig ausgebildet, und es liegt einerseits auf dem Außenumfang des Glasrohres auf, andererseits auf der umlaufenden Kante, die durch die gegenseitige Durchbrechung der Bohrung und der Stirnfläche der Rohrhalteplatte 1 gebildet wird.

Der Wulst weist eine in axialer Richtung geöffnete, umlaufende, U-fömige Nut 4 auf, deren Nutgrund gerundet ist. Der Abstand zwischen dem Nutgrund und der ihm zugewandten Stirnfläche des umlaufenden Flansches 2 ist kleiner als die Dicke der Rohrhalteplatte 1. Neben einer Verbesserung der elastischen Nachgiebigkeit des Wulstes 3 in bezug auf die abgedichte en Flächen wird hierdurch erreicht, daß die Anpreßung des Wulstes 3 gegen diese Flächen in Abhängigkeit von dem anstehenden hydraulischen oder pneumatischen Druck gleichförmig erhöht wird. Es wird dadurch auch bei hohen Drücken ein gutes Abdichtungsergebnis erzielt.

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Der Wulst liegt im Bereich des Innendurchmessers mit einer Rundung auf dem Außenmantei des Glasrohres auf, die in axialer Richtung beiderseits gleich ausgebildet ist. Das Glasrohr kann deshalb in beiden Richtungen gleichgut bewegt werden, was insbesondere in bezug auf eine vereinfachte Montage von Bedeutung ist. Auch der Ausgleich unterschiedlicher Wärmeausdehnungen wird durch dieses Merkmal in besonderer Weise begünstigt.

Die Montage wird in der folgenden Schrittfolge vorgenommen:

Zunächst wird in die Bohrung der Rohrhalteplatte 1 der Kunststoffdichtring 6 von der Seite niederen Druckes ausgehend eingesetzt. Dabei muß gewährleistet sein, daß die dem Wulst zugewandte Stirnfläche des sich in radialer Richtung erstreckenden Schenkels des Profils des Hai teteils auf die Außenseite der Rohrhalteplatte 1 aufliegt. Nur in diesem Falle ist gewährleistet, daß der Wulst 3 der Kante 9 der Rohrhalteplatte in der optimalen Position zugeordnet ist.

Im nächsten Schritt wird das abgedichtete Rohr 5 in die 'Öffnung des Kunststoff dichtrinrjes eingeschoben, wodurch der Wulst 3 mit einer Vorspannkraft gegen die Kante 9 und gegen die Oberfläche des Rohres angepreßt wird. Die Richtung, in der das Rohr eingeschoben wird, ist dabei wegen der kreisförmigen Ausbildung des Profils des Wulstes beliebig, und sie kann von rechts oder von links erfolgen. Insbesondere in bezug auf eine Verwendung des Kunststoffdichtringes in Wärmetauschern ist dieses Merkmal von großer Bedeutung, weil dadurch Verkantungen und daraus resultierende Undichtigkeiten des Kunststoff dichtringeii vermieden werden. Das Profil des Kunststoffdichtringes weist einen sich in axialer Richtung erstreckenden Schenkel auf, mit einer radialen Breite, die etwa 0,45 mal so breit ist wie die Weite des abgedichteten Spaltes. Die einander gegenüberliegenden Oberflächen haben jeweils einen Abstand voneinander, wodurch gewährleistet ist, daß der die eigentliche Abdichtung bev/irkende Wulst sieh in optimaler Weise an die abzudichtenden Kanten anschmiegt.

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Der Wulst weist eine in axialer Richtung gegenüber dem abzudichtenden Raum geöffnete Nut auf, die in 'der gemeinsamen Symmetrieachse des Wulstes und des sich in axialer Richtung erstreckenden Schenkels des Halteteiles angeordnet ist. Das Profil des Nutgrundes ist abgerundet und es weist eine Oberfläche auf, die sich im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Wulstes erstreckt. Der axiale Abstand zwischen dem Nutgrund und der ihm zugewandten Stirnfläche des Flansches des Halteteiles ist kleiner als die Breite der Halteplatte. Hierdurch wird die Anpreßung des Wulstes an die abgedichteten Flächen zusätzlich erhöht.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Kunststoffdichtringes gewährleistet neben einer einfachen Montierbarkeit eine besonders gute Abdichtwirkung, wobei es ein hervorzuhebender Vorteil ist, daß hinsichtlich der Maßhaltigkeit der abgedichteten Teile keine höheren Anforderungen gestellt werden, als bisher üblich. Sie behindert nicht die Anwendung zusätzlicher Korrossionsschutzmittel, beispielsweise die Anordnung einer Folie aus PTFE auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Stirnfläche der Rohrhalteplatte. Der Kunststoffdichtring kann aus beliebigen Werkstoffen bestehen. Bevorzugt werden jedoch Werkstoffe, die in gewisser Hinsicht plastische Eigenschaften haben, beispielsweise Polypropylen oder Polytetraflouräthylen.

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Leerseite

Claims

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Patentansprüche

ί "1.) Kunststoff dichtring für den Spalt zwischen einer Rohrhalteplatte und einem darin gelagerten Rohr, bestehend aus einem Halteteil mit einem winkelförmigen Profil, das auf der Rohrhalteplatte aufliegt, und aus einem einstückig mit dem Halteteil verbundenen, umlaufenden Wulst auf der dem abgedichteten Medium zugewandten Seite, der auf dor Rohrhaitoplatte-und auf dem Rohr unter einer Vorspannung aufliegt» dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst ein kreisförmiges Profil aufweist mit einer radialen Erstreckung, die 1,1 bis 1,6 mal so groß ist wie die Weite des zugehörigen Spaltes, daß der in axialer Richtung angeordnete Schenkel des Halteteils dem Wulst spiegelbildlich zugeordnet ist, und daß der Abstand zwischen der Mittellinie des Wulstes und der ihm zugewandten, sich in radialer Richtung erstreckenden Stirnfläche des Halteteiles 1,1 bis 1,3 mal so groß ist wie die Dicke der zugehörigen Rohrhalteplatte.
2. Kunststoffdichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst eine in axialer Richtung geöffnete, der Mittellinie spiegelbildlich zugeordnete, umlaufende Nut aufweist, und daß der Abstand des Nutgrundes von der dem Wulst zugewandten, sich in radialer Richtung erstreckenden Stirnfläche des Halteteiles kleiner ist als die Dicke der zugehörigen Rohrhalteplatte.
3. Kunststoffdichtring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutgrund ein abgerundetes Profil aufweist, das sich im wesentlichen parallel zu dem Außenumfang des Wulstes erstreckt.
4. Kunststoffdichtring nach Anspruch 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die -Breite der Nut das 0,4 bis 0,5-fache der radialen Erstreckung des Wulstes beträgt.

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