DE3113107C2 - Abdichtvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Abdichtvorrichtung mit einem axial beaufschlagten Dichtring, z.B. einem O-Ring, einem Rechteckring oder einem Profilring zwischen den abzudichtenden Teilen, ist an einem der Teile im Bereich eines Bundes od.dgl. Anschlages in einem Einstich gehalten. Dagegen wird das Gegenstück in axialer Richtung herangeführt und setzt den Dichtring unter Druck. Zusätzlich wirkt auf den Dichtring gegebenenfalls der Druck eines Mediums im Inneren der abzudichtenden Teile. Der Einstich hat wenigstens einen von dem Querschnitt des unverformten Dichtringes freigelassenen Ausweichraum, der durch eine Erweiterung des Einstiches in axialer und/oder radialer Richtung gebildet sein kann. Dadurch ist eine gezielte und gesteuerte Verformung des Dichtringes unter dem Anpreßdruck möglich, ohne daß der Dichtring aus seinem Dichtungssitz ausgepreßt werden kann.

Description

Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich der Ausweichraum von dem Dichtring weg, vorzugsweise durchgehend konisch erweitert Vor allem bei einer Verformung des Dichtringes in den Ausweichraum hinein befindet dieser sich dann praktisch hinter einer Hinterschneidung, die ein Ausquetschen des Dichtringes nach außen wirkungsvoll verhindert Gleichzeitig steuert sie die Verformung des Dichtringes in gewünschter Weise in eine Position, in der der Dichiring sicher und fest gehalten ist Es ergibt sich praktisch ein im Querschnitt keilförmiger Haltering, hinter den die Dichtung ausweichen kann.

Die Querschnittbegrenzung des Einstiches auf der dem Ausweichraum radial gegenüberliegenden Seite kann etwa rechtwinklig, gegebenenfalls mit gerundeter Kante ausgebildet und/oder mit einem weiteren, sich radial und/oder axial erstreckenden Einstich versehen sein. Eine entsprechend größere Nachgiebigkeit und Pufferung kann erzielt werden. Dabei ist es möglich, daß der Einstich zwei einander entgegengesetzt angeordnete Ausweichräume aufweist die sich radial etwa spiegelbildlich zur Querschnittsmitte des Dichtringes gegenüberliegen.

Der Übergang der konischen Fläche des Ausweichraumes in die bereits an dem Dichtring anliegende Begrenzung des Einstiches kann gerundet oder spitzwinklig ausgebildet sein. Entsprechend sicher wird der O-Ring insbesondere unter Dichtungsdruck festgelegt

Nachstehend ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung noch näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch zwei gegeneinander abzudichtende Teile, wobei ein Teil ein Stopfen ist, der das Ende eines stark angefasten Rohres verschließen soll, vor der Montage,

F i g. 2 ein Rohrkupplungsstück, welches einen Bund zum Abdichten zweier axial aufschraubbarer und an dem Bund abzudichtender Rohrstücke aufweist, wiederum vor der Montage, wobei das Rohrstück eine rechtwinklige Kante hat

Fig.3 ein Rohrstück mit einer gering angefasten Kante in vergrößertem Maßstab und in schematischer Darstellung,

F i g. 4 bis F i g. 7 verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten des Einstiches zur Aufnahme eines Dichtringes an einem der abzudichtenden Teile beispielsweise gemäß den F i g. t bis 3.

Beim Verschließen eines Rohres 1 mit einem Abschlußstopfen 2 (Fig. 1) oder beim Verbinden eines Rohres 1 mit einer Rohrkupplung 3, die ihrerseits mit einem weiteren Rohr oder einem Verschluß, einem Behälter od.dgl. dicht verbunden werden kann (Fig. 2), oder beim Verbinden eines Rohres 1 mit einem Ventil od. dgl. sowie bei zahlreichen ähnlichen Verbindungen von zwei abzudichtenden Teilen, von denen wenigstens eines, im Ausführungsbeispiel das Rohr 1, im Dichtbereich einen kreisringförmigen Querschnitt hat, wird wenigstens ein Dichtring 5, z. B. ein O-Ring (F i g. 4 und 7) oder ein im Querschnitt rechteckiger Dichtrir.g (F i g. 5) oder ein im Querschnitt profilierter Ring (F i g. 6) zwischen den beiden Teilen angordnet und dabei an einem der Teile, im Ausführungsbeispiel entweder an dem Abschlußstopfefi 2, der Rohrkupplung 3 oder dem Ventil in einem Einstich 6 od. dgl. Höhlraum gehalten.

Gemäß den F i g. 4 bis 7 kann dabei die Querschnittsform dieses Einstiches 6 unterschiedlich gestaltet sein. In allen Fällen ist jedoch vorgesehen, daß der Einstich 6 wenigstens einen von dem Querschnitt des unverformten, weil noch nicht durch das Gegenstück 1 belasteten, Dichtringes 5 freigelassenen Ausweichraum 7 aufweist der durch eine Erweiterung des Einstiches 6 in radialer Richtung nach außen gebildet ist Die den Ausweichraum 7 bildenden Erweiterungen sind dabei ringförmig um die Mittelachse A der abzudichtenden Teile 1 und 2, 1 und 3 usw. angeordnet Bei starkem Druck auf den Dichtring 5, sei es durch eine starke axiale Verpressung der zu verbindenden Teile aufgrund eines starken An-Ziehens ihrer Gewinde od. dgL, sei es durch das abzudichtende Medium oder durch beide Einflüsse, kann der aus weichem Werkstoff bestehende Dichtring 5 in die Erweiterung ausweichen, wobei diese Verformung des Dichtringes durch die Formgebung des Ausweichraumes 7 gezielt und gewissermaßen gesteuert ist Ein unkontrolliertes Ausquetschen eines Dichtringes aus einem beispielsweise lediglich etwa der Kontur des Dichtringes entsprechenden Einstich wird somit vermieden.

Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 4 bis 7 ist die axiale Ausdehnung oder Tiefe des Ausweichraumes 7 kleiner als die Hälfte der in axialer Richtung sich erstreckenden Abmessung des Dichtringes 5. Bei starkem axialem Druck auf den Dichtring 5 wird dieser teilweise in den Ausweichraum 7 gedrückt, dabei dann von diesem in Form einer Hinterschneidung erfaßt und an einem weiteren Ausweichen oder Abwandern aus dem Einstich 6 gehindert, ohne daß die Gefahr besteht, daß das Rohr 1 in unmittelbare Berührung mit dem Bund 8 od. dgl. des Gegenstückes gelangen kann, wodurch eine sichere Abdichtung gefährdet wäre. Der Dichtring 5 bleibt also trotz seiner Ausweichmöglichkeit als ausreichend dicker Puffer für das Rohr 1 bestehen.

Man erkennt bei allen Ausführungsbeispielen, daß die den oder die Ausweichräume 7 bildenden Erweiterungen von wenigstens einer im Querschnitt schrägen, unter Umständen zusätzlich gewölbten Fläche 9 einer eine Hinterschneidung bildenden Zurückweichung begrenzt sind. Dadurch wird erreicht, daß sich der Ausweichraum 7 von dem jeweiligen Dichtring 5 weg zu der Rückwand 10 konisch erweitert.

Durch die Erweiterung des Ausweichraumes 7 in radialer Richtung nach außen wird einerseits an der Rückwand 10 des Einstiches 6 ein Zurückweichen des Dichtringes 5 gegenüber dem Abdichtdruck vermieden, aber dennoch eine gewisse Ausweichmöglichkeit in radialer Richtung eröffnet. Dadurch können sogar die Dichtflächen vergrößert werden, wobei gleichzeitig die den Dichtring 5 in dem Einstich 6 festlegende Hinterschneidung ausgenutzt wird. Ein ungewolltes Auspressen und Auswandern des Dichtringes 5 unter dem Dichtungsdruck wird also in sinnreicher Weise vermieden.

Die Querschnittsbegrenzung des Einstiches 6 im Bereich seiner Rückwand 10 auf der dem Ausweichraum 7 radial gegenüberliegenden Seite ist etwa rechtwinklig und dabei gemäß F i g. 4 mit gerundeter Kante ausgebildet. Zusätzlich könnte an dieser Stelle ein weiterer, sich radial und/oder axial erstreckender Einstich 11 vorgesehen sein. In F i g. 6 ist ein solcher Einstich 11 angedeutet, der dort zur Aufnahme einer entsprechenden Profilierung des Dichtringes 5 dient. Ist jedoch ein unprofilierter Dichtring vorgesehen, könnte ein solcher Einstich 11 als weiterer Ausweichraum zur Verfügung stehen.

Denkbar wäre auch, daß der Einstich 6 zwei einander entgegengesetzt angeordnete Ausweichräume 7 hätte, die sich etwa spiegelbildlich zur Querschnittsmitte M des Dichtringes 5 gegenüberliegen könnten.

In Fig. 5 erkennt man noch, daß die Fläche 9 des Ausweichraumes 7 gerundet sein kann, wobei sie dort

konkav gerundet ist. Auch eine konvexe Rundung wäre möglich. Ferner erkennt man in den Ausführungsbeispielen, daß der Übergang der Fläche 9 des oder der Ausweichräume 7 in die in Ausgangsstellung bereits an dem Dichtring 5 anliegende Rückwand 10, aber auch die untere Begrenzung 12 gerundet oder spitzwinklig und dabei bevorzugt rechtwinklig ausgebildet sein kann.

In Fi g. 4 und 7 ist noch angedeutet, daß bei Verwendung von O-Ringen in Verbindung mit den dort gezeigten Einstichen 6 und Ausweichräumen 7 von selbst ein weiterer kleiner Ausweichraum am Übergang zwischen der Rückwand 10 und der unteren Begrenzung 12 entsteht. Bei Kombination der Einstichform gemäß F i g. 4 oder 9 mit einem O-Ring ergibt sich also eine größere Pufferungsmöglichkeit. Sowohl ein Rohr 1 mit angefasten Stirnseiten ia gemäß F i g. 1 als auch ein Rohr 1 mil im Querschnitt rechtwinkligen Stirnseiten \b (Fig. 2) als auch eine Zwischenlösung gemäß F i g. 3 können mit einer solchen Dichtvorrichtung sicher abgedichtet werden, weil der Abdichtring 5, vor allem ein O-Ring, genügend Ausweichmöglichkeiten und Verformungsmöglichkeiten zum Ausgleich dieser unterschiedlichen Materialmengen im Dichtbereich hat, ohne daß die Gefahr eines Ausquetschens und Auswanderns des Dichtringes 5 besteht. Es ergibt sich also eine Abdichtvorrichtung, die bei großen Innendrücken und einem starken Aneinanderpressen der abzudichtenden Teile kein Ausquetschen der Dichtung aus ihrem Sitz mit der Folge von Undichtigkeiten zuläßt, wobei gleichzeitig das abzudichtende Gegenstück eine scharfe Kante oder eine angefaste Kante haben kann und all diese Formen von der Dichtung ausgeglichen und abgefangen werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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Claims (6)

1 2 Ausweichraum für den durch den Anpreßdruck verPatentansprüche: formten Dichtring hat Eine solche Abdichtvorrichtung ist aus der US-PS

1. Abdichtvorrichtung mit einem axial beauf- 30 74 748 bekannt Der ringförmige Ausweichraum entschlagten, als Profil- oder O-Ring ausgebildeten s steht dabei dadurch, daß die Einstich-Querschnittsfläche Dichtring, zwischen zwei mittels Gewinden ver- gegenüber dem kreisförmigen Querschnitt des O-Rinschraubbaren abzudichtenden Teilen, von denen we- ges viereckig ist, wobei der unverformte O-Ring an den nigstens eines zumindest im Dichtbereich einen Seiten dieses Viereckes anliegt und somit in die Eckräukreisringförmigen Querschnitt hat, wobei der Dicht- me ausweichen kann. Dies ist jedoch ein so geringer ring in einem im Gewindebereich angeordneten, ihn io Ausweichraum, daß beim Auftreffen einer scharfen teilweise umschließenden Einstich in einem Bund Kante des abzudichtenden Teiles die Gefahr besteht, od. dgl. gehalten ist, wobei die Stirnseite des einen daß der Dichtring zum Teil aus seinem Aufnahmeraum Teiles gegen den Dichtring zur Anlage kommt, wo- ausgequetscht und dadurch beschädigt wird. Weicht der bei der den Dichtring umschließende Einstich wenig- Dichtring in den Gewindebereich aus, besteht die Gestens einen ringförmigen Ausweichraum für den 15 fahr, daß er von dem Gewinde teilweise zerstört und durch den Anpreßdruck verformten Dichtring hat, dadurch undicht wird oder aber den Schraubvorgang dadurch gekennzeichnet, daß der Aus- gerade in den für das Abdichten wichtigen letzten Drehweichraum (7) durch eine Erweiterung des Einsti- bereich behindert Wird der Dichtring teilweise radial ches (6) in radialer Richtung nach außen gebildet ist nach außen ausgequetscht, behindert er ebenfalls eine und daß die axiale Ausdehnung des Ausweichraumes 20 sichere Abdichtung. Umgekehrt ist bei einer stark ange-(7) kleiner als drei Viertel der in axialer Richtung sich fasten Dichtungskante nicht sicher, ob ein genügender erstreckenden Abmessung des Dichtringes ist, so Abdicht-Druck zwischen Dichtung und abzudichtender daß das eine Teil im Dichtbereich eine rechtwinklige Kante entsteht, oder eine angefaste Kante aufweisen kann. Zwar ist aus der US-PS 31 73 712 schon eine Abdicht-

2. Abdichtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch 25 vorrichtung bekannt, bei welcher der Ausweichraum gekennzeichnet, daß die axiale Ausdehnung des Aus- des den Dichtring umschließenden Einstiches dadurch weichraumes (7) gleich oder kleiner als die Hälfte vergrößert ist, daß der Ausweichraum im Querschnitt der in axialer Richtung sich erstreckenden Abmes- trapezförmig ist In diesem Falle tritt aber das Problem, sung des Dichtringes ist sowohl Teile mit rechtwinkligen als auch solche mit an-

3. Abdichtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- 30 gefasten Kanten an den Stirnseiten abzudichten, gar durch gekennzeichnet, daß sich der Ausweichraum nicht auf, weil diese vorbekannte Abdichtvorrichtung (7) von dem Dichtring (5) weg, vorzugsweise durch- zum Abdichten von planen Flächen dient

gehend, konisch erweitert Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ab-

4. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprü- dichtvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schafche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Quer- 35 fen, bei welcher wahlweise mittels O- oder Profilring Schnittsbegrenzung des Einstiches (6) auf der dem sowohl Teile mit rechtwinkligen als auch solche mit an-Ausweichraum (7) radial gegenüberliegenden Seite gefasten Kanten an den Stirnseiten abgedichtet werden etwa rechtwinklig, gegebenenfalls mit gerundeter können, wobei der Dichtring eine ausreichende Puffe-Kante ausgebildet und/oder mit einem weiteren, sich rungswirkung für diese unterschiedlichen Ausbildungen radial und/oder axial erstreckenden Einstich (11) 40 der abzudichtenden Kanten ergeben soll.

versehen ist. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der

5. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprü- Ausweichraum durch eine Erweiterung des Einstiches in ehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein- radialer Richtung nach außen gebildet ist und daß die stich (7) zwei einander entgegengesetzt angeordnete axiale Ausdehnung des Ausweichraumes kleiner als drei Ausweichräume (7) aufweist, die sich radial etwa 45 Viertel der in axialer Richtung sich erstreckenden Abspiegelbildlich zur Querschnittsmitte (M) des Dicht- messung des Dichtringes ist, so daß das eine Teil im ringes (5) gegenüberliegen. Dichtbereich eine rechtwinklige oder angefaste Kante

6. Abdichtvorrichtung nach einem der Ansprü- aufweisen kann. Bei starkem Druck auf den Dichtring ehe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Über- durch eine rechtwinklige Kante des abzudichtenden gang der konischen Fläche (9) des Ausweichraumes 50 Teiles kann sich der Dichtring in kontrollierter Weise in (7) in die bereits an dem Dichtring (5) anliegende den Ausweichraum verformen. Dennoch findet auch ei-Begrenzung des Einstiches gerundet oder spitz- ne angefaste Kante aufgrund des relativ großen aus dem winklig ausgebildet ist. Ausweichraum vorstehenden Bereiches des Dichtringes

eine genügend dichte Anlage an demselben Dichtring.

55 Die Pufferungsmöglichkeit der Abdichtvorrichtung

bezüglich scharfer oder angefaster Kanten kann noch verbessert sein, wenn die axiale Ausdehnung des Aus-

Die Erfindung betrifft eine Abdichtvorrichtung mit weichraumes gleich oder kleiner als die Hälfte der in einem axial beaufschlagten, als Profil- oder O-Ring aus- axialer Richtung sich erstreckenden Abmessung des gebildeten Dichtring, zwischen zwei mittels Gewinden 60 Dichtringes ist. In einem solchen Fall steht der Dichtring verschraubbaren abzudichtenden Teilen, von denen we- noch weiter aus dem ihn aufnehmenden Einstich vor, so nigstens eines zumindest im Dichtbereich einen kreis- daß eine noch größere Anfasung dennoch zu einer siringförmigen Querschnitt hat, wobei der Dichtring in cheren und dichten Anlage gelangen kann. Dennoch einem im Gewindebereich angeordneten, ihn teilweise kann aufgrund der radial nach außen gerichteten Erweiumschließenden Einstich in einem Bund od. dgl. gehal- 65 terung des Ausweichraumes auch eine scharfe Kante ten ist, wobei die Stirnseite des einen Teiles gegen den angepreßt werden, weil der Dichtring in diese Erweite-Dichtring zur Anlage kommt, wobei der den Dichtring rung des Ausweichraumes in kontrollierter Weise einumschließende Einstich wenigstens einen ringförmigen gepreßt werden kann.