DE3916798A1 - Dichtbuchse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtbuchse aus Kunststoff mit einer zentralen axialen Bohrung zur Abdichtung einer darin eingesetzten axial und/oder radial beweglichen Nadel oder Welle in einem Gehäuse. Zur Abdichtung von axial und/oder radial beweglichen Wellen oder Nadeln, die einseitig in einem Druckraum und andersseitig unter anderem Druck, z. B. unter Atmosphärenbedingungen angeordnet sind, sind verschiedene Dichtbuchsen, z. B. Stopfbuchsen bekannt.

Derartige Stopfbuchsen werden beispielsweise bei Spritzapparaten zur Abdichtung der axial und drehbar angeordneten Düsennadel verwendet. Diese Stopfbuchsen müssen aus gegen die Lacke und Lösungsmittel resistentem Material bestehen und erfordern ein ständiges Nachstellen. Wird das Nachstellen versäumt, treten Leckagen auf und der Benutzer ist nicht immer sicher, ob dies nur auf mangelnde Nachstellung oder auf die Abnutzung der Stopfbuchse zurückzuführen ist, was im letzteren Falle ein Auswechseln der Stopfbuchse erfordern würde.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtbuchse der eingangs genannten Art anzugeben, die lange Standzeiten ermöglicht und dennoch nicht nachgestellt zu werden braucht.

Diese Aufgabe wird durch eine Dichtbuchse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachstehend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen unter Bezug auf Zeichnungen und unter Hinweis auf Varianten näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Stoffbuchse mit Gewinde und Kopf in Relation zu einer Düsennadel,

Fig. 2 die Stoffbuchse gemäß Fig. 1, teilweise eingeschraubt in eine Gewindebohrung eines Gehäuses mit eingesetzter Düsennadel,

Fig. 3 eine Dichtbuchse ohne Außengewinde zum Einsatz in eine Bohrung eines Gehäuses und mit einer Düsennadel.

Eine Dichtbuchse weist gemäß Fig. 1 und 2 einen Kopf 1, einen langgestreckten Körper 2, eine axial durch Körper 2 und Kopf 1 gehende zentrale Bohrung 3 und ein auf dem Körper 2 außen eingeschnittenes Gewinde 4 auf. Innerhalb der zentralen Bohrung 3 sind axial hintereinander mehrere ringförmige Aussparungen 5 ausgebildet, die durch scheibenförmige Wandteile 6 voneinander getrennt sind.

Vorzugsweise beträgt die Stärke eines scheibenförmigen Wandteils 6 zur Breite einer ringförmigen Aussparung 5 gemessen in der Längsachse 7 1:1. Dieses Verhältnis kann auch je nach Material der Dichtbuchse und den abzudichtenden Drücken beispielsweise auch zwischen 1 : 0,5 bis 2 betragen. Das Verhältnis der Breite einer Aussparung 5 zu ihrer Tiefe beträgt vorzugsweise 1:2, wobei ebenfalls in Abhängigkeit von dem gewählten Material und den abzudichtenden Drücken Variationen möglich sind, beispielsweise im Bereich von 1:1 bis 1:3.

Zum Einführen in die zentrale Bohrung 3 ist eine Düsennadel 8 bestimmt, die in den Figuren nur als Teilstück dargestellt ist. Die Düsennadel 8 weist einen Querschnitt auf, der den lichten Querschnitt der zentralen Bohrung 3 etwas übertrifft. Die Differenz zwischen den Radien der zentralen Bohrung 3 und der Düsennadel 8 gibt das Maß der Vorspannung wieder, wenn die Düsennadel 8 in die zentrale Bohrung 3 eingeführt ist (siehe Fig. 2). Um eine gute Dichtigkeit und hohe Standzeit zu ermöglichen, ist eine hohe Vorspannung erwünscht, die jedoch nicht so hoch sein darf, daß die Düsennadel 8 innerhalb der zentralen Bohrung 3 eingeklemmt wird und nicht oder nur sehr schwer bewegbar ist. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die scheibenförmigen Wandteile 6 relativ steif zu gestalten, derart daß sie bei Vor- und Zurückbewegungen der Düsennadel 8 innerhalb der zentralen Bohrung 3 ihre Lage praktisch nicht verändern. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, mindestens die mit der Düsennadel 8 in Kontakt stehenden scheibenförmigen Wandteile 6 im Querschnitt rechteckförmig zu gestalten. Die Böden der ringförmigen Aussparungen 5 können im Querschnitt rechteckförmig (wie dargestellt) oder auch gerundet sein. Es ist aber auch möglich z. B. stumpfe pyramidenförmige Querschnitte vorzusehen und/oder die Kanten abzurunden.

In Fig. 2 ist die Dichtbuchse teilweise in ein Gewindeloch 9 eines Gehäuses 10 eingeschraubt, wobei in die Dichtbuchse eine Düsennadel 8 eingesetzt ist.

Um möglichen Leckagen durch die Gewindeverbindung vorzubeugen besteht zwischen dem Körper 2 und dem Kopf 1 ein kontinuierlicher Übergang 11, der vorzugsweise einem Abschnitt eines Kreises mit größerem Radius entspricht. Hierdurch wird am Gewindeausgang eine sekundäre Dichtstelle gebildet.

In einem konkreten Anwendungsfall für die Abdichtung einer Düsennadel in einem Spritzapparat besteht eine gemäß Fig. 1 und 2 ausgeführte Dichtbuchse aus glasfaserverstärktem Teflon. Die Breite der scheibenförmigen Wandteile 6 und der ringförmigen Aussparungen 5 betrug 0,5 mm, wobei letztere eine Tiefe von 1,25 mm aufweisen. Die ringförmigen Aussparungen 5 waren, entgegen der Darstellung, gleichmäßig über die gesamte Länge der Bohrung 3 ausgeführt, so daß es auch an den Enden keine scheibenfömigen Wandteile 6 über 0,5 mm Stärke gab. Bei einem anderen Verwendungszweck der Dichtbuchse für einen Schleuderapparat betrug die Tiefe der Aussparungen 0,675 mm, wobei die Breite 0,5 mm betrug.

Bei einer Düsennadel 8 mit einem Querschnitt von 4 mm wiesen Versuchsergebnisse mit einem Durchmesser der zentralen Bohrung 3 zwischen 3,8 und 3,6 mm gute und bei 3,5 mm sehr gute Ergebnisse und lange Standzeiten auf. Bei einem Durchmesser von unter 3,4 mm wurde ein Festklemmen der Nadel 8 beobachtet.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dichtbuchse ähnlich der in Fig. 1 und 2 beschriebenen aufgebaut, weist jedoch kein Außengewinde, sondern eine zylindrische Oberfläche 12 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Querschnitt der Düsennadel 8′ dem lichten Querschnitt der zentralen Bohrung 3′, so daß die Düsennadel 8′ ohne nennenswerten Kraftaufwand in die zentrale Bohrung 3′ einführbar ist. Die Vorspannung der Dichtbuchse wird dadurch erreicht, daß die Dichtbuchse in eine Bohrung 13 in einem Gehäuse 10′ eingeführt wird, deren lichter Durchmesser geringer als der des Außenumfangs der entspannten Dichtbuchse ist, d.h. die Dichtbuchse muß in die Bohrung 13 im Gehäuse 10′ eingepreßt werden. Durch das Einpressen wird Material in Richtung der zentralen Bohrung 3 bewegt und so Druck auf die Wandteile 6 und die damit in Kontakt stehende Düsennadel 8′ übertragen. Auf Grund der ringförmigen Aussparungen 5 kann auch ein seitlicher Materialfluß unter Druckablenkung erfolgen. Insgesamt wird der Preßdruck radial auf die Düsennadel 8′ übertragen und so eine gute Vorspannung und damit Abdichtung erreicht.

Vorzugsweise ist praktisch die gesamte Länge der zentralen Bohrung 3 jeder Dichtbuchse mit ringförmigen Aussparungen 5 versehen, wobei diese vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet sind, es ist jedoch auch eine gruppenweise Anordnung möglich.

Claims (13)

1. Dichtbuchse aus Kunststoff mit einer zentralen axialen Bohrung (3) zur Abdichtung einer darin eingesetzten axial und/oder radial beweglichen Nadel (8) oder Welle in einem Gehäuse (10), dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Bohrung (3) unter Vorspannung steht und mit mindestens zwei beabstandet axial hintereinander angeordneten ringförmigen Aussparungen (5) versehen ist.

2. Dichtbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung von außen auf sie aufgebracht ist und die zentrale Bohrung (3) einen der Nadel (8)/Welle entsprechenden Querschnitt aufweist.

3. Dichtbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung dadurch aufgebracht ist, daß die Nadel (8)/Welle gegenüber der zentralen Bohrung (3) einen größeren Querschnitt aufweist.

4. Dichtbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Wandteils (6) zwischen zwei ringförmigen Aussparungen (5) zur Breite einer Aussparung (5) 1 : 0,5 bis 2 beträgt.

5. Dichtbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Wandteils (6) zwischen zwei ringförmigen Aussparungen (5) zur Breite einer Aussparung (5) 1:1 beträgt.

6. Dichtbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Breite einer Aussparung (5) zu ihrer Tiefe 1:1 bis 3 beträgt.

7. Dichtbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Breite einer Aussparung (5) zu ihrer Tiefe 1:2 beträgt.

8. Dichtbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Teflon besteht.

9. Dichtbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus glasfaserverstärktem Teflon besteht.

10. Dichtbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der ringförmigen Aussparungen (5) und/oder der der zwischen ihnen bestehenden Wandteile (6) rechteckig ist.

11. Stopfbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Kopf (1) mit größerem Durchmesser als ihr Körper (2) versehen ist.

12. Stopfbuchse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang des Körpers (2) in den Kopf (1) kontinuierlich erfolgt.

13. Stopfbuchse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang einem Kreisbogenabschnitt folgt.