DE3933765C2

DE3933765C2 - Dichtungselement und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE3933765C2
Application number: DE19893933765
Authority: DE
Inventors: Hans-J Dipl Ing Tueckmantel; Hermann Prymek
Original assignee: Kempchen and Co GmbH
Current assignee: Kempchen and Co GmbH
Priority date: 1989-10-10
Filing date: 1989-10-10
Publication date: 1994-08-18
Anticipated expiration: 2009-10-11
Also published as: FR2652868B1; CH682101A5; NL9001988A; FR2652868A1; DE3933765A1; NL192053B; NL192053C; ATA175790A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Dichtungselement, insbe sondere einen Dichtungsring, mit zumindest einer Blecheinlage und einer beidseitigen Auflage aus einer Dichtungsfolie aus einem nichtme tallischen Dichtungswerkstoff, wobei die Blecheinlage über ihre Fläche verteilt eine Vielzahl von Löchern aufweist, von denen aus der Ebene der Blecheinlage herausgebogene Verankerungsfahnen aus beiden Ober flächen der Blecheinlage vorstehen, und wobei die Verankerungsfahnen die Dichtungsfolien verankernd festhalten. Die Blechdicke liegt im Zehntelmillimeterbereich, z. B. bei 0,1 mm. Die Dichtungsfolien sind zumeist um eine Größenanordnung dicker und jedenfalls so dick, daß die Verankerungsfahnen in den Dichtungsfolien eingebettet sind. Ihre Dicke liegt z. B. bei 1 mm. - Es ist in der Praxis bekannt, die Lö cher als Nadelungslöcher und die Verankerungsfahnen entsprechend als Nadelungsfahnen auszubilden. Bei der Bildung von Löchern in Blech einlagen durch Nadelung handelt es sich um eine besondere Ferti gungsmethode. Im Gegensatz zu einem Stanzvorgang wird der Lochquer schnitt durch ein nadelförmiges Werkzeug gleichsam aufgerissen und zu den Nadelungsfahnen umgebogen. Die einzelnen Löcher weisen drei oder vier Nadelungsfahnen auf. Ihre Länge entspricht etwa dem hal ben Lochdurchmesser. Die freien Enden der Nadelungsfahnen weisen zu dem Loch hin, dem sie zugeordnet sind, oder sie erstrecken sich fast orthogonal zur Ebene der Blecheinlage. Die mit solchen Nadelungsfah nen erreichbare Verankerung der Dichtungsfolien und damit der Ver bund der Dichtungsfolien zu der Blecheinlage sind verbesserungsbe dürftig. Bei der bekannten Ausführungsform beruht die beschriebene Gestaltung und Orientierung der Nadelungsfahnen darauf, daß bei der Nadelung mit nadelförmigen Werkzeugen gearbeitet wird, deren freie Enden drei oder vier schräg an geschliffene Werkzeugflächen aufweist, die zu einer in der Achse des nadelförmigen Werkzeuges angeordneten Spitze pyramidenförmig zusammenlaufen. Die Spitze durchbricht bei der Nadelung das Beilageblech und reißt nach Maßgabe dieser Werkzeug flächen die Nadelungsfahnen mehr oder weniger ausgeprägt auf.

Im übrigen ist es bekannt (US 1 968 365), mit Hilfe einer Walze, die auf ihrem Umfang Stacheln aufweist, Verankerungsfahnen aus einem Blech auszustanzen, die einerseits der Stanzlöcher bogenförmig geführt und andererseits der Stanzlöcher zungenartig, senkrecht zur Blechebene hochstehen. Die bogenförmigen Verankerungsfahnen werden nach Auf bringen des Dichtungsmaterials durch Pressen um gebogen und weisen danach mit ihren freien Enden zur Blecheinlage hin. Die Löcher selbst haben einen mehr oder weniger rechteckigen Grundriß. Die Länge der Verankerungsfahnen ist kürzer, als es der Erstreckung der zugeordne ten Stanzlöcher entspricht. Die Verankerungswirkung ist daher verbes serungsfähig. Das gilt auch für eine ähnliche Ausführungsform mit dreieckigen Verankerungsfahnen (US 1 897 088), deren Verankerungs fläche verhältnismäßig klein ist, oder mit dachförmig zueinander ste henden oder kuppelförmigen Verankerungsfahnen (DE 38 37 830). Das gilt insbesondere, wenn die Verankerungsfahnen aus dem Dichtungs werkstoff herausragen (DE 37 02 452), was im übrigen in dichtungs technischer Hinsicht ungünstig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungselement des eingangs beschriebenen Aufbaus zu schaffen, bei dem die Verankerung der Dichtungsfolien wesentlich verbessert ist.

Eine Lösung dieser Aufgabe besteht in der Verwendung eines Aggrega tes aus einer Blecheinlage, deren Dicke im Zehntelmillimeter-Bereich liegt, und aus beidseitig mit Hilfe von von Nadelungslöchern einseitig ausgehenden Nadelungsfahnen, deren freie Enden zur Ebene der Blech einlage hin gebogen sind, formschlüssig angeschlossenen Dichtungsfolien aus Graphit als Dichtungselement, insbesondere als Dichtungsring, mit der Maßgabe, daß zuerst durch eine Nadelung mit nadelförmigen Werk zeugen, die eine zur Werkzeugachse schräge, ellipsenförmige Anschliff fläche aufweisen, die Nadelungslöcher und die Nadelungsfahnen in der Blecheinlage hergestellt worden sind und daß danach die Dichtungs folien auf die Blecheinlage beidseitig aufgepreßt worden sind. Eine andere Lösung der Aufgabe besteht in der Verwendung eines Aggrega tes aus einer Blecheinlage, deren Dicke im Zehntelmillimeter-Bereich liegt, und aus beidseitig mit Hilfe von von Nadelungslöchern einseitig ausgehenden Nadelungsfahnen, deren freie Enden zur Ebene der Blech einlage hingebogen sind, formschlüssig angeschlossenen Dichtungsfolien aus Polytetrafluorethylen als Dichtungselement, insbesondere als Dich tungsring, mit der Maßgabe, daß zuerst durch eine Nadelung mit na delförmigen Werkzeugen, die eine zur Werkzeugachse schräge, ellipsen förmige Anschlifffläche aufweisen, die Nadelungslöcher und die Nade lungsfahnen in der Blecheinlage hergestellt worden sind und daß da nach die Dichtungsfolien auf die Blecheinlage beidseitig aufgepreßt worden sind.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei dem erfindungsge mäß zu verwendenden Aggregat die auf besondere Weise mit Hilfe von besonderen Nadeln hergestellten Verankerungsfahnen eine besondere Länge aufweisen und wegen der Gestaltung, die aus dem Einsatz der besonderen Nadeln resultiert, die Dichtungsfolien auch überraschend festhalten. Das gilt einerseits für Dichtungsfolien aus Graphit und an dererseits für Dichtungsfolien aus Polytetrafluorethylen in Kombination mit den beschriebenen Merkmalen. Die Löcher haben z. B. einen Durchmesser von etwa 1 mm. Entsprechend lang sind die Nadelungsfah nen. Vorzugsweise sind die Löcher nach einem besonderen Raster ange ordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die Löcher bezogen auf die Ebene der Blecheinlage, in den Ecken eines geometrischen Rasters aus in den Ecken sich kreuzenden oder von den Ecken ausgehenden Gera den angeordnet und die Nadelungsfahnen der einzelnen Löcher weisen in bezug auf diese Geraden eine Zufallorientierung auf. Zweckmäßiger weise besteht das Raster aus Quadraten und Rhomben, wobei die Qua drate sich an den Ecken berühren und die Rhomben zwischen den Quadraten angeordnet sind. - Die Dichtungsfolien können beim Pressen auf etwa zwei Drittel ihrer Dicke komprimiert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zei gen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Dichtungs element in gegenüber der Natur starker Vergrößerung und ausschnittsweise,

Fig. 2 das Raster für die Löcher in der Blecheinlage eines erfin dungsgemäßen Dichtungselementes,

Fig. 3 die Blecheinlage aus dem Gegenstand der Fig. 1 vor dem Ver bund mit den Dichtungsfolien,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 3,

Fig. 5 die Seitenansicht eines nadelförmigen Werkzeuges zur Herstel lung der Löcher bei einem erfindungsgemäßen Dichtungselement und

Fig. 6 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 5 aus Richtung des Pfeiles A.

Das in den Fig. 1, 3 und 4 ausschnittsweise dargestellte Dichtungs element 1 besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einer Blech einlage 2 und einer beidseitigen Auflage 3 aus einer Dichtungsfolie aus einem nichtmetallischen Dichtungswerkstoff. Es mag sich um Graphitfolien aus Blähgraphit handeln. Es versteht sich, daß man ein solches Dichtungselement 1 auch mit zwei oder mehr als zwei Blecheinlagen 2 und einer entsprechenden Anzahl von Auflagen 3 aus Dichtungsfolien herstellen könnte. Die in den Fig. 1 und 3 dargestellte Blecheinlage 2 besitzt über ihre Fläche verteilt eine Vielzahl von durch Nadelung gebildeten Löchern 4, deren aus der Ebene der Blech einlage 2 herausgebogene Nadelungsfahnen 5 aus beiden Oberflächen der Blecheinlage 2 vorstehen. Mit den Nadelungsfahnen 5 sind die Auflagen 3 verankernd festgehalten. Wie insbesondere die Draufsicht Fig. 4 auf den Gegenstand der Fig. 3 erkennen läßt besitzen die Löcher 4 jeweils eine Nadelungsfahne 5. Diese ist an einer Seite von dem Lochrand abgebogen. Ihre Länge entspricht etwa dem Loch durchmesser. Aus der Fig. 1 entnimmt man, daß die Nadelungsfahnen 5 mit ihren freien Enden zur Ebene der Blecheinlage 2 hingebogen sind. Die Löcher 4 mögen einen Durchmesser von etwa 1 mm aufweisen. Etwa 1 mm lang sind auch die dargestellten Nadelungsfahnen 5.

Um den Verbund zwischen den Auflagen 3 und der Blecheinlage 2 be sonders wirksam einzurichten, sind die Löcher 4 in der Blecheinlage 2 nach einem besonderen Raster verteilt, welches in der Fig. 2 darge stellt worden ist. Die Löcher 4 sind, bezogen auf die Ebene der Blech einlage 2, in den Ecken 6 eines geometrischen Rasters aus in den Ecken sich kreuzen den oder von den Ecken ausgehenden Geraden 7 angeordnet. Nicht dargestellt wurde, daß die Nadelungsfahnen 5 der einzelnen Löcher in bezug auf diese Geraden 7 eine Zufallsorientierung aufweisen. Konkret besteht das Raster der Fig. 2 aus Quadraten und Rhomben. Die Quadrate berühren sich an den Ecken und die Rhomben sind zwischen den Quadraten angeordnet. Auf diese Weise erhält man eine große Dichte der Löcher 5 in der Blecheinlage 2, ohne daß die Auflagen 3 durch die große Anzahl der Löcher 4 in stören dem Maße zwischen benachbarten Löchern 4 geschwächt wären. Aus einer ver gleichenden Betrachtung der Fig. 3 und 4 entnimmt man, daß die Löcher 4 bis auf den Abbiegungsbereich ihrer Nadelungsfahne 5 einen runden Querschnitt aufweisen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Dichtungselementes, insbesondere Dichtungsringes, mit einer Blecheinlage (2), deren Dicke im Zehntel millimeter-Bereich liegt, und aus beidseitig mit Hilfe von Nade lungslöchern (4) einseitig ausgehenden Nadelungsfahnen (5), deren freie Enden zur Ebene der Blecheinlage (2) hingebogen sind, formschlüssig angeschlossenen Dichtungsfolien (3) aus Graphit, mit der Maßgabe, daß zuerst durch eine Nadelung mit nadelförmigen, im Querschnitt kreisförmigen Werkzeugen, die eine zur Werkzeugachse schräge, ellipsenförmige Anschliffläche aufweisen, die Nadelungslö cher (4) und die Nadelungsfahnen (5) in der Blecheinlage (2) hergestellt worden sind und daß danach die Dichtungsfolien (3) auf der Blecheinlage (2) beidseitig aufgepreßt worden sind.

2. Verfahren zur Herstellung eines Dichtungselementes, insbesondere Dichtungsringes, mit einer Blecheinlage (2), deren Dicke im Zehntel millimeter-Bereich liegt, und aus beidseitig mit Hilfe von Nade lungslöchern (4) einseitig ausgehenden Nadelungsfahnen (5), deren freie Enden zur Ebene der Blecheinlage (2) hingebogen sind, formschlüssig angeschlossenen Dichtungsfolien (3) aus Polytetrafluor ethylen mit der Maßgabe, daß zuerst durch eine Nadelung mit nadelförmigen im Querschnitt kreisförmigen Werkzeugen, die eine zur Werkzeugachse schräge, ellipsenförmige Anschliffläche aufweisen, die Nadelungslöcher (4) und die Nadelungsfahnen (5) in der Blecheinla ge (2) hergestellt worden sind und daß danach die Dichtungsfolien (3) auf die Blecheinlage (2) beidseitig aufgepreßt worden sind.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Löcher (4) bezogen auf die Ebene der Blecheinlage (2), in den Ecken (6) eines geometrischen Rasters aus in den Ecken (6) sich kreuzenden oder von den Ecken (6) ausgehenden Geraden (7) angeordnet und die Nadelungsfahnen (5) der einzelnen Löcher in bezug auf diese Geraden (7) eine Zufallsorientierung aufweisen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Raster aus Quadraten und Rhomben besteht und daß die Quadrate sich an den Ecken (6) berüh ren sowie die Rhomben zwischen den Quadraten angeordnet sind.