DE4122242A1

DE4122242A1 - Dichtungselement, insbesondere dichtungsring und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE4122242A1
Application number: DE19914122242
Authority: DE
Inventors: Hans-J Dipl Ing Tueckmantel
Original assignee: Kempchen and Co GmbH
Current assignee: Kempchen and Co GmbH
Priority date: 1991-04-10
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1992-10-15
Also published as: DE4122242C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtungselement, insbesondere einen Dich tungsring, mit zumindest einer Blecheinlage und einer beidseitigen Auflage aus einer Dichtungsfolie aus einem nichtmetallischen Dichtungs werkstoff, wobei die Blecheinlage über ihre Länge verteilt eine Viel zahl von Löchern aufweist, die jeweils eine von einer Seite von dem Lochrand abgebogene Verankerungsfahne für die Auflage aus Dich tungswerkstoff aufweisen. Die Erfindung betrifft fernerhin ein Ver fahren zur Herstellung eines solchen Dichtungselementes.

Bei dem bekannten Dichtungselement, von dem die Erfindung ausgeht (US 19 68 365), sind die Löcher gestanzt. Dazu wird mit kreisscheiben förmigen Stanzwalzen gearbeitet. Die Stanzwalzen tragen auf ihrem Umfang die Stanzelemente. Das sind in einer axialen Ansicht spitz keilförmige Elemente, die auch in axialer Richtung angeschrägt sind. Die Stanzwalzen sind auf zwei parallelen Wellen gegeneinander ver setzt angeordnet, und zwar so, daß die Stanzelemente in den Zwischenraum zwischen den gegenüberliegenden Stanzwalzen einfassen. Die Wellen sind angetrieben. Die mit den Löchern und den Veranke rungsfahnen zu versehenden Blechausschnitte werden zwischen den Stanzwalzen hindurchgeführt. Es entstehen Stanzlöcher, die in bezug auf die Stanzelemente an den Stanzwalzen voreilend, von den herge stellten Löchern weggekrümmt, quer dazu aber eben sind, und die nacheilend eine nicht unbeachtliche Randerhöhung aufweisen. Die Ver ankerungsfahnen werden später mehr oder weniger bogenförmig zu der Blecheinlage hingebogen. Der Dichtungswerkstoff kann in pastöser Form aufgestrichen werden. Wird er als Dichtungsfolie ausgeführt und werden die Auflagen als Dichtungsfolie aufgedrückt, so entstehen Probleme, und zwar jedenfalls dann, wenn die Blecheinlagen nur eine geringe Dicke von z. B. 0,1 mm aufweisen und wenn es sich um Dichtungsfolien aus Dichtungsgraphit oder Polytetrafluorethylen handelt. Dichtungsfolien aus Dichtungsgraphit bestehen im allgemeinen aus ge blähtem Graphit. Die Verankerungsfahnen verbiegen sich beim Auf drücken der Dichtungsfolien unkontrolliert und halten die aufge drückten Dichtungsfolien nicht kontrolliert fest, zumal die Rander höhungen zu einer Verankerung der Dichtungsfolien nichts beitragen. Das alles gilt, wenn mit einer dünnen Blecheinlage gearbeitet wird, auch für andere Ausführungsformen (vgl. DE-PS 5 52 255), es sei denn, man verwendet als Dichtungswerkstoff ein Weichstoff-Faservlies oder legt dünne Dichtungsfolien vorsichtig in mehreren Schichten auf (DE- OS 37 02 452). Arbeitet man mit firstartig gegeneinander weisenden Verankerungsfahnen oder mit glockenförmigen Ausformungen, die im Glockentopf eine Perforation aufweisen, so ist bei Verwendung von Dichtungsfolien der Verbund der Dichtungsfolien mit der Blecheinlage nicht ausreichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungselement des eingangs beschriebenen Aufbaus zu schaffen, bei dem die beidseitige Auflage, die aus einer Dichtungsfolie, insbesondere aus Dichtungs graphit oder Polytetrafluorethylen besteht, sicher verankert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Dich tungselement, insbesondere ein Dichtungsring mit zumindest einer Blecheinlage und einer beidseitigen Auflage aus einer Dichtungsfolie aus einem nichtmetallischen Dichtungswerkstoff, wobei die Blecheinlage über ihre Fläche verteilt eine Vielzahl von durch Einstecken von Nadeln mit ellipsenförmiger Anschlifffläche gebildeten Löchern auf weist, die jeweils eine an einer Seite von dem Lochrand abgebogenen Nadelungsfahne besitzen, die aus beiden Oberflächen der Blecheinlage vorstehen, welche Nadelungsfahnen quer zu ihrer Fahnenerstreckung, zum zugehörigen Loch hin konkav, eine rinnenförmige Krümmung aufweisen sowie eine Länge besitzen, die dem Lochdurchmesser oder einer längsten Lochachse entspricht, und wobei die Nadelungsfahnen mit ihrem freien Ende zur Ebene der Blecheinlage hingebogen und in die Dichtungsfolie eingebettet sind. Erfindungsgemäß sind die Ver ankerungsfahnen in besonderer Weise geformt. Zur Formgebung wird mit Nadeln runden oder ovalen Querschnitts gearbeitet, die jedenfalls einen ellipsenförmigen Anschliff aufweisen. Die erfindungsgemäßen Verankerungsfahnen werden daher als Nadelungsfahnen bezeichnet und zeichnen sich dadurch aus, daß ihr Flächenträgheitsmoment durch die beschriebene, quer zur Fahnenerstreckung, zum zugehörigen Loch hin konkav verlaufende rinnenförmige Krümmung vergrößert ist. Das ver bessert die Verankerung der Auflagen und erlaubt es, die Auflagen ohne Schwierigkeiten sicher verankert auf die Blecheinlage aufzu bringen, auch wenn diese Blecheinlage sehr dünn ist und wenn die Auflagen aus einer Dichtungsfolie, insbesondere aus einer Dichtungs folie aus Dichtungsgraphit oder Polytetrafluorethylen, bestehen. Die Blecheinlage besitzt im Rahmen der Erfindung zweckmäßigerweise eine Dicke von 0,05 bis 0,20 mm, vorzugsweise von etwa 0,10 mm. Im allgemeinen besteht die Blecheinlage aus Edelstahl. Die Nadelungsfahnen sollen nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung eine Länge von 1,0 bis 2,0 mm aufweisen, und zwar bei einer maximalen Breite am Na delungsfahnenfuß im Bereich von 0, 5 bis 1,5 mm. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtungs elementes des beschriebenen Aufbaus, wobei die Löcher mit Nadeln gestoßen werden, die senkrecht zur Ebene der Blecheinlage bzw. zur Ebene eines Bleches, aus dem die Blecheinlage ausgeschnitten wird, geführt werden sowie einen ellipsenförmigen Anschliff aufweisen, daß die Stoßgeschwindigkeit der Nadeln so eingerichtet wird, daß bogen förmig von den Löchern wegweisende Nadelungsfahnen mit zu den Löchern hin rinnenförmiger Krümmung entstehen, und daß danach die Dichtungsfolien auf die Blecheinlage beidseits aufgedrückt werden. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird das Aggregat aus der Blecheinlage und den aufgedrückten Dichtungsfolien gepreßt und werden dadurch die freien Enden der Nadelungsfahnen zur Ebene der Blecheinlage weiter hingebogen. Zweckmäßigerweise werden die Dichtungsfolien beim Aufdrücken oder Pressen auf etwa zwei Drittel ihrer Dicke komprimiert, wodurch gleichzeitig das Maß der vorstehend beschriebenen weiteren Krümmung der Nadelungsfahnen eingestellt wird.

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

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Dichtungs element,

Fig. 2 den stark vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand der Fig. 1

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 2,

Fig. 4 die Ansicht einer Nadel zur Herstellung der Nadelungsfahnen bei der Blecheinlage eines erfindungsgemäßen Dichtungs elementes und

Fig. 5 den Gegenstand nach Fig. 4 aus Richtung des Pfeiles B.

Das in den Figuren ausschnittsweise dargestellte Dichtungselement 1 mag als Dichtungsring ausgeführt sein. Man erkennt eine Blecheinlage 2 und eine beidseitige Auflage aus einer Dichtungsfolie 3. Die Dich tungsfolie 3 besteht aus einem nichtmetallischen Dichtungswerkstoff, vorzugsweise aus Dichtungsgraphit oder aus Polytetrafluorethylen. Die Blecheinlage 2 besitzt über ihre Fläche verteilt eine Vielzahl von Löchern 4. Diese Löcher 4 sind durch Einstecken von Nadeln 5 mit ellipsenförmiger Anschlifffläche 6 gebildet worden. Insoweit wird auch auf die Fig. 4 und 5 verwiesen, die weiter unten genauer erläutert werden.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß die Löcher 4 jeweils eine von einer Seite von dem Lochrand abge bogene Nadelungsfahne 7 aufweisen. Diese stehen aus beiden Ober flächen der Blecheinlage 2 vor. Man erkennt aus der vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 bis 3, daß die Nadelungsfahnen 7 quer zu ihrer Fahnenerstreckung, zum zugehörigen Loch 4 hin konkav eine rinnenförmige Krümmung 8 aufweisen. Die Länge der Nadelungsfahne 7 entspricht dem Lochdurchmesser oder einer längsten Lochachse, wenn mit Löchern 4 ellipsenförmigen Grundrisses gearbeitet wird. Die Nadelungsfahnen 7 sind mit ihrem freien Ende zur Ebene der Blech einlage 2 hingebogen und in die Dichtungsfolien 3 eingebettet.

Die Blecheinlage 2, die vorzugsweise aus einem Edelstahlblech besteht, mag eine Dicke aufweisen, wie es vorstehend schon angegeben wurde. Das gilt auch für die Länge und die Breite der Nadelungsfahnen 7.

Die rinnenförmige Krümmung 8 der Nadelungsfahnen 7, aber auch die größte Breite der Nadelungsfahnen 7, läßt sich durch die Schräg stellung des Anschliffes 6 der Nadeln 5 in bezug auf die Nadelachse einstellen. Ohne Schwierigkeiten läßt sich für vorgegebene Dichtungs werkstoffe und vorgegebene Werkstoffe für die Blecheinlagen 2 durch Versuche ein optimaler Durchmesser für die Nadeln 5 und damit für die Löcher 4 sowie für die Breite der Nadelungsfahnen 7 einstellen. In Fig. 5 sind strichpunktiert unterschiedliche Schrägen des An schliffes 6 verdeutlicht.

Claims

1. Dichtungselement (1), insbesondere Dichtungsring, - mit zumindest einer Blecheinlage (2) und einer beidseitigen Auflage aus einer Dichtungsfolie (3) aus einem nichtmetallischen Dichtungswerkstoff, wobei die Blecheinlage (2) über ihre Fläche verteilt eine Vielzahl von durch Einstecken von Nadeln mit ellipsenförmiger Anschlifffläche ge bildeten Löchern (4) aufweist, die jeweils eine an einer Seite von dem Lochrand abgebogene Nadelungsfahne (7) besitzen, die aus beiden Oberflächen der Blecheinlage (2) vorstehen,
welche Nadelungsfahnen (7) quer zu ihrer Fahnenerstreckung, zum zugehörigen Loch (4) hin konkav, eine rinnenförmige Krümmung (8) aufweisen sowie eine Länge besitzen, die dem Lochdurchmesser oder einer längsten Lochachse entspricht, und wobei die Nadelungsfahnen (7) mit ihrem freien Ende zur Ebene der Blecheinlage (2) hingebogen und in die Dichtungsfolie (3) einge bettet sind.

2. Dichtungselement nach Anspruch 1, wobei die Dichtungsfolie (3) aus Dichtungsgraphit besteht.

3. Dichtungselement nach Anspruch 1, wobei die Dichtungsfolie (3) aus Polytetrafluorethylen besteht.

4. Dichtungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Blecheinlage (2) eine Dicke von 0,05 bis 0,20 mm, vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,10 mm aufweist.

5. Dichtungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Blecheinlage (2) aus einem rostfreien Edelstahlblech besteht.

6. Dichtungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Nadelungsfahnen (7) eine Länge von 1,0 bis 2,0 mm aufweisen.

7. Dichtungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Nadelungsfahnen (7) im Bereich des Fahnenfußes eine Breite von 0,5 bis 1,5 mm aufweisen.

8. Verfahren zur Herstellung eines Dichtungselementes nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Löcher (4) mit Nadeln (5) gestoßen werden, die senkrecht zur Ebene der Blecheinlage (2) bzw. zur Ebene eines Bleches, aus dem die Blecheinlage (2) ausgeschnitten wird geführt werden sowie einen ellipsenförmigen Anschliff (6) aufweisen, daß die Stoßgeschwindigkeit der Nadeln (5) so eingerichtet wird, daß bogenförmig von den Löchern (4) wegweisende Nadelungsfahnen (7) mit zu den Löchern (4) hin rinnenförmiger Krümmung (8) entstehen, und daß danach die Dichtungsfolien (3) auf die Blecheinlage (2) beidseits aufgedrückt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Aggregat aus der Blechein lage (2) und den aufgedrückten Dichtungsfolien (3) gepreßt und dadurch die freien Enden der Nadelungsfahnen (7) zur Ebene der Blecheinlage (2) weiter hingebogen werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Dich tungsfolien (3) beim Pressen oder Aufdrücken auf etwa zwei Drittel ihrer Dicke komprimiert werden.