DE4222249C2 - Sealing arrangement - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, umfassend zumindest zwei einander in radialem Abstand umschließende Stützringe sowie zumindest ei nen innerhalb des Spalts zwischen den Stützringen angeordneten Dichtring aus elastisch nachgiebigem Werkstoff, der mit den Stützringen durch eine Montagefixierhilfe verbunden ist, wobei der Dichtring eine axiale Dicke auf weist, die wenigstens so groß ist, wie die Dicke der Stützringe.The invention relates to a sealing arrangement comprising at least two support rings enclosing one another at a radial distance and at least one egg NEN sealing ring arranged within the gap between the support rings Made of resilient material, which is connected to the support rings by a Assembly fixing aid is connected, the sealing ring having an axial thickness points that is at least as large as the thickness of the support rings.
Eine solche Dichtungsanordnung ist aus der DE-OS 24 37 989 bekannt. Da nach ist ein Dichtungsring aus einem Elastomer zur Begrenzung seiner Kom pressibilität zwischen einem innengelegenen und einem in radialer Richtung außen gelegenen Anpreßring aus Metall angeordnet und die beiden Anpreß ringe weisen einen derartigen Querschnitt auf, daß sie als Halterungs- und Ausdehnungsvorkehrung zur Anwendung gelangen können. Bevorzugt weist der in radialer Richtung innenliegende Anpreßring eine rechteckige Ausneh mung und der in radialer Richtung außenliegende Anpreßring eine dreieckige Ausnehmung als Halteprofil auf oder die Anpreßringe sind an ihre Mantelflä che mit wechselseitig in Richtung des Dichtungsringes vorstehenden Nocken versehen. Dabei ist allerdings zu beachten, daß die Herstellung der Anpreß ringe kompliziert und in wirtschaftlicher Hinsicht wenig befriedigend ist. Au ßerdem müssen die Anpreßringe bei Verwendung verschieden dicker Dich tungsringe unterschiedlich ausgebildet sein.Such a sealing arrangement is known from DE-OS 24 37 989. There is a sealing ring made of an elastomer to limit its com pressibility between an internal and a radial direction external pressure ring made of metal and the two pressure rings have such a cross section that they as a bracket and Expansion measures can be used. Preferably points the inner pressure ring in the radial direction has a rectangular recess tion and the outer pressure ring in the radial direction a triangular Recess as a holding profile on or the pressure rings are on their mantle che with cams protruding alternately in the direction of the sealing ring Mistake. However, it should be noted that the production of the contact pressure rings is complicated and economically unsatisfactory. Au In addition, the pressure rings must be used when using different thicknesses be designed differently.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der ein gangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß sich eine einfachere und kostengünstigere Herstellbarkeit der gesamten Dichtungsanordnung, insbe sondere der Stützringe ergibt und als Dichtringe Standardprodukte zur An wendung gelangen können.The invention has for its object a sealing arrangement of the gangs mentioned to develop in such a way that a simpler and less expensive to manufacture the entire seal arrangement, in particular special of the support rings and as standard sealing rings can turn.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Dichtungsanordnung nach dem Oberbegriff mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved according to the invention with a sealing arrangement the preamble with the characterizing features of claim 1 solved. The subclaims refer to advantageous refinements.
Bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ist es vorgesehen, daß die Montagefixierhilfe ausschließlich durch einen in radialer Richtung zwischen dem Dichtring und den Stützringen angeordneten Klebstoff gebildet ist, der den Dichtring mit den Stützringen verbindet und daß die Stützringe den Dichtring im unbelasteten Zustand der Dichtungsanordnung und im Einbau zustand berührungslos umschließen. Hierbei ist von Vorteil, daß die Dich tungsanordnung besonders einfach und kostengünstig herstellbar ist. Die im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Stützringe, die in radialer Richtung innerhalb und außerhalb des Dichtrings angeordnet sind, weisen eine einfache Form auf und bestehen bevorzugt aus metallischem oder polymerem Werk stoff.In the sealing arrangement according to the invention it is provided that the Assembly fixing aid only by a radial between the sealing ring and the support rings arranged adhesive is formed connects the sealing ring with the support rings and that the support rings the Sealing ring in the unloaded state of the sealing arrangement and in installation enclose the condition without contact. The advantage here is that you tion arrangement is particularly simple and inexpensive to manufacture. The in Cross-section essentially rectangular support rings in the radial direction are arranged inside and outside of the sealing ring, have a simple Form and consist preferably of metallic or polymeric work material.
Dadurch, daß die Stützringe den Dichtring im Einbauzustand berührungslos umschließen, weist die Dichtungsanordnung günstige Gebrauchseigenschaf ten auf. Während der Montage der Dichtungsanordnung bewirkt der Kleb stoff, der den Dichtring und die Stützringe während der Montage relativ zu einander fixiert, daß eine montagebedingte Beschädigung des Dichtringes na hezu ausgeschlossen werden kann.The fact that the support rings the sealing ring in the installed state without contact enclose, the sealing arrangement has favorable properties on. During the assembly of the sealing arrangement, the adhesive causes fabric that the sealing ring and the support rings during assembly relative to fixed each other that an assembly-related damage to the sealing ring na can be excluded.
Der Klebstoff kann in zumindest zwei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteil ten Umfangsbereichen des Dichtringes angeordnet und punktförmig aufge tragen sein, wobei der Klebstoff den Dichtring und die beiden Stützringe nur während der Montage aneinander fixiert. Bevorzugt ist der Klebstoff auf drei einander zugewandten, gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten Oberflä chenbereichen angeordnet. Hierbei ist von Vorteil, daß die Stützringe und der Dichtring während der Gebrauchsdauer bedarfsweise relativ beweglich zu einander angeordnet sind, dadurch Verspannungen innerhalb des Dichtringes vermieden werden und ein ausgezeichnetes Abdichtungsergebnis während der gesamten Gebrauchsdauer erzielt wird. Bei Anordnung des Klebstoffes auf zumindest drei gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten Oberflächenbe reichen des Dichtringes radial innen- und außenseitig auf den den Stützringen zugewandten Umfangsseiten ist von Vorteil, daß der Dichtring innerhalb der Stützringe über den gesamten Umfang einen annähernd gleichmäßigen Ab stand von den Stützringen aufweist. Geringe radiale Verlagerungen während der Gebrauchsdauer bewirken dadurch keine Einschränkung der Gebrauchs dauer der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung.The adhesive can be distributed uniformly in at least two circumferentially th circumferential areas of the sealing ring arranged and point-shaped be worn, the adhesive only the sealing ring and the two support rings fixed to each other during assembly. The adhesive is preferably three mutually facing, evenly distributed in the circumferential direction arranged areas. The advantage here is that the support rings and If necessary, the sealing ring is relatively movable during the period of use are arranged one another, thereby tensions within the sealing ring can be avoided and an excellent sealing result during the entire service life is achieved. When arranging the adhesive on at least three surface areas evenly distributed in the circumferential direction reach the sealing ring radially inside and outside on the support rings facing peripheral sides is advantageous in that the sealing ring within the Back-up rings over the entire circumference an approximately uniform amount stood by the support rings. Small radial displacements during the duration of use does not result in any restriction of use duration of the sealing arrangement according to the invention.
Der Klebstoff kann beispielsweise aus Epoxidharz oder aus einem thermopla stischen Material bestehen, das z. B. durch Wachs gebildet ist. Die Herstel lung der Dichtungsanordnung gestaltet sich in diesem Falle besonders ein fach.The adhesive can for example be made of epoxy resin or from a thermopla material exist, the z. B. is formed by wax. The manufacturer In this case, the sealing arrangement is especially designed subject.
Der Dichtring kann beispielsweise durch einen O-Ring gebildet sein. Hierbei ist von Vorteil, daß es sich bei O-Ringen aus elastomerem Werkstoff um Stan dardprodukte handelt, die in einer Vielzahl von Abmessungen und Werkstof fen auf dem Markt verfügbar sind. Speziell angefertigte Dichtringe, die die Herstellung der Dichtungsanordnung verteuern würden, sind dadurch entbehr lich.The sealing ring can be formed, for example, by an O-ring. Here is advantageous that it is Stan in O-rings made of elastomeric material dardprodukte deals in a variety of dimensions and materials are available on the market. Specially made sealing rings that the Manufacturing the seal arrangement would be expensive, are therefore unnecessary Lich.
Nach einer Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, daß die Stützringe der Dichtungsanordnung einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, aus einer Kupferlegierung bestehen und die gleiche Dicke aufweisen wie der zur An wendung gelangende Dichtring. Die identische Dicke der kreisförmigen Stütz ringe und des zur Anwendung gelangenden O-Ringes bedingen eine weiter vereinfachte Montage der Dichtungsanordnung. Der relativ weiche und emp findliche Dichtring ist bei dieser Ausgestaltung nicht nur auf den den Stützrin gen zugewandten Innen- und Außenumfangsflächen vor Beschädigungen ge schützt, sondern auch auf den in axialer Richtung gegenüberliegenden Dicht flächen. Gelangt eine derartige Dichtungsanordnung beispielsweise zur Ab dichtung von Schraubenverbindungen zur Anwendung, verformen sich die aus einer Kupferlegierung bestehenden Stützringe unter axialer Belastung bei spielsweise zwischen einem Maschinenelement und einem Schraubenkopf plastisch und eine Abplattung auf den in axialer Richtung gegenüberliegenden Begrenzungsflächen tritt ein. Gleichzeitig wird der Dichtring elastisch verformt und dichtet den abzudichtenden Spalt ab.According to one embodiment, it can be provided that the support rings Sealing arrangement have a circular cross section, from a Copper alloy exist and have the same thickness as that of the An sealing ring. The identical thickness of the circular support rings and the O-ring used require a further simplified assembly of the sealing arrangement. The relatively soft and emp sensitive sealing ring is not only on the support ring in this embodiment against the inner and outer circumferential surfaces against damage protects, but also on the opposite seal in the axial direction surfaces. If such a sealing arrangement comes to Ab sealing of screw connections for use, the deform support rings made of a copper alloy under axial load for example between a machine element and a screw head plastic and a flattening on the opposite in the axial direction Boundary surfaces occur. At the same time, the sealing ring is elastically deformed and seals the gap to be sealed.
Nach einer anderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Stützringe einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweisen und in axialer Richtung eine Höhe, die um wenigstens 1/4 kleiner ist, als die Dicke des Dichtringes. Die Stützringe können dabei aus metallischem Werkstoff bestehen und zur Begrenzung der axialen Verformung des Dichtringes ausgestaltet sein. Die Herstellungskosten der Dichtungsanordnung bei Verwendung metallischer Stützringe sind besonders gering. Die Stützringe können beispielsweise aus polymeren Werkstoff mit besonders geringem Reibungskoeffizienten beste hen.According to another embodiment, it is provided that the support rings one have a substantially rectangular cross section and in the axial direction a height that is at least 1/4 smaller than the thickness of the sealing ring. The support rings can consist of metallic material and Limitation of the axial deformation of the sealing ring can be designed. The Manufacturing costs of the sealing arrangement when using metallic Back-up rings are particularly small. The support rings can, for example polymeric material with a particularly low coefficient of friction hen.
Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Dichtungs anordnung zur Abdichtung von Schraubenverbindungen eingesetzt werden soll und die zur Anwendung gelangenden Schraubenverbindungen mit einem exakt definierten Drehmoment angezogen werden sollen. Die axialen Abmes sungen der Stützringe bezogen auf die Dicke des Dichtringes ist so zu wäh len, daß die Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer erhalten bleiben und eine stets ausreichende Vorspannung des Dichtringes in axialer Richtung gewährleistet ist.This is particularly advantageous if the seal according to the invention arrangement for sealing screw connections should and the screw connections used with a exactly defined torque should be tightened. The axial dimensions Solutions of the support rings based on the thickness of the sealing ring is to be selected len that the performance characteristics during a long period of use are retained and there is always sufficient prestressing of the sealing ring axial direction is guaranteed.
Bevorzugt wird die Dichtungsanordnung zur Abdichtung von Schrauben- oder Flanschverbindungen verwendet.The sealing arrangement for sealing screws or screws is preferred Flange connections used.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnungen weiter verdeutlicht. The object of the present invention is described below with the help of Appendix attached drawings further clarified.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Dichtungsanordnung gezeigt, wobei
in Fig. 1 die Dichtungsanordnung in quergeschnittener Darstellung gezeigt
ist,
in Fig. 2 in perspektivischer Darstellung und
in Fig. 3 während der bestimmungsgemäßen Verwendung zur Abdichtung
einer Schraubenverbindung.In Figs. 1 to 3, an embodiment of the sealing arrangement according to the invention is shown wherein
the seal arrangement is shown in cross sectional representation in Fig. 1,
in Fig. 2 in perspective and
in Fig. 3 during the intended use for sealing a screw connection.
Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung umfaßt zwei einander in radialer Richtung umschließende Stützringe 1, 2 die im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet und durch einen Spalt 4 getrennt sind. Innerhalb des Spaltes ist ein Dichtring 3, der als O-Ring aus gebildet ist und aus elastisch nachgiebigem Werkstoff besteht, angeordnet und mit den Stützringen 1, 2 durch eine Montagefixierhilfe 5 verbunden. Der Dichtring 3 weist in axialer Richtung eine Dicke auf, die größer ist, als die Dicke der in radialer Richtung beiderseits benachbart angeordneten Stütz ringe 1, 2. Die Montagefixierhilfe 5 ist durch einen Klebstoff gebildet, der in nerhalb des Spaltes 4 in radialer Richtung zwischen dem Dichtring 3 und den Stützringen 1, 2 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist es vorge sehen, daß der Klebstoff auf drei gleichmäßigen in Umfangsrichtung verteilten Oberflächenbereichen des Dichtringes punktförmig aufgetragen ist. Die Oberflächenbereiche sind derart gewählt, daß der Klebstoff in jeweils einer Radialebene, auf gegenüberliegenden Seiten des O-Ringes 3 angeordnet ist. Eine im wesentlichen konzentrische Zuordnung des O-Ringes 3 bezüglich der Stützringe 1, 2 bleibt dadurch gewährleistet. Eine Festlegung anderer Ober flächenbereiche ist ebenfalls möglich und hängt von den jeweiligen Gegeben heiten des Anwendungsfalles ab.The exemplary embodiment of the sealing arrangement according to the invention comprises two support rings 1 , 2 which surround one another in the radial direction and are arranged essentially concentrically to one another and separated by a gap 4 . Inside the gap, a sealing ring 3 , which is formed as an O-ring and is made of resilient material, is arranged and connected to the support rings 1 , 2 by an assembly fixing aid 5 . The sealing ring 3 has a thickness in the axial direction which is greater than the thickness of the support rings 1 , 2 arranged adjacent to one another in the radial direction. The assembly fixing aid 5 is formed by an adhesive which is arranged in the gap 4 in the radial direction between the sealing ring 3 and the support rings 1 , 2 . In this embodiment, it is easily seen that the adhesive is applied to three evenly distributed circumferential surface areas of the sealing ring. The surface areas are selected such that the adhesive is arranged in a radial plane, on opposite sides of the O-ring 3 . A substantially concentric assignment of the O-ring 3 with respect to the support rings 1 , 2 remains guaranteed. A definition of other surface areas is also possible and depends on the respective circumstances of the application.
In Fig. 2 ist die Dichtungsanordnung aus Fig. 1 in perspektivischer Darstel lung gezeigt. Die Montagefixierhilfen 5 sind nicht im Bereich des Schnittes angeordnet und daher in dieser Figur auch nicht zu sehen. In Fig. 2, the sealing arrangement of Fig. 1 is shown in perspective presen- tation. The mounting fixation aids 5 are not arranged in the area of the cut and therefore cannot be seen in this figure either.
In Fig. 3 ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung zur Abdichtung von einer Schraubenverbindung gezeigt. Der in radialer Rich tung außen angeordnete und in radialer Richtung innen angeordnete Stütz ring 1, 2 begrenzen die elastische Verformung des Dichtringes 3 in axialer Richtung und bilden eine künstliche Nut für den Dichtring. Während der Montage der Dichtungsanordnung in den Einbauraum und während der ge samten Gebrauchsdauer berührt der Dichtring 3 die in radialer Richtung an grenzenden Stützringe 1, 2 nicht. Die elastische Kompression des Dichtrin ges 3 bewirkt sowohl bei anliegendem Über- als auch Unterdruck ein Ausbau chen des Dichtringes 3 in die Bereiche, in denen die Montagefixierhilfe nicht angeordnet ist. Durch im wesentlichen kontaktlose Zuordnung zwischen Dichtring 3 und den angrenzenden Stützringen 1, 2 weist die erfindungsge mäße Dichtungsanordnung sehr gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf.In Fig. 3 the use of the sealing arrangement according to the invention for sealing a screw connection is shown. The support ring 1 , 2 arranged on the outside in the radial direction and on the inside in the radial direction limit the elastic deformation of the sealing ring 3 in the axial direction and form an artificial groove for the sealing ring. During the assembly of the sealing arrangement in the installation space and during the entire service life, the sealing ring 3 does not touch the supporting rings 1 , 2 bordering in the radial direction. The elastic compression of the sealing ring 3 causes an expansion of the sealing ring 3 in the areas in which the assembly fixing aid is not arranged, both when there is excess pressure and underpressure. By essentially contactless assignment between the sealing ring 3 and the adjacent support rings 1 , 2 , the sealing arrangement according to the invention has very good performance characteristics over a long service life.
Unter dem zukünftig immer wichtiger werdenden Gesichtspunkt des Re cyclings oder der Entsorgung weist die erfindungsgemäße Dichtungsanord nung ideale Eigenschaften auf. Während konventionelle Dichtungsanordnun gen in der Regel von Verbundstoffen ausgehen, wobei Gummiteile und Metall teile miteinander vulkanisiert werden, kann die entwickelte Dichtungsanord nung sehr leicht durch mechanische oder physikalisch/chemische Methoden in ihre Ausgangsbestandteile, bestehend aus den Stützringen und dem Dich tungsring, zurückgeführt werden.From the perspective of Re Cyclings or disposal has the sealing arrangement according to the invention ideal properties. During conventional sealing arrangements generally start from composite materials, with rubber parts and metal parts can be vulcanized together, the developed sealing arrangement Very easy through mechanical or physical / chemical methods in their initial components, consisting of the support rings and you ring, can be returned.
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