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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Abdichtungen, oft als Dichtungen
bezeichnet, zum Erzeugen einer flüssigkeits- oder gasdichten
Verbindung zwischen gegenüberliegenden
parallelen Oberflächen.
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Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Metalldichtungen, die
sich plastisch verformen, um außerordentlich
geringe Leckverluste zwischen im Wesentlichen ebenen, parallelen
Oberflächen
zu erreichen.
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Ein
gewöhnlich
verwendeter Dichtungsring ist kreisförmig und hat einen radialen
Querschnitt in Form eines „C". Diese „C-Dichtungen" sind sowohl mit
der offenen Seite des C-förmigen
Aufbaus dem Zentrum des Rings zugewandt, wie es in dem US-Patent
Nr. 5,354,072 beschrieben ist, als auch mit der offenen Seite des C
von dem Zentrum des Rings abgewandt gestaltet. Wenn zwei parallele
Oberflächen
mit der C-Dichtung dazwischen zusammengebracht werden, wird die
C-Dichtung zusammengepresst, wobei sich die offene Seite des C-Querschnitts
während
des Zusammenpressens schließt.
Die Dehnbarkeitseigenschaften der Dichtung gestatten, dass eine
plastische Verformung auftritt, ohne die Passoberfläche zu beschädigen. Um
die elastische Rückverformung
der Dichtung zu erhöhen,
sind einige C-Dichtungen mit einer kreisförmigen, ela stischen Schraubenfeder
versehen, die konzentrisch im Zentrum der Dichtung angeordnet ist,
was auch den Kompressionswiderstand und die Elastizitätseigenschaften
auf die für
die speziellen Dichtungsanordnungen gewünschten Werte verändert. Leider
ist eine C-Dichtung
mit einer inneren Schraubenfeder relativ kompliziert herzustellen
und das führt
dazu, dass der Aufbau von funktionssicheren Dichtungen normalerweise
nicht wiederholbar ist.
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Einige
C-Dichtungen sind mit einem kreisförmigen Wulst versehen, der
im Fachgebiet auch als „Delta" bezeichnet wird
und der auf der Oberfläche
ausgebildet ist, die mit den gegenüberliegenden, parallelen abzudichtenden
Oberflächen
in Berührung
kommen. Diese Wülste
vermindern die anfängliche
Kontaktfläche
zwischen der Dichtung und den parallelen abzudichtenden Oberflächen ab
und erfordern dadurch weniger Last, um die Dichtung plastisch zu
verformen, damit kleinere Verformungen in den parallelen Oberflächen aufgenommen
werden. Leider bilden C-Dichtungen mit diesen kreisförmigen Wülsten oft
eine Kammer zwischen dem kreisförmigen
Wulst und der äußeren Oberfläche der
C-Dichtung, wenn die Dichtung zusammengepresst wird. Obwohl diese
Dichtung leckfrei ist oder einen Leckverlust mit einem ausreichend
geringen Wert hat, um sich innerhalb der Toleranzen zu befinden,
wird ein „virtuelles
Leck" erzeugt, wenn
ein Leck zwischen dieser zylindrischen Kammer und dem inneren Durchgang
der Dichtung vorhanden ist, wodurch es Gasen oder Flüssigkeiten
gestattet wird, langsam dazwischen zu fließen. Obwohl die Dichtung in
der Wirkung leckfrei ist, kann das Prüfen der Dichtung falsche Ergebnisse
zeigen und unerwünscht
anzeigen, dass ein Leck vorhanden ist und dieser Zustand wird daher
als „virtuelles
Leck" bezeichnet.
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Ein
Beispiel einer C-Dichtung ist in
EP0930452 beschrieben.
Dieses Dokument offenbart eine Dichtung, die mit einem axialen,
durchgehenden Loch und mit einer ringförmigen Nut versehen ist, die
sich von einer inneren oder äußeren Wand
in Richtung auf das Zentrum der Dichtung erstreckt. Die Dichtung
ist ferner mit kreisförmigen
Vorsprüngen
mit halbkreisförmigen
Querschnitten an jeder der beiden Kontaktoberflächen über und unter der ringförmigen Nut
versehen.
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Eine
weitere zur Verfügung
stehende Dichtung, die oft als „V-Dichtung" bezeichnet wird, ist ebenfalls kreisförmig, hat
jedoch anstatt eines „C"-Querschnitts einen „V"-Querschnitt, wobei
die untere Spitze des V so gestaltet ist, dass sie entweder nach
innen oder nach außen
zu dem Zentrum der Dichtung hin zeigt. Obwohl diese Ausgestaltung
normalerweise eine ausreichende Verformung zur Verfügung stellt,
bietet die V-Dichtung normalerweise keine besonders gute elastische
Rückverformung
oder Wiederholbarkeit, da die Spitze des V spannungserhöhend wirkt,
die Kompressionsbelastungen konzentriert und die Dichtung bei wiederholten
Zusammenpressungen und Entspannungen störungsanfällig macht.
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Weitere
Dichtungen im Fachgebiet sind die „Z-Dichtungen" und einfache „O-Ringe". Jede dieser Dichtungen
weist jedoch wesentliche Nachteile auf.
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Es
wäre daher
vorteilhaft, eine verbesserte Ringdichtung zur Verfügung zu
stellen, um eine dichte Verbindung zwischen axial gegenüberliegenden,
parallelen Oberflächen
mit einer hohen Elastizität,
die auch als Rücksprung
bekannt ist, zu erhalten. Insbesondere würde es vorteilhaft sein, dass
die Ringdichtung im Wesentlichen zu ihren ursprünglichen Abmessungen zurückkehrt,
nachdem sie von einer vorbestimmten Kompressionskraft entlastet
wird.
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Es
würde weiterhin
vorteilhaft sein, eine verbesserte Ringdichtung zur Verfügung zu
stellen, die eine wesentliche Menge von Zusammenpress- und Entspannungszyklen
durchlaufen kann und danach noch eine im Wesentlichen leckfreie
Dichtung ist.
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Ferner
würde es
vorteilhaft sein, eine verbesserte Ringdichtung zur Verfügung zu
stellen, die nicht dazu neigt, ein virtuelles Leck aufzuweisen.
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Weiterhin
würde es
vorteilhaft sein, eine Ringdichtung für universelle Anwendungen zur
Verfügung
zu stellen, die dafür
in einer Vielfalt von Größen und
Abmessungen gestaltet werden kann.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung zielt auf die vorher angeführten Nachteile, indem eine
verbesserte Ringdichtung zur Verfügung gestellt wird. Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ist die Ringdichtung dazu angepasst,
in axialer Richtung zusammengepresst zu werden, um eine dichte Verbindung
zwischen ersten und zweiten axial gegenüberliegenden, im Wesentlichen
parallelen Oberflächen
zu schaffen, wobei die Ringdichtung aus einem steif-flexiblen Material
aufgebaut ist und aufweist: ein Ringkörperelement mit einem axial
ausgerichteten Loch für
den Durchgang eines Gases oder einer Flüssigkeit, eine radiale innere
Oberfläche,
eine radial äußere Oberfläche und
erste und zweite axiale Endflächen,
die an den axial gegenüberliegenden,
im Wesentlichen parallelen Oberflächen anliegen sollen, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ringdichtung ferner eine Mehrzahl von Bohrungen
aufweist, die von der radial äußeren Oberfläche radial
nach innen auf die radial innere Oberfläche zu verlaufen.
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Das
Bilden der Bohrungen erzeugt eine Mehrzahl von Seitenwänden, die
in der Länge
der Bohrung radial und zwischen den axialen Endflächen der
Ringdichtung axial verlaufen. Die Mehrzahl der Bohrungen kann jede
Anzahl von Ausgestaltungen annehmen. Um die Kosten zu minimieren
und jegliche Schwierigkeiten bei der Herstellung zu verringern,
werden zum Beispiel die Bohrungen durch radiales Bohren von der äußeren Oberfläche der
Ringdichtung auf das Zentrum der Ringdichtung zu ausgebildet. Die
auf diese Weise gebildeten Bohrungen haben einen kreisförmigen Querschnitt.
Die Bohrungen können
jedoch auch im Wesentlichen eine Rechteckform haben und im Wesentlichen
ebene Seitenwände
bilden, die sich axial zwischen den radialen Endoberflächen der
Ringdichtung und radial zwischen den inneren und äußeren radialen
Oberflächen
der Ringdichtung erstrecken. In einer anderen bevorzugten Ausführung sind
diese ebenen Seitenwände
unter einem Winkel in Bezug auf die Achse der Ringdichtung ausgestaltet
und bilden daher Öffnungen
in Form eines Parallelogramms auf der äußeren Oberfläche der
Ringdichtung.
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Andere
vorteilhafte Merkmale sind in den Ansprüchen enthalten.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Ringdichtung dazu angepasst,
in axialer Richtung zusammengepresst und entspannt zu werden, um
eine dichte Verbindung zwischen ersten und zweiten axial gegenüberliegenden,
im Wesentlichen parallelen Oberflächen zu schaffen, wobei die
Ringdichtung aus einem steif-flexiblen
Material aufgebaut ist und aufweist: ein ringförmiges Körperelement mit einem axial
ausgerichteten Loch für
den Durchgang von Gas oder Flüssigkeit,
eine radial innere Oberfläche,
eine radial äußere Oberfläche, erste
und zweite axiale Endflächen,
die an den axial gegenüberliegenden,
im Wesentlichen parallelen Oberflächen anliegen sollen, und eine
am Umfang umlaufende Nut, die zwischen den ersten und zweiten axialen
Oberflächen
von der radial äußeren Oberfläche auf
die radial innere Oberfläche
zu verläuft
und um den Umfang der radial äußeren Oberfläche verläuft, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ringdichtung weiter eine Mehrzahl von Seitenwänden aufweist,
die innerhalb der Umfangsnut angeordnet sind, wobei die Seitenwände in einer
ersten Richtung zwischen den axialen Oberflächen und einer zweiten Richtung
von der radial äußeren Oberfläche auf
die radial innere Oberfläche
zu verlaufen.
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Zur
Einfachheit werden die Bohrungen hierin so beschrieben, dass sie
einen kreisförmigen
Querschnitt haben, obwohl das Wort „Bohrungen" auch andere Querschnittsformen einschließen soll.
Die Anzahl der Bohrungen und ihr Durchmesser kann je nach den gewünschten
mechanischen Eigenschaften der Dichtungsanordnung variieren. So
bewirkt zum Beispiel eine größere Anzahl
von Bohrungen oder eine Vergrößerung des
Durchmessers der Bohrungen eine entsprechende Dickenverringerung
der inneren Seitenwände
der Ringdichtung, wodurch die mechanischen Kennwerte der Dichtung,
einschließlich
ihrer Verformungsfähigkeit verändert werden.
Diese Erhöhung
der Anzahl der Bohrungen oder die Vergrößerung der Bohrungsdurchmesser
kann jedoch die elastische Rückverformung
(Rücksprung)
der Dichtung nach dem Zusammenpressen und Entspannen verringern.
In einer bevorzugten Ausführung
sind die Bohrungen zylindrisch und haben Durchmesser von 25% bis
75% der Dicke der Ringdichtung. Durchmesser von weniger als 25%
verringern wesentlich die Fähigkeit
der Ringdichtung, sich elastisch zu verformen. Indessen schwächt ein
Vergrößern des
Bohrungsdurchmessers über
75% der Dicke der Ringdichtung hinaus wesentlich die strukturelle
Integrität
der Dichtung und macht die Dichtung während des Zusammenpressens
störungsanfällig. In
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung haben die Bohrungen einen Durchmesser von ungefähr 50% der
Dicke der Ringdichtung.
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In
einer bevorzugten Ausführung
weist die Ringdichtung zehn bis einhundertfünfzig Bohrungen auf, wodurch
entsprechend zehn bis einhundertfünfzig sich radial erstreckende
Seitenwände
zwischen den axialen Endflächen
aufgebaut werden. In einer sogar noch bevorzugteren Ausführung weist
die Ringdichtung der vorliegenden Erfindung zwischen zwanzig und
dreißig
Bohrungen auf, wodurch entsprechend zwanzig bis dreißig sich
radial erstreckende Seitenwände
zwischen den axialen Endflächen
aufgebaut werden.
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Es
ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, vielfach wiederholungsfähige, hochqualitative, nicht
teure und zuverlässi ge
Ringdichtungen für
das Bereitstellen einer Abdichtung zwischen zwei planaren Oberflächen zur
Verfügung
zu stellen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ringdichtung
zur Verfügung
zu stellen, die eine bedeutende Dehnbarkeit aufweist, um eine im
Wesentlichen leckfreie Dichtung bereitzustellen.
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Es
ist eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ringdichtung
zur Verfügung
zu stellen, die eine im Wesentliche elastische Rückverformung liefert, so dass
die Dichtung einer bedeutenden Anzahl von Zyklen des Zusammenpressens
und Entspannens ausgesetzt werden kann und dabei noch eine im Wesentlichen
leckfreie Dichtung bleibt.
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Es
ist eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ringdichtung
zur Verfügung
zu stellen, die keine konzentrische Kammer bildet, wenn sie zusammengepresst
wird, um eine Dichtung zu erzeugen, die die Merkmale eines virtuellen
Lecks ausschließt.
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Ferner
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ringdichtung
zur Verfügung
zustellen, die einfach herzustellen ist, und die in verschiedenen
Größen und
Abmessungen aufgebaut sein kann.
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
von Fachleuten aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung im Zusammenhang
mit den Zeichnungen erkannt.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Aufrissansicht der Ringdichtung der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Querschnittsansicht der Ringdichtung der vorliegenden Erfindung,
geschnitten entlang der Linie 2-2 von 1;
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3 ist
eine Querschnittsansicht der Ringdichtung der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine stark vergrößerte Querschnittsdarstellung
einer dem Stand der Technik entsprechenden Ringdichtung im zusammengepressten
Zustand;
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5 ist
eine stark vergrößerte Querschnittsansicht
der Ringdichtung der vorliegenden Erfindung im zusammengepressten
Zustand;
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6 ist
eine Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Linie 6-6 von 2;
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7 ist
eine Seitenansicht der Ringdichtung der vorliegenden Erfindung einschließlich der
zylindrischen Bohrungen;
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8 ist
eine partielle Seitenansicht der Ringdichtung der vorliegenden Erfindung,
die eine Ausführung
mit Bohrungen in Rechteckform zeigt;
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9 ist
eine partielle Seitenansicht der Ringdichtung der vorliegenden Erfindung,
die eine Ausführung
mit Bohrungen in Parallelogrammform zeigt; und
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10 ist
eine Querschnittsansicht der Ringdichtung der vorliegenden Erfindung,
die ihre Funktion als eine Abdichtung zwischen zwei gegenüberliegenden
parallelen Oberflächen
mit einem axialen Kanal zeigt.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Wenn
auch die vorliegende Erfindung Ausführungen in verschiedenen Formen
zulässt,
wie es in den Zeichnungen dargestellt ist, sind hierin nachfolgend
die gegenwärtig
bevorzugten Ausführungen
der Erfindung beschrieben, wobei es so zu verstehen ist, dass die
vorliegende Offenbarung als ein veranschaulichendes Beispiel der
Erfindung zu betrachten ist und nicht dazu bestimmt ist, die Erfindung
auf die spezifischen erläuterten Ausführungen
einzuschränken.
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Wie
in den Abbildungen dargestellt, weist die Ringdichtung 1 der
vorliegenden Erfindung ein Ringkörperelement 3 mit
einem axial ausgerichteten Mittelloch 4 auf, das den Durchgang
von Gasen oder Flüssigkeiten
dadurch gestattet. Wegen der ringförmigen Ausgestaltung des Dichtungsrings 1 weist
der Dichtungsring 1 eine radial innere Oberfläche 5,
eine radial äußere Oberfläche (6),
eine erste axiale Endfläche 11 und
eine zweite axiale Endfläche 17 auf.
Jede dieser Oberflächen
kann jede Anzahl von Ausgestaltungen aufweisen. Sie können im
Wesentlichen flach und ebenflächig
oder im Wesentlichen gekrümmt
sein. So weist, wie in 3 dargestellt ist, zum Beispiel
die radial innere Oberfläche 5 einen
flachen Bereich 7 und gekrümmte Bereiche 9 auf.
Wie ebenfalls in den Abbildungen dargestellt, ist die radial äußere Oberfläche 6 so
dargestellt, dass sie eine ebene Oberfläche und eine abgewinkelte Anlage
aufweist. Diese Oberflächen
können
auch andere Formen annehmen, ohne von den Zwecken der vorliegenden
Erfindung abzuweichen.
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Die
Ringdichtung 1 der vorliegenden Erfindung weist ferner
eine Mehrzahl von Bohrungen 25 auf, die von der radial äußeren Oberfläche 6 der
Ringdichtung auf das Mittelloch 4 der Ringdichtung zu verlaufen.
Das Ausbilden dieser Bohrungen 25 erzeugt eine Mehrzahl
von Seitenwänden 27,
die sich ebenfalls von der radial äußeren Oberfläche 6 der
Ringdichtung und axial zwischen den axialen Endflächen 11 und 17 der
Ringdichtung erstrecken. Obwohl der Ausdruck „Bohrung" oft eine offene Erstreckung mit einem
kreisförmigen
Querschnitt bedeutet, bedeutet „Bohrung", wie hierin verwendet, allgemein Löcher mit
zahlreichen unterschiedlich geformten Querschnitten. Die Bohrungen 25 können zum
Beispiel quadratische oder rechteckige Querschnitte haben, wie es
in 8 dargestellt ist oder sie können Querschnitte haben, bei
denen die Seitenwände 27 eben und
in Bezug auf die Achse der Ringdichtung 1 angewinkelt sind
und somit einen Querschnitt in Form eines Parallelogramms bilden,
wie es in 9 dargestellt ist. Es wird angenommen,
dass eine Ringdichtung 1 mit nicht axial ausgerichteten
Seitenwänden 27,
die Bohrungen 25 bilden, besonders für Ringdichtungen 1 geeignet
sind, die eine bedeutende Verformung für eine bestimmte Belastung
erfordern. Ferner können
die Bohrungen, obwohl sie allgemein axial von der radial äußeren Oberfläche auf
das Zentrum der Ringdichtung zu verlaufen, sich auch entlang gekrümmten Wegen
auf das Zentrum der Ringdichtung zu erstrecken oder sie können zu
der axialen Richtung abgewinkelt sein, ohne von dem Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Indessen
sind, wie in 2, 3 und 7 dargestellt,
die Bohrungen 25 in einer bevorzugten Ausführung durch
radiales Bohren hergestellt, um zylindrische Bohrungen mit kreisförmigen Querschnitten
zu bilden. Es wird angenommen, dass Bohrungen dieser Form in der
Herstellung am billigsten und am einfachsten sind. Die Ringdichtung 1 der
vorliegenden Erfindung kann jede Anzahl von Bohrungen 25 aufweisen.
Es wird jedoch bevorzugt, dass die Ringdichtung 1 ausreichend
Bohrungen 25 aufweist, um die plastische Verformung der
Ringdichtung unter Druckbelastung wirksam zu erhöhen, jedoch nicht zu viele
Bohrungen, die die strukturelle Integrität der Ringdichtung 1 durch
eine solche Verringerung der Dicke der Seitenwände 27, dass sie bei wiederholten
Zusammenpress- und Entspannungszyklen bruchanfällig werden, gefährden würden. In
einer bevorzugten Ausführung
weist die Ringdichtung 1 zehn bis einhundertfünfzig radial
ausgerichtete Bohrungen 25 auf. Noch bevorzugter weist
die Ringdichtung 1 zwanzig bis dreißig Bohrungen 25 auf.
Wie in 6 dargestellt, weist eine bevorzugte Ringdichtung
vierundzwanzig (24) Bohrungen auf.
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Wie
vorher erläutert,
können
die Seitenwände 27 zahlreiche
Formen aufweisen, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Wenn zum Beispiel die Bohrungen 25 in der Form zylindrisch
sind und einen festgelegten Durchmesser von ihrem äußeren Ende
nahe der radial äußeren Oberfläche 6 auf
das Zentrum 4 der Ringdichtung zu aufweisen, haben die
Seitenwände 27 Querschnitte,
die im Wesentlichen konkav sind und eine sich verringernde Dicke
von dem radial äußeren Ende 6 auf
Zentrum 4 der Ringdichtung zu aufweisen. Indessen sind
es unter Bezugnahme auf die 8 und 9,
in denen die Seitenwände 27 im
Wesentlichen ebenflächig
sind und entlang ihrer radialen Länge eine festgelegte Dicke
aufweisen, die Bohrungen 25, welche auf das Zentrum der
Ringdichtung 1 zu sich verringernde Querschnitte haben.
Ferner ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Seitenwand 27 sich über die
gesamte Länge
der Bohrung 25 erstreckt. Wie zum Beispiel in 2, 3 und 7 dargestellt
ist können
die Seitenwände 27 eine
Einkerbung 29 aufweisen. Die Einkerbung 29 ist
vorgesehen, damit die Ringdichtung 1 in eine Halterung
(nicht dargestellt) eingesetzt werden kann. Eine Halterung ist eine
im Wesentlichen ebenflächige
Platte mit einem Loch oder mit mehreren Löchern, die für die Aufnahme
der Seitenwandeinkerbung 29 einer Ringdichtung 1 dimensioniert
sind. Wie von Fachleuten zu verstehen ist und unter Bezugnahme auf 1,
ist es bequemer, vor dem Zusammenpressen der Ringdichtung 1,
eine Ringdichtung oder mehrere Ringdichtungen in korrekter Ausrichtung
und Position zwischen zwei gegenüberliegenden,
ebenen Oberflächen 31 durch
Anbringen einer Halterung, die eine Ringdichtung oder mehrere Ringdichtungen
zwischen den gegenüberliegenden,
parallelen, ebenen Oberflächen 31 aufweist,
anzuordnen.
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Bezug
auf 4 nehmend, weisen dem Stand der Technik entsprechende
C-Dichtungen normalerweise einen kreisförmigen Wulst an ihren axialen
Endoberflächen
auf. Wenn die C-Dichtung zusammengepresst wird, um eine abdichtende
Verbindung zu bilden, neigt das offene Ende der C-Dichtung dazu,
sich infolge des Zusammenpressens an den kreisförmigen Wülsten zu schließen und
die Steifigkeit an der geschlossenen Seite des C erhöht sich.
Wenn das der Fall ist, ist es für
den Punkt, an dem sich die axialen Endoberflächen mit der radial inneren
Oberfläche 5 schneiden, üblich, dass
sie ebenfalls die gegenüberliegenden
ebenen Oberflächen 31 berühren. Obwohl
die C-Dichtung eine perfekte leckfreie Dichtung bilden kann, wird
leider eine Kammer 33 gebildet, die Gase oder Flüssigkeiten
aus dem Zentrum der Dichtung aufnehmen kann. 4 zeigt stark
vergrößert, um
ihre Lage darzustellen, eine Querschnittsansicht der Kammer 33.
In Wirklichkeit sind die kreisförmigen
Wülste 23 normalerweise
nur wenige Tausendstel eines Zolls hoch und sind einer bedeutenden Verformung
unterworfen, wenn die Dichtung zusammengepresst wird. Daher würde die
Kammer für
das menschliche Auge kaum sichtbar sein. Eine Ringdichtungskammer 33 kann
jedoch Gase oder Flüssigkeiten speichern
und zu dem Zentrum der Dichtung übertragen.
Das kann sehr störend
sein, weil das auf ein Leck in der Dichtung hindeutet, das tatsächlich nicht
vorhanden ist. Vorteilhafterweise eliminiert in einer bevorzugten Ausführung die
Ringdichtung 1 der vorliegenden Erfindung dieses „virtuelle
Leck".
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Wie
in 3, 5 und 10 dargestellt,
weist die Ringdichtung 1 der vorliegenden Erfindung einen kreisförmigen Wulst 23 auf,
der axial von den axialen Endflächen 11 und 17 vorsteht.
Der Wulst 23 unterteilt die erste axiale Endfläche 11 in
eine erste innere axiale Endfläche 13 und
eine erste äußere axiale
Endfläche 15.
Gleichermaßen
unterteilt der Wulst 23, der von der zweiten axialen Endfläche 17 vorsteht,
diese axiale Endfläche
in eine zweite innere axiale Endfläche 19 und eine zweite äußere axiale
Endfläche 21.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass die inneren
axialen Endflächen 13 und 19 in
Bezug auf die äußeren axialen
Endflächen 15 und 21 nach
innen ausgespart sind, um einen Versatz zu erzeugen. Wie in 5 dargestellt
ist, ist die Dicke der Ringdichtung 1, gemessen an den
inneren axialen Endflächen 13 und 19 geringer als
die Dicke der Ringdichtung 1, gemessen an den äußeren axialen
Endflächen 15 und 21.
Dieser Versatz gestattet es, einen Raum 39 zwischen den
inneren axialen Endflächen 13 und 19 und
den gegenüberliegenden parallelen,
ebenen Oberflächen 31 beizubehalten.
Diese Lücke
gestattet es, eine erhöhte
Belastung auf die Wülste 23 aufzubringen,
wodurch die Verformung des Wulstes während der Abdichtung erhöht wird
und somit die Wahrscheinlichkeit steigt, dass eine leckdichte Verbindung
erhalten wird. Ferner sichert die Lücke weiterhin, dass keine Kammer 33 zwischen
den inneren axialen Endflächen 13 und 19 und
den gegenüberliegenden Oberflächen 31 gebildet
wird, die ein „virtuelles
Leck" erzeugen könnte.
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Der
Versatz zwischen den äußeren axialen
Endflächen 15 und 21 und
den inneren axialen Endflächen 13 und 19 kann
jeder Abstand sein, der erforderlich ist, um zu sichern, dass kein
virtuelles Leck auftritt. Dieser Abstand kann in Abhängigkeit
von dem Material der Ringdichtung, der Höhe des Wulstes 23,
der Druckkräfte, die
auf die gegenüberliegenden
parallelen, ebenen Oberflächen 31 der
Dichtungsanordnung aufgebracht werden, der Anzahl und dem Durchmesser
der Bohrungen 25, der Tiefe der Bohrungen 25,
der Dicke der Seitenwände 27,
der Länge
der Seitenwände 27 usw.
variieren. In einer bevorzugten Ausführung beträgt der Versatz mindestens 0,0254
mm (0,001 Inch).
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Die
Ringdichtung
1 der vorliegenden Erfindung kann eine Vielzahl
von Ausgestaltungen haben, ohne von dem Wesen und dem Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen. Unter Bezugnahme auf
2,
3 und
6 werden
nachfolgend die Abmessungen einer gegenwärtig bevorzugten Ringdichtung
1 angegeben, die
insbesondere für äußerst geringe
Leckverluste geeignet ist. Abmessungen/Grad
| A 5,79 ± 0,05
mm | (0,228'' ± 0,002'') |
| B 6,81 – 6,88 mm | (0,268'' – 0,271'') |
| C 7,16 ± 0,05
mm | (0,282'' ± 0,002'') |
| D 0,71 ± 0,05
mm | (0,028'' ± 0,002'') |
| E 0,43
mm | (0,017'') |
| F 0,71 ± 0,05
mm | (0,028'' ± 0,002'') |
| G 15° | |
| H 1,30
mm | (0,051'') |
| I 0,25 ± 0,05
mm | (0,010'' ± 0,002'') |
| J 0,13
mm | (0,005'') |
| K 0,38
mm | (0,015'') |
| L 0,25 ± 0,05
mm | (0,010'' ± 0,002'') |
| M 45° | |
| N 1,45
mm | (0,057'') |
| O (45°) | |
| P 0,05 – 0,06 mm | (0,002'' – 0,0025'') |
| Q 90° | |
| R 1,52 – 1,57 | (0,060'' – 0,062'') |
| S 1,40
m | (0,055'') |
| T 0,43
mm | (0,017'') |
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Die
Ringdichtung 1 kann aus jedem Material hergestellt sein,
das für
Abdichtungsanwendungen geeignet ist. Es wird jedoch bevorzugt, die
Ringdichtung 1 aus einem Metall, beispielsweise Aluminium,
Kupfer, Silber, Nickel, Stahl oder Legierungen, wie z.B. aus einer
hochkorrosionsfesten Nickellegierung, herzustellen. In einer bevorzugten
Ausführung
ist die Ringdichtung 1 aus rostfreiem Stahl hergestellt.
Die Ringdichtung 1 kann jedoch auch aus anderen Materialien,
einschließlich
von Elastomeren, hergestellt sein, ohne von dem Schutzumfang der
Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
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Nachdem
die Erfindung so beschrieben worden ist, dass es Fachleuten ermöglicht wird,
sie herzustellen und anzuwenden und nachdem die gegenwärtig beste
Ausführungsart
identifiziert ist, beanspruche ich gemäß den nachfolgenden Patentansprüchen.