DE602005006196T2

DE602005006196T2 - Elastomerbeschichtete Flachdichtung

Info

Publication number: DE602005006196T2
Application number: DE602005006196T
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Lane Holly Richards
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2005-06-04
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2025-06-05
Also published as: US20050280214A1; CA2509889A1; MXPA05006777A; JP2006010075A; DE602005006196D1; ATE393337T1; EP1610042A1; EP1610042B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Dichtungen und genauer eine elastomerbeschichtete Flachdichtung.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Dichtungen wurden viele Jahre lang verwendet, um eine abgedichtete Verbindung zwischen zwei verhältnismäßig statischen Elementen bereitzustellen. Dichtungen erfordern typischerweise eine zusammendrückende Belastung zwischen den Elementen, die abgedichtet werden, damit die Dichtung eine wirksame Abdichtung bereitstellt (siehe z. B. US-A-4,955,621 ). Zum Beispiel wird eine Dichtung, die zwischen zwei stationären Elementen wie etwa einem Motorblock und einer Ölwanne oder einem Motorzylinderkopf und einer Ventil/Nockenabdeckung angeordnet ist, zwischen diesen Elementen zusammengepresst.
Eine Dichtungsgestaltung weist einen festen Metallkern auf, der mit einem Polymermaterial beschichtet oder nicht beschichtet oder teilweise beschichtet sein kann. Die Verwendung eines festen Metallkerns erhöht die Kosten der Dichtung und erfordert aufgrund der Stanztätigkeit, die verwendet wird, um den Metallkern herzustellen, eine größere Dicke. Darüber hinaus erfordert jedwede gewünschte Änderung der Form der Dichtung neue Stanzplatten, was kleinere Gestaltungsänderungen unerschwinglich teuer macht. Zusätzlich kann das Polymermaterial zur Beschichtung der Dichtung schwer zu bearbeiten sein, was längere Herstellungszeiten erfordert und die Kosten der Dichtung weiter erhöht.
Demgemäß besteht ein Bedarf an einer Dichtung, die über verringerte Kosten und eine größere Gestaltungsflexibilität verfügt.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Dichtung bereit, die ein Drahtsieb aufweist. Ein elastomeres Material bedeckt das Drahtsieb. Die Verwendung eines Drahtsiebs verringert die Kosten der Dichtung, während sie die Haltbarkeit und die Gestaltungsflexibilität verbessert.
Weitere Anwendbarkeitsbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehend bereitgestellten ausführlichen Beschreibung offensichtlich werden. Obwohl die ausführliche Beschreibung und die bestimmten Beispiele die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, sollte sich verstehen, dass sie nur zu Erläuterungszwecken bestimmt sind und nicht dazu bestimmt sind, den Umfang der Erfindung zu beschränken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der ausführlichen Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen vollständiger verstanden werden, wobei
1 eine perspektivische Ansicht einer elastomerbeschichteten Flachdichtung nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine schematische Ansicht eines Drahtsiebs ist, das in der Dichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
3 eine Querschnittansicht entlang der Linie 3-3 von 1 ist; und
4 eine vergrößerte Ansicht der Einzelheit 3 in 3 ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen ist lediglich von beispielhafter Natur, und ist keineswegs dazu bestimmt, die Erfindung, ihre Anwendung oder ihre Verwendung zu beschränken.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 1 ist eine Dichtung 10 nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung gezeigt. Es wird sich verstehen, dass die Form und die Abmessungen der hierin enthaltenen Dichtung 10 nur zu Erläuterungszwecken dienen und den Umfang der vorliegenden Anmeldung nicht beschränken. Die Dichtung 10 beinhaltet ein Sieb 10, das in ein elastomeres Material 14 eingebettet ist.
Das (wie in 2 veranschaulichte) Sieb 12 weist zwischen den kreuzgewebten Drähten 17 mehrere Öffnungen 16 auf, die das Hindurchfließen des elastomeren Materials 14 erleichtern, während die Dichtung 10 geformt wird. Das Sieb 12 kann aus Aluminium, Kupfer, Stahl, Kohlefasern, einer perforierten Folie wie etwa MYLAR oder jedem beliebigen anderen geeigneten Material bestehen, und kann vor der Einbringung des elastomeren Materials 14 in eine gewünschte Form vorgeschnitten sein oder eine Bogenform aufweisen und später geschnitten werden. Das Sieb 12 weist eine Dicke T auf, die nach einer ersten Ausführungsform ungefähr 0,2 Millimeter (mm) bis 0,3 Millimeter (mm) betragen kann. Die Dicke T ist im Allgemeinen gleichmäßig. Vor der Einbringung des elastomeren Materials 14 kann entlang einer Mittellinie C eine mittlere Öffnung 18 gebildet werden.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf 2 kann ein erstes Ende 20 des Siebs 12 ferner eine erste Öffnung 22 zur Aufnahme eines ersten Kopplungsmechanismus (nicht gezeigt) wie etwa zum Beispiel eines Bolzens oder einer Schraube aufweisen. Das Sieb 12 weist ein zweites Ende 24 auf, das eine zweite Öffnung 26 zur Aufnahme eines zweiten Kopplungsmechanismus (nicht gezeigt) aufweisen kann. Das Sieb 12 weist eine Oberseite 28 und eine Unterseite 30 auf, die mit dem elastomeren Material 14 beschichtet sind.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 2 und zusätzliche Bezugnahme auf 1, 3 und 4 kann das elastomere Material 14 die Oberseite 28 und die Unterseite 30 des Siebs 12 so beschichten, dass das Sieb 12 vollständig durch das elastomere Material 14 eingebettet ist, wodurch die Dichtungsoberseite 28' und die Dichtungsunterseite 30' gebildet werden, die jeweils ein erstes Ende 20' und ein zweites Ende 24' aufweisen. Die mittlere Öffnung 18 des Siebs 12 kann beschichtet sein, oder kann vom elastomeren Material 14 unbeschichtet bleiben.
Sowohl die Oberseite 28' als auch die Unterseite 30' kann mehrere Abdichtungsrippen 36, 40, 42 aufweisen. Die mehreren Abdichtungsrippen 36, 40, 42 können aus dem elastomeren Material 14 gebildet sein und können die mittlere Öffnung 18 des Siebs 12 umgeben. Genauer kann ein Bereich 34, der eine erste vorbestimmte Dicke aufweist, direkt neben der mittleren Öffnung 18 gebildet sein. Der Bereich 34 befindet sich neben einer ersten Abdichtungsrippe 36. Die erste Abdichtungsrippe 36 befindet sich neben einer Kehle 38. Die Kehle 38 befindet sich ferner neben einer zweiten Abdichtungsrippe 40. Die zweite Abdichtungsrippe 40 ist durch eine zweite Kehle 44 von einer dritten Abdichtungsrippe 42 getrennt. Die erste Abdichtungsrippe 36 weist eine Höhe H1 auf, die im Allgemeinen höher als eine Höhe H2 der zweiten Abdichtungsrippe 40 ist. Die dritte Abdichtungsrippe 42 weist ebenfalls eine Höhe H3 auf, die im Allgemeinen kleiner als die Höhe H2 der zweiten Abdichtungsrippe 40 ist. Die Kehlen 38 und 44 sind so gestaltet, dass sich die erste, zweite und dritte Abdichtungsrippe 36, 40 und 40 beim Ausüben einer abwärts gerichteten Kraft F auf die erste, zweite und dritte Abdichtungsrippe 36, 40 und 42 in die Kehlen 38 und 44 verformen können. Die erste, zweite und dritte Abdichtungsrippe 36, 40 und 42 stellen eine dichte Abdichtung bereit.
Das erste Ende 20' der Dichtung 10 kann eine erste Anbringungsöffnung 46, die der ersten Öffnung 22 des Siebs 12 entspricht, zur Aufnahme des ersten Kopplungsmechanismus aufweisen. Die erste Anbringungsöffnung 46 kann so gestaltet sein, dass sie sich über die erste Öffnung 22 des Siebs 12 hinaus erstreckt, um, einen ersten elastomeren Pufferbereich 48 bereitzustellen. In der gleichen Weise kann das zweite Ende 24' der Dichtung 10 eine zweite Anbringungsöffnung 50, die der zweiten Öffnung 26 des Siebs 12 entspricht, zur Aufnahme des zweiten Kopplungsmechanismus aufweisen. Die zweite Anbringungsöffnung 50 kann sich ebenfalls über die zweite Öffnung 26 des Siebs 12 hinaus erstrecken, um einen zweiten elastomeren Pufferbereich 52 zu bilden. Der erste und der zweite elastomere Pufferbereich 48, 52 stellen eine dichte Abdichtung gegen den ersten und den zweiten Kopplungsmechanismus sicher. Es sollte sich verstehen, dass das Sieb 12 vor einem Schneideprozess, während dem die Öffnungen im Sieb gebildet werden, vollständig mit dem elastomeren Material beschichtet sein kann.
Ein erster erhöhter Abschnitt oder eine Bank 54 kann sowohl an der Oberseite 28' als auch an der Unterseite 30' der Dichtung 10 neben der ersten Anbringungsöffnung 46 gebildet sein. Ein zweiter erhöhter Abschnitt oder eine Bank 56 kann ebenfalls sowohl an der Oberseite 28' als auch an der Unterseite 30' neben der zweiten Anbringungsöffnung 50 gebildet sein. Der erste erhöhte Abschnitt 54 und der zweite erhöhte Abschnitt 56 stellen eine Auflage bereit, um das Biegen eines Teils (nicht gezeigt), der sich mit der Dichtung 10 verbindet, zu verhindern, wodurch eine dichte Abdichtung noch mehr gesichert wird.
Das elastomere Material 14 kann Nitrilkautschuk (NBR) mit einem niedrigen Acrylnitril(ACN)gehalt, NBR mit einem mittleren ACN-Gehalt, NBR mit einem hohen ACN-Gehalt, Butyl-Chlorbutyl, Chloropren, chlorsulfoniertes Polyethylen, Ethylenpropylen, Epichlorhydrin, Ethylenvinylacetat, Fluorsilikon, Fluorkohlenwasserstoff, hydrierten NBR, Polyisopren, Polyacrylat, Propylenoxid, Polybutadien, Polysulfid, modifizierten NBR, Silikon, Styrolbutadienkautschuk (SBR) oder jedes beliebige Polymer mit gesteigerter Leistung oder thermoplastisches Elastomer umfassen.
Um die Dichtung 10 der vorliegenden Erfindung zu bilden, wird das Sieb 12 in einem Formhohlraum (nicht gezeigt) angeordnet. Das Sieb 12 kann eine vorbestimmte Form aufweisen oder in Bogenform sein. Als nächstes wird das elastomere Material 14 in den Formhohlraum eingespritzt. Das elastomere Material 14 fließt dann durch die Öffnungen 16 im Sieb 12, um die Oberseite und die Unterseite des Siebs 12 im Wesentlichen zu beschichten, wodurch die Oberseite 28' und die Unterseite 30' der Dichtung 10 gebildet werden. In dieser Ausführungsform ist der Formhohlraum derart, dass das elastomere Material 14 um die mittlere Öffnung 18 fließt, doch ist ins Auge gefasst, dass die mittlere Öffnung 18 in einem späteren Verarbeitungsschritt gebildet werden könnte. Gleichermaßen kann der Formhohlraum auch so gestaltet sein, dass er dem elastomeren Material 14 gestattet, zu fließen und die erste und die zweite Anbringungsöffnung 46, 50 zu erzeugen, oder die erste und die zweite Anbringungsöffnung 46, 50 können in einem späteren Verarbeitungsschritt erzeugt werden. Zusätzlich kann der Formhohlraum so gestaltet sein, dass er überschüssigem elastomeren Material 14 gestattet, die erste, zweite und dritte Abdichtungsrippe 36, 40, 42 zu bilden. Zusätzlich könnte der Formhohlraum so gestaltet sein, dass überschüssiges elastomeres Material 14 den ersten erhöhten Abschnitt 54 und den zweiten erhöhten Abschnitt 56 neben der ersten und der zweiten Anbringungsöffnung 46, 50 bilden kann.
Die Dichtung 10 der vorliegenden Erfindung verringert durch die Verwendung eines Siebs 12 das Gewicht und die Kosten gegenwärtiger Dichtungen. Das Sieb 12 versieht die Dichtung 10 mit einem kompressionsbeschränkenden Merkmal, während es der Dichtung 10 ermöglicht, über eine verringerte Dicke zu verfügen. Das Sieb 12 ermöglicht auch, dass die Form der Dichtung 10 leicht abgewandelt werden kann, um für jede beliebige gewünschte Gestaltungsänderung geeignet zu sein. Die Verwendung des Siebs 12 verringert auch das Ausmaß des Drehmoments, das benötigt wird, um eine ausreichende Abdichtung zu erzeugen. Zusätzlich ist das elastomere Material 14, das das Sieb 12 beschichtet, im Allgemeinen haltbarer, beständiger und leichter zu verarbeiten als gegenwärtige elastomere Materialien, die in Dichtungen verwendet werden.

Claims

Dichtung (10), umfassend ein Drahtsieb (12); ein elastomeres Material (14), das das Drahtsieb (12) einbettet, wobei die Dichtung (10) eine erste Fläche (28') und eine zweite Fläche (30') aufweist und in mindestens einer der ersten (28') und der zweiten (30') Fläche mehrere geformte Abdichtungsrippen (36, 40, 42) gebildet sind, wobei sich eine erste Abdichtungsrippe (36) neben einer Öffnung (18) der Dichtung (10) befindet und diese umgibt, gekennzeichnet durch eine zweite Abdichtungsrippe (40) neben der ersten Abdichtungsrippe (36) und eine dritte Abdichtungsrippe (42) neben der zweiten Abdichtungsrippe (40), wobei die erste Abdichtungsrippe (36) eine größere Höhe als die zweite Abdichtungsrippe (40) aufweist, und die zweite Abdichtungsrippe (40) eine größere Höhe als die dritte Abdichtungsrippe (42) aufweist.
Dichtung nach Anspruch 1, wobei die Dichtung ferner mindestens eine Anbringungsöffnung (46, 50) umfasst, die sich zwischen der Öffnung (18) und einem Rand (20', 24') der Dichtung (10) befindet.
Dichtung nach Anspruch 2, wobei die Dichtung (10) ferner mindestens eine geformte Bank (54, 56) neben der Anbringungsöffnung (46, 50) umfasst.
Dichtung nach Anspruch 1, wobei das elastomere Material (14) ein thermoplastisches Elastomer ist.
Dichtung nach Anspruch 1, wobei das elastomere Material (14) aus der Gruppe gewählt ist, die aus Nitrilkautschuk (NBR) mit einem niedrigen Acrylnitril(ACN)gehalt, NBR mit einem mittleren ACN-Gehalt, NBR mit einem hohen ACN-Gehalt, Butyl-Chlorbutyl, Chloropren, chlorsulfoniertem Polyethylen, Ethylenpropylen, Epichlorhydrin, Ethylenvinylacetat, Fluorsilikon, Fluorkohlenwasserstoff, hydriertem NBR, Polyisopren, Polyacrylat, Propylenoxid, Polybutadien, Polysulfid, modifiziertem NBR, Silikon und Styrolbutadienkautschuk (SBR) besteht.