DE69007875T2

DE69007875T2 - Statisches Dichtungssystem zwischen zwei ebenen Gehäuseflächen.

Info

Publication number: DE69007875T2
Application number: DE69007875T
Authority: DE
Inventors: Richard Baglin
Original assignee: Jaeger S A Francaise
Current assignee: Jaeger S A Francaise
Priority date: 1989-07-06
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2010-07-04
Also published as: FR2649462B1; DE69007875D1; EP0407293A1; ES2055879T3; EP0407293B1; US5087056A; FR2649462A1

Description

Die Abdichtung zwischen zwei ebenen Gehäuseflächen wird meistens durch die gemeinsame Verwendung einer ebenen Dichtung aus semi-plastischem Kunststoff (ausgeschnittene Dichtung oder langsam aushärtender Klebstoff) und einer Flanschbefestigung oder anderen Fixationseinrichtung realisiert, die im allgeimeinen aus einer bestimmten Anzahl von Schrauben (oder Bolzen und Muttern) besteht. Im allgemeinen Fall, der hier von Interesse ist, ist die Dichtung aus gummiartigem Material von z.B. torusartiger Form in einer Rille untergebracht, die in der ebenen Flächen eines der Gehäuse vorgesehen ist und mit der ebenen Fläche des anderen Gehäuses in Kontakt steht. Die konstanten Querschnitte der Rille und der Dichtung sind selbstverständlich so festgelegt, daß ein Teil der Dichtung nach dem Festziehen der Befestigungsmittel in bezug auf die Gehäusefläche, in der die Rille vorgesehen ist, weiterhin vorspringt und in Kontakt mit der gegenüberliegenden Gehäusefläche bleibt.
Dieses System arbeitet im allgemeinen zufriedenstellend, wenn die Gehäuse aus Metall bestehen, insbesondere bei Gehäusen von Kühlwasserpumpen von Kraftfahrzeugmotoren. Wenn allerdings die Arbeitstemperaturen erhöht werden, wird diese Lösung aufgrund der relativen Ausdehnungen und der schwächeren Pressung der zwischen den Befestigungsschrauben befindlichen Teile kritisch. Es kommt dann häufig vor, daß Undichtigkeiten genau in diesen Bereichen auftreten. Dieser Nachteil wird noch schwerwiegender, wenn eines der Gehäuse aus Kunststoffmaterial hergestellt ist, sei es aus thermoplastischem, sei es aus duroplastischem Material, da das Warmfließen dieser Materialien von größerer Bedeutung ist als bei Metallen.
Im übrigen ist bekannt, daß ein Elastomer unter Beanspruchung dazu neigt, sich dieser Beanspruchung durch Kriechen, d.h. durch Verminderung der Dicke zu entziehen, wobei diese zu einem Grenzwert tendiert, der die sogenannte Remanenz darstellt. Um diese Dickenabnahme zu berücksichtigen, die einen bestimmten Anteil der Anfangsdicke beträgt, ist es notwendig, wenn alles Übrige gleichbleibt, der Dichtung die größtmögliche Dicke zu geben, um die maximale Pressung aufrechtzuerhalten. Dieses Erfordernis ist umso wichtiger, wenn eine Entspannung oder ein Klaffen zwischen den Fixationspunkten auftritt.
Die Dicke der Dichtung ist allerdings durch die Anordnung selbst der die gegenseitige Fixierung der Gehäuse gewährleistenden Mittel begrenzt. Diese Anordnung, die zum Ziel hat, die Gefahr eines Klaffens weitestgehend zu reduzieren, führt in der Nähe dieser Befestigungsmittel dazu, daß für die die Dichtung aufnehmende Rille nur ziemlich wenig Platz verbleibt, somit zu einer geringen Breite der Rille und daher zu einer begrenzten Dicke der Dichtung.
Offensichtlich wird durch die eben genannten Gründe die Qualität der Dichtung selbst in Frage gestellt.
Um diese Nachteile teilweise zu vermeiden, schlagen die SU-A- 697 774 und die US-A-3 913 927 Dichtungen mit veränderbarem Querschnitt vor. Mit einer solchen Lösung wird allerdings die Kompression der Dichtung in dem Maße unvollständig beherrscht, indem sie hauptsächlich von der Verformung der Teile abhängt, zwischen denen sich die Dichtung befindet.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu vermeiden und schafft hierzu ein statisches Dichtungssystem zwischen zwei ebenen Gehäuseflächen, bei dem eine Dichtung aus semi-plastischem Kunststoff in einer Rille angeordnet ist, die in der ebenen Fläche eines der Gehäuse vorgesehen ist und neben den Punkten zur gegenseitigen Befestigung der Gehäuse vorbeiläuft, wobei die Dichtung einen Querschnitt aufweist, der sich in Anhängigkeit von seiner Position in bezug auf die Befestigungsmittel verändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille einen Querschnitt aufweist, der sich in Abhängigkeit von seiner Position in bezug auf die Befestigungsmittel verändert.
In der bevorzugten Ausführungsform verändern sich diese Querschnitte allmählich von einem minimalen Wert, der dem verfügbaren Platz in der Nähe der Befestigungspunkte entspricht, bis zu einem maximalen Wert zwischen diesen Punkten, der in der Größenordnung des Zehnfachen des minimalen Werts liegen kann.
Vorzugsweise ist die Querschnittsänderung der Rille und der Dichtung derart, daß das lineare Kompressionsverhältnis konstant bleibt.
Vorzugsweise liegt der Wert des linearen Kompressionsverhältnisses zwischen 10% und 15%.
Der Aufbau des erfindungsgemäßen Systems, der zu einer Dichtung mit größtmöglicher Dicke an jedem Punkt ihres Umfangs führt, ermöglicht es, die Wirkung der Remanenz in den Klaffungszonen der in Kontakt stehenden Oberflächen auszugleichen und daher die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Pressung und somit einer perfekten Dichtigkeit zu gewährleisten.
Nachfolgend wird ein in keiner Weise beschränkendes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dichtungssystems unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beschrieben, in der:
Fig. 1 eine halbseitige Schnittansicht, begrenzt auf die Kontaktzone, zweier Pumpengehäuse zeigt
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Dichtung ist,
Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittansicht des Gehäuses ist, in dem die Rille in der Zone A der Dichtung mit minimaler Dicke vorgesehen ist,
Fig. 4 eine der Figur 3 entsprechende Ansicht in der Zone B der Dichtung mit maximaler Dicke ist, und
Fig. 5a und 5b Ansichten im Querschnitt in der Zone A und der Zone B der beiden Gehäuse, der Rille und der Dichtung in einem Ausführungsbeispiel sind.
In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel ist das erfindungsgemäße Dichtungssystem an der Kontaktfläche der ebenen Oberflächen der beiden Gehäuse 1 und 2 einer Kühlwasserpumpe eines Kraftfahrzeugmotors eingesetzt.
Die Dichtigkeit wird durch eine Dichtung 3 aus Kautschuk oder einem anderen gummiartigen Material hergestellt, die hier torusförmig ist. Sie ist in einer Rille 4 untergebracht, die in der Oberfläche des Gehäuses 1 der Pumpe vorgesehen ist.
Die Pressung der Gehäuse gegeneinander wird hier durch Bolzen und Muttern, 5, 5', 5'', 5''' gewährleistet.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der verfügbare Platz in der Nähe des Bolzens 5, z.B. bei A, für die Rille 4 sehr begrenzt, und diese (vgl. Fig. 3) erhält eine geringe Breite, z.B. 1,5 mm und Tiefe 1,2 mm. Die Dichtung 3 wird daher bei A die minimale Dicke aufweisen, in diesem Beispiel einen Durchmesser von 1,5 mm.
Dagegen kann die Rille 4 zwischen den Befestigungspunkten, z.B. bei B zwischen-den Bolzen 5 und 5' eine größere Abmessung haben (Fig. 4), z.B. 5 inm Breite und 4,5 mm Tiefe, und die Dichtung wird einen Durchmesser van 5 mm haben.
Der Übergang zwischen der größten (B) und kleinsten (A) Dichtungszone erfogt selbstverständlich allmählich.
Bislang war von einer torusförmigen Dichtung ausgegangen worden, aber sie kann jede andere Form haben, wobei sie allerdings nicht zu flach sein sollte, damit sie nicht zu schwierig einzubauen ist. Die Querschnittsänderung der Rille und der Dichtung kann in beiden Richtungen erfolgen, in Quer- und/oder Längsrichtung, unter Berücksichtigung, daß das lineare Kampressionsverhältnis der Dichtung im Prinzip konstant bleiben soll.
Fig. 5a und 5b zeigen als Beispiel zwei rechtwinklige Querschnitte der Rille 4 und der Dichtung 3, bei den Punkten A und B.
Wie Figur 5a zeigt, hat die Dichtung 4 in der Nähe des Befestigungspunkts 5 bei A einen rechtwinkligen Querschnitt der Tiefe p und Breite d. Die Dichtung 3 hat am Punkt A vor dem Zusammenpressen einen kreisförmigen Querschnitt mit Durchmesser d. Nach dem Festspannen des Gehäuses 1 gegen das Gehäuse 2 beträgt das relative, lineare Kairtpressiansverhältnis der Dichtung 3 am Punkt A:
c = (d - p)/p
Wie Figur 5 b zeigt, hat die Dichtung 3 entfernt van den Befestigungspunkten 5 und 5' bei B einen rechtwinkligen Querschnitt der Tiefe 2p und Breite 2d, während die Dichtung 3 am Punkt B vor dem Zusairtmendrücken einen kreisförmigen Querschnitt des Durchmessers 2d aufweist. Nach dem Zusammendrücken beträgt das relative, lineare Kairtpressiansverhältnis:
(2d - 2p)/2p = (d-p)/p = c
Die lineare Kompression der Dichtung wird auf diese Weise über die gesamte Länge der Dichtung konstant gehalten, da für die zwischen solchen Punkten wie A und B gelegenen Stellen ein Durchmesser kd für die Dichtung 3 und eine Breite kd und eine Tiefe kp für die Rille 4 vorgesehen werden kann, was zu dem konstanten Verhältnis führt:
(kd - kp)/kp = (d-p)/p = c.
Der Wert des relativen, linearen Kompressionsverhältnisses wird vorzugsweise zwischen 10% und 15% gewählt.

Claims

1. Statisches Dichtungssystem zwischen zwei ebenen Gehäuseflächen, bei dem eine Dichtung (3) aus semi-plastischem Kunststoff in einer Rille (4) angeordnet ist, die in der ebenen Fläche eines (1) dar Gehäuse vorgesehen ist und neben den Punkten (5) zur gegenseitigen Befestigung der Gehäuse (1, 2) vorbeiläuft, wobei die Dichtung (3) einen Querschnitt aufweist, der sich in Abhängigkeit von seiner Position in bezug auf die Befestigungsmittel (5) verändert, dadurch gekennzeichnet, daß die Rille (4) einen Querschnitt aufweist, der sich in Abhängigkeit von seiner Position in bezug auf die Befestigungsmittel (5) verändert.

2. Dichtungssystem nach Anspruch 1, bei dem sich die genannten Querschnitte zwischen einem minimalen Wert in der unmittelbaren Umgebung (A) der Befestigungspunkte (5) und einem maximalen Wert in der Zone (B) zwischen diesen Punkten (5, 5') allmählich verändern.

3. Dichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Querschnittsänderung der Rille (4) und der Dichtung (3) derart ist, daß das lineare Kompressionsverhältnis konstant bleibt.

4. Dichtungssystem nach Anspruch 3, bei dem der Wert des linearen Kompressionsverhältnisses zwischen 10 und 15 % beträgt.