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Die vorliegende Erfindung betrifft eine hochtemperaturfeste
Dichtung gemäß den Präambeln der unabhängigen Ansprüche 1 und
2, die als Dichtung an Verbindungsstücken von Rohrleitungen
eingesetzt wird, durch die heiße Strömungsmittel fließen, und
im speziellen eine hochtemperaturfeste Dichtung, die
geeigneterweise als Dichtung an Verbindungsstücken von
Abgasleitungen in einen Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann.
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Eine solche hochtemperaturfeste Dichtung ist beispielsweise
aus JP-A-57-31975 bekannt, das eine Dichtung offenbart, die
hauptsächlich aus einen Material gegossen ist, in dem eine
bandfärmige Dichtung mit einem Metallmaschennetz umgeben ist,
das zwei sich überlappende Bänder von im wesentlichen
gleicher Längen- und Breitenausdehnung beinhaltet.
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Zusätzlich sind die folgenden herkömmlichen, als
hochtemperaturfeste Dichtung z.B. zwischen Flanschverbindungen von
Abgasrohren in Kraftfahrzeugen einzusetzenden Dichtungen
bekannt:
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Eine erste Wickeldichtung wird in Figur 16 dargestellt, in
der ein Ringglied 1 aus SUS (Edelstahl) oder ähnlichem
aufgerollt ist und ein Füllglied 2, z.B. ein Schlagblatt aus
Keramikfasern, überlappt Diese Dtchtung wird in ringförmige
Vertiefungen
eingepaßt&sub1; die in einem oder beiden einander
gegenüberliegenden Flanschflächen zum Verbinden der Abgasrohre
ausgebildet sind, und beide Flansche werden zusammengeklemmt
und mit Schrauben aneinander befestigt und bilden so eine
Dichtung zwischen den einander gegenüberliegenden
Flanschflächen.
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Eine zweite wird in der Japanischen Patentoffenlegung Nr. 2-
253060 offenbart. Wie in Figur 17 dargestellt wird, ist diese
Dichtung eine metallgefaßte Dichtung, in der ein metallenes
Leitungsglied aus SUS oder ähnlichem mehrfach zu einen
ringartigen Rohling aufgerollt wird, der ringartige Rohling
gleichmäßig zu einem ringförmigen Mittelstück 3 gepreßt wird,
und das Mittelstück 3 mit einem Abdeckglied 4 abgedeckt wird,
das eine dünne Metallplatte aus SUS oder ähnlichen enthält.
Diese Dichtung wird in eine in einem der einander
gegenüberliegenden Flansche zur Verbindung von Abgasrohren
ausgebildete ringförmige Vertiefung eingepaßt Die Flansche werden
zusammengeklemmt und mit Schrauben aneinander befestigt und
bilden so eine Dichtung zwischen den einander
gegenüberliegenden Flächen der Flansche.
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Eine dritte wird in der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 60-53224 bzw. Nr. 58-21144 offenbart. Genauer gesagt ist
diese Dichtung eine gewirkte Metallmaschendichtung, in der
ein bandartiges Glied bestehend aus einem Metallmaschennetz
und einem anorganischen Material wie z.B. geschäumtem Graphit
oder ähnlichem, der darin eingesetzt ist, aufgerollt wird und
der gebildete aufgerollte Körper in eine Form gelegt und
durch Axialdruck formgepreßt wird.
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Bei der in Figur 16 dargestellten herkömmlichen
hochtemperaturfesten Wickeldichtung wird das Füllglied 2 stark mit dem
Ringglied 1 zusammengeklemmt. Entsprechend lassen sich bei
geringer Dichte der Dichtung keine ausreichenden
Abdichteigenschaften
erzielen. Ferner kann die Dichtung einem derart
hohen Flächenklemmdruck nicht widerstehen. Daher wird die
Dichtung im allgemeinen mit hoher Dichte hergestellt, wodurch
es ihr an Biegsamkeit mangelt. Bei der herkömmlichen, in
Figur 17 dargestellten hochtemperaturfesten metallgefaßten
Dichtung sind sowohl das Mittelglied 3 als auch das
Abdeckglied 4 aus Metall. Entsprechend mangelt es der Dichtung an
Biegsamkeit, was zu geringer Anpassungsfähigkeit an die
abzudichtenden Flanschflächen führt, wodurch die die
Dichtungseigenschaften erheblich beeinflußt werden.
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Bei jeder dieser herkömmlichen Dichtungen ist es, um
vorgegebene Abdichteigenschaften zu erreichen, erforderlich, die
beim Klemmen der Flansche mit Schrauben ausgeübte Klemmkraft
erheblich zu vergrößern und die abzudichtenden Flanschflächen
flach zu schleifen. D.h. die abzudichtenden Flanschflächen
werden maschinell bearbeitet, z.B. durch Schneiden eines
Schmiedestücks, was in bezug auf Produktivität und Kosten
nachteilig ist. In diesem Zusammenhang müssen die Flansche
selbst dick genug sein, um eine große Klemmkraft auszuhalten,
und die Anzahl der eingesetzten Schrauben muß vergrößert
werden. Das führt nachteilig zu einer Gewichtserhöhung der
Abgasrohrabschnitte und dergl. in einem Kraftfahrzeug, in dem
diese Dichtung eingesetzt wird.
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Andererseits hat die herkömmliche Metallmaschendichtung eine
verbesserte Steifheit und ist daher angesichts der besseren
Verarbeitbarkeit von Vorteil. Wenn jedoch Schwingungen auf
die Dichtung ausgeübt werden, verschiebt sich das
eingeschobene Metallnetz und bildet leicht Leckstellen im
Formkörper aus anorganischem Material, wie z.B. geschäumtem
Graphit, durch die das Strömungsmittel austreten kann.
Besonders in einer Dichtung, in der das gewirkte Metallnetz nahe
an der Dichtungsoberfläche eingefügt wird, werden beim
Klemmen der zu dichtenden Oberflächen Teile des Formkörpers aus
anorganischem Material, wie z.B. geschäumtem Graphit,
zusammengepreßt und nach innen geschoben. Das führt dazu, daß das
Metallnetz relativ nahe an der Dichtungsoberfläche liegt.
Entsprechend können die freigelegten Stellen mit den
abzudichtenden Flanschstellen in Berührung geraten bzw. durch
Schwingungen in Berührung damit kommen. In diesem Fall bilden
sich schnell Strömungsmittelleckstellen. Dies verringert die
Dichtleistung erheblich und nachteilhaft und bewirkt ein
Ablösen des anorganischen Materials.
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In Anbetracht des oben genannten bisherigen Stands der
Technik wird die vorliegende Erfindung zur Lösung der Aufgabe
vorgeschlagen, eine hochtemperaturfeste Dichtung vorzusehen,
die mit geringerer Klemmkraft Abdichteigenschaften aufweisen
kann, die gleich oder besser sind als die einer herkömmlichen
Dichtung, und durch deren Verwendung Abgasleitungen und
ähnliches leichter hergestellt werden können, und die mit
Flanschen aus Serienproduktion unter geringeren Kosten eingesetzt
werden kann.
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Zur Lösung der oben genannten Aufgabe bietet die vorliegende
Erfindung zwei Ausführungsformen einer hochtemperaturfesten
Dichtung, die in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 2
definiert werden.
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Gemäß der erfindungsgemäßen hochtemperaturfesten Dichtung
besteht der ringförmige Grundkörper aus einem Gußstück aus
anorganischer Substanz und wird an seinen inneren und äußeren
umlaufenden Flächen bzw. an deren beiden Axialendflächen von
dem Metallmaschenglied abgedeckt. Entsprechend kann, während
der Dichtung geeignete Steifheit verliehen wird, die
Dichtungsdichte unmittelbar beim Formen gesteuert werden. Im
speziellen kann, wenn der Grundkörper eine niedrige Dichte hat,
leicht eine Dichtung ausgezeichneter Biegsamkeit und
Anpassungsfähigkeit gegenüber den abzudichtenden Flanschflächen
erzielt werden. Ferner bildet das Metallmaschenglied eine
Einheit mit dem Grundkörper. Das verhindert nicht nur die
relative Bewegung des Metallmaschenkörpers, wenn die Dichtung
in Schwingungen gerät, sondern verhindert auch das Kriechen
des Grundkörpers. Folglich wird ein Verlust der
Abdichteigenschaften minimiert, der durch Bildung von Öffnungen im
Grundkörper, durch die Strömungsmittel auslecken kann, verursacht
wird. So können die ursprünglichen Abdichteigenschaften
stabil erhalten werden. Daher kann die Dichtung, obwohl die
Klemmkraft nicht sehr erhöht wird, Abdichteigenschaften
bewirken, die gleich oder besser als die einer herkömmlichen
Dichtung sind. In diesem Zusammenhang können die zu
dichtenden Flanschflächen mehr oder weniger grob bearbeitet sein.
Daher können Formwerkzeuge wie z.B. Pressen eingesetzt
werden, die ausgesprochen produktiv und kostengünstig sind.
Ferner ist es nicht erforderlich, die Flansche selbst dicker
zu machen, um sie an die Klemmkraft anzupassen. Auch kann die
Anzahl der einzusetzenden Schrauben reduziert werden. Daher
können die gesamten Rohrverbindungsstücke leichtgewichtig
gemacht werden. Ferner ist der Grundkörper aus dem Gußstück aus
anorganischer Substanz an seinen inneren und äußeren
umlaufenden Flächen bzw. an den beiden Axialendflächen mit
einem Metallmaschenglied abgedeckt. Das verhindert
zufriedenstellend, daß der Grundkörper beschädigt wird, wenn die
hochtemperaturfeste Dichtung benutzt oder ersetzt wird.
Ferner haben das Metallmaschenglied und der Grundkörper eine
einheitliche Struktur. Das verhindert, daß der aus dem
Formstück aus anorganischer Substanz bestehende Grundkörper sich
aufgrund von Schwingungen oder einer zum Zeitpunkt des
Austausches ausgeübten äußeren Kraft löst und herunterfällt.
Dies verbessert die gesamte Lebensdauer der Dichtung
erheblich. Alternativ kann ein Metallmaschennetz innerhalb des
Grundkörpers angeordnet werden. In einer solchen Anordnung
kann die Handhabbarkeit der Dichtung bei Montage oder
Austausch noch weiter verbessert werden.
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Bei der hochtemperaturfesten Dichtung zur Lösung der oben
genannten Aufgabe kann die anorganische Substanz zur Bildung
des Grundkörpers aus Werkstoffen der Gruppe geschäumter
Graphit, Glimmer, einem Schlagblatt aus Keramikfasern und
Vermiculit bestehen. In diesem Fall läßt sich durch Steuern
der Forndichte leicht ein Grundkörper niedriger Dichte
erzeugen.
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Die Dichtung kann auffolgende Weise hergestellt werden: Ein
Band aus Metallmaschengliedern überlappt ein Band aus
anorganischer Substanz, das in dessen Längsrichtung den Grundkörper
bildet, wobei das Band aus dem Metallmaschenglied länger ist
als des Band aus der anorganischen Substanz, und die Breite
des Bands aus dem Metallmaschenglied gleich oder schmäler ist
als die Breite des Bands aus der anorganischen Substanz;
beide Bänder werden aufgerollt; und der gerollte Körper wird
in Form eines vorgegebenen Rings gepreßt. Alternativ kann die
Dichtung auffolgende Weise hergestellt werden: Ein Band aus
einem Metallmaschenglied überlappt ein Band aus einer
anorganischen Substanz, die in dessen Mitte den Grundkörper in
Längsrichtung bildet, wobei das Band aus dem
Metallmaschenglied breiter und kürzer ist als das Band aus der
anorganischen Substanz; beide Bänder werden aufgerollt; beide
entgegengesetzten Enden des Bandes aus dem
Metallmaschenglied, die über die beiden entgegengesetzten Enden des
Bandes aus der anorganischen Substanz hinausragen, werden an
beiden Axialendflächen des gerollten Körpers umgebogen; und
der gerollte Körper wird in die Form eines vorgegebenen Rings
gepreßt. Entsprechend dienen das Grundglied und das
Metallmaschenglied als Abdeckglied und können unmittelbar und
sicher in einer einheitlichen Struktur hergestellt werden,
und der Grundkörper kann an seinen inneren und äußeren
umlaufenden Flächen bzw. an seinen Akialendflächen im Laufe des
Dichtungsproduktionsvorgangs mit dem Abdeckglied abgedeckt
werden. Ferner kann durch geeignetes Ändern der Länge und
Breite des Bandes aus dem Metallmaschenglied und des den
Grundkörper bildenden Bandes aus der anorganischen Substanz
der Querschnitt der Dichtung Verändert werden.
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Ferner kann ein ringförmig vorstehender Teil an mindestens
einer der Axialendflächen des Grundkörpers bzw. an mindestens
einer der inneren und äußeren umlaufenden Flächen des
Grundkörpers ausgebildet werden. In dieser Anordnung kann der
Oberflächendruck beim Klemmen der Dichtung zwischen den
Flanschen an diesem Vorsprung örtlich verstärkt werden und somit
die Abdichteigenschaften der Dichtung weiter verbessert
werden.
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Figur 1 ist eine Schnittansicht einer hochtemperaturfesten
Dichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung und zeigt, wie die Dichtung an einer geflanschten
Verbindung von Abgasrohren montiert ist;
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Figur 2 ist eine vertikale Schnittansicht der
hochtemperaturfesten Dichtung aus Figur 1;
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Figur 3 bis Figur 5 sind Ansichten zur schrittweisen
Darstellung eines Beispiels eines Herstellungsverfahrens der
hochtemperaturfesten Dichtung gemäß der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Figur 6 ist eine schematische Darstellung und zeigt die
Anordnung einer Vorrichtung zum Messen der durch eine
hochtemperaturfeste Dichtung ausleckenden Strömungsmittelmenge;
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Figur 7 ist eine Darstellung einer Anordnung zum Messen der
durch eine an den Rohren montierte hochtemperaturfeste
Dichtung austretenden Strömungsmittelmenge;
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Figur 8 ist eine Tabelle zur Darstellung der gemessenen
Leckagemengen;
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Figur 9 ist ein Graph zu Darstellung der Vergleichswerte der
Abdichtleistung der erfindungsgemäßen hochtemperaturfesten
Dichtung und einer herkömmlichen Dichtung, die beide bei
Umgebungstemperatur benutzt werden;
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Figur 10 ist eine vertikale Schnittansicht durch eine
hochtemperaturfeste Dichtung gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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die Figuren 11 und 12 sind vertikale Schnittansichten durch
Modifikationen der erfindungsgemäßen hochtemperaturfesten
Dichtung;
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Die Figuren 13 bis 15 sind Ansichten zur schrittweisen
Darstellung eines Beispiels eines Herstellungsverfahrens für die
hochtemperaturfeste Dichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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die Figuren 16 und 17 sind vertikale Schnittansichten durch
herkömmliche hochtemperaturfeste Wickeldichtungen und
metallgefaßte Dichtungen.
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Figur 1 ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen
hochtemperaturfesten Dichtung und zeigt, wie die Dichtung an
Verbindungsteilen der Abgasrohre montiert ist. In Figur 1
sind Verbindungsflansche 11 und 12 an Abgasrohren 13 und 14
befestigt, die miteinander verbunden werden sollen, und eine
ringförmige hochtemperaturfeste Dichtung 16 wird in
ringförmige Vertiefungen 15 eingepaßt, die in den einander
gegenüberliegenden Flächen der Flansche 11 und 12 ausgebildet
sind. Die Flansche 11 und 12 werden zusammengeklemmt und mit
Schrauben 17 in einer Vielzahl von peripheren Positionen
aneinander befestigt.
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Figur 2 zeigt die Anordnung der in die Vertiefungen 15
eingepaßten hochtemperaturfesten Dichtung 16. In Figur 2 besteht
ein ringförmiger Grundkörper 18 mit einem rechteckigen
Querschnitt aus einem Formstück aus einer anorganischen Substanz.
Der Grundkörper 18 wird an seinen inneren und äußeren
umlaufenden Flächen von einem Metallmaschenglied 19 abgedeckt.
D.h., das Metallmaschenglied 19 wird in und zusammen mit dem
Grundkörper 18 aufgerollt, so daß das Metallmaschenglied 19
und der Grundkörper 18 eine einheitliche Struktur bilden.
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Als anorganische Substanz zur Bildung des Grundkörpers 18
werden ein oder mehrere Werkstoffe aus der Gruppe geschäumter
Graphit, Glimmer, Schlagblatt aus Keramikfasern und
Vermiculit benutzt. Das Metallmaschenglied 19 kann z.B. aus SUS
(Edelstahl) bestehen.
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Mit Bezug auf die Figuren 3 bis 5 diskutiert die folgende
Beschreibung ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für die
hochtemperaturfeste Dichtung 16 der oben genannten Anordnung.
Es wird ein Band 18 aus geschäumtem Graphit als die
anorganische Substanz zur Bildung des Grundkörpers hergestellt. Als
Metallmaschenglied wird ein durch Wirken eines Drahts aus SUS
304 mit einem Durchmesser von 0,15 mm gebildetes Band 19
hergestellt. Das Band 19 ist im Mittelteil schmal, und beiden
Enden des Bandes 19 sind so breit wie das Band 18 aus
geschäumtem Graphit. Das Band 19 ist länger als das Band 18
aus geschäumtem Graphit.
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Wie in Figur 3 dargestellt wird, überlappt das gewirkte Band
19 aus SUS 304 das Band 18 aus geschäumtem Graphit in dessen
Mitte in Längsrichtung. Von einem Ende in Längsrichtung wird
das gewirkte Band 19 aufgerollt, und das Band 18 aus
geschäumtem Graphit wird ebenfalls zusammen mit dem gewirkten
Band 19 aufgerollt. So wird ein ringförmiger Grundkörper 18
gebildet, in dem das gewirkte Band 19 am Anfangs- und
Endschritt des Rollvorgangs allein aufgerollt ist und das
gewirkte Band 19 in der Mitte des Aufrollvorgangs zusammen mit
dem Band 18 aus geschäumtem Graphit aufgerollt ist. Wie in
Figur 5 dargestellt wird, wird der ringförmige Grundkörper 18
zwischen eine Mittelform 20 und eine Außenform 21 eingelegt
und zwischen einer Bodenform 22 und einer Preßform 23
gepreßt. So wird eine Dichtung gebildet, bei der der
ringförmige Grundkörper 18 an seinen inneren und äußeren umlaufenden
Flächen von dem gewirkten Metallband 19 abgedeckt wird und
die an den Flanschen anliegenden Dichtungsteile aus
geschäumtem Graphit bestehen.
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Figur 6 ist eine schematische Darstellung einer
Basisvorrichtung zum Messen der durch ein Probestück einer
hochtemperaturfesten Dichtung ausleckenden Strömungsmittelmenge. In
Figur 6 werden Spannklammern 24, 25 zum Halten eines
Probestücks der hochtemperaturfesten Dichtung M angeordnet, und
ein Gehäusekörper 26 wird über die Spannklammern 24 und 25
gesetzt. Ein Spannklammer 25 weist einen Durchlaß 27 auf,
durch den ein Meßströmungsmittel, z.B. N&sub2;-Gas, strömt und
innerhalb der Probedichtung M injiziert wird. Mit einem
Erfassungsausgang 28 im Gehäusekörper 26 ist ein Meßzylinder 29
mit einem seifigen Wasserfiln verbunden, der den
Leckage-Austritt von N&sub2;-Gas aus der Probedichtung M mißt. O-Ringe 30 und
31 sind zwischen den Außenflächen der Spannklammern 24, 25
und der Innenfläche des Gehäusekörpers 26 angeordnet.
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Als Probe der zu testenden hochtemperaturfesten Dichtungen
wurde ein erfindungsgemäßes Beispiel mit der oben genannten
Anordnung sowie zwei herkömmliche Dichtungen vorbereitet,
d.h. (i) eine Wickeldichtung mit einem Ringglied aus SUS 304
und einem Füllglied bestehend aus einem Schlagblatt aus
Keramikfasern,
und (II) eine metallgefaßte Dichtung mit einem
metallverstärkten Graphitblatt als Mittelglied und einem
Abdeckglied aus SUS 304. Jede dieser Dichtungen wurde auf die
Menge des ausleckenden Strömungsmittel getestet.
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Der oben genannte Leckagetest kann auf die in Figur 7
dargestellte Weise durchgeführt werden&sub1; wobei eine Probedichtung
zwischen die Flansche der an einem Ende geschlossenen
Abgasrohre 13 und 14 montiert wird. In diesem Fall kann ein
Flußmesser 32 mit Luft als Meßströmungsmittel eingesetzt werden.
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Bei jedem der Tests mit Benutzung der in Figur 6
dargestellten Vorrichtung wurden die Spannklammern 24 und 25
angezogen, bis jeweils die dazwischen angeordnete Probedichtung M
(16) um 1 mm Höhe zusammengepreßt war. Die Testergebnisse
sind in Figur 8 dargestellt. Bei jedem Test wurde die Zeit
gemessen, bis die Leckmenge ein vorbestimmtes Leckagevolumen
N&sub2;-Gas, z.B. 10 cm³ erreichte, und die Leckagemenge pro
Zeiteinheit wurde berechnet. Wie aus Figur 8 ersichtlich ist,
konnten weder die herkömmliche Wickeldichtung noch die
metallgefaßte Dichtung das Auslecken in dem in der Praxis
zulässigen Bereich erreichen, bis ein Klemmdruck von etwa 200
bis 340 kp/cm² erreicht war. Andererseits konnte das
erfindungsgemäße Beispiel bei einem Klemmdruck von 120 kp/cm², der
viel geringer war, als der für herkömmliche Dichtungen
erforderliche Druck, das Auslecken wirkungsvoller zurückhalten
als jede herkömmliche Dichtung. So wird verständlich, daß die
vorliegende Erfindung in ihren Abdichteigenschaften und ihrer
Handhabbarkeit eine wesentliche Verbesserung ist.
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Das ist darauf zurückzuführen, daß das den Grundkörper 18
bildende Band aus geschäumtem Graphit ein Formstück ist.
Genauer gesagt, ein Formstück geringer Dichte läßt sich
leicht durch Steuern der Fomdichte bilden, und es ist
möglich, Schichten aus einer anorganischen Substanz anzuordnen,
die geeignet sind, sich schnell an die Kontaktflächen der
Flansche anzupassen. Das ergibt einen guten Abdichteffekt.
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Erfindungsgemäß ist es nicht erforderlich, einen hohen
Klemmdruck anzulegen, wie oben schon gesagt. Entsprechend lassen
sich die Flansche 11 und 12 in ihrer Dicke reduzieren, und
die Anzahl der eingesetzten Schrauben 17 kann vermindert
werden. Das trägt zu einer Gewichtsreduzierung der
Abgasrohrteile bei. Da ferner die Abdichteigenschaften auch mit einem
kleinen Klemmdruck erzielt werden können, ist es nicht
erforderlich, die einander gegenüberliegenden Flächen der Flansche
11 und 12 besonders feinzubearbeiten, sondern es können
Preßteile als Flansche 11 und 12 benutzt werden.
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Ferner wird das als Abdeckglied 19 dienende gewirkte Band aus
SUS 304 integral in das den Grundkörper 18 bildenden Band aus
geschäumtem Graphit eingerollt. Entsprechend wird der
Grundkörper 18 verstärkt und weist daher eine geeignete Steifheit
auf. Dies verhindert nicht nur, daß sich der Grundkörper 18
ablöst, sondern verbessert auch Handhabbarkeit und
Schwingungswiderstand des Grundkörpers.
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Beim Ausbau der hochtemperaturfesten Dichtung 16 zur Wartung
oder ähnlichem, oder wenn die hochtemperaturfeste Dichtung 16
an ein Teil montiert wird, das starken Schwingungen
ausgesetzt ist, besteht die Wahrscheinlichkeit, daß der
Grundkörper 18 an seinen inneren und äußeren umlaufenden Flächen
gerieben und beschädigt wird, speziell an den Enden seiner
inneren und äußeren Flächen. Der Grundkörper 18 wird jedoch
von dem Abdeckglied 19 aus gewirktem SUS-304-Band abgedeckt,
wie schon erwähnt. Das verhindert solche Schäden. Da ferner
das Abdeckglied 19 in den Grundkörper 18 integriert ist,
besteht keine Möglichkeit, daß sich das Abdeckglied 19 abtrennt
oder löst.
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Im folgenden betrachten wir den Fall, daß das den Grundkörper
18 bildende Band aus geschäumtem Graphit die gleiche Länge
und gleiche Breite aufweist wie das als Abdeckglied dienende
Band aus gewirkten SUS 304, und sowohl Grundkörper 18 als
auch Abdeckglied 19 von Anfang bis Ende in derselben Breite
aufgerollt werden. In diesem Fall kann, da das gewirkte Band
über seine gesamte Länge die gleiche Breite hat, ein
abzudichtendes Strömungsmittel leicht in axialer Richtung des
Grundkörpers 18 fließen. Wenn ferner das gewirkte Band an den
Axialendflächen des Grundkörpers 18 offen liegt, können
solche offenliegenden Teile beim Einklemmen in Berührung mit
den anzudichtenden Flächen kommen. Das bewirkt, daß ein
Strömungsmittel schneller ausleckt. In der oben genannten
Ausführungsform jedoch sind der das Band aus geschäumtem
Graphit beinhaltende Grundkörper 18 und das das schmale Band
aus gewirktem SUS 304 beinhaltende Abdeckglied 19 in
einheitlicher Struktur erzeugt, wobei das Abdeckglied 19 nur im
Mittelteil des Grundkörpers 18 angeordnet ist. Eine solche
Anordnung verringert das Auslecken von Strömungsmittel in
axialer Richtung des Grundkörpers 18 erheblich. Ferner
verhindert dies, daß das gewirkte Band an beiden Axialenden des
Grundkörpers 18 offenliegt, wodurch die ausgezeichneten
Abdichteigenschaften über einen langen Zeitraum stabil
gehalten werden können.
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Figur 10 ist eine Schnittansicht einer hochtemperaturfesten
Dichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. In dieser zweiten Ausführungsform ist der den
geschäumten Graphit oder ähnliches beinhaltende Grundkörper
18 an beiden Axialendenflächen mit einem ringförmig
vorstehenden Teil 33 versehen. Erfindungsgemäß kann der
ringförmig vorstehende Teil 33 auch an einer Axialenäfläche des
Grundkörpers 18 ausgebildet sein.
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Wenn die hochtemperaturfeste Dichtung in der oben genannten
Anordnung zwischen die Flansche 11 und 12 eingesetzt wird und
die Flansche 11 und 12 zusammengeklemmt werden, bildet sich
ein Teil aus, an dem der Oberflächendruck örtlich hoch ist.
Das verbessert die Abdichteigenschaften der Dichtung noch
weiter.
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In jeder der obigen Ausführungsformen wurde die
hochtemperaturfeste Dichtung mit einem rechteckigen Querschnitt
beschrieben. Wie in den Figuren 11 und 12 dargestellt wird,
kann die Dichtung jedoch auch so geformt sein, daß sie einen
im allgemeinen kegelstumpfförmigen Querschnitt aufweist. Zur
Bildung einer solchen Dichtung werden, wie in den Figuren 13
bis 15 dargestellt wird, (i) ein Band 18 aus geschäumtem
Graphit als anorganischer Werkstoff, das den Grundkörper
bildet, und (ii) ein Band 19, das als Metallmaschenglied
dient und das durch Wirken eines Drahtglieds aus SUS 304 mit
einem Durchmesser von 0,15 mm erzeugt wird, hergestellt,
wobei das Band 19 breiter und kürzer als das Band aus
geschäumtem Graphit ist.
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Als anorganischer Werkstoff, der den Grundkörper bildet,
werden eine oder mehrere Substanzen aus der Gruppe
geschäumter Graphit, Glimmer, Schlagblatt aus Keramikfasern und
Vermiculit gewählt.
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Wie in Figur 13 dargestellt wird, überlappt das gewirkte Band
19 aus SUS 304 das Band aus geschäumtem Graphit 18 in seiner
Mitte in Längsrichtung. Von einem Ende in Längsrichtung wird
das Band 18 aus geschäumtem Graphit aufgerollt, und das
gewirkte Band 19 wird auch zusammen mit dem Band 18 aufgerollt.
So wird ein ringförmiger Grundkörper 18 gebildet, bei dem das
Band 18 aus geschäumtem Graphit allein am Anfangs- und
Endschritt des Rollvorgangs aufgerollt wird und bei dem das Band
18 aus geschäumtem Graphit in der Mitte des Rollvorgangs
zusammen mit dem gewirkten Band 19 aufgerollt wird. Wie in
Figur 14 dargestellt wird&sub1; stehen die Querenden 19a und 19b
des gewirkten Bands 19 vom Grundkörper 18 aus geschäumtem
Graphit in axialer Richtung vor. Wie in Figur 15 dargestellt
wird, wird der Grundkörper 18 mit den daraus vorstehenden
Querenden 19a und 19b zwischen eine Mittelform 20 und eine
Außenform 21 gesetzt und zwischen einer Bodenform 22 und
einer Preßform 23 gepreßt. So wird der Grundkörper 18 an
jeder Axialendfläche mit dem gewirkten Band abgedeckt.
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Figur 9 zeigt die Ergebnisse der Abdichtungstests bei
Zimmertemperatur, die das Verhältnis zwischen Klemmflächendruck und
Ausleckmenge darstellen. Genauer gesagt wurden die Tests (i)
an einer Probedichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung und (ii) einer Probe einer
herkömmlichen Metallmaschennetzdichtung durchgeführt, die so
gefertigt wurde, daß ein bandförmiges Glied, das ein
Metallmaschennetz und ein anorganisches Material wie geschäumten
Graphit oder ähnliches enthielt, aufgerollt wurde und der
Rollkörper in Formen gesetzt und axial preßgeformt wurde. Bei
jeder zwischen zwei einander gegenüberliegenden
Flanschflächen eingepaßten Dichtung wurde Stickstoff mit 0,5 kp/cm²
durch die verbundenen Rohre gepumpt, und der
Klemmflächendruck und die Auslecknengen wurden gemessen. Aus den
Testergebnissen in Figur 9 wird ersichtlich, daß im Beispiel der
zweiten Ausführungsform die Ausleckmengen ungeachtet des
Klemmflächendruckwerts um eine Größenordnung geringer war als
im Beispiel der herkömmlichen Metallmaschennetzdichtung. Im
besonderen ist auffällig, daß im Beispiel der zweiten
Ausführungsform bei kleinem Klemmflächendruck die Ausleckmenge
erheblich geringer ist. Der Grund dafür ist, daß bei der
herkömmlichen Metallmaschennetzdichtung das Metallmaschennetz an
den Dichtungsflächen freiliegt, die in Kontakt mit den
Flanschen kommen, so daß das abzudichtende Strömungsmittel leicht
austreten kann.
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Durch Verändern der Länge und Breite des Bands aus
anorganischer Substanz und des Bands aus dem Metalimaschenmaterial
kann die erfindungsgemäße Dichtung für eine Vielzahl von
Verbindungsstrukturen, zusätzlich zu Flanschstrukturen,
eingesetzt werden.
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Wie oben erläutert, bedeutet die erfindungsgemäße
hochtemperaturfeste Dichtung eine Verbesserung an Material und Form
des ringförmigen Grundkörpers und des Abdeckglieds, das die
spezifischen Teile des Grundkörpers abdeckt. Entsprechend
kann die erfindungsgemäße Dichtung ohne größeren Klemmdruck
hohe Abdichteigenschaften gewährleisten, so daß
Rohrverbindungsteile leichtgewichtig ausgeführt werden können. Somit
kann die erfindungsgemäße Dichtung auf geeignete Weise als
Dichtung an Rohrverbindungsstücken eingesetzt werden, durch
die eine Vielzahl von Hochtemperatur-Strömungsmitteln
fließen. Speziell ist die erfindungsgemäße Dichtung geeignet
als Dichtungsvorrichtung an Verbindungsstücken von
Abgasrohren in Kraftfahrzeugen.