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Dichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft
Verbesserungen an Dichtungen, insbosondere Flüssigkeitsdichtungen mit zwei einander
berührenden Dichtungsflächen.
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Üblicherweise werden zur Herstellung von Dichtungen natürlicher oder
synthetischer Gummi oder ein Äquivalent davon verwendet. Während dieses Material
verhältnismäßig unzusammendr'ückbar ist, pflegt es unter hohem Druck zu fließen
oder sich zu verlagern. Außerdem war hei den bisher verwendeten Formen und Abmessungen
des Materials dessen Quellen unter der Einwirkung von Benzin, 01 und anderen
Flüssigkeiten zu beanstanden.
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Nach der Erfindung wird eine Dichtung vorgeschlagen, worin natürlicher
oder .synthetischer Gummi, plastischer Stoff, oder anderes geeignetes, hinsichtlich
Dichte,- relativer Unzusammendrückbarkeit und Elastizität gummiähnliches Material
in gegenüber bisheriger Übung äußerst dünnen Querschnitten dargeboten wird. Die
Dichtung enthält eine schmale, über die Dichtungsfläche äußerst wenig vorspringende
Dichtungsleiste aus dem angegebenen Dichtungsmaterial, das zwischen Fassungsteilen
unter Druck eingespannt ist. Das Dichtungsmaterial kann in Form einer dünnen Schicht
zwischen den vorzugsweise aus Metall bestehenden Fassungsteilen eingespannt werden
und liegt dann- nur an der die Dichtungsleiste bildenden äußersten Schichtkante
frei. Ist eine ringförmige Dichtung gewünscht, so kann der Gummi o. dgl. die Form
eines sehr dünnwandigen Rohrs haben,
dessen Wandquerschnitt die
eigentliche Dichtungsfläche bildet. Dieses Rohr wird unter verhältnisi- ßig hohem
Druck zwischen zwei Fassungsteilen n eingeschlossen, vorzugsweise unter Auftreiben
des inneren oder Verengen des äußeren der beiden Teile, zwischen denen das Rohr
eingebettet ist. Hierauf wird die zusammengebaute Einheit bearbeitet, z. B. abgedreht
oder gefräst oder in anderer Weise zugerichtet oder behandelt, um eine bündige Oberfläche
zu schaffen, an der der Gummi auf einen äußerst dünnen Querschnitt zwischen den
beiden Teilen beschränkt ist, wobei die freiliegende Gummioberfläche über die unmittelbar
anschließenden und sie begrenzenden Oberflächenstücke der Nachbarteile in .der Größenordnung
von einigen hundertstel Millimeter vorragt. Der Betrag dieses Vorragens ergibt sich
in der Praxis norm@alerwei!se bei Drehbearbeitung mit einem verhältnismäßig scharfen
Werkzeug, um nach dem Zusammenbau der Fassungsteile und des Gummirohrs die gewünschte
Oberfläche herzustellen.
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Es wurde gefunden, daß mit der im oben angegebenen Maß über die Oberfläche
des Nachbarteils vorragenden Gummidichtungsfläche den bisher erfahrungsgemäß :durch
Quellen und Fließen des Dichtungsmaterials hervorgerufenen Schwierigkeiten begegnet
wird. Dies ist offenbar der Tatsache zu verdanken, daß rrur eine äußerst begrenzte
Menge von Dichtungsmaterial beim Dichtungsvorgang bloßliegt und tätig ist.
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Zweck der Erfindung ist also die Schaffung einer verbesserten Dichtungsbauart
von der oben beschriebenen Art und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
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In der Zeichnung ist Fig. i ein Längsschnitt einer selbstdichtenden
Flüssigkeitskupplung, in der die Grundgedanken der Erfindung verkörpert sind, Fig.
2 eine Darstellung eines Ventilkörpers, auf den die Erfindung angewendet ist, Fig.
3 ein Längsschnitt eines die Erfindung enthaltenden Ventilsitzes, Fig. 4 ein Längsschnitt
der in Fig. 3 dargestellten Einheit vor dem Auftreiben und Bearbeiten, Fig. 5 ein
Teilschnitt in vergrößertem Maßstar> zur Veranschaulichung des Vorragens des Dichtungsmaterials,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines aufzutreibenden Spannrings mit darauf
saugebrachter ihn umschließender Außenlage von Dichtungsmaterial, Fig..7 ein Längsschnitt
durch ein Ventil, der die Erfindung in Anwendung auf eine ebene Dichtungsfläche
zeigt, Fig.8 die Veranschaulichung eines Verfahrens zum Aufschrumpfen der in Fig.
2 dargestellten Ventilkörperteile auf das Dichtungsmaterial und Fig. 9 eine
Darstellung der Anwendung der Erfindungsgrundsätze auf geradlinige Dichtung. Die
Grundgedanken der Erfindung sind in Fig. i in Verbindung mit dem Ventil einer lösbaren
selbstdichtenden Kupplung von der in der deutschen Patentschrift 683 54o angegebenen
Art veranschatilicht. Die Erfindung hat aber, wohlverstanden, einen weiten Verwendungsbereich,
da sie sich beliebigen Dichtungen anpassen läßt, bei .denen, zwei Oberflächen zur
Bildung einer Fliüssigkeits-. dichturig zusammentretet.
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Der Kupplungsteil i hat, wie dargestellt, einen zur Zusammenarbeit
mit (lern Ventilsitz 2 geeigneten Ventilteil 3, der Kupphingsteil4 einen zur Zusammenarbeit
mit dem Ventilsitz 6 geeigneten Ventilteil 5.
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In Fig.2 ist der Veritilteil3 abgesondert im Vertikalschnitt gezeigt.
Wie dargestellt, besteht der Ventilteil 3 aus einem Hauptteil 8 mit einer eingearbeiteten
Stufe io, die bei 12 einen zylindrischen Teil und bei 14 einen ringförmigen Bund
bildet. Ein Gummirohrstiick 16 von verhältnismäßig dünnwandiger Form kann zunächst
auf den zylindrischen Teil 12 aufgebracht werden, indem es über diesen gescholten
oder auf ihn aufgezogen wird. Der äußere Ring oder die Hülse 18 kann auf den zylindrischen
Teil 12 aufgepreßt oder aufgezogen werden, wobei (las Gummirohr 16 zwischen beiden
liegt.
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Das Hauptteil 2o des in Fig. 3 dargestellten Ventilteils 5 kann, wie
im Falle des Ventils 3, aus Metall oder von anderer passender Beschaffenheit sein
und hat eine bei 24 erweiterte Gegenbohrung der Bohrung 22. Die vorzugsweise aus
-Metall bestehende Hülse 28 wird in das Gummirohr 26 eingeführt, dann auf irgendeine
geeignete Weise ausgeweitet und in die Gegenbohrung 24 eingedrückt, um das Gummirohr
26 unter Druck innerhalb des Teils 2o einzuschließen.
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In Fig.4 ist dargestellt, auf welche Weise die die Dichtungsfläche
des Ventilteils 5 bildenden Teile vereinigt werden könileil. Vor dem Bearbeitungsvorgang,
der die konische Dichtungsfläche 30 (Fig. 5) hervorbringt, wird, nachdem das Gummirohr
26 und die Hülse 28 in Stellung gebracht wurden, eine Kugel 32 oder ein anderes
Treibwerkzeug durch die Hülse 28 gezwängt, um diese aufzutreiben. In der Praxis
wird der Durchmesser der Kugel 32 im wesentlichen deni der Bohrung 22 gleichkommen.
Vor dem :Auftreiben ist der Innendurchmesser der Hülse 28 hinreichend kleiner als
der Durchmesser der Kugel 32, Wollei die Ausdehnung der Hülse 28 in der Gegenbohrung
24 angemes,sen ist, um einen verhältnismäßig hohen Druck auf das (#timniii-ohr auszuüben,
und zwar einen solchen, der einen Teil des Dichtungsmaterials zwischen der Gegeilllohrung
24 und der Hülse 28 hinauszudrücken strebt. Nach dem Auftreiben .durch die Kugel
32 wird die Dichtungsfläche 3o unter Verwendung eines verhältnismäßig scharfen
Werkzeugs abgedreht, das imstande isst, das Gummirohr 26 1111 wesentlichen bündig
mit den Metallteilen, zwischen denen es eingeschlossen ist, abzuschneiden, wie noch
näher beschrieben werden soll.
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In Fig. 5 ist die I>iclltullgsfläche 30 stark vergrößert, um
die Bezieliuilg de4 abgedrehten Randes des Gummirohrs 26 zu den es einschließenden
Nachbarteilen zu -zeigen. Nach der Bearbeitung der Stirnfläche 30 ergibt die Eigenelastizität
des
das Rohr 26 bildenden Materials den bei 33 angedeuteten leichten
Vorsprung. Der Deutlichkeit wegen ist der Vorsprung 33 stark übertrieben, wie aus
der Tatsache ersichtlich ist, daß bei der wirklicheti :lusfi.ihrung der Betrag,
um den das Material des Rohrs 26 über die anstoßenden bearbeiteten Oberflächen vorragt,
in der Größenordnung von einigen hundertstel Millimeter liegt.
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Wie man erkennt, entsteht bei der Zuisamm.enarbeit der Fläche
30 mit dem Ventilsitz die erste Berührung am vorragenden Ende des Gummirohrs
26, während eine Berührung von Metall mit Metall erst nach derAusübung von verhältnismäßig
hohem Druck zustandekommt.
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Bei den in Fig. i his 5 einschließlich dargestellten Ausführungsformen
der Erfindung wurde die dünne Schicht des vorragenden Dichtungsmaterials so heschriehen,
daß sie der zusammengebauten Einheit als gesonderter Teil angehört. In Fig.6 ist
eine mit der Dichtung vereinigte Spannhülse gezeigt, bei der dasDichtungsmaterial
inForm von natürlichem oder synthetischem Gummi oder anderem plastischen Material
am äußeren Umfang der auftreibbaren zylindrischen Hülise 34 in Gestalt einer Schicht
36 befestigt ist, die durch Aufspritzen oder Eintauchen damit verbunden oder einfach
über die Hülse 34 gezogen und durch .die Materialsl)annung in ihrer Lage gehalten
werden kann. Es ist auch vorgesehen, daß der Gummi oder sein Äquivalent an die Außenfläche
der Hülse anvulkanisiert oder anderweitig gebunden werden kann.
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Eine weitere Allwandlung der Erfindung ist in Fig. 7 gezeigt, wonach
die Dichtungsfläche 38 des mit dem Ventilsitz 42 zusammenarbeitenden Ventilteils
4o in einer zur Längsachse des Ventils senkrechten Eherne angeordnet ist, im Gegensatz
zur konischen Fläche 3o der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform. Der dünnwandige
Ring 44 kann in ähnlicher Weise, wie bisher, zu Fig. i bis 5 einschließlich beschrieben,
eingebaut und durch die auftreibbare Hülse 46 in seiner Lage gehalten werden. Das
Ausmaß des Vorragens der Kante des Rohrs oder Dichtungsrings 44 über die Oberfläche
38 entspricht dein (los Vorsprungs 33 in Fig. 5, wie dort beschrieben.
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Fig.8 veranschaulicht ein Verfahren, bei dem der Ring i8 der Fig.
2 über dem Dichtungsring oder -rohr 16 verengt wird. Wie dargestellt, wird <las
Ventil 3 in einer passenden Fassung 48 gelagert, wobei die Teile 16 und 18 auf dem
zylindrischen Teil 12 des Ventilkörpers 3 aufgebracht sind. In an sich hekannter
Weise wird ein bei 52 ausgerundeter Kaliberring 50 über den Ring 18 niedergel)reßt,
um diesen zu verengen. Um jede Tendenz des Gummirohrs 16 zum Auswärtsdrängen des
verengten Rings 18 aus seiner Endlage, in der er eingebaut wurde, zu verhindern,
hat sich als ratsam erwiesen, ein geringes Spiel zwischen dem hing oder Rolrr i6
und dem Bund 14 zu lasisen. Dies ist aber dahin zu verstehen, daß das Spiel äußerst
gering und in der Größenordnung von einigen hundertstel Millimeter ist. Die Grundsätze
der Erfindung sind nicht auf Dichtungen beschränkt, in denen das vorragende Dichtungsmaterial
Ringform hat; daher ist in Fi,g.9 die Konstruktion einer geradlinigen Dichtung dargestellt,
bei der gleichfalls ein dünnwandiges, etwa 0,5 biss, 5 mm starkes Dichtungsmaterial
54 zwischen zwei in irgendeiner geeigneten Weise zusammengehaltenen Teilen 56 eingeschlossen
ist.
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Die Dichtung kann auch mehrere konzentrisch oder parallel angeordnete
Dichtungsleisten der angegebenen Art enthalten. Die gegenüberstehenden Oberflächen
müssen dann aber sehr genau bearbeitet sein, damit die nur wenig vorragen=den Dichtungsleiisten
gleichzeitig zur Wirkung gelangen. Es können ferner in jede der gegenüberstehenden
Oberflächen eine oder mehrere Dichtungsleistender beschriebenen Art eingelassen
sein. Das Einspannen des Dichtungsmaterials durch Deformation der Fassungsteile
kann abweichend von den Ausführungsbeispielen (Fig.4und8) auch in derWeise geschehen,
daß die Deformation gleichzeitig auf beiden Seiten, also z. B. gleichzeitig von.
innen und von außen. vorgenommen wird.