DE8809436U1 - Dichtring - Google Patents

Description

: :1&Iacgr;.: Juli 1988 G 125V3 - les

F e s t &ogr; KG , 7300 Essl ingen

D i c h t r i &eegr; g

Die Erfindung betrifft einen Dichtring, insbesondere für pneumatische Ansch1ußverbindui gen, mit an seinen beiden Axialseiten angeordneten Dichtpartien.

Dichtringe werden vor allem in der Pneumatik zur Abdichtung von Anschlußverbindungen zwischen pneumatischen Bauteilen verwendet, beispielsweise um eine druckdichte Abdichtung zwischen dem Zylinder eines Kolben-Zylinder-Aggregates und einem in den Zylinder eingeschraubten, den Anschluß einer Druckmittel1eitung gestattenden Anschlußverbindungsstück zu garantieren. Der Dichtring wird jeweils zwischen die beiden gegeneinander abzudichtenden Bauteile gefügt, die sodann, z.B. im Rahmen einer Schraubbewegung, gegeneinander bewegt werden. Hierbei gelangt der Dichtring mit seinen beiden an entgegengesetzten Axialseiten angeordneten Dichtpartien in Anlage mit den beiden Bauteilen und wird gleichzeitig von ihnen axial zusammengedrückt. Häufige Formen der-

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artiger Dichtringe sind O-Ringe oder Flachdichtringe mit rechteckigem Querschnitt. Nachteilig ist allerdings, daß im Laufe der Zeit infolge Materialermüdung des Dichtringes und daraus resultierender Verringerung der auf den Dichtring ausgeübten Anpreßkraft der abzudichtenden Bauteile Undichtigkeiten auftreten können. Die Anschlußverbindungen müssen deshalb regelmäßig auf ihre Dichtheit hin überprüft und im Leckagefalle nachjustiert bzw. nachgezogen werden. Diese Arbeit ist recht zeitaufwendig, und foils versehentlich eine Leckstelle übersehen wird, kann dies erhebliche Schadensfälle nach sich ziehen. Problematisch ist auch, daß die Dichtringe bei versehentlichem, zu starkem Zusammenpressen der gegeneinander abzudichtenden Bauteile zu stark gequetscht werden, so daß sie schnell brüchig werden.

Der Erfindung liegt daher das Ziel zugrunde, einen Dichtring gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfacher Herste11 barkeit auch noch nach langer Betriebsdauer _ /sr¹äs si ge Dichtheit der abzudichtenden Bauteileverbindung gewährleistet.

Dieses Ziel wird dadurch erreich*, daß der Dichtring sowohl außen als auch innen eine kegel stumpfförpir = Gestalt mit untereinander gleichgerichteten axialen Verjüngungsrichtungen aufweist. Auf diese Weise erfolgt beim Festziehen der abgedichtet miteinander zu verbindenden Bauteile eine Verformung des zwischengefügten Dicht-.··■·.· - 3 -

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ringes in Axial richtung, im Laufe derer seine verjüngte Partio praktisch eingestülpt wird, so daß der Kegelwinkel mit zunehmender Verformung zunimmt. Der Dichtring hat hierbei also die Tendenz, ausgehend von seiner Kegel stumpfform in eine ebene Ringscheibenform überzugehen. Jederzeit sind dieser Verformung jedoch die inneren Materialkräfte des Dichtringes entgegengesetzt, so daß auch zwischen den beiden eben erwähnten Extremlagen ein sattes, ringförmiges Anliegen des Dichtringes an beiden gegeneinander abzudichtenden Bauteilen gewährleistet ist. Es ist daher nicht einmal notwendig, die beiden Bauteile sehr fest gegeneinanderzuschrauben, da der Dichtring auch ohne Quetschung seiner Wandstärke Dichtheit garantiert. Demzufolge können auch die Schadensfälle reduziert werden, die bisher durch versehentlich zu starkes Festziehen der Anschlußverbindung entstanden sind. Vorteilhaft ist weiter, daß der erfindungsgemäße Dichtring eine selbsttätige Nachstel1 funktion ausübt. Die gewählte Ringform gewährleistet ausreichende Elastizität, um auch nach einer langen Betriebsdauer noch mit ausreichender Kraft an den zu dichtenden Bauteilen anzuliegen. In der Folge erübrigen sich also zeitaufwendige Kontrollgänge zur überprüfung der Dichtheit von Anschlußverbindungen. Bei all diesen Vorteilen ist der Dichtring einfach herstellbar, da er z.B. als Stanzteil oder Prägeteil kostengünstig gefertigt werden kann.

Zweckmäßige· Weiterbildungen der Erfindung sind in den

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Unteransprüchen aufgeführt.

Zweckmäßigerweise ist der Dichtring so gestaltet, daß er die Form der Wandung eines kegelstumpfförmigen Trichters aufweist. Dabei sind die beiden Ringschnittflächen des in einer sich axial und radial erstreckenden Ebene geschnittenen Ringes zweckmäßigerweise gegenüber der Ring-Längsrichtung schräg angestellt. Von Vorteil ist, wenn die beiden Dichtpartien von am Ring angeordneten umlaufenden Dichtkanten unterschiedlicher Durchmesser gebildet sind, die dann einander gegenüber in Axialrichtung verlagert sind. Besonders kostengünstig herstellen läßt sich ein Dichtring, der quadratische oder rechteckförmige Gestalt aufweist. Außerdem ergibt sich bei einer derartigen Gestaltung der zusätzliche Vorteil, daß die Dichtkanten von den ringförmig umlaufenden, in entgegengesetzte Axialrichtungen weisenden Kanten der Ringschnittflächen gebildet sind.

Bei einer rechteckförmigen Ringschnittfläche sind die parallel zu den längeren Seitenkanten dieser Fläche verlaufenden Längsachsen beider Schnittflächen zweckmäßigerweise unter dem gleichen Winkel zur Ring-Längsachse angeordnet und laufen aufeinander zu, wobei sie sich in der Ring-Längsachse im Abstand zur Radialebene des Ringes treffen,

Vorzugsweise sind die Dichtkanten von den beiden einander mit Sszug zur Ring-Schnittfläche diagonal gegenüber-

liegenden Ringkanten in den einander entgegengesetzten äußeren axialen Ringbereichen gebildet.

Von Vorteil ist auch ein mit ovalen oder elliptischen Ringschnittflächen ausgebildeter Dichtring.

Wenn der Dichtring in Axialrichtung federnd ist und insbesondere federelastische Eigenschaften hat, stellt sich eine besonders lange Lebensdauer ohne Beeinträchtigung der Dichtfunktion ein.

Vorzugsweise besteht der Dichtring aus Aluminium oder eine^r aluminiumhaltigen Legierung. Unter Umständen kann er auch aus Stahl bestehen. Zweckmäßig ist es, ihn als Stanz- oder Prägeteil auszubilden, allerdings läßt sich auch eine Ausgestaltung als Drehteil kostengünstig herstellen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dichtringes im Schnitt,

und 3 den Dichtring aus Fig. 1 im Zusammenhang

mit einer abzudichtenden Anschlußverbindung zwischen einem Anschlußstutzen und einer Wand eines pneumatischen Bauteils, wobei Fig. 2 den Zustand vor Herstellung der Anschluß· , .". ··. ! - 6 -

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verbindung und Fig. 3 aen Zustand bei hergestellter Anschlußverbindung darstellt, und Fig. 4 eine weitere Bauform des erfindungsgemäßen Dichtringes im Schnitt,

Die Fig. 1 und 4 zeigen zwei vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dichtringes, die allgemein mit den Bezugsziffern 1 bzw. I¹ bezeichnet sind. Die Längsachse der Dichtringe 1, 1' ist strichpunktiert bei 2 angedeutet. Beide Dichtringe 1, I¹ zeichnen sich dadurch aus, daß sie sowohl auß*n(3), d. h. von radial außen her gesehen, als auch innen (4), d. h. von radial innen her gesehen, eine kegel stumpfförmige Gestalt aufweisen, wobei sich beide Male der Kegelstumpf in die gleiche axiale Richtung 5 verjüngt. Mit dieser Betrachtungsweise wird die allgemeine Gestalt der Dichtringe 1, I¹ erfaßt, ohne im Detail auf den eigentlichen Konturenverlauf der einzelnen Ringoberf lächenabschni t i.e e i nzugehen.

Die Gestalt der Dichtringe 1, I¹ läßt sich mit anderen Worten auch dadurch umschreiben, daß sis jeweils in Art des Wandverlaufes eines kegel stumpfförmigen Trichters ausgebildet sind.

In beiden Fällen der Fig. 1 und 4 ist der jeweilige Dichtring 1, 1' im Schnitt dargestellt, wobei die Schnitt ebene gleichzeitig in Axialrichtung 2 und Radi alrichtung 6 des Ringes verlauft, unc dieser Schnitt soll nach-

folgend als Querschnitt bezeichnet werden. Nach einem solchen Querschnitt offenbaren sich zwei einander diametral gegenüberliegende Ringschnittflachen 7, 7' bzw. 8, o', die identisch ausgestaltet sind. Infolge der konischen bzw. kegeligen Dichtringform sind dabei die beiden Ringschnittflächen 7, 7' bzw. 8, 8' jeden Ringes gegenüber der R i ng-Lär'gsr i chtung 2 schräg angestellt.

Betrachtet man nun im einzelnen den Dichtring 1 gemäß Fi&iacgr;. 1, so erkennt man die vorteilhaft rechteckförmige Gestalt beider Ringschnittflächen. Die parallel zu den längeren Seitenkanten des jeweiligen Rechteckes verlaufenden Längsachsen 9, 9' der beiden Rechteckflächen 7, 7' sind unter dem gleichen Winkel 10, 11 zur Ring-Längsachse 2 angeordnet und kreuzen sich in einem gemeinsamen Punkt 14 mit der Längsachse 2 auf der einen Axialseite des Ringes in Abstand zu diesem.

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Bei dem Dichtring 1 ' gemäß Fig. 4 sind die Ringschnittflächen 8, 8' oval gestaltet und haben die Form eines zusammengedrückten Kreises. Auch eine Ellipsenform ist hierbei denkbar. Für die Längsachsen 15, 15' dieser Ringschnittflächen 8, 8¹ treffen die gleichen Gegebenheiten wie für die Längsachsen 9, 9' der Ringschnittflächen 7, 7' des Dichtringes 1 zu. weshalb sich hier

nähere Ausführungen erübrigen.

In beiden Fällen 1, 1' besteht der Dichtring vorzugsweise aus Aluminium oder aus einet^ Material mit hohem Aluminiumanteil. Dadurch ist gewährleistet, daß der Ring in sich in Axialrichtung 2 federnd ist. Die aus dieser Federelastizität resultierenden Vorteile kann man am besten anhand der Fig. 2 und 3 erläutern.

Diese beiden Figuren 2 und 3 zeigen eine identische Pneumatikanordnung in unterschiedlichen Stellungen. Es ist jeweils die Wand 16 eines Pneumatikbauteiles abgebildet, bei der es sich beispielsweise um die Wand eines Zylinders von einem Ko1 ben-Zy 1 inder-Aggregat handelt. Der angedeutete, von der Wand 16 umschlossene Innenraum 17 dieses Bauteils ist zur gasdichten Aufnahme eines Pneumatikmediums, &zgr;. &Bgr;. Druckluft, geeignet. Mittels eines Anschlußstutzens 18 soll eine nicht näher dargestellte Druckmittelleitung oder ein Druckmittelschlauch mit dem Raum 17 verbunden werden, um Druckmittel zu- oder abzuführen. Zu diesem Zweck enthält die Wand 16 eine durchgehende, in den Raum 17 ausmündende Gewindebohrung 19, in die sich der Ansch1ußstutzen 18 mit einem Gewindefortsatz 20 einschrauben läßt. Mit 21 ist eine axial an den Fortsatz 20 angeformte Betätigungspartie bezeichnet, an der sich ein Schraubwerkzeug ansetzen läßt und auf die axial ein Aufsteckfortsatz 22 folgt, an dem sich die Leitung bzw. der Schlauch

lösbar festlegen läßt. Der Anschlußstutzen 18 wird koaxial von einer öffnung 23 durchdrungen.

Zur Abdichtung des Bereiches 24 zwischen den beiden Teilen 19, 20 ist ein Dichtring von der Gestalt des Dichtringes 1 gemäß Fig. 1 zwischen den Anschlußstutzen

18 und die Wand 16 zwischengefügt. Sein Innendurchmesser y, ist etwas größer als der AulJendurchmesser des Gewinde-

'.) fortsatzes 20, den der Ring 1 koaxial und unter radialem

Spiel umgibt, wobei er an beiden Axialseiten von ebenen Dichtflächen 30, 31 flankiert ist, die zum einen an der Außenseite der Wand 16 und zum andern an der zugewandten Seite der Betätigungspartie 21 angeordnet und insbesondere angeformt sind.

In der in Fig. 2 abgebildeten Stellung ist der Anschlußstutzen 18 noch nicht vollständig in die Gewindebohrung

19 eingeschraubt, so daß dem Dichtring 1 axiales Spiel zur Verfügung steht und er eine erste Ringstellung einnimmt, die mit der unter Fig. 1 erläuterten Ursprungsstellung bzw. Grundstellung oder Grundform des Ringes übereinstimmt. Wenn nun der Anschlußstutzen 18 weiter eingeschraubt wird, so üben die beiden Dichtflächen

&ugr; 30, 31 eine zunehmende Druckkraft gemäß den in Fig.

jf 1 angedeuteten Pfeilen 32, 33 in entgegengesetzten

g" Richtungen in Axi al richtung 2 auf den Dichtring 1 aus.

Die Folge hiervon ist, daß der Dichtring 1 allmählich

j umgestülpt wird, wobei sich die Winkel 10, 11 allmählich

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vergrößern, bis sie etwa 90° betragen und der Dichtring die in ;- &igr;g- 3 abgebildete Ringstellung einnimmt, in der er die Form einer ebenen Ringscheibe hat. Die ursprünglich mit Bezug zur Längsachse 2 schräg verlaufenden Längsseiten der Ringschnittflächen 7,7' verlaufen nun im wesentlichen rechtwinkelig zur Längsachse 2.

Wegen der federnden Dichtringeigenschaften versucht der Dichtring in jeder von der Grundstellung gemäß Fig. 1 abweichenden Stellung und folglich auch in der Stellung gemäß Fig. 3, die Grundstellung gemäß Fig. 1 erneut wieder einzunehmen. Diese rückfedernde Eigenschaft hat den Vorteil, daß der Dichtring mit den an seinen beiden Axialseiten angeordneten Dichtpartien 34, 35 dauernd gegen die Dichtflächen 30, 31 der gegeneinander abzudichtenden Bauteile vorgespannt ist. Hierdurch ergibt sich ein hervorragender Dichtkontak"., und auch nach einem langen Zeitraum stellt sich keine Ermüdung des Dichtringmaterials ein, so daß keine eine Leckströmung zulassenden Spalte auftreten. Der Dichtring 1, 1' arbeitet also praktisch selbstnachstellend, und durch die erfindungsgemäße Gestalt ist er in Axialrichtung wesentlich elastischer als übliche Dichtringe, wobei er zudem größere Axialspalte ausgleichen kann.

Indem der Dichtring 1, 1' also gleichzeitig in ArI eines Federringes arbeitet, wird vortei1hafterweise auch einem versehentlichen Lösen der Schraubverbindung

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zwischen dem AnschlußstUck 18 und der Wand 16 entgegengewirkt.

Die Verwendung von Aluminium als Dichtringmaterial gewährleistet eine optimale Dichtheit.

Zurückkommend auf die Fig. 1, erkennt man, daß die rechteckförmigen Ringschnittflächen 7, T die Ursache dafür sind, daß die beiden ringseitigen Dichtpartien 34, 35 an den axialen Ringbereichen jeweils eine umlaufende Dichtkante 36, 37 enthalten. Es handelt sich hierbei um die beiden von den einander mit Bezug zur Ringschnittfläche diagonal gegenüberliegenden Ecken der Rechteckfläche gebildeten rtingkanten, die zwei verschiedene Durchmesser aufweisen, wobei der Durchmesser der in Verjüngungsrichtung 5 weisenden Dichtkante 36 geringer ist als derjenige der entgegengesetzten Dichtkante 37. Der axiale Abstand der beiden Dichtkanten 36, 37 bestimmt sich nach den Winkeln 10, 11 der Schrägstellung der Schnittflächen 7, 7'.

Auf diese Weise findet ein 1inienförmiger Kontakt zwischen dem Dichtring und den zugeordneten Dichtflächen 30, 31 der miteinander druckdicht zu verbindenden Bauteile statt, der eine hohe spezifische Pressung garantiert und folglich optimale Dichtheit gewährleistet, Lediglich i der in Fig. 3 abgebildeten Ringstellung kann ein flächiger Dichtkontakt mit den beiden Ringf1äch>sn stattfinden,

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in allen anderen Zwischenstellungen überwiegt der linienförmige Dichtkontakt.

Es ist daher sogar möglich, die zu verbindender. Bauteile so zu montieren, daß der Dichtring 1, I¹ in der Endstellung nicht exakt eine scheibenförmige Gestalt annimmt, sondern daß die Winkel 10, 11 geringer als sind. Ohne Beeinträchtigung der Abdichtqualitäten wird hierdurch mit Sicherheit ein zu starkes Quetschen des Dichtringes verhindert, so daß bei der Montage Beschädigungen von vorneherein ausgeschlossen sind.

Der einfache Aufbau des Dichtringes macht es möglich, ihn im Rahmen eines Stanz- und/oder Prägeverfahrens als Stanz- und/oder Prägeteil herzustellen. Hierbei kann man Folgewerkzeuge verwenden, so daß lediglich ein einziger Arbeitsgang notwendig ist. Auch bei einem aus Stahl bestehenden Dichtring 1, 1' ergeben sich noch gute Dichteigenschaften bei einfacher und kostengünstiger Herstellung.

Im Rahmen eines etwas aufwendigeren Verfahrens kann der Dichtring auch als Drehteil hergestellt werden.

Vorteilhaft ist des weiteren, daß der erfindungsgemäße Dichtring 1, 1' durch Kraftaufgabe gemäß der. Pfeilen 32, 33 auch seine Radiaiabmessungen in gewissem Rahmen verändert. Auf diese Weise kann mim zusätzlich eine Abdichtung in Rad i a 1 r i chtung erhallten, wenn bauteil-

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seitige Dichtflächen vorgesehen sind, die dem Dichtring radial außen und/oder radial innen gegenüberliegen und entsprechend gestaltet sind.

Vorteilhaft ist schlußendlich auch die Tatsache, daß · es für die Herstellung eines Dichtringes gemäß der Erfindung nur wenigen Materials bedarf, da das Durchmesserverhältnis zwischen Außen- und Innendurchmesser des Ringes sehr klein gewählt werden kann, ohne die Axialelastizität negativ zu beeinflussen.

Claims (1)

1. : : : · : :ii4 Juii 1988

   G 12SV3 - les

   F e s t &ogr; KG , 7300 Esslingen,

   D i c h t r i &eegr; g

   Ansprüche

   1. Dichtring, insbesondere für pneumatische Anschluß-Verbindungen, mit an seinen beiden Axialseiten angeordneten Dichtpartien, dadurch gekennzeichnet, daß er sowohl außen (3) als auch innen (4) eine kegel stumpfförmige Gestalt mit untereinander gleichgerichteten axialen Verjüngungsrichtungen (5) aufweist.

   2. Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er die Gestalt der Wand eines kegeistumpfförmigen Trichters aufweist.

   &idiagr; 3. Dichtring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-

   &iacgr; zeichnet, daß die beiden Ringschnittflächen (7, 7¹

   bzw. 8, 8') des in einer sich axial (5) und radial

   I; (6) erstreckenden Ebene geschnittenen Ringes (1, 1')

   ii; gegenüber der Ring-L'ängsr ichtung (2) schräg angestellt

   Si sind (10, Ü).

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   4. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtpartien (34, 35) an? Ring (1) angeordnete umlaufende Dichtkanten (36, 37) unterschiedlicher Durchmesser enthalten.

   5. Dicbtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschnittflächen quadratische Gestalt aufweisen.

   6. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschnittflächen (7,7') rechteckförmige Gestalt aufweisen.

   7. Dichtring nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zu den längeren Seitenkanten der Ririgschnittflache (7,7*) verlaufenden Längsachsen (9>9'/ der beiden rechteckförmigen Ringschnittflachen (7,

   7¹) unter dem gleichen Winkel (10, 11) zur Ring-Längsachse (2) angeordnet sind und aufeinander zu laufeii, wobei sie sich in der Ring-Längsachse (2) im Abstand zum Dichtring (1) treffen.

   8. Dichtring nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkanten (36, 37) von den beiden einander mit Bezug zur Ringschr»ittf1äche (7,

   7¹) diagonal gegenüberliegenden Ringkanten in den einander entgegengesetzten äußeren axialen Ringbereichen gebi'det sind.

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   9. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringschnittflächen ovale oder elliptische Gestalt aufweisen.

   10. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er zwischen zwei Ringstellungen bewegbar ist, wobei er in der einen Ringstellung kegelstumpf formige Gestalt aufweist und in der anderen Ringstellung die Gestalt einer ebenen Ringscheibe einnehmen kann.

   11. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er ein in Axialrichtung (2) federnder Ring ist.

   12. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Material mit federelästischen Eigenschaften besteht.

   13. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er zumindest größtenteils aus Aluminium besteht.

   14. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Stahl besteht.

   15. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Stanz- oder Prägeteil ist.

   16. Dichtring nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Drehteil ist.