DE9490171U1 - Dichtungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung der allgemeinen Art, bei welcher ein konzentrischer (oder äquivalenter) mehrrippiger harter Dichtungsring durch Dichtungsmaterial abgedeckt ist, das im Vergleich zum Ring weich ist, so daß dann, wenn die Vorrichtung zwischen Flanschen eingebracht wird, die durch Schrauben zusammengezogen werden, das verhältnismäßig weiche Dichtungsmaterial durch die Rippen gepreßt wird und in die Nuten oder Kammern versetzt wird, die durch und zwischen den Rippen gebildet sind, wobei das eingekammerte Material durch die Rippen gegen radiales Auspressen zusammengehalten wird und durch die Flanschen gepreßt wird, um einen sich radial erstreckenden Bereich der Abdichtung mit dem Flansch und der Oberfläche gegenüber der Flächenpressung zu definieren.

Bei einer solchen Dichtungsvorrichtung, wobei eine Deformation oder Versetzung von Material erforderlich ist, um einen Dichtungszustand zu bewirken, kann der Beginn der Dichtung, der von den angelegten Kräften herrührt, welche eine solche Versetzung bewirken, geeigneter als Passung oder Sitz der Dichtung bezeichnet werden, ungeachtet der Tatsache, daß eine weitere Zunahme an angelegten Kräften erwünscht oder erforderlich sein kann, um auf eine eingepasste Dichtungsvorrichtung einzuwirken, um die Betriebsdichtung für große Betriebsdrucke und Temperaturen von Materialien zu bewirken, die in der Dichtungsvorrichtung enthalten sind. Diese Beschreibung befaßt sich hauptsächlich mit der Passung bzw. dem Sitz oder Setzen einer solchen Dichtungsvorrichtung.

Im idealfall liegt das Dichtungsmaterial in einem solchen Volumen vor, daß es nach Komprimieren durch eine geeignete Klemmkraft, die über die Flanschen wirkt, die Nutkammern vollständig füllt und den Klemmkräften Widerstand leistet, um einen Dichtungssitz mit dem Flansch zu bewirken, wobei ausreichend Material vorliegt, um den direkten Kontakt zwischen den Rippen und den Flanschen zu verhindern, jedoch nicht ein Übermaß, das eine kontinuierliche Schicht über der Oberseite der Nuten und Rippen bildet, die durch die

Flanschklemmkräfte ausgetrieben wird oder durch den Betriebsdruck ausgeblasen wird oder am allerwenigsten ein verschwenderisches Übermaß an Materialien darstellt.
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Jedoch tritt eine solche ideale Situation nicht oft auf, bei welcher ein Anwender vollständige Kontrolle über die Betriebsbedingungen und die Dichtungsstruktur hat, um ein solch exaktes Füllen der Nuten zu bewirken und um die Anwendbarkeit bzw. Brauchbarkeit solcher Dichtungsformen zu erleichtern, sind die Strukturen bzw. deren Aufbau in Abhängigkeit von den definierten Betriebsbedingungen gemäß einem oder mehreren Standards bestimmt, wie DIN 2697.

Im allgemeinen ist der Kern des harten Dichtungsrings parallelseitig angeordnet mit Ausnahme der übereinanderliegende Nuten definierenden Rippen von gleichmäßiger Höhe und verhältnismäßig scharfer dreieckiger Form {wenn auch möglicherweise mit kleineren Abstumpfungen), um zu gewährleisten, daß das weichere Dichtungsmaterial leicht in die Nuten versetzt wird. Die charakteristischen scharfen kammähnlichen Rippen sind dafür verantwortlich, daß solche Dichtungen als Kammprofil- oder cam-profile-Dichtungen bekannt sind. Zum Beispiel wird gemäß dem obigen Standard eine Nuttiefe von 0,75 mm durch dreieckige Rippen von 1,5 mm Ganghöhe in radialer Richtung definiert.

Zu üblichen Dichtungsmaterialien gehören flexibler Graphit und Polytetrafluorethylen, welche Materialien plastisch zwischen niedrigen und hohen Dichten komprimierbar sind und die bei hoher Dichte, wenn sie die Nuten effektiv füllen, elastisch komprimierbar sind, um die Passung zu liefern und danach unter einem Bereich von angewandten Druckbelastungen durch die Flanschen abdichten, einschließlich der Erholung, wenn eine solche Belastung sich in diesem Bereich erniedrigt.

Es ist einer solchen Standarddichtungsstruktur, wie oben beschrieben, eigentümlich, daß als Antwort auf die Flächenpressung, die auf die Flanschen angelegt wird, auf das Dichtungsmaterial durch alle Ränder gleichzeitig eingewirkt wird, um dessen Versetzung in alle radial versetzten Nuten zu bewirken und dann die Kompression des Materials zu bewirken, bevor überhaupt der Paßsitz erreicht ist und daß dann ein Setzen über die gesamte Dichtungsbreite praktisch gleichzeitig erreicht wird. Es ist auch klar, daß ein signifikanter Grad an Flächenpressung erforderlich ist, um eine solche gleichzeitige Verdrängung bzw. Versetzung und Kompression zu bewirken, um das Setzen herbeizuführen und daß es nötig sein kann, sie zu erhöhen, um die endgültige Abdichtung für große Betriebsdrucke und -temperaturen zu erreichen.

Es wurde jedoch gefunden, daß Dichtungen, die gemäß einem solchen Standard hergestellt und verwendet werden, sich unerwünscht verhalten können.

Es wurde gefunden, daß dann, wenn man die Dichtung großen Kräften über die Flanschen unterwirft, es nicht nur durch die scharfen Rippen versetzt wird, sondern manchmal die scharfen Rippen durch das Material brechen, um möglicherweise mit einem Flansch in Kontakt zu kommen unter Beschädigung der Rippe und/oder der Flanschfläche. Obwohl eine Metall-zu- Metall-Dichtung bei der besonderen Flanschbelastung gebildet wird, die zu einem solchen Durchbruch und Kontakt führt, ist eine solche Art der Dichtung von begrenztem praktischen Wert, da sie aus der plastischen Deformation der Metallteile herrührt und keine Erholung zur Anpassung an eine Verminderung in der Betriebsflächenpressung liefert, während sie die Bildung der Dichtung durch richtige Kompression des Dichtungsmaterials als Antwort auf die Flanschbelastung inhibiert.

Selbst wenn kein Kontakt zwischen den scharfen Rippen und der Flanschfläche auftritt, bricht ein solcher Durchbruch des Dichtungsmaterials die radial kontinuierliche Schicht in diskrete Bereiche, welche schlechtere Erholung

zeigen {in Richtung der Flanschbeiastungskräfte) als Antwort auf Verminderungen in den Flanschbelastungskräften und somit eine Verminderung in der Betriebswirksamkeit.

Es wurde auch gefunden, daß beim Anlegen hoher Flächenpressung auf die Flanschen zu dem Ausmaß, daß ein Biegen der Flanschen erfolgt, verschiedene Drucke im Dichtungsmaterial in angrenzenden Rippenkämmen erzeugt werden und die Druckkonzentrationen, die durch die verhältnismäßig dünnen Kammteiie der Rippen bewirkt werden und auf sie einwirken, können zur plastischen Deformation von wenigstens diesen Teilen der Rippen führen.

Wie angegeben, ist es ungeachtet der Rippennatur des Kerns im wesentlichen nur dann ein rechteckig eingeteiltes Dichtungselement, bei welchem die Passung über die ganze Oberfläche bewirkt wird, wenn die angewandte Flächenpressung der Flanschen ausreichend hoch ist und mit dem Risiko bei hohen Klemmkräften, daß die Flanschen nicht die optimale Ausrichtung mit dem Kern aufrechterhalten. Es ist bezüglich Dichtungen an sich für die Abdichtung zwischen Flanschen wohlbekannt, daß ein im allgemeinen gerundeter, erhöhter oder konvexer Querschnitt es einem Dichtungselement gestattet, die Passung über einen kleineren Kontaktbereich mit den Flanschen, bei geringeren Flächenpressungen der Flanschen und mit geringerer Abhängigkeit von der präzisen Ausrichtung zwischen Flanschen und Dichtungselement einzugehen, wobei sich der eingepaßte Bereich danach radial ausdehnt, wenn die Flanschklemmkraft zunimmt.

Es wurde in der Patentbeschreibung GB-A-2010417 {DE 27 50 351) vorgeschlagen, die Struktur eines solchen Elements mit progressiver Passung mit der das Strukturmateriai in Kammern einteilenden Funktion einer Kammprofildichtung zu kombinieren, indem man einen Kammprofildichtungskern mit wenigstens einer konvexen Seite aufbaut, auf welcher die Rippen angeordnet sind, um den Beginn der Passung bei geringeren Flanschschließkräften zu bewirken als bei Kernen mit parallelen Seiten.

Während die Eigenschaft {daß die Passung in der Mitte des Flansches bei geringeren Flanschschließkräften eingeleitet und radial ausgebreitet wird, wenn die Flanschschließkräfte zunehmen) attraktiv ist, um das Erfordernis zu lindern, für eine große Schließkraft zu sorgen, die anfänglich über den ganzen Flansch angelegt wird, um das Setzen zu bewirken, bewirkt eine solche Kerngeometrie nichts zur Verhinderung des Durchbrechens der scharfen Rippen durch das Dichtungsmaterial unter Beschädigung der Rippen und/oder Flanschen. So ist ersichtlich, daß die Hauptquelie der Schwierigkeiten bei der Verwendung von Kammprofildichtungen nicht beseitigt wird.

Die potentiell schädigenden Wirkungen einer solchen Kernstruktur mit Kammprofil mit scharfen Rippen wurden vom gleichen Erfinder in der Patentbeschreibung Nr. US-A-4784411 (DE-A-36 23 310) angesprochen, worin vorgeschlagen wird, daß anstatt einer Reihe von Rippen und Nuten nur innere und äußere begrenzende bzw. Randrippen erforderlich sind in Kombination mit dem grundlegend konvexen (oder möglicherweise konkaven) Kemkörper, wenn diese Ausbuchtungen oder Rippen nicht scharf und sägezahnähnlich und daher nicht in der Lage sind, das Dichtungsmaterial oder die Flanschen zu beschädigen. Eine solche Struktur koexistiert mit einem vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung, welche die maschinelle Bearbeitung vermeidet, indem man einen etwas deformierbaren Kerns walzt, um Material von Bereichen zu versetzen, die nahe jedem Rand Vertiefungen werden sollen, um an den Rändern und dem gekrümmten Mittelteil das zu bilden, was gerundete Wülste oder Rippen werden soll.

Ein solcher Kernentwurf und seine Ausführung beruhen daher darauf, daß man nur zwei Kammern für die Verdrängung von Dichtungsmaterial in Passung benachbart zu jedem Rand hat und die auf die Dichtung wirkende Flächenpressung, die normalerweise auf eine Mehrzahl von scharfen Rippen angewandt wird, auf einige stumpfere konzentriert.

Jedoch für viele Verwendungsumstände wird es als ungeignet betrachtet sich auf die Dichtung an nur zwei Randrippen und/oder einem Kern zu verlassen, der deformierbar ist.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Dichtungsvorrichtung der vorerwähnten allgemeinen Art bereitzustellen, die eine mehrrippige Kernstruktur hat, welche eine zunehmende Passung des dazugehörigen komprimierbaren Dichtungsmateriais liefert, während sowohl der Nachteil der scharfen Kammrippen vermindert als auch die Komplexität der gleichzeitigen machinellen Bearbeitung sowohl der Rippen als auch der Veränderungen in der darunterliegenden Kerndicke vermieden wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Dichtungsvorrichtung (1) einen Kern von gleichmäßiger Dicke zwischen Hauptflächen davon, wobei wenigstens eine Hauptfläche flach ist und eine Mehrzahl von Rippen trägt, die im wesentlichen orthogonal zu einer Richtung zwischen den inneren und äußeren Rändern der tragenden Kernfläche laufen und (2) eine Schicht von Dichtungsmaterial, das weich ist im Vergleich zum Kern und deformierbar über diesen Rippen liegt, wobei diese unterstützten Rippen stumpfe im allgemeinen bogenförmige Höhenquerschnitte haben und von gleichmäßiger Höhe sind bezüglich dieser sie tragenden Hauptfläche und in dieser Richtung in solcher Anzahl und mit solchen Abmessungen an dieser Hauptfläche angeordnet sind, daß sie eine Reihe von Nuten von gleichmäßiger Tiefe zwisehen den Rippen bilden, die individuell im Volumen als Funktion des Nutenabstands von diesen inneren und äußeren Rändern variieren.

Vorzugsweise stimmen solche Rippen, die einer Hauptfläche zugeordnet sind, im Höhenquerschnitt mit einem kleinen Bogen eines gedanklich geschlossenen konischen Abschnitts überein, der durch einen Brennpunkt unterhalb der Oberfläche der Hauptfläche erzeugt ist, bequemerweise einem Kreis.

In dieser Beschreibung wird der Ausdruck 'kleiner Bogen' dazu benutzt, um eine Bogenlänge von nicht mehr als der Hälfte des Umfangs des gedanklich geschlossenen konischen Abschnitts zu definieren.

Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es bedeuten:

Figur Ka) ist ein Teilaufriß durch einen Teil einer Dichtungsvorrichtung

gemäß der vorliegenden Erfindung; und 10

Figur 1 (b) ist ein Draufsicht auf einen Teil des Kerns der Dichtungsvorrichtung von Figur 2(a).

Figur 2 ist ein Teilaufriß durch eine bekannte Form einer Kammprofil-

dichtung;

In Figur 2 enthält eine bekannte Form einer Kammprofildichtung 10 einen starren Kern 11 aus Stahl in Form eines abgeflachten Kreisringes. Der Kern 11 hat einen radial äußeren Teil 12, der als Führungsring ausgebildet ist, über welchen der Kern im Betrieb innerhalb eines Kreises von Schraubenbolzen 13 (gestrichelt gezeigt) zwischen einem Paar Flanschen 14 (ebenfalls gestrichelt gezeigt) zentriert ist und einen Hauptteil 15. Der Hauptteil 15 hat im wesentlichen parallele Hauptflächen 16, 17, die seine Dicke bestimmen und auf welchen eine Mehrzahl von Rippen 18 bzw. 19 angeordnet sind, wobei jede Rippe orthogonal zu einer Richtung zwischen dem inneren Rand 20 und dem äußeren Rand 21 der Dichtung läuft, d.h. konzentrisch zueinander. Die Rippen 18, 19 sind von gleichmäßiger Höhe und umgrenzen im Höhenquerschnittt Dreiecke bezüglich der Seiten 16,17 des Kerns. Die Spitzen der Rippen, die durch die konvergierenden Wände der Dreiecke definiert sind, können Spitzen haben, die scharf oder auf weniger als 10 % der Länge (in radialer Richtung) der Basis des Dreiecks etwas abgestumpft sind. Der Hauptteil 15 des Kerns hat somit gleichmäßige Dicke, und die Rippen haben gleichmäßige Höhe. In

der Praxis werden die Rippen durch maschinelles Bearbeiten der Nuten in das Kernmaterial bestimmt und gebildet, und die Hauptflächen werden an den Basen der Nuten definiert.

Eine Schicht 22, 23 aus Dichtungsmaterial, das verhältnismäßig weich im Vergleich mit dem Kern und deformierbar ist, wie flexibler Graphit, Polytetrafluorethylen oder anderes auf diesem Gebiet wohlbekanntes Material, wird angrenzend an jeden Satz von Rippen und darauf aufliegend angeordnet.

In der Verwendung wird die Dichtung 10, wie gezeigt, zwischen Flanschen 14 angeordnet und dann werden Schrauben 13 angezogen, um die Flanschen zusammenzuziehen oder zu klammern. Die Flanschen üben einen Klemmdruck über die volle radiale Breite jeder Lage von Dichtungsmaterial aus, das örtlich durch die Spitzen der Rippen deformiert wird und so in die Nuten zwischen sie versetzt und dann komprimiert wird, um seine Dichte zu erhöhen und bei der maximalen Dichte eine Dichtungsschicht zwischen jedem Flansch und dem Kern liefert.

Da die Verdrängung des Dichtungsmaterials durch alle Spitzen gleichzeitig bewirkt wird, muß deutlich eine beträchtliche Kraft in den Flanschen durch die Schrauben ausgeübt werden, bevor alle Nuten gefüllt sind und das darin und das über den Rippen verbleibende Material durch die Flanschen in dem Ausmaß komprimiert wird, daß die Dichtung eingeleitet wird, d.h. die Passung eintritt. Überdies wurde gefunden, daß dann, wenn eine Flächenpressung angewandt wird, die vorher aus dem erwarteten Widerstand gegen die Deformation des Dichtungsmaterials durch die Rippen berechnet wurde, es häufig erfolgt, daß Ungleichmäßigkeiten im Dichtungsmaterial oder in der Schärfe der Rippenspitzen es den Rippenspitzen gestatten, das Dichtungsmaterial zu durchdringen, und die radiale Kontinuität der Schicht vollständig zu zerstören, was mindestens einen Verlust an Dichtungswirksamkeit und im schlimmsten Fall einen Schaden für die Rippen und/oder Flanschen bedeutet, wie dies schon diskutiert wurde. Eine solche Durchbruchwirkung kann auch auftreten,

wenn Dichtungskräfte an einem kleinen Bereich der Vorrichtung konzentriert werden oder vor allem durch diesen Bereich wirken, um die Passung bei geringeren Flanschkiemmkräften zu begünstigen und die Kräfte dann erhöht werden, um die Passung bzw. den Sitz in allen Bereichen zu bewirken. 5

In den Figuren 1(a) und 1{b) ist ein Teil einer Dichtungsvorrichtung 100 gemäß der Erfindung gezeigt, wobei die Dichtung einen starren Kern 11Q aus Stahl in Form eines abgeflachten Kreisrings aufweist, ziemlich ähnlich dem Kern der Kammprofildichtung 10, da er einen radialen äußeren Teil 120 hat, der als Führungsring ausgebildet ist und einen Hauptteil 150 mit den im wesentlichen parallelen Flächen 160, 170, auf welchen eine Mehrzahl von Rippen 180 bzw. 190 ausgebildet ist. Die Rippen laufen orthogonal in Richtung zwischen dem inneren Rand 200 und dem äußeren Rand 210 des Kerns und sind, wie diejenigen der Dichtung 10, von gleichmäßiger Höhe.

Der Dichtungskern unterscheidet sich jedoch von demjenigen in der Kammprofildichtung, da die Rippen 180, 190, die auf der Kernhauptfläche aufliegen im Höhenquerschnitt nicht im allgemeinen dreieckig sind, sondern jede ein im allgemeinen bogenförmiges Profil hat, das mit einem kleinen Bogen eines gedachten Kreises übereinstimmt, der unter dem Niveau der Oberfläche der besonderen Hauptfläche zentriert ist, in diesem Fall im Kern 150 und die hergestellt sind, indem man die dazwischenliegenden Nuten 180, 190 in die Oberfläche des Kernmaterials schneidet. Die Kreiszentren und daher die Rippen haben gleichen Abstand in der Richtung zwischen den inneren und äußeren Rändern 200 und 210. Die Rippen haben daher keine scharfen Spitzen und sind somit stumpf und abgeflacht. Eine Schicht von komprimierbarem Dichtungsmaterial 220, 230 liegt über jeder der Flächen 160 bzw. 170.

Zusätzlich dazu, daß die Rippen ein stumpfes bogenförmiges Profil auf der Basis von gedachten Kreisen haben, wie die Rippe 181 und der Kreis 18I₁, Rippe 182, Kreis 182t etc., haben die im gleichen Abstand angeordneten Kreise kleineren Durchmesser zu den Rändern 200, 210 der Dichtung hin als

zu der Mitte der Dichtung. Wie gezeigt sind die Kreise bei 18I₁ und 18T₁ kleiner im Durchmesser als 182, und 186,, die ihrerseits kleiner sind als die Kreise 183, und 185,. Es ist ersichtlich, daß, da die Rippen alle die gleiche Höhe bezüglich des Kerns haben, diese Höhe eine gemeinsame Tangente für die gedachten Kreise bildet.

Es ist ersichtlich, daß, weil die Rippen mit einer gleichmäßigen Ganghöhe im Abstand angeordnet sind, die mittleren, die den größeren Kreisen entsprechen, breiter sind und somit den Abstand zwischen benachbarten Rippen verringern im Vergleich mit denen nahe den Rändern, d.h. die Nuten von gleichmäßiger Tiefe zwischen den Rippen variieren individuell im Volumen als Funktion des Nutenabstands von diesen inneren und äußeren Rändern.

Im Betrieb, wenn das Dichtungsmaterial durch die auferlegte Flächenpressung gegen die Rippen gepreßt wird, wird das Material durch den lokal höheren Druck an den gerundeten Rippen in die Nuten zwischen die Rippen versetzt. Weil jedoch die Wände der Nuten gegen das Zentrum der Dichtung hin näher zueinander sind und somit weniger Kapazität haben in bezug auf ihre Länge, um verdrängtes Dichtungsmaterial aufzunehmen, werden sie eher gefüllt als diejenigen gegen die inneren und äußeren Ränder 200, 210 der Dichtung und die Wirkung ist, daß die Dichte des Dichtungsmaterials zuerst in der Nähe dieses mittleren Teils maximiert wird und der Sitz bzw. die Passung zuerst dort errichtet wird und bei geringerenKlemmdrücken als für die Nuten und Rippen, die nacheinander nach außen und innen sitzen. Bei erhöhten Flächenpressungen der Flanschen wird die Passung bzw. der Sitz bezüglich der Rippen bewirkt, die mit jeder Nut assoziiert sind und jede Nut ihrerseits mit Dichtungsmaterial unter Druck gefüllt mit nur geringer Gefahr, daß die Rippen an irgendeinem Punkt durch das Material schneiden, das auf ihnen liegt oder daß der erhöhte Druck an den Rippen zwischen den früher gefüllten Nuten eine Deformation der Rippen bewirkt.

Obwohl zu erwarten ist, daß eine solche Mehrzahl von stumpfen bogenförmi-

gen Rippenprofilen eine deutlich höhere Flanschklemmkraft erfordern würde, damit die mehrfachen Rippen einen gleichzeitigen Sitz oder eine Dichtung erreichen, wenn auch mit verschiedenen Geschwindigkeiten, wurde gefunden, daß dies in der Praxis nicht stimmt und keine deutliche Zunahme erforderlich ist, wenn Polytetrafluorethylen oder Blättchengraphit als Dichtungsmaterial verwendet wird. Die Profile der Rippen gestatten überdies eine große maximal zulässige Flächenpressung auf das Dichtungsmaterial anzulegen, bei vermindertem Risiko, daß die Rippen durch das Material dringen oder durchbrechen. Selbst wenn jedoch Materialschaden zu einem solchen Durchdringen führt, dann kontaktiert irgendeine Rippe eine Flanschoberfläche, die sich tangential dazu erstreckt mit geringem Schaden für den Flansch, insbesondere ohne deutliche Deformation der Rippe wegen des Fehlens von dünnen (in radialer Richtung) Spitzenbereichen.

Weiterhin stellt man fest, daß beim Fehlen von solch dünnen Spitzenbereichen außerordentlich große Klemmkräfte angelegt werden können ohne daß eine plastische Deformation der Rippen durch Druckkonzentrationen im Dichtungsmaterial zwischen ihnen und den Flanschen bewirkt wird.

Die Bereitstellung einer Mehrzahl von individuellen Passungs- bzw. Sitzpositionen in verschiedenen Abständen von den Rändern des Hauptkernteils, gewährleistet auch daß selbst dann, wenn das Dichtungsmaterial an der inneren oder äußeren Rippe zerrissen wird, möglicherweise auf Grund eines örtlichen Defekts im Dichtungsmaterial, der Flanschenoberfläche oder selbst der Rippenoberfläche, die benachbarte und, wenn die es nicht erzielt, die übernächste Rippe ihren eigenen Sitz- bzw. Passungspunkt liefert.

Es ist ersichtlich, daß die Struktur von Figur 1{a) die Erzielung eines differentiellen Passungs- bzw. Sitzeffekts ermöglicht mit einem parallelseitigen Kern und Rippen von gleichmäßiger Höhe, d.h., die Rippen liegen alle in einer Ebene und können durch eine verhältnismäßig einfache maschinelle Bearbeitung zwischen festgesetzten Grenzen des (Arbeits)weges gebildet werden.

Es ist auch ersichtlich, daß obwohl die Rippen {oder ihre gedachten Kreise) oben so beschrieben wurden, daß sie gleichmäßigen radialen Abstand haben, dieser Abstand auch ungleichmäßig sein kann und/oder die Veränderungen im Kreisdurchmesser unterschiedlich variieren können, so daß sie gegen die Mitte zu abnehmen oder zyklisch zwischen den inneren und äußeren Rändern 200 und 210 des Kerns zunehmen und abnehmen.

Außerdem können die Radien der gedachten Kreise ausreichend groß sein, daß die gedachten Kreise {aber nicht die Rippen) sich überlappen, und das Zentrum jedes gedachten Kreises muß nicht notwendigerweise im Kern liegen, sondern kann in einer solchen Tiefe unterhalb der Oberfläche der relevanten Hauptfläche liegen, daß es tatsächlich über der Oberfläche der anderen Hauptfläche liegt.

In dieser Beschreibung ist bezüglich der Wirkungen, die sich mit Dichtungsvorrichtungen dieser Art befassen, die Bezugnahme auf eine Mehrzahl von konzentrischen Rippen oder dadurch definierten Nuten so zu verstehen, daß sie sich auch auf eine Rippe einer Spirale oder Grammophonform erstreckt, wobei eine einzige Rippe angewandt wird, die jedoch in jeder radialen Richtung die Erscheinung und die Wirkung einer Mehrzahl diskreten Rippen und dazwischenliegenden Nuten hat.

Wenn es zweckmäßig vom Standpunkt der Herstellung ist eine stumpfe Rippe mit einem Profil zu bilden, das einem kleinen Bogen eines gedachten Kreises entspricht, ist ersichtlich, daß das Steigungsprofil jeder Rippe von einer solchen Form abweichen kann, vorausgesetzt, daß es durch ein geeignet programmiertes Maschinenbearbeitungswerkzeug maschinell (spanabhebend) erstellbar äst. Es kann eine alternative mathematisch einfache Form, wie eine Ellipse umfassen oder kann eine vollständig heuristisch abgeleitete Form mit einem stumpfen im allgemeinen bogenförmigen Profil umfassen, solange hier jede scharfe oder zugespitzte Kante oder Kanten fehlt bzw. fehlen, die durch Streßkonzentration das Dichtungsmaterial schädigen oder unter hohen Flächenpressungen deformieren könnten.

Es ist ersichtlich, daß viele andere Abweichungen von den o.e. Ausführungsformen gemacht werden können, wie z.B. daß die Rippen nur auf einer Seite des Kerns ausgebildet sind, der radial äußere Teil 120, der einen Führungsring bildet, weggelassen wird (wenn kein Führungsring erforderlich ist) oder durch einen getrennten ringförmigen Körper geliefert wird, der bezüglich des Hauptteils 150 angeordnet ist. In entsprechender Weise können alle Materialien verwendet werden, wie sie überlicherweise bei Kammprofildichtungen benutzt werden.

Es ist auch ersichtlich, daß die Form der Dichtungsvorrichtung nicht die eines kreisförmigen Rings sein muß, wie sie bei Fianschrohrverbindungen benutzt wird, sondern jede Draufsicht der Konfiguration einer geschlossenen Figur haben kann, die einer Grenzfläche zwischen Teilen entspricht, die abgedichtet werden müssen, indem man diese Teile zusammenzieht.

••••••a ···· ·

Claims (5)

Schutzansprüche

1. Dichtungsvorrichtung (100) umfassend

(1) einen Kern (110) von gleichmäßiger Dicke zwischen Hauptflächen davon (160, 170), wobei wenigstens eine Hauptfläche flach ist und eine Mehrzahl von Rippen (180, 190) trägt, die im

wesentlichen orthogonal zu einer Richtung zwischen den inneren und äußeren Rändern der tragenden Kernfläche laufen, und

(2) eine Schicht (220, 230) von Dichtungsmaterial, das weich ist im Vergleich mit dem Kern und auf diesen Rippen deformierbar

aufliegt,

dadurch gekennzeichnet, daß diese unterstützten Rippen stumpfe, im aligemeinen bogenförmige Höhequerschnitte haben, die von gleichmäßiger Höhe sind bezüglich dieser unterstützenden bzw. tragenden

Hauptflächen und in dieser Richtung in solcher Anzahl und mit solchen Abmessungen an dieser Hauptfläche angeordnet sind, daß sie eine Reihe von Nuten (280, 290) von gleichmäßiger Tiefe zwischen den Rippen bilden, die individuell im Volumen als Funktion des Nutenabstands von diesen inneren und äußeren Rändern variieren.

2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitel der bogenförmigen Rippen (180, 190) gleichmäßigen Abstand voneinander zwischen den inneren und äußeren Rändern (200, 210) des Dichtungskerns (110) haben, und die Basen der Rippen an

dieser Hauptfläche in der Breite in dieser Richtung mit dem Abstand von diesen Rändern variieren.

3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (181) jeweils einem kleinen Bogen eines gedachten geschlossenen konischen Abschnitts (18I₁) entsprechen bzw. damit übereinstimmen, der durch einen Brennpunkt unterhalb der Oberfläche

(160) der jeweiligen Hauptfläche des Kerns gebildet wird und Krüm

mungsradien haben, die mit der Rippenposition zwischen diesen inneren und äußeren Rändern (200, 210) der Dichtung variieren.

4. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen Krümmungsradien haben, die gegen die inneren und äußeren

Ränder des Dichtungskerns kleiner sind als gegen die Mitte des Dichtungskerns.

5. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennpunkte der geschlossenen konischen Bereiche alle

innerhalb des Kerns liegen.