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Die Erfindung betrifft eine Abdichtvorrichtung,
welche einen Dichtkörper,
insbesondere einen Dichtring zwischen zwei Dichtelementen aufweist, wobei
mittels einer Kontur der Dichtelemente ein Aufnahmeraum für den Dichtring
ausgebildet ist.
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Eine derartige Abdichtvorrichtung
ist beispielsweise aus der europäischen
Patentanmeldung
EP
00 61 752 A1 bekannt.
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Die europäische Patentanmeldung
EP 00 61 752 A1 offenbart
eine Abdichtvorrichtung mit wenigstens einem z.B. axial beaufschlagten
Dichtring, insbesondere einem Profil- oder O-Ring zwischen den abzudichtenden
Teilen. Von den abzudichtenden Teilen hat zumindest eines zumindest
im Dichtbereich einen kreisförmigen
Querschnitt, wobei der Dichtring in einem ihn insbesondere auf der
dem Gegenstück abgewandeten
Seite teilweise umschließenden
Einstich gehalten ist. Der Einstich weist wenigstens einen von dem
Querschnitt des unverformten Dichtrings freigelassenen Ausweichraum
auf der durch eine Erweiterung des Einstiches in axialer und/oder radialer
Richtung gebildet ist. Nachteilig dabei ist, dass die Einstiche
hohe Anforderungen an die mechanische Bearbeitung der abzudichtenden
Teile stellen.
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Aufgabe der Erfindung ist es eine
Abdichtvorrichtung anzugeben, welche in einfacherer Weise herstellbar
ist bzw. welche in ihrer Dichtwirkung verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird bei eine Abdichtvorrichtung
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und mit den kennzeichnenden
Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Eine Lösung
der Aufgabe ergibt sich auch bei einer Abdichtvorrichtung nach Anspruch
5 mit den Merkmalen des Oberbegriffs nach Anspruch 5 und den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 5. Erfinderische Weiterbildungen der Abdichtvorrichtung
nach Anspruch 1 bzw. 5 ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen 2 bis
4 und 6 bis 8. Die Lösung
der Aufgabe gelingt des weiteren durch eine Abdichtvorrichtung mit
den Merkmalen nach Anspruch 9 bzw. 10.
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Gemäß der Erfindung weist eine
Abdichtvorrichtung, welche einen Dichtkörper zwischen zwei Dichtelementen
aufweist, wobei mittels einer Kontur der Dichtelemente ein Aufnahmeraum
für den
Dichtkörper
ausgebildet ist, einen Aufnahmeraum auf, welcher einen polygonförmigen Querschnitt
aufweist. Dabei liegt jedes der zwei Dichtelemente an jeweils zumindest
zwei der Polygonseiten des Dichtelementes am Dichtkörper an.
Der Dichtkörper
ist beispielsweise ein Dichtring wie ein Profil-Ring oder ein O-Ring zum Abdichten.
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Durch die erfindungsgemäße Ausführung der
Dichtvorrichtung erhöht
sich die Anlagefläche zwischen
dem Dichtkörper
und abzudichtenden bzw. anliegenden Dichtelement. Es sind also zumindest jeweils
zwei Flächen
pro Dichtelement zur Abdichtung verwandt. Neben einem Dichtkörper sind
auch zwei oder mehrere Dichtkörper
einsetzbar.
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Eine erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung ergibt
sich auch durch eine Abdichtvorrichtung, welche einen Dichtkörper zwischen
zwei Dichtelementen aufweist, wobei die Dichtelemente jeweils eine Stufung
aufweisen, wobei die Stufen der Stufung der Dichtelemente zueinander
derart korrespondierend angeordnet sind, dass ein Aufnahmeraum für den Dichtkörper ausgebildet
ist. Der Dichtkkörper
selbst befindet sich im Aufnahmeraum zwischen den zwei Dichtelementen.
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Durch die Stufung beider Dichtelemente
ist eine besonders einfache Fertigung der Abdichtvorrichtung möglich, da
sich die Tiefe der Konturen, welche zur Ausbildung des Aufnahmeraums
auszubilden sind, verringert. Die Verringerung ergibt sich daraus,
dass die Größe des Aufnahmeraums
durch die Heranziehung beider Stufen ermöglicht ist. Der Dichtkörper ist
auch hier beispielsweise ein Dichtring. Als Material für Dichtkörper sind
insbesondere elastische bzw. plastische Materialien wie Gummi oder Kunststoff
einsetzbar.
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Die Dichtwirkung wird insbesondere
dadurch erreicht, dass mittels der Dichtelemente auf den Dichtkörper ein
Druck ausgeübt
wird. Dieser Druck führt
vorteilhafter Weise zu einer zumindest teilweisen Verformung zumindest
des Dichtkörpers.
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Bei der Bearbeitung von Dichtelementen
aus Aluminium Druck- oder
Sandguss (DG oder SG) ist deren Materialverhalten zu berücksichtigen.
Insbesondere bei der Erstellung von Einstichen bzw. bei der Erstellung
einer Nut bzw. einer Stufung die zur Aufnahme eines Dichtkörpers (z.B.
O-Ring) dienen, treten ab bestimmten Bearbeitungstiefe bevorzugt Poren
bzw. Lunker auf, die bei der Abdichtung zu Problemen führen können. Kritische
Bearbeitungstiefen sind z.B. Tiefen größer einem bzw. eineinhalb Millimeter.
Durch geeignete Maßnahmen
am Druckguss, Werkzeug oder Sandguss-Modell können diese Bereiche aus gießtechnischer
Sicht optimiert werden. Oft sind jedoch mehrere Abdichtstellen an
einem Teil, so dass Kompromisse eingegangen werden müssen.
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Durch die erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung
ist das Auftreten von Poren bzw. Lunkern stark reduzierbar. Zusätzlich sind
Fertigungskosten für Nacharbeiten
deutlich verringerbar. Die Anzahl von Ausschussteilen kann ebenfalls
deutlich gesenkt werden.
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Durch die Umgestaltung des Dichtbereiches von
einem radialen Einstich in eine offene Nut bzw. eine Stufung können weitere
Vorteile abgeleitet werden. Beispiele hierfür sind im folgenden insbesondere
in den Figuren aufgezeigt. Die bekannten Abdichtungen basieren darauf,
dass der Dichtring als Dichtkörper
(z.B. O-Ring) radial gedrückt
wird. In der neu definier ten Ausprägung kann zusätzlich eine
axiale Pressung aufgebracht werden, so dass das Dichtelement (wie
z.B. der O-Ring) an zwei zusätzlichen
Flächen
abdichtet.
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Aufgrund dessen, dass der Dichtkörper insbesondere
der O-Ring bislang nur ein radiales Übermaß aufweist, muss bei der Gestaltung
der Bauteile und bei der Montage darauf geachtet werden, dass der
Dichtkörper
nicht beschädigt
wird. Eine Beschädigung
ist beispielsweise durch ein Abscheren hervorrufbar. Mit der offenen
Nut kann die radiale Pressung reduziert werden, da der bei der Montage
aufgebrachte axiale Druck auch einen zusätzlichen radialen Druck bewirkt.
Die Gefahr der Abscherung eines Dichtkörpers wie z.B. eines O-Rings
oder eines Abdichtrings bei der Montage wird reduziert. Die Anforderungen
an die Bauteile, insbesondere der Dichtkörper können reduziert werden. Anforderungen
an die Bauteile sind beispielsweise die Gestalt bzw. die Oberflächenqualität. Die Reduzierung
der Anforderung ergibt insbesondere auch eine Kostenersparnis.
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Durch geometrische Optimierung der
Abdichtungsstelle können
auch große
Bauteiltoleranzen abgefangen werden. Durch Schaffung von Freiräumen kann
sich bei großen Übermaß der Dichtkörper wie
z.B. der Dichtring (O-Ring) ausdehnen. Dies ermöglicht eine Erhöhung der
Toleranzmaße,
was die Herstellung der Abdichtvorrichtung vereinfacht.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Dabei
zeigt:
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1 eine
Abdichtvorrichtung nach dem Stand der Technik,
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2 eine
erste erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung,
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3 eine
zweite erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung,
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4 eine
dritte erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung,
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5 eine
vierte erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung,
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6 eine
fünfte
erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung,
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7 eine
sechste erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung,
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8 eine
siebte erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung
und
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9 eine
achte erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung.
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Die Darstellung gemäß 1 zeigt eine Abdichtvorrichtung
nach dem Stand der Technik. Ein erstes Dichtelement 7 liegt
einem zweiten Dichtelement 9 gegenüber. Das zweite Dichtelement 9 weist einen
als Nut 38 ausgebildeten Aufnahmeraum 15 für einen
Dichtkörper 5 auf.
Durch die Auflage des ersten Dichtelementes 7 auf des zweite
Dichtelement 9 ist der Dichtkörper 5 derart zusammengepresst,
dass er Auflageflächen
vom zweiten Dichtelement 9 an drei Seiten des Aufnahmeraums 15 ausbildet.
Zum ersten Dichtelement 7 bildet der Dichtkörper 5 eine
vierte Auflagefläche
aus. Das zweite Dichtelement 9 weist einen Aufnahmeraum 15 auf,
wobei dieser Aufnahmeraum 15 als eine Nut ausgebildet ist.
Zur Ausbildung einer derartigen Nut ist beispielsweise eine Bearbeitungstiefe
x2 notwendig. Aufgrund der in den nachfolgenden 2 bis 9 dargestellten
Figuren, welche Beispiele der erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung zeigen,
ist die Bearbeitungstiefe reduzierbar. Ein Beispiel für eine reduzierte
Bearbeitungstiefe x1 ist in der 1 dargestellt
um den Unterschied zum Stand der Technik darzustellen. Es ist ersichtlich,
dass das Maß der
maximalen Bearbeitungstiefe x2 erheblich reduzierbar ist. Beispielsweise
ist bei einem O-Ring mit einem Durchmesser von 2 mm die Bearbeitungstiefe
von 2,7 mm auf nur 1 mm Bearbeitungstiefe X1 reduzierbar. Dabei
setzt sich die Bearbeitungstiefe X2 beispielsweise aus den folgenden
Größen zusammen:
1,7 mm Nuttiefe + 1 mm Bearbeitungszugabe. Aufgrund der Ausführung der
Abdichtvorrichtung gemäß 1 ist eine relativ große radiale
Pressung des Dichtkörpers 5 notwendig.
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Die Darstellung gemäß 2 zeigt eine erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung 3.
Die Abdichtvorrichtung 3 weist wiederum Dichtelemente 11 und 13 auf.
Das Dichtelement 13 ist auch bezüglich der Bearbeitungstiefen
x1 und x2 dargestellt. Durch die Ausführung der Kontur des Dichtelements 13 als
offene Nut ergibt sich eine Reduzierung der notwendigen Bearbeitungstie fe
von x2 auf x1. Die Darstellung gemäß 2 zeigt gegenüberliegende Dichtelemente 11 und 13.
Diese Dichtelemente 11, 13 bilden einen Aufnahmeraum 15 aus.
Im Aufnahmeraum 15 befindet sich ein Dichtkörper 5.
Der Dichtkörper 5 ist beispielsweise
ein Abdichtring wie z.B. ein O-Ring. Der Aufnahmeraum 15 weist
einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei der Aufnahmeraum 15 Rechteckseiten 21 aufweist.
Die Rechteckseiten 21 sind durch in die 2 aufgenommenen Querschnittslinien 17 des
Querschnitts 19 des Aufnahmeraums 15 noch einmal
hervorgehoben.
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Die Darstellung gemäß 3 zeigt eine Abdichtvorrichtung,
welche einen Einstich 25 im Bereich des Aufnahmeraums 15 aufweist.
Der Einstich 25 dient beispielsweise dazu, dass sich der
Dichtkörper 5 bei
der Pressung zwischen den Dichtelementen 11 und 13 in
diesen Aufnahmeraum 15 noch ausdehnen kann. Die Darstellung
gemäß 3 zeigt darüber hinaus
auch eine Stufung mit den Stufen 27 und 29. Die
Stufe 27 ist die Stufe des Dichtelements 11. Die ebenfalls
schematisch dargestellte Stufe 29 ist die Stufe des Dichtelements 13.
Aus der Gestalt des Aufnahmeraums 15 ist ersichtlich, dass
der Dichtkörper 5 sowohl
mit dem Dichtelement 11 als auch mit dem Dichtelement 13 zweifach
also bezüglich
zwei Flächen
kontaktiert ist. Dies erhöht
die Dichtwirkung.
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Die Darstellung gemäß 4 zeigt eine weitere Ausführungsform
der Abdichtvorrichtung. Der Einstich 25 befindet sich nunmehr
am Dichtelement 11. Weiterhin weist das Dichtelement 11 einen
Sporn 23 auf. Dieser Sporn 23 drückt in den
Dichtkörper 5 und
verbessert die Dichtwirkung.
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Die Darstellung gemäß 5 zeigt eine Abdichtvorrichtung 3,
welche sowohl im Bereich des Dichtelements 11 als auch
im Bereich des Dichtelements 13 einen Einstich 25 bzw.
einen Sporn 23 aufweist. Weiterhin ist in der 5 anschaulich eine Unterstufe 31 gezeigt.
Diese Unterstufe 31 dient insbesondere zur verbesserten
Positionierung der Dichtelemente 11 und 13 zueinander.
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Die Darstellung gemäß 6 zeigt eine Abdichtvorrichtung 3,
wobei das Dichtelement 11 auf beiden Seiten, an dem das
Dichtelement 11 an den Dichtkörper 5 grenzt einen
Sporn 23 aufweist.
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Die Darstellung gemäß 7 zeigt eine Unterstufe 32,
wobei die Unterstufe 32 zur verbesserten Positionierung
des Dichtkörpers 5 führt.
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Die Darstellung gemäß 8 zeigt eine Abdichtvorrichtung 3,
welche ein Dichtelement 13 aufweist, welches zur Aufnahme
des Dichtkörpers 5 einen
abgeflachten Übergang 33 zwischen
den beiden Auflageseiten 35, 36 zum Dichtkörper 5 hin
aufweist.
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Die Darstellung gemäß 9 zeigt eine Abdichtvorrichtung 3,
wobei zur verbesserten Darstellung der vorher stets dargestellte
Dichtkörper
nicht dargestellt ist um den Aufnahmeraum 15 verdeutlichend
darzustellen.