DE2345007A1

DE2345007A1 - Biegsame elastomere fugendichtung

Info

Publication number: DE2345007A1
Application number: DE19732345007
Authority: DE
Inventors: James E Britton; John A Welch
Original assignee: General Tire and Rubber Co
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Holdings Inc
Priority date: 1973-03-16
Filing date: 1973-09-06
Publication date: 1974-09-19
Also published as: NL7313130A; GB1422746A; BR7307063D0; IT998524B; AR209417A1; AU5920973A; US3829229A; BE811791A; AU471202B2; PL91174B1; FR2327364B1; JPS49120048A; JPS528012B2; ATA861973A; ZA735280B; ES418349A1; SE395167B; CA971794A; NO134879B; HK41978A

Description

s Patentanwälte Γ Dr. Ing. Waiter AbKz Dr. Dieter F. Morf Dr. Hans-A. Brauns

■ iflnchan N, PiuzMUWWttr.»

6. September 1973 GT-729-F

THE GENERAL TIRE & RUBBER COMPANY One General Street, Akron, Ohio 4*1329, V.St.A.

Biegsame elastomere Fugendichtung

Die Erfindung betrifft Fugendichtungen und insbesondere verstärkte bzw. bewehrte elastomere Fugendichtungen, die um Ecken herumgebogen werden können.

Brücken, Straßen, Start- und Landebahnen u. dgl. werden gewöhnlich in Abschnitten gebaut, zwischen welchen Fugenspalte gelassen werden, durch die die Ausdehnung und Verkürzung des Materials bei Temperaturveränderungen kompensiert werden. In die Fugenspalte werden Fugendichtungen eingesetzt, die sich mit den benachbarten Abschnitten ausdehnen und verengen und gleichzeitig einen im wesentlichen glatten Übergang zwischen den Abschnitten aufrechterhalten.

409838/0664

Verstärkte bzw. bewehrte elastomere Fugendichtungen sind eine Form der gegenwärtig in Gebrauch befindlichen Fugendichtungen β Solche Dichtungen können der Beanspruchung durch starken Kraftfahrzeugverkehr und den hohen dynamischen Belastungen durch Lastfahrzeuge und Flugzeuge standhalten und ausserdem eine wasserdichte Abdichtung zwischen benachbarten Abschnitten bilden. Verstärkte elastomere Fugendichtungen besitzen im allgemeinen einen . elastomeren Hauptkörper, in welchem Stahlplatten od. dgl. voll oder teilweise eingebettet sind. Die Platten verstärken die Dichtung, so daß sie sj.ch bei der Ausübung starker vertikaler Kräfte nicht biegen und ein Knickender Dichtung unter Druckbelastung verhindert wird. Die verstärkte elastomere Dichtung wird gewöhnlich mit den benachbarten Abschnitten an Schultern od. dgl. abgedichtet, die an solchen Abschnitten für diesen Zweck vorgesehen sind. Beispiele solcher elastomerer Fugendichtungen sind in den USA-PatentSchriften 3 363 522 und Reissue 26 733 beschrieben,

Ein Hauptproblem bei solchen verstärkten elastomeren Fugendichtungen besteht darin, daß sie sich nicht leicht biegen lassen. Solche Dichtungen sind daher sehr vorteilhaft bei völlig flachen Straßen, unabhängig davon, ob die Dichtungen einzeln die ganze Straßenbreite überspannen oder endweise in Abschnitten gelegt werden müssen. Wenn die Straßen Randsteine und/oderRinnsteine aufweisen, können solche Dichtungen in den Randstein- und Rinnsteinbereichen nicht ohne weiteres verwendet werden. Es wird notwendig, die Dichtungen in kurze vorgeschriebene Längen zu schneiden. Diese besonders zugeschnittenen Längen elastomerer Dichtungen werden dann mit anderen besonders zugeschnittenen Dichtungsabschnittslängen so verbunden, daß sie sich vertikal längs der Fläche des Rand- oder Rinnsteins erstrecken. Dieses Be-

409838/0664

«ν

messen und Einpassen der Dichtungsabschnitte ist nicht nur zeitraubend sondern auch verhältnismässig teuer, Ausserdem ist es schwierig, eine angemessene Abdichtung unter Verwendung dieser Art von eingepaßten Dichtungsabschnitten zu erzielen.

Durch die Erfindung wird ein elastomerer Dichtungsabschnitt angegeben, der das Problem der Bemessung und des Einpassens von Dichtungsabschnitten zur Anpassung an plötzliche Veränderungen, wie ein Randstein od. dgl., zu überwinden. Es wurde bereits vorgeschlagen, alle oder einige der Verstärkungselemente zu entfernen, so daß die Dichtung bzw. der Dichtungsabschnitt gebogen werden kann. Es wurde jedoch festgestellt, daß durch ein wahlloses Entfernen der Verstärkungselemente die Verstärkungseigenschaften der Fugendichtung nachteilig beeinflußt werden. Im Gegensatz dazu werden erfindungsgemäß bestimmte Metallteile der Längsverstärkungsplatten entfernt, um das erforderliche Biegen der elastomeren Dichtung unter Beibehaltung der Verstärkung der Dichtung zu ermöglichen.

Die erfindungsgemässe verstärkte elastomere Fugendichtung besitzt einen elastomeren Körper mit einem Hauptkörperteil, der eine Tragfläche aufweist, sowie zwei entgegengesetzte, sich in der Längsrichtung erstreckende Abstandsteile längs entgegengesetzten Seiten des Hauptteils. Die Abstandsteile nehmen zusammen mit den unverstärkten Teilen des Hauptteils die Ausdehnung und Verkürzung des Körpers und der benachbarten Fahrbahnabschnitte auf.

Zumindest teilweise eingebettet innerhalb des Hauptteils des Körpers ist eine mittige Verstärkungspiatte, die sich

— 3 —

409838/0664

GT-729-F 2345ÜÜ7

im wesentlichen über die Länge der Dichtung erstreckt und vorzugsweise eben ausgebildet ist. Die Mittelplatte hat die Aufgabe, den Biegebewegungen standzuhalten, welche durch vertikale Lasten verursacht werden, sowie eine Knickung durch das Zusammendrücken der Dichtung zu verhindern.

Zumindest teilweise eingebettet in jedem Abstandsteil sind sich in der Längsrichtung erstreckende Verstärkungselemente, die der Dichtung an den Verankerungsbereichen Festigkeit verleihen und die Spannungen längs der Kanten der Fugendichtung und der Abschnitte der Fahrbahn verteilen. Die Längselemente liegen gewöhnlich in einer Ebene, die zu der verstärkenden Mittelplatte senkrecht ist und haben vorzugsweise einen T-förmigen oder L-förmigen Querschnitt,

Vorzugsweise sind zwei voneinander in Abstand befindliche Nuten vorgesehen, die sich längs entgegengesetzter Seiten des Hauptteils des elastomeren Körpers der Länge der Dichtung erstrecken, um ebenfalls Ausdehnungen und Verkürzungen der Dichtung aufzunehmen. Die Nuten können durch den Hauptteil und die Längsteile der Abstandsteile begrenzt werden. Gegebenenfallsfönnen die Nuten durch die Längsverstärkungselemente mit den Abstands- und Hauptteilen des elastomeren Körpers begrenzt werden.

Die Fußteile der Längsverstärkungselemente sind mindestens mit ein Paar von Ausnehmungen versehen. Jedes solche Paar von Ausnehmungen ermöglicht eine Biegung der Dichtung in Anpassung an einen Randstein, Rinnstein od. dgl. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise so gestaltet, daß ein leichtes genaues Biegen der Fugendichtung unter Aufrechterhaltung

409838/0664

einer angemessenen Festigkeit und Stärke der Fugendichtung an der Biegung gewährleistet ist. Vorzugsweise weist jede Ausnehmung zwei winkelig versetzte oder abgerundete Kantenteile auf, gegebenenfalls mit einem Kantenteil parallel zu den Kantenteilen des Längselements, um ein genaues Biegen der Dichtung an den Ausnehmungen zu ermöglichen. Die Ausnehmungen werden vorzugsweise in den Längselementen während des Zusammenbaus vor dem Formen der elastomeren Dichtung vorgenommen. Es werden daher beim Formen die Ausnehmungen in den Längselementen mit elastomerem Material gefüllt, um die notwendige wasserdichte Abdichtung zu erhalten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht in schaubildlicher Darstellung einer verstärkten elastomeren Dichtung mit freiliegenden Biegeausnehmungen;

Fig. 2 eine Ansicht der verstärkten elastomeren Dichtung nach Fig. 1, wobei ein Teil im Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 gezeigt ist;

Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. Ij

Fig. H eine Teilansicht in schaubildlicher Darstellung einer weiteren erfindungsgeirässen verstärkten elastomeren Dichtung;

Fig. 5 eine abgewinkelte Ansicht von unten der verstärkten elastomeren Dichtung nach Fig. 4, wobei die winkeIi

- 5 -409838/0664

GT-729-F

gen Seiten in wahrer Projektion dargestellt sind; und

Fig. 6 eine Teilansicht in schaubildlicher Darstellung der in Fij
bogen,

in Fig. 4 gezeigten Dichtung im Winkel von 90 ge-

In Fig„ 1 ist eine verstärkte elastomere Fugendichtung gezeigt, die einen elastomeren Körper 10 aufweist. Das verwendete besondere Elastomere wird aufgrund von Faktoren, wie Kosten, Wetterbeständigkeit u. dgl., gewählt. Typische Elastomere sind Naturgummi, Neopren, Styrol-Butadien-Copolymere u. dgl..

Der elastomere Körper 10 wird durch einen Hauptteil 11 und zwei entgegengesetzte, sich in der Längsrichtung erstreckende Abstandsteile 12 gebildet. Die Abstandsteile sind ferner mit Längsteilen 13 ausgebildet. Der Hauptteil 11, die Abstandsteile 12 und die Längsteile 13 bilden zwei voneinander in Abstand befindliche Längsnuten 14 und 16, die sich im wesentlichen über die Länge der Dichtung erstrecken. Die Nuten IH und 16 können sich in einer Richtung quer zur Längsachse der Dichtung öffnen und schliessen, um die Ausdehnungs- und Verkürzungsbewegungen der benachbarten Fahrbahnabschnitte aufzunehmen.

Der Hauptteil 11 besitzt eine Tragfläche 17, die eine griffige, glatte Übergangsfläche zwischen Abschnitten der Fahrbahn, die durch die Dichtung verbunden sind, bildet. Wie gezeigt, befindet sich die Fläche 17 vorzugsweise in der gleichen Ebene wie die Tragflächen 19 und 20 der Längs-

409838/0664

GT-729-F

234büÜ7

teile 13. Der Hauptteil 11 weist vorzugsweise auch eine Nut 18 auf, die sich entlang der Längsachse der Fugendichtung erstreckt, wobei ihr offener Längsteil dem Fuß der Dichtung zugekehrt, um Ausdehnungen aufnehmen zu können. Die elastomere Dichtung 10 ist vorzugsweise ferner mit Zungen oder Zapfen 15a und Nuten 15b ausgebildet, wie in Fig. 2 gezeigt, damit die Dichtungsabschnitte endweise ineinandergesteckt werden können.

Die elastomere Dichtung 10 ist mit einer Verstärkungsmittelplatte 21 versehen, die sich im wesentlichen über die Länge der Dichtung 10 erstreckt und, wie gezeigt, vorzugsweise eine flache Form hat. Die Verstärkungsplatte 21 ist entweder teilweise oder, wie gezeigt, voll innerhalb des Hauptteils zwischen der Tragfläche 17 und der Nut 18 eingebettet und liegt längs der Achse der Dichtung. Die Platte 21 hat vorzugsweise eine grössere Breite als die offene Fläche der Nut 18. Die Verstärkungsmittelplatte 12 ist vorzugsweise aus einem starren Material, wie Stahl, hergestellt.

Ober die Länge der Längsteile 13 der Abstandsteile 12 sind Längsverstärkungselemente 2 2 und 23 angeordnet. Wie gezeigt, haben die Längsverstärkungselemente 22 und 23 einen Querschnitt in Form eines umgekehrten T. Die Fußteile 2U und 25 der Elemente 2 2 und 2 3 dienen zur Verankerung der Dichtung 10 an den benachbarten Fahrbahnabschnitten.

Die Längsverstärkungselemente 2 2 und 23 weisen je mindestens eine Ausnehmung 26 auf, die der Ausnehmung 2 6 des anderen Elements gegenüberliegt. Vorzugsweise weist die Ausnehmung 2 6 zwei winkelig versetzte Kanten 27 und 28 sowie eine Kante 2 9 auf, die zu der Oberseite der ela-

409838/0664

GT-729-F 2345ÜG7

stomeren Dichtung 10 parallel ist. Die Kanten 27 und 28 sind vorzugsweise mit einem Winkel von etwa 45 mit Bezug auf die Kante 2 9 und die Ebene der Fläche 17 versetzt. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist durch die Längs- und Abstandsteile 12 und 13 nur ein Teil der T-förmigen Elemente 2 2 und 2 3 längs der Nuten 14 und 16 eingebettet. Die Teile 12 und 13 des elastomeren Körpers können jedoch die Längsverstärkungselemente 2 2 und 23 voll einbetten und die Ausnehmungen 26 in diesen füllen, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt. Die Materialmenge zwischen den Ausnehmungen 2 6 und der Oberseite der Dichtung 10 ist gewöhnlich zumindest ebenso groß wie dieDicke der Platte 21.

In Fig. 4 und 5 ist eine andere Ausführungsform gezeigt, die eine verstärkte elastomere Fugendichtung mit einem elastomeren Körper 30 bildet. Der elastomere Körper 30 besitzt einen Hauptteil 31 und Abstandsteile 32 mit Längsteilen 33. Die Abstands- und die Längsteile 32 und 33 begrenzen mit dem Hauptteil 31 voneinander in Abstand befindliche Längsnuten 34 und 36. Der Hauptteil 31 und die Abstands- und Längsteile 33 weisen Übergangstragflächen 37,, 38 und 39 auf. Die Tragflächen 37, 38 und 39 haben vorzugsweise die gleiche Breite und Länge und bilden eine Dichtungsfläche als Übergang zwischen den Fahrbahnflächen, d,h, sie haben eine grössere Breite als der Fußteil 4 3 des elastomeren Körpers 30. Der Hauptteil 31 weist ferner eine mittige Längsnut 40 auf, damit sich die Dichtung ausdehnen und verengen kann.

Der Hauptteil 31 ist vorzugsweise mit einer Verstärkungsmittelplatte 41 versehen, die, wie gezeigt, vorzugsweise eine flache Form hat. Die Platte 41 ist zwischen der Tragfläche 37 und der Nut 40 angeordnet, und hat eine solche

409838/0664

GT-729-F

Breite, daß sie den Spalt zwischen benachbarten Fahrbahnabschnitten überspannt. In den Abstands- und Längsteilen 32 und 3 3 des elastomeren Körpers sind Längsverstärkungselemente 44 und 45 voll eingebettet. Diese Elemente sind vorzugsweise L-förmig und erstrecken sich im wesentlichen über die Länge des Körpers 30.

Wie in Fig. 5 gezeigt, weisen die Längsverstärkungsplatten 44 und 45 je zumindest zwei abgestumpfte Ausnehmungen und 48 auf, die zueinander umgekehrt sind. Die Ausnehmung 4 7 weist zwei entgegengesetzte winkelig versetzte Kanten 51 und 5 2 sowie eine Kante 5 3 auf, die zu den Tragflächen 37, 38 und 39 parallel ist. Die Ausnehmung 47 ist zu den Obergangstragflächen des Körpers 30 offen und hat eine geringere Grosse als die Ausnehmung 48. Vorzugsweise sind die Kanten 51 und 5 2 mit einem Winkel von etwa 45° zur Oberseite der Dichtung versetzt.

Die Ausnehmung 48 besitzt zwei entgegengesetzte winkelig versetzte Kanten 54 und 55 sowie eine Kante 56, die zur Kante 5 3 der öffnung 47 parallel ist. Die Ausnehmung 48 ist zum Fußteil 43 der Dichtung 30 offen und erstreckt sich durch die Fußteile 57 und 58 der Längselemente 44 und 45.

Die Längselemente 4 4 und 45 sind ferner mit öffnungen versehen, durch welche Befestigungsmittel, wie Schrauben, hindurchgeführt werden können, um den Abschnitt an der Fahrbahn zu befestigen. Jede Dichtung 30 weist an ihrem einen Ende eine Zunge bzw. einen Zapfen 6 2 und eine Nut 63 zur Verriegelung mit benachbarten Dichtungsabschnitten auf.

Wie in Verbindung mit der Dichtung 10 nach Fig. 1 beschrie-

- 9 409838/0664

ben, werden die Ausnehmungen 47 und 48 mit dem elastomeren Material der Längsteile 3 2 und 3 3 gefüllt, die aus einem elastomeren Material (wie gezeigt) oder aus zwei verschiedenen elastomeren Materialien und/oder in einem Formgebungsvorgang (wie gezeigt) oder in zwei verschiedenen FormgebungsVorgängen geformt werden können. Ferner können die Längsverstärkungselemente 44 und 45 vollständig im elastomeren Körper 30 eingebettet sein, wie in Fig. 4 gezeigt, oder teilweise freiliegen, wie die in Fig. 1 gezeigten Elemente 22 und 23.

Die beiden elastomeren Dichtungen nach Fig. 1-3 und 4-6 sind von einem Typ, der gewöhnlich als "Scherungstyp"-Fugendichtung bezeichnet wird. Bei diesem Dichtungstyp geschieht die Ausdehnung und/oder Verkürzung durch die Scherwirkung der Hauptteile der elastomeren Körper, die sich zwischen den Längsnuten und der mittleren Axialnut erstrecken.

Obwohl vorangehend gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt.

- 10 -

409838/0664

Claims

GT-729-F 2 3 4 b O Ü

Patentansprüche

( 1·) Verstärkte elastomere Fugendichtung, gekennzeichnet durch:

A, einen elastomeren Körper mit einem Hauptteil, der eine Tragfläche aufweist, und zwei entgegengesetzten Längsabstandsteilen entlang der entgegengesetzten Seiten des Hauptteils;

B. eine mittige Verstärkungsplatte, die zumindest teilweise innerhalb des Hauptteils eingebettet ist und sich über dessen Länge erstreckt und dazu dient, einer vertikalen Bewegung der Dichtung unter vertikaler Belastung und Beanspruchung Widerstand zu leisten; und

C_# ein LängsVerstärkungselement, das zumindest teilweise in jedem Abstandsteil eingebettet ist, welche Längselemente durch ihre Fußteile zumindest zwei entgegengesetzt angeordnete Ausnehmungen aufweisen.

2, Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsteile des elastomeren Körpers Längsteile aufweisen, welche mit dem Hauptteil zwei voneinander in Abstand befindliche, sich über die Länge der Dichtung erstreckende Nuten begrenzen.

3, Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

- 11 -

409838/0664

jeder der Längsteile eine Übergangstragfläche für die Dichtung aufweist.

U. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Längsverstärkungselement mit den Abstandsund Hauptteilen des elastomeren Körpers zwei voneinander in Abstand befindliche Nuten begrenzt, die sich im wesentlichen über die Länge der Dichtung erstrecken

5. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen aus zwei Kantenteilen bestehen, die mit Bezug auf die erwähnte parallele Kante winkelig versetzt sind.

6. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverstärkungselernente einen Querschnitt in Form eines umgekehrten T haben und die Ausnehmungen sich durch die Fußteile des T erstrecken.

7, Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsverstärkungselemente einen L-förmigen Querschnitt haben.

8. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Längsplatte zwei Ausnehmungen aufweist, nämlich eine erste Ausnehmung, die zur Oberseite des Verstärkungselements offen ist, und eine zweite

- 12 409838/0664

Ausnehmung, die durch den Fuß des Verstärkungselements offen ist, welche Ausnehmungen sich voneinander in Abstand befinden·

9. Dichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Ausnehmung längs der gleichen vertikalen Achse der Verstärkungsebmente liegen und die zweite Ausnehmung grosser als die erste Ausnehmung ist.

- 13 -

409838/0664