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Die
Erfindung betrifft eine Dichtung für einen Dichtbereich, in dem
Dichtungen von mindestens drei zusammengefügten Bauteilen aufeinandertreffen,
wobei mindestens eine dieser Dichtungen ein geformte Dichtung ist
und wobei die Dichtung für
den genannten Dichtbereich ein in einem Aufnahmeraum der geformten
Dichtung eingebrachtes Dichtpad ist, das beim Zusammenbau der Bauteile
teilweise durch eine Öffnung
derart in den Dichtbereich fließt,
daß Lücken zwischen
den Dichtungen dichtend ausgefüllt sind.
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Dichtungen
dienen dem Abschluß von
Räumen
gegeneinander, um den Durchtritt von gasförmigen oder flüssigen Stoffen
zu verhindern. Wenn mehr als zwei Bauteile aneinandergrenzen, entstehen senkrecht
aufeinanderstehende Spalten, die sogenannten Drei- oder Vier-)Länderecken.
Die Abdichtung dieser Mehrländerecken
weisen je nach Umfeld spezifische Problematiken auf, z.B. die Einbringung während des
Montageprozesses, bei dem Abscherungen an der dritten Seite auftreten
können.
Dies wird z.B. durch spezielle Nuten gelöst, in die erst nach der Montage
ein Flüssigdichtmittel
eingebracht wird. Dort, wo hohe Druckverhältnisse und Temperaturen herrschen,
wie beispielsweise bei Zylinderkopfdichtungen, werden statt Flüssigdichtungen
geformte Dichtungen verwendet. Diese werden in verschiedensten Ausführungsformen
und Materialien als eigenständiges
Bauteil zwischen die abzudichtenden Bauteile eingebracht und durch
diese mit Druck verbunden.
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Eine
Vorrichtung der eingangs genannten. Art ist aus einer Firmenschrift
der Firma Reinz bekannt. Dort wird eine Zylinderkopfdichtung, ausgebildet
als Dreilagen-Metalldichtung,
beschrieben. Hierbei ist in der mittleren Lage ein kalottenförmiges Reservoir
eingearbeitet, welches zum Mehrländereck eine Öffnung in
der Größe des Kalottendurchmessers
aufweist. In das Reservoir wird ein Dichtmittel vor dem Zusammenbau
eingebracht, das beim Zusammenbau herausgedrückt wird und den Bereich des
Mehrländerecks
abdichtend ausfüllt.
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Der
Nachteil dieser Ausgestaltung ergibt sich beispielsweise bei Reparaturarbeiten,
wenn die so abgedichteten Bauteile im Bereich des Mehrländerecks
demontiert werden müssen.
Hierbei kann das Dichtpad durch die Adhäsion an den demontierten Bauteilen
oder einer ausgehärteten
Flüssigdichtung von
der geformten Dichtung gelöst
werden. Bis zur Neuabdichtung nach der Reparatur können die
Haftflächen
der geformten Dichtung, beispielsweise von Öl, benetzt sein, so daß die nach
der Reparatur erneut eingebrachte Dichtmasse sich nicht mehr mit der
geformten Dichtung verbinden kann. Damit ist eine vollständige Abdichtung
nicht mehr möglich,
und Stoffe können
hindurchtreten. So kann beispielsweise der Motor ölundicht
werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine geformte Dichtung
so zu gestalten, daß ein
Herauslösen
des Dichtpads aus der vorgeformten Dichtung bei einer Demontage
der abgedichteten Bauteile verhindert wird.
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Erfindungsgemäß wird dies
bei einer Dichtung der eingangs genannten An dadurch erreicht, daß der Aufnahmeraum
der geformten Dichtung derart ausgebildet ist, daß eine formschlüssige Verbindung
zwischen dem Dichtpad und der geformten Dichtung besteht.
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Dies
bewirkt, daß das
Dichtpad trotz Zugwirkung bei der Demontage der abgedichteten Bauteilen
mechanisch in der geformten Dichtung festgehalten wird. Nach erneuter
Montage der Bauteile kann sich das Dichtpad problemlos wieder, insbesondere mit
einem zwischen die Bauteile eingebrachten, frischen flüssigen Dichtmittel
verbinden, wodurch wieder eine vollständige Abdichtung der Bauteile
im Bereich von Mehrländerecken
erreicht werden kann. Auch bei Verwendung von weiteren geformten
Dichtungen ist es möglich,
daß sich
das Dichtpad nach deren erneuter Einlegung im Mehrländereck
dichtend an diese anlegt.
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Die
Aussparung für
die Aufnahme des Dichtpads sowie die erfindungsgemäße, formschlüssige Verbindung
können
in vielen Variationen ausgebildet werden. Wesentlich ist dabei lediglich,
daß das
verfestigte Dichtpad derart formschlüssig mit der geformten Dichtung
verbunden ist, daß es
sich auch dann nicht mehr von diesem ablöst, wenn eine Adhäsion des
Dichtpads zu einem Bauteil oder einer anderen Dichtung beim Demontieren
auseinandergerissen werden muß.
Das Dichtpad wird also durch die Formschlüssigkeit zur geformten Dichtung
zu deren Bestandteil und wird daher gemeinsam mit der geformten
Dichtung nach einer Demontage immer wieder in seine ursprüngliche
Lage zurückgebracht.
Dabei ist es möglich,
daß das
Dichtpad beim Zusammenbau noch nicht ausgehärtet ist, da es unmittelbar vorher
aufgebracht wurde oder es kann beim Zusammenbau schon ausgehärtet sein
und durch seine Elastizität
und den aufgebrachten Druck beim Zusammenpressen der Bauteile in
den Dichtbereich fließen.
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Für das Eindringen
in den Dichtbereich, also in die Lücken zwischen den Dichtungen
im Bereich der Vielländerecken
gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß das Dichtpad derart beschaffen
ist, daß es
vor seiner Verfestigung diesen ausfüllend in den Dichtbereich expandiert.
Da jedoch eine derartige geformte Dichtung beim Zusammenbau der
Bauteile in der Regel stark gepreßt wird, ist es auch möglich, daß der Aufnahmeraum
derart beschaffen ist, daß er
durch das Zusammenpressen soweit verkleinert wird, daß das Dichtpad
in den Dichtbereich eindringt und diesen dabei ausfüllt, was
auch bei einem ausgehärteten
Dichtpad durch seine Elastizität
möglich
ist.
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Die
formschlüssige
Verbindung kann beispielsweise derart ausgebildet sein, daß mindestens ein
Halteelement angeordnet ist, das vom Dichtpad, beispielsweise bei
dessen Auftragung oder nach der Aushärtung durch seine Elastizität, umflossen
wird. Beispielsweise könnte
der Aufnahmeraum als Halteelement bzw. Halteelemente, Stege, Noppen
oder pilzförmig
geformte Elemente aufweisen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein,
daß der
Aufnahmeraum mindestens einen Ausgang zum Dichtbereich aufweist,
der im Verhältnis
zum Aufnahmeraum als Verengung ausgebildet ist. Es kann sich dabei
selbstverständlich
um einen oder um mehrere Ausgänge
handeln, wobei es auch möglich
ist, daß die
Verengung durch Stege oder eine netz- oder gitterartige Struktur erzielt
ist.
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Die
geformte Dichtung kann eine oder mehrere Schichten aufweisen. Dies
hängt vom
jeweiligen Einsatzbereich ab. Bei mehreren Schichten kann der Aufnahmeraum
selbstverständlich
auch in eine der Schichten eingearbeitet sein. Derartige Dichtungen werden
beispielsweise als Mehrlagenmetalldichtungen für die Abdichtung von Zylinderköpfen verwendet.
Ist eine solche geformte Dichtung derart aufgebaut, daß sie aus
einem Bodenteil, einem Deckteil und einem Distanzteil besteht, so
ist es zweckmäßig, wenn
der Aufnahmeraum in das Distanzteil eingearbeitet ist. Dann ist
das Dichtpad durch eine, bis auf den Ausgang allseitige Umschließung, sicher
gehalten. Dabei läßt sich
beispielsweise der Aufnahmeraum auf einfache Weise in das Distanzteil
dadurch einarbeiten, daß eine Ω-förmige Einbuchtung
oder ähnliche
Ausgestaltung vorgesehen wird.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
beispielhaften Ausführungsmöglichkeiten
erläutert.
Es zeigen
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 einen
Schnitt II-II durch die 1,
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3 ein
zweites Ausführungsbeispiel
und
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4 einen
Schnitt III-III durch die 3.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei die Dichtung 1 dazu dient, einen Dichtbereich 2 abzudichten,
der sich beim Aufeinandertreffen von vier zusammengefügten Bauteilen 4, 4', 4'', 4''' bildet. Zwischen
diesen Bauteilen befinden sich Dichtungen 3, 3', 3'', 3''', die jedoch
bei der Montage nicht so exakt aufeinandertreffen, daß sich dort nicht
Lücken 8 bilden
können.
Diese entsprechen dem Dichtbereich 2, in den beim oder
nach dem Zusammenfügen
ein Dichtpad 7 einfließt,
das zuvor in einem Aufnahmeraum 6 einer als geformte Dichtung 5 ausgebildeten
Dichtung 3 gespeichert war. Dieser Aufnahmeraum 6 kann
sich entweder durch das Zusammenfügen der Bauteile 4, 4'' unter Pressung, beispielsweise
beim Anziehen einer Verschraubung, derart verringern, daß das Dichtpad 7 außer dem Aufnahmeraum 6 auch
den Dichtbereich 2 ausfüllt, wobei
es durch Druck und Elastizität
den Dichtbereich 2 ausfüllen
kann oder, wenn es noch nicht ausgehärtet ist, durch plastische
Verformung beim Zusammenbau. Im letztgenannten Fall kann das Dichtpad 7 auch
derart ausgestaltet sein, daß es
vor einer Aushärtung
derart expandiert, daß es
außer
dem Aufnahmeraum 6 auch den Dichtbereich 2 ausfüllt und
damit alle entstandenen Lücken 8 zwischen
den Dichtungen 3, 3', 3'', 3''' schließt. Von
den Dichtungen 3, 3', 3'', 3''' muß mindestens
eine Dichtung 3 als geformte Dichtung 5 ausgebildet
sein, damit dort der Aufnahmeraum 6 für das Dichtpad 7 verfügbar ist. Die
anderen Dichtungen 3', 3'', 3''' können sowohl Flüssigdichtungen
als auch ebenfalls geformte Dichtungen sein. Dies ändert nichts
am vorgenannten Funktionsprinzip.
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Dieses
Funktionsprinzip entspricht dem bereits eingangs zitierten Stand
der Technik, wobei das Problem auftrat, daß bei einer Demontage der Bauteile 4, 4', 4'', 4''' sich das Dichtpad 7 von
der geformten Dichtung 5 ablösen ließ, da es mitunter an den Dichtungen 3', 3'', 3''' oder an einem
der Bauteile 4, 4', 4'', 4''' stärker anhaftete
als an der geformten Dichtung 5 und dadurch aus dem Aufnahmeraum 6 herausgezogen
wurde. Dadurch gelangte das Dichtpad 7 bei einer erneuten
Montage nicht mehr in den Dichtbereicht 2, insbesondere
dann nicht, wenn die Dichtungen 3', 3'', 3''' als
Flüssigdichtungen
ausgebildet sind, welche erneut als Flüssigdichtung eingebracht werden
müssen.
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Durch
die Erfindung wird ein Ablösen
des Dichtpads 7 von der geformten Dichtung 5 dadurch verhindert,
daß der
Aufnahmeraum 6 derart ausgebildet ist, daß eine formschlüssige Verbindung
zwischen dem Dichtpad 7 und der geformten Dichtung 5 besteht.
Dadurch bleibt das Dichtpad 7 mit der geformten Dichtung 5 verbunden
und gelangt dadurch bei einem erneuten Zusammenbau wieder in seinen Dichtbereich 2,
so daß es
die Lücken 8 wieder
verschließen
kann und dadurch für
die Dichtigkeit zwischen den Bauteilen 4, 4', 4'', 4''' auch im Vierländereck
gesorgt ist. Insbesondere wird dadurch gewährleistet, daß das Dichtpad 7 nicht
an einer der Dichtungen 3', 3'', 3''' anhängt und – wenn diese
als Flüssigdichtungen
erneut eingebracht werden müssen – nicht
mit den alten Flüssigdichtungen
verworfen wird.
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Die
formschlüssige
Verbindung kann auf verschiedenste Weise ausgebildet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist ein stegförmiges
Halteelement 9 vorgesehen, welches den Aufnahmeraum 6 abschließt, jedoch
Ausgänge 10 offenläßt, durch
die das Dichtpad 7 beim Zusammenbau der Bauteile 4, 4', 4'', 4''' in den Dichtbereich 2 fließen kann.
Bei diesem Fluß des
Dichtpads 7 wird das Halteelement 9 umflossen,
und da das Halteelement 9 mit der geformten Dichtung 5 verbunden
ist, sorgt es für
die genannte formschlüssige
Verbindung.
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2 zeigt
zur Verdeutlichung noch einen Schnitt II-II durch die 1,
wobei ersichtlich ist, wie das Dichtpad 7 die Lücken 8 zwischen
den Dichtungen 3, 5 und der Dichtung 3'' verschließt und sich gleichzeitig durch
das Umfließen
des Halteelements 9 an der geformten Dichtung 5 festhält. Da das
Dichtpad 7 natürlich
auch den Dichtbereich 2 zwischen den Dichtungen 3' und 3''' ausfüllt, findet
zwischen diesen in entsprechender Weise eine Abdichtung statt, wobei
sich in der Darstellung der 2 die Dichtung 3''' in
die Zeichnungsebene hinein und die Dichtung 3' aus der Zeichnungsebene
heraus erstreckt und diese Dichtungen 3' und 3''' ebenso lückenlos
durch das Dichtpad 7 miteinander verbunden sind, so daß das Dichtpad 7 den
gesamten Bereich der Aneinanderfügung
der Dichtungen 3, 3', 3'', 3''' ausfüllt.
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Dabei
ist selbstverständlich
das Halteelement 9 nur beispielhaft dargestellt, es könnten auch mehrere
Stege vorgesehen sein, ein Gitter, in den Aufnahmeraum 6 hineinragende
Noppen, Stifte oder pilzförmige
Elemente oder sonstige Ausgestaltungen, die eine formschlüssige Verbindung
ergeben, durch die das ausgehärtete
Dichtpad 7 nicht mehr von der geformten Dichtung 3, 5 gelöst werden
kann.
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3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei der die geformte Dichtung 3, 5 in Schichten
aufgebaut ist und dabei ein Bodenteil 5', ein Distanzteil 5'' und ein Deckteil 5''' aufweist.
In diesem Ausführungsbeispiel
sind drei Bauteile 4, 4', 4'' zusammengefügt, so daß es sich
beim Aufeinandertreffen der Dichtungen 3 und 3' um ein Dreiländereck handelt.
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Die
Ausgestaltung des Dichtbereichs 2 mit der Dichtung 1 und
vor allem die formschlüssige
Verbindung des Dichtpads 7 zur Dichtung 3, 5 ist
aus der Zusammenschau der 3 sowie
der 4 ersichtlich, welche einen Schnitt III-III durch
die 3 darstellt. Dabei ist in das Distanzteil 5'' ein Aufnahmeraum 6 eingefügt, welcher
die Form eines Ω hat
und dadurch einen Ausgang 10 zum Dichtbereich 2 aufweist,
welcher gegenüber
dem Aufnahmeraum 6 eine Verengung 11 aufweist.
Selbstverständlich
sind natürlich
auch hier alle möglichen
anderen Formen denkbar, welche eine formschlüssige Verbindung gewährleisten.
Durch diese Formgebung wird erreicht, daß das Dichtpad 7 nicht
mehr aus dem Aufnahmeraum 6 herausgezogen werden kann und
damit fest mit der geformten Dichtung 5 verbunden ist,
wobei diese Verbindung noch dadurch verbessert wird, daß das Bodenteil 5' und das Deckteil 5''' den
Aufnahmeraum 6 oben und unten abschließen. Die übrigen Funktionen entsprechen
den bereits oben beschriebenen, bis auf die Tatsache, daß hier nicht
ein Halteelement 9 umflossen wird, was natürlich auch
bei einer mehrschichtigen Dichtung 5 möglich ist, sondern daß die formschlüssige Verbindung
durch die Verengung 11 gewährleistet ist.
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Selbstverständlich sind
die Ausführungsbeispiele
nur wenige Möglichkeiten
denkbarer Ausgestaltungen. Es könnten
auch in der zweiten Ausführungsform
die zu 1 beschriebenen, verschiedenen Möglichkeiten
von Halteelementen 9 vorgesehen sein. Außerdem wäre es auch
möglich,
nur zwei oder mehr Schichten für
die geformte Dichtung 5 vorzusehen oder auch die anderen
Dichtungen 3', 3'', 3''' als Dichtungen
aus Schichten zu gestalten. Auch wenn eine geformte Dichtung 5 zwei
Schichten hat, so könnte
der Aufnahmeraum 6 in eine der Schichten eingearbeitet
sein, wobei auch eine kalottenförmige Erhöhung denkbar
ist, die beim Zusammenfügen
von zwei Bauteilen eingedrückt
wird und dadurch das Dichtpad 7 in den Dichtbereich 2 fließt. Es müßte dann
lediglich eine solche Formgebung vorgesehen sein, daß ein Teil
des Dichtpads 7 im Aufnahmeraum 6 verbleibt und
dort formschlüssig
mit der geformten Dichtung 5 verbunden ist. Auch könnte die
Anzahl der in dem Mehrländereck
zusammengefügten
Bauteile 4, 4', 4'', 4''' beliebig sein
und als Einsatzbereich sind neben dem Motorenbau viele weitere Gebiete des
Baus von Maschinen, Anlagen und Verkehrsmitteln möglich.
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- 1
- Dichtung
(in einem Mehrländereck)
- 2
- Dichtbereich
- 3,
3', 3'', 3'''
- Dichtungen
- 4,
4', 4'', 4'''
- zusammengefügte Bauteile
- 5
- geformte
Dichtung
- 5'
- Bodenteil
- 5''
- Distanzteil
- 5'''
- Deckteil
- 6
- Aufnahmeraum
- 7
- Dichtpad
- 8
- Lücken
- 9
- Halteelement
- 10
- Ausgang
- 11
- Verengung