DE19708579C2 - Dichteinrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dichteinrichtung zum Überbrücken eines Dichtspalts,
der von zwei Dichtflächen begrenzt ist, die ihrerseits an zwei einander
gegenüberliegenden Wänden ausgebildet sind, umfassend eine Nut in der einen
Dichtfläche, in die zumindest ein elastischer Schlauch unverschiebbar eingefügt
und durch zumindest eine unverformbare Eintrittsöffnung mit einem
druckbeaufschlagbaren Medium füllbar und durch das Medium dehnbar ist,
wobei der Schlauch durch die dem Nutgrund gegenüberliegende, mit der einen
Dichtfläche fluchtende Öffnungsfläche der Nut hindurchtritt, den Dichtspalt
überbrückt und mit der anderen Dichtfläche dichtend in Eingriff gelangt.
Dichteinrichtungen dieses Typs werden im Grunde in der DE-OS 22 53 233 und
dem DE 296 00 582 U1 beschrieben. Auf den Schlauchanschluß als solchen wird jedoch
darin nicht eingegangen.
Was die
Zuführung des druckbeaufschlagbaren Mediums zu dem Schlauch betrifft, so offenbart die DE 44 03 063 A1 eine Schlauchanschlußein
richtung
unter Verwendung einer unnachgiebigen Rohrleitung, die in das Innere des
Schlauches eingefügt und unter Verwendung von auf die Außenseite des
Schlauches einwirkenden Schlauchbindern mit dem Schlauch verpreßt und
verbunden ist. Die Verwendung der Schlauchbinder bereitet sowohl unter dem
Gesichtspunkt des Platzverbrauchs als auch unter dem Gesichtspunkt der
Einfachheit der Montage oftmals große Schwierigkeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichteinrichtung der eingangs
genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß sich zumindest beim
Schlauchanschluß die Verwendung von Schlauchbindern erübrigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Dichteinrichtung der eingangs
genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf
vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Bei der erfindungsgemäßen Dichteinrichtung ist es vorgesehen, daß der
Schlauch mit dem einen Ende lose anliegend in die Eintrittsöffnung eingefügt
ist und daß seine Festlegung in der Eintrittsöffnung durch auf das andere Ende
einwirkende Stützmittel bewirkt ist. Der Schlauch ist elastisch dehnbar
ausgebildet. Er besteht beispielsweise aus Gummi. Desweiteren geht die
Erfindung aus von der Erkenntnis, daß eine Druckbeaufschlagung des
abzudichtenden Spaltes normalerweise nur erfolgt, wenn die den Schlauch
aufnehmende Nut im Bereich der dem Nutgrund gegenüberliegenden, mit der
Dichtfläche fluchtenden Öffnungsfläche durch eine unnachgiebige Wand
überdeckt ist, was ein unkontrolliertes Ausweichen des Schlauches in dieser
Richtung verhindert. Die sich bei der Einspeisung eines druckbeaufschlagten
Mediums in den Schlauch ergebende, elastische Aufweitung hat daher lediglich
zur Folge, daß der Schlauch durch die dem Nutgrund gegenüberliegende, mit der
einen Dichtfläche fluchtende Öffnungsfläche der Nut hindurchtritt, den
Dichtspalt überbrückt und mit der anderen Dichtfläche dichtend in Eingriff
gelangt. Es ergibt sich auf jeden Fall eine ausgezeichnete Abdichtwirkung des
Schlauches in bezug auf die Eintrittsöffnung, ohne daß es der Verwendung von
Schlauchbindern oder anderer sekundärer Hilfsmittel zur Festlegung des
Schlauches in der Eintrittsöffnung bedarf. Der Austausch des Schlauches nach
eingetretenem Verschleiß ist dadurch denkbar einfach. Der Schlauch wird hierzu
einfach aus der Nut herausgezogen und durch einen lose anliegend in die
Eintrittsöffnung eingefügten, neuen Schlauch ersetzt.
Das Stützmittel kann durch einen Bestandteil der Nut gebildet sein, beispielsweise
durch einen sich quer zu der Nut erstreckenden Zwischenboden, der ober
flächenbündig in die Nut eingefügt ist oder einen Bestandteil der Nut bildet. Die
Einbringung bereitet dem Werkzeugbauer keine Schwierigkeiten.
Eine besonders einfache Festlegung des Schlauches läßt sich erzielen, wenn
zumindest das eine Ende in eine erste Ausnehmung eingefügt ist, die quer zur
Längsrichtung der Nut oder zur Ebene des Spaltes verläuft. Eine solche erste
Ausnehmung kann beispielsweise durch eine Bohrung gebildet sein, die abge
rundet in den Nutgrund übergeht. Um bei einer solchen Ausbildung im Bereich
der Übergangszone zwischen der Nut und der Bohrung eine spezifische Über
lastung des Schlauches und insbesondere eine unkontrollierte Dehnung zu ver
hindern hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn zumindest das eine Ende des
Schlauches im Bereich der Krümmung von einem anliegenden Einsatzstück
umschlossen ist, das in eine zweite Ausnehmung einfügbar ist. Ein solches Ein
satzstück kann beispielsweise aus einem Formteil aus Kunststoff oder Metall
bestehen. Wenn das Einsatzstück durch ein elastisches Dichtelement gebildet
ist, das mit der Gegenfläche des Spaltes in Eingriff bringbar ist, dann besteht die
Möglichkeit, eine durchgehende Abdichtung des ganzen Spaltes auch im Bereich
von Bögen zu erzielen sowie der zusätzliche Vorteil, den mittleren Teil des
Spaltes zur Entlüftung eines Formwerkzeuges zu nutzen, während der Spalt im
Bereich der Einsatzstücke bereits abgedichtet ist. Dazu wird das Formwerkzeug
zunächst geschlossen und eventuell mit der einzufüllenden Formmasse gefüllt,
bis diese den Spalt erreicht. Die in dem Formwerkzeug enthaltenen Gase können
dadurch bis zu diesem Zeitpunkt durch den Spalt entweichen. Im Anschluß
daran wird der Schlauch aufgebläht und in der Zwischenzone der Einsatzstücke
dichtend mit der Gegenfläche des Spaltes in Eingriff gebracht, wobei sich eine
durchgehende Abdichtung des ganzen Spaltes ergibt. Hierdurch ist nachfolgend
ein Druckaufbau im Formwerkzeug möglich.
Das Einsatzstück kann mit einer Anschlußbohrung zur Einspeisung des druckbe
aufschlagbaren Mediums versehen sein, wobei es sich als vorteilhaft bewährt
hat, wenn die Anschlußbohrung mit einem Anschlußgewinde für eine Versor
gungsleitung versehen ist. Sie kann der Eintrittsöffnung geneigt zugeordnet sein,
um die Zuführung des Druckmittels zu vereinfachen. Hierbei handelt es sich
zweckmäßig um Druckluft.
Um zu verhindern, daß der Schlauch unbeabsichtigt aus Nut herausfällt, bei
spielsweise bei einer Überkopfanordnung der Nut, hat es sich als vorteilhaft
bewährt, wenn die Nut im Bereich ihrer Mündung verengt ist und wenn der
Schlauch unterhalb der Mündung einen Querschnitt hat, der zumindest an einer
Stelle größer ist als der Querschnitt der Nut an ihrer Mündung.
In den Schlauch kann eine biegsame, unkomprimierbare Seele eines angepaßten
Querschnittes lose anliegend eingefügt sein, um zu erreichen, daß der Schlauch
auch bei einer Beugung um enge Radien nicht einknickt sondern seine her
stellungsbedingte, ursprüngliche Gestalt weitgehend behält. Eine solche Seele
kann durch eine Wendelfeder, einen Kunststoffaden oder einen Kunststoff
schlauch gebildet sein. Sie bewirkt somit eine Abstützung des Schlauches in
radialer Richtung.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiter
verdeutlicht. Es zeigen:
Fig. 1: Eine Dichteinrichtung, bei der der Schlauch in einer gerade
gestreckten Form zur Anwendung gelangt.
Fig. 2: Eine Dichteinrichtung ähnlich Fig. 1, bei der jedoch beide Enden
quer zum Verlauf der Nut abgewinkelt sind.
Fig. 3: Eine Dichteinrichtung ähnlich Fig. 2, bei der der Schlauch im
Bereich seiner Abbiegung in einem Einsatzstück geführt ist.
Fig. 4/5: Zwei Dichteinrichtungen in quergeschnittener Darstellung mit
voneinander abweichendem Schlauchquerschnitt.
Die in Fig. 1 gezeigte Dichteinrichtung ist zur Abdichtung des Spaltes zwischen
einem Werkzeugober- und einem Werkzeugunterteil vorgesehen, das bei
spielsweise zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoff bestimmt ist. Derar
tige Kunststoffe werden normalerweise in flüssigem Zustand in ein solches
Werkzeug eingefüllt, beispielsweise ein Reaktionsgemisch zur Herstellung eines
Polyurethanschaumstoffs. Trotz größter Genauigkeit des Werkzeugober- und des
Werkzeugunterteils besteht dadurch die Gefahr, daß flüssige Bestandteile des
Kunststoffes den Dichtspalt passieren. Dadurch können sich Fehler an dem
erzeugten Werkstück ergeben sowie eine Verunreinigung der Umgebung. Zur
Vermeidung solcher Probleme ist in den Spalt eine Dichteinrichtung eingefügt.
Diese umfaßt einen elastischen Schlauch 1, der in eine in die Seitenwand des
Spaltes mündende Nut 2 eingefügt und durch eine unverformbare Eintritts
öffnung 3 mit einem druckbeaufschlagbaren Medium füllbar und durch das
Medium dehnbar ist. Obwohl der Schlauch mit dem einen Ende lose anliegend in
die Eintrittsöffnung eingefügt ist und von dieser auf einem Zylinderabschnitt
radial umschlossen wird, ist seine dichte und unverschiebbare Festlegung in der
Eintrittsöffnung 3 lediglich durch ein auf sein anderes Ende einwirkendes
Stützmittel bewirkt, vorliegend eine Stützvorrichtung. Er kann dadurch bei
geschlossenem Werkzeug mit einem druckbeaufschlagten Strömungsmittel
gefüllt und in radialer Richtung aufgedehnt werden, wobei er sich dichtend an
die Innenwandung der Eintrittsöffnung anlegt, durch die dem Nutgrund
gegenüberliegende, mit der einen Dichtfläche fluchtende Öffnungsfläche der Nut
hindurchtritt, den Dichtspalt überbrückt und mit der anderen Dichtfläche
dichtend in Eingriff gelangt. Abzudichtendes Medium vermag dadurch den Spalt
nicht mehr zu passieren.
Im Anschluß an die Verfestigung des in das Werkzeug eingefüllten, polymeren
Werkstoffes wird der Druck des in den Schlauch eingespeisten Strömungsmittels
vermindert mit der Folge, daß der elastische Schlauch seine herstellungsbe
dingte, ursprüngliche Form wieder annimmt und in die Nut zurückkehrt. Die
Anpressung an die der Mündung der Nut vorgelagerte Wandung wird dadurch
beseitigt und das Werkzeug kann problemlos geöffnet werden, ohne daß die
Gefahr besteht, daß der Schlauch die Nut verläßt. Die Rückbildung der Form des
Schlauches kann durch Anlegen von Vakuum beschleunigt werden.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist in den Schlauch 1 eine Seele
6 eingebettet, die aus einem Kunststoffstab besteht. Der Außendurchmesser
kann mit dem Innendurchmesser des Schlauches weitestgehend übereinstim
men. Das Volumen des für eine Aufblähung benötigten Strömungsmittels wird
dadurch reduziert. Außerdem läßt sich ein mit einer solchen Seele ausgestalteter
Schlauch leicht um enge Radien herumlegen, ohne daß die Gefahr des Ein
knickens besteht. Es ist ganz selbstverständlich, daß der Kunststoffstab zu
diesem Zwecke biegsam sein muß. Er kann zu diesem Zwecke aus einem
elastisch verformbaren, nicht komprimierbaren Material bestehen, beispielsweise
aus Gummi, einem Seil oder einem Spiralrohr.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind beide Enden des Schlau
ches 1 im Bereich der Enden in metallischen Einsatzstücken 4 aufgenommen, die
in zweite Ausnehmungen des Formwerkzeuges eingefügt und darin unverrück
bar festgelegt sind. Die beiden Einsatzstücke können auch aus einem Hartkunst
stoff bestehen. Sie lassen es zu, die abgedichtete Zone sehr präzise festzulegen.
Die beiden Enden des Schlauches sind in axialer Richtung abgestützt, um eine
präzise Festlegung in dem dichtenden Zylinderabschnitt zu gewährleisten.
Das im rechten Teil der Darstellung gemäß Fig. 1 gezeigte Einsatzstück 4 ist
mit einer Anschlußbohrung 5 versehen, die der Eintrittsöffnung 3 geneigt
zugeordnet ist und es gestattet, das druckbeaufschlagte Strömungsmittel aus
einer besonders wenig störenden Richtung in den Schlauch einzuspeisen.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführung ist in funktioneller Hinsicht der vorstehend
beschriebenen sehr ähnlich. Die beiden Enden des Schlauches sind dort in erste
Ausnehmungen 7 eingefügt, die quer zur Längsrichtung der Nut 2 verlaufen,
abgerundet in die Nut 2 übergehen.
Auch bei dieser Ausführung ist im Inneren des
Schlauches eine nicht komprimierbare, flexible Seele eingefügt, die aus einem
gewendelten Kunststoffschlauch aus Polyäthylen besteht. Sie verhindert ein
Abknicken des Schlauches beim Einfügen in die ersten Ausnehmungen 7.
Die in Fig. 3 gezeigte Dichteinrichtung ist der vorstehend beschriebenen sehr
ähnlich, im Bereich der beiderseitigen Abbiegungen des Schlauches sind jedoch
elastisch verformbare Einsatzstücke 4 aus Gummi oder einem elastischen
Kunststoff vorgesehen, die den Schlauch im Bereich seines Außenumfanges
anliegend berühren und stützen und die beim Schließen des Werkzeuges
zugleich in einen dichtenden Anlagekontakt zu der den Spalt auf der
gegenüberliegenden Seite begrenzenden Wandung gelangen. Zusätzlich werden
unerwünschte Verformungen des Schlauches und insbesondere Überdehnungen
nach der Einspeisung eines druckbeaufschlagten Strömungsmittels im Bereich
der Bögen verhindert. Desweiteren wird erreicht, daß sich gezielt eine sehr
präzise Dehnung des Schlauches 1 im Bereich der Zone zwischen den
Einsatzstücken 4 erzielen läßt, nachdem das Werkzeug mit einem
Reaktionsschaum gefüllt und die darin enthaltene Luft durch den anfänglich
noch vorhanden Spalt entwichen ist, bis der Schlauch die der Nut 2
gegenüberliegende Begrenzungswand des Spaltes erreicht und dazu in einen
dichtenden Kontakt gelangt. Anschließend ist ein Druckaufbau in dem
Werkzeug möglich, was für bestimmte Qualitätsansprüche wichtig sein kann.
Die beiden axialen Enden des Schlauches sind nicht besonders abgestützt, weil
sich die darauf bei einer Druckbeaufschlagung einwirkenden Kräfte gegenseitig
aufheben. Die elastisch verformbaren Einsatzstücke erfahren bei einer
Aufblähung des Schlauches eine zusätzliche Anpressung an die abgedichtete
Gegenfläche des Spaltes.
In Fig. 4 ist eine Dichteinrichtung in quergeschnittener Darstellung wiedergege
ben, bei der ein Schlauch zur Anwendung gelangt, der von kreisförmigem Profil
ist. In das Innere ist eine Seele 6 eingefügt, die durch ein gewendeltes Kunst
stoffrohr gebildet ist.
In Fig. 5 ist eine Ausführung der Dichteinrichtung in quergeschnittener Dar
stellung wiedergegeben, bei der die Nut von trapezförmigem Profil ist und im
Bereich ihrer Mündung einen verengten Querschnitt hat. Der darin eingefügte
Schlauch hat ein entsprechendes Profil. In ihn ist eine Seele in Form eines
zylindrischen Stabes eingefügt. Zwischen dem trapezförmigen Innenquerschnitt
des Schlauches 1 und dem kreisförmigen Querschnitt der Seele 6 sind dadurch
geringe Freiräume vorhanden, die es gestatten, den Schlauch besonders zügig
mit einem Strömungsmittel zu füllen oder dieses zügig abzulassen, beispielswei
se Druckluft. Der äußere Querschnitt des Schlauches ist unterhalb der Mündung
der Nut erweitert. Auch bei einer Überkopfverwendung ist es dadurch ausge
schlossen, daß der Schlauch die Nut in unbeabsichtigter Weise verläßt und aus
dieser herausfällt.
Claims (10)
1. Dichteinrichtung zum Überbrücken eines Dichtspalts, der von zwei
Dichtflächen begrenzt ist, die ihrerseits an zwei einander
gegenüberliegenden Wänden ausgebildet sind, umfassend eine Nut (2) in
der einen Dichtfläche, in die zumindest ein elastischer Schlauch (1)
unverschiebbar eingefügt und durch zumindest eine unverformbare
Eintrittsöffnung (3) mit einem druckbeaufschlagbaren Medium füllbar und
durch das Medium dehnbar ist, wobei der Schlauch (1) durch die dem
Nutgrund gegenüberliegende, mit der einen Dichtfläche fluchtende
Öffnungsfläche der Nut (2) hindurchtritt, den Dichtspalt überbrückt und
mit der anderen Dichtfläche dichtend in Eingriff gelangt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schlauch (1) mit dem einen Ende lose anliegend
in die Eintrittsöffnung (3) eingefügt ist und daß seine Festlegung in der
Eintrittsöffnung (3) durch auf das andere Ende einwirkende Stützmittel
bewirkt ist.
2. Dichteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stützmittel durch einen Bestandteil der Nut (2) gebildet sind.
3. Dichteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest das eine Ende des Schlauches (1) in eine erste Ausnehmung
(7) eingefügt ist, die quer zur Längsrichtung der Nut (2) verläuft.
4. Dichteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest das eine Ende des Schlauches (1) in
einem Einsatzstück (4) aufgenommen ist, das in eine zweite Ausnehmung
(8) einfügbar ist.
5. Dichteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Einsatzstück (4) durch ein elastisches Dichtelement gebildet ist, das mit
der Gegenfläche des Spaltes in Eingriff bringbar ist.
6. Dichteinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (4) mit einer Anschlußbohrung (5)
zur Einspeisung des Mediums versehen ist.
7. Dichteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anschlußbohrung (5) der Eintrittsöffnung (3) geneigt zugeordnet ist.
8. Dichteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Nut (2) im Bereich der Öffnungsfläche verengt ist.
9. Dichteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß in den Schlauch (1) eine biegsame, unkomprimierbare Seele
(6) eines angepaßten Querschnitts lose anliegend eingefügt ist.
10. Dichteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seele (6) aus einer
Wendelfeder, einem Kunststoffaden oder einem Kunststoffschlauch (1)
besteht.
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