DE19848043C2 - Dichtungsanordnung - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung mit zumindest einer Dichtung aus polymerem Werkstoff und ein Verfahren zur Montage derselben.

Stand der Technik

Beim Abdichten von Maschinenteilen, wie zum Beispiel von Ventildeckeln für Kraftfahrzeugmotoren, Bipolarplatten von Brennstoffzellen, Getriebegehäusen oder Schaltblöcken von hydraulischen Steuereinheiten ist es häufig erforderlich, eine Dichtung sehr genau zwischen ebene Platten, abzudichtende Flanschen und/oder in einer Nut zu positionieren.

Dabei erweist sich insbesondere die Montage von Dichtungen mit einem gro­ ßen Verhältnis von Länge zu Durchmesser als sehr problematisch und führt trotz eines erheblichen manuellen Aufwands häufig zu einer fehlerhaften Mon­ tage.

Aus der DE 44 30 066 A1 sind Dichtringe, Dichtsysteme ein Verfahren und Montagewerkzeug für die Dichtringe und Dichtsysteme bekannt, welche in das Gebiet der KFZ-Teile und ähnliche gehören und welche Erleichterungen des Einbaus am Montageort bieten. Es handelt sich hierbei um eine Einweg- Montagevorrichtung, die mit einer Radialdichtung zusammen wirkt, wobei der Durchmesser der Montiervorrichtung gleich dem Durchmesser des den Dicht­ ring aufnehmenden Wellenabschnitts ist. Der Dichtring ist dabei ursprünglich auf der Montiervorrichtung gehalten, von welcher er nach dem Montieren des Dichtrings entfernt wird.

Aus der US 4,405,138 ist eine Zylinderkopfdichtung bekannt, welche einen fla­ chen Träger mit Durchbrechungen aufweist, in denen eine Dichtung lose ange­ ordnet ist. Die Dichtung wird formschlüssig in dem Träger gehalten, wozu ein­ ander entsprechende Bereiche an der Oberfläche des Trägers bzw. der Dich­ tung vorgesehen sind.

Aus der DE 42 13 653 C2 ist eine Gummiformdichtung bekannt, welche aus einem mit einer Gummimischung umspritzten, mit Öffnungen versehenen Trä­ gerblech und mit um die Öffnungen herum angeordneten, ringförmigen Stütz­ elementen, welche in das Trägerblech eingefügt sind, besteht. Um die Stutz­ elemente in dem Trägerblech zu halten, weist das Trägerblech zum Zeitpunkt der Montage hochgebogene Nasen auf, die nach der Montage in eine umlaufen­ de Nut der Stützelemente durch Umbiegen zum Eingriff gebracht werden. Da­ mit werden die Stützringe an dem Trägerblech befestigt.

Aus der US 5,794,947 ist weiterhin bekannt, dass eine Dichtung auf einem Trägermaterial angeordnet in eine Nut eingelegt wird, wobei ein Teil des Trä­ gers anschließend entfernt wird, ein anderer Teil des Trägers jedoch an der Dichtung verbleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung zu entwi­ ckeln, die einen problemlosen Transport und eine einfache Montage einer Dich­ tung mit einem großen Verhältnis von Länge zu Durchmesser von zumindest 10 : 1 ermöglicht sowie ein Verfahren zur Montage derselben.

Darstellung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 2 und 8 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine Dichtungsanordnung mit einer Dichtung aus polymerem Werkstoff vorgesehen, die als Rahmen in sich ge­ schlossen ausgebildet ist. Die Dichtung umschließt eine Trägerplatte außenum­ fangsseitig und ist mit dieser formschlüssig, jedoch lösbar verbunden. Außer­ dem ist eine Dichtungsanordnung mit einer Dichtung aus polymerem Werkstoff vorgesehen, die als Rahmen in sich geschlossen ausgebildet ist, in einer Durchbrechung einer Trägerplatte angeordnet ist und mit dem die Durchbre­ chung begrenzenden Rand außenumfangsseitig formschlüssig, jedoch lösbar verbunden ist.

Das abzudichtende Maschinenteil weist zur Aufnahme der Dichtung eine in sich geschlossen ausgebildete Nut auf, wobei die innenseitige Begrenzungswand der Nut einen Hinterschnitt aufweist, in den die Dichtung nach ihrer Entfernung von der Trägerplatte einschnappbar ist. Hierbei ist von Vorteil, daß die Dichtung ohne Kleber am abzudichtenden Maschinenteil montierbar ist und ausschließ­ lich durch den Hinterschnitt an einer Verlagerung innerhalb der Nut und/oder einem Herausfallen aus der Nut gehindert ist. Eine die Trägerplatte außenum­ fangsseitig umschließende Dichtung weist herstellungsbedingt Schrumpfspan­ nungen auf, die während dem Anspritzen des polymeren Werkstoffs an den außenumfangsseitigen Rand der Trägerplatte und der anschließenden Verfes­ tigung entstehen. Im Anschluß an das Einlegen der Dichtung in die Nut und das Entfernen der Trägerplatte schnappt die Dichtung schrumpfspannungsbedingt selbsttätig in den Hinterschnitt und wird dadurch zuverlässig in ihrer Position gehalten.

Durch die Trägerplatte wird die Dichtung während des Transports zum Beispiel vom Herstellungs- zum Montageort und während der Montage selbst in ihrer herstellungsgemäßen Form fixiert und dadurch ein Verziehen verhindert.

Die Dichtung kann mit einer in Richtung der Trägerplatte offenen, nutförmigen Ausnehmung versehen sein, die bevorzugt kongruent zum umfangsseitigen Rand der Trägerplatte ist. Durch diese nutförmige Ausnehmung wird eine form­ schlüssige Verbindung von Dichtung und Trägerplatte während des Transports gewährleistet. Eine unbeabsichtigte Trennung von Dichtung und Trägerplatte ist dadurch ausgeschlossen.

Die Trägerplatte kann mit Zentrierbohrungen und/oder Zentrierstiften versehen sein, die während der Montage der Dichtungsanordnung die exakte Positionie­ rung der Dichtung auf dem abzudichtenden Maschinenteil erleichtern.

Zur Fertigung möglichst kostengünstiger Dichtungsanordnungen kann die Trä­ gerplatte aus einem Kunststoff gefertigt sein. Um dennoch bei einer häufigen Wiederverwendung der Trägerplatte eine gute Stabilität der in der Trägerplatte angeordneten Zentrierbohrungen und/oder der Zentrierstifte zu gewährleisten, können die Zentrierbohrungen und/oder Zentrierstifte im Gegensatz zur Trä­ gerplatte aus einem metallischen Werkstoff gefertigt und als Einsätze in der Trägerplatte angeordnet sein.

Die Dichtung wird während der Montage in einer dafür vorgesehenen Nut eines abzudichtenden Maschinenteils dadurch fixiert, dass die Dichtung nach ihrer Entfernung von der Trägerplatte selbsttätig in den Hinterschnitt einschnappt. Das Kleben kann dann entfallen.

In einem letzten Schritt wird die Trägerplatte von der an dem Maschinenteil be­ festigten Dichtung gelöst und entfernt. Die Trägerplatte kann anschließend dem Herstellprozeß wieder zugeführt und erneut verwendet werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen wei­ ter verdeutlicht.

In Fig. 1 ist ein schematisch dargestelltes erstes Ausführungsbei­ spiel einer Dichtungsanordnung mit einer Dichtung aus polymerem Werkstoff gezeigt.

In den Fig. 2 und 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt.

In den Fig. 4 und 5 ist ein Ausschnitt aus dem abzudichtenden Maschi­ nenteil mit einer Nut gezeigt, die einen Hinterschnitt aufweist.

In den Fig. 6 und 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsge­ mäßen Dichtungsanordnung gezeigt.

Ausführung der Erfindung

In Fig. 1 ist ein Querschnitt einer Dichtungsanordnung mit einer Dichtung 1 aus polymerem Werkstoff gezeigt. Dabei ist die Dichtung 1 als Rahmen in sich geschlossen ausgebildet und umschließt eine Trägerplatte 2 umfangsseitig. Die Dichtung 1 weist nach innen eine nutförmige Ausnehmung 3 auf, die kongruent zum umfangsseitigen Rand der Trägerplatte 2 ist. Trägerplatte 2 und Dichtung 1 sind miteinander formschlüssig, jedoch lösbar verbunden. Die Trägerplatte 2 weist eine Zentrierbohrung 4 und einen Zentrierstift 5 auf und kann aus einem Kunststoff oder einem Metall gefertigt sein.

In den Fig. 2 und 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gezeigt, ähnlich dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1.

Die Trägerplatte 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet und mit zwei Dichtungen 1.1, 1.2 verbunden. Die erste Dichtung 1.1 umschließt die Trägerplatte 2 außenumfangsseitig, während die zweite Dichtung 1.2 von der Trägerplatte 2 außenumfangsseitig umschlossen ist. Beide Dichtungen 1.1, 1.2 sind jeweils als Rahmen in sich geschlossen ausgebildet und weisen auf den einander zugewandten Seiten jeweils in Richtung der Trägerplatte 2 offene, nutförmige Ausnehmungen 3 auf, mit denen sie formschlüssig, jedoch lösbar an der Trägerplatte 2 festgelegt sind.

In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Dichtungsanordnung aus Fig. 2 gezeigt. Die ringförmige Gestalt der beiden Dichtungen 1.1, 1.2 sowie der Trägerplatte 2 sind hier zu erkennen.

In den Fig. 4 und 5 ist ein Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung gezeigt, wobei das abzudichtende Maschinenteil 6 selbst mit einer in sich geschlossenen ausgebildeten Nut 7 zur Aufnahme der Dichtung 1 versehen ist. Die hier gezeigte Dichtung 1 hat zuvor eine Trägerplatte 2 außenumfangsseitig unter Vorspannung umschlossen. Die innenseitige Begrenzungswand 10 der Nut 7 weist einen Hinterschnitt 11 auf, in den die Dichtung 1 nach ihrer Entfernung von der Trägerplatte 2 schrumpfbedingt einschnappbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist von Vorteil, daß es sekundärer Befestigungshilfsmittel, wie beispielsweise eines Klebers zur Befestigung der Dichtung 1 innerhalb der Nut 7 nicht bedarf. Die Dichtung 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel formschlüssig innerhalb der Nut gehalten.

In Fig. 5 ist der Ausschnitt aus Fig. 4 im Anschluß an die formschlüssige Verkrallung der Dichtung 1 mit dem Hinterschnitt 11 gezeigt.

In den Fig. 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Dichtungsanordnung gezeigt. Fig. 6 zeigt einen Schnitt A-A aus Fig. 7. Die Dichtung 1 ist insgesamt einstückig ausgebildet, wobei im Bereich zweier einander gegenüberliegender Stirnseiten Ausnehmungen 12 innerhalb der Dichtung vorgesehen sind, die während der Montage der Dichtung 1 durch Stützkörper 13 ausgefüllt sind. Die Stützkörper 13 haben eine der Trägerplatte 2 entsprechende Funktion, wobei die Stützkörper und die die Stützkörper umschließenden Dichtlippen formschlüssig, jedoch lösbar verbunden sind.

In Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die Dichtungsanordnung aus Fig. 6 gezeigt.

Claims (8)

1. Dichtungsanordnung mit zumindest einer Dichtung (1) aus polymerem Werkstoff, wobei die Dichtung (1) als Rahmen in sich geschlossen ausge­ bildet ist und eine Trägerplatte (2) außenumfangsseitig umschließt und mit dieser formschlüssig, jedoch lösbar verbunden ist, dadurch gekennzeich­ net, daß ein abzudichtendes Maschinenteil (6) zur Aufnahme der Dichtung (1) eine in sich geschlossen ausgebildete Nut (7) aufweist und daß die innenseitige Begrenzungswand (10) der Nut (7) einen Hinterschnitt (11) aufweist, in den die Dichtung (1) nach ihrer Entfernung von der Trägerplat­ te (2) einschnappbar ist.

2. Dichtungsanordnung mit zumindest einer Dichtung (1) aus polymerem Werkstoff, wobei die Dichtung (1) als Rahmen in sich geschlossen ausge­ bildet ist, in einer Durchbrechung (8) einer Trägerplatte (2) angeordnet ist und mit dem die Durchbrechung (8) begrenzenden Rand (9) außenum­ fangsseitig formschlüssig, jedoch lösbar verbunden ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein abzudichtendes Maschinenteil (6) zur Aufnahme der Dichtung (1) eine in sich geschlossen ausgebildete Nut (7) aufweist und daß die innenseitige Begrenzungswand (10) der Nut (7) einen Hinter­ schnitt (11) aufweist, in den die Dichtung (1) nach ihrer Entfernung von der Trägerplatte (2) einschnappbar ist.

3. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtung (1) mit einer in Richtung der Trägerplatte (2) offenen, nutförmigen Ausnehmung (3) versehen ist.

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nutförmige Ausnehmung (3) im wesentlichen kongruent zum umfangssei­ tigen Rand der Trägerplatte (2) ist.

5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trägerplatte (2) mit Zentrierbohrungen (4) und/oder Zentrierstiften (5) versehen ist.

6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trägerplatte (2) aus einem Kunststoff besteht.

7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (2) Zentrierbohrungen (4) und/oder Zentierstifte (5) aus me­ tallischem Werkstoff aufweist.

8. Verfahren zur Montage einer Dichtungsanordnung nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (1) in einer dafür vorgesehenen Nut (7) eines abzudichtenden Maschinenteils (6) da­ durch fixiert wird, daß die Dichtung (1) nach ihrer Entfernung von der Trägerplatte (2) selbsttätig in den Hinterschnitt (11) einschnappt und daß die Trägerplatte (2) von der an dem Maschinenteil (6) befestigten Dichtung (1) gelöst und entfernt wird.