DE2318700A1 - Abdichtung fuer trennfugen und dgl - Google Patents
Abdichtung fuer trennfugen und dglInfo
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Description
11.4.1973 IG/llg
1. THE CORRUGATED PACKING AND SHEET METAL COMPANY LIMITED
2. MICHAEL JOHN CASWELL TOZER
Craigmillar, Stocksfield-, Northumberland, England
ABDICHTUNG FUR TRENNFUGEN UND DGL.
Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für Trennfugen und dgl.,
insbesondere zwischen einem Paar von aneinanderstossenden
Flächen, Bauteilen und dgl.
Eine solche Abdichtung hat in Draufsicht regelmäßig ein geschlossenes
Profil und kann ringförmig bzw. rechteckig ausgeführt sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtung zu schaffen, bei der lediglich eine niedrige Spannkraft benötigt
wird, hierbei bzw. allgemein, insbesondere im Zusammenwirken mit ihr gespeicherten Spannung, eine erhöhte Nachgiebigkeit
hat und bei der die Rückstellkraft bzw. das Vermögen, den ursprünglichen
Zustand wieder einzunehmen, erhöht ist.
Erfindungsgemäß wird eine Abdichtung vorgeschlagen, die eine
hohle ¥and hat, welche im Querschnitt die Form eines C hat, wobei die Enden dieses C-förmigen Bauteils in Richtung zueinander
jeweils verlängert sind und dann innerhalb des durch das C abgegrenzten Bereiches nach einwärts gebogen bzw. gerichtet
sind, aber auch so, daß diese Enden sich voneinander entfernen. Hierbei werden obere und untere Endstücke von im wesentlichen
U-Form in vertikaler Richtung gebildet.
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Je nach der Verwendung der Abdichtung und dem Einzelfall,
können benachbarte«- Teile der oberen und unteren~Endstücke,
aneinander anstossend, ausgebildet und/oder angeordnet sein, z.B. in der horizontalen Mittelebene· der Abdichtung. Xn diesem
Fall kann es zweckmäßig sein, kleine Wellen oder Furchen in dem anstossenden Teil mindestens eines der Endstücke
anzuordnen, wobei mit Hilfe von Druckflüssigkeit, welche zxvischen den abzudichtenden Flächen flies st und in
den abgegrenzten Raum von C-Form eintreten kann, die Abdichtung bzw. der Abdichtungsdruck in Richtung dieser Dichtflächen
vergrossert werden kann.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Mehrzahl von axial verlaufenden Schlitzen in den oberen und unteren, nach
einwärts weisenden Bereichen bzw. Teilen der Abdichtung vorgesehen,
wodurch eine Mehrzahl von fingerförmigen Bauteilen gebildet wird, welche die Elastizität bzw. Nachgiebigkeit c'^.t
Abdichtung vergrossert.
Diese Nachgiebigkeit bzw. Elastizität kann ferner dadurch erhöht
werden, daß innerhalb der Abdichtung eine Feder angeordnet wird, die im vertikalen Schnitt insbesondere die.Form eines
C aufweist, wobei diese Feder mit einer Mehrzahl von im wesentlichen axial verlaufenden oberen und unteren Schlitzen
versehen werden kann.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß .abweichen
hiervon ein Paar von wendeiförmigen Federn verwendet
wird, eine Feder in dem oberen und eine in dem unteren Bereich bzw·' Bereichen der Abdichtung.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1-10 vertikale Schnitte durch Ausführungsformen der
erfindungsgemäßen Abdichtung und
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- 3 τ
Fig. 11 eine graphische Erläuterung der Erfindung.
Fig. 11 eine graphische Erläuterung der Erfindung.
Gemäß Fig. 1 hat die eine Hohlwand aufweisende Abdichtung im wesentlichen eine C-Form im radialen Querschnitt, mit einem
radial abstehendem ¥andteil 2, wobei die beiden Enden h der
Wand sich im wesentlichen axial von der Abdichtung hinweg und in Richtung der horizontalen Mittelebene A der Dichtung er- strecken,
sq_^wie innerhalb der Abgrenzung der Wand als einer
C-Form nach innen gebogen oder dgl. sind, wonach sie nunmehr auf einer kleinen Strecke axial nach aussen gebogen oder dgl.
sind. Somit wird ein Paar von im Querschnitt im wesentlichen die Form eines U aufweisenden Endstücken 6 gebildet, jeweils
eines an einer Seite, bezogen auf die horizontale Mittelebene A. Die beiden Enden 4 sind in Fig. 1 in einer Stellung gezeigt,
wo sie aneinander in der horizontalen Ebene stossen, was eine bevorzugte, aber die Erfindung nicht beschränkende Ausführungsform darstellt.
Vorstehend angegebene Endteile bringen zwei Vorteile mit sich - einen erhöhten Berührungsdruck für die sich gegenüberliegende
Flächen, wobei die Eigenschaften der Abdichtung, verglichen mit den üblichen, lediglich die Form eines C -aufweisender Abdichtungen
erhöht wird, weil bei bekannten Ausführungen eine zusätzliche, durch die Endstücke 6 gebildete Stütze nicht vorliegt.
Der weitere Vorteil liegt darin, daß trotz einer leichteren Bauweise eine erhöhte Elastizität bzw. Nachgiebigkeit,
verglichen mit bekannten Ausführungsformen, erzielt wird.
Vorzugsweise wird, wenn anwendbar, Druckflüssigkeit zwischen dem Paar von abzudichtenden Teilen verwendet, um die Abdichr·
tung dieser Teile zu verbessern. Man führt die Flüssigkeit in den durch die Wand 2 abgegrenzten Teil der Abdichtung ein. Wenn
die Endstücke 6 aneinander anstossen, ist es zweckmäßig, eine gewisse bzw. leichte Wellenform bzw. Furchen in den Berührungsflächen
dieser Endstücke 6 vorzusehen oder, entweder zusätzlich
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oder wahlweise in den innengelegenen Wandteilen h der Abdichtung
Löcher vorzusehen. Durch eine solche Anordnung wird erreicht, daß die abdichtenden Bereiche 8 der Abdichtung
an den ihnen zugeordneten Flächen -mit erhöhtem Druck anliegen,
Wenn hoher Druck angewendet werden soll, bzw. sind die Bauteile
von scBfecher Konstruktion, können die gegenüberliegenden
abzudichtenden Flanche sictu verbiegen. Ein ähnlicher Zustand
liegt vor, wenn der Druck pulsförmig vorliegt und die sich gegenüberliegenden Flächen können sogar während von Druckperioden
sich trennen.
Für solche Arbeitsbedingungen ist eine Abdichtung erhöhter
Elastizität erforderlich. Die Elastizität kann nunmehr erfindungsgemäß
dadurch verbessert werden, daß eine Abdichtung gemäß Fig. 2 verwendet wird, die eine Vielzahl von im wesentlichen
axialen Schlitzen 10 aufweist, die in die Enden h der Wand eingeschnitten sind und eine Mehrzahl von fingerförmigen
Bauteilen, z.B. von Fingern 12 bilden, -weLche dazu
dienen, die Berührungsflächen 8 der Abdichtung der Form der
sich gegenüberliegenden abzudichtenden Flächen besser anzupa s s en.
Vorzugsweise kann ein kleines erstes Loch 14 als Ausgangsloch
für jeden Schlitz vorgesehen werden, in welches der Schlitz gewissermaßen hineinläuft, so daß die Möglichkeit, daß sich
Risse und dgl. bilden, unterdrückt wird.
Diese Art einer Abdichtung muß jedoch einem überwachten Druck
an der Abdichtung unterworfen werden. Dies kann dadurch geschehen, daß die Abdichtung in einer Vertiefung von jvorbestimmter
Tiefe gelagert wird, und zwar in einem der abzudichtenden Teile bzw. Hälften oder dgl. Wahlweise kann auch die
Abdichtung in einem den Druck überwachenden, einstellenden oder
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dgl. Ring gelagert werden.
Eine solche Abdichtung sollte federelastisch sein, um eine
gute Rückstellkraft beizubehalten, jedoch kann ihre Härte unterschiedlich vorgesehen i^erden, und man...kann Berührungsbereich 8 verwenden, welche relativ niedrige kaltfließeigenschaften
haben. Um dies zu vermeiden und sicherzustellen, daß jede Abweichung wie auf* der Oberfläche bzw, jede unregelmäßige
Ausbildung in der Oberfläche gefüllt wird, wird die Abdichtung vorzugsweise mit einer weichen Schicht oder
dgl. aus z.ß. Silber, Aluminium, Gold, Polytetrafluoräthylen,
Gummi oder dgl. versehen bzw. an der Stirnseite versehen.
Wenn die Abdichtung zwischen besondere, aneinanderstossende
Flächen, wie z.B. schwere Bearbeitungsgurte, Leinen oder dgl. angeordnet werden soll, ist es vorteilhaft, die Berührungsfläche
des Abdichtungsbereiches 8 für die Abdichtung selbst so groß wie möglich zu machen. Um eine solche Vergrösserung
des Abdiciningsbereiches 8 zu erzielen, zeigt
Fig. 3 und h zwei wahlweise Möglichkeiten. So zeigt Fig. 3
eine Abflachung 16, die durch Umlappen, Eindrücken, Schleifen
oder Einarbeiten auf die Aussenfläche der Abdichtung aufgebracht
v/erden kann, während gemäß Fig. h eine zxfeite Abflachung
18 durch Einpressen in den Werkstoff der Abdichtung angebracht ist, um den entsprechenden gebogenen Teil gemäß
Fig. 1 zu ersetzen. Üblicherweise haben Abflachungen 16 und
18 eine geringe Neigung zur Horizontalen, so daß nach Zusammendrücken der Abdichtung sowie in ihrem Betrieb diese
Abflachungen horizontal als auch parallel zu den gegenüberliegenden bzw. abzudichtenden Flächen angeordnet sind.
Gemäß Fig. 5 kann die Elastizität der Abdichtung weiter dadurch
vergrössert werden, daß eine, im Querschnitt C-förmige Feder 20 innerhalb der Abdichtung vorgesehen wird. Diese Fe-
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der kann mit oberen und unteren Gruppen von axial verlaufenden Schlitzen, versehen sein, die zwei Gruppen von zweiten
fingerartigen Bauteilen, wie zweiten Fingern 22 bilden, -wobei jede Gruppe zwischen ihnen einen Zentralbereich 2k bestimmt.
Ferner kann jeder Schlitz, um die Rissbildung und dgl. zu vermeiden, in ein kleines Loch auslaufen. Wahlweise
kann ein Paar von Wendelfedern 26, Fig. 6, vorgesehen werden, eine innerhalb des oberen Bereiches, eine wiederum innerhalb
des unteren Bereiches der Abdichtung.
Es würde die Kosten erhöhen, eine Abdichtung nach dieser Ausführung
s form einstückig herzustellen, und deshalb wird nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen,
ein solches Bauteil z.B. durch am Umfang erfolgendes Schweissen von zwei vorgefertigten Hälften herzustellen, oder wahlwo.se,
durch StoSschweissen bzw. Stumpfschweissen eines aufgerollten
b3if, gebogenen Abschnittes.
Im Schwermaschinenbau istes schwierig, Vertiefungen herzustellen,
in der die Tiefenabmessung genau bearbeitet ist, und
man muß sich öfters damit abgeben, daß ein wesentlich grös— serer oder auch niedrigerer Druck, als zu erwarten ist, an
der Abdichtung auf tritt. Um diese Schwierigkeit zti vermeiden,
wird vorgeschlagen, eine verbesserte Ausgestaltung der Erfindung gemäß Fig. 7 zu verwenden, wobei die Aussem/and
2 nach innen im Bereich 28 geneigt od. dgl. ist, wodurch verhindert
wird, daß die weiche Abdichtungsfläche dann weggeschrubbt
oder dgl. wird, wenn beim übermäßig hohem Druck die Roll- bzw. Biegewirkung an der Abdichtung extrem hohe Werte
erreicht. Ein derartiges Biegen oder Neigen ist insbesondere bei Abdichtungen grosser Querschnitte erforderlich.
Wenn zur Unterbringung der Abdichtung gemäß Erfindung nur ein begrenzter Raum zur Verfügung steht, kann die radiale Breite
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der Abdichtung, wie aus Fig. 8 ersichtlich, herabgesetzt
werden, wobei die vorher birnenförmigen Endteile h eine im
wesentlichen zylindrische Form 30 erhalten.
Eine Ausfülirungsf orm gemäß Fig, 9 zeigt eine Abdichtung,die
um 45 gedreht ist, vgl. mit anderen, vorbeschriebenen Abdichtungen, um eine winkelige Abdichtung zu gewährleisten,
wenn dies für einen, ein Gewinde aufweisendes Verbindungsteill
oder ein entsprechendes Anschlußstück benötigt wird.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 wird eine um 90 gedrehte
Abdichtung, verglichen mit denjenigen nach Fig. 1 bis Fig. 8, dargestellt. Eine solche Abdichtung eignet sich
zur Abdichtung von Schäften und dgl.
' Aus der graphischen Darstellung des Fig. .1 ist ersichtlich,
daß folgende Betriebs- und Arbeitsbedingungen auftreten, wenn die Abdichtung axial zusammengedrückt wird:
Beim anfänglichen, leichten Druck findet ein Abbiegen um die Stelle A1 in der Horizontalebene A statt. Die ursprüngliche
Berührungsebene im Bereich G neigt dazu, sich axial nach innen und in Richtung der vertikalen Mitellinie CL der Abdichtung
zu bewegen. Dieser Bewegung wirkt ein Widerstand in Form der am Umfang angreifenden Reifenspannung entgegen. Wird
die Abdichtung weiter zusammengedrückt, erhöht sich dieser Widerstand langsam weiter. Während des weiteren Druckes wandert
der Berührungspunkt C auf der Abbildung entlang des Bogens CA1 in Richtung des Punktes A'. ■
Wird die Abdichtung soweit zusammengedrückt, daß die Punkte D,D aneinander anstossen, biegen sich die oberen und unteren
U-Abschnitte der Abdichtung an den Stellen D,D. Dem weiteren Druck durch Biegen um die Punkte D,D wird Widerstand entgegengesetzt,
zusätzlich zum Widerstand, der dem Durchbiegen um den
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Punkt A entgegengesetzt wird, so daß im wesentlichen drei elastische Federbauteile ./wirksam sind, von welchen einer die
Form eines C-Querschnittes und zwei Federbauteile von der Form U-Abschnittes innerhalb des C sind.
Durch diese Ausführungsform wird eine grosse Elastizität und
Nachgiebigkeit der Abdichtung zusätzlich zur hohen Belastbarkeit an den abdichtenden Berührungspunkten C,C erreicht.
Durch das kombinationsweise Zusammenwirken von drei Federn bzw. drei Federbauteilen wird eine relativ leichte, aber
kräftige elastische Abdichtung in einem minimalen, hierfür zur Verfügung stehenden Raum erreicht.
¥ean auch das Ausführungsbeispiel gemäß Zeichnung Ringdichtungen
darstellt, so liegt es ohne weiteres innerhalb der Erfindung, andere geschlossene Abdichtungsprofile zu verwenden,
die bogenförmig, rechteckig, wellenförmig und dgl. sind. Ferner,
wenn auch die Ausführungsbeispiele sich auf nach einwärts gerichtete C-Abschnitte der Abdichtung für Innendrücke
bezogen, so kann doch die Abdichtung gemäß Erfindung um 180
versetzt bzw. gedreht, verwendet werden, um z.B. für Vakuumanwendungen einen nach aussen gerichteten C-Abschnitt aufzuweisen.
'
Je nach Einzelfall, ist die Werkstoffauswahl und/oder die
Beschichtung der Abdichtung erfindungsgemäß unterschiedlich,"
in Abhängigkeit von Temperatur, Druck und so weiter.
Erfindungsgemäß erreicht man somit eine Abdichtung, welche lediglich
einem niedrigen Spann- bzw. Klemmdruck unterworfen zu werden braucht, welche eine hohe Flexibilität bzw. Nachgiebigkeit
in vorteilhafter Verbindung mit Federungseigenschaften
hat, die die Abdichtung durch entsprechende Bauform selbst aufweist
und wobei die Formbeständigkeit bei diesen vorteilhaften
Federungseigenschaften sehr hoch ist.
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Claims (10)
11.4.1973 IG/llg
THE CORRUGATED PACKING AND SHEET METAL COMPANY LIMITED "MICHAEL JOHN CAS¥ELL TOZER
Patentansprüche
{ 1J C-förmige Abdichtung für Trennfugen und dgl., z.B. zwischen
aneinanderstossenden Flächen von Gegenständen, Bauelementen oder Gütern, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (4) der
als hohle Wand bzw. Hohlraum ausgeführten, iin Durchs.chnitt C-förmigen Abdichtung als in Richtung zueinander verlängert
und danach innerhalb des C-förmigen Begrenzungsraumes nach einwärts, aber voneinander hinweg, gebogen ausgebildet sind,
so dai3 im senkrechten Schnitt obere und untere Endstücke (6) von etwa einer U-Form vorhanden sind.
2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen und unteren Endstücke (6) aneinanderstossende Bereiche
haben und mindestens einer dieser Bereiche mit einer Art von Wellen, Furchen od. dgl. versehen ist, über die die zwischen
die Dichtflächen eingeführte Druckflüssigkeit in den Hohlraum der Abdichtung einführbar ist, derart, daß der Abdichtungsdruck an den abzudichtenden Flächen (bei S) erhöht ist.
3. Abdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von im wesentlichen axial verlaufenden
Schlitzen (1O) in den oberen und unteren Enden (4) der Abdichtung
vorhanden sind.
4. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet,
daß die Wand bzw. Hohlwand der Abdichtung eine im Schnitt C-förmige Feder (20) aufweist.
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5· Abdichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die C-fÖrmige Feder (20) mit mindestens einer oberen und
einer unteren Gruppe von axialen Schlitzen versehen ist, durch welche zweite Fingerbauteile (Z2) gebildet sind.
6. Abdichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß"
ihre hohle Wand ein Paar von Wendelfedern (26) aufweist, von welchen jeweils eines im oberen, eines im unteren Bereich
der Abdichtung angeordnet ist.
7. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wand bzw. Hohlwand (2) der Abdichtung, einen nach einwärts gewölbten bzw. eingebuchteten Bereich
(28) hat, der "sich in Richtung zu den Endstücken des C-förmigen
Querschnitts erstreckt.
8. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die radial nach innen bzw. am meisten nach innen gerichteten Teile des C-förmigen Bauelements eine im wesentlichen zylindrische
Form (30) haben.
9. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hohlwand (2) nach aussen, relativ zur mittleren Symmetrieachse der Abdichtung, geneigt ist (z.B.
Fig.,9).
10.Abdichtung nach einem der Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet,
daß die offene Stirnfläche der im Schnitt C-förmigen
Hohlwand parallel zur Mittelachse der Abdichtung verläuft.
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Leerseite
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