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"Zweiteilige Dichtung, insbesondere zweiteiliger
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Dichtring Die Erfindung betrifft eine zweiteilige Dichtung, insbesondere
einen zweiteiligen Dichtring, mit einem auf einer Schrägfläche des anderen Teiles
aufliegenden, bei Belastung der Dichtung unter Verformung durch die Schrägfläche
an zu dichtende Flächen andrückbaren Teil.
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Eine bekannte derartige Dichtung wird beispielsweise in der DE-OS
24 14 401 beschrieben und dient zur Abdichtung eines ringförmigen Spaltes zwischen
einer Wand einer Bohrung und einem darin eingesetzten zylindrischen Teil mit einer
Ringschulter. Mittels einer Feder wird ein auf dem zylindrischen Teil axial verschiebbares
ringförmiges Glied, dessen der Ringschulter zugewandte Stirnseite konisch abgeschrägt
ist, axial in Richtung auf die Schulter geschoben, wobei ein auf der abgeschrägten
Stirnfläche aufliegender Dichtring zwischen dem verschiebbaren Glied und der Schulter
eingeklemmt und unter
Verformung durch die Schrägfläche gegen die
Wand der Bohrung gedrängt wird, so daß der Spalt zwischen der Schulter und der Wand
der Bohrung abgedichtet wird.
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Für eine hinreichende Dichtigkeit sind relativ starke Federn erforderlich,
die gewährleisten, daß der Dichtring mit genügender Kraft an der Schulter einerseits
und an der Wand der Bohrung andererseits anliegt, Die zur mechanischen Verspannung
der Dichtung notwendigen Federn oder anderen Spannteile erfordern einen relativ
hohen fertigungstechnischen Aufwand, der die gesamte Konstruktion verteuert.
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Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine neue Dichtung zu schaffen,
bei der auf die Dichtung mechanisch belastende Feder- oder Spannelemente verzichtet
werden kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das eine Teil der Dichtung,
welches im Regelfalle auf der Niederdruckseite angeordnet ist, eine Nut mit V-förmig
zueinander angeordneten Wandbereichen aufweist, an denen das andere Teil, welches
im Regelfalle der Hochdruckseite zugewandt ist, mit zwei entsprechenden, keilförmig
zueinander angeordneten
Schrägflächen unter Freilassung eines am
Boden der Nut verbleibenden Hohlraumes anliegt.
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Da zwischen den beiden Dichtungsteilen ein druckfreier Hohlraum verbleibt,
wird das die beiden Schrägflächen aufweisende Teil gegen das die Nut aufweisende
Teil gedrückt, welches unter der Keilwirkung der beiden Schrägflächen bereits bei
geringem Druck so stark gespreizt wird, daß eine sichere Abdichtung gewährleistet
ist.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtung besteht vor allem darin,
daß allein der Fluiddruck ausreicht, den erforderlichen Dichtungsdruck durch Spreizen
des einen Teiles hervorzurufen.
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Die erfindungsgemäße Dichtung ist insbesondere für hohe Drucke von
Bedeutung, und zwar vor allem für metallische Dichtungen, die andernfalls nur schwer
leckfrei zu halten sind.
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Vorzugsweise ist zwischen den beiden Schrägflächen des anderen Teiles
eine Vertiefung oder Rille angeordnet, welche den am Boden der Nut verbleibenden
Hohlraum vergrößert, welcher vorzugsweise über Durchlässe od.dgl.
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mit der Niederdruckseite der Dichtung verbunden ist.
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Durch diese Maßnahmen werden besonders hohe Dichtdrucke erreicht.
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Im Hinblick auf leichte Herstellbarkeit und gute Dichtleistung ist
es vorteilhaft, wenn das die Nut aufweisende Teil einen etwa V-förmigen Querschnitt
hat. Die V-förmig zueinander angeordneten Wandbereiche der Nut bzw. die keilförmig
zueinander angeordneten Schrägflächen sind vorzugsweise unter einem Winkel zueinander
angeordnet, der in Abhängigkeit vom Druck und der Flächenpressung ausgewählt ist.
Die vom Druck des Druckmediums erzeugte Flächenpressung zwischen den Dichtungsteilen
muß zu einer Verformung des Dichtungsmaterials ausreichen. Bei hohen Drücken, z.B.
800 bar bis 1000 bar, und Dichtungsteilen aus hartem Material, z.B. Chrom-Nickel-Stahl,
kann der Winkel kleiner als 900 sein und beispielsweise etwa 800 betragen. Bei geringeren
Drücken und weicherem Dichtungsmaterial, z.B. Aluminium, kann der Winkel größer
als 900, z.B. etwa 1200, sein. Allgemein ist der Winkel um so kleiner, je höher
der Druck und je härter das Dichtungsmaterial sind bzw. um so größer, je geringer
der Druck und je weicher das Dichtungsmaterial sind.
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Auch wenn für die erfindungsgemäße Dichtung andere Querschnittsformen
möglich sind, so ist im Regelfalle ein Querschnitt mit etwa rechteckiger Form zweckmäßig,
wobei die durch das eine die Nut aufweisende Teil gebildeten Eckbereiche abgeschrägt
sind. Diese Abschrägungen erleichtern eine Spreizung dieses Teiles. Der im wesentlichen
rechteckige
Querschnitt erleichtert das Einspannen der Dichtungsteile bei der Fertigung.
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Als Werkstoff ist aus Kosten- und Fertigungsgründen Aluminium vorteilhaft.
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Bei geringeren abzudichtenden Drücken können jedoch eines oder beide
Dichtungsteile auch aus Kunststoff bestehen.
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen
Gehäusekörper mit einer Bohrung, in die ein Boden unter
Zwischenschaltung
der erfindungsgemäßen Dichtung eingesetzt ist, Fig. 2 einen Teilschnitt entsprechend
dem Ausschnitt II in Fig. 1.
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Nach Fig. 1 ist in ein zylindrisches Gehäuse 1 ein Boden 2 eingesetzt,
der einen ringförmigen Steg 3 mit einer stirnseitigen, an die Innenwand des Gehäuses
1 anschließenden stufenförmigen Ausnehmung 4 zur Aufnahme einer erfindungsgemäßen,als
Ring ausgebildeten Dichtung 5 aufweist, welche einen zwischen dem Steg 3 und der
Innenwand des Gehäuses 1 verbleibenden Spalt 6 gegenüber einem Überdruck P innerhalb
des Gehäuses 1 abdichten soll. Zur Fixierung der Dichtung 5 dient ein stirnseitig
des Steges 5 angeordneter Ring 7.
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Die Dichtung 5 besteht gemäß Fig. 2 aus zwei ringförmigen Dichtungsteilen
8 und 9, von denen das Teil 9 eine V-förmige stirnseitige Nut 10 und das Teil 8
entsprechende keilförmige Schrägflächen 11 aufweisen, derart, daß die Schrägflächen
11 an den Wandflächen der Nut 10 anliegen. Zwischen den Teilen 8 und 9 verbleibt
am Boden der Nut 10 ein Hohlraum 12, der noch durch eine Rille 15 erweitert ist,
welche auf der Stirnseite des Teiles 8 zwischen den Schrägflächen 11 angeordnet
ist. Dieser Hohlraum 12 ist drucklos bzw. steht unter geringem Druck,
und
kann gegebenenfalls über nicht dargestellte Öffnungen mit dem Außenraum des Gehäuses
1 verbunden sein.
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Das Teil 9 besitzt auf der von der V-förmigen Nut 10 abgewandten Seite
abgeschrägte Eckbereiche 14, so daß innerhalb der Ausnehmung 4 Freiräume 15 verbleiben.
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Die erfindungsgemäße Dichtung wirkt in der folgenden Weise: Die Teile
8 und 9 sind vorzugsweise so bemessen, daß sie nach dem Einsetzen in die Ausnehmung
4 im Steg 3 mehr oder weniger um einen Betrag e über die Endfläche 3' des Steges
3 hinausragen. Wirkt nun ein Druck P auf das Teil 8 bzw. auf den Ring 7, so wird
die Dichtung 5 axial zusammengepreßt, wobei das Dichtungsteil 9 durch die Keilwirkung
an den Schrägflächen 11 gespreizt und das Dichtungsteil 8 entsprechend zusammengestaucht
werden. Die entsprechenden Verformungen der Dichtungsteile 8 und 9 werden durch
die Rille 13 im Teil 8 bzw.
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die abgeschrägten Eckbereiche 14 des Teiles 9 erleiehtert. Durch die
Spreizung des Teiles 9 werden dessen Seitenflächen 9' mit großer Kraft gegen die
Wandungen der Ausnehmung 4 gepreßt, so daß eine extrem gute Abdichtung erreicht
wird und der Spalt 6 druckfrei bleibt.
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Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtung besteht vor allem
darin, daß der Druck P des im Gehäuse 1 befindlichen hydraulischen oder pneumatischen
Druckmediums ausreicht, die notwendigen Dichtkräfte zu erzeugen. Spannbolzen oder
andere mechanische Vorrichtungen, welche bei bekannten Dichtungen notwendig waren,
um die Dichtungsteile zu belasten, sind überflüssig.
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