DE3532440A1

DE3532440A1 - Verfahren zur herstellung einer dichtung

Info

Publication number: DE3532440A1
Application number: DE19853532440
Authority: DE
Inventors: Robert S. San Gabriel Calif. Allison
Original assignee: General Connectors Corp
Current assignee: Meggitt Simi Valley Inc
Priority date: 1985-03-12
Filing date: 1985-09-11
Publication date: 1986-09-25
Also published as: GB2172347B; FR2578940A1; FR2578940B1; GB2172347A; JPS61211572A; GB8521477D0; JPH0228033B2

Description

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Verfahren zur Herstellung einer Dichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung eines ringförmigen Dichtelementes mit einer Ringbandfeder, die beweglich im mittigen Hohlraum innerhalb des Dichtungskörpers angeordnet ist.

Wie ausführlicher in der US-PS 4 453 723 erläutert, besteht in der Luftfahrtindustrie Bedarf an einer ringförmigen Gummidichtung, in deren Hohlraum eine Ringbandfeder ("garter spring") beweglich angeordnet ist, wobei der Innenraum und die Ringbandfeder beabstandet von der das abzudichtende Element kontaktierenden Innenfläche des Dichtelementes liegen. In einer solchen Anordnung hat die Dichtung eine verlängerte Standzeit.

Das in der US-PS 4 453 723 beschriebene Verfahren zur Herstellung der Dichtung konnte jedoch nicht zufriedenstellen,

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die Toleranzen und physikalischen Eigenschaften der fertigen Dichtungen nicht hinreichend konstant waren.

Das aus der US-PS 4 453 723 bekannte Verfahren zur Herstellung der Dichtung erforderte die Herstellung eines teilgehärteten Gummi- bzw. gummiartigen Einsatzes in Schlauchform mit einer herkömmlichen Extrudiermaschine. Dieser Einsatz
wurde zu der gewünschten Länge zugeschnitten, dann auch
eine Ringbandfeder zur gewünschten Länge zugeschnitten und in den Hohlraum des Einsatzes eingesetzt. Die Enden der
Ringbandfeder waren dabei so ausgebildet, daß sie sich auf bekannte Weise zusammenfügen ließen, um einen ringförmigen Einsatz in Schlauchform auszubilden, in dessen Hohlraum die Pingbandfeder sich bewegbar befand.

Danach wurden Schichten aus silikongetränktem Glasfasertuch in eine Form gelegt, der ringförmige Einsatz auf das Glasfasertuch aufgelegt, und ein ringförmiges Stück ungehärteten Gummis in die Form eingelegt und letztere geschlossen. Dann wurde die Form in einem Ofen lange genug vorgehalten, um den Gummi auszuhärten und die Dichtung auszubilden.

Dieses Verfahren konnte nicht zufriedenstellen, da beim Härten - entgegen aller Erwartung - der teilgehärtete Gummieinsatz sich um die Ringbandfeder regellos zusammenzog, so daß die Ringbandfeder sich nicht immer frei im Hohlraum des
Dichtringes bewegen konnte. Nach diesem Verfahren hergestellte

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Dichtungen wiesen daher nicht die erforderlich gleichmäßigen Leistungsmerkmale auf.

Ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren zum Herstellen einer Dichtung, mit einer Ringbandfeder anzugeben, die beweglich im mittigen Hohlraum der Dichtung angeordnet ist; dieses Verfahren soll leicht durchführbar sein und Dichtungen ergeben, die gleichbleibende Leistungsmerkmale aufweisen.

Diese und andere Ziele der Erfindung sollen nun anhand der beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen ausführlich erläutert werden.

Fig. 1 ist eine Perspektivdarstellung des gummiartigen Schlauchmaterials, aus dem die Dichtung hergestellt wird, und zwar zur gewünschten Länge zugeschnitten nach dem Verlassen des Extruders und mit dem in diesem Material enthaltenen mittigen Hohlraum;

Fig. 2 zeigt den gummiartigen Schlauch nach dem

Verkleben der Enden der Ausbildung eines "O-Ringes";

Fig. 3 zeigt eine auf eine drehende Spindel aufgesetzte Ringdichtung und eine Klinge, die

sich ihr nähert, um einen Umfangsschlitz

in die Dichtung bis in deren Hohlraum hinein

einzuschneiden;

Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch die

Ringdichtung mit dem bis zum Hohlraum in der Dichtung durchgehenden Schlitz;

Fig. 5 zeigt die Dichtung der Fig. 4 nach dem Aufspreizen des Schlitzes und dem Einsetzen der Ringbandfeder in dessen Hohlraum;

Fig. 6 ist ein Schnitt der Dichtung nach Fig. 5 auf

der Ebene 6-6;

Fig. 7 zeigt eine geschnittene Explosionsdarstellung

der Form, in die die Dichtung auf eine oder mehrere Schichten Glasfasertuch in der Form aufgesetzt ist;

Fig. 8 zeigt die in Fig. 7 gezeigte Form, deren beide

Teile aneinandergesetzt sind und im Formhohlraum die Dichtung enthalten;

Fig. 9 zeigt einen Stapel von aufeinander angeordneten Formen, in denen sich eine Anzahl von Dichtungen gleichzeitig ausbilden läßt;

Fig. 10 und 11 sind vergrößerte Schnitte durch fertige Dichtungen, wobei die Fig. 11 eine Dichtung mit modifiziertem Querschnitt zeigt, die in einer geeignet ausgestalteter. Form hergestellt wurde.

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Wie die Fig. 1 der Zeichnung zeigt, wird ein für eine Dichtung geeignetes gummiartiges Schlauchmaterial mit einer herkömmlichen Vorrichtung gehärtet ("in a set cured condition") extrudiert und zur gewünschten Länge zugeschnitten. Sodann werden die beiden Enden 12 des Abschnitts 10 mit einem Klebstoff versehen und zu einem Schlauchring 10 zusammengefügt, der mittig den Innenraum 20 enthält; Fig. 2.

Danach wird der Ring auf eine motorisch angetriebene Spindel 14 aufgesetzt und ein Messer 15 gegen den Umfang des Ringes 10 gedrückt, bis es einen entlang des Umfangs verlaufenden Schlitz 18 bis zum Innenraum 20 durchgehend (vergl. Fig. 3 und 4) eingeschnitten hat. Danach werden die Seitenflächen des Schlitzes 18 aufgespreizt und eine geeignete Ringbandfeder 22 durch den aufgespreizten Schlitz 18 (Fig. 5 und 6) eingesetzt. Diese Ringbandfeder 22 ist so bemessen, daß, wenn sie sich im Innenraum 20 befindet, ihre Windungen nicht an den Innenflächen des Innenraumes haften, so daß sich die Ringbandfeder unabhängig vom Dichtungskörper bewegen kann. Weiterhin ist der Ringdurchmesser so gewählt, daß, wenn die Feder im Innenraum des Ringes sitzt, sie innerhalb eines breiten Temperaturbereiches temperaturunabhängig die geforderte Druckkraft auf den Ring ausüben kann, um die fertige Dichtung gegen die mit der Zeit abnehmende Elastizität des Elastomermaterials, aus dem der Ring besteht, zu kompensieren.

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Danach wird silikongetränktes Glasfasertuch 24 in einer oder mehreren Lagen ringförmig in den Formteil 30 gelegt ■ (vergl. Fig. 7) und dann der Ring 10 (mit in dessen Hohlraum 20 bewegbarer Ringbandfeder) auf den Formteil 30 aufgesetzt, so daß das Glasfasertuch der Innenfläche 28 des Rings 10 zugewandt ist und an dieser anliegt.

Danach werden die Seitenflächen des Schlitzes 18 und die Innenfläche 28 des Rings 10 mit einem wärmehärtenden Klebstoff beschichtet, das Glasfasertuch zur gewünschten Länge beschnitten und dann der Formteil 30 mit dem Foimteil 46 abgedeckt (Fig. 7). Dann wird die Form in einen Ofen eingebracht, in dem die gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes 18 fest miteinander und das Glasfasertuch 24 mit der Innenfläche 28 des Ringes verklebt werden, um die am abzudichtender Element anliegende Oberfläche der Dichtung auszubilden (Fig. 10). Bei dieser Anordnung haftet die Ringbandfeder 22 nicht an der Innenfläche des Hohlraums im Dichtring, da sie·, in den Hohlraum 20 erst eingesetzt wurde, als der Gummi bzw. das gummiartige Material des Schlauchrings bereits gehärtet war.

Wie die Fig. 7 zeigt, ist jede Form aus zwei ineinanderpassenden Teilen ausgebildet. Der erste, der Formteil 30 hat einen allgemein mittigen zylindrischen Unterteil 31 und einen mutig liegenden zylindrischen Teil 33, der vom Unter-

teil her aufwärts absteht (Fig. 7, 8). Der aufwärts vorstehende zylindrische Teil hat in dieser Ausfühiungsform einen kleineren Durchmesser als der Unterteil 31, obgleich auch andere Ausführungsformen möglich sind, bei denen entgegengesetztes gilt. Die Außenumfangsflache 35 des aufwärts vorstehenden zylindrischen Teils ist allgemein konkav ausgestaltet und dient in dieser Ausführungsform dazu, die Innenfläche der Dichtung zu formen, die sich später an eine Dichtfläche: einer Leitung oder eines Verbinders anlegt. Diese Anordnung ist wesentlich, da die gesamte Innenfläche der Dichtung 10, die sich an den abzudichtenden Gegenstand anlegt, mit der Fläche 35 des Formteils 30 ausgebildet wird. Auf diese Weise läßt sich das Entstehen eines "Grats" an der Innerfläche des Dichtringes vermeiden.

Der zweite Teil der Form besteht aus einem ringförmigen Formteil 46 mit der Öffnung 47 und einer Senkung 48 (Fig. 7 und 9). Die Teile 30, 46 bilden zusammengesetzt eine vollständige Form für eine einzelne Dichtung (Fig. 8).

Um die Formteile 30, 46 zusammenzusetzen, ist das Formteil 30 mit Paßflächen 54, 56 versehen, die am Außenrand eines Kreises entlang verlaufen (Fig. 7). Die Fläche 54 dient als Paßfläche für den Formteil 46 und zusätzlich auch als Grundfläche für den Form-Innenraum (Fig. 7). Der Formteil 46 liegt auf dem Formteil 30 auf und bildet gemeinsam mit diesem

den Form-Innenraum 61 (Fig. 9). Die Senkung 48 im Formteil 46 hat die Paßflächen 50, 52, die ebenfalls auf dem Durchmesser eines Kreises verlaufen und an den Faßflächen 54, 56 des Forinte ils 30 anliegen und sie umfangen, um die Formteile 30, 46 zusammenzuhalten.

Im gestapelten Zustand liegt die untere Fläche 58 des Formteils 30 auf der oberen Fläche 59 des Formteils 46 auf. Damit ist der Form-Innenraum 61 geschlossen, so daß eine Dichtung ausgebildet werden kann, nachdem die Form in einen Ofen eingebracht worden sind (Fig. 8). Die Umfangsflache 49 der öffnung 47 im Formteil 46 ist in dieser Ausführungsform konkav ausgestaltet und bildet die gesamte Außenfläche 13 der Dichtung (beabstandet von der am abzudichtenden Element anliegenden Innenfläche (Fig. 8)) vollständig aus. Folglich kann auf dieser Abdichtfläche kein Grat entstehen.Das Wegfallen einer Gratbildung verringert den Arbeitsaufwand, der zur Endbearbeitung der Dichtung erforderlich ist. Im zusammengesetzten Zustand, in dem der Formteil 46 auf dem Formteil 30 aufliegt, sind die konkaven Flächen 35, 49 einander zugewandt und bilden die äußeren Grenzflächen des Form-Innenraumes 61 (Fig. 8).

Eine Anzahl von Formen aus jeweils einem Formteil 46 und einem Formteil 30 läßt sich auf einem vertikalen Träger 44 (Fig. 9) stapeln, so daß man eine Anzahl von Dichtungen

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gleichzeitig ausbilden kann. Ein Verschlußteller 60 mit einer mittigen, den Träger bzw. Dorn aufnehmenden Bohrung 62 befindet sich zu oberst auf dem Formenstapel. Dieser Teller ist an der unteren Fläche 64 passend zur Fläche 58 des Formteils 30 ausgebildet und verschließt den obersten Form-Innenraum 61 des Formenstapels.

Ein alternatives Verfahren zur Herstellung einer Dichtung, das den Grundgedanken der vorliegender Erfindung benutzt, kann für Dichtungen mit sehr kleinem Durchmesser besser geeignet sein. Nach diesem Verfahren ist die Form zur Herstellung eines Schlauchrings mit einem mittigen Hohlraum und einem Umfangsschlitz ausgebildet, wobei die Form in Verbindung steht mit dem Hohlraum im Ring. Wenn der Ring diese erste Form verläßt, ist der Guinmi-Schlauchring gehärtet ("in a set cured condition"). An diesem Punkt wird nun eine geeignete geformte Ringbandfeder durch die aufgespreizten Seitenflächen des Schlitzes in den Hohlraum des Schlauchrings 10 eingesetzt. Diese Ringbandfeder 22 ist so bemessen, daß, wenn sie sich in Fohlraum 20 der Dichtung 10 befindet, ihre Windungen nicht an der Innenfläche des Hohlraums haften, so daß die Ringbandfedern im Hohlraum des Dichtrings beweglich sind und einen ausreichenden Druck auf eine Dichtung ausüben, um diesen in der Anlage auf der Oberfläche einer Rohrleitung in einem Flugzeug zu halten, und zwar temperaturabhängig über einen breiten Temperaturbereich, um die mit

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der Zeit abnehmende Elastizität des Elastomermaterials, aus dem die Dichtung besteht, auszugleichen.

Danach wird ein Klebstoff auf die gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes im Schlauchring und auf die Innenfläche des Rings aufgetragen und der Ring dann in eine zweite Form eingesetzt, in die bereits geeignet geformte ringförmige Lagen aus Glasfasertuch eingelegt worden sind, so daß diese sich an die Innenfläche des Rings anlegen. Wenn die Form dann verschlossen und in den Cfen eingeset2t wird, bewirkt die Wärme eine feste Klebeverbindung der einander zugewandten Schlitzseitenflächen und des Glasfasertuchs mit der Ringinnenfläche, so daß die fertige Dichtung entsteht.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung,

dadurch gekennzeichnet, daß man einen Schlauch aus gehärtetem ("set cured") Elastomermaterial zu einer vorbestimmten Größe zuschneidet, einen Klebstoff auf die entgegengesetzten Enden dieses Materialabschnittes aufbringt und sie zusammenfügt, um einen Schlauchring mit einem mittig verlaufenden Hohlraum auszubilden, dann einen Umfangsschlitz in die Außenfläche des Ringes tief genug einschneidet, daß eine Verbindung zum Hohlraum des Rings entsteht, eine Ringbandfeder auswählt und die Seitenfläche des Schlitzes im Ring weit genug auseinanderspreizt, um die Ringbandfeder in den Ringhohlraum einzusetzen, wobei die Abmessungen der Win-

düngen der Ringbandfeder so gewählt sind, daß die Windungen nicht an der Innenwandfläche des Ringhohlraumes haften, so daß die Ringbandfeder im Hohlraum sich unabhängig vom Ring kontrahieren kann, und wobei der Durchmesser der Ringbandfeder so gewählt ist, daß, wenn diese beweglich in den Hohlraum im Ring eingesetzt ist, sie innerhalb eines breiten Temperaturbereichs temperaturunabhängig und über einen längeren Zeitraum Druck auf den Ring ausüben kann, daß man dann die einander zugewandten Seitenflächen des Schlitzes miteinander verklebt und einen Klebstoff auf die Ringinnenfläche aufbringt und schließlich ein Glasfasertuch auf die Innenfläche des Rings klebt, um die am abzudichtenden Element anliegende Fläche der Dichtung auszubilden.

2. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung,

dadurch gekennzeichnet, daß man aus einem gehärteten ("set cured") gummiartigen Schlauchmaterial einen Schlauchring mit einem Schlitz in der Außenfläche ausbildet, der bis zum Hohlraum im Schlauchring verläuft, daß man die Seitenflächen des Schlitzes weit genug auseinanderspreizt, daß eine Ringbandfeder sich in den Ringhohlraum einsetzen läßt,wobei die Abmessungen der Windungen der Ringbandfeder so gewählt sind, daß die Windungen der Ringbandfeder nicht an den Innenwandflächen des Hohlraums im Schlauchring haften, und die Durchmesser der Ringbandfeder so gewählt sind, daß diese, wenn sie in den Ringhohlraum eingesetzt ist, innerhalb eines brei-

ten Temperaturbereichs temperaturunabhängig und über längere Zeiträume Druck auf den Ring ausüben kann, daß man dann einen Klebstoff auf die einander zugewandten Seitenflächen des Schlitzes und auf die Innenfläche des Rings aufbringt, um die Seitenflächen des Schlitzes miteinander zu verkleben, und schließlich ein geeignet gestaltetes Glasfasertuch auf die Ringinnenfläche des Rings aufbringt, wobei das Glasfaaertuch dann mit der Ringinnenfläche verklebt wird, um die an dem abzudichtenden Element anliegende Fläche der fertigen Dichtung auszubilden.

3. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung,

dadurch gekennzeichnet, daß man einen Schlauchabschnitt aus gehärtetem ("set cured") silikongetränktem Gummi wählt, auf die beiden Enden des Gummischlauchs einen Klebstoff aufträgt und die Enden zu einem Ring verklebt, der einen mittig verlaufenden Hohlraum enthält, dann in die Ringaußenfläche einen umlaufenden Schlitz bis in den Ringhohlraum hinein einschneidet, die Seitenflächen des Schlitzes auseinanderspreizt und in den Hohlraum eine Ringbandfeder einsetzt, wobei man die Abmessungen der Windungen der Ringbandfeder so wählt, daß die Windungen der Ringbandfeder nicht an der Innenwandfläche des Hohlraums haften, so daß die Ringbandfeder unabhängig vom Ring kontrahieren kann, und wobei man den Durchmesser der Ringbandfeder so wählt, daß, wenn diese im Ringhohlraum eingesetzt ist, die Ringbandfeder in einem breiten Temperaturbereich

temperaturunabhängxg den erforderlichen Druck auf den Ring aufbringen kann, daß man weiter Klebstoff auf die einander zugewandten Seitenflächen des Schlitzes und auf die Innenfläche des Rings aufträgt, den Ring in eine Form einlegt, in den eine oder mehrere Lagen Glasfasertuch an der Ringinnenfläche anliegend eingelegt worden sind, dann die Form schließt und den Ring in einem Ofen aushärtet, so daß die Seitenflächen des Schlitzes miteinander und das Glasfasertuch auf der Ringinnenfläche mit diesem verklebt werden, um die am abzudichtenden Element anliegende Dichtfläche der Dichtung auszubilden,