DE4328659A1

DE4328659A1 - Dichtung an gegeneinander verdrehbaren Formteilen von Gehäusekapselungen für Schaltgeräte

Info

Publication number: DE4328659A1
Application number: DE4328659A
Authority: DE
Inventors: Erwin Kuhn
Original assignee: Kloeckner Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1995-03-02

Description

Die Erfindung betrifft die Abdichtung von Gehäusekapselungen mit gegeneinander verdrehbaren Formteilen. Die Erfindung dient dazu, das Innere der Kapselungen, in denen sich Schaltgeräte befinden, an den notwendigen Durchbrüchen für Bedienelemente vor schädli chen äußeren Einflüssen, wie Wasser, Staub und in gewissem Umfange Gas, zu schützen. Insbesondere ist sie geeignet, einen Schaltschrank, der mit einem drehbaren äußeren Betätigungsteil für ein Schaltgerät in Inneren versehen ist, abzudichten.

Zu diesem Zwecke ist es bekannt, zwei gegeneinander verdrehbare Formteile derart auszubilden, daß das eine Formteil einen zylindrischen Ansatz aufweist, der in einer demgegenüber etwas weiteren zylindrischen Ausformung des anderen Formteiles gelagert ist. Die Abdichtung erfolgt in herkömmlicher Weise derart, daß der beim Ineinanderfügen der beiden Formteile verbleibende Fügespalt zwischen den Mantelflächen des Ansatzes und der Ausformung durch ein elastisches Dichtelement, vorzugsweise eine ringförmige Dichtlippe, abgesperrt wird. Für die geeignete Anordnung des Dichtelementes ist in einer oder beiden der Mantelflächen eine Fuge vorgesehen. Infolge des bei der üblicher weise unter thermischer Einwirkung angewendeten Formung der Formteile auftretenden Schwindungsverzuges ist es unter Auf bringung eines vertretbaren Herstellungsaufwandes nicht möglich, diese Formteile mit einer ausreichenden Genauigkeit hinsichtlich der Kreisförmigkeit des zylindrischen Ansatzes und der zylin drischen Ausformung zu fertigen. Daher wird die Breite des abzudichtenden Fügespaltes in nachteiliger Weise durch die Maßdifferenz zwischen dem unrunden Ansatz und der unrunden Ausformung bestimmt. Die Streuung der Fügespaltbreite wird durch überbreite Dichtelemente zu kompensieren versucht, was an den Engstellen des Fügespaltes zu hohen Reibungskräften und damit zu einem hohen Materialverschleiß führt. Durch das naturgegebene Setzverhalten des Dichtmaterials kommt es außerdem zu sichelför migen Leckagen, welche die beabsichtigte Wirkung des Dicht elementes aufheben. Es ist naheliegend, den Ansatz und die Ausformung hinsichtlich einer exakten Kreisform nachzuarbeiten. Der hierzu erforderliche Herstellungsaufwand würde jedoch zu nicht vertretbaren Kosten führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Umgehung der Nachteile des Standes der Technik die bei der Herstellung der Formteile auftretenden Unrundigkeiten zu kompensieren.

Ausgehend von einer Dichtung der vorstehend genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch das Zusammenwirken des stegartigen Dichtlippenringes mit der stirnseitig angeordneten Dichtlippen führung wird mit einfachen und billigen Mitteln ein sehr gutes Dichtverhalten erreicht. Die gleichzeitig mit der Formung des Formteiles gebildete Dichtlippenführung weist herstellungsbedingt ebenfalls Abweichungen von der idealen Kreisform auf, jedoch wird diese Unrundigkeit durch die seitliche Nachführbarkeit des dichtenden Abschnittes des Dichtlippenringes durch die Dicht lippenführung in ausreichendem Maße kompensiert. Diese vor teilhafte Nachführbarkeit ergibt sich aus dem stegartigen Querschnitt des elastischen Dichtlippenringes. Die Breite des Dichtspaltes, das heißt die effektive Breite der Dichtlippenfüh rung, ist über dem gesamten Umfang des Dichtspaltes und in jeder Verdrehstellung der gegeneinander verdrehbaren Formteile trotz der vorgenannten Unrundigkeiten unverändert. Dadurch läßt sich ein geringes Dichtlippenübermaß realisieren, was seinerseits zu geringen Reibungsverlusten und einem geringen Materialverschleiß führt. Durch den gleichbreiten Dichtspalt wird außerdem die Bildung sichelförmiger Leckagen vermieden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Der Dichtlippenring kann in bzw. an dem jeweils anderen Formteil entweder mit seinem Befesti gungsabschnitt in geeigneter Weise, beispielsweise durch Einsetzen in eine konzentrische Befestigungsnut, festgesetzt oder mit einem weiteren dichtenden Abschnitt mittels einer weiteren gleichwirkenden Dichtlippenführung geführt werden. Die her stellungsbedingte Unrundigkeit der Dichtlippenbefestigung bzw. der weiteren Dichtlippenführung wird gleichfalls auf die vorstehend beschriebene vorteilhafte Weise kompensiert. Die Anordnung von Dichtlippenring und Dichtlippenführung kann alternativ außerhalb oder innerhalb vom Kreisumfang des Ansatzes und der Ausformung erfolgen. Die Dichtlippenführung bzw. -führungen können nutenförmig oder stegförmig ausgebildet sein. Im ersteren Falle steht inwandig die Dichtlippenführung mit einem hineinreichenden Abschnitt der Oberfläche des Dichtlippenringes in dichtender Verbindung. Im letzteren Falle steht außenwandig die Dichtlippenführung mit anliegenden Abschnitten der Oberfläche des Dichtlippenringes in dichtender Verbindung. Eine zweifach dichtende Ausbildung der dichtenden Abschnitte der Oberfläche des Dichtlippenringes hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Dichtung sowohl bei Überdruck. Als auch bei Unterdruck im Inneren der Gehäusekapselung gegenüber der Umgebung wirkt. Zweckmäßig ist in diesem Falle eine im Querschnitt doppelarmige Ausbildung der dichtenden Abschnitte, wobei bei einer nutenförmigen Dicht lippenführung die dichtenden Abschnitte des Dichtlippenringes im wesentlichen voneinander abgewandt sind und bei einer stegförmi gen Dichtlippenführung die dichtenden Abschnitte des Dicht lippenringes im wesentlichen einander zugewandt die Dicht lippenführung umgreifen.

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen, aus denen weitere Einzelheiten und Vorteile zu ersehen sind, näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform im Längsschnitt und im vergrößerten Maßstab;

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung einer weiteren vorteil haften Ausführungsform im Längsschnitt und im ver größerten Maßstab.

In Fig. 1 sind ein mit einem Schaltschrank dicht und fest verbundenes erstes Formteil 2 sowie ein gegenüber diesem um eine Drehachse 6 verdrehbares, als Betätigungsgriff dienendes zweites Formteil 4 dargestellt. Das erste Formteil 2 besitzt einen konzentrisch zur Drehachse 6 angeordneten zylindrischen Ansatz 8, auf dem mittels einer ebenfalls zur Drehachse 6 konzentrischen zylindrischen Ausformung 10 das zweite Formteil 4 gelagert ist. Dieses sitzt fest oder einkuppelbar auf einer Verlängerungsachse 12, die durch einen Durchbruch 14 des ersten Formteiles 2 reicht und die Verbindung zu einem Drehantrieb eines nicht dargestell ten, im Schaltschrank montierten Schaltgerätes herstellt.

Die Breite des Fügespaltes 16, der sich zwischen den Mantel flächen des Ansatzes 8 und der Ausformung 10 befindet, streut entlang seines Umfangs in erheblichem Maße. Diese Streuung verursacht die Schwierigkeiten beim Abdichten nach dem Stande der Technik. Die Streuung ergibt sich infolge der Unrundigkeiten von Ansatz 8 und Ausformung 10, die bei der unter thermischer Einwirkung vonstatten gehenden Formgebung der Formteile 2 und 4 entstehen.

In dem Zwischenraum 18, der durch die außerhalb des Ansatzes 8 befindliche Stirnfläche 20 des ersten Formteiles 2 und die außerhalb der Ausformung 10 befindliche Stirnfläche 22 des zweiten Formteiles 4 begrenzt wird, ist ein in sich geschlossener Dichtlippenring 24 aus elastischem Material, beispielsweise Siliconkautschuk, angeordnet. Der Dichtlippenring 24 hat einen stegartigen Querschnitt. Er ist mit einem Befestigungsabschnitt 26 in eine zur Drehachse 6 konzentrisch umlaufende Befestigungs nut 28 eingepreßt. Gegenüber der Befestigungsnut 28 ist ebenfalls konzentrisch zur Drehachse 6 eine nutenförmige, umlaufende Dichtlippenführung 30 eingeformt. In der Dichtlippenführung 30 verläuft der dichtende Abschnitt 32, das heißt die eigentliche Dichtlippe, des Dichtlippenringes 24. Der dichtende Abschnitt 32 befindet sich entgegengesetzt zum Befestigungsabschnitt 26 und ist doppelarmig, das heißt zweilippig, ausgeführt, um eine zweiseitige Dichtwirkung zu erreichen.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, streuen die Radien von Befesti gungsnut 28 und Dichtlippenführung 30 entlang deren Umfängen in einem erheblichen Maße gegenüber einem idealen Kreis mit Mittelpunkt in der Drehachse 6 und mit einem Radius 34. Diese Unrundigkeiten sind ebenfalls eine Folge des geometrischen Verzugs, der bei der unter thermischer Einwirkung vonstatten gehenden Formgebung der Formteile 2 und 4 auftritt. Diese Unrundigkeiten haben jedoch keinen nachteiligen Einfluß auf das Dichtverhalten, da bei jeder Verdrehstellung des zweiten Formteiles 4 der im Querschnitt stegartig ausgebildete und elastisch verformbare Dichtlippenring 24 über seinen gesamten Umfang mit seinem dichtenden Abschnitt 32 in der Dichtlippen führung 30 den Unrundigkeiten folgend nachgeführt wird. Dabei kommen die voneinander weisenden, im wesentlichen zu bzw. von der Drehachse 6 gerichteten Oberflächenteile des dichtenden Ab schnittes 32 zum Anliegen an die entsprechende Innenwand der Dichtlippenführung 30. Es besteht über den gesamten Umfang eine im wesentlichen gleichbleibende Dichtspaltbreite 36 als Breite der Dichtlippenführung 30, wodurch für ein gutes Dichtverhalten nur ein relativ geringes Dichtlippenübermaß des dichtenden Abschnittes 32 gegenüber der Dichtspaltbreite 36 erforderlich ist.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind Merkmalen, die gleichartig mit Merkmalen des anhand von Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispieles sind, gleiche Bezugszeichen zugeordnet. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch, daß anstatt des am ersten Formteil 2 befestigten und im zweiten Formteil 4 geführten Dichtlippenringes 24 ein sowohl im ersten Formteil 2 als auch im zweiten Formteil 4 geführter Dichtlippenring 25 vorgesehen ist. Dazu ist der Dichtlippenring 25 mit einem weiteren doppelarmigen dichtenden Abschnitt 33 ausgestattet, der dem ersten dichtenden Abschnitt 32 abgewandt ist. Der weitere dichtende Abschnitt 33 wird in einer weiteren, zur Drehachse 6 konzentrischen Dicht lippenführung 31 im ersten Formteil 2 geführt. Die weitere Dichtlippenführung 31 steht der ersten Dichtlippenführung 30 gegenüber. Herstellungsbedingt streuen die Radien beider Dichtlippenführungen 30, 31 in erheblichen Maße in bezug auf den idealen Kreis mit dem Radius 34. Auch in diesem Falle werden die Unrundigkeiten durch den im Querschnitt stegartigen und elastisch verformbaren Dichtlippenring 25 sowie durch die den Unrundigkei ten folgenden Nachführungen seiner dichtenden Abschnitte 32, 33 in den zugehörigen Dichtlippenführungen 30, 31 kompensiert. Dabei sind durch das geringe Dichtlippenübermaß gegenüber der gleichbleibenden Dichtspaltbreite 36 in beiden Dichtlippenfüh rungen 30, 31 nur unerhebliche Reibungskräfte beim Verdrehen des Formteiles 4 zu überwinden.

Claims

1. Dichtung an gegeneinander verdrehbaren Formteilen von Gehäusekapselungen für Schaltgeräte, mit folgenden Merkmalen:

- ein zylindrischer Ansatz (8) an dem einen Formteil (2),
- eine zylindrische Ausformung (10) an dem anderen Formteil (4), in welcher der Ansatz (8) unter Freilassung eines Fügespaltes (16) drehbar gelagert ist,
- einen elastischen Dichtlippenring (24; 25), der zwischen beiden Formteilen (2, 4) dichtend angeordnet und im Querschnitt stegartig ausgebildet ist,
- eine mit der Formung des betreffenden Formteiles (4) gebildete Dichtlippenführung (30), die stirnseitig dem jeweils anderen Formteil (2) zugewandt und konzentrisch zum Ansatz (8) bzw. zur Ausformung (10) angeordnet ist und mittels welcher der Dichtlippenring (24; 25) an einem dichtenden Abschnitt (32) seiner Oberfläche geführt ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtlippenring (24) mit einem zum dichtenden Abschnitt (32) entgegengesetzten Befestigungsabschnitt (26) an dem jeweils anderen Formteil (2) gegenüberstehend der Dichtlippenführung (30) dicht befestigt ist, wobei die an dem jeweils anderen Formteil (2) auszubildenden Mittel (28) zur Befestigung des Dichtlippenringes (24) mit der Formung dieses Formteiles (2) gebildete, an sich bekannte Mittel sind.

3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Formung des jeweils anderen Formteiles (2) gebildete weitere Dichtlippenführung (31) in diesem der ersten Dichtlippenführung (30) gegenüberstehend angeordnet ist und daß der Dichtlippenring (31) an einem weiteren dichtenden Abschnitt (33) seiner Oberfläche mittels der weiteren Dichtlippenführung (31) geführt ist.

4. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtlippenführung (30) bzw. -führungen (30, 31) und der Dichtlippenring (24) bzw. (25) außerhalb des Ansatzes (8) bzw. der Ausformung (10) angeordnet sind.

5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtlippenführung bzw. -führungen und der Dichtlippenring innerhalb des Ansatzes bzw. der Ausformung angeordnet sind.

6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine nutenförmige Ausbildung der Dichtlippenführung (30) bzw. -führungen (30, 31).

7. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine stegförmige Ausbildung der Dichtlippenführung bzw. -führungen.

8. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Dichtlippenring (24; 25) an den dichtenden Abschnitten (32; 33) seiner Oberfläche zweiseitig dichtend ausgebildet ist.

9. Dichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtlippenring (24; 25) an den dichtenden Abschnitten (32; 33) seiner Oberfläche im Querschnitt doppelarmig ausgebildet ist.