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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen O-Ring für Presspassungen mit einem
an wenigstens einer Stelle modifizierten Querschnitt.
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Es
ist bekannt, dass Presspassungen herkömmlicherweise beim permanenten
Verbinden von Rohren miteinander verwendet werden. Zu diesem Zweck
ist es nicht nur notwendig, dass die Rohre, die miteinander verbunden
werden sollen, durch die Presspassung fest aneinander befestigt
sind, sondern auch, dass die Dichtigkeit sichergestellt wird, so dass
kein Auslaufen der durch die verbundenen Rohre beförderten
Fluide auftreten kann. Daher gehört
es zur üblichen
Praxis, dass eine Dichtung (O-Ring) stets an den Enden der Presspassung
vorgesehen ist, die als Öffnung
zum Einfügen
der Rohre, die miteinander verbunden werden sollen, verwendet werden.
Zu diesem Zweck sind die bekannten Presspassungen normalerweise
mit einer runden Ausbuchtung versehen, die ein hakenförmiges Profil
aufweist, deren Innenraum ein Gehäuse für den O-Ring ausbildet.
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Die
EP 0 870 964 der gleichen
Anmelderin offenbart eine Presspassung, bei der die Ausbuchtung
anstelle des Profils eines Hakens das Profil eines im Wesentlichen
gleichschenkeligen Dreiecks aufweist. Dieses im Wesentlichen gleichschenkelige Profil
der Ausbuchtung verleiht der Presspassung zahlreiche Vorteile, wobei
ein Großteil
derselben aus der Möglichkeit
besteht, den zum Pressen bereitstehenden Raum in Bezug auf die Pressteile
des Stands der Technik zu reduzieren und ein vereinfachtes Pressmittel
zu verwenden.
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Der
in das Gehäuse
eingefügte
O-Ring ist dem Stand der Technik entsprechend ein solcher mit einem
runden Querschnitt und besteht vorzugsweise aus einem elastischen
Material, z. B. Gummi. Während
des Pressens des Passteils wird die Ausbuchtung gequetscht und deren
Profil nimmt im Wesentlichen eine trapezoidale Form an. Auch der
O-Ring wird in entsprechender Weise verformt, wobei er zwischen
den Innenwänden
des Gehäuses
und der äußeren Wand
des Rohrs, das in die Presspassung eingefügt ist, gequetscht wird. Auf
diese Weise neigt der O-Ring dazu, einen Großteil des Innen raums des Gehäuses zu
besetzen, so dass, wenn die Presspassung keine Fehler oder Mängel aufweist,
die Passung wasserdicht ist.
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In
einigen Fällen
jedoch kann an den Anschlussstellen, die durch Verwendung eines
O-Rings mit einem runden Querschnitt in einer Presspassung des vorstehend
erwähnten
Typs erfolgen, keine angemessene Dichtigkeit sichergestellt werden,
und ein Austreten der Fluide kann eintreten, die durch die Rohre übertragen
werden, die durch die Presspassung verbunden sind. Diese undichten
Stellen bzw. dieses Austreten von Fluiden kann insbesondere auftreten,
wenn die inner Oberfläche
des Gehäuses oder
die äußere Oberfläche des
Rohrs, das in die Passung eingefügt
ist, nicht völlig
glatt sind, sondern Mängel
oder Fehler aufweisen.
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Alle
bisherigen Versuche, die hingegen unternommen wurden, um die Dichtigkeit
der Presspassung zu verbessern, haben zu keinem Ergebnis geführt, weil
beim Modifizieren der Größe des O-Rings ohne
weiters ein weiterer Nachteil entstehen kann, nämlich das Risiko den O-Ring
während
des Pressvorgangs der Passung einzuklemmen.
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Die
EP 1 260 741 der gleichen
Anmelderin offenbart einen O-Ring, der, eingefügt in das Gehäuse einer
Presspassung, in der Lage ist, eine perfekte Dichtigkeit, selbst
bei Vorliegen von Mängeln
oder Fehlern auf der Oberfläche
des Presspassung an sich oder des darin eingefügten Rohrs, sicherzustellen.
Dank der besonderen Form weist der O-Ring einen Querschnitt mit einer größeren Fläche in Bezug auf
den der O-Ringe des herkömmlichen
Typs auf, der in das gleiche Gehäuse
einer Presspassung eingefügt
werden kann. Daher füllt
er das Gehäuse
nahezu vollständig
aus, und obwohl dies keine Schwierigkeiten während des Pressens der Passung
verursacht, weist er in Bezug auf herkömmliche O-Ringe einen höheren Kompressionsfaktor,
bei konsequenter Verbesserung der Dichtigkeit und Dauerhaftigkeit der
Anschlussstelle auf. Diese Art von bekannter Dichtung ist jedoch
nicht frei von Nachteilen.
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Die
Anschlussstellen sind typischerweise wasserdicht, nachdem sie von
einer Fachkraft gepresst worden sind. Wenn die Fachkraft vergisst,
den Pressvorgang auszu führen,
dürften
bei anschließenden
Dichtigkeitsprüfungen
Druckabfälle
in der Anlage beobachtet werden. Es ist jedoch möglich, dass die Toleranzen
zwischen dem O-Ring und dem Verbindungsrohr so beschaffen sind,
dass sie während
der Prüfungen
eine undichte Stelle unerfassbar machen, die, wenn auch sehr klein,
trotzdem vorhanden ist. Wie ohne Weiteres zu verstehen ist, bewirkt
diese verfehlte Erfassung im Laufe der Zeit ein erhebliches Auslaufen
von Fluiden, die durch die Anlage übertragen werden.
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Die
DE-U-29813935 offenbart einen O-Ring gemäß dem Oberbegriff nach Anspruch
1. Dieser O-Ring weist an wenigstens einer Stelle eine in Bezug
auf das innere Profil des O-Rings kontinuierlich durch Radi verbundene
Aussparung auf, sowie an der Aussparung eine vergrößerte Höhe hinsichtlich des äußeren Profils
hiervon. Durch eine derart einfache Ausführung wird jedoch nicht das
Hindurchlaufen des Fluids, und daher nicht die Erfassung der undichten
Stelle im Falle von ungünstigen
Toleranzen garantiert.
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen O-Ring zu
schaffen, der dafür
geeignet ist, mögliche
undichte Stellen, die durch einen Mangel an Presskraft bewirkt wurden,
bereits während
der Undichtigkeitsprüfungen
zu erfassen, während
eine perfekte Dichtigkeit der Presspassung sichergestellt wird.
Diese Aufgabe wird mittels eines O-Rings gelöst, dessen Eigenschaften in
dem ersten Anspruch offenbart sind, und weitere vorteilhafte Merkmale
sind in den unabhängigen
Ansprüchen
offenbart.
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Dank
seiner besonderen Form behält
der erfindungsgemäße O-Ring
die Vorteile der vorstehend erwähnten,
bekannten O-Rings bei, zumindest was den Querschnitt mit größere Fläche angeht,
der das Gehäuse
nahezu vollständig
ausfüllt
bei konsequenter Verbesserung der Dichtigkeit und Dauerhaftigkeit der
Anschlussstelle im Laufe der Zeit. Insbesondere der O-Ring für Presspassungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist an wenigstens einer Stelle modifiziert, um der Anforderung
gerecht zu werden, mit Hilfe derer das nicht gepresste Passteil
als „auslaufendes
Passteil" bereits
während
der durch einen Monteur vorgenommenen Undichtigkeitsprüfungen erfasst
wird. Tatsächlich
können
dadurch Toleranzschwankungen zwischen dem O-Ring und dem Verbin dungsrohr
kompensiert werden, wodurch eine größere Sensitivität bei Erfassung
einer undichten Stelle ermöglicht
wird.
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Weitere
Vorteile und bevorzugte Merkmale des O-Rings gemäß der vorliegenden Erfindung
werden für
Fachleute unter Bezugnahme auf eine nachstehende, ausführliche
Beschreibung einer Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
besser verständlich.
Es zeigen:
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1 eine
Vorderansicht eines O-Rings gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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2d eine Querschnittsansicht, die entlang der
Linie P-P' des O-Rings
von 1 erstellt wurde;
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3 eine
Querschnittsansicht, die entlang der Linie R-R' des O-Rings erstellt wurde;
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4 eine
vergrößerte Detailansicht
des O-Rings von 1;
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5 eine
vergrößerte Ansicht
des entlang der Linie R-R' erstellten
Querschnitts des O-Rings von 1.
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Unter
Bezugnahme auf
2 weist der O-Ring einen Querschnitt
2 auf,
der anhand der Schnittlinie bzw. Trennlinie des O-Rings mit einer Ebene,
beispielsweise einer Ebene P-P',
erhalten wird, der die Form eines im Wesentlichen gleichschenkeligen
Trapezoids mit konvexen Basen gemäß dem älteren Patent
EP 1 260 741 der gleichen Anmelderin
aufweist.
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Gemäß der Erfindung
weist der O-Ring 1 wenigstens eine Stelle, und insbesondere
unter Bezugnahme auf 1, 3, und 4,
wenigstens einen Abschnitt 4 auf, dessen Querschnitt in
Bezug auf den Querschnitt des Rests des O-Rings 1 in einer diskontinu ierlichen
Weise modifiziert ist. Wie deutlich aus 1 zu ersehen
ist, liegen in einer bevorzugten Ausführungsform vier Abschnitte 4 vor,
die 90° entfernt
voneinander angeordnet sind. Anhand der Schnittlinie des O-Rings 1 mit
der Ebene R-R' wird die
Querschnittsansicht erhalten, die in 3 dargestellt
ist, die den modifizierten Querschnitt 3 am mittleren Punkt
der Abschnitte 4 darstellt. Der modifizierte Querschnitt 3 ist
in 5 vergrößert dargestellt.
Er weist eine Form auf, die im Wesentlichen anhand eines unregelmäßigen Sechsecks
erhalten werden kann, die eine Symmetrieebene Q-Q' aufweist und bei
der die beiden gegenüberliegenden
Seiten, die durch die Symmetrieebene geschnitten werden, durch die
beiden Umkreisbögen
ersetzt werden, von denen einer einen Radius aufweist, der in Bezug
auf den anderen wenigstens das Dreifache beträgt, wie nachstehend besser
dargestellt wird.
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Daher
weist bei wenigstens einer Stelle der O-Ring 1 einen Querschnitt 3 mit
gleicher Fläche
wie der Rest der Dichtung auf, jedoch in modifizierter Form. Auf
diese Weise ermöglicht
der O-Ring 1 bereits während
der Dichtigkeitsprüfungen
die Erfassung von möglichen,
durch mangelndes Pressen bzw. Drücken
verursachten, undichten Stellen, da genau an dieser Stelle oder
noch besser in diesem Abschnitt 4 die Dichtung eine Aussparung
an ihrem inneren Profil aufweist, was in 4 deutlich
zu ersehen ist. Gleichzeitig kann jedoch die Dichtung eine perfekte
Abdichtung der Presspassung garantieren, da die Aussparung auf der
ihr gegenüberliegen
Seite durch eine vergrößerte Höhe in Bezug
auf das äußere Profil
der Dichtung kompensiert wird, um, wie vorstehend erwähnt, die
Fläche
des Querschnitts der letzteren an einer beliebigen Stelle konstant
zu halten.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung, die in 5 gezeigt ist, weist der modifizierte
Querschnitt 3 des O-Rings 1 eine Form auf, die
anhand eines unregelmäßigen, sechseckigen Vielecks
ABCDEF mit einer Symmetrieebene Q-Q' erhalten werden kann. Angesichts des
Vorhandenseins der Symmetrieebene Q-Q' ist nur die rechte Hälfte des
modifizierten Querschnitts 3 des O-Rings 1 definiert,
wobei die andere Hälfte
ein Spiegelbild des ersteren ist. Im Besonderen sind definiert:
- – ein
Bogen GN eines Umkreises (der in einem Punkt zentriert ist, der
zu der Symmetrieebene Q-Q' gehört) des
Radius r, der zwischen 0,50 und 0,60 mal dem Abstand GH ist, vorzugsweise gleich
0,53 mal GH ist, wobei G der Tangentenpunkt des Bogens GN zur Seite
ED des Sechsecks ist und H der Schnittpunkt der Symmetrieebene Q-Q' mit der Seite AB
des Sechsecks ist;
- – Segmente
NC und ML sind zwei gerade Längen, die
als Abschnitte von zwei benachbarten Seiten des Sechsecks DC bzw.
CB definiert werden können.
Die beiden Segmente NC und ML sind durch einen Bogen MC eines Umkreises
des Radius r' vorzugsweise
derart durch einen Radius verbunden, dass r' > 2r''',
wobei r''' der Radius eines Bogens des Umkreises
LI ist, wie nachstehend definiert,
- – ein
Bogen IH eines Umkreises (der in einem Punkt zentriert ist, der
zu der Symmetrieebene Q-Q' gehört) mit
einem Radius r'', derart, dass 4r > r'' > 3r, wobei H der Tangentenpunkt
des Bogens IH zu der Seite AB des Sechsecks ist, wobei der Bogen
IH mit einem Segment ML durch einen Bogen LI eines Umkreises des
Radius r''' durch einen Radius verbunden ist, vorzugsweise
derart, dass r''' < r.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung:
- – reicht ein Radius r von 1,40
bis 1,50 mm und beträgt
vorzugsweise 1,45 mm;
- – reicht
der Radius r'' von 5,11 bis 5,13
mm und beträgt
vorzugsweise 5,12 mm;
- – reicht
der Radius r''' von 0, 30 bis 0,60 mm und beträgt vorzugsweise
0, 60 mm.
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Gemäß einer
bevorzugteren Ausführungsform
der Erfindung sind die gegenüberliegenden
Seiten von AF und BC des unregelmäßigen Sechsecks ABCDEF parallel.
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Es
wird nun Bezug auf 4 genommen, bei der der Abstand
UV der Aussparung von dem inneren Profil der Dichtung bei einer
bevorzugten Ausführungsform
0,30 nun oder mehr beträgt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
beträgt
die Länge
ST des Abschnitts 4 vorzugsweise gleich die Breite des
Segments AB des unregelmäßigen Sechsecks
von 5. Auf diese Weise nimmt der Abschnitt 4 von
unten betrachtet die Form eines Kreises an, wie in 3 zu
sehen ist. In der gleichen Figur ist es möglich zu erkennen, dass sich
die Breite des O-Rings 1 in den Bereichen der entsprechend modifizierten
Bereiche 4 nicht verändert,
wie dies im Gegenteil der Fall bei den Dichtungen des Stands der Technik
ist. Dieses Merkmal ist dahingehend sehr wichtig, dass es zusammen
mit der Tatsache, dass auch die Querschnittsflächen sich nicht verändern, zu
dem Effekt beiträgt,
dass eine maximale Dichtigkeit sichergestellt wird, selbst bei Vorhandensein
von Querschnitten der Dichtung, die in ihrer Form lokal modifiziert
sind.
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Sobald
der O-Ring mit dem Querschnitt
3, der gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung modifiziert ist, einmal in das Gehäuse eine Presspassung eingefügt worden
ist, füllt
er dieses nahezu vollständig
aus. Tatsächlich
ist die Fläche
seines Querschnitts größer als
die des O-Rings nach
EP 1 260
741 , die wiederum 20% größer ist als die eines O-Rings
mit einem runden Querschnitt, der in das gleiche Gehäuse eingefügt worden
sein könnte.
Daher ermöglicht
die Presspassung, die mit dem O-Ring gemäß dieser Ausführungsform
der Erfindung versehen ist, wie vorstehend erwähnt, dank des Vorhandenseins
der Aussparung, bereits während
der Undichtigkeitsprüfungen
die Erfassung von möglichen, durch
mangelndes Pressen bzw. Drücken
verursachten, undichten Stellen, während gleichzeitig maximale
Dichtigkeit sichergestellt wird.
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Es
ist klar, dass die vorstehend beschriebene und dargestellte Ausführungsform
des O-Rings gemäß der Erfindung
nur ein für
verschiedene Modifizierungen geeignetes Beispiel innerhalb des Schutzbereichs
der Ansprüche
ist. Insbesondere besteht die Möglichkeit,
durch Beibehaltung der Proportionen der vorstehend beschriebenen
Abmessungen, O-Ringe mit größeren oder
kleineren Querschnitten herzustellen.
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Ferner
ist es bei der Herstellung des O-Rings gemäß der vorliegenden Erfindung
möglich,
ein beliebiges bekanntes Material zu verwenden, das zur Herstellung
von O- Ringen des
herkömmlichen
Typs als geeignet betrachtet wird, beispielsweise Gummi in verschiedenen
Gemischen.