HUEBNER-HECKER MICHAEL (DE)
DE1023736B | 1958-02-06 | |||
US20070045968A1 | 2007-03-01 | |||
DE4430183A1 | 1996-02-29 |
Patentansprüche Dichtung (10) zum Abdichten von Flanschverbindungen (12), mit einem ringscheibenförmigen Elastomerelement (16) begrenzt durch einen radial innenliegenden Ringrand (18), einen radial außenliegenden Ringrand (20), eine Ringscheibenoberseite (22) und eine Ringscheibenunterseite (24), dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (16) angrenzend an den innenliegenden Ringrand (18) mindestens einen umlaufenden Dichtwulst (26, 28) aufweist, der relativ zur Ringscheibenoberseite (22) und/oder zur Ringscheibenunterseite (24) hervorsteht, und einem im Elastomerelement (16) bündig zur Ringscheibenoberseite (22) und/oder zur Ringscheibenunterseite (24) eingebetteten ringförmigen Stützelement (34) aus Metall, wobei das Stützelement (34) Kerben (36) zur Verbindung mit dem Elastomerelement (16) aufweist und durch das Elastomerelement (16) zumindest teilweise umschlossen ist. Dichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (36) des Stützelements (34) zur Ringscheibenoberseite (22) und/oder zur Ringscheibenunterseite (24) des Elastomerelements (16) hin ausgebildet sind. Dichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (16) angrenzend an den innenliegenden Ringrand (18) zwei umlaufende Dichtwulste (26, 28) aufweist. Dichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (34) zur Ringscheibenoberseite (22) und/oder zur Ringscheibenunterseite (24) des Elastomerelements (16) hin abgeflacht ist. 5. Dichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (34) als Metallring ausgebildet ist. 6. Dichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (34) aus gewickeltem Metalldraht ausgebildet ist. 7. Dichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (34) mehr als eine Windung aufweist . 8. Dichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (16) angrenzend an den radial außenliegenden Ringrand (20) an Ringscheibenoberseite (22), Ringscheibenunterseite (24) und am radial außenliegenden Ringrand (20) jeweils eine geschlossene Oberfläche aufweist. 9. Dichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (16) und das Stützelement (34) im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind. |
Besehreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung zum
Abdichten von Flanschverbindungen.
Zum Abdichten von Flanschverbindungen sind Gummi- Stahldichtungen bekannt, die aus einem Gummiring und einem vom Gummiring umschlossenen Stahlring aufgebaut sind.
Hiermit werden gute Abdichteigenschaften erreicht.
Allerdings besteht bei solchen Dichtungen die Gefahr, dass der Gummiring bei zu hohen Schraubkräften zerstört wird, da die Schraubkraft vollständig auf den Gummiring wirkt. Durch viskoses Verhalten des Gummis weicht die Dichtung zudem der aufgeprägten Last aus. Eine zuverlässige Abdichtung ist damit nur bedingt gewährleistet. Ebenfalls bekannt sind Gummi-Stahldichtungen, die aus einem Gummiring und einem am Außenumfang des Gummirings
angeordneten Stahlring aufgebaut sind. Stahlring und
Gummiring sind mittels einer Nutverbindung oder eines
Haftvermittlers verbunden. Durch den Stahlring kann die auf den Gummiring aufgebrachte Schraubkraft begrenzt werden. Allerdings ist eine solche Dichtung aufwändig in der
Herstellung .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Mitteln eine zuverlässige
Abdichtung zu ermöglichen.
Die voranstehende Aufgabe wird durch eine Dichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach umfasst die
Dichtung ein ringscheibenförmiges Elastomerelement begrenzt durch einen radial innenliegenden Ringrand, einen radial außenliegenden Ringrand, eine Ringscheibenoberseite und eine Ringscheibenunterseite, wobei das Elastomerelement angrenzend an den radial innenliegenden Ringrand mindestens einen umlaufenden Wulst oder Dichtwulst aufweist, der relativ zur Ringscheibenoberseite und/oder zur
Ringscheibenunterseite hervorsteht, und ein im
Elastomerelement bündig zur Ringscheibenoberseite und/oder zur Ringscheibenunterseite eingebettetes ringförmiges
Stützelement aus Metall, wobei das Stützelement Kerben zur Verbindung mit dem Elastomerelement aufweist und durch das Elastomerelement zumindest teilweise umschlossen ist.
Demnach kann das Stützelement durch das Elastomerelement teilweise verschlossen sein, so dass das Stützelement mit einer Ober- und/oder Unterseite des Elastomerelements bündig ist. Ebenfalls kann das Stützelement durch das
Elastomerelement vollständig verschlossen sein, beispielsweise durch eine die Funktion, nämlich die
Bereitstellung einer Anlagefläche am Stützelement, nicht beeinträchtigende und durch den Spritzgießvorgang bedingte Fließhaut .
Durch das im Inneren des Elastomerelements angeordnete metallische Stützelement mit daran ausgebildeten Kerben ist das Stützelement sicher mit dem Elastomerelement verbunden. Durch die Kerben ist auch bei bündiger Ausrichtung des Stützelements zur Ringscheibenoberseite und/oder zur
Ringscheibenunterseite des Elastomerelements eine
insbesondere in alle Richtungen formschlüssige Befestigung des Stützelements verwirklicht. Die Kerben dienen zur formschlüssigen Befestigung des Stützelements am
Elastomerelement. Durch die zumindest einseitig bündige, vorzugsweise beidseitig bündige, Ausrichtung des
Stützelements innerhalb des Elastomerelements ist eine Kraftbegrenzung der maximal auf das Elastomerelement aufbringbaren Schraubenkraft erreicht, und zwar in Form eines Kraftnebenschlusses.
Die Herstellung der Dichtung lässt sich mit einfachen konstruktiven Mitteln bewerkstelligen, da diese durch
Einlegen des vorkonfektionierten Stützelements in die
Kavität einer Spritzgießmaschine erfolgen kann. Das
Stützelement kann dann mit dem später das Elastomerelement bildenden Elastomer umspritzt werden, wobei die Kerben den Fließvorgang des Elastomers begünstigen. Nach Befüllen der Kavität ist die Dichtung ohne oder nur mit geringfügiger Nacharbeit fertiggestellt.
Das Elastomer kann - auch in Abhängigkeit von der
Dichtungsanwendung, in der die Dichtung eingesetzt werden soll - aus Elastomeren oder thermoplastischen Elastomeren ausgebildet sein.
Die Dichtung kann insbesondere bei Flanschverbindungen mit ebenen Flanschflächen zum Einsatz kommen.
Die Kerben können einen U-förmigen, rechteckförmigen oder dreieckigen Querschnitt aufweisen. Davon unabhängig können die Kerben in radialer Richtung oder schräg am Stützelement angeordnet sein.
Der Begriff "ringscheibenförmig" oder "ringförmig" ist dahingehend zu verstehen, dass dieser sowohl eine
kreisförmige, als auch eine elliptische Ausgestaltung mit einschließt. Demnach können die Dichtung und damit auch das Elastomerelement und das Stützelement, eine kreisförmige oder elliptische Kontur aufweisen .
In vorteilhafter Weise können die Kerben des Stützelements zur Ringscheibenoberseite und/oder zur
Ringscheibenunterseite des Elastomerelements hin
ausgerichtet ausgebildet sein. Hiermit wird eine
gleichmäßige Fixierung des Stützelements innerhalb des Elastomerelements erreicht. Der Herstellungsvorgang wird vereinfacht, da durch die zur Ringscheibenoberseite
und/oder zur Ringscheibenunterseite hin orientierten Kerben ein Fließen des gespritzten Elastomers in einer
Spritzgießmaschine begünstigt wird.
Zweckmäßigerweise kann das Elastomerelement angrenzend an den radial innen liegenden Ringrand zwei umlaufende
Dichtwulste aufweisen. Die zwei Dichtwulste sind radial benachbart zueinander. Weiter schließen die beiden
Dichtwulste in ihrer Mitte eine Vertiefung ein. Durch die Ausgestaltung mittels zwei Dichtwulsten kann während des Spannens der Dichtung ein Bewegen der Dichtung in Richtung Flanschmitte gering gehalten werden, da die Dichtwulste in die zwischen ihnen befindliche Vertiefung hinein ausweichen können .
Weiter ist es von Vorteil, wenn das Stützelement zur
Ringscheibenoberseite und/oder zur Ringscheibenunterseite des Elastomerelements hin abgeflacht ist. Dabei kann der abgeflachte Bereich bündig zur Ringscheibenoberseite und/oder zur Ringscheibenunterseite sein. Hierdurch wird eine große Auflagefläche geschaffen, so dass eine
zuverlässige Dichtung im Kraftnebenfluss realisiert ist. Dies schafft eine große Anlagefläche zur Kraftübertragung zwischen den Flanschverbindungen. Zudem wird auf diese Weise auch die Anordnung des Stützelements innerhalb der Spritzgussmaschine erleichtert.
Im Konkreten kann das Stützelement als Metallring
ausgebildet sein, beispielsweise als Drahtring. Dieser kann einen geschlossenen Ring bilden, wobei die Kontaktstellen aneinander befestigt sein können, beispielsweise durch Verschweißen oder Verlöten. Ebenfalls denkbar ist ein
Herstellen des Metallrings durch Stanzen, wobei der
Metallring in sich geschlossen sein kann. Weiter kann der Metallring eine strukturierte oder konturierte Oberfläche aufweisen. Hiermit ist ein einfach herzustellendes und stabiles Stützelement geschaffen.
Alternativ hierzu kann das Stützelement aus gewickeltem Metalldraht ausgebildet sein. Dabei kann Metalldraht mit kreisförmigem, elliptischem, rechteckigem oder
quadratischem Querschnitt zum Einsatz kommen. Auch auf diese Weise ist ein konstruktiv einfaches Stützelement geschaffen .
Zum Bereitstellen einer sicheren Befestigung sowie einer großen Auflagefläche des Stützelements kann dieses mehr als eine Windung aufweisen. Dabei kann der Metalldraht
spiralförmig gewickelt sein. Denkbar ist eine Wicklung mit mehreren, insbesondere zwei bis drei, Windungen.
Aus Gründen des Korrosionsschutzes ist es von Vorteil, wenn das Elastomerelement angrenzend an den radial außen
liegenden Ringrand an Ringscheibenoberseite,
Ringscheibenunterseite und am radial außen liegenden
Ringrand jeweils eine geschlossene Oberfläche aufweist. Mit anderen Worten ist das Elastomerelement angrenzend an den radial außen liegenden Ringrand zum Stützelement hin geschlossen. Durch dieses am radial außen liegenden
Ringrand verbleibende ringförmige Elastomersegment kann im montierten Zustand der Dichtspalt zwischen zwei
Flanschverbindungen verschlossen werden. Dadurch ist das Stützelement im montierten Zustand vor äußeren Einflüssen und damit vor korrosivem Angriff geschützt.
Von Vorteil ist außerdem, wenn das Elastomerelement und das Stützelement im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind. Dadurch ist eine gleichmäßige und stabile Ausgestaltung der Dichtung erreicht. Unter "im Wesentlichen konzentrisch" ist eine Anordnung von Elastomerelement und Stützelement zuverstehen, wenn - bezogen auf den
Außendurchmesser der Dichtung - Elastomerelement und
Stützelement um maximal zehn Prozent des Außendurchmessers der Dichtung exzentrisch zueinander angeordnet sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig.l in mehreren, teilweise geschnittenen Ansichten ein Ausführungsbeispiel einer Dichtung;
Fig.2 in mehreren Ansichten (a) , (b) und (c) ein
Stützelement der Dichtung aus Fig.l; und
Fig.3 in mehreren Ansichten die Dichtung aus Fig.l in
Einbaulage an einer Flanschverbindung.
In Figur 1 ist in mehreren, teilweise geschnittenen
Ansichten, eine Dichtung zum Abdichten von
Flanschverbindungen dargestellt, die mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist.
Die Dichtung 10 dient zum Abdichten von Flanschverbindungen 12 mit ebenen Flanschflächen 14 (siehe Figur 3) .
Die Dichtung 10 weist ein ringscheibenförmiges
Elastomerelement 16 auf, das durch einen radial innen liegenden Ringrand 18, einen radial außen liegenden
Ringrand 20, eine Ringscheibenoberseite 22 und eine
Ringscheibenunterseite 24 begrenzt ist (siehe Figur 1) . Das Elastomerelement 16 weist angrenzend an den innen liegenden Ringrand 18 zwei umlaufende Dichtwulste 26, 28 auf, die jeweils relativ zur Ringscheibenoberseite 22 und zur
Ringscheibenunterseite 24 hervorstehen. Die umlaufenden Dichtwulste 26, 28 sind radial zueinander benachbart und schließen in ihrer Mitte jeweils eine Vertiefung 30, 32 ein .
Die Dichtung 10 weist außerdem ein im Elastomerelement 16 bündig zur Ringscheibenoberseite 22 und zur
Ringscheibenunterseite 24 eingebettetes ringförmiges Stützelement 34 aus Metall auf. Das Stützelement 34 weist Kerben 36 zur Verbindung mit dem Elastomerelement 16 auf (siehe Figur 2) und ist durch das Elastomerelement 16 teilweise oder ganz umschlossen, beispielsweise durch eine die Funktion nicht beeinträchtigende Fließhaut.
Die Kerben 36 des Stützelements 34 sind zur
Ringscheibenoberseite 22 und zur Ringscheibenunterseite 24 des Elastomerelements 16 hin ausgebildet. Dies vereinfacht das Umspritzen mittels eines Elastomers in einer Kavität einer Spritzgießmaschine und stellt außerdem eine
formschlüssige Verbindung in alle Richtungen sicher, insbesondere durch die die Kerben 36 überdeckenden
Abschnitte 38 (siehe Figur 1) . Das Stützelement 34 ist zur Ringscheibenoberseite 22 und zur Ringscheibenunterseite 24 des Elastomerelements 16 hin abgeflacht. So weist das ringförmige Stützelement 34 an seiner Oberseite und seiner Unterseite abgeflachte Abschnitte 40 auf (siehe Figur 2) .
Das Stützelement 34 ist aus gewickeltem Metalldraht
ausgebildet und weist mehr als eine Windung auf, nämlich etwas mehr als zwei Windungen (siehe Figur 2) . Damit ist eine hinreichend große Anlagefläche einerseits und eine sichere Befestigung des Stützelements 34 im
Elastomerelement 16 andererseits realisiert.
Das Elastomerelement 16 weist angrenzend an den radial außen liegenden Ringrand 20 an der Ringscheibenoberseite 22, der Ringscheibenunterseite 24 und am radial außen liegenden Ringrand 20 jeweils eine geschlossene Oberfläche auf. Mit anderen Worten verbleibt am radial außen liegenden Ringrand 20 ein ringförmiger Elastomerabschnitt 42, welcher im montierten Zustand der Dichtung 10 den Dichtspalt 44 verschließt (siehe Figur 3) . Hiermit ist das metallische Stützelement 34 vor äußeren Einflüssen und damit insbesondere vor korrosivem Angriff geschützt.
Das Elastomerelement 16 und das Stützelement 34 sind im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet.