CONNECTOR WITH A SEAL

Abstract: 1. Flange- or screw-formed connection part with a bearing surface (2) having an annular groove (3; 3a) with a bottom which is circular (6) or flat (6a) in cross-section, in which groove an elastically yielding sealing ring (4; 4a) is disposed twenty to thirty-five percent of which by volume protrudes beyond the bearing surface (2), the diameter or the width and depth of the groove (3; 3a) being so dimensioned that the sealing ring (4; 4a) in its non-loaded state corresponds to the shape of the groove (3, 3a) and is for the most part closely surrounded by the groove wall (5) or the groove walls (5a), characterized in that - viewed in cross-section - the two wall-sections of the groove (3, 3a) ending towards the bearing surface (2) run parallel to one another and spaced from the sealing ring (4; 4a), so that two free spaces are formed between the ending wall-sections and the sealing ring (4, 4a).

Description: Verbindungsteil mit Dichtungsring Die Erfindung geht aus von einem flansch- oder schraubenförmigen Verbindungsteil mit einer Auflagefläche, die eine ringförmige Nut aufweist, in welcher ein elastisch nachgiebiger Dichtungsring angeordnet ist. Ein solcher Verbindungsteil wird mit einem anderen Verbindungsteil verbunden, um eine dichte Verbindung von Apparaten, Behältern oder anderen Vorrichtungen unter sich oder mittels Leitungen oder den Verschluss von Apparaten, Behältern oder anderen Vorrichtungen oder Leitungen zu erzielen, wodurch das Ein- oder Ausdringen von Medien aller Art verhindert wird. Es ist bekannt, zwischen zwei Verbindungsteile elastisch nachgiebige Dichtungsringe einzubringen. Die bis heute bekannten Konstruktionen einer solchen Verbindung haben verschiedene Nachteile, die in drei Gruppen gegliedert werden können. In der ersten Gruppe werden die elastisch nachgiebigen Dichtungsringe in einen zu kleinen Raum von ringförmigen Nuten gepresst. Dadurch wird das Dichtungsmaterial übermässig beansprucht und schlussendlich zerstört. Eine Wiederverwendung des einmal verwendeten Dichtungsringes ist ausgeschlossen, wenn die Verbindung zweier Verbindungsteile einmal getrennt worden ist Solche Konstruktionen sind aus den folgenden Druckschriften bekannt: CH-PS 461 593; CH 538 205; DE-PS 1 640 968; DE-PS 2 047 027; DE-PS 2 132 951; AT-PS 320 782; US-PS 1 368 196 und US-PS 3 719 202. In der zweiten Gruppe werden die elastisch nachgiebigen Dichtungsringe in einen zu grossen Raum von ringförmigen Nuten untergebracht. Dadurch sollen die Nachteile der ersten Gruppe vermieden werden. In diesem Fall wird aber nur der Querschnitt des elastisch nachgiebigen Dichtungsringes einer Formveränderung unterzogen. Das Bestreben des Dichtungsmaterials, nach Möglichkeit seine unverformte ursprüngliche Form beizubehalten, reicht in vielen Fällen nur ungenügend aus, um Medien aller Art am Ein- oder Ausdringen zu hindern. Wird in solchen Fällen die Querschnittsform des Dichtungsringes auch nur geringfügig über das zulässige Mass hinaus verformt, zeigt sich v#orerst eine befriedigende Dichtwirkung. Später tritt aber eine vorzeitige Alterung des Dichtungsmaterials auf, wodurch sein Molekularaufbau zerstört wird. Die Fadenmoleküle des Dichtungsmaterials reissen oder die Vernetzungspunkte der Fadenmoleküle werden unter sich abgerissen. Dadurch wird die Kraft, welche zur Zurückgewinnung der unverformten Querschnittsform strebt, geschwächt und die Dichtwirkung gefährdet oder sogar aufgehoben. Solche Konstruktionen sind aus den folgenden Druckschriften bekannt: CH-PS 428 881; DE-Gm 72 30 680; US-PS 3 499 670 und US-PS 4 090 029. In die dritte Gruppe gehören für Dichtungsringe ungünstig gestaltete Räume von ringförmigen Nuten. Durch Walk- und Knetbewegungen, welche bei der Montage und während der Verformung wirksam werden, entstehen ähnliche #Schäden wie bei der ersten und zweiten Gruppe, zusätzlich werden noch die Dichtungsringe öfters durch schneidende Grate und Kanten verletzt und zerstört. Als Beispiel dazu steht die internationale Norm ISO/DIS 6149 und die DE-PS 16 40 968. Verschiedene bekannte Konstruktionen sind sogar als Kombinationen dieser Gruppen einsuordnen. Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ringförmige Nut zur Aufnahme eines Dichtungsringes so zu gestalten, dass die auf den Dichtungsring wirkenden verformenden Kräfte weniger den Querschnitt des Dichtungsringes zu deformieren als vielmehr dessen Molekularaufbau zu verdichten vermögen. Durch die Formgebung der ringförmigen Nut soll weiter der Verdichtungsgrad des in der Nut angeordneten Dichtungsringes vorgewählt werden können. Diese Aufgaben werden bei einem flansch- oder schraubenförmigen Verbindungsteil nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Es ist vorteilhaft, den Nutengrund im Verbindungsteil so tief einzuarbeiten, dass nur 20 bis 35 Volumenprozente des Dichtungsringes über die Auflagefläche vorstehen. Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt eines flanschförmigen Verbindungsteils mit einer von seiner Auflagefläche her eingearbeiteten ringförmigen Nut, in welcher ein sich in einem unverformten Zustand befindlicher O-Dichtungsring eingelegt ist und Fig. 2 einen Querschnitt eines flanschförmigen Verbindungsteiles mit einer von seiner Auflagefläche her eingearbeiteten ringförmigen# Nut, in welcher ein sich in unverformtem Zustand befindlicher Dichtungsring eines mehrkantigen Querschnittes eingelegt ist. Die in der Fig. 1 dargestellte, in den Verbindungsteil 1 von Seite seiner Auflagefläche 2 eingearbeitete, in sich geschlossene, ringförmige Nut 3 weist einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf. Der Nutengrund 6 ist kreisbogenförmig gestaltet, wobei die beiden, parallel zueinander verlaufenden Schenkel ohne Uebergangsspuren in denselben übergehen. Der Radius des kreisbogenförmigen Nutengrundes 6 entspricht genau jenem des eingelegten O-Dichtungsringes 4. Der Durchmesser bzw. die Breite der ringförmigen Nut 3 ist so bemessen, dass der Dichtungsring 4 im unbeanspruchten Zustand von der Nutenwand 5 grösstenteils dicht umschlossen ist. Das aus der ringförmigen Nut 3 über die Auflagefläche 2 vorstehende Segment des O-Dichtungsringes 4 beträgt etwa 25 bis 30% des Gesamtvolumens dieses Dichtungsringes. Mit den auf der Auflagefläche 2 auslaufenden Schenkeln der Nut 3 bildet der O-Dichtungsring 4 zwei Freiräume. Durch das Eindrehen der Schrauben 7 in die Gewindebohrungen 8a des zweiten mit dem ersten Verbindungsteil 1 zu verbindenden Verbindungsteiles 2 werden die beiden Teile 1, 2 einander angenähert, wobei das vorstehende Segment des O-Dichtungsringes 4 teilweise verformt wird. Ein geringer Teil des Segmentes wird dabei in die beiden Freiräume verdrängt. Beim weiteren Anziehen der Schrauben 7, bis die beiden Teile 1, 2 zum festen Anliegen aneinander kommen, wird die Molekularstruktur des Materiales des Dichtungsringes 4 verdichtet. Durch diese Massnahme wird jegliche Verdrängung des Dichtungsmaterials in unerwünschter Richtung, in welcher es zerstört würde, vermieden. Bei dieser Verdichtung der Molekularstruktur des Dichtungsmaterials werden bessere und zuverlässigere Dichtwirkungen erzielt, als es bei einer Deformierung der Querschnittsform des Dichtungsmaterials ist. Da bei der Zusammendrängung der Fadenmoleküle diese kürzere Distanzen zurückzulegen haben, besteht hier nur eine sehr geringe Gefahr, dass Vernetzungspunkte voneinandergetrennt würden oder dass die Fadenmoleküle selber zerreissen; Somit erscheint, dass diese Dichtwirkung nicht durch vorzeitige Alterung des Dichtungsmaterials gefährdet wird. Das feste Aufliegen der Verbindungsteile 1, 2 an deren Flächen bewirkt einen spürbaren Widerstand beim Eindrehen der Schrauben 7, womit eine fachgerechte Montage gesichert ist. Eine weitere Quetschung des Dichtungsmaterials als bis zum vorgewählten Verdichtungsgrad ist durch das feste Aufliegen der beiden Teile 1, 2 aufeinander verunmöglicht. Die in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsform hat die gleiche Funktion und die gleiche Wirkung wie diejenige der Fig. 1. Lediglich unterscheidet sich diese Ausführungsform dadurch, dass der Querschnitt der ringförmigen Nut 3a gemäss dem eingelegten Dichtungsring 4a mehrkantig ist. Der Nutengrund 6a ist hier flach ausgeführt, was der Formgebung des Dichtungsringes 4a entspricht. Auch hier ist der im Querschnitt mehrkantige Dichtungsring 4a von den Nutenwänden 5a grösstenteils dicht umschlossen. Die der Auflagefläche zulaufenden Schenkel des Dichtungsringes 4a sind zueinander geneigt, so dass in diesem Bereich zwischen dem Dichtungsring 4a und den Nutwänden 5a zwei Freiräume entstehen. Der über die Auflagefläche 2 vorstehende Teil des Dichtungsringes 4a kann 20 bis 35 Prozent des Gesamtvolumens des Dichtungsringes 4a betragen. Die Tiefe der ringförmigen Nut 3, 3a ist so zu wählen, dass der über die Auflagefläche 2 vorstehende Teil des Dichtungsringes 4, 4a dem optimalen Verdichtungsgrad des zur Verwendung kommenden Dichtungsmaterials entspricht. Für üblicherweise im Handel erhältliche Dichtungsringe gewöhnlicher Qualität wird das Volumen des über die Auflagefläche 2 vorstehenden Teiles etwa 25 bis 33% des Gesamtvolumens des Dichtungsringes ausmachen; somit wird eine einwandfreie, zuverlässige und dichte Verbindung erzielt. Anstelle des Einlegens von üblichen Dichtungsringen in die ringförmige Nut kann ein Dichtungsring mittels eines für diesen Zweck konstruierten Spritzwerkzeuges aus plastifizierten Dichtungsmaterialien in die ring förmige Nut eingespritzt werden. Die oben beschriebenen Massnahmen können auch bei schraubenförmigen Verbindungsteilen angewendet werden. Der in der oben beschriebenen ringförmigen Nut angeordnete Dichtungsring gewährleistet eine zuverlässige Abdichtung der Verbindung gegen ein- oder ausdringende Medien aller Art. Der Dichtungsring wird in der derart gestalteten Nut fixiert und während der Aufbewahrung, Montage und Demontage keiner Lageveränderung unterworfen. Auch das Ausweichen eines Teiles des Dichtungsringes ist verunmöglicht, so dass keine Verletzung oder vorzeitige Alterung eintritt. Weil die Verformungskräfte weitgehend zur Molekularverdichtung des Materials zwanqsweise gerichtet werden, können die verbundenen Teile, ohne dass der Dichtungsring ersetzt werden muss, nötigenfalls demontiert und erneut montiert werden. Die Verdichtung des Dichtungsringes ist durch die vorgewählte Tiefe und Form der ringförmigen Nut kontrollierbar. Durch die Wahl der Materialien bei Spritzgiessverfahren können höhere Ansprüche an die Dichtwirkung gestellt werden, weil härtere Dichtmaterialien zur Verfügung stehen als dies für lose Dichtungsringe, die auch dehnbar sind, der Fall ist,

Claims: PATENTANSPRUECHE 1. Flansch- oder schraubenförmiger Verbindungsteil mit einer Auflagefläche (2), die eine ringförmige Nut (3; 3a) aufweist, in welcher ein elastisch nachgiebiger Dichtungsring (4; 4a3 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser bzw. die Breite und Tiefe der Nut (3; 3a) so bemessen sind, dass der Dichtungsring (4; 4a) von der Nutenwand (5) bzw. den Nutenwänden (5a) grösstenteils dicht umschlossen ist. 2. Verbindungsteil nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutengrund (6; 6a) im Verbindungsteil (1) so tief eingearbeitet ist, dass nur 20 bis 35 Volumenprozente des Dichtungsringes (4; 4a) über die Auflagefläche (2) vorstehen. 3. Verbindungsteil nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring (4; 4a)) in der Nut (3; 3a) mittels Spritzgusstechnik eingebracht ist.

Inventors: ANDREOLLA, FLORIAN
Applicants: BAUMGARTNER, MERZIA
Application year: 1981
Main classification: F16J15
IPC codes: F16J15, F16L23