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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Dichtungsendmerkmal zum Abdichten einer T-Verbindungsanordnung.
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HINTERGRUND
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Eine Dichtung ist ein mechanisches Dichtungsmittel, das den Raum zwischen Passoberflächen füllt, im Allgemeinen um einen Austritt eines Fluids aus oder in die verbundenen Objekte zu verhindern, während die Dichtung unter Kompression steht. Dichtungen ermöglichen, dass ”weniger als perfekte” Passoberflächen an Maschinenteilen verbunden werden, ohne einen Austritt zu ermöglichen, indem eine Dichtung verwendet wird, um Oberflächenunregelmäßigkeiten zu füllen. Dichtungen werden üblicherweise aus Platten- oder geformten Materialien wie z. B. Papier, Gummi, Silikon oder einem Kunststoffpolymer hergestellt. Einige Dichtungen erfordern ein Aufbringen eines Dichtungsmaterials direkt auf die Dichtungsoberfläche, um korrekt zu funktionieren.
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In Situationen, in denen eine Verbindung zwischen zwei Passkomponenten mit Druck beaufschlagt wird, wird die Abdichtung einer solchen Verbindung noch anspruchsvoller. Außerdem kann bei solchen mit Druck beaufschlagten Verbindungen irgendein ungewollter Fluidaustritt zu eifern Funktionsausfall eines so abgedichteten Systems führen. Typischerweise kann ein solcher Austritt eine zusätzliche Unannehmlichkeit durch Erzeugen eines Fluidauslaufs verursachen, der eine Reinigung notwendig macht. Die Konstruktion und Auswahl einer Dichtung für eine spezielle Anwendung können sich folglich als für die Zuverlässigkeit eines betreffenden Systems und für die Zufriedenstellung eines Benutzers des Systems kritisch erweisen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, zumindest eine Realisierung anzugeben, mit der sich eine T-Verbindungsanordnung mit einfachen Mitteln zuverlässig abdichten lässt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Diese Aufgabe wird mit einer T-Verbindungsanordnung mit den Mermalen des Anspruchs 1 und mit einer Dichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
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Eine T-Verbindungsanordnung umfasst eine Dichtung, die sich durch eine Höhe auszeichnet, ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und einen im Wesentlichen langgestreckten Körper aufweist, der sich durch ein Profil und eine Breite auszeichnet. Das erste Ende der Dichtung umfasst einen verjüngten Abschnitt mit einer distalen Spitze und umfasst eine Kraftübertragungsoberfläche, die im Wesentlichen senkrecht zum Körper angeordnet ist und eine Breite aufweist, die größer ist als die Breite des Körpers. Die T-Verbindungsanordnung umfasst auch eine erste Komponente mit einem Kanal, der sich durch eine Höhe und durch ein Profil, das dazu konfiguriert ist, das Profil der Dichtung zu ergänzen, auszeichnet. Der Kanal umfasst eine Reaktionsoberfläche, die dazu konfiguriert ist, die Kraftübertragungsoberfläche der Dichtung aufzunehmen, eine erste Abdichtungsoberfläche, die zur Reaktionsoberfläche im Wesentlichen parallel angeordnet ist, und eine zweite Abdichtungsoberfläche, die zur Reaktionsoberfläche im Wesentlichen senkrecht angeordnet ist. Die T-Verbindungsanordnung umfasst auch eine zweite Komponente mit einer dritten Abdichtungsoberfläche, und eine dritte Komponente mit einer vierten Abdichtungsoberfläche. Wenn die Dichtung in den Kanal eingesetzt ist und die zweite Komponente mit der ersten und der dritten Komponente zusammengefügt ist, komprimiert die dritte Abdichtungsoberfläche die Höhe der Dichtung gegen den Kanal und die vierte Abdichtungsoberfläche presst die Spitze der Dichtung in Richtung der Reaktionsoberfläche, um dadurch die T-Verbindung abzudichten.
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Das Einsetzen der Dichtung in den Kanal und die anschließende Zusammenfügung der ersten Komponente mit der zweiten und der dritten Komponente kann anfänglich verursachen, dass die Höhe der Dichtung über die Höhe des Kanals vorsteht, so dass die Dichtung gegen die zweite Komponente abdichtet. Der obige Zusammenfügungsvorgang kann außerdem verursachen, dass die Spitze der Dichtung über die erste Abdichtungsoberfläche der ersten Komponente vorsteht, so dass die Spitze der Dichtung gegen die dritte Komponente abdichtet. Die Spitze der Dichtung kann über die erste Abdichtungsoberfläche der ersten Komponente vorstehen und die Höhe der Dichtung kann über die Höhe des Kanals vorstehen, und zwar ausreichend, um die Anordnung zumindest bis zu einem Druck von 220 PSI abzudichten.
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Der vergrößerte verjüngte Abschnitt kann sich durch einen im Wesentlichen dreieckigen Kopf auszeichnen, so dass die distale Spitze ein Scheitelpunkt des dreieckigen Kopfs ist, die Kraftübertragungsoberfläche eine Basis des dreieckigen Kopfs ist und die Basis gegenüber dem Scheitelpunkt angeordnet ist.
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Die Dichtung kann aus einem nachgiebigen Material ausgebildet sein. Die T-Verbindung kann so ausgelegt sein, dass sie mit einem Fluid in Kontakt kommt, und in einem solchen Fall wird das Dichtungsmaterial auf der Basis seiner chemischen Beständigkeit ausgewählt, d. h. wobei es für das Fluid inert ist.
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Während der Zusammenfügung der T-Verbindung, nachdem die Dichtung in den Kanal eingesetzt ist, aber bevor die erste Komponente mit der zweiten Komponente zusammengefügt wird, kann die Spitze der Dichtung so konfiguriert sein, dass sie nicht über die erste Abdichtungsoberfläche der ersten Komponente vorsteht.
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Ein Verfahren zum Abdichten einer T-Verbindung gemäß dem Obigen wird auch offenbart. Während der Zusammenfügung der T-Verbindung wird die Dichtung in den Kanal der ersten Komponente eingesetzt, der Körper der Dichtung wird durch die zweite Komponente gegen den Kanal komprimiert und dann wird die Spitze der Dichtung durch die dritte Komponente komprimiert, um die Verbindung abzudichten.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Dichtung zur Verwendung beim Abdichten einer T-Verbindung;
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2 ist eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Dichtung, die in einem Kanal einer ersten Komponente installiert ist;
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3 ist eine perspektivische transparente Ansicht der in 1 gezeigten ersten Komponente, die mit einer zweiten Komponente zusammengefügt ist;
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4 ist eine perspektivische transparente Ansicht einer vollständig zusammengefügten T-Verbindung; und
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5 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Abdichten einer T-Verbindung unter Verwendung der in 1 dargestellten Dichtung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, zeigt 1 eine perspektivische Ansicht einer Dichtung 10. Die Dichtung 10 ist so ausgelegt, dass sie in einen geeigneten Kanal einer spezifisch konstruierten Aufnahmekomponente zum Abdichten einer T-Verbindung eingesetzt wird. Die Form der Dichtung 10 ist um eine Längsachse X im Wesentlichen symmetrisch. Die Dichtung 10 ist vorzugsweise aus einem nachgiebigen, federartigen Material wie z. B. Gummi oder Silikon ausgebildet. Das Material für die Dichtung 10 wird vorzugsweise so gewählt, dass es gegen ein spezielles Fluid wie z. B. ein Schmiermittel oder ein Kühlmittel, mit dem die T-Verbindung in Kontakt kommen soll und/oder das sie halten soll, chemisch beständig ist.
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Die Dichtung 10 umfasst ein erstes Ende 12, einen langgestreckten Körper 14 und ein zweites Ende 16. Das erste Ende 12 weist einen im Allgemeinen dreieckigen oder pfeilförmigen Kopf auf und umfasst einen verjüngten Abschnitt, der eine Oberfläche 18A und eine Oberfläche 18B aufweist. die Oberfläche 18A ist in einem Winkel θ in Bezug auf die Oberfläche 18B angeordnet, so dass die Oberflächen 18A und 18B an einer Spitze 20 konvergieren, wodurch ein Scheitelpunkt des dreieckigen Kopfs gebildet wird. Obwohl die Oberflächen 18A und 18B als im Wesentlichen gerade gezeigt sind, schließt nichts aus, dass solche Oberflächen ein anderes Profil aufweisen, wie für den Fachmann auf dem Gebiet verständlich. Der verjüngte Abschnitt ist speziell enthalten, um eine effiziente Kraftübertragung von der Spitze 20 auf den Kanal der Aufnahmekomponente zum wirksamen Abdichten der betreffenden T-Verbindung zu erzeugen.
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Das erste Ende 12 umfasst auch Oberflächen 22A und 22B. Die Oberflächen 22A und 22B bilden die Basis des dreieckigen Kopfs mit einer Breite W1. Das erste Ende 12 zeichnet sich durch eine Länge L1 von der Spitze 20 zu den Oberflächen 22A und 22B aus. Das erste Ende 12 zeichnet sich auch durch Oberflächen 24A und 24B aus, die im Wesentlichen senkrecht zu den Oberflächen 22A bzw. 22B angeordnet sind. Die Oberflächen 24A und 24B sind auch an der Rückseite des ersten Endes 12 konsistent mit der Symmetrie der Dichtung 10 um die Achse X wiederholt. Jede der Oberflächen 22A und 22B zeichnet sich durch eine Höhe H1 aus. Der Körper 14 zeichnet sich durch eine Breite W1A und eine Höhe H1A aus. Die Breite W1 ist um mindestens einen Faktor von 2:1 größer als die Breite W1A, so dass die Oberflächen 24A und 24B zusammen eine Kraftübertragungsoberfläche, d. h. eine Oberfläche, die zur Übertragung einer Kraft, die an der Spitze 20 aufgebracht wird, angeordnet ist, erzeugen. Der Körper 14 erstreckt sich in das erste Ende 12 und gipfelt an der Spitze 20. Die Höhe H1A ist größer als die Höhe H1, daher steht der Körper über die Oberflächen 24A und 24B vor. Das erste Ende 12 umfasst auch Oberflächen 26A und 26B. Die Oberflächen 26A und 26B sind zu den Oberflächen 24A bzw. 24B im Wesentlichen senkrecht, um die Stabilität des ersten Endes 12 zu unterstützen, wenn die Dichtung 10 in den geeigneten Kanal eingesetzt ist.
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2 stellt die Dichtung 10 in eine erste Komponente 28 mit einer ersten Abdichtungsoberfläche 30, einer zweiten Abdichtungsoberfläche 32 und einem Kanal 34 eingesetzt dar. Insbesondere ist die Dichtung 10 in den Kanal 34 eingesetzt. Der Kanal 34 umfasst eine Aussparung 36 und eine Nut 38. Die Aussparung 36 ist dazu konfiguriert, das erste Ende 12 der Dichtung 10 aufzunehmen, während die Nut 38 dazu konfiguriert ist, den Körper 14 aufzunehmen. Die Aussparung 36 zeichnet sich durch eine Breite W2, eine Länge L2 und eine Höhe H2 aus. Die Breite W2 ist vorzugsweise gleich der oder geringfügig kleiner als die Breite W1 der Dichtung 10, so dass beim Einsetzen des ersten Endes 12 in die Aussparung ein Fest- oder Presssitz zwischen der Dichtung und der Aussparung erzeugt wird. Die Länge L2 ist im Wesentlichen gleich der Länge L1 der Dichtung 10. Die Höhe H2 ist andererseits kleiner als die Höhe H1A der Dichtung 10, so dass der Körper 14 über die Höhe des Kanals 34 vorsteht, wenn die Dichtung anfänglich in die erste Komponente 28 eingesetzt ist.
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Die Aussparung 36 umfasst Reaktionsoberflächen 36A und 36B, die dazu konfiguriert sind, die Kraftübertragungsoberflächen 22A bzw. 22B aufzunehmen. Die Reaktionsoberflächen 36A und 36B sind parallel zu den Kraftübertragungsoberflächen 22A und 22B angeordnet, so dass eine Kraft, die an der Spitze 20 aufgebracht wird, durch das erste Ende 12 auf die erste Komponente 28 übertragen wird. Die Nut 38 zeichnet sich durch ein Profil aus, das dazu konfiguriert ist, das Profil des Körpers 14 im Wesentlichen zu ergänzen. Die Nut 38 zeichnet sich außerdem durch eine Breite W2A aus, die vorzugsweise größer ist als die Breite W1A des Körpers 14, um folglich das Einsetzen der Dichtung 10 in die erste Komponente 28 zu ermöglichen.
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3 stellt die erste Komponente 28 dar, die mit einer zweiten Komponente 40 in Eingriff gebracht ist, nachdem die Dichtung 10 in den Kanal 34 der ersten Komponente eingesetzt wurde. Die zweite Komponente 40 ist in zwei Dimensionen als Ebene schematisch gezeigt, aber, wie für den Fachmann auf dem Gebiet verständlich, kann die zweite Komponente eine beliebige Form oder Konfiguration annehmen, die für eine spezielle Anwendung geeignet ist. Die zweite Komponente 40 ist so gezeigt, dass sie eine im Wesentlichen flache Abdichtungsoberfläche 42 zum Kontakt mit und Abdichten gegen die Dichtung 10, insbesondere gegen den Körper 14 aufweist. Da die Höhe H1A größer ist als die Höhe H1, wird die Dichtung 10 für eine wirksamere Abdichtung aufgrund des nachgiebigen, federartigen Dichtungsmaterials durch die Abdichtungsoberfläche 42 gegen den Kanal 34 komprimiert.
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Die zweite Komponente 40 kann auch mit einer Stufe (nicht dargestellt) in der Abdichtungsoberfläche 42 versehen sein, die so konfiguriert ist, dass sie in den Kanal 34 passt und/oder dessen Form im Wesentlichen nachahmt, um die Dichtung 10 weiter zu komprimieren, wie für den Fachmann auf dem Gebiet verständlich. Die Wirkung der Kompression des Körpers 14 innerhalb des Kanals 34 verformt die ganze Dichtung 10 und komprimiert insbesondere das erste Ende 12 in der Höhe, während das erste Ende in der Länge ausgedehnt wird, wie durch die Länge L1A dargestellt. Außerdem pressen die Kraftübertragungsoberflächen 22A und 22B gegen die Reaktionsoberflächen 24A und 24B, wodurch die Spitze 20 so gedrängt wird, dass sie sich von den Reaktionsoberflächen weg erstreckt. Das Ergebnis einer solchen Zwangsausdehnung der Spitze 20 besteht darin, dass die Spitze letztendlich über die erste Abdichtungsoberfläche 30 der ersten Komponente 28 um eine Abmessung L1B vorsteht.
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4 stellt die Unteranordnung der ersten Komponente 28, der zweiten Komponente 40 und der Dichtung 10 dar, die mit einer dritten Komponente 44 in Eingriff stehen. Die dritte Komponente 44 ist in zwei Dimensionen als Ebene schematisch gezeigt, aber, wie für den Fachmann auf dem Gebiet verständlich, kann die dritte Komponente eine beliebige Form oder Konfiguration annehmen, die für eine spezielle Anwendung geeignet ist. Die dritte Komponente 44 ist so gezeigt, dass sie eine im Wesentlichen flache Abdichtungsoberfläche 46 zum Kontakt mit und Abdichten gegen die Dichtung 10, insbesondere gegen die Spitze 20 aufweist. Da die Spitze 20 der Dichtung 10 über die erste Abdichtungsoberfläche 30 der ersten Komponente 28 um die Abmessung L1B vorsteht, komprimiert die Abdichtungsoberfläche 46 der dritten Komponente 44 das erste Ende 12 der Dichtung für eine wirksamere Abdichtung.
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Die dritte Komponente 44 kann auch mit einer Stufe (nicht dargestellt) in der Abdichtungsoberfläche 46 versehen sein, die so konfiguriert ist, dass sie in die Aussparung 36 entlang der ersten Abdichtungsoberfläche 30 passt und/oder deren Form im Wesentlichen nachahmt, um die Dichtung 10 weiter zu komprimieren, wie für den Fachmann auf dem Gebiet verständlich. Indem die dritte Komponente 44 mit der Unteranordnung der ersten Komponente 28 und der zweiten Komponente 40 in Eingriff gebracht wird, wird der Einschluss der Dichtung 10 vollständig und die T-Verbindung wird dadurch vollständig abgedichtet. Die resultierende Kompression der Dichtung 10 zwischen den Komponenten 28, 40 und 44 reicht aus, um die T-Verbindung gegenüber einem Fluidaustritt zumindest bis zu einem Druck von 220 PSI abzudichten.
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Ein Verfahren 50 zum Abdichten einer T-Verbindung unter Verwendung der Dichtung 10 ist in 5 gezeigt und wird nachstehend mit Bezug auf 1–4 beschrieben. Das Verfahren beginnt im Rahmen 52, in dem die erste Komponente 28 für die Verwendung in der T-Verbindung vorgesehen wird, und geht dann zum Rahmen 54 weiter. Im Rahmen 54 wird die Dichtung 10 in den Kanal 34 der ersten Komponente 28 derart eingesetzt, dass die Kraftübertragungsoberflächen 22A und 22B der Dichtung an den Reaktionsoberflächen 36A und 36B der ersten Komponente anliegen. Nach dem Rahmen 54 geht das Verfahren zum Rahmen 56 weiter, in dem die erste Komponente 28 mit der zweiten Komponente 40 derart zusammengefügt wird, dass die Abdichtungsoberfläche 42 der zweiten Komponente die Dichtung 10 gegen den Kanal 34 komprimiert. Nach dem Rahmen 56 geht das Verfahren zum Rahmen 58 weiter, in dem die dritte Komponente 44 mit der zusammengefügten ersten und zweiten Komponente 28, 40 zusammengefügt wird. Im Rahmen 58 bewirkt die Handlung der Zusammenfügung der dritten Komponente 44, dass die Abdichtungsoberfläche 46 der dritten Komponente die Kraftübertragungsoberflächen 22A und 22B der Dichtung 10 gegen die Reaktionsoberflächen 36A bzw. 36B treibt und folglich die Spitze 20 der Dichtung komprimiert. Das Verfahren 50 schließt im Rahmen 60 ab, wobei die T-Verbindung vollständig abgedichtet ist.