DE3739425A1 - Dichtungsanordnung sowie verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Öldichtungen sowie Formen und Verfahren zur Herstellung solcher Dichtungen und insbesondere Formen und Verfahren zum Herstellen von Öldichtungen, die besonders geeignet sind, um ein verbessertes sog. sekundäres Dichtungsverhalten, und zwar in Kombination mit einer zwangsweisen Zentrierung, vereinfachten Installation und Kostenreduzierung, zu erhalten, ohne daß hierdurch Kompromisse im Betriebsverhalten eingekauft werden. Diese Vorteile werden durch Vorsehen einer Form und eines Verfahrens erzielt, mit denen Dichtungen der oben erwähnten Art hergestellt werden können.

Im Laufe der Zeit und mit dem Aufkommen zunehmend komplizierterer Antriebseinheiten, insbesondere bei Kraftfahrzeugmotoren und Getrieben, hat der Bedarf nach verbesserten Dichtungen zugenommen. Viele, wenn nicht sämtliche moderne Motoren für Kraftfahrzeuge und ähnliche Maschinen werden für den Betrieb in einer Umgebung ausgelegt, die wesentlich agressiver für Dichtungen und andere Gummizusatzausrüstungen als bislang ist.

Die Notwendigkeit für z.B. eine verringerte Luftverschmutzung bedeutet einen Betrieb der Kraftfahrzeugmotoren bei wesentlich höheren Temperaturen als dies bislang der Fall war. Ferner wird häufig verlangt, daß Kraftfahrzeugöldichtungen gegenüber Schmiermitteln mit Additiven und anderen Zusätzen beständig sind, die die Lebensdauer und/oder das Betriebsverhalten vieler Elastomere negativ beeinflussen können.

Folglich bedeutet die verbesserte Konstruktion von Motoren ein Bedarf nach besseren Öl- und anderen Fluiddichtungen. Als Folge dieses Bedarfes wurden zahlreiche Öldichtungen schon vorgeschlagen und geprüft, die verbesserte Materialien insbesondere sog. Fluorelastomere enthalten. Diese Materialien stellen den Versuch dar, die gewünschten physikalischen und technischen Eigenschaften von bekannten Elastomeren, z.B. hinsichtlich Elastizität, Widerstand gegen bleibende Verformung unter Druck, Dehnbarkeit und ausreichende Härte, mit Eigenschaften zu kombinieren, die gewöhnlich eher das Verhalten von nicht elastomeren Materialien sind, wie Beständigkeit gegenüber Chemikalien, hohen Temperaturen, Oxidation und anderen Beeinträchtigungen.

Bis vor kurzem waren viele derartigen Zusammensetzungen nicht erhältlich, und es war und ist schwierig, ein Elastomer bereitzustellen, das bei gleichzeitiger Beständigkeit gegen Chemikalien und hohen Temperaturen, z.B. auch bei niedrigen Temperaturen biegsam ist. Gewisse Hochleistungsfluorelastomere wurden kürzlich entwickelt, jedoch sind diese Elastomere, obschon sie in verschiedener Hinsicht sehr befriedigende Ergebnisse liefern, extrem teuer. Obgleich die Kosten der Elastomerkomponente bislang nicht ein sehr wesentlicher Teil der Gesamtkosten der Öldichtungen darstellte, haben Elastomerpreise von 5 bis 10 und in manchen Fällen bis zu 100 pro Pound (0,453 kg) einen Bedarf nach einer gezielten Kostensteuerung entstehen lassen, damit wesentliche wirtschaftliche Einsparungen beim Einsatz derartiger teurer Materialien erhalten werden. Die Erfindung schafft Dichtungen, die minimale Mengen an Materialien verwenden.

Ein anderer Gesichtspunkt moderner Öldichtungen besteht darin, daß in der Vergangenheit ein Trend hin und weg von Dichtungen mit Gummi an der Außenseite bestanden hat, d.h. Dichtungen, bei denen die Sekundärabdichtung zwischen der die Dichtung aufnehmenden Senkbohrung und der Dichtung selbst durch Berührung zwischen dem Gummi an der Außenseite des Dichtungsgehäuses und dem Metall der Senkbohrung in der Maschine erzielt wird. Diese Anforderungen beim Einsatz haben bewirkt, daß die Verwender zwischen Spezifikationen hinsichtlich des Gummis und des Metallaußendurchmessers hin- und herschwanken. Der Vorteil von Gummi ist häufig die bessere Installationsfähigkeit und manchmal eine bessere Sekundärabdichtung. Es gibt jedoch andere Vorteile in Bezug auf metallische Außendurchmesser, die tatsächliche oder mögliche Vorteil bieten. Darunter gehört die Eigenschaft, daß der Innendurchmesser der Dichtung an sich genauer angeordnet werden kann, da dieses Teil häufig in Bezug auf den Außendurchmesser eines Metallgehäuses geformt wird. Die Bildung eines Außendurchmessers aus Gummi kann Schwierigkeiten bereiten, wenn gewährleistet werden muß, daß die Außendurchmesser sowohl des Gummis als auch des Gehäuses genau in Bezug auf den Durchmesser der Lippe am Dichtungsgrundkörper zentriert sein sollen.

Ein Nachteil einer Gummidichtung an der Außenseite ist, daß bei der Installation das zylindrische Gummielement, das den Außendurchmesser bildet, unter Scherbeanspruchung versetzt wird. Wenn die Dichtung in die vorgegebene Tiefe der zugehörigen Senkbohrung installiert worden ist, wirken nicht mehr die die Dichtung in diese Position drückenden Kräfte, so daß die Dichtung zurück in eine Lage sich entspannen kann, die axial außerhalb der vorgegebenen Position liegt. Dies kann häufig zu einer axialen Fehlausrichtung und ungenauen oder nicht definierten Position der Dichtung führen.

Folglich gibt es gewisse Anwendungfälle, bei denen es besonders erwünscht ist, eine Dichtung mit den besten Eigenschaften zu haben, d.h. die eine Kombination einer Dichtung mit positiver Positionierbarkeit und insbesondere einer gratfreien Oberfläche mit einer metallischen Außenseite mit einer solchen mit einer Außenseite aus Gummi darstellt, die eine verbesserte sekundäre Abdichtung und leichtere Installation bedeutet.

Bei Dichtungen, bei denen versucht worden ist, Gummi und Metall an der Außenseite zu kombinieren, d.h. bei einer Schulterdichtung aus Gummi mit dem gleichen Außendurchmesser wie der metallische Teile, zeichneten sich die bekannten Formungsverfahren dadurch aus, daß Gummigrate und Fragmente am metallischen Außendurchmesser gebildet wurden. Dies kann die Eigenschaft der metallischen Außenseite beeinträchtigen, mit dem Metall der Senkbohrung exakt in Eingriff zu treten. Es ist daher allgemein üblich, diese Dichtung durch Schaben oder mittels einer Drahtbürste vorzubehandeln, so daß der Grat oder die restlichen Fragmente von der metallischen Außenseite entfernt werden. Dies bedeutet ein Nachteil insofern, als es einen zusätzlichen Arbeitsvorgang erfordert und ferner auch, weil die metallische Außenseite durch die Beseitigung einer Oberflächenbeschichtung in anderer Weise während dieses Arbeitsvorganges beschädigt werden kann.

Erfindungsgemäß wird eine Konstruktion bereitgestellt, die die Vorteile von Gummi und Metall an der Außenseite der Dichtung verbindet und gleichzeitig die wirtschaftlichste Ausnutzung der Materialien einschließlich der teueren zur Bildung von Außendichtungen erforderlichen Gummimaterialien gewährleistet. Ferner sind Formen und Formverfahren vorgesehen, die die Herstellung derartiger Dichtungen zuverlässig mit geringen Kosten ermöglichen.

In Anbetracht der bestehenden Schwierigkeiten hinsichtlich der Schaffung einer Dichtung, in der einige der oben erwähnten Merkmale in wirtschaftlicher Weise kombiniert sind, ist es Ziel der Erfindung, eine verbesserte Ölabdichtung zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Form die für die Herstellung von erfindungsgemäßen Öldichtungen geeignet ist.

Ein Ziel der Erfindung ist weiter die Schaffung einer Öldichtung mit einem starren Gehäuse, von dem ein Teil seiner Außenseite geeignet ist, um die Dichtung in Bezug zu einer zugehörigen Senkbohrung zu positionieren und damit in Eingriff zu bringen, während ein anderer Bereich mit verringertem oder kleinerem Durchmesser als Anbindungsfläche für ein zylindrisches sekundäres Abdichtungselement mit Gummi an seiner Außenseite dient.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Dichtung mit zwei Bereichen unterschiedlichen Außendurchmessers, wobei eine Beschichtung aus Fluorelastomer an der Außenseite des kleineren der beiden Durchmesser vorgesehen ist, während der größere Durchmesser im wesentlichen kein Elastomer enthält.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Dichtung, bei der die Gummiaußenseite gebildet wird, indem Gummi während des Formungsvorganges vom elastomeren Dichtungslippenbereich zum Außendurchmesser nur längs einer Fläche des Gehäuses fließt, indem das Gehäuse als Element des Formhohlraumes verwendet wird, was ermöglicht, daß sowohl der Dichtlippengrundkörper als auch die Schulterdichtung mit dem Außendurchmesser aus derselben Materialcharge gebildet werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Öldichtung mit einem Dichtlippengrundkörper, der hauptsächlich aus Fluorelastomer besteht, als auch einer Schulterdichtung aus Fluorelastomer, wobei minimale Mengen an Materialien zur Schaffung dieser Elemente zur Maximierung der Wirtschaftlichkeit eingesetzt werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Form zur Herstellung von Dichtungen, die erste und zweite relativ bewegliche Elemente hat, von denen eines eine Vielzahl von Gehäusestütz- oder -trageinheiten besitzt, die zur Positionierung des Gehäuses im Formhohlraum dienen und ferner einen Beitrag hinsichtlich der Bildung einer Vielzahl von Passagen zwischen dem Bereich des Formhohlraumes, der den Dichtlippengrundkörper vorsieht, und dem Bereich leistet, der die Schulterdichtung bildet, so daß die beiden elastomeren Elemente der Dichtung aus einer einzelnen Elastomercharge in einem Arbeitsvorgang hergestellt werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Dichtungsform, bei der gegenüberliegende zusammenwirkende Flächen an zwei relativ beweglichen Formelementen so ausgebildet und angeordnet sind, daß, wenn ein Dichtungsgehäuse mit geeigneter Abmessung und Wanddicke in der Form angeordnet ist, Überfließbarrieren oder Sperren geschaffen sind, die fluiddichte Formhohlräume für die Bildung der Schulterdichtung bzw. des Bereiches der Dichtlippe vorsehen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Form mit relativ feststehenden und beweglichen Teilen, von denen einer einen Klemmring oder eine ähnliche ringförmige Fläche an einem Bereich aufweist, während am anderen Teil eine eine Überfließbarriere bildende Fläche vorgesehen ist. Dieses bewegliche Teil kann in Eingriff mit einem Dichtungsgehäuse treten und dieses in der gewünschten Position in der Form halten, während es gleichzeitig das Gehäuse relativ zur Gegenfläche am anderen feststehenden Formteil positioniert, so daß an den gegenüberliegenden Flächen des gleichen Gehäuseelementes Überfließbarrieren gebildet werden.

Ein weiteres Ziel ist die Schaffung einer Form der in Rede stehenden Art, bei der die die Überfließbarrieren bildenden Flächen an gegenüberliegenden Seiten eines Bereiches mit einem größeren Durchmesser einen mit Absatz versehenen Dichtungsgehäuse vorgesehen sind.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Form mit gegenüberliegenden Überfließbarrieren und einer Einrichtung zur Positionierung eines Gehäuses in einem Teil des Formhohlraumes, wobei die Formteile geeignet sind, mit einem Dritten unabhängigen relativ beweglichen Formteil zusammenzuarbeiten, das bei Schließen der Form das fließfähige härtbare Elastomer von einem Bereich außerhalb des Formhohlraumes zu Bereichen im Inneren des Formhohlraumes überführt, an denen die Lippe und die Schulterdichtung gebildet werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Form und eines Verfahrens, bei denen das Dichtungsgehäuse einen radialen Flansch mit einer bestimmten Dicke und einen Montageflansch mit einer verringerten Wandstärke haben kann, wobei die Wand des Montageflansches gezogen oder gestreckt bzw. geglättet worden ist, um eine genaue Steuerung der Wanddicke zu erhalten, so daß die Bildung von Graten vermieden und das Schließen und Herausnehmen des fertigen Teiles aus der Form erleichtert werden.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum Herstellen einer Öldichtung, die vorsieht ein Gehäuse mit Wänden zu bilden, die Flansche mit einem größeren und kleineren Außendurchmesser besitzen, das Gehäuse in eine so bemessene Form einzugeben, daß die Außenfläche der Gehäusewand mit dem größeren Durchmesser in Eingriff mit einer Überfließbarriere an einem feststehenden Formteil kommt, und vor dem Füllen des Formhohlraumes eine innere Oberfläche der Gehäusewand mit dem größeren Durchmesser in Eingriff mit einer eine Überfließbarriere bildenden Fläche an einem beweglichen Formteil bringt, das bewegliche Formelement so bewegt, daß das Gehäuse in Eingriff mit den Gehäusestützelementen am feststehenden Formteil kommt und in Bezug darauf positioniert wird, durch die der Formhohlraum in einen den Dichtungsgrundkörper bildenden Teil und einen die Schulterdichtung bildenden Teil unterteilt wird, wobei diese Formhohlraumteile miteinander durch beabstandete Passagen verbunden sind, die teilweise durch die Gehäusestützelemente definiert sind und beide Formhohlraumteile mit fließfähigem härtbaren Material füllt und das Elastomer aushärten läßt, um einen Dichtungsgrundkörper und eine Schulterdichtung verbunden mit dem Grundgehäuse vorzusehen.

Erfindungsgemäß hat die Form wenigstens zwei relativ bewegliche Teile und Flächen, die in Verbindung mit einem Dichtungsgehäuse die Ausbildung eines Formhohlraumes definieren, der einen Teil in Gestalt eines Dichtungslippengrundkörpers und einen anderen Teil in Gestalt einer Schulterdichtung hat, wobei die beiden Formhohlräume über eine Vielzahl von Passagen in Verbindung miteinander stehen. Die beweglichen Formteile haben beabstandete Überfließbarrieren bildende Flächen, die mit gegenüberliegenden Flächen an der Innen- bzw. Außenwand des Gehäusebereiches mit dem größeren Durchmesser in Eingriff treten können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert, wobei in der Zeichnung gleiche Teile gleiche Bezugszeichen tragen. Es zeigen:

Fig. 1 in vertikal geschnittener Ansicht eine erfindungsgemäße Formanordnung in geschlossener Position mit Darstellung eines Dichtungsgehäuses in der Form und des im leeren Zustand befindlichen Formhohlraumes,

Fig. 2 in fragmentarischer vergrößerter, vertikal geschnittener Ansicht einen Teil der Formanordnung nach Fig. 1 mit Darstellung des mit einem härtbaren Elastomer gefüllten Formhohlraumes,

Fig. 3 in fragmentarischer vertikal geschnittener Ansicht die Formanordnung nach Fig. 1 und 2 in weiter vergrößertem Maßstab und mit Darstellung der Formteile und des Dichtungsgehäuses in auseinander gezogener Beziehung, wobei die zur Errichtung der Überfließbarrieren am Formhohlraum erforderlichen Abmessungen des Dichtungsgehäuses und der verschiedenen Formteile eingetragen sind,

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 mit Darstellung des Dichtungsgehäuses nach Lage in einer noch offenen Formanordnung,

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 und 4 mit Darstellung verschiedener beweglicher Formteile beim Vorgang des Schließens,

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 3, 4 und 5 mit Darstellung der den Formhohlraum bildenden Teile in vollständig geschlossener Position, wobei die Überfließbarrieren das Elastomer auf den Abschnitt des Formhohlraumes beschränken und dieser nahezu, jedoch noch nicht vollständig gefüllt ist, und

Fig. 7 in fragmentarischer perspektivischer Ansicht eine fertige Dichtung, hergestellt in Formen nach Fig. 1 bis 6.

Obgleich der Erfindungsgedanke bei Formenkonstruktionen verwendet werden kann, die sich im Detail unterscheiden und zur Schaffung von Dichtungen verwendbar sind, die untereinander Unterschiede aufweisen, wird nachfolgend eine detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung gegeben, wobei das Erzeugnis eine Öldichtung mit einem am äußeren Durchmesser vorgesehenen Schulterdichtungsbereich aus Gummi sowie einem lippenförmigen Dichtungsbereich aus elastomerem Material ist. Der Formhohlraum beginnt sich zu füllen, wenn Überlaufbarrieren errichten sind, und die Formfüllung wird danach abgeschlossen, wobei das Gehäuse in einer Lage gehalten wird, so daß der Formhohlraum in einen die Schulterdichtung bildenden Teil und einen die Dichtlippe bildenden Teil unterteilt wird.

Fig. 1 zeigt die Erfindung in Verbindung mit einer Form 10 zur Herstellung einer Fluiddichtung 12 gemäß Fig. 7. Wie weiter in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt die Formanordnung 10 eine Vielzahl einzelner Elemente einschließlich eines unteren Formkernes 13, der, wie dargestellt, in Bezug auf einen inneren Kern 14 angeordnet und mittels einer Befestigungseinrichtung in Gestalt einer Kopfschraube 16 gehalten ist, die in herkömmlicher Weise an einer unteren nicht gezeigten Formplatte befestigt ist.

Radial kurz außerhalb des unteren Kernes 13 und in enger fluiddichter konzentrischer Beziehung dazu ist ein unterer Einsatz 18 angeordnet, der ein allgemein mit 20 angedeutetes Dichtungsgehäuse in einer nachfolgend im Detail beschriebenen Weise aufnehmen und positionieren kann.

Die Formanordnung 10 umfaßt ferner eine Vielzahl relativ beweglicher Teile einschließlich eines Niederhalteringes 22, der durch eine geschlossene Schraubenfeder 23 lagemäßig positioniert wird, einen oberen Einsatz 24 und einen durch einen Stapel Tellerfedern 28 betätigten Stempel 26. Ein Dichtungsring 30 aus Fluorkohlenstoff oder dgl. verhindert ein Fließen des elastomeren Material in den Arbeitsspalt zwischen dem Stempel 28 und dem oberen Einsatz 24. Bezüglich weiterer Details dieser Aufbauteile der Formkonstruktion wird auf die US-Patentschrift Nr. 39 50 119 verwiesen.

Fig. 1 zeigt ferner, daß ein Formhohlraum 32 zur Bildung eines primären Dichtlippengrundkörpers und ein Formhohlraum 34 zur Bildung der Schulterdichtung entstehen, wenn die Formteile mit eingelegtem Gehäuse 20 die geschlossene Position einnehmen. Ferner sind ein Nebenformraum 36 und eine Abreißtrimmtasche 38, wie dargestellt, bei dieser Ausführungsform gebildet, wenn die Formteile sich in der geschlossenen Position befinden. Mehrere Unterdruckpassagen 38 bestehen zwischen den verschiedenen Formteilen längs der gesamten Anordnung 10, doch handelt es sich bei diesen Passagen 38 um grundsätzlich bekannte Ausbildungen, die nicht zur Erfindung gehören, so daß sich eine nähere Beschreibung erübrigt.

Fig. 3 bis 5 zeigen weitere Details der vorerwähnten Elemente einschließlich der Beziehung des Gehäuses 20 zu den restlichen Formelementen 13, 14, 18, 24. Fig. 3 zeigt, daß der innere Kern 14 ein radial sich erstreckendes kreisförmiges Bett 40 umfaßt, das einen ringförmigen vorgefertigten Teil aus Gummi mit der allgemeinen Form eines nicht gekrümmten Torus oder einen Vorformling 42 aufnimmt. Der Stempel 26 hat eine nach unten gerichtete radial sich erstreckende ringförmige Endstirnfläche 44, die mit dem auf dem Bett 40 gehaltenen Vorformling 42 in Eingriff steht, und wenn die Form geschlossen wird, drückt das sich verkleinernde Volumen zwischen diesen Teilen das härtbare Elastomer zunächst durch die Abreißtrimmtasche 38 und dann in die Formhohlräume 32, 34, 36.

Der innere Kern 14 umfaßt ferner eine Schulter 46 und eine zylindrische Fläche 48 mit vergrößertem Durchmesser, die entsprechend gewisse Teile der Abreißtrimmtasche 38 und der Passage bilden, die sich von der Tasche zum Formhohlraum 32 für die Bildung des Dichtungsgrundkörpers erstreckt. Der Kern 14 umfaßt ferner profilierte ringförmige Flächen 50, die Teile der primären und Nebendichtlippen am fertigen Produkt bilden. Der untere Kern 13 umfaßt profilierte Flächen 52, die Teile der Nebendichtlippe schaffen, während der äußere Kern 18 eine radiale Endstirnfläche 54 hat, an der eine Vielzahl von umfänglich beabstandeten Gehäusestützelementen 56 aufgenommen sind. Der äußere Kern 18 hat ferner profilierte Flächen 58, die den Nasenbereich der Schulterdichtung bilden, eine umgekehrt konische Fläche 60, die Teile der Fläche am äußeren Durchmesser der Schulterdichtung bilden, und eine genau dimensionierte zylindrische, die äußere Überlaufbarriere bildende Fläche 62.

Aus dem Vergleich der Fig. 2 und 3 geht z.B. hervor, daß die Gehäusestützelemente 56 längs des Umfanges der Fläche 54 in gleichem Abstand stehen mit dem Ergebnis, daß sich eine Vielzahl von Passagen 55 zwischen den Formhohlräumen 32 und 34 erstreckt, was eine Vielzahl von Strömungswegen für das Gummimaterial vorsieht, wenn dieses vom Formhohlraum 32 in den Formhohlraum 34 bei geschlossener Form fließt (Fig. 6). Am fertigen Produkt erscheint (Fig. 7) das Gummimaterial an den Kernstützen der Passage als eine Reihe von radial sich erstreckenden Rippen oder Erhöhungen 55, die sich zwischen dem Dichtungsgrundkörper 57 und der Schulterdichtung 59 erstrecken. Die fertige Dichtung umfaßt ferner eine geschlossene Schraubenfeder 63 und zeigt, daß eine Umbördelung der eine geringere Dicke aufweisenden Verlängerung 86 des Gehäuses 20 gebildet worden ist.

Der obere Einsatz 24 umfaßt eine zylindrische Gegenfläche 64, die das innere flächenmäßige Gegenstück zur Fläche 60 ist und eine Überfließbarriere zusammen mit der inneren Fläche der Seitenwand des Gehäuses in einer nachfolgend noch beschriebenen Weise bilden kann. Der untere Teil des oberen Einsatzes 24 umfaßt ebenfalls eine Schulter 66, eine den Nebenformhohlraum bildende Fläche 68, ein Preßring oder eine Stegendfläche 70, mehrere profilierte ringförmige im wesentlichen radial nach innen gerichtete Flächen 72, die Teile des den Dichtungsgrundkörper bildenden Formhohlraumes 32 vorsehen und eine umfängliche Nut 74, die Teil der Abreißtrimmtasche 38 vorsieht. Die Fläche 76 bildet einen Teil der Passage, die sich zwischen der Tasche 38 und dem Formhohlraum 32 erstreckt, wenn sich die Formteile in der geschlossenen Position befinden. Diese Passage hat einen dünnen Querschnitt und bildet die abreißbare Membran, von der nur ein kleiner Rest (61 in Fig. 7) am fertigen Produkt verbleibt. Die Nut 74 hält die übrigen Teile des ausgehärteten Gummimaterial fest, was den Abreißvorgang erleichtert.

In Fig. 3 bis 5 ist gezeigt, daß das Gehäuse 20 einen radialen Flansch 78 und einen axialen Flansch umfaßt, der Seitenwände 80, 82 mit größerem und kleinerem Durchmesser, eine zwischen diesen Seitenwänden 80 und 82 vorgesehenen Hals 84 und eine die Gehäuseverlängerung 36 bildende Umbördelung umfaßt. In der Zeichnung sind die verschiedenen Abmessungen schematisch gezeigt und einige dieser Abmessungen sind für die Erfindung wichtig. Diese Abmessungen umfassen D ₁, den Durchmesser der Fläche 62 der Überstrombarriere am äußeren Kern, und D ₂ den Durchmesser der äußeren Fläche 88 der Gehäusewand 82 mit dem größeren Durchmesser. D ₃ ist der Innendurchmesser der Gehäusewand mit dem größeren Durchmesser und D ₄ ist der Durchmesser der Fläche 64 des oberen Einsatzes zur Bildung der Überfließbarriere. Die Dicke der die Umbördelung bildenden verdünnten Verlängerung 86 ist in Fig. 3 als Tc angedeutet, während Fig. 3 ferner die tatsächliche Wandstärke T _w zeigt, d.h. die Differenz des Durchmessers der inneren und äußeren Fläche des den größeren Durchmesser aufweisenden Gehäusebereiches 82.

Bei der praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Formverfahrens müssen die Dimensionsverhältnisse des Gehäuses sorgfältig in Bezug auf diese Art Form abgestimmt sein, damit das Verfahren erfolgreich durchgeführt werden kann. Demzufolge wird z.B. ein Gehäuse 20 gewählt, das eine Wanddicke von 1,14 mm am radialen Flanschabschnitt 78 hat. Dieses Gehäuse, das auch eine axial sich erstreckende oder flanschartige Wand 80 besitzt, wird dann in einer Presse gezogen oder gestreckt oder beiden Bearbeitungsvorgängen unterworfen, um es in die genaue Abmessung zu bringen. Bei dem Streckungsprozeß besteht eine Relativbewegung zwischen den inneren und äußeren Formwerkzeugen in einer bekannten Weise. Dieser Prozeß, wenn er für die erfindungsgemäßen Zwecke angewandt wird, reduziert die Wanddicke T _w des axialen Flansches an den Bereichen 80, 82 und 84 auf eine sorgfältig gesteuerte Wanddicke von 0,91 mm ± 0,01 mm. Danach wird das Gehäuse 20 zum Einlegen in die Formanordnung 10 positioniert, wobei die Abmessungen D ₁ und D ₂ eine Linienberührung zwischen der Außenfläche 88 der Gehäusewand 82 mit dem größeren Durchmesser und der Fläche 62 für die Überfließbarriere am unteren Einsatz 18 sicherstellen. Gleichfalls steht der Durchmesser der die Überfließbarriere bildenden Fläche 64 des oberen Einsatzes in Beziehung zur Innenfläche 90 der Gehäusewand 82, die den Durchmesser D ₃ hat, und zwar dergestalt, daß eine Passung von 0 bis 0,025 mm vorliegt.

Sind diese Dimensionsverhältnisse vorgesehen, wird die Form geschlossen, nachdem auf das Bett 40 der Gummivorformling 42 aufgelegt worden ist. Das Gehäuse 20 kann frei einfallen oder durch die Stirnfläche 70 des oberen Einsatzes 24 an dem in Fig. 3 und 4 mit 92 angedeuteten Bereich gehalten sein, d.h. an dem Bereich zwischen den beiden relativ beweglichen Formteilen.

Wenn sich die Form schließt, kommt die untere Endfläche 44 des Stempels 24 in Eingriff mit dem Vorformling 42, nähert sich die Barrierenfläche 64 des oberen Einsatzes 24 der Innendurchmesserfläche 90 der Gehäusewand 82 und wird das Gehäuse 20 dann in die volle Sitzposition gebracht, wobei die untere Fläche 94 des Gehäuseflansches 78 mit der oberen Fläche 96 der Gehäusestütze 56 in Eingriff steht. In diesem Zustand besteht gemäß beispielsweise Fig. 6 eine Eingriffnahme zwischen den beiden gegenüberliegenden Barrierenflächen 62, 64 an den gegenüberliegenden Formteilen 18, 24, wobei die Flächen 88, 90 am äußeren bzw. inneren Durchmesser der Gehäusewand 82 zwischen den Teilen in fluiddichter Beziehung eingeklemmt sind. Ebenfalls hat die ringförmige Frei- oder Klemmfläche 70 am oberen Einsatz 24 die obere Fläche 98 des Gehäuseflansches 98 in fluiddichter Beziehung kontaktiert.

Nach Fig. 6 besteht zwischen der Freifläche 70, dem Gehäuseflansch 78 und der Gehäusestützfläche 56 des Formteiles 18 eine Berührung von Metall zu Metall und hat die Errichtung der Überfließbarrieren an den Formflächen 62, 64 eine Überführung des gesamten Vorformlings mittels der unteren Fläche 44 des Stempels durch die Abreißtrimmtasche 38 und in die Formhohlräume 32, 34 geführt.

Kurz nach diesem Zeitpunkt kommt der Stempel in seine Endlage und sind beide Formhohlräume 32, 34 vollständig gefüllt. In manchen Fällen kann auch der Nebenformhohlraum 36 wenigstens teilweise gefüllt sein. Ob dieser Formhohlraum 36 gefüllt wird, hängt von der zeitlichen Abstimmung der Form ab, d.h. die relative Lage des Gummimaterials beim Füllen des Formhohlraumes im Vergleich zur Eingriffnahme zwischen der Klemmfreifläche 70 und der Gehäusefläche 98. M. a. W. wenn der obere Einsatz 24 seine Endposition weit vor einer wesentlichen Bewegung des Stempels 26 erreicht, wird der Formhohlraum 36 leer sein. Wenn der Stempel 26 den größten Teil des Vorformlings in die Formbereiche eingedrückt hat, bevor die Freifläche 80 in ihre Endlage gelangt ist, wird der Formhohlraum 36 teilweise oder vollständig gefüllt. Wenn der Stempel 26 nicht verwendet wird und eine zweiteilige Verdichtungsform vorliegt, ist davon auszugehen, daß der Formhohlraum 36 in allen Fällen gefüllt wird. Fig. 6 zeigt die Form in vollständig geschlossener und gefüllter Position mit in Endlage befindlichem Gehäuse. Nach Erreichen dieses Zustandes wird das Elastomer aushärten gelassen und die Form geöffnet.

Dabei wirkt die Abreißtrimmtasche 38 dergestalt, daß Teile des Gummimaterials zurückgehalten werden und eine Trennung der restlichen des Vorformlings vom Dichtungsgrundkörper stattfinden, wodurch die Membran 61 abreißt.

Erfindungsgemäß ist die Bildung der Gehäusewände mit verringerter Dicke nicht unbedingt für die Durchführung des Verfahrens erforderlich, doch wird die Durchführung durch die Verwendung dieser oder anderer geeigneten Methoden zur Sicherstellung einer Dimensionsgenauigkeit des Gehäuses erleichtert. Das erwähnte Verfahren zum Glätten oder Abstreckziehen (ionering) der Gehäusewand ist bekannt und stellt nicht Teil der Erfindung dar. Andere zu ähnlichen Ergebnissen führende Verfahren können ebenfalls mit dem vorliegenden Zweck befriedigende Ergebnisse liefern.

Erfindungsgemäß kann eine wesentliche Relativbewegung zwischen dem oberen Einsatz und der Innenfläche 90 der Gehäusewand mit dem größeren Durchmesser vorliegen, so daß die Überfließbarriere errichtet und über eine wesentliche Wegstrecke des Schließweges der Form eingehalten wird. Dies schafft die Möglichkeit, einen gratfreien Zustand an sowohl den inneren als auch äußeren Flächen der in Rede stehenden Gehäusewand vorzusehen. Obgleich die erwähnten Dimensionsangaben auf die Fertigung von Dichtungen mit einem Durchmesser von 38,1 bis 76,2 mm anwendbar sind, wobei diese Angaben lediglich als Beispiel dienen, können auch kleinere oder größere Dichtungen unter Vorsehen der gleichen Fassungsverhältnisse oder ggf. etwas größeren oder kleineren Spieles, wie dies durch die verwendeten Materialien und andere Faktoren angezeigt sein kann, gefertigt werden. Wenn zuviel restliche Interferenz vorgesehen wird, wird es schwierig sein, die Teile aus der Form zu entfernen oder die Teile werden leicht während der Fertigung deformiert, während bei zu wenig Interferenzgratbildung insbesondere dann auftreten kann, wenn die Teile an der Grenze oder etwas außerhalb der vorgegebenen Toleranz liegen.

Folglich kann, wenn die radialen Abmessungen des Gehäuses nicht exakt sind, jedoch die Wanddicke genau ist, ein gewisses Strecken oder Rückformen des Gehäuses während des Formschließvorganges erzielt werden, und dieses Ergebnis liegt innerhalb des Wesens der Erfindung. Es wurde festgestellt, daß vorzugsweise der Gesamtdurchmesser des Gehäuses eher etwas kleiner als die Überfließbarrierenfläche am unteren Einsatz als größer sein sollte, doch kann die Erfindung auch in Fällen praktiziert werden, bei denen das Gehäuse während des Formvorganges um einen gewissen kleinen Betrag effektiv reduziert wird. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigte Dichtung zeichnet sich durch Gratfreiheit an der Außenseite des Gehäuseteiles mit dem größeren Durchmesser und durch eine enge Steuerung der tatsächlichen Abmessung aus. Diese Dichtungen können leicht und dennoch fest sitzend in Senkbohrungen eingesetzt werden, wenn die Installation nach Vorschrift erfolgt. Die Gummischulterdichtung schafft eine ausgezeichnete Abdichtung unter vorteilhafter Ausnutzung der Eigenschaften der verwendeten Elastomere insbesondere deren hoher Temperatur- und/oder Chemikalienbeständigkeit und dgl. Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt eine verbesserte Wirtschaftlichkeit und vermag beständig Produkte mit hoher Qualität zu schaffen. Durch die Erfindung sind daher eine neue Abdichtung, eine neue Dichtungsform und ein Verfahren geschaffen worden, die eine Vielzahl von Vorteilen und Eigenschaften besitzen.

Claims (7)

1. Formanordnung zum Formen einer Dichtungseinheit mit einem elastomeren Dichtungsgrundkörper und einem Schulterdichtungsteil aus einem fließfähigen härtbaren elastomeren Material, welches mit einem Dichtungsgehäuse gebondet ist, das im wesentlichen axial sich erstreckende zylindrische miteinander durch eine versetzende Schulter verbundene Seitenwände mit einem größeren und einem kleineren Durchmesser und einen Bondungsflansch zur Anbindung des Dichtungsgrundkörper aufweist, der mit einem Endbereich der Gehäuseseitenwand mit dem kleineren Durchmesser verbunden ist und sich davon radial nach innen erstreckt, gekennzeichnet durch wenigstens ein relativ feststehendes Formteil (18) mit einer im wesentlichen zylindrischen Fläche (60) mit einem eine Überfließbarriere bildenden Flächenbereich (62), der an einem radial nach innen gerichteten axial sich erstreckenden Abschnitt der zylindrischen Fläche liegt, welches Formteil ferner weitere, Bereiche des Inneren eines Formhohlraumes (34) bildende Flächen umfaßt, und mit einer Einrichtung (96) zur Eingriffnahme mit einer Fläche des Bondungsflanschbereiches (78) des Dichtungsgehäuses (20), um das Gehäuse so abzustützen, daß Bereiche von ihm im Inneren des Formhohlraumes liegen, wobei die Formanordnung weiter aufweist wenigstens ein relativ bewegliches Formteil (24) mit daran befindlichen Flächen, die weitere Bereiche des Formhohlraumes definieren, welche Stützeinrichtung für den Bondungsflansch mit Bereichen des Gehäuses zusammenwirkt, um eine Vielzahl beabstandeter Passagen vorzusehen, die sich zwischen den ersten und zweiten Bereichen des Formhohlraumes erstrecken, wobei der erste Bereich der Bildung des Dichtungsgrundkörpers und der zweite Bereich der Bildung des Schulterdichtungsteiles dient, welches bewegliche Formteil ferner eine Freifläche (70) zur Eingriffnahme mit der Fläche des Bondungsflansches aufweist, die gegenüber dessen Fläche liegt, die mit der Flanschabstützeinrichtung am feststehenden Formteil in Eingriff tritt, wobei das bewegliche Formteil ferner eine axial von der Freifläche beabstandete Schulter (66) und ein mit dem Gehäuse in Eingriff tretende, eine Überfließbarriere bildende Fläche (64) aufweist, die nahe der Schulter liegt, wobei die Barrierenfläche am beweglichen Formteil in der geschlossenen Position der Formanordnung radial gegenüber der Barrierenfläche (62) am feststehenden Formteil (18) liegt, welche Barrierenflächen (62, 64) in fluiddichter Beziehung mit gegenüberliegenden inneren und äußeren Flächenbereichen der Gehäuseseitenwand mit dem größeren Durchmesser bringbar sind, wenn ein Dichtungsgehäuse mit geeignet bemessenem Durchmesser und Wandstärke in der Form angeordnet ist und die Formteile in die geschlossene Position bewegt sind, wobei die Passagen ferner einen Übergang des Formmaterials ermöglichen, indem dieses vom ersten Bereich des Formhohlraumes in den zweiten Bereich bei Schließen der Form gedrückt wird, so daß der Schulterdichtungsteil und der Dichtungsgrundkörper aus einer einzigen Charge fließfähigen härtbaren Elastomers in einem einzelnen Formungsschritt gebildet werden können.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes feststehende und bewegliche Formteil (14, 18, 24) ferner Flächen aufweist, die miteinander in der geschlossenen Position unter Bildung einer ringförmigen Abreißtrimmtasche (38) zusammenwirken, die einen Hauptbereich mit einem bestimmten Querschnitt und einen Austrittsbereich mit einem verringerten Querschnitt hat, was eine Passage bildet, die sich von der Außenseite zur Innenseite des Formhohlraumes für den Dichtungsgrundkörper erstreckt.

3. Formanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Stempelelement (26), das relativ zu den feststehenden und beweglichen Formteilen (14, 18, 24) bewegbar ist, und daß das feststehende Formteil ferner eine Einrichtung (40) zur Aufnahme einer Charge formbaren Materials aufweist, welche Chargenaufnahmeeinrichtung und der Stempel in axialer Ausrichtung angeordnet sind, wobei der Stempel durch eine steife, jedoch nachgebende Federeinrichtung in eine Position vorspannbar ist, bei der er über der Chargenaufnahmeeinrichtung liegt.

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese ferner einen Niederhaltering (22) mit einer nach unten gerichteten Fläche aufweist, die in Eingriff mit einer Endstirnfläche der Seitenwand des Gehäuses (20) mit dem größeren Durchmesser bringbar ist, welcher Niederhaltering und das relativ bewegliche Formteil voneinander um ein Arbeitsspiel beabstandet sind.

5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen am relativ beweglichen Formteil Bereiche des den Dichtungsgrundkörper bildenden Formhohlraumes definierte Flächen umfassen, die eine Federaufnahmenut vorsehen.

6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des relativ beweglichen Formteiles (24), der zwischen der Schulter (66) und der mit dem radialen Gehäuseflansch in Eingriff bringbaren Freifläche (70) liegt, mit wenigstens einer nach innen gerichteten Fläche an der Seitenwand mit dem größeren Durchmesser und dem radialen Flansch unter Bildung eines Formnebenraumes zusammenwirkt.

7. Verfahren zur Bildung einer Fluiddichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gehäuse mit einem radialen Flansch und einem im wesentlichen axial sich erstreckenden Flansch bildet, wobei der axial sich erstreckende Flansch Seitenwandbereiche mit einem kleineren und größeren Durchmesser aufweist, die miteinander durch einen dazwischen sich erstreckenden Halsbereich verbunden sind, welcher Seitenwandbereich mit dem größeren Durchmesser Flächen an der Außen- und Innenseite aufweist, die in entgegengesetzter Beziehung zueinander liegen, das Gehäuse in einem feststehenden Formteil anordnet, indem der radiale Flansch in beabstandeter Beziehung zu einer Unterfläche des Formteiles abgestützt wird, wobei das feststehende Formteil eine im wesentlichen zylindrische Wand mit einem Durchmesser besitzt, der im wesentlichen dem Außendurchmesser der Gehäuseseitenwand mit dem größeren Durchmesser entspricht, und ferner auch Bereiche aufweist, die einen Teil der Ausbildung einer bei Füllung der Formhohlräume mit fließfähigem Elastomer geformten Fluiddichtung bilden, ein zweites Formteil axial in Beziehung zum ersten Formteil bewegt, wobei ein Bereich des radialen Gehäuseflansches mit einer Freifläche am beweglichen Formteil in Eingriff kommt, um das Gehäuse an einer relativen Bewegung in der Form zu hindern, die Innenfläche der Gehäuseseitenwand mit dem größeren Durchmesser in Eingriff mit einer eine Überströmbarriere bildenden Wandfläche am beweglichen Formteil bringt, welche Barrierenfläche einen Durchmesser hat, der um einen Betrag im wesentlichen gleich der Dicke der Gehäuseseitenwand kleiner als der Durchmesser der Barrierenfläche am ersten Formteil ist, so daß längs der beiden Außen- und Innenflächen der Gehäuseseitenwand mit dem größeren Durchmesser Überstrombarrieren vorgesehen werden, und unter Eingriffnahme der Barrierenflächen der Formteile mit dem Gehäuse unter Bildung der Überfließbarrieren fließfähiges Elastomer zu einem Fließen in den Formhohlraum veranlaßt, wobei die Überfließbarrieren beibehalten werden, bis das Elastomer eine selbsttragende Konsistenz erhalten hat.