Vielzweck-Dichtunq bzw. Dichtunqsanordnunq

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, umfassend einen Stopfen und eine Dichtung, zur Installation in einer Bohrung, wobei der Stopfen im Wesentlichen zylinderförmig aufgebaut ist, mit einer am Fußende vorgesehenen unteren Vertiefung, und wobei die Dichtung im Wesentlichen rohrzylinderförmig aufgebaut ist, mit einem überstehenden, in Montagestellung die Bohrung übergreifenden Kopfteil und einem vorstehenden inneren Zahn.

Eine derartige Vielzweck-Dichtung für eine unidirektionale Anordnung, die, wenn über einem Stopfen montiert, eine geringe Kraft benötigt, um den Stopfen in einer Bohrung zu installieren, und eine große Kraft benötigt, um den Stopfen aus der Bohrung zu entfernen, ist beispielsweise aus der US 3 131 953 bekannt geworden.

In eine Bohrung, eine Austrittsöffnung eines Rohres, wird zuerst eine rohrzylinderförmige Dichtung eingelegt und anschließend ein zylinderförmiger Stopfen eingeführt. Die Dichtung weist an der Unterseite einen wulstartigen Rand mit einem inneren Zahn auf. Im montierten Zustand greift der innere Zahn in die Vertiefung am Stopfen und der wulstartige Rand wird durch den Stopfen aufgespreizt. Auf diese Weise wird der Widerstand zum Herausführen des Stopfens aus der Dichtung erhöht und der Stopfen ist gegen ein Herausfallen gesichert. über eine radial entlang des wulstartigen Randes verlaufende Feder wird die Halterung der Dichtung am Stopfen verstärkt.

In einer Weiterentwicklung dieser Dichtungsanordnung, welche aus der

US 3 272 542 bekannt ist, wird auf den Einsatz einer Feder verzichtet. Darüber hinaus wird in dieser Weiterentwicklung zuerst die Dichtung am Stopfen befestigt und anschließend werden der Stopfen und die Dichtung miteinander in die Bohrung eingeführt, wodurch eine stabile Halterung der Dichtung am Stopfen ermöglicht wird. Bei den bekannten Dichtungssystemen wird die Dichtwirkung zwischen Stopfen, Dichtung und Bohrung über eine radiale Anpressung erreicht. Dies erfordert entsprechende Ausmaße der Dichtung und des Stopfens und folglich einen hohen Kraftaufwand zur Installation der Dichtungsanordnung in einer Bohrung.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, den Kraftaufwand bei der Installation der Dichtungsanordnung in einer Bohrung zu verringern und den Widerstand beim Entfernen des Stopfens aus der Bohrung zu erhöhen sowie die Montagesicherheit und die Dichtungseigenschaft der Dichtungsanordnung weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Stopfen eine zwischen dem Fußende und einem Kopfende des Stopfens angeordnete obere Vertiefung aufweist, dass in einer Teilmontagestellung der innere Zahn der Dichtung an der unteren Vertiefung des Stopfens anliegt, dass in einer Endmontagestellung der innere Zahn der Dichtung an der oberen Vertiefung des Stopfens anliegt, und dass die Dichtung mindestens einen oberen, vorstehenden Dichtungsring an der Außenseite, mindestens ein unteres, vorstehendes Sicherungsmittel an der Außenseite, mindestens einen oberen, vorstehenden Dichtungsring an der Innenseite, und wenigstens einen radialen Schnitt an der Unterseite der Dichtung, der sich axial wenigstens bis zum inneren Zahn erstreckt, aufweist.

Mit anderen Worten, lehrt die Erfindung eine Dichtungsanordnung, umfassend einen Stopfen und eine Dichtung zur Installation in einer Bohrung, wobei der Stopfen im Wesentlichen zylinderförmig aufgebaut ist, mit einer ersten Vertiefung und einer zweiten Vertiefung, und wobei die Dichtung im Wesentlichen rohrzylinderförmig aufgebaut ist, mit einem überstehenden Kopfteil, mindestens einem oberen, vorstehenden Dichtungsring an der Außenseite, mindestens einem unteren, vorstehenden Sicherungsmittel an der Außenseite, mindestens einem oberen, vorstehenden Dichtungsring an der Innenseite, einem vorstehenden, inneren Zahn / einer inneren Stufe, mit wenigstens einem radialen Schnitt an der Unterseite der Dichtung, der sich axial wenigstens bis zum inneren Zahn / zur inneren Stufe erstreckt.

Der Zweck dieser Dichtung ist,

- dass nur eine geringe Kraft benötigt wird, um einen Stopfen und eine Dichtungsanordnung in einer Bohrung zu installieren;

- dass eine große Kraft benötigt wird, um den Stopfen aus der Bohrung zu entfernen; - dass eine stabile Verbindung zwischen Bohrung und Stopfen, der in der Bohrung installiert ist, gewährleistet wird;

- dass eine ausreichende Dichtwirkung zwischen beiden Komponenten gewährleistet wird;

- dass die Montage der Dichtung auf dem Stopfen einfach erfolgen kann;

- dass ein möglicherweise riesiger Toleranzbereich der Dicke der Wand, in der sich die Bohrung befindet, kompensiert werden kann.

Beschreibung der erfindunqsqemäßen Dichtung (vgl. Figuren Ia, lb _r Ic)

Die Dichtung 1 ist im Wesentlichen zylindrisch. Sie ist bevorzugt aus einem elastischen Material, etwa Gummi, gefertigt. An der Oberseite ist ein Kopfteil 2, um zu verhindern, dass die Dichtung in die Bohrung verrutscht, wenn der Stopfen in die Bohrung gepresst wird. Dazu hat das Kopfteil bevorzugt einen größeren Durchmesser als die Bohrung. Dichtungsringe 3 sind an der oberen Außendurchmesser-Seite angeordnet, um die Dichtwirkung zur Bohrung zu gewährleisten. Dichtungsringe 4 sind an der Innendurchmesser-Seite angeordnet, um die Dichtwirkung zum Stopfen zu gewährleisten. Sicherungsmittel 5 sind an unteren Außendurchmesser-Seite angeordnet, um den Widerstand zu gewährleisten, wenn der Stopfen aus der Bohrung freigelassen wird.

Ein innerer Zahn 6 bzw. eine innere Stufe gestattet der Dichtung in einer gewünschten Position über dem Stopfen einzurasten, während die Dichtung auf dem Stopfen montiert wird und während Stopfen und Dichtung in die Bohrung gepresst werden. Die Form des Zahns bzw. der Stufe gestattet der Dichtung, über den Stopfen zu rutschen, einzurasten, und den Außendurchmesser der Dichtung im unteren Bereich (Fußbereich) zu vergrößern. Weiterhin verhindert die Form der Dichtung, dass die Dichtung über den Stopfen gleitet, und die Form der Dichtung gewährleistet ausreichend Widerstand, wenn eine Kraft auf den Stopfen ausgeübt wird, um ihn aus der Bohrung loszumachen.

Ein radialer Schnitt 7, maschinell eingebracht oder geformt, an der Unterseite der Dichtung, gestattet es der Dichtung sich zu öffnen, wenn sie über den Stopfen gleitet, wodurch die anzuwendende Kraft bei der Installation der Dichtung auf dem Stopfen reduziert wird. Der Schnitt gestattet es auch der Unterseite (dem Fuß) der Dichtung sich zu öffnen, wenn der Stopfen und die Dichtung in die Bohrung gepresst werden, und der Schnitt gestattet es auch,

dass die Dichtung den Außendurchmesser vergrößert in einer Weise, dass der angewandten Kraft zum Herauslösen des Stopfens aus der Bohrung richtig Widerstand geleistet wird.

Funktionsbeschreibunα fvαl. Figuren 2A, 2B, 2C, 2D)

In Figur 2A sind alle Komponenten, Stopfen 21, Dichtung 22, Bohrung 23, vor dem Zusammenbau gezeigt. Der Stopfen weist ein Kopfende 24, eine obere Vertiefung 25 und eine untere Vertiefung 26 am Fußende 27 auf.

In Figur 2B ist dargestellt, wie die Dichtung 22 ist auf dem Stopfen 21 installiert ist. Der innere Zahn 6 schnappt an der ersten Aussparung bzw. in die untere Vertiefung 26 am Stopfen 21 ein.

Die Stopfen- und Dichtungs-Anordnung wird, wie in Figur 2C gezeigt, in die Bohrung 23 gepresst, bis das Kopfteil der Dichtung 22 mit der Außenseite (der oberen Kante) der Bohrung 23 in Kontakt kommt. In dieser Position wirken die beiden Dichtungsringe radial auf die Bohrung 23.

In Figur 2D ist die Endmontagestellung gezeigt. Der Stopfen 21 wird endgültig (vollständig) in die Bohrung 23 (und in die Dichtung 22) gepresst. Dabei verbleibt die Dichtung 22 in der gleichen Position (relativ zur Bohrung 23) wie in der vorherigen Figur 2C, denn der Kopfteil leistet Widerstand und der Stopfen 21 gleitet in die Dichtung 22 hinein. Der innere Zahn 6 öffnet sich aufgrund des radialen Schnitts und der Form des Stopfens 21, und der innere Zahn 6 rastet in die obere Aussparung bzw. in die obere Vertiefung 25. Der Stopfendurchmesser an der oberen Vertiefung 25 hat einen solchen Durchmesser, der den inneren Zahn 6 zwingt, die Unterseite der Dichtung 22 offen (gespreizt) zu halten.

Eine Dichtungsanordnung umfassend einen zylinderförmigen Stopfen 21 und eine rohrzylinderförmige Dichtung 22 wird in zwei Montageschritten in einer Bohrung 23 installiert. In einer Teilmontagestellung greift ein innerer Zahn 6 der Dichtung 22 in eine untere Vertiefung 26 des Stopfens 21; in der

Endmontagestellung rastet der innere Zahn 6 der Dichtung 22 in einer oberen Vertiefung 25 des Stopfens 21 ein. Durch den inneren Zahn 6 an der Innenseite der Dichtung 22 und ein Sicherungsmittel an der Außenseite der Dichtung 22 ist der Widerstand zum Herausführen des Stopfens 21 aus der Bohrung 23 erhöht. Darüberhinaus ist bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung der Kraftaufwand bei der Installation der Dichtungsanordnung in einer Bohrung 23 verringert sowie die Montagesicherheit und die Dichtungseigenschaft der Dichtungsanordnung sind verbessert.

Zusammenfassend lehrt die Erfindung,

- dass die Dichtwirkung auf die Bohrungsoberfläche bewirkt wird durch Ringe an der oberen Seite der Dichtung, und die Dichtwirkung auf die Stopfenoberfläche bewirkt wird durch Ringe am Innendurchmesser der Dichtung;

- dass die Sicherungswirkung (d.h. die Eigenschaft, die es dem Stopfen nicht gestattet, leicht herausgezogen zu werden) durch die Sicherungsmittel, wie Sicherungsringe, Sicherungsstufen, Sicherungszähne und/oder Sicherungsnoppen, unten an der Dichtung am Außendurchmesser bewirkt wird, wobei diese Sicherungsmittel der Innenoberfläche (der unteren Kante) der Bohrung entgegenwirken, während der untere Teil der Dichtung sich öffnet aufgrund eines radialen Schnitts und durch den inneren Zahn / die innere Stufe (an der Innenoberfläche), die auf die obere Vertiefung des Stopfens wirkt.

Die vorliegende Erfindung umfasst sowohl die vorbeschriebene Dichtung in Alleinstellung, als auch die vorbeschriebene Dichtungsanordnung umfassend einen Stopfen und eine Dichtung.