Dichtungsvorrichtung. Zur Abdichtung von Hohlkörpern, zum Beispiel von Rohren, Druckzylindern, Heiz radiatoren, Armaturen oder (dergleichen, wel che zur Aufnahme, Fortleitung, Behandlung oder dergleichen von Flüssigkeiten oder Ga sen, die unter Über- oder Unterdruck stehen können, gebraucht werden, benutzt man heute zwischen die Verbindungsstellen derartiger Werkstücke durch deren Befestigungsmittel eingeklemmte oder eingequetschte Dicht scheiben oder Ringe, die man durch Anzug der Befestigungsmittel nach und nach zur Abdichtung fester zusammen quetschen kann.
Solche Dichtmittel werden meistens als flache Scheiben, auch als runde Ringe an gewendet; sie sind aber stets der Pressung durch die Befestigungsmittel ausgesetzt; ohne solche können sie weder anfänglich, noch fortlaufend abdichten.
Eine solche Abdichtung steht somit in wechselweiser Wirkung mit der Befestigung der Verbindungsstellen, schwindet zum Bei spiel das Volumen des Dichtmittels durch Austrocknung (Heissdampf), so lockert sich die Befestigung, und es tritt Undichtigkeit ein; vergrössert sich durch Temperatureinfluss die Länge der Befestigungsmittel (Schrauben- Stift), so tritt ebenfalls eine Lockerung der Dichtscheibe und dadurch eine Undichtheit ein. Diese wechselweise Beziehung zwischen Befestigung und Abdichtung ist technisch gesehen durchaus falsch, man hat solche aber bislang nicht beseitigen können.
Bei der Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung sind ,die vorbeschriebenen Fehler beseitigt.
Die Verbindungsstelle wird von vorne herein mit auf einander liegenden Stoss flächen hergestellt, .sie kann also auch wäh rend des Betriebes nicht nachgezogen wer den; sie kann auch durch Temperaturein flüsse keine Lockerung erfahren. Hierzu ist ein elastischer Dichtungskörper in eine Dicht kammer eingelagert, .die quer zur Stossfuge zweier miteinander zu verbindenden Körper so angeordnet ist, dass solche die Stossfü@ge breit unterbricht. Beim Zusammenfügen der beiden Körper wird der Dichtungskörper wohl gegen die Dichtkammerböden ange- presst, auch in sieh gestaucht, .aber er kann niemals über die Dichtkammer hinaus in die Stossfuge geraten.
Der Dichtungskörper hat vorzugsweise .die Form eines Ringes und ist aus geeignetem Dichtstoff, zum Beispiel Kautschuk, gefertigt.
Bei dieser Dichtungsvorrichtung ist der Dichtungskörper jeder ungünstigen Beein flussung .durch Pressung aus den Befesti gung (Schrauben) vollkommen ent zogen, es wird auch nicht durch die Schwan kungen und Stösse dynamischen Ursprunges zum Beispiel in Rohrleitungen, welche un vermeidbar sind, unregelmässig beeindruckt und deformiert, wie dies bei den als bekannt beschriebenen Vorrichtungen unvermeidlich zu fortlaufenden Undichtigkeiten führt. Das Diehtmittel liegt somit in der Dichtkammer rundum eingekammert und gegen jegliche mechanische Verletzung vollkommen ge schützt, breit und quer vor der Stossfuge.
In -den Abb. 1 bis 11 der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes dargestellt.
Bei der in Abb. 1 .im Längsschnitt ,dar gestellten Dichtungsvorrichtung sind zwei Röhren a und b mit einer Überwurfmutter c zusammengezogen. Das Dichtmittel ist als ,g in der untern Dichtkammeröffnung einge zeichnet,. während .die Dichtkammer f ohne Dichtmittel gezeichnet ist.
Zur Sicherung der Überwurfmutter gegen Lösung zum Bei spiel durch Vibration bei Anwendung sol cher Verbindungen an Fahrzeugen, ist auf das längere Aussengewinde des Rohres b eine Gegenmutter q angeordnet, mit welcher .die Überwurfmutter, nachdem durch solche die Rohrenden fest gegeneinantder angezogen worden sind, festgehalten wird.
Abb. 2 zeigt diese Anordnung im Grund riss so, dass die Gegenmutter als .Sechskant zu sehen ist, es kann jedoch auch anstatt des Sechskantes ein Ring mit Raupen angewendet werden, an denen das Werkzeug zum An drehen Halt findet. Die Vorrichtung ermög- licht die Anwendung oder Gegenmutter ohne Nachteil, weil dieselbe keines Anzuges durch ,die Überwurfmutter mehr bedarf.
Es kann sowohl die Überwurfmutter bis zum festen Anliegen der Stossflächen in der Stossfuge i, als auch die Gegenmutter in rdieser Stellung der Überwurfmutter endgültig festgezogen werden, weil keine Veränderung der Stoss fuge, also auch keine veränderliche Stellung der Gegenmutter eintritt.
Abb. 3 zeigt an Stelle der Gegenmutter q einen Ansatzring q1, der dem gleichen Zwecke dient, so dass die Stossfuge, wie vor beschrieben, unverändert bleibt und die Ge genmutter in ihrer endgültig festen Stellung gegen -diesen Ansatz angezogen werden kann, wodurch dieser die Gegenmutter ersetzt. Weiter zeigt aber diese Ausführungsform eine zwangsläufige Zentrierung der Körper dadurch, dass .der Ansatzring <I>h</I> am Stücke<I>b</I> früher in den zugehörigen Rücksprung am Stücke a eindringt, wie der Dicntring g in seine andere Dichtkammerhälfte einfinden kann.
Der Dichtring wird somit zwangs läufig zu seiner Dichtkammer so früh zen triert, dass er weder anstossen, noch beschä digt werden kann.
Abb. 4 zeigt den Dichtring g am W erk- stücke b in die Dichtkammerhälfte ein geschoben, bei Z ist gezeigt, dass der Vor sprung h weiter vorsteht, wie ider eingescho bene Dichtring g. Weiter ist dargestellt, .dass der Dichtring g in seiner Querschnittsform länger und dünner ist, wie er sich in der geschlossenen Dichtkammer (siehe g bei Abb. 3 oder 5) ausnimmt.
Auch zeigt sich in diesen Abbildungen der Vorteil der Tra- pezform des Querschnittes der Dichtkammer- hälfen.
Abb. 5 zeigt sonst eine genau gleich wir kende Abdichtung an einer Flanschrohr- verbindung, welche ebenfalls bei lt die Kör per, wie beschrieben, zwangsläufig zentriert.
Abb.6 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Kühleinrichtung für die Dicht kammer vorgesehen ist. Durch Räume z, die rund um die Dichtkammer angeordnet sind, wird solche zum Beispiel bei Fahrzeugen durch die Luftströmung gekühlt, und es kann somit auch bei höherer Temperatur,d.es Füll stoffes zum Beispiel in den Heizleistungen der Staatsbahnwagen, an den oft zu lösenden Schlauchkupplungen ein elastisches Dicht mittel angewendet werden, welches die volle Dampftemperatur des Heizdampfes nicht vertragen würde. Für andere Zwecke können die Räume z rundum geschlossen als Kühl räume zum Durchströmen von Kühlwasser zum Beispiel ausgeführt werden.
Abb. 7 zeigt die Anwendung der zwangs läufig zentrierenden Abdichtung an einem Motorradzylinder. Durch den Vorsprung h am Zylinderdeckel o, der früher in den zu gehörigen Rücksprung am Zylinderkörper gl einfindet, wie der Dichtring in .die Dicht kammerhälfte einfinden kann, wird auch diese Abdichtung beim Zusammenfügen der beiden Werkstücke zwangsläufig wie be schrieben zentriert, so dass letztere ohne Be achtung des Dichtringes in der Stossfuge i zusammengepresst werden können, weil der Dichtring nicht anstossen kann.
Abb. 8 zeigt eine gleiche Anordnung wie Abb. 7 lediglich mit einer andern Form des zentrierenden Vor- und Rücksprunges an den Werkstücken o und g,.
Abb.9 zeigt im Grundriss einen vier zylindrigen Automobilkörper. Mit Z, bis 2s sind die Motorzylinder bezeichnet und mit v die _ zugehörigen Ventile. Mit k sind die Durchbrechungen im Körper g, bezeichnet, welche das Kühlwasser im Zylinderkörper mit ,dem Kühlraume im Zylinderdeckel ver binden und desgleichen die Kühlräume selbst. Mit s sind die Befestigungsschrauben be zeichnet, mit welchen der Zylinderdeckel o auf den Zylinderkörper g, aufgeschraubt und gegen letzteren angepresst wird. Diese Schrauben liegen ausserhalb des Kühlraumes und bedürfen daher keiner Abdichtung.
Mit s, ist eine solcher Befestigungsschrauben be zeichnet, welche durch .den Kühlraum hin durchgeht und gegen denselben abgedichtet ist. Die rundum laufende Abdichtung des Kühlraumes nach aussen ist mit d bezeichnet. Die um den Zylinder Z3 mit zugehörigen Ventilen v laufende Abdichtung ist mit d, und eine solche um die Befestigungsschraube s, mit d2 bezeichnet.
Wird die Abdichtung um Zylinder und Ventile getrennt ange. ordnet, so geschieht ,die Ausführung der selben wie mit d3 bezeichnet. Alle diese Ab dichtungen sind ausgeführt, wie in Abb. 4 dargestellt. Ein im Querschnitt rechteckiger Dichtring in Form eines Schlauchabschnittes oder eines zum Ringe gewickelten Bandes liegt in einer Dichtkammerrille, deren Hälf ten trapezförmigen Querschnitt haben.
Abb. 10 zeigt eine der ausserhalb liegen den Befestigungsschrauben s im Schnitte C-D der Abb. 9. Mit<I>d</I> ist die den Kühl raum rundum nach aussen abschliessende Ab dichtung bezeichnet. Mit o der Zylinder deckel und mit g, der Zylinderkörper. Der am Stücke o angebrachte Vorsprung h greift in einen zugehörigen Rücksprung an gl früher ein, wie die Dichtringe in die Dicht kammer und zentriert infolgedessen, an mehreren Befestigungsschrauben angebracht, sämtliche Dichtringe zugleich.
Bei Anwen dung .dieser Zentrierung erübrigt sich eine weitere Zentriervorrichtung zwischen den beiden Werkstücken o und g1 überhaupt: Aibb. 11 zeigt eine Abdichtung einer durch den Kühlraum. k hindurch gehenden Schraube s, mit gleichartiger Zentrierung. Wird diese Zentrierung im Grundriss recht eckig ausgeführt, so genügt eine einzige der selben zur Zentrierung aller Abdichtungen.
Das Gleiche gilt von der Zentrierung um den Zylinder Z3. Die Abdichtung kann, wie in Abb. 9 - gezeigt, Zylinder mit zugehörigen Ventilen gemeinsam einschliessen, es können auch die Zylinder und Ventile einzeln von einer Abdichtung umschlossen werden, wie zu Z, und Z2 in Abb. 9 gezeigt.
An Stelle - der heute gebräuchlichen Asbest-Kupfer-Dichtungsplatte, welche mit grosser Gewalt durch zahlreiche Befestigungs schrauben zwischen Zylinderkörper und Zy linderdeckel eingequetscht wird, treten die für wenige Pfennige zu beschaffenden und unverletzt bleibenden Dichtringe d--d3 und dichten unbedingt dauernd zuverlässig gegen- über den bei der alten Ausführung unver meidlich auftretenden Undichtigkeiten zwi schen Druckzylinder und Kühlräumen. Durch Fortfall der hohen Schraubenpressung kön nen sowohl die Werkstücke selbst, sowie auch die Befestigungsmittel, wesentlich leichter ausgeführt werden.
Genau so, wie vorbeschrieben, kann die Vorrichtung an Dampfzylindern, Gasmoto ren, Pumpen und Gebläse, sowie in der Hy draulik gleich vorteilhaft angewendet wer den. Wie aus Vorstehendem erhellt, wirkt die beschriebene Dichtungsivorrichfung ein mal dadurch, dass sie beim Zusammenfügen der Werkstücke fest gegen die Dichtkammer- böden angelegt wird und weiter dadurch, dass in ,dieser rundum fest :
eingeklammerten Lage das Dichtmittel durch den Betriebsdruck gegen die dem Drucke gegenüberliegenden Dichtkammerwände angepresst wird.
Die durch das Zusammenfügen der Werkstücke eintretende feste Anlage der Stirnflächen das Dichtringes gegen die Dicht kammerböden ist eine dauernd unveränder liche und vom Betriebsdrucke unabhängige, sie wirkt somit auch ohne den Betriebsdruck (ohne Druck gefüllte Rohrleitung) durch den Widerstand in der Dichtfuge an den Stirn flächen des Dichtringes zuverlässig abdich tend.
Tritt aber erst der Betriebsdruck in die Dichtkammer ein, so kann derselbe durch die Anlage der Stirnflächen nicht um den Dichtring herum hinter denselben gelangen, denn er wirkt sofort auf die breiten, ihm gegenüberliegenden Flächen des Dichtungs ringes ein und presst ihn mit seiner vollen Kraft gegen die ihm gegenüberliegenden Wände der Dichtungskammer @an, und damit breit und quer über die abzudichtende Stoss fuge.
Bei der beschriebenen Dichtungsvorrich- tung ist die .Stossfuge zur kleinsten Spalte geworden, vor welcher der Dichtring breit und quer anliegt. Der Dichtring wird auf das geringste in seinem Material beansprucht, beim Zusammenfügen der Werkstücke hat er innerhalb der Dichtkammer Raumüberschuss und zur Abdichtung wird er durch den Be- tniebadruck beansprucht, gegen welchen er abdichten soll, nicht aber wie bisher von der mehr oder weniger grossen Stärke des Werk mannes, der die,Schrauben anzieht und damit. den Dichtring zusammenquetscht.
Der Betriebsdruck alleine genügt zur zu. verlässigen Abdichtung und ist der beste Messer für die Höhe des auszuübenden Dicht druckes, und der beste Regulator für sol chen, weil ihm nicht überwindbar lediglich der Widerstand in der Dichtfuge, zwischen Dichtmittel und Dichtkammerwänden, gegen über steht.
Für allerhöchste Betriebsdrucke kann man dem Dichtmittel einen festeren Werk stoff (Nickelband feinster Stärke zum Bei- spiel) beigeben, so dass das Dichtmittel in seiner weicheren Beschaffenheit die Abdich tung gewährleistet und der eingelegte, aus festerem Materialbestehende Ring, den Schutz dieses weicheren Materials gegen ein Durchstossen vor der Stossfuge übernimmt. Vorteilhaft wird auch eine nicht elastische oder plastische Einlage in einen elastischen Dichtungskörper eingebettet und dieser in .die Dichtkammer eingelegt, damit bereits der geringste Betriebsdruck solches abdichtend beeindruckt.
Im übrigen kann für die Vor richtung, im direkten Gegensatze zu den bis her bekannten, der Grundsatz aufgestellt werden: Je höher der Betriebsdruck, je besser und zuverlässiger die Abdichtung." ,Dias Dichtmittel für .die 'beschriebene Vorrichtung wird vorzugsweise aus einem der erwähnten Werkstoffe angewendet als Schlauchabschnitt, oder als zum Ringe gewickeltes Band. Ei erübrigt sich dann di- Lagerhaltung von Ringen jeder Grösse oder Querschnittsform wie bisher, auch sind sol che unter Fortfall von Abfall billiger her stellbar.
Bearbeitete Dichtflächen zur Auflage für das Dichtmittel sind bei der beschriebenen Vorrichtung nicht vorhanden, daher werden deren Kosten erspart, aber auch deren Be schädigung führt. nicht mehr zu Undichtig- keiten, welche die Auswechslung ganzer Werkstücke erfordert, wie dies bei den alten Abdichtungen der Fall ist, wo sorgfältig aufeinander eingeschliffene Dichtflächen so lange dicht halten, bis sie beschädigt werden.
Ein Vorteil .der beschriebenen Vorrichtung liegt somit auch in der erheblichen Ersparnis von Bearbeitungskosten. Die Dichtkammern können eingegossen, auch eingepresst sein, eine gewisse Pvauhigkeit der Dichtkammer- wände fördert sogar die Abdichtung, da sie den Widerstand in der Dichtfuge, das heisst auf den Anlageflächen des Dichtmittels gegen die Diehtkammerwände erhöht.
Wird die Dichtkammer in rechteckiger Querschnittsform für elastisches Dichtmittel angewendet, so wird zweckmässig der Kaut schukring dünner wie die Dichtkammer breit ist und etwas länger, wie solche tief ist, so dass er .erst dann die Dichtkammer nahezu ausfüllt, wenn die Werkstücke zusammen gefügt sind, also in der Stossfuge fest und unmittelbar gegeneinander anliegen.
Wird dagegen für die Dichtkammer hälften als Querschnitt die Trapezform ge wählt, so wird der Ring zweckmässig so dick genommen, wie die Dichtkammer an ihren Böden breit ist und etwas länger wie die Dichtkammer tief ist, so presst sich der Dichtring zunächst gegen die Dichtkammer böden an und staucht sich, indem er bei fertig zusammengeschraubten Rohrenden die Dichtkammer fast völlig ausfüllt.
Der tra- pezförmige Querschnitt der Dichtkammer- hälften erleichtert auch das Finden des in eine Dichtkammerhälfte eingeschobenen Dichtringes in die gegenüberliegende Seite der Dichtkammer beim Zusammenfügen der zu verbindenden Werkstücke.
Zur Erleichte rung und zum zuverlässigen Einfinden des Dichtringes in die zweite D'ichtkammerhälfte kann ausserdem eine zwangsläufige Zentrie rung der %hre :zueinander vorgesehen sein, die dadurch früher einfindet, wie der Dicht ring, weil (Abb.4) der Vorsprung h am Werkstücke b weiter hervorsteht, wie der eingelegte Dichtring g,<I>so</I> dass derselbe beim Zusammenfügen der Werkstücke gar nicht anstossen und verletzt werden kann.
Kaut schuk als Dichtmittel, welcher nur durch Formveränderung und nicht durch Volumen veränderung elastisch ist, bleibt elastisch, da der Dichtkammerraum grösser ist wie das Volumen des Dichtringes, aber selbst dann, wenn Kautschuk seine Elastizität im Laufe der Jahre völlig verlieren sollte, ist dies für die Abdichtung vollkommen ohne Belang, da sich das Dichtmittel in seiner einmal ein- gekammerten Lage gar nicht verlagern kann.
Wird irgend ein Faserstoff (Asbest) als Dichtmittel angewendet, zum Beispiel in der als glingerit etc. bekannten Beschaffenheit mit Kautschuk als Bindemittel, so beein- trächtigt das Verbrennen des Bindemutes bei hoher Temperatur (Heissdampf) die Abdich tung überhaupt nicht, der verbrannte Kaut schuk bleibt als Kautschukkohle in innigster Vermischung mit dem Faserstoff, der an sich in der eingekammerten Lage nur beansprucht wird, durch den Betriebsdruck, gegen den er nicht ausweichen kann.
Tritt aber Flüssig keit zu diesem Faserstoff, der in gepresster Form als Dichtring in die Dichtkammer, wie beschrieben eingeführt worden ist, so quillt dieser Faserstoff und vergrössert sein Vo lumen und übt dadurch ,nochmals eine pressende Wirkung gegen die Dichtkammer wände, die ihn rundum eingeschlossen fest halten, aus.
Tritt dagegen eine Austrocknung des Dichtmittels und dadurch ein Material schwund am Dichtmittel ein, so ändert dies nichts an der Abdichtung. Die Dichtkammer ist alsdann um ein Geringes weniger mit Dichtmittel angefüllt; das Dichtmittel ist gewissermassen dünner geworden, ohne seine fest angepresste Lage gegen die dem Betriebs drucke gegenüberliegenden Seite zu ändern, auch an den Stirnflächen bleibt es durch den Betriebsdruck angepresst gehalten.
Da der selbe das Dichtmittel gegen alle ihm gegen überliegenden Dichtkammerwände angepresst hält, streckt sich das Dichtmittel, wenn es dünner wird. Die bei solcher Veränderung in Betracht kommende Volumenveränderung am Dichtmittel, welches niemals ausweichen kann, ist eine so geringe, dass sich solche lediglich theoretisch beachten lässt, praktisch kommt solche nicht in Frage, insbesondere wo die Vorrichtung auch nur einen Bruch teil an Menge des Dichtstoffes umwendet, wie die alten Bauarten.