DE1017428B

DE1017428B - Dichtungsring

Info

Publication number: DE1017428B
Application number: DEH28926A
Authority: DE
Inventors: Frank Bernard Halford; Leonard Stanley Snell
Original assignee: WILLS PRESSURE FILLED JOINT RI; De Havilland Engine Co Ltd
Current assignee: WILLS PRESSURE FILLED JOINT RI; Bristol Siddeley Engines Ltd
Priority date: 1955-02-07
Filing date: 1956-12-29
Publication date: 1957-10-10
Also published as: GB794663A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring und ist insbesondere — wenn auch nicht ausschließlich — auf solche Dichtungsringe anwendbar, die dazu bestimmt sind, eine sichere Abdichtung zwischen solchen Teilen zu schaffen, die im Betriebe hohen Temperaturen ausgesetzt sind.

Die meisten bekannten Ausführungsformen von Dichtungsringen aus Kunststoff, Kautschuk oder kautschukähnlichen Stoffen sind zur Verwendung bei hohen Temperaturen ungeeignet; auch metallische Dichtungsringe, die sogenannten »U-Dichtungen«, d.h. solche Dichtungen, die aus einem dünnen Metallring U-förmigen Querschnittes in die Ringachse aufnehmenden Ebenen bestehen, sind gleichfalls ungeeignet, da das Metall bei hohen Temperaturen seine Härte verliert.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, hohle ringförmige Dichtungsringe kreisförmigen Querschnittes zu verwenden, die mit einem unter Druck stehenden Betriebsmittel gefüllt sind; diese Dichtungsringe verformen sich im Querschnitt aber nur geringfügig, selbst wenn sie unter einer verhältnismäßig hohen Belastung stehen; diese starken Kräfte können aber zur Folge haben, daß die Teile, gegen die sich der Dichtungsring anlegt, verformt oder beschädigt werden; andererseits läßt der Dichtungsring nur sehr kleine Verstellungen dieser Teile gegeneinander und voneinander weg zu, beispielsweise unter dem Einfluß der Wärmeausdehnung und Wärmekontraktion.

Der Dichtungsring nach der Erfindung besteht aus einem gas- bzw. flüssigkeitsdichten, hohlen, ringförmigen Körper, der in Ebenen, die seine Achse enthalten, einen Querschnitt aufweist, der im wesentlichen U-förmig oder sinusförmig gestaltet ist; dieser Querschnitt weist wenigstens einen konkaven Bereich solcher Form auf, daß die Verstellung von zwei Körpern, zwischen denen der Ring eine Abdichtung schaffen soll, das Bestreben hat, die Tiefe dieser konkaven Aushöhlung aufrechtzuerhalten oder noch zu vergrößern; der Hohlraum des Dichtungsringes ist mit einem Betriebsmittel ausgefüllt, das unter einem Druck steht, der wesentlich größer als der von außen ausgeübte Druck ist.

Wenn in der Beschreibung davon die Rede ist, daß der Ring im wesentlichen einen U-förmigen oder sinusförmigen Querschnitt aufweist, so ist darunter zu verstehen, daß — im Ringquerschnitt betrachtet — die Linie der Orte gleicher Abstände von den beiden Seiten des Hohlkörpers beträchtlich von einer Geraden abweicht. Im einfachsten Falle kann diese Linie V-förmig oder U-förmig sein; sie kann aber auch wellenförmig sein und hierbei eine oder mehrere »Wellen« haben.

Dichtungsring

Anmelder:
The de Havilland Engine Company Limited,

Leavesden, Hertfordshire,

undWills Pressure Filled Joint Ring Limited, Bridgwater, Somerset (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Frank Bernard Haiford,

Sandy Lane, Northwood, Middlesex,

und Leonard Stanley Snell,
Bedfont, Feltham, Middlesex (Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

Ist die erwähnte Linie U-förmig oder V-förmig, so können die beiden Arme des U oder V entweder gleich lang sein oder verschiedene Längen haben.

Der Druck des Betriebsmittels im Innern des den Dichtungsring nach der Erfindung bildenden Hohlkörpers hat das Bestreben, den Querschnitt des Ringes in ähnlicher Weise zu dehnen wie. der Druck in einem Bourdonrohr; die Winkelstellung des U-förmigen oder sinusförmigen Querschnittes gegenüber zur Ringachse parallelen Linien wird zweckmäßig entsprechend der Form jener Teile gewählt, zwischen denen der Ring eine Abdichtung bilden soll; der Druck dieser Teile auf den Dichtungsring hat das Bestreben, das U zu schließen bzw. die Sinusform des Querschnittes zu vergrößern; bei diesem Vorgang wird der Druck des in dem hohlen Dichtungsring eingeschlossenen Betriebsmittels erhöht. Dient der - Dichtungsring dazu, eine Dichtung zwischen zwei zueinander konzentrischen Ringflächen zu bilden, so wird die offene Seite des U in Achs-richtung weisen; dient der Ring hingegen dazu, zwei ebene Flächen

gegeneinander abzudichten, so wird die offene Seite des U radial nach innen oder radial nach außen gerichtet sein; Dichtungsringe mit sinusförmigen Querschnitt werden ähnlich ausgebildet; die Teile, zwischen denen der Dichtungsring zu liegen kommt, stützen sich an den Enden der sinusförmigen Querschnittgestalt ab.

Die Erfindung läßt sich in den verschiedensten Formen verwirklichen; einige bevorzugte Ausführungsbeispiele werden an Hand der Zeichnung be-

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schrieben, die Querschnitte von teilweise veranschaulichten Dichtungsringen nach der Erfindung darstellen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht der Dichtungsring 10 aus einem gas- bzw. flüssigkeitsdichten Hohlkörper, der im Querschnitt etwa U-förmig gestaltet ist und bei dem die Schenkel des U nach innen ragen.

Der Dichtungsring 11 nach Fig. 2 wird von einem Hohlkörper gebildet, dessen Querschnitt an der Außenseite kreisförmig ausgebildet ist und eine V-förmige Innennut aufweist, die in Richtung auf die Ringachse zu nach innen geöffnet ist.

Ein ähnlich gestalteter Dichtungsring 12 ist in Fig. 3 veranschaulicht; in diesem Falle ist die Nut jedoch nicht V-förmig, sondern U-förmig ausgebildet. Der Dichtungsring 13 nach Fig. 4 ähnelt denen nach den Fig. 2 und 3 insofern, als seine Außenwandung kreisförmig ausgebildet ist; in diesem Fall ist der Dichtungsring jedoch mit einer Innennut versehen, die teilweise kreisbogenförmigen Querschnitt aufweist.

Der Dichtungsring 14 nach Fig. 5 hat ähnlich wie derjenige nach Fig. 2 eine V-förmige Nut; in diesem Falle ist die Außenwandung jedoch abweichend von der Bauart nach Fig. 2 nicht kreisbogen-, sondern V-förmig ausgebildet.

Der Dichtungsring 15 nach Fig. 6 ist ähnlich ausgebildet wie derjenige nach Fig. 3, nur mit dem Unterschied, daß in diesem Falle die U-förmige Nut nach außen anstatt nach innen geöffnet ist.

Alle bisher beschriebenen Dichtungsringe sind dazu geeignet, in axialer Richtung auftretende Belastungen aufzunehmen, die in Richtung der eingezeichneten Pfeile wirken.

Der Dichtungsring 16 nach Fig. 7 ist im Querschnitt ähnlich ausgebildet wie derjenige nach Fig. 3; der Unterschied ist jedoch der, daß in diesem Falle die U-förmige Nut nach der Seite zu geöffnet ist. Dieser Ring ist dazu geeignet, in radialer Richtung auftretende Belastungen aufzunehmen, die in Riehtung der Pfeile ausgeübt werden.

Tn Fig. 8 ist ein Dichtungsring 17 sinus- oder wellenförmiger Gestalt veranschaulicht; dieser Dichtungsring hat zwei Auswölbungen und eine trogartige Einschnürung an der Außenseite und drei Auswöl- 4-5 bungen mit zwei trogförmigen Einwölbungen an der Innenwand. Dieser Dichtungsring ist besonders dazu geeignet, in Richtung der eingezeichneten Pfeile auftretende axiale Belastungen aufzunehmen.

Ein weiterer sinus- oder wellenförmig ausgebildeter Dichtungsring 18 ist in Fig. 9 veranschaulicht. In diesem Falle weist der Ring zwei Auswölbungen und eine trogartige Einwölbung an der Außenseite und an der Innenseite auf. Auch dieser Ring ist geeignet, in Richtung der Pfeile auftretende Axialbelastungen aufzunehmen.

In den Zeichnungen ist die weiter oben erwähnte Linie der Orte gleicher Abstände gestrichelt eingezeichnet.

Die beschriebenen Dichtungsringe können aus jedem geeigneten Material bestehen; sind sie aus Metall hergestellt, was in der Regel der Fall sein wird, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden, so hat der Druck des in dem Ring eingeschlossenen Betriebsmittels das Bestreben, jeden Härteverlust des Metalls, aus dem der Ring besteht, auszugleichen.

Das in den Dichtungsringen nach der Erfindung verwendete Arbeitsmittel ist zweckmäßig ein Gas; der Druck des Arbeitsmittels in dem Ring kann auf verschiedene an sich bekannte Weise erzeugt werden. Ein besonders zweckmäßiges Verfahren besteht jedoch darin, eine ganz bestimmte Menge einer Substanz, z. B. eines Pulvers, zu verwenden, das bei Erwärmung Gas abspaltet; diese Pulvermenge wird in den hohlen Ringkörper, aus dem der Dichtungsring hergestellt wird, im geeigneten Augenblick, während des Herstellungsverfahrens des Hohlkörpers, eingebracht, d. h. bevor dieser Körper endgültig verschlossen wird. Ist das Pulver in den Ring eingeführt worden, so wird er endgültig geschlossen und dann erwärmt, so daß die eingeführte Substanz Gas abspaltet und damit im Innern des hohlen Ringkörpers den gewünschten Druck des Arbeitsmittels hervorruft. Das Pulver kann beispielsweise dann in den hohlen Körper eingebracht werden, wenn er in Gestalt eines den richtigen Querschnitt aufweisenden Rohres um etwa 360° gebogen worden ist, jedoch bevor die Rohrenden miteinander zu einem vollständigen Ringkörper miteinander vereinigt werden.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Dichtungsring zur Herstellung einer gas- oder flüssigkeitsdichten Verbindung zwischen zwei Teilen, der aus einem gas- bzw. flüssigkeitsdichten hohlen Ringkörper besteht, welcher mit einem gasförmigen oder flüssigen Arbeitsmittel gefüllt ist, das unter einem den äußeren Druck übersteigenden Druck steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des hohlen Ringkörpers in die Ringachse enthaltenden Ebenen U-förmig oder sinusförmig ausgebildet ist und wenigstens eine konkave Einbuchtung solcher Form aufweist, daß bei Bewegung der erwähnten Teile gegeneinander die Tiefe der konkaven Einbuchtung aufrechterhalten bleibt oder sich vergrößert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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