DE1552058A1

DE1552058A1 - Metallabgeschirmte Dichtungsringe

Info

Publication number: DE1552058A1
Application number: DE19661552058
Authority: DE
Inventors: Spies Herbert Francis; Staples Basil George
Original assignee: Sybron Corp
Current assignee: Sybron Transition Corp
Priority date: 1965-03-01
Filing date: 1966-03-01
Publication date: 1970-09-24
Also published as: US3336659A; GB1089030A

Description

5iC^ ■. ·■ ί !.März 1966

ΜΰηΑ&η27, PiewzSil

Ritter Pfaudier Corporation,
Rochester 3» New York»

Metallabgeschirmte Dichtungsringe,

Die Erfindung bezieht sich auf durch Metall abgeschirmte Dichtungsringe und insbesondere auf Dichtungsringe und Ringe, die mit Tantal und ähnlichen korrosionsbeständigen Metallen abgeschirmt sind.

Die abgeschirmten Dichtungsringe werden für industrielle Anwendungsgebiete benutzt, bei denen ein biegsames verformbares Material notwendig ist, um eine gute Abdichtung zu schaffen (etwa zwischen unregelmäßigen Oberflächen), aber wobei Korrosionswiderstandsfähigkeit und andere physikalische und chemische Merkmale ebenfalls

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wünschenswert sind. In derartigen Fällen ist es üblich, Dichtungsringe zu schaffen, von denen ein wesentlicher Teil ihrer Oberfläche (Flächen und innerer Umfang) von einer metallischen Abdichtung bedeckt sind.

Bisher und obwohl es üblich war, weiche Metalls zu verwenden, wie etwa Kupfer oder Blei, um Dichtungsringe abzudichten, wurden härtere Metalle wie etwa Tantal nicht weitgehend für solche Anwendungsgebiete benutzt, wegen der Schwierigkeiten und der Kostspieligkeit der Verformung und der Verschweißung solcher Materialien.

Die Erfindung hat sich die allgemeine Aufgabe gestellt, abgeschirmte oder Dichtungsringe zu schaffen, die einfach hergestellt werden können und trotzdem im Verhältnis zu vergleichbaren und heute zur Verfügung stehenden abgeschirmten Dichtungen preiswert sind.

Ein Verfahren der früheren Technik zur Herstellung abgeschirmter Dichtungen umfaßte die Herstellung von zwei unterlegscheibenartigen Teilen, wonach die inneren Umfangsllnien der genannten Teile zusammengeschweißt und dann Dichtungsmaterial zwischen die genannten Unterlegscheiben eingebracht wurde. So erforderte jede Abschirmung eine geschweißte Verbindung, um den gesamten inneren Umfang der Abschirmung, Da

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weiterhin das Dichtungsmaterial häufig nicht so widerstandsfähig gegen Hitze war wie* die Abschirmung, konnte die zusammengesetzte Einheit nicht in einem einzigen Arbeitsgang ausgebildet werden, da das notwendige Verschweißen der Abschirmung das Dichtungsringmaterial beschädigen oder zerstören konnte. Demgemäß bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines abgeschirmten Dichtungsringes, bei dem.die Abschirmung nicht durch Schweißen oder Wärmebehandlung gebildet wird und so die zusammengesetzte. Einheit mit dem Dichtungsmaterial an seiner Stelle hergestellt werden kann.

Bei der Herstellung von Metallteilen mit trichterförmig auseinandergehenden Endteilen wird ein Verformungsverfahren benützt, das als "Drehdrücken" . bekannt ist. Bei diesem Drehdrückverfahren wird ein feststehe -,des Werkzeug in Eingriff mit einer Innenoberfläche eines umlaufenden Werkstückes gebracht und ^raft wird in einer Art und Weise zur Einwirkung gebracht, die so wirkt, daß sie das Metall des umlaufenden Werkstückes in eine vorherbestimmte Form bringt. Die Erfindung bezieht sich auf das Schaffen abgeschirmter Ringe oder Dichtungsringe, wobei "Drehdrück"-Techniken verwendet werden, um die Abschirmungen an Ort und Stelle zu formen.

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Bei der Verformung oder den Gestalten von Metallteilen, bei dem der innere Teil, beispielsweise ein Dichtungsring aus einem verhältnismäßig harten Material hergestellt wird, ist es möglich, den Inneren Teil als eine Matrize oder mindestens als einen starren Halteteil zu verwenden, der bei dem Verformungsarbeitsgang unterstützend wirkt. Wo jedoch die innere Membran aus einem verhältnismäßig weichen Material gebildet wird, kann sie nicht als ein Stutzmaterial verwendet werden und demgemäß sind derartige Verf ormungs?* techniken bei solchen Materialien nicht anwendbar. Die Erfindung bezieht sich auch auf das Schaffen eines Verfahrens zum Herstellen abgeschirmter Bauteile, das gleichmäßig anwendbar ist, gleichgültig ob der innere Bauteil starr oder verformbar ist.

In der Anwendung von "Drehdrück¹¹-Techniken bei einem kleinen Gegenstand, wie etwa einer Abschirmung für einen Dichtungsring oder einen Ring mit verhältnismäßig geringer Stärke, taucht ein Hauptproblem auf. Im Gegensatz zu dickeren und kräftigeren Materialien macht die Art des Gegenstandes selbst es schwierig, den Gegenstand in Stellung zu halten, während die wesentlichen Kräfte zur Einwirkung gebracht werden, die für die Spinnarbeitsgänge notwendig sind. Es hat sich gezeigt, daß abgeschirmte Ringe oder Dichtungsringe ausgezeichneter Qualität preiswert und bequem

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durch das folgende Verfahren hergestellt werden können: '

a) Herstellen eines zylindrischen, rohrförmigen Teiles aus dem Abschirmungsmaterialj

b) Formen eines um den Umfang verlaufenden vertieften Teiles oder einer ,Nut auf der Oberfläche des genannten rohrförmigen Teiles an einem Punkt zwischen den Enden des genannten rohrförmigen Teiles;

c) Einbringen eines Dichtungsringes in die genannte¹ Nut und radiales Herumliegen um das Rohr; und

d) Drehdrücken der Enden des Rohres, bis sie sich radial nach außen in einer Art und'Weise erstrecken, um eine Abschirmung zu bilden, die teilweise oder ganz die Oberflächen des genannten Dichtungsringes deckt;

wodurch ein Zusammengesetzter Artikel hergestellt wird, der aus einem Dichtungsring besteht» dessen innerer Umfang und die Gesamtheit oder ein Teil seiner Oberflächen durch ein Abschirmungsmaterial bedeckt ist.

Die Herstellung abgeschirmter Dichtungsringe in Übereinstimmung mit der Erfindung schafft daher bisher nicht zur Verfügung stehende und erstklassige Artikel. Das teure und zeltraubende SchwelBen, das früher notwendig war, wird durch dieses Verfahren ausgeschaltet. Die hergestellten Gegenstände haben

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wegen der gleichmäßigen Art des Abschirmungsteiles ein Oberflächenaussehen, das ihr gefälliges Aussehen für den möglichen Benutzer erhöht und dennoch ein Polieren und Oberflächenbehandlung erfordert. Zusätzlich zu den geschaffenen ästhetischen Werten ergibt das Nichtvorhandensein von Schweißnähten ein Material von gleichmäßiger Stärke und schaltet eine Quelle möglichen Versagens oder Korrosion aus. So wurde eine einzigartige Kombination ästhetischen guten Aussehens, verbesserter Widerstandsfähigkeit, Einfachheit der Herstellung und wirtschaftlicher Durchführbarkeit geschaffen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und Erläuterung eines in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen abgeschirmten Dichtungsring nach der Erfindung,

Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang den Linien 2-2 der Fig. 1,

Fig. J5 zeigt das Abschirmungsmaterial in seiner

. . /Brehzylindrisehen Form vor denrärücl&vorgang und mit einer darin ausgebildeten Nut,

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Fig. 4 zeigt das Haltewerkzeug, das bei der Herstellung abgeschirmter Dichtungsringe nach der Erfindung verwendet wird, wobei dieses Werkzeug einen Rolladapter in sich eingebracht trägt,

Fig. 5 zeigt das Haltewerkzeug mit dem Drehdrückadapter darin eingebracht,

Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines Rohres mit den Werkzeugen in Stellung für den Drehdrückarbeit sgang, und

Fig. 7 zeigt den zusammengesetzten abgeschirmten Dichtungsring in"halbfertigem Zustand.

Fig. 1 und 2 zeigen einen zusammengesetzten ringförmigen abgeschirmten Dichtungsring 2 mit einem Dichtungsteil 3, dessen innerer Umfang und Teile der Dichtungsringoberflachen 4 von einer einheitlichen Dichtungsringabschirmung 6 bedeckt sind, die sich in ununterbrochener Weise von einer Dichtungsringfläche zur anderen Dichtungsringfläche erstreckt.

Der abgeschirmte Dichtungsring 2, wie in Fig, I und gezeigt, "ist in seinem Aussehen von einem üblichen Dichtungsring, der eine Abschirmung aus weichem Metall hat, nicht zu unterscheiden, aber ist neu an sich wegen der Tatsache, daß er aus einem einzigen kontinuierlichen Abschnitt von Tantal durch Drehen gedrückt 1st.

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Fig. 5 zeigt einen rohrförmigen zylindrischen Teil 8 mit einer um den Umfang verlaufenden Nut lo, die an einem Punkt zwischen den Enden liegt.

In Fig. 4 ist ein zylindrischesHaltewerkzeug 14 mit einer Hauptbohrung 16 und einem kleineren konzentrischen Durchgang 18 mit Innengewinde gezeigt, der zur Aufnahme eines Bolzens 19 oder einer anderen Befestigungseinrichtung dient. Ein radialer Rand ist auf der Außenseite des Haltewerkzeuges 14 vorgesehen und bildet einen Sitz, der die axiale Bewegung des Rohres begrenzt, wenn es sich in Stellung befindet. Ein Rolladapter 21 mit einem Hals 22 der sich zur Aufnahme des Bolzens 1'9 und zum Einpassen in die Bohrung 16 des Werkzeuges 14 eignet, ist ebenfalls vorgesehen. Der" Adapter 21 und das Haltewerkzeug 14 haben gebogene Endteile, die so beschaffen sind, daß sie eine konkave Halbkugelnut 24 bilden, wenn sie aneinander anstoßen.

In Fig. 5 ist ein Dr.ehdrückadapter 25 anstelle des Rolladapters 21 in das Halterohr 14 eingesetzt. Der Drehdrückadapter 25 ist so beschaffen, daß er in die Hauptbohrung 16 des Haltewerkzeuges 14 paßt und einen gebogenen Endteil hat, der so beschaffen ist, daß er die Nut 24 bildet, wenn sie an dem Haltewerkzeug anstößt. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Drehdrück-

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adapter einen ringförmigen Hohlraum in sich aufweist, der in einem Durchlaß endet, der mit dem Kanal 18 des Halterohres 14in Ausrichtung gebracht werden kann. Dieser Hohlraum ist groß genug, um.zu gestatten* daß der Kopf des Bolzens 19 darin eingebracht wird, so daß er sich nicht über die Außenoberfläche des Drehdrückadapters 25 erstreckt.

Fig. 6 zeigt das Haltewerkzeug 14 von einer ringförmigen Halteplatte 26 umgeben, die in die Nut 24 eingebracht ist. Die Halteplatte 26 ist mit einer Verriegeiiungsvprrichtung 27 versehen, die ihre Anbringungrund das Abnehmen innerhalb der Nut 24 gestattet, ohne daß das Werkstück abgenommen werden muß. Das Rohr 8 ist in seiner Stellung über dem Drehdrückaö apter 25 gezeigt und das DrehdrUckwerkzeug 28 ist In das Rohr 8 eingebracht,dargestellt.

Bei der Herstellung eines abgeschirmten Dichtungsringes nach der Erfindung wird ein Abschnitt eines Rohres geeigneter Länge und Stärke auf das Haltewerkzeug 14 aufgebracht durch Einführen des Haltewerkzeuges 14 in konzentrischer Art in das Rohr hinein. Der Rolladapter 21 ist an dem Haltewerkzeug 14 befestigt und ©ine um den Umfang verlaufende Nut wird gebildet. Nach der Ausbildung der Nut Io wird der Rolladapter 21 entfernt und eine trennbare

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Rückenplatte 26, die in Pig. 6 in Stellung gezeigt ist, wird in die Nut Io eingebracht. Der Drehdrückadapter 25 wird befestigt und eine sich radial erstreckende Abschirmungsfläche 6 wird durch Verwendung des Drehdrückwerkzeuges 28 ausgebildet, das in Fig. in Stellung gezeigt ist, um einen halbfertiggestellten Gegenstand zu schaffen, wie er in Fig. 7 gezeigt ist.

Nach der Herstellung der ersten Abschirmungsfläche wird das Rohr umgekehrt und das entgegengesetzte Ende wird auf das Haltewerkzeug 14 aufgeschoben. Der Dichtungsring 3 wird dann über das nicht fertige Ende geschoben und in die Nut Io eingebracht. Die zweite Absohirmungsflache wird dann in der gleichen Art und Weise gedrückt, wie vorstehend beschrieben. Die Verstärkungsplatten werden dann entfernt und die Abschirmungsflächen flachgedrückt, wodurch der Arbeitsgang Vollendet wird.

Bei der Bildung der abgeschirmten Dichtungen nach den Verfahren nach der Erfindung können Ersparnisse von bis zu 8<#> an Löhnen und Material erzielt werden. Die Ausschußmengen, die früher durch schlechte Schweißungen verursacht wurden, werden vollständig ausgeschaltet und ein verbessertes Erzeugnis wird erzielt.

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Obwohl die Erfindung an Hand einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde, bei der eine Tantal« abschirmung gebildet wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann auch mit anderen Metallen ausgeführt werden, wie etwa Blei, Aluminium, Zinn, rostfreiem Stahl, Silber usw.

Die Erfindung ist überall dort nützlich, wo eine Metallabdeckung oder Verkleidung für die Flächen und den Innenumfang eines Ringes erforderlich sind. Daher können genausogut Abstandsringe und gewöhnliche Ringe als auch Dichtungsringe in den Rahmen der Erfindung fallen.

Es ist offensichtlich, daß die Erfindung ihre angegebenen Ziele erreicht durch Schaffen eines neuartigen abgeschirmten Dichtungsringes, wobei die genannte Abschirmung aus einem einzigen einstückigen Metallteil durch Drehdrücken gebildet wird. Weiterhin schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der genannten neuartigen Gegenstände, das preiswert und einfach im Vergleich mit den Verfahren nach der früheren Technik ist. Zusätzlich ist das Verfahren nützlich, gleichgültig ob das abzuschirmende Material verformbar oder nicht verformbar ist und eine Bildung der Abschirmung mit dem inneren Material an Ort und Stelle gestattet ohne Rücksicht auf seine Wärmewiderstandsfähigkeit.

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Claims

Patentanspruche .

1») Verfahren zur Herstellung einer aus einem Stück bestehenden Diehtungsringabsehirmung, d a d u ν Q h g «kennzeichnet , daß eine Umfangsnut in ein Rohr an einem Punkt zwischen dessen Enden ausgebildet wird und die Enden dieses Hohres durch Drehen und Drücken umgelegt werden, bis sie sieh radial von dem Rohr im wesentlichen senkrecht von und in der Nähe dieser Nut erstrecken, wodurch eine Diehtungsringabsehirmung mit einer kontinuierlichen glattgebogenen Oberfläche gebildet wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr von der Umfangsnut gehalten wird.

>.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut ausgebildet wird, indem ein im wesentlichen zylindrisches Rohr auf ein Werkzeug aufgebracht wird, das eine um den Umfang verlaufende Nut in seiner Oberfläche hat und auf diesem Rohr einwärtsgepreßt wird, wo es über dieser Werkzeugnut liegt, wodurch eine um den Umfang

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verlaufende Nut in dem Rohr gebildet und das Rohr in engen Eingriff mit dem Werkzeug gedrückt wird.

4.) Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche bis 3,- dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr gegen eine ringförmige Halteplatte gedrückt wird, die innerhalb der Nut eingebracht ist. . ' .

5.) Verfahren zur Herstellung eines abgeschirmten Dichtungsringes, dadurch gekennzeichnet, daß eine um den Umfang ^erlaufende Nut in einem zylindrischen Rohr an einem Punkt zwischen dessen Enden ausgebildet wird, ein Dichtungsring in diese Umfangsnut eingebracht wird, die Enden des Rohres umgelegt werden, bis sie sich radial von dem genannten Rohr im wesentlichen senkrecht von und neben dieser Nut erstrecken und die sich radial ausdehnenden Teile dieses Rohres in enge Anlage an den Dichtungsring gepreßt werden, wodurch ein kontinuierlich glatt gewölbter Dichtungsring geschaffen wird, der eng an der Oberfläche des genannten Dichtungsringes anliegt.

6.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Nut im wesentlichen gleioh der Dicke eines abzuschirmenden Diohtungsrl'nges ist.

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I *J yJ £. U O U

7.) Verfahren nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr von der Umfangsnut gehalten wird.

8.) Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut im wesentlichen von halbkreisförmigem Querschnitt ist.

9.) Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsnut gebildet wird, indem ein im wesentlichen zylindrisches Rohr auf ein Werkzeug gesetzt wird, das eine Umfangsnut in der Oberfläche hat und auf dem genannten Rohr einwärtsgepreßt wird,wo es über der ganzen Werkzeugnut liegt, wodurch "eine Umfangsnut in dem genannten Rohr ausgebildet und das Rohr in einen engen Eingriff mit dem Werkzeug gedrückt wird.

lo.) Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ausbilden der Nut das Rohr auf ein Haltewerkzeug aufgebracht wird, das eine passende Nut in sich ausgebildet hat, wobei diese Nut mit der Nut in dem Rohr ausgerichtet wird, wonach ein Ende des Rohres durch Drehen gedrückt wird, um einen sich radial erstreckenden Flansch zu bilden, der im wesentlichen senkrecht zu dem genannten Rohr und in der Nähe der genannten

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Nut liegt,, wonach das Bohr vom dem Haltewerkzeug abgenommen und ein Dichtungsring mit einem inneren umfang, der größer ist als der !umfang der Nut,, über das andere Ende des Bohres geschoben wird,, wonach der Dichtungsring in die Nut eingebracht und das Bohr mit dem Dichtungsring in eine Stellung auf aem , Haltewerlczeug gabraeht wird^ wonacii das andere Ende des Höhres dureh Drehen gedrüökt wirdj um einen sich radial erstreckenden Flansch zu bilden, der im wesentlichen senkreoht zu dem genannten Bohr und in der Nälhe der genannten Nut liegt.

11*) Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche bis. lO, dadurch gekennzeichnet, dajß das Bohr gegen eine ringförmige in die Nut eingesetzte Halteplatte durch Drehen gedrückt wird.

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