DE1675212A1

DE1675212A1 - Dichtungsring

Info

Publication number: DE1675212A1
Application number: DE19681675212
Authority: DE
Inventors: Nicholson Terence Peter
Original assignee: CORRUGATED PACKING AND SHEET METAL CO Ltd
Current assignee: CORRUGATED PACKING AND SHEET METAL CO Ltd
Priority date: 1967-01-09
Filing date: 1968-01-08
Publication date: 1971-09-09
Also published as: FR1550745A; GB1213454A; US3588131A

Description

Die Srfindung "betrifft einen Dichtungsring, der insbesondere bei hohen Temperaturen und/oder Temperaturen unter Hull seine Dicht?;iriumg behält.

jev.enstand der "ülriindung ist eine Dichtung in iiingfcrm oder in Form einer -meieren, in jich geschlossenen Figur» Die Dichtung net i;:; Querschnitt einen .lohlr.u... ;.iit wänden, die -conν rrgieren und .ine Öffnung oder eine /ielzahl verschiedener Öffnungen bilden, die zur ^ochdruckseite der zu er...ielencen Dichtung führen* lat die Öffnun^ durcrigenend, so sind Littel vorg-senen, die ein völliges Schlichen aer uüinung verhindern, das aufgrund eines normaigerienteton Drucks auf den Dichtungsring in einer etwaigen ociiließricntung der öffnung auftreten könnte.

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BAD ORiGiNAL

Auf diese" 7/eiee ^ömi-η sich cie konvergie enden 'wände jeweils on unter Abstand voneinander-liegenden Punkten im Bereich ihrer ■ß-onver^enz oder längs einer lubena berühren, di_oe Öffnungen für den Durchtritt des ".ruckuittels in den ringförmigen ...ohlraua frviläßt. In keinem Fall werden die Offnungen durch einen normalgerichteten KIe..m:.rack völlig geschlossen. Der Zulauf des Druckmittels in den Hohlraum rirl so nicht unterbrochen. Bei einer anderen aus flihrungs form berühren sich die konvergierenden Wände in keinem tunkt und bilaen se eine einzige, riiigfornige Öffnung züiscneneinander aus. In diesem Fall kann eine La^e aus 3-aze oder einem caideren, iliissigj&eitsdiircfa-"-lässigen.Lsterial zwisehen die die Uffnung bildenden Lippen eingesetzt sein, damit sich-die Öffnung nicht gänzlich schließt, wenn der Dichtungsring fectgeMeramt"wird.

An der Stelle, an der die .',ände. von der querschnitts— öffnung und voneinander am weitesten entfernt sind, bilden ihre Außenseiten die Dichtungskont?ktflachen des Dichtungsrings, wenn dieser im montierten Zustand Jest^eklei.iiat ist, Eine innere. Dichtungslinie ist ^uch dadurch er.:ielbi.r"," .:enn diese ?iänäe von ihrem Konvergenzb reich aus- ^adi_l nich innen geführt sind und wenn diese Verlängerungen derart "divergieren, daJ3 die End teile der Wände ebenfalls ran den Flüchen abdichten können, zwischen denen

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der Dichtungsring verspannt ist. in beet Listen Fällen kann es erforderli cn sein, an ^ecier Dichtung si'lache des Dichturusrings eine Reihe Ataichtungsstellen zu haben; dies ist dadurch aiöglich, dais uiese ;7ände einen sinusförmigen oaer welligen Querschnitt h·: oen, so daß sie jeweils eine Reihe radial auseinsnderliegender Bereiche msxi&aler Divergenz haben. In letztere::; Fall können sich die lande zwischen cen Bereichen maximaler Divergenz berihren und nieten so ;iehr als einen ringförmigen Kohlrsuni. In diesem Fall ist es vorteilhaft, ?;enn durch diese Kontsktlinien hindurch Durchgänge ireibleiben,. so daß das Druckmittel in alle Öffnungen und nicht nur in den liohlraum auf der Hochdruckseite der Dichtung gelangen kann-

Sine besondere Ausf3rungsf orm des erf indungsgeiLäßen Dichtungsrings hat die Form gewellter Ringräume, die längs einer endere^ell'^ng als der en aen Snd^ellun^en fortlaufend dichtend miteinander verbunden sind und die auf diese Weise mindestens einen ringförmigen xiohlraum auf jeder Seite der Dichtungslinie bilden, der mit dem außerhalb des Dichtungsrings befindlichen Druckmittels über eine oder eine Vielzahl von Offnungen in Berührung gebracht wird«,

BAD ORHätNM.

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Ein Dichtungsring gemäß der Erfindung wird vorzugsweise in Verbindung mit Mitteln verwendet, die eine Überwachung des beaufschlagenden Druckes erlauben, Z₀Bo solche, die zweckmäßigerweise die Form eines oder mehrerer Abstandselemente oder einer Einbuchtung haben, die den Dichtungsring am Schnittpunkt zwischen den abzudichtenden Teilen enthält.

7/eitere Vorteils, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sieh aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 bis 4 Querschnitte durch erfindungsgemäße metallene

Dichtungsringe mit verschiedenen Querschnittsformen, Fig. 5 einen Querschnitt bei Linie V-V der Fig. 6"durch einen weiteren Dichtungsring,

Fig. 6 eine Teilansicht des Dichtungsrings gemäß Fig.\5, Fig« 7 und 8 Montierungsarten für die Dichtungsringe gemäß

den Fig. 1 bis 6,
Fig. 9 einen beidseitig mit Öffnungen für das Druckmittel

versehenen, doppelten Metallabdichtungsring, und Fig.10 einen Metalldichtungsring gemäß der Erfindung zum

Abdichten einer Drehwelle. ' ^:

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In Fig. 1 ist der Dichtungsring rund mi dient-zur Aufnahme eines Hochdruckmittels in dem von ihm umschlossenen Kaum. Der Querschnitt des Dichtungsrings ist über den größeren Teil seines Verlaufs nahezu ringförmig. In dem radial innen liegenden Bereich konvergieren einander gegenüberliegende "lande 2 und bilden ein Paar lippen 4. Die Lippen 4 haben axiale Wellungen, so daß sie aneinander gedrückt - wie auf der Zeichnung dargestellt - einander an unter Abstand voneinander liegenden Stellen ihres Umfang s- berühren. Auf diese Weise entstehen Offnungen 6, durch die der Druck des darin befindlichen Druckmittels innerhalb des Querschnitts des Dichtungsrings" dazu verwendet -wird, die v/ände 2 auseinanderzudrücken und sie dadurch in ihren, am weitesten divergierenden Bereichen 8 in Dichtungskontakt mit Flächen S zu halten, Zwischen denen der Dichtungsring eingespannt ist. liefen d&s Kontakts zwischen den Lippen 4 kann'der Dichtungsring von einem verhältnismäßig hohen Klemmdruck beaufschlagt v/erden und dadurch ist zwischen eiern' Dichtungsring und den Abdichtungsflächen ein Kontakt erzielt, der selbst einem. ,hohen Druck standhält. Dies■ trjl&i-- zum Halt int Bereich des Diehtungskontaktes bar, der anderweitig .aohzrer eraielfrör Ist,-wenn üin verhältnismäßig hartes Material, wi'e ■ je tall _f.'beispielsweise aux-g rund -hoher leinperaturen an der Abdichtungsstelle, verwendet -werden muß.

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Dadurch kann das ursprüngliche Lecken, das die Abwälzung der Dichtung "bei Beaufschlagung eines, zunehmenden Druckdifferentials beeinträchtigen würde, verringert werden, um aen den Dichtungsring beaufschlagenden Druck der Montierung zu steuern und dadurch eine Verformung seines Querschnitts zu vermeiden, was die Druckdichtungseigenschaften beeinträchtigen -.vürde, können Abstandhalter in Form eines starren, äußeren Rings- 10 vorgesehen sein, der um den hohlen ■ Dichtungsring angeordnet ist.

In Fig. 2 konvergieren einander gegenüberliegende './ancle von Dichtungsbereichen 14 aus nach innen.und haben radial nach innen verlaufende Verlängerungen 16, die ausgehend von einem Bereich 18 minimalen Abstands der ",fände divergieren. Im Gegensatz zu den gewellten Lippen 4 im ersten Ausführun^sbeispiel sind die Wände- im Bereich 18 parallel. Zwischen die Wände ist jedoch, eine Schicht 20 aus Gaze oder einem perforierten oder expandierten Metall eingesetzt, die die Wände, auseinanderhältund. docn^ine freie Verbindun,. zwischen dem inneren Hohlraum 22 des Dichtunjsringsquerschnitts und dem vom Dichtungsring umschlossenen ßaum irlaubt, Auch.in. diesem Beispiel ist ein AbatandringiO dargestellt.

Die Verlängerungen 16 sind ebenfalls so angeordnet, daß sie an den Dichtungsflachen Ö angreifen* dacmrcn entstehen zwei konzentrische Abdiehtungsiiäfctfi* Aufgrund d*r JüasMieJatuiig ipi der

fekt an der Äußendichtung über die gesamte

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Innenfläche des .Raumes 22 gegeben und wird nicht - wie im vorstehenden Beispiel - teilweise durch den gleichen Druckmitteldruck ausgeglichen, der die Außenflächen der Wände in ihren konvergierenden Bereichen, an denen sie radial nach innen zum Bereich 18 veric.ufen, beaufschlagt. · . , _: - -

Der Dichtungsring gemäß Fig. 3 hat einander axial gegenüberliegende Viände Z'i mit sinusförmigem Querschnitt; dadurch er- . · gibt sich eine Reihe konzentrischer'Dichtungslinien 26. Auf der Zeichnung sind irwar Lippen 28 entsprechend den Lippen 4 gemäß Fiof 1. hergestellt, stattdessen kann aber auch eine Schicht entsprechend der Schicht 20 _.eiaä3 Fig. 2 eingesetzt sein. Für das Auseinanderhalten der 7i^rände ·2Α genügt es gewöhnlich, die Berührung zwischen den Wänden auf den Bereich der Lippen 28 zu begrenzen. Durch Überwachung der Bohrung des Innensylinderdurchmessers -wird dann sichergestellt, daß die radial außen liegenden Bereiche der Innenseite des Dich tungsr ing (juer Schnitts an den konvergierenden Teilen 30 nicht verschlossen werden, Auoh in diesem -Fall kann zusammen mit dem Dichtungsring ein Abstandring 10 verwendet werden. Die Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2 sind einstückig aus einem einzigen Metallblechteil geformt. Fig* 3 zeigt dagegen eine Alternativ-Bauart, bei der |ie Lippen 28 getrennt . ef ornit und dann an ihrem. Außenumfang 3^ cl|.pijtend verschweißi oder verlötet v/erden. .' . "-.. ;,

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Besteht der Dichtungsring aus zwei auf diese Weise • dichtend miteinander verbundenen ?/andteilen, kann er eine nicht regelmäßige oder unrunde Form erhalten, oder"auch eine Form, durch die er eine Vielzahl runder oder unrunder Öffnungen erhält, die erforderlichenfalls gleiche oder verschiedene G-rößen und/oder Formen haben können.

In den Fig. 1 bis 3 sind die Dichtungsringe jeweils im komprimierten Zustand dargestellt, d.h. die Abdichtungsflächen S sind auf beiden Seiten des Rings 10 durch Klemmwirkung niedergehalten. Bevor die Dichtungsringe festgeklemmt werden, sind die einander gegenüberliegenden Dichtungsbereiche 8, 14, 26 durch einen Abstand voneinander getrennt, der größer ist als die axiale Dicke des Rin^s 10.

Vorzugswelse divergieren die einander gegenüberliegenden-Wände auf der Hochdruckseite der zu erzielenden Dichtung zu einem Bereich maximaler Divergenz gemäß Fig. 2 und ,,reifen so an den Dichtungsflächen an. In Fig. 4 sind fdr die den Teilen in Fig. 2 entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Hier sind Verlängerungen 16 bei 17 abgeflacht, so daß sie einen einwandfreien Kontakt mit den Abdichtungsflächen haben. Die Wände an den Dichtungsbereichen 14 sind ebenfalls abgeflacht. ,Eine zwischen die .Vände im Bereich 1o eingebrachte Schicht 20

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aus Gaze ist in Radiairichtung breit genug, daß bei jeder kleineren Verlagerung während des Betriebs dennoch ein Teil des Bings zwischen den Wänden, unmittelbar en deren umfang, verbleibt.

Der, J)IcIitung.sr.ing gemäß. den Fig, 5 und β ist dem. gemäß Figp- 3 insofern ähnlich, als er drei konzentrische Diehtungslinien 26 hat, Er hat jedoch noch eine weitere, nach innen gerichtete Verlängerung 29, die ebenfalls mit der, Dichtungsfläche in Berührung steht und auf gleiche "Jeise abgeflacht ist viie die Verlängerungen in Fig. 4. Der querschnitt des Dich tung srin-is ist ebenfalls an den Dichtungslinien 26 abgeflacht. Die 'fände 24 stoßen jeweils längs "-reisen 51 zwischen den Dichtungslinien aufeinander und dann wieder zwischen der innersten Dichtungs-. linie 26 und der Verlängerung 29. Dadurch kann das Druckmittel in drei konzentrische, ringförmige Hohlräume 33 einfließen, wo eine Vielzahl Kanäle 34 in Abstand voneinander um den Umfang der Kreise 31 vorgesehen sind. Die Kanäle 34 schaffen eine Verbindung zwischen den Hohlräumen 33 und zwischen dem innersten Hohlraum und der Hochdruckseite der durch den Dichtungsring zu bildenden"" Dichtung.

Als Mchtungsringmaterial wird vorzugsweise ein verhältnismäßig hartes Metall, ?ae Stahl, beispielsweise mit lickel legierter Stahl, verwendet. Für das Einsetzen des Dichtungsrings

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an dessen Dichtungslinien "dient.'dieses Material z.'ii."'als'ii.-apt-*" kern für den Dichtungsring und κεηη ..:ii einem weicheren'Material, das sich für die Temperatur und'di'e chemischen eigens chy! ten"'" ^J des Druckmittels ei_net, beschichtet oder plattiert seih. In '"' ' ^besonderen Fällen sind Aluminium, wickel, Poly te traf luoräthyleh* oder ein hitzebeständiger Leck verwendbar. ■--.*"-

Fig. 7 zeigt die ^ontierung eines Dichtungsrings 40 ge-" maß der Erfindung, der zum Abdichten der Fuge zwischen eineiü verbolzten Flansch 42 eines Rohres 44 und einer Tragplatte 46 dient, weiterhin sind Distanzstücke 48 vorgesehen. ,Sie brauchen den Dichtungsring 40 nicht völlig zu umgeben, außer ;venn eine durchgehende radiale Auflage far den Dichtungsring erforderlich ist. So kann das Distanzstück eigene Stopfdichtungen l-jo. jedem Bolzen. 50 haben, so daß der Dichtungsring 40 nur an einigen v;eni_oen Punkten auf dem Außenumfang berührt wird. In. Fig. 8 ist das DIstahzstack durch Vorsehen einer Ausnehmung 52 im Flansch 42 gebildet, Xh. dessen Innern der Dichtungsring 40 sitztV Der die Ausnehmung um- ' sOhließende Umfangsbereich 54 des Flansches hat dann die gleiche' Funktion wie das Distanzstück 48 gemäß Fig. 7.

Jeder der oben beschriebenen Dichtungsringe ist für den Fall ,gemacht, daß die iiochdruckseite aer Dichtung radial innen liegte Befindet ^ich die Hochdruckseite der Dichtung radial außen,

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BAD ORiGIMAL

d.U. dient-der Dichtungsring für Vakuumleitungen, ist bzw. sind die aus dem v,oai Dichtungsring gebildeten Hohlraum führende Öffnung bzw. Öffnungen nicht radial nach innen, sondern radial nach auien gerichtet. I7enn der höhere Druck entweder radial nach innen oder radial nach auden wirkt, kann der dichtungsring gemäß Fig. 9 verwendet i,erüen. Dieser Dichtungsring hat die allgemeine Form zweier liingräuae sit jeweils drei Teilungen 36, 37_f - '^_m 38o Die üin^räuae sind dann an der ',/ellung 37 durchgehend miteinander vurscirsreiüit und verhindern jede 3ev.-egun.y-des Druckmittels aus den ringförmigen Hohlräumen 33 zu einer der Seiten der SchwelSlinie, Die innen liegende und die außen liegende Verlängerung 35 bzw· 39 der Wände sind zur Erzielung eines Dichtungskontakts se .eflacht.

Der Dichtungsring genäß der Erfindung kann zur Abdichtung von'.'.'eilen verwendet werden. In Fig. 10 ist ein dafür geeigne- ^ ter Dichtungsring aargesteilt. Der Querschnitt der in der Figur oben und unten dargestellten, zwischen einer Welle % und einem Gehäuse 58 eingesetzten Dichtung entspricht dem Querschnitt, der·Dichtungen gemäi» den Fig. 2 oder 5, obgleich die Verbindung zwischen des ringförmigen Baum 22 und der ilochdruckseite der Dichtung mit Kanälen 34 versehen ist, 7;ie- in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist«, Da .die Flächen 3, zwischen denen der Dichtungsring liegt, nicht ringförmig,.sondern zylindrisch sind, bilden

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die Dichtungsbereiche 14 konzentrische Ein^e in der gleichen Sbene und die Kanäle 34 gehen vom Hohlraum 22 nicht radial, sondern axial aus*· Anstelle eines einzigen. Hohlraums 22 kann eine Vielzahl axial ausgerichteter Hohlräume vorgesehen sein und ' der aus den Hohlräumen herausführende Kanal bzw. die Kanäle können jede der.in den Fig. 1 bis & dargestellten Formen haben.

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Claims

Paten t ans prüche i

1» Dichtungsring in Form eines Hings oder einer-ande-ren, in sich geschlossenen Figur, dadurch gekennzeichnet, daß er im Querschnitt einen Hohlraum aufweist, der durch "Mn-* de gebildet ist, die aufeinanderzulaufend eine Öffnung oder eine Vielzahl von einzelnen öffnungen bilden, die sich zur Hochdruckseite der Dichtung hin öffnen, und daß eine Vorrichtung zum Verhindern eines völligen Schlieiens der Öffnung, das aufgrund eine,s normal gerichteten, den Dichtungsring .in einer etwaigen Schließrichtung der Öffnung beaufschlagenden Klemmdrucks auftritt, vorgesehen ist»

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2«, Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderzulaufenden "fände einander an voneinander unter einen Abstand aufweisenden Punkten im Bereich ihrer Konvergenz berühren.

3» Dichtungsring nach Anspruch 1* dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderzulaufenden Wände einander längs einer Ebene berühren und dabei Durchtrittsöffnungen für das Druckmittel in den ringföriiiigen Hohlraum freilassen,

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4. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß die aufeinenderzulaufenden :7ände, onne sich zu berühren., eine Öffnung zwischen sich bilden, und üaii zum Verhindern des völligen Schlieäens der Öffnung beim Festklemmen der Dichtung

eine- Schicht aus laze oder einem anderen den Durchtritt .des Druckmittels gewährleistenden katerial zwischen die die Öffnung bildenden Lippen eingebracht ist,

5o Dichtungsring nach einem der bisherigen-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, äaß die l'lände von ihrem Konvergenz bereich aus radial nach innen verlaufen und daß die Verlängerungen'zum Erhalt einer Dichtungswirkung ihrer Endteile an aen Flächen, zwischen denen die Dichtung verklemmt ist, auseinandergeflihrt sindo

6. Dichtungsring nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß zum'Erhalt eines einwandfreien Dichtungskontakts die Verlängerungen an ihren Enden abgeflacht sand. -._„-■

Τ, Dichtungsring nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhalt eines einwandfreien 'Dichtungskontakts alle seine Dichtflächen abgeflacht sind.

8, Dichtungsring nach einem der "bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» <3äß zum Erhalt einer Vielzahl von Dicht-, stellen die Wände--einen sinus- oder wellenförmigen Querschnitt

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haben und daß jede-Dichtung eine äeihe unter Abstand voneinan-. der liegender ßereiciie maximaler Divergenz hat.

9. Dichtungsring nach.-Anspruch. 8-, dadurch gekennzeichnet, daß die _:i'ände sicli arischen bereich en. maximal er Divergenz "berühren und mehr als einen ringförmigen Hohlraum, bilden, und daß in diesen Koiitaktiinien Durchlässe ausgebildet sind.

10. Dichtung sr in^-.nac:} einem der bisherigen Ansprüche, da-, durch gekennzeichnet, äa3 er aus im Querschnitt zellenförmigen .Ringteilen besteht, die .Ji einer anderen als uer Endzeile ohne Unterbrechung miteinander dichtend verbunden sind und mindestens einen ringförmigen Zohlrauri aui jeder Seite der Uichtungslinie bilden, der mit dem 3u3.eiv.8rb des Dichtungsrings befindlichen Druckmittel über eine oder eine Vielzahl von Öffnungen in Verbindung steht.

11. Dichtungsanordnung mit einem Dichtungsring nach einem der bisherigen Ansprüche, dadj.rch gekennzeichnet, daB der Dichtungsring mit Hilfe eines Distanzstücks oder in einer Ausnehmung zwischen den beiden gegeneinander abzudichtenden Teilen verklemmt ist«

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