DE1876319U - Dichtungsring mit rechteckigem querschnitt. - Google Patents

Description

!A. 132 005*28.2. BJ

HELMUT GÖRT2
Frankfurt a. Main

Schneefcenhoisir. 27 - Tel. 61344

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UHIO]I OAKBII)E CORH)!IAIIOH, Hew York 1?» I,Y.,

Dichtungsring mit rechteckigem Querschnitt

Sie vorliegende !feuerung besieht sich auf eine neue Yorrichtung

und Gasen .

zum Abdichten, τοπ Flüssigkeiten/und insbesondere auf einen hohlen metallischen Biehtungeriiig mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, der geeignet ist» infolge seiner Quersehnittsform und der Eigenschaft* uich unter üem Druck des abzudichtenden Mediums spannen, rechteckige _t den King aufnehmende Ifuten in der Vorrichtung, bei der er verwendet wird» vollständig auszufüllen.

Entsprechend dem verbreiteten öebraueh von mit Druck arbeitenden Geräten wie Verdichter» Pumpen, Bruclcbehälter, Dayuclcleitungen imä dergl, iat die lB«t«.stri<? in starkem Maße abhängig von der Verfügbarkeit von Druckdichtungsmaterialien wie Bichtscheiben, Formdiohtungen, Dichtringe und dergl.» Eine der gebräuchlicheren derartigen Abdichtvorriehtung ist eine ringförmige Dichtung aus Gummi, Polymeren oder anderen elastomere)! Materialien mit einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, der in der Technik als Ö-Ring bezeichnet wird» Abwandlungen der ursprünglichen O-Ringform sind u«a. Hinge mit quadratischem* dreieckigem, genuteten oder anderen Querschnitten, die besonders geeignet sind zum Gebrauch bei bestimmten Geräten und Anwendungen«. Werden diese gummiähnlichen ling&ichtungen geeignet angebracht_s so dichten sie zusammenwirkende gegenüberliegende !flächen gegen Austreten von unter Druck stehenden Pluidum, indem sie sich unter dem Druck

des eingeschlossenen KLuidusts über oder in die Zwischenräume des Verschlusses herauspressen oder einfonaen« Im Idealfall steigt die Wirkung der Dichtung mit der Höhe des Druckes an, da der Diehtring stärker in die "Verbindungsstelle hineingedrtiekt wird.

Wenn bei bestimmten Anwendungefällen O-Ringe aus elastomeren Materialien sich nicht eignen wegen ihrer geringen Widerstandsfähigkeit gegen hohe Temperaturen oder wenn eine genügend hohe Flexibilität nicht gewährleistet γ/erden kann, werden Ö-Einge aus Metall benutzt. Metall-0-Ringe sind erhältlich in einer Anzahl von formen und lunktionsarten für verschiedene Anwendungsfälle, und sie lassen sich im wesentlichen in awei große Gruppen aufteilen: solche, die aus Stabmaterial mit vollem Querschnitt und solche» die aus einem Hohlrohr hergestellt sind.

Hinge mit ausgefülltem kreisförmigen Querschnitt hängen in ihrer Dichtwirkung einzig vom Druck eines eingeschlossenen Pluidums ab» oder sie sind fortlaufend rund um den umfang der Druekflache geschlitat oder eingeschnitten (d.h« die Halbumfangeflache» auf die der Druck des KLuidums einwirkt), so daß sie eine keilförmige Kerbe bilden, auf die der Druck des Fluidume eine radial ausdehnende Kraft ausübt» die proportional dem Druck ist und den Ring sich radial gegen die Oberflächen eines Singsehlitzes oder Dichtgefäßes, in dem der Sing angeordnet ist» ausdehnen läßt.

Ebenso gibt es mehrere verschiedene formen von Hohlrohrringen_β Der einfachste hiervon ist ein einfacher Ring mit hohlem, kreisförmigen Querschnitt, der in einer Hingnut an dem abzudichtenden Verschluß angeordnet wird und durch anfängliches Drücken gegen den Verschluß, danach durch den Druck des eingeschlossenen llui*

dums zusammengedrückt wird. Bei einer anderen Ausführungsform wird der Ring unter einer Zug- oder Druckspannung zusammengefügt und mit Vorspannung in eine Ringnut eingebracht, in der er anfänglich eine radial gerichtete zusammenziehende oder ausdehnende Kraft infolge seiner Vorspannung während der Herstellung ausübt. Bei einer weiteren Form wird während der Herstellung eine Druck erzeugende Substanz in das hohle Innere eingefügt, und nachdem der Ring dicht verschlossen ist* wird die Substanz durch äußer« lich angewendete Mittel verflüchtigt, so daß ein innerer Druck entsteht, der dazu beiträgt, die beim Gebrauch des Ringes auftretenden äußeren zusammendrückenden Kräfte zu kompensieren«, Bei einer weiteren Art, die unter dem Hamen selbstspannender O-Ring bekannt ist, werden kleine Löcher oder Öffnungen durch das den Ring bildende Rohr gebohrt| hierdurch kann im Betrieb Druck in das Innere des Rings gelangen und eine ausdehnende Kraft auf das Ringinnere ausüben, die einen dichteren Verschluß bewirkt. Bei einer besonderen Ausführungsform dieser letzten Ringart ist der Ring vollständig um seinen Umfang aufgeschnitten, so daß er einen O-Querschnitt bildet, und dieser Ring wirkt in dergleichen Weise wie der durchbohrte Ring,

Alle diese beschriebenen Metallringe mit kreisförmigem Querschnitt sind, während sie im allgemeinen für relativ hohe ÜJemperaturen geeignet sind, in ihrer Anwendung bis zu bestimmten Drücken begrenzt* Is hat sich gezeigt, daß sie bei sehr hohen Drücken sich in einem Ausmaß über die Elastizitätsgrenze des Ringmaterials verformen, so daß sie beschädigt werden und eine wirksame Dichtung nicht mehr möglich ist. Dies rührt daher, daß der Ring mit kreisförmigem Querschnitt sich in rechteckige Kanten der Ringaufnahmenut auszudehnen sucht und sich daher Gebiete hoher Spannungsbeanspruchung in dem Ringmaterial in der Hähe die-

ser Kanten ausbilden· Selbst wenn die Elastizitätsgrenze des Ringmaterlals noch nicht überschritten wird, kann eine fortge-» setzte Biegung der gewölbten Ringteile au den rechteckigen Kanten der Ringaufnahmenut und von ihr weg (wenn der Druck nachläßt) Fehler im King durch Ermüdung hervorruf en_e

Durch die vorliegende feuerung wird ein neuer Dichtungsring geschaffen, der infolge seiner rechteckigen oder quadratischen Querschnittsform in Verbindung mit Selbstspanneigenachaften, durch die der Druck des eingeschlossenen Fluidums den Hing radial ge~ gen die Oberflächen der Aufnahmenut drücken kann, der die beim Gebrauch normaler Dichtringe auftretenden Schwierigkeiten überwindet»

Demgemäß wird nach der !Teuerung ein ringförmiger hohler metallischer Dichtungsring geschaffen mit einem rechteckigen Querschnitt und einer Anzahl von Durchlaßöffnungen, die sich von der dem Druok des Fluidums ausgesetzten Oberfläche des Ringes zu seinem hohlen Inneren erstrecken«

Weitere Merkmale» Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der !feuerung in VerMnöung mit den Darstellungen eines Ausführungsbeispiels»

Es zeigti

Figur 1 die perspektivische Ansicht eines Dichtrings mit quadratischem Querschnitt nach der !feuerung,

Figur 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen Ring nach der !feuerung, der sich in einer Ringaufnahmenut an einer Verbindung zwischen awei abzudichtenden teilen befindet«

Der Ring 11 hat ein hohles Inneres 29 (Pig· 2), und er enthält vier Hauptoberflachen 13, 15, 17 und 19 (die Oberfläche 17 ist in 3?ig. 1 nicht zu sehen), deren jede vorzugsweise leicht konvex ist» und vier abgeschrägte Kanten-21_r 23* 25 und 27, die ebenfalls leicht konvex sein können. All diese Hingoberflächen und Kanten sind klar in Fig. 2 veranschaulicht, line Anzahl von löchern oder !Durchlässen 31 sind in gleichförmigem Abstand rund um den Ring in seiner Oberfläche 13 angeordnet, und sie verbinden das Äußere des Ringes mit seinem hohlen Inneren 29» Zusätzlich Isätaaen ähnliche Öffnungen oder Bohrungen 33 (Fig. 1) auch in der Oberfläche der Kante 27 angeordnet sein.

In Hg. 2 ist der Ring 11 in einer Ringaufnahmenut 35 dargestellt, die durch längs sich erstreckende Oberflächen 37 und 39 und eine sich radial erstreckende Oberfläche 41 dargestellt wird, Die Oberfläche 39 ist eine innere Oberfläche eines Seiles 43 irgendeiner Druck enthaltenden Vorrichtung, und die Oberflächen 37 und 41 sind Oberflächen einer Aussparung, die in einem anderen Teil 45 einer solchen Vorrichtung ausgebildet sind* lter feil 43 kann beispielsweise der Hauptteil eines hohlen zylindrischen Druckgefäßes und der Teil 45 kann der Endverschluß des Druckgefäßes sein, der dicht mit dem Hauptteil verbunden sein muß. Der Ring 11 ist unter Vorspannung in die Aufnahmenut 35 eingelegt, so daß die Wölbungen der Ringoberflächen 15, 17 und 19 abgeflacht werden, die vor dem Einsetzen des Hinges in die Mut ähnlieh gewölbt wie die Oberfläche 13 aussehen. Die in Fig. 2 gezeigte Wölbung der Oberfläche 13 ist aus Gründen der besseren Darstellung übertrieben gezeichnet, während die Wölbung aller Oberflächen nur sehr gering ist.

Sind alle feile so zusammengesetzt, wie es WtLg₉ 2 zeigt und die äußeren Verbindungen der Teile 43 und 45 hergestellt» so wird die unter Druck zu dichtende Vorrichtung vollständig.mit dem ge-

wünschten Pluidum gefüllt, das ebenso aas hohle Innere 29 des Rings anfüllte Der Pluidumsdruck kann'gesteigert werden und läßt die Ringoberfläche 17 sich gegen die Hutoberfläche 41 und die Ringoberflächen 15 und 19 sich gegen die Hutoberflachen 39 bzw. 37 drücken. Wird der Druck weiter gesteigert, so sucht sich der Ring an den abgeschrägten Kantenoberflächen 23 und 25 in die quadratischen Ecken auszudehnen, die durch die Abschnitte der Üutoberflachen 39 und 41 bzw. 37 und 41 gebildet werden» Des sind die Stellen, an denen der neuerungsgemäße Ring mit seinem rechteckigen oder quadratischen Querschnitt gegenüber üblichen Ringen mit kreisförmigem Querschnitt, die häufig während der Ausdehnung der gewölbten Seile des Ringmateriale in die rechteckigen Kanten zerstört werden, einen überragenden Vorteil darstellt* Wenn ein Ring nach der vorliegenden !Teuerung also in eine übliche Diehtnut oder Aussparung mit rechteckigen Kanten eingefügt wird, so füllt der Ring diese Kanten der Hut Tfollständig aus und läßt keinen Raum frei, der eine zerstörend© Deformierung zur Folge haben könnte* Die abgeschrägten Kanten des dargestellten und beschriebenen Ringes können auch weggelassen werden, aber sie erleichtern das Einbringen des Ringes und vermeiden die Möglichkeit hoher Spannungsbeanspruchung₉ die bei einem Ring mit genau rechteckigen Kanten auftritt»

Mehrere Ringe nach der !Teuerung wurden unter statischen Drücken bis zu 7000 kg/cm getestet, ohne daß Fehlstellen, Leetestellsa oder eine meßbare Verformung aufgetreten wäre* Wenn man. selbstspannende metallische G-Ringe der bisherigen Art mit derselben Wandstärke und gleichem Querschnittsdurchmesser von Oberfläche zu Oberfläche des Querschnitts des getesteten quadratischen Ein« ges gerechnet dem gleichen Druck bis ssu 7000 kg/om '.aussetzt, so

verformen sie sich bis zu eines Ausmaß, da& sie nach dent nicht mehr zu gebrauchen sind.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß Neuerung einfach und fortschrittlich ist «ad keinerlei Probleme weder beim gebrauch »och bei ihrer Hersteilung mit sich bringt. Dichtungsringe nach der Heuerung haben einen außerordentlich breiten Anwendungsbereich bei Geräten aller Art und die !Teuerung stellt einen hervorstechenden Beitrag sur Technik dar. Abwandlungen dieser !Teuerung sind aus der Sicht dieser Offenbarung her möglich, aber es versteht sich, daß die Beschreibung nur dem klareren Verständnis dient und keine Einschränkung des Erfindungsgegenstandes darstellen soll.

Claims (1)

1. IL 13.2 OO 5*26.2.63

   ν . - 8 V- ^: ;■-"-. Sehutaansprüehe

   1* Bingförmiger hohler metallischer

   durch einen rechteckigen Quöreohuitt M eins Mehrzahl Surchgangslöchei?!* die sich von. des? Oberiläohe des ^#m des Flutdums ausgesetateii Ringes zu seinem hoMen Innere»

   2, Mchtuagsring naoh*-ixiBpvuob 1» daidtiroh gefeeanzeiehse-t, die Hiiigoberflachen» die den rechteckigen Querschnitt stiamen» iwmirer sind*

   2, Dichtungsring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet_f daß dia äußeren Kanten des Ringes, der durch den rechteckigen Querschnitt bestiaaat wird, abgeschrägt sind»

   4. Dichtungsring »ach einem der Anspr&che 1-3» aeichnet» daß der Querschnitt quadratisch ist.