DE1935702C3

DE1935702C3 - Dichtungsring und ein Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE1935702C3
Application number: DE1935702A
Authority: DE
Inventors: John D. Pacific Palisades Calif. Wilson (V.St.A.)
Original assignee: Fluorocarbon Company Anaheim Calif (vsta)
Current assignee: Fluorocarbon Company Anaheim Calif (vsta)
Priority date: 1968-11-20
Filing date: 1969-07-14
Publication date: 1975-02-27
Also published as: GB1249574A; DE1935702B2; US3561776A; DE1935702A1

Description

Fig.3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht einer Vorrichtung zum Wickeln des Federstrei-

Die vorliegende Erfindung betrifft ein U-förmig fens,

ausgebildetes Federelement für einen Dichtungsring Fig.4 einen Schnitt gemäß Linie4-4 in Fig. 3,
von U-förmigem Querschnitt, bei dem des Federele- 35 F i g. 5 eine vergrößerte Ansicht eines gewundenen ment von einem flexiblen Dichtungsmantel umgeben Streifens während des Wickelvorganges, teilweise im ist und die die Dichtlippen bildenden freien Enden Schnitt, um zu zeigen, wie sich die Kantenränder aufdes Querschnittes gegen die Dichtflächen federnd an- einanderfolgender Windungen überlappen;
gedrückt sind, und ein Verfahren zu dessen Herstel- F i g. 6, 7, 8 sind vergrößerte, perspektivische Teillung. Für Dichtungen entsprechend diesem Gattungs- 40 ansichten, welche die aufeinanderfolgenden Schritte begriff ist ein Stand der Technik bekannt, wie er im zum Verbinden der Streifenenden eines schraubenwesentlichen durch die deutsche Patentschrift förmig gewundenen Streifens zeigen, um die Ring-821 747 gegeben ist. Die bekannten Dichtungen ha- form für das Federelement zu bilden,
ben sich aber in der Vergangenheit deswegen als F i g. 9 einen Schnitt gemäß Linie 9-9 in F i g. 8,
nachteilig herausgestellt, weil die U-förmigen Feder- 45 Fig. 10 einen vergrößerten Grundriß des Federelemente einstückig ausgebildet sind und daher eine elementes vor seiner Verformung in die U-förmige Feder-Charakteristik haben, die eine Anwendung je- Endform,

weils in einem nur sehr eng begrenzten Federungsbe- F i g. 11 die Ansicht einer Vorrichtung zum Verreich erlauben. formen des Federelementes mittels zusammenarbei-Es ist daher in der Vergangenheit versucht wor- 50 tender Pressenteile, die in Offen-Stellung dargestellt den, die Federungscharakteristik der U-förmigen sind,

Federelemente dadurch zu beeinflussen, daß sie per- F i g. 12 eine teilweise Schnitt-Darstellung, in der

foriert oder mit Löchern versehen worden sind. Dies die Pressenteile in geschlossener Stellung mit dem

hat aber wiederum im Zusammenhang mit dem flexi- darin enthaltenen, verformten Federelement gezeigt

blen Dichtungsmantel den Nachteil, daß das Feder- 55 sind,

element bei langandauernder Belastung mit seinen Fig. 13 eine vergrößerte, perspektivische Teildar-

offenliegenden Kanten in den flexiblen Dichtungs- stellung der U-förmigen Ausbildung des Federele-

mantel einschneidet und somit von innen heraus eine ments und einem Querschnitt durch das Federele-

Zerstörung der Dichtung bewirkt. ment, aus dem dessen doppelwandiger Aufbau her-

Es ist daher die der vorliegenden Erfindung zu- ⁶° vorgeht,

gründe liegende Aufgabe, in einem ein Federelerrsent F i g. 14 eine vergrößerte, perspektivische Teilan-

innerhalb einer Kunststoffummantelung enthaltenden sieht des vorgeformten Dichtungsmantels, wie er im

Dichtring das Federelement so auszubilden, daß es ersten Stadium der Herstellung des Dichtungsringes

keine öffnungen oder Spalte zur Erzielung ausrei- um das fertige Federelement herumgelegt wird, und

chender Biegsamkeit aufweist und außerdem leicht ⁶5 Fig. 15 eine vergrößerte Teilansicht im Schnitt

herstellbar ist. nach Fertigstellung der zusammengesetzten Ring-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- dichtung, aus der die Verbindung des Dichtungsman-

löst, daß das U-förmige Federelement aus einem tels (A) mit den Federelementen (B) ersichtlich ist.

<t

Streifen 22 aus flachem,

beispielsweise aus nichtrostendem Mam oo _ geeigneten Material schraubenförmig m "«' eines flexiblen Rohres derart gewunden, aau Endkanten aufeinanderfolgender ^^^Τ \eden überlappen, wobei die Vorderkante 24 einer^ Windung nach außen frei hegt, wahrena αϊe xjjii kante der Windungen, wie bei 25 gezeigt, von nachfolgenden Streifenwindung bedeckt ist.

Die Vorrichtung zum Winden eines soicnen rw res kann im einzelnen variieren. Eine Ausruni *?

form einer Vorrichtung für diesen ^^ec* /V. ^ F i g. 3 und 4 gezeigt, und umfaßt em Kanmenreu

mit am Rande befindlichen Anlageflanscnen λ / * · Auf einer Seite ist eine ringförmige moe■ *> *w

sehen diesen Flanschen nach außen hi, von einer sie umgebenden, ausgespai[^ Oberfläche 27 α, angeordnet. Em dem ^AIU° anliegendes Plattenteil 28 ist mit einer

In den Zeichnungen ist mit 10 eine zusammenge-

setzte Ringdichtung gezeigt, welche die Merkmale der Erfindung verkörpert und im wesentlichen eben flexiblen, ringförmigen Dichtungsmantel A und ein damit verbundenes Federelement B enthält, das in 5 dem Dichtungsmantel liegt, um ihn zu verstärken und gegen übeKäiäßige Verformung widerstandsfähig

zu machen, und ihm die erforderliche Kraft verleiht,

um eine wirksame Dichtung zu gewährleisten. Wie am besten aus Fig. 1 und 15 ersichtlich ist, io

hat der Dichtungsmantel die Form eines Ringes mit

U-förmigem Querschnitt. Insbesondere ist dieser Dichtungsmantel so nergestellt, daß er an seinem Umfacg äußere und innere, als Dichtlippen wirkende mit am Rande befindlichen Anlag Seitenwände Ua und U b aufweist, welch- an den 15 Auf einer Seite ist eine ringförmige moe■ *>

ihnen benachbarten Seitenwänden 12 a und 12 b des sehen diesen Flanschen nach außen hin, ^ausSf"*

Federelementes B anliegen. Das Federelement B ist d pai[^ ?**

wie der Dichtungsmantel ringförmig mit U-förmigem

Querschnitt ausgebildet, und die Seitenwände 12 a

und 12» sind durch einen Bodenwandteil 12c über- „

"wie in F i g. 1 gezeigt ist, steht der Bodenwandteil dieser Lage ^\^Gf^l^ des Federelementes in enger Verbindung mit sich werden kann. Die Nabe 26 und die nach innen erstreckenden Abschnitten 13 α und 13 b, Platte 28 sind mit einer Anzahl HW She mit den Dichtungsmantel-Seitenwänden ein- *₅ teter Durchgänge 31 versehen, welche einer, drehba^ Sig sind und sich nach innen eng um den über- ren Dorn 32 tragen Auf einer Seite to ^Platte 2* Senden Bodenwandteil des Federelementes Ie- läuft der Dorn 32 durch einen ^O" W Am gegenüberliegenden Ende sind die Seiten- ausreichend vergrößertem Durchmesser Ede 11 α und 11 b mittels eines mit ihnen einstük- der Windungen, so daß in diesem AbJ. 5 ausgebildeten Wandabschnittes lic verbunden, 30 den der Röhrenstruktur ermöglicht wird Am i SS zwischen seinen Enden so gebogen ist, daß er in- Ende des Durchganges 33 wird> «>« S^to» nere Seitenwände 14a und 14ft aufweist, die durch Dorn hochkam zugeführt durch den ^nen "ine überbriiekungswand 14 c verbunden sind und 34 zw,s_Chen der Innenfläche der Matte 28 und α den «nneren Wandflächen des Federelementes ange- ausgesparten ebenen Flache 27 a wahrend paßt sind. Bei dieser Anordnung weist das Federele- 35 dens des Rohres. _lRpnfläche des Roh-

ment einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt Vorteilhaft ist es, wenn die.Außenflachei des^Kon

Zt, während der Mantel einen im wesentlichen res 23 glatter_? gehalten wird, indem duVrd™e W- örmigen Querschnitt aufweist. Auf diese Weise 24 des Streifens 22 vor dem ^AuJf" schafft der Mantel einen Schutzschild für das Feder- Dorn dünner gemacht wird, wie . ^ Sent im Hinblick auf seine Seitenöffnung und ver- ₄o vermittels eines Streckvorganges. ^B« hindert daß das abgedichtete Medium in Berührung Vorrichtung wird dieses Strecken und Z dem Federelemlnt kommt. An diesem Ende des durch erreicht, daß der eintretende ^s« J? M nteT .Sd die Seitenwände 11 α, 11 ft mit am Um- um die Nabe 26' längs ernes gekrümmten Wege her

äSS

schnitte 13 α und 13 ft am Umfang sich erstreckende ten.

23 wird dann zu

oder

Lifenenden vö>,_ige„ überlapp φ~* w=«.en, .

in Fig. 8 und 9 gezeigt ist. Nachdem so der Ring 36 gebildet isit, wird er in eine Form mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt umgeformt. Eine Vorrichtung zum Umformen des Ringes 36 ist in den Fig. 11 und 12 gezeigt. Sie weist ein unteres Matrizenteil und ein betriebsmäßig damit verbundenes, oberes Stempelteil 38 auf, die zur Bewegung in die offene oder geschlossene Stellung gelagert sind. Das Matrizenteil weist eine ringförmige Aushöhlung 39 mit öffnung nach oben auf, welche von äußeren und inneren konzentrischen Wänden 40 α und 40 b begrenzt ist, die abwärts zu nach unten zusammeulaufenden Siätenabschnitten 41a und 41b führen, die an ihren unteren Enden durch eine gekrümmte Bodenwand 41 c miteinander verbunden sind. Auf diese Matrize kann ein Ring 36 in die Ausgangslage am oberen Ende der ringförmigen Aushöhlung zwischen die konzentrischen Wände 40 a, 40 ft gelegt werden.

Der Stempelteil 38 weist ein ringförmig vorstehendes Teil 42 auf, das an seinem Bodenteil mit inneren und äußeren, konzentrischen Wandabschnitten 43 α und 43 ft versehen ist, die zu nach unten zusammenlaufenden Wandabschnitten 44 a und 44 & führen, weiche an ihren unteren Enden in einen gekrümmten Endabschnitt 44 c auslaufen.

Die ringförmige Aushöhlung 39 und das ringförmig vorstehende Teil 42 sind so dimensioniert, daß, wenn die Teile 37 und 38 in die geschlossene Lage bewegt sind, wie in Fig. 12 gezeigt ist, der eingesetzte Ring 36 in den Boden der Ausnehmung 39 so eingeformt wird, daß eine doppelwandige U-Form erzeugt wird, die das Federelement B der zusammengesetzten Ringdichtung gemäß Erfindung formt. Beim Verformen ist es zweckmäßig, den Ring 36 so zu Iegen, daß die überlappten Streifenenden 22 α und 22 b innerhalb des Bodens der U-Form liegen, wie dies in Fig. 13 gezeigt ist. Die überlappten Enden werden dann punktverschweißt, wie dies bei 45 gezeigt ist.

Das U-förmig umgeformte Federelement wird passiviert und ist dann fertig zum Einbau in den vorgeformten Dichtungsmantel A zum abschließenden Zusammenbau, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist. Der Mantel A und das Federelement B werden, wie in F i g. 14 gezeigt ist, mit den Seitenwänden 11 α und 11 b des Dichtungsmantels nach außen im Abstand von den Seitenwänden 12 α und 12 b des Federelements angeordnet, so daß der Wandabschnitt 11 c ao geradlinig in nicht deformierter Form liegt; diese Teile werden in einer geeigneten Form auf eine Temperatur von ungefähr 120⁰C erhitzt und dann abgekühlt. Während dieser Behandlung wird der Wandabschnitt 11 c entsprechend der U-Form des Federelementes gebogen, und die Seitenwände 11 α und lift werden anliegend an die Seitenwände 12a und 12ft geformt, um die in Fig. 15 gezeigte endgültige Struktur zu erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Ring aus schraubenförmig gewundenem, bandfönni- Patentansprüche: gem Streifen mit einander überlappenden Windungen gebildet ist

1. U-förmig ausgebildetes Federelement für Durch diese Ausbildung des U-förmigen Federeleeinen Dichtungsring von U-fönnigem Quer- 5 mentes in der Kunststoffummantelung wird eine schnitt, bei dem das Feiderelement von einem fle- hohe Lebensdauer des Dichtungselementes bei günxiblen Dichtungsmantel umgeben ist und die die stigen Federungseigenschaften sowohl bei radialer als Dichtlippen bildenden freien Enden des Quer- auch bei axialer Belastung erreicht.

schnittes gegen die Dichtungsflächen federnd an- Vorzugsweise haben die freiliegenden Kanten des

gedrückt sind, dadurch gekennzeich- io Streifens der einander überlappenden Windungen

η e t, daß das U-förmige Federelement aus einem eine geringere Dicke als die verdeckte Kante. Da-

Ring aus schraubenförmig gewundenenij band- durch wird erreicht, daß die Oberfläche des Ringes

förmigem Streifen mit einander überlappenden bzw. des zu einem U-förmigen Querschnitt verform-

Windungen gebildet ist. ten Federelementes eine sehr glatte Oberfläche hat.

2. Federelement nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung des kennzeichnet, daß die freiliegende Kante des Federelementes besteht darin, daß in an sich bekann-Streifens der einander überlappenden Windungen ter Weise ein bandförmiger Streifen aus Federmatevon geringerer Dicke ist als die verdeckte Kante. rial schraubenförmig in eine röhrenartige Form, in

3. Verfahren zur Herstellung des Federelemen- der die Kanten der aufeinanderfolgenden Windungen tes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- 20 sich überlappen, gewunden und zu einem Ring zuzeichnet, daß in an sich bekannter Weis«, ein sammengefügt und der Ring zu einem U-förmigen bandförmiger Streifen aus Federrna-.erial schrau- Querschnitt verformt wird.

benförmig in eine röhrenartige Form, in der die Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines

Kanten der aufeinanderfolgenden Windungen Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt

sich überlappen, gewunden und zu einem Ring 35 F i g. 1 einen Schnitt durch einen in dem abzudich-

zusammengefügt und der Ring zu einem U-förmi- tenden Raum installierten Dichtungsring,

gen Querschnitt verformt wird. F i g. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Streifens,

der zur Herstellung des Federelementes dient, das im Dichtungsring der vorliegenden Erfindung eingebaut 30 ist,