DE1939195A1 - Zentrierende Labyrinthdichtung - Google Patents

Description

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Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg

Aktiengesellschaft
Zweigniederlassung Nürnberg

Nürnberg, 30. Juli 1969

Zentrierende Labyrinthdichtung

Die Erfindung betrifft eine zentrierende Labyrinthdichtung zur lösbaren Verbindung von zylindrischen Rohren oder Rohren mit Abschlußdeckel, insbesondere Zylindern und Zylinderköpfen von Kolben-Arbeitsmaschinen, für veränderlichen Druck und Temperatur gasförmiger Medien.

Durch dss DBP 1 180 999 ist eine Zylinderkopfdichtung für Kolben-Brennkraftmaschinen bekannt, welche Labyrinthe aufweist. Sie besteht aus einem in eine Ringnut des Zylinders einlegbaren, Y- oder doppelten Y-förmi^en Querschnitt aufweisenden Dichtring, der zwischen dem Nutgrund und der Unterseite des Zylinderkopfes eingespreizt wird und einen oder zwei zum Druckraum hin weisende, durch Vorspannung und durch den Druck im Zylinder an die Dichtflächen gepreßte Arme aufweist. Die Arme haben eine durchgehend gleiche Wandstärke und breit abgerundete, in sich nicht verformungsfähige Enden, die sich lediglich an die Dichtflächen anlegen, jedoch nicht etwa Unebenheiten derselben ausgleichend wirken. Es ist daher eine genaue Bearbeitung der Dicht- · flächen erforderlich. Da die auf der Zylinderkopfseite liegende Dichtfläche in einer. Ebene mit der Auflagefläche des Zylinderkopfes liegt, neigen die Dich bringe durch die Druck- und Temperaturschwankungen leicht zu einem Durchblasen, zumal sie zusammen mit der ZylinderkopfUnterseite nur eine

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Labyrinthkammer bilden. Sie sind daher niche für hohe u:. ι veränderliche Drücke und Temperaturen geeignet. Eine Zentrierung der su verbindenden Teile ist nicht vorgesehen.

Aus dem DBP 832 520 ist eine Zylinderkopfdichtung für hohe Drücke und Temperaturen bekannt, welche im wesentlicner. rechteckförmigen Querschnitt aufweist und ebenfalls in eine Ringnut des Zylinders einlegbar ist. An der dem Zylinderkopf zugekehrten Fläche weist der Dichtring zwei oder mehrere spitze, senkrecht auf die Zylinderkopfunterseite gerichtete Dichtkanten auf, durch die Labyrinthkammern gebildet werden. Die dem Zylinder bzw. dem liutgrund zugekerirte Fläohe liegt nahezu eben an oder drückt sich mit einer spitzen Kante in den Hutgrund ein. Hier sind keine Labyririthkammern vorgesehen und wegen der geringen Auflagefläche auch gar nicht anbringbar. AIb v/eiterer Nachteil ist zu wertem, aaß der Dichtrin.j eine große Breite erfordert und ävrnh die senkrechten Dieritkanten einen hohen AnpreßdrucK der zu verbindenden Teile voraussetzt. Beim Lösen der Verbindung wird schließlich durch das Eindrücken der Dichtkanter; ein Nacharbeiten der Ringnuten erforderlich. Eine gleichzeitige Zentrierung der zu verbindenden Teile ist ebenfalls nicht vorgesehen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine lösbare Labyrinthdichtung für hohe, veränderliche Drücke und Texperaturen gasförmiger Medien zu schaffen, die gleichzeitig eine Zentrierung der beiden miteinander zu verbindenden Teile bewirkt und bei einer möglichst kleinen Oberfläche eine möglichst große Anzahl von Labyrinthkammern zuläßt, ohne daß eine Erhöhung der für den Zusammenbau der beiden Teile erforderlichen Anpreßdrücke erfolgt. Es sollen ferner kleine Unebenheiten an den Dichtflächen ausgeglichen werden.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß

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ein profilierter Dichtungsring an der Trennstelle der zu verbindenden Teile je zur Hälfte in Ringnuten der beiden Teile einlegbar ist, und daß das Profil des Dichtungsringes derart ausgebildet ist, daß an seinem Umfang Labyrinthkamüiern durch von seinem Mittelpunkt ausgehende, radiale Stege gebildet werden, welche an den Anlageflächen der Ringnuten als Dichtlippen ausgebildet Bind und elastisch oder plastisch und elastisch den sich durch Druck- und Temperaturänderungen ergebenden axialen und radialen Formänderungen der beiden Teile folgen.

Die Ringnuten in den zu verbindenden Teilen können verschiedene Querschnittsformen aufweisen. Bevorzugt ist an die For.::: eines Halbkreises oder eines rechtwinkeligen Dreieckes gedacht, dessen Hypothenuse mit der Trennstelle zusammenfällt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden an jedem der Stege zwei in entgegengesetster Richtung verlaufende, in eine::, spitzen Winkel auf die Anlageflächen der Ringnuten gerichtete Dichtlippen vorgesehen, wodurch zwischen diesen Dichtlippen jeweils eine weiterje Labyrinthkaicmer entsteht.

Durch die elastischen Stege und Dichtlippen werden auch etwaige geringfügige seitliche Versetzungen der Ringnuten zueinander ausgeglichen, wobei die Zentrierung nach wie vor erfolgt. Ebenso wird ein leichtes Abfedern der beiden, miteinander zu verbindenden Teile ausgeglichen.

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von drei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen hervor. Es zeigen«

Fig. 1, 5 und 5 verschiedene Querschnittsformen des erfindungsgemäßen Dichtungsringes und verschiedenartige Ringnuten in Vergrößerung,

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Fig. 2, 4 und 6 die Dichtungsringe nach den Pig. 1, 3 und

5 in eingebauter. Zustand.

In den Fig. 1 und 2 sind der Dichtungsring mit 1 und die beiden miteinander zu verbindenden Teile mit 2 und 3 bezeichnet. Die Teile 2 und 3 weisen jeweils halbkreisförmige Ringnuten 4, 5 gleichen Durchmessers auf. Der Dichtungsring

1 hat vier von seinem Mittelpunkt radial nach außen gerichtete Stege 6, an denen jeweils zwei in entgegengesetzter Richtung verlaufende, schlanke und elastische Dichtlippen 7» 8 vorgesehen sind, welche zu ihren Anlageflächen 9, 10 in den Ringnuten 4, 5 einen spitzen Winkel bilden. Im Herstellungszustand ragen die Dichtlippen 7» £ etwas über den durch die Ringnuten 4, 5 gebildeten Durchmesser, der in Fig. 1 durch einen strichpunktierten Kreis 11 dargestellt ist, hinaus.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, werden beim Zusammenbau der beiden miteinander zu verbindenden Teile 2, 3 die überstehenden elastischen Dichtlippen 7» 8 durch die schräge Anlage seitlich weggedrückt und liegen satt an den Anlageflächen 9, 10 an. Etwaige seitliche Versetzungen der beiden Ringnuten 4, 5 werden durch die elastischen Stege 6 ausgeglichen, die sich der jeweiligen Ringnut 4_f 5 anpassen. Die Ebene, wc beide Teile 2 und 3 aneinander anliegen, ist mit Trennstelle 12 "bezeichnet.

Durch die beschriebene Ausbildung des Dichtungsringes 1 . entstehen im eingebauten Zustand zwischen den Stegen 6 vier Labyrinthkammern 13 und zwischen den Dichtlippen 7, 8 noch weitere vier Labyrinthka-nmern 14, die am Umfang gleichr.äßig verteilt sind, so daß sowohl auf der Seite des Teiles

2 als auch auf der Seite des Teiles 3* jeweils fünf hintereinandergeschaltete Labyrinthkammern 13, 14 vorgesehen sind, welche zur Abdichtung der Trennstelle 12 zur Verfügung stehen.

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Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsart eines Dichtungsringes 1. Sofern die Teile den in den Fig. 1 und bereits bezeichneten Teilen entsprechen, sind sie mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Ringnuten in den Teilen 2 und 3 weisen hier unter 45° zur Trennstelle 12 geneigte Inlageflachen 15 auf, welche im Ringnutenkern durch eine Vertiefung 16 unterbrochen werden. Die an den Stegen 6 vorgesehenen Dichtlippen 17 sind hier als durchgehende, ebene Flächen ausgebildet und liegen parallel zu den Anlageflächen 15.

Beim Zusammenbau der Teile 2 und 3 werden, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, die Dichtlippen 17 nur zum Teil durch die Anlageflächen 15 verformt, während die restlichen Teile 17a nahezu unverformt in die Vertiefungen 16 ragen und über Eck verlaufende Dichtflächen bilden. Hierdurch wird bei einer elastischen Abfederung der beiden Teile 2, 3 jeweils wenigstens eine Dichtfläche wirksam sein. Bei dieser Ausführung entstehen auf jeder Seite der Trennstelle jeweils nur drei Labyrinthkammern 13.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Abänderung des Dichtungsringes 1 entsprechend den Fig. 3 und 4, der in dreieckförmige Ringnuten 4, 5 der Teile 2, 3 einlegbar ist. Die Anlageflächen 15 sind ebenfalls unter 45° gegenüber der Trennstelle 12 geneigt, jedoch nicht unterbrochen. An den Stegen 6 sind je zwei einen spitzen Winkel zu ihren Anlageflächen 15 bildende Dichtlippen 18, 19 vorgesehen, so daß sich beim Zusammenbau entsprechend der Fig. 6 ähnlich wie in Fig. 2 je vier Labyrinthkammern 13 und 14 bilden.

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Claims (7)

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg Aktiengesellschaft Zweigniederlassung Nürnberg Nürnberg, 30. Juli 1969 Patentansprüche

1. Zentrierende Labyrinthdichtung zur lösbaren Verbindung von zylindrischen Rohren oder Rohren mit Abschlußdeckel, insbesondere Zylindern und Zylinderköpfen von Kolben-Arbeitsmaschinen für veränderlichen Druck und Temperatur gasförmiger Medien, dadurch gekennzeichnet, daß ein profilierter Dichtungsring (1) an der Trennstelle (12) der zu verbindenden Teile (2, 3) je zur Hälfte in Ringnuten (4, 5) der beiden Teile (2, 3) einlegbar ist, und daß das Profil des Dichtungsringes (1) derart ausgebildet ist, daß an seinem Umfang Labyrinthkammern (13) durch von seinem Mittelpunkt ausgehende, radiale Stege (6) gebildet werden, welche an den Anlageflächen der Ringnuten (4, 5) als Dichtlippen (7, 8, 17, 18, 19) ausgebildet sind und elastisch oder plastisch und elastisch den sich durch Druck- und Temperaturänderungen ergebenden axialen und radialen Formänderungen der beiden Teile (2, 3) folgen.

2. Zentrierende Labyrinthdichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten (4, 5) in den zu verbindenden Teilen (2, 3) im Querschnitt gesehen die Form eines Halbkreises aufweisen.

3. Zentrierende Labyrinthdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten (4, 5) in den., zu ver-

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!.iiuiendeü Teilen (2, 3) jeweils unter 45° gegenüber der Ire.-irsteile (12) der beiden Teile (2, 5) verlaufende enene Anlageflächen (15) für die Dichtlippen (17) des Dichtungsringes (1) aufweisen.

4. .'!entriereiide Labyrinthdichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten (4, 5) zwischen ihren Anla^eflachen (15) jeweils eine die A'ila^efiä^hen (15) unterbrechende Vertiefung (16) aufv.-ei sen.

5. "entrierende Labyrinthdichtung nach Anspruch 1, dadurch -ekennzeiehnet, daß an jedem der Stege (6) zwei in entgegengesetzter Richtung verlaufende, in einem spitzen WiiiKel auf die Anlageflächen (9, 10; 15) der Ringnuten (4, b) gerichtete Dichtlippen (7_f 8; 1b, 19) vorgesehen sind, und daß zwischen diesen Dichtlippen (7, B; 16, 19) ,!eweils eine weitere Labyrinthkaramer (14) vorhanden ist.

6. Zentrierende Labyrinthdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippen (17) parallel zu den Anla.-eflächen (15) der Ringnuten (4, 5) und senkrecht su ihren Stegen (6) verlaufen.

7. Zentrierende Labyrinthdichtung nach den Ansprüchen 1, 3» 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippen (17) des Dichtungsringes (1) nur zu einem leil an den Anlageflächen (15) der Ringnuten (4, 5) anliegen, während der restliche Teil (17a) nahezu unverfcrnt in die Vertiefungen (16) zwischen den A_nlageflachen (15) ragt.

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