DE2424723A1

DE2424723A1 - Hochdruckpresse

Info

Publication number: DE2424723A1
Application number: DE2424723A
Authority: DE
Inventors: Pertti Syvaekari
Original assignee: ASEA AB; Allmanna Svenska Elektriska AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1973-06-06
Filing date: 1974-05-21
Publication date: 1975-01-09
Also published as: FR2232707A1; SE419891B; US3877707A; JPS5743787B2; FR2232707B1; JPS5022157A; SE7307936L; GB1466294A; DE2424723C2

Description

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Helmut MissIing 63 Giessen 3.4.1974

Dipl.-Ing. Richard Schlee o/o/^oo Bismarcketrasse 43

Dr-In₀. Joachim Boecker 2klh 113 Telefon: o»4ii 71O19

Boe/Mg 12.085

Allmänna Svenska Eletriska Aktiebolaget, Västeras/ Schweden

Hochdruckpresse

Die Erfindung betrifft eine Hochdruckpresse mit einer Hochdrückdichtung zur Abdichtung zwischen der Wand eines Hochdruckzylinders und einer in den Hochdruckzylinder hineinragenden Matrize oder einem axial beweglichen Kolben, enthaltend zwei Dichtungsringe aus Metall, von denen ein äußerer erster Ring, eine an die Zylinderwand anliegende äußere zylindrische Fläche und eine an einem Dichtungshalter anliegende Endfläche hat und von denen der innere zweite Ring eine an die Matrize oder den Kolben anliegende innere zylindrische Fläche und eine an dem genannten Dichtungshalter anliegende Endfläche hat.

Beim hydrostatischen Strangpressen werden sehr hohe Drücke angewendet. Normalerweise liegt der Arbeitsdruck zwischen 10 und 20 Kilobar. Bei den zur Massenproduktion verwendeten Pressen sind bei diesem hohen Druck zuverlässige Dichtungen zwischen der inneren Wand eines Hochdruckzylinders einerseits und einem beweglichen Druckerzeugungskolben bzw. einer leicht herausnehmbaren und einsetzbaren Matrize erforderlich.

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Der innere Durchmesser des Zylinders ist bei dem höchsten Arbeitsdruck 0,5 - 1 % größer als bei Atmosphärendruck, was bedeutet, daß die Breite des Spalts zwischen der Zylinderwand und dem Kolben bzw. der Matrize etwas variiert, was das Dichtungsproblem noch bedeutend vergrößert und neue Dichtungen erfordert. Hochdruckpressen mit den bekannten Dichtungen der eingangs genannten Art sind bereits in der deutschen Offenlegungsschrift 2 207 650 und den schwedischen Patentanmeldungen 73063497 sowie 73063505 beschrieben.

Bei den bekannten Konstruktionen ist auf der von der Druckkammer abgewendeten Seite des Dichtungsringes ein Spalt bzw. bildet sich ein solcher Spalt zwischen den genannten metallischen Ringen, wenn der Hochdruckzylinder aufgrund des Druckes gedehnt wird. Der elastische Dichtungsring wird in diesen Spalt hineingepreßt und dadurch allmählich zerstört.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochdruckpresse mit einer Hochdruckdichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die eben genannte Beschädigung der Dichtung weitestgehend vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Hochdruckpresse der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß

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dadurch gekennzeichnet,ist, daß die genannten Ringe und der Dichtungshalter eine ringförmige Nut bilden, und daß in dieser Nut ein elastischer Dichtungsring liegt, der zwischen den Dichtungsringen und dem Dichtungshalter abdichtet. Auf diese Weise wird das Druckmittel im Spalt zwischen den Ringen daran gehindert, zwischen den Endflächen der Dichtungsringe und der gegen die Ringe gerichteten Fläche des Dichtungshalters herauszudrängen. Bei der Erfindung hat man alle Spalte eliminiert, durch welche die Dichtung herausgepreßt und dadurch zerstört werden könnte. Durch die Erfindung erreicht man somit eine geringere Belastung für elastische Dichtungsringe, was zu einer Verlängerung der Lebensdauer dieser Ringe sowie der gesamten Dichtung führt.

Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen die Dichtung zwischen einem Hochdruckzylinder und einem in diesen hineinschiebbaren Druckerzeugungskolben. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch das eine Ende einer Druckkammer,

Fig. 2, 3, 4 und 5 im größeren Maßstab drei Ausführungsformen der Dichtung. Diese Figuren zeigen den Teil der Druckkammer und des Kolbens, der in Fig. 1 durch den Kreis A - A gekennzeichnet ist.

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In den Figuren bezeichnet 1 eine Druckkammer. Die Druckkammer wird von einem Hochdruckzylinder 2 gebildet, in den ein Kolben 3 zur Erzeugung eines Druckes in einem in die Druckkammer eingeschlossenen Druckmittel hineinschiebbar ist. Dieser Hochdruckzylinder 2 enthält einen Zylinder 4, der auf an sich bekannte Weise aus einem Rohr, um welches Bänder unter Vorspannung gewickelt sind, und einem oder mehreren austauschbaren Linern (Ausfütterung des Rohres) aufgebaut

Stirnteilen

sein kann. Der Zylinder ist mit\6 versehen, die Dichtungshalter, bilden, welche auf die Dichtung wirkende axiale Kräfte aufnehmen. Zwischen dem Liner 5 und dem Kolben 3 liegt eine Dichtung 7. Innerhalb des Liners 5 liegt eine Hülse 8, die teils dem Schutz des Liners und teils als Distanzelement dient, welches die Dichtung 7 und eine entsprechende nicht gezeigte Dichtung am anderen Ende des Zylinders axial fixiert.

In der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführung der Dichtung 7 enthält diese einen äußeren ersten Dichtungsring 9 aus Metall mit einer zur Zylinderwand gerichteten äußeren zylindrischen Dichtungsfläche 10 und einer zum Dichtungshalter gerichteten Endfläche 11 sowie einem inneren zweiten Dichtungsring 12 aus Metall mit einer inneren zum Kolben 3 gerichteten zylindrischen Dichtungsfläche 13 und einer zum Dichtungshalter 6 gerichteten Endfläche 14. Der Dichtungsring 9 ist in den Liner 5 vorgespannt eingesetzt. Die Vorspannung soll so hoch wie möglich

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und am besten so hoch sein, daß der Ring ständig mit einer durch die Vorspannung bedingten Kraft an dem Liner anliegt. Der Ring 9 ist zweckmäßigerweise auch zwischen dem Halter 6 und der Distanzhülse 8 eingespannt. Zwischen dem Ring 12 und dem Kolben 3 soll das Spiel sehr klein sein, am besten ist es, wenn überhaupt kein Spiel vorhanden ist. Die Ringe 9 und 12 sind so geformt, daß sich zwischen ihnen und dem Dichtungshalter 6 ein ringförmiger Spalt 15 bildet, der für einen Dichtungsring 16 aus elastischem Material vorgesehen ist. Am Boden des Spaltes 16 schließt sich ein schmaler Spalt 26 zwischen den Ringen 9 und 12 an. Der innere Teil des Ringes 12 ist mit einer radial nach außen gerichteten konischen Endfläche 17 versehen, deren Erzeugende= durch die gemeinsame Mittellinie des Ringes und des Zylinders in der Druckkammer geht. Die Dichtung enthält ferner einen dritten, axial begrenzt verschiebbaren Dichtungsring 20, der zwischen dem Kolben 3 und der Distanzhülse 8 angeordnet ist. Dieser Dichtungsring hat eine nach innen gerichtete konische Fläche 21, welche gegen die konische Fläche 17 des Ringes 12 paßt. Seine axiale Lage wird von dem Ansatz 22 in der Distanzhülse 8 bestimmt. Um ein ständiges Anliegen zwischen den Flächen 17 und 21 zu erhalten, liegt ein Federring 27 zwischen dem Ansatz und der Endfläche 23. Zwischen dem Kolben 3 und dem Ring 20 befindet sich eine Spielpassung, so daß ein ringförmiger Spalt 24 zwischen Ring und Kolben entsteht. Der .Ring 20 dient

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dem Zweck, eine Kraft auf die konische Fläche 17 des Ringes 12 auszuüben, die beim Druckaufbau in der Druckkammer 2 eine Verkleinerung des Durchmessers des innersten Abschnittes des Ringes 12 bewirkt, wodurch ein abdichtendes Anliegen zwischen dem Ring 12 und dem Kolben 3 sichergestellt wird. Die erforderliche Kraft entsteht dadurch, daß eine Strömung des Druckmittels von der Kammer 1 durch die Spalten 24 und 26 in den Spalt 15 mit einem großen Druckabfall verbunden ist, wenn das Spiel zwischen dem Ring 20 und dem Kolben 3 klein ist, d. h. wenn der

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Spalt 24 eine geringe Dicke hat. Das Spiel soll unter

0,5 mm, in der Regel unter 0,1 mm liegen. Eine gute Wirkung erhält man mit einem Spiel von ca. 0,03 mm bei einem Kolbendurchmesser von 180 mm.

Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei einfachere Ausführungen der Dichtung 7, die nur zwei Metallringe enthalten. Die Ausführung gemäß Fig. 3 hat einen äußeren ersten Dichtungsring 30, der unter Vorspannung in den Liner 5 eingesetzt ist, so daß dessen äußere Fläche 31 mit einer durch die Vorspannung bedingten Kraft an dem Liner anliegt. In der Regel ist der Ring zwischen dem Dichtungshalter 6 und dem Distanzrohr 8 eingespannt, so daß seine Endflächei32 und 33 ständig an dem Halter bzw. dem Distanzrohr anliegen. Die Dichtung enthält einen zweiten inneren Dichtungsring

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34 mit einer zum Kolben 3 gerichteten inneren Dichtungsfläche

35 und einer zum Dichtungshalter gerichteten Endfläche 36. Das innere Ende des Ringes ist mit einer radial nach außen gerichteten konischen Fläche 37 versehen. Der Ring 30 ist mit einer radial nach innen gerichteten konischen Fläche 38 versehen, die gegen die Fläche 37 paßt. Zwischen den genannten konischen Flächen befindet sich ein schmalerer Spalt 39. Die Ringe 30 und 34 sind so geformt, daß zwischen ihnen undcfem Dichtungshalter 6 ein ringförmiger Spalt 40 gebildet wird. In diesem liegt ein elastischer Dichtungsring 41.

Die Ausführungsform nach Figur 4 hat ebenfalls einen ersten Dichtungsring 50, der unter Vorspannung in den Liner 5 eingesetzt ist', so daß dessen äußere Fläche 51 an dem Liner anliegt. In der Regel ist der Ring auch zwischen dem Dichtungshalter 6 und dem Distanzrohr 8 eingespannt, so daß seine Endflächen 52 und 53 ständig an dem Halter bzw. dem Distanzrohr anliegen. Die Dichtung enthält auch einen inneren zweiten Dichtungsring

54 mit einer zum Kolben 31 gerichteten inneren Dichtungsfläche

55 und einer zum Dichtungshalter gerichteten Endfläche 56. Der Ring 54 ist mit einer radial nach außen gerichteten konischen Fläche 57 versehen, die den konischen Flächen 58 und 59 des Ringes gegenüber liegt. Zwischen den Flächen 57 und 58 ist ein kleiner Spalt 60, der eine äußerst begrenzte axiale Bewegung des Ringes 54 zuläßt. Zwischen den Flächen 57 und 59 befindet sich ein für den Dichtungsring 61 bestimmter Spalt 62. Die

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Ringe 50 und 54 und der Dichtungshalter bilden einen ringförmigen Spalt 63, in dem sich ein elastischer Dichtungsring 64 befindet.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 hat einen ersten Dichtungsring 70, der unter Vorspannung in den Liner 5 eingesetzt ist und mit seiner äußeren Fläche 71 an dem Liner anliegt. Der Dichtungsring 70 hat einen radialen Ansatz 72. Der Ring ist" axial zwischen dem Dichtungshalter 6 und dem Distanzrohr 8 fixiert, so daß seine äußere Endfläche an den Dichtungshalter 6 anliegt. Die Dichtung enthält einen zweiten Dichtungsring 75 mit einer zum Kolben gerichteten zylindrischen Dichtungsfläche 76. Der Dichtungsring hat einen nach innen zur Druckkammer gerichteten Ansatz 73 und einen inneren Teil 77 mit dreieckigem Querschnitt* Die äußere Endfläche des Ringes liegt an den Dichtungshalter 6 an. Die Ringe 70 und 75 und der Dichtungshalter 6 bilden eine im wesentlichen geschlossene ringförmige Nut 78. In dieser befindet sich ein Dichtungsring 78 aus elastischem Material.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Μ.JHochdruckpresse mit einer Hochdruckdichtung zur Abdichtung zwischen der Wand eines Hochdruckzylinders und einer in den Hochdruckzylinder hineinragenden Matrize oder einem axial beweglichen Kolben, enthaltend zwei Dichtungsringe aus Metall, von denen ein äußerer erster Ring eine an die Zylinderwand anliegende äußere zylindrische Fläche und eine an einem Dichtungshalter anliegende Endfläche hat und von denen der innere zweite Ring eine an die Matrize oder den Kolben anliegende innere zylindrische Fläche und eine an dem genannten Dichtungshalter anliegende Endfläche hat, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Ringe (9, 12) und der Dichtungshalter (6) eine ringförmige Nut (15) bilden, und daß in dieser Nut (15) ein elastischer Dichtungsring (16) liegt, der zwischen den Dichtungsringen (9, 12) und dem Dichtungshalter (6) abdichtet.
2. Hochdruckpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Ring (12) mit einer nach außen gerichteten konischen Fläche (17) versehen ist, deren Erzeugende durch die Mittellinie des Ringes im Hochdruckzylinder (1) geht.
3. Hochdruckpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring (33, 53) eine nach innen gerichtete konische Fläche (38, 58) hat, die gegen die konische Fläche des inneren Ringes (33, 53) gerichtet ist.
4. Hochdruckpresse nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die konische Fläche (57) des inneren Ringes und eine auf diese gerichtete konische Fläche (59) sowie eine dritte Fläche des äußeren Ringes (53) eine ringförmige Nut (62) bilden, die für einen elastischen Dichtungsring (61) vorgesehen ist.

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