DE2526182B1 - Verfahren zum herstellen eines dichtungsrings - Google Patents

Description

• In F i g. 1 ist 1 ein rechteckiges Graphitfolienband, 2 ein durch Aufwickeln des Folienbandes auf einen Dorn hergestellter Wickelkörper. 3 ist ein durch Verdichten des ringförmigen Wickelkörpers mit einem konischen Preßstempel hergestellter Dichtungsring. Der Preßdruck betrug ca. 10 000 N/cm2. Die unterschiedliche
• Verdichtung des Graphits über den Querschnitt ist schematisch durch die Fältelung der Folienbänder dargestellt. Die mittlere Rohdichte des Rings beträgt ca.
• 1,5 g/cm3, die Dichte der Innenzone etwa 1,7 g/cm3 und die Dichte der Außenzone nur 1,3 g/cm3. Die Ringe sind aufgrund der Dichteinhomogenität rissig und nur zu einem kleinen Teil brauchbar. Der größere Verschleiß der Außenzone bei der Verwendung als Dichtelement in einer Gleitringnebendichtung bewirkt zudem einen verhältnismäßig schnellen Abfall der Dichtfunktion.
• Das Folienband 4 in F i g. 2 ist trapezförmig zugeschnitten, wobei das Verhältnis von Folienbreite am Bandanfang und Bandende gleich dem Verhältnis der Ringhöhe innen und außen ist. Der Wickelkörper 5 weist eine treppenförmige Kontur auf und der unter den gleichen Bedingungen wie in F i g. 1 gepreßte Ring 6 ist über den gesamten Querschnitt homogen verdichtet, wie schematisch durch die Fältelung der Folienbänder dargestellt ist. Die Rohdichte des Rings betrug 1,5 g/cm3, Dichteunterschiede zwischen der äußeren und inneren Schicht waren nicht feststellbar. Die Ringe sind praktisch rißfrei und weisen über lange Zeiten eine ausgezeichnete Dichtungsfunktion auf.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenfalls zur Herstellung von Dichtungsringen mit komplizierteren Konturen geeignet. Als Beispiel ist in F i g. 3 ein durch Verpressen gewickelter schwalbenschwanzförmig zugeschnittener Folienbänder 7 hergestellter Dichtungsring 9 mit Ringnut dargestellt. Der zum Verdichten des Wickelkörpers 8 verwendete Preßstempel weist ein entsprechendes schwalbenschwanzförmiges Profil auf.
• Der Verdichtungsgrad, die elastischen Eigenschaften und die Verschleißgeschwindigkeit sind auch in diesem Beispiel konstant.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen eines profilierten Dichtungsrings, nach welchem Folienbänder auf einen Dorn gewickelt werden und der Wickelkörper in einer mit einem Profil versehenen Preßmatrize verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet.

   daß die Graphitfolienbänder derart zugeschnitten werden. daß der Wickelkörper ein dem Dichtungsring ähnliches Profil aufweist.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß zugeschnittene. nicht graphitische Folien- oder Gewebebänder zusammen mit den Graphitfolienbändern auf den Aufnahmedorn gewickelt und anschließend verdichtet werden.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines profilierten Dichtungsrings aus Graphitfolienbändern, nach welchem die Folienbänder auf einen Dorn gewickelt werden und der Wickelkörper in einer mit einem Profil versehenen Preßmatrize verdichtet wird.

   Es ist bekannt, die beispielsweise durch schnelles Erhitzen eines mit konzentrierten Säuren behandelten Graphitpulvers erhaltenen außerordentlich bildsamen wurmförmigen Teilchen durch Pressen oder Walzen zu flexiblen Graphitfolien zu formen. Graphitfolien sind wie die bekannten Formen des Graphits gegen hohe Temperaturen und nahezu sämtliche im Bereich der Technik vorkommenden Stoffe beständig und es ist bekannt, aus Graphitfolien hergestellte Ringe als Dichtungsringe, z. B. in Gleitringdichtungen zu verwenden. Zum Herstellen der Ringe werden Graphitfolien durch Schneiden oder Stanzen zweckmäßigerweise in Folienbänder zerlegt und die Bänder auf einen Dorn gewickelt, dessen Durchmesser gleich dem Innendurchmesser des herzustellenden Dichtungsrings ist. Der erhaltene Wickelkörper, in dem die Graphitschichten im wesentlichen parallel zur Achse des Dorns orientiert sind, wird dann in eine Preßmatrize eingelegt und durch Anlegen einer Kraft verdichtet und in die gewünschte Form gebracht, wobei die Stauchung der Folienbänder beim Pressen eine innige Verzahnung und Verfestigung des Folienbündels bewirkt.

   Zur Herstellung von profilierten Dichtungsringen, deren Querschnitt nicht rechteckig ist, verwendet man mit einem entsprechenden Profil versehene Preßstempel oder -matrizen, im folgenden Preßmatrizen genannt.

   Das Verfahren ist jedoch insoweit nachteilig, als der jeweilige Stauchungsbetrag eine Funktion der Ringhöhe ist und damit das Verdichtungsverhältnis und die Rohdichte über den Ringquerschnitt nicht mehr konstant sind, wodurch Inhomogenitäten und bei der Druckentlastung Risse entstehen. Die Dichteunterschiede wirken sich ebenfalls auf die Elastizität und die Verschleißgeschwindigkeit der Ringe nachteilig aus. Zur Vermeidung der nachteiligen Effekte ist es bekannt, die Profilierung durch Abdrehen oder Fräsen von Ringen mit einem rechteckigen Querschnitt herzustellen.

   Derartige Ringe unterscheiden sich in ihren Eigenschaften nicht von einfachen unprofilierten Ringen. ihre Herstellung ist jedoch wesentlich aufwendiger.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, profilierte Dichtungsringe aus Graphitfolienbändern mit geringem technischen Aufwand und in einer Ringen mit rechteckigem Querschnitt gleichwertigen Qualität herzustellen und insbesondere Risse und sonstige Materialinhomogenitäten zu vermeiden.

   Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, nach welchem die Graphitfolienbänder derart zugeschnitten werden, daß der Wickelkörper ein dem Dichtungsring ähnliches Profil aufweist.

   Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden zugeschnittene nicht graphitische Folienbänder zusammen mit den Graphitfolienbändern auf den Aufnahmedorn gewickelt und mit diesen zusammen verdichtet.

   Die Ähnlichkeit von Wickelkörper und fertigem Dichtungsring ermöglicht beim Pressen des Wickelkörpers die Einstellung eines ortsunabhängigen Verdichtungsgrades und die Herstellung von Dichtungsringen mit konstanter Dichte und Elastizität Spannungsrisse, wie sie in nach dem bekannten Preßverfahren hergestellten Dichtungsringen unvermeidbar sind, werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vollständig vermieden und die Dichtungsringe weisen über den Durchmesser konstante Eigenschaften auf, wie z. B.

   Elastizitätsmodul und Verschleißgeschwindigkeit. wodurch ein verbessertes Dichtungsverhalten und längere Standzeiten der Dichtungsringe erzielt werden.

   Zum Herstellen der Dichtungsringe werden Graphitfolienbänder mit einem Messer oder einem Stanzwerkzeug derartig zugeschnitten, daß die Konturen der geschnittenen Bänder genau der Profillinie des fertigen Dichtungsrings entsprechen und das Verhältnis Folienbreite/Höhe des verdichteten Dichtungsrings in jedem Punkt konstant ist. Der Verdichtungsgrad beträgt in Abhängigkeit von dem vorgesehenen Verwendungszweck etwa 2:1 bis 2,5 :1, so daß bei einer Ausgangsdichte von etwa 0,7 g/cm3 eine Enddichte von etwa 1,4 bis 1,8 g/cm3 erzielt wird. Die zugeschnittenen Folienbänder werden dann einzeln oder als mehrere Bänder enthaltende Stapel auf einen Dorn gewickelt.

   Innen- und Außendurchmesser des Wickelkörpers entsprechen dem Innen- bzw. dem Außendurchmesser des fertigen Dichtungsrings, die Kalibrierung in Richtung der Ringhöhe erfolgt durch Verdichten des Rings in einer Preßmatrize, wobei die Matrize oder der Preßstempel mit einem Profil versehen sind. Für spezielle Anwendungen ist es zweckmäßig, mit den Graphitfolienbändern Folien oder Gewebebänder aus einem anderen Werkstoff, wie z.B. Stahl, Kupfer, Aluminium, Zinn, Polytetrafluoräthylen und dergleichen zu wickeln und zu verpressen, um die Festigkeit des Dichtungsrings zu erhöhen, das in trockener Atmosphäre ungenügende Reibungsverhalten des Graphits zu verbessern oder die Ausbildung nachteiliger Graphitschmierfilme zu großer Dicke zu verhindern.

   Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen Fig 1 den Querschnitt eines nach dem bekannten Verfahren hergestellten Dichtungsrings, F i g. 2 den Querschnitt des gleichen Rings. hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, F i g. 3 den Querschnitt eines Dichtungsrings mit einer Ringnut.