DE2548626C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Einsetzen einer O-Ring-Dichtung in die Nut eines Sitzringes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Einsetzen einer O-Ring-Dichtung in die Nut eines SitzringesInfo
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Description
Insbesondere bei den Absperrschiebern und Kugelhähnen
ist es beispielsweise nach der US-PS 31 09 623 bekannt, die Nut eines Sitzringes für eine O-Ring-Dichtung
mit Nuträndern zu versehen, deren Abstand geringer ist als der Durchmesser des Ringquerschnittes.
Mit dieser Maßnahme soll eine Verlagerung des Dichtungsringes in der Nut und insbesondere sein
Herauslösen aus der Nut bei einer Relativbewegung des damit abgedichteten Schieberteils verhindert werden.
Sofern solche Dichtungsringe zur zweckmäßigen Unterstützung der wirksamen Verhinderung eines
solchen Austritts aus der in einem Sitzring ausgebildeten Nut aus verhältnismäßig hartem Material bestehen,
ist es entsprechend schwierig, die Ringe ohne die Gefahr einer Beschädigung über das verengte Maul in
die Nut einzustoßen. Bekannt ist, zur Vermeidung einer solchen Beschädigungsgefahr die Sitzringe zweiteilig
auszubilden, derart, daß an einem inneren Ringteil ein axial vorspringender Bund vorgesehen ist, auf welchen
der Dichtungsring unter Aufweitung aufgeschoben und welcher dann nach diesem Aufschieben mit dem
äußeren Ringteil zur relativen Befestigung umgeben wird, wobei an diesem äußeren Ringteil die den Bund
ergänzende Wand der Nut ausgebildet ist. Nachteilig dabei ist, daß die Fertigung solcher zusammengehöriger
Ringteile hinreichend präzise und mit entsprechend engen Toleranzen erfolgen muß. um entsprechenden
Vorstellungen über die Fertigungsgenauigkeit des gesamten Sitzringes zu genügen, und daß weiterhin der
Zusammenbau der beiden Ringteile zu dem gesamten Sitzring mit dem in der Nut aufgenommenen Dichtungsring
verhältnismäßig aufwendig ist.
s Mithin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese: Einsetzen einer solchen O-Ring-Dichtung in die
mit einem verengten Maul versehene Nut eines Sitzringes nach der Seite zu vereinfachen, daß aus einem
Stück bestehende Sitzringe verwendet werden können.
ίο Nach der DE-AS 12 49 180 ist ein Montagewerkzeug
zum Aufbringen von federnden Klemmscheiben beispielsweise auf einen Zapfen bekannt, bei dem äußere
Randteile der Klemmscheibe durch einen relativ zentrierten Niederhalter gehalten und innere Randteile
ι s durch einen unter Federwirkung stehenden Schlagbolzen
auf den Zapfen aufgeschoben werden. Aus der DE-AS 20 36 087 ist weiterhin ein Montagewerkzeug
für weichelastische Dichtungsringe bekannt, mit welchem die Dichtungsringe mittels unter Federwirkung
stehender Spreizfinger aufgeweitet und mittels einer relativ zentrierten und axial verschieblichen Abstreifhülse
auf einen zylindrischen Körper aufgeschoben werden.
Aus der DE-AS 21 55 998 ist eine Montagebuchse zum Einführen eines Kolbens mit radial zusammendrückbaren
Kolbenringen in eine Zylinderbohrung bekannt, bei der ein konisch ausgebildeter Me'.alleinsatz
einer äußeren Kunststoffhülle für das radiale Zusammendrücken der Kolbenringe auf den Außendurchmesser
des Kolbens vorgesehen ist, wenn der Kolben in die Montagebuchse eingeschoben wird. Zum gleichen
Zweck ist nach der US-PS 13 03 614 ein geteilter Ring mit einem Innenkonus vorgesehen, der beim Einführen
eines Kolbens in eine Zylinderbohrung dessen Kolbenringe fortschreitend auf den Außendurchmesser des
Kolbens bzw. den Durchmesser der Zylinderbohrung zusammendrückt
Aus der US-PS 29 61 755 ist weiterhin das Einsetzen einer aus einem elastischen Material bestehenden
Büchse in die Bohrung eines plattenförmigen Werkstükkes bekannt, wobei an den axialen Enden der Büchse die
Bohrungsränder übergreifende Bunds ausgebildet sind. Dabei ist vorgesehen, den einen Bund mittels eines
Montagewerkzeuges radial so weit zusammenzudrükken, daß die Büchse an diesem Ende in axialer Richtung
in die Bohrung des Werkstückes eingeführt werden kann, bis ihr im wesentlichen unverformter anderer
Bund an dem Werkstück anliegt, so daß sich dann der verformte Bund nach erfolgter Freigabe an die
so gegenüberliegende Werkstückoberfläche anlegen kann.
Eine ähnliche Maßnahme ist nach der US-PS 24 22 549 für das Einsetzen einer Fassung einer Elektronenröhre
in eine Basisplatte verwirklicht, indem dabei elastische Teile der Fassung radial nach innen gedrückt werden,
S5 bis sie in die Basisplatte einschnappen.
Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist nach der Erfindung ein Verfahren zum Einsetzen einer O-Ring-Dichtung
in die Nut eines Sitzringes, wobei der Abstand der Nutränder geringer ist als der Durchmesser des
Ringquerschnittes, vorgesehen, bei dem der Dichtungsring über der Nut und mit dieser fluchtend angeordnet
wird, dann längs seines Umfanges in radialer Richtung zusammengedrückt und schließlich axial in die Nut
eingestoßen wird. Eine Vorrichtung zur Durchführung
<>s dieses Verfahrens ist nach der Erfindung gekennzeichnet
durch einen zwischen einem inneren Führungsring und einem dazu koaxialen äußeren Führungsring
angeordneten Einstoßring, der in eine zwischen den
Führungsringen trichterförmig ausgebildete Ausstoßkammer für einen Dichtungsring axial vorschiebbar ist,
wobei die Ausstoßkammer mit wenigstens einer kegelförmigen Gleitfläche an einem der Führungsringe
versehen ist und in inneren und äußeren A.isstoßkanten endet, die einen gleichen Durchmesser haben wie die
inneren und äußeren Nutenränder des Sitzringes.
Erfindungsgemäß ist es damit möglich, den Sitzring, in dessen Nut eine solche O-Ring-Dichtung einzusetzen
ist, einstückig auszubilden, womit dessen Fertigung^kosten
im Vergleich zu der bis jetzt geübten zweiteiligen Ausbildung wesentlich verringert werden. Weiter ist es
dadurch möglich, auch aus einem verhältnismäßig hartem Material bestehende Dichtungsringe ohne
irgendwelche Beschädigungsgefahr in die Nut eines solchen Sitzringes einzusetzen, wobei die verwendete
Vorrichtung unter dem Gesichtspunkt baulich einfach gestaltet werden kann, daß damit das Einsetzen solcher
Dichtungsringe unkompliziert und rasch erfolgen kann.
Weitere zweckmäßige Ausbildungen de;· erfindungs- gemäßen Vorrichlung sind in den darauf bezogenen
Unteransprüchen erfaßt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend
näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Absperrschiebers m · zwei Sitzringen für O-Ring-Dichtungen,
Fig. 2 und 3 in vergrößertem MaßstaD eine geschnittene Einzelheit an einem solchen Sitzring in der }o
bekannten Ausführungsform,
Fig. 4 bis 6 Schnittansichten der Vorrichtung nach der Erfindung zum Einsetzen einer O-Ring-Dichtung in
die Nut eines Sitzringes für den Absperrschieber gemäß Fig. 1, wobei für die einzelnen Vorrichtungsteile
verschiedene Relativlagen zur Veranschaulichung der aufeinanderfolgenden Verfahrensschriite gezeigt sind,
F i g. 7 eine Schnittansicht eines Kugelhahns, bei dem Sitzringe mit in Nuten erfindungsgemäß eingesetzten
O-Ring-Dichtungen verwirklicht sind, und
Fig. 8 eine Schnittansicht der Vorrichtung, die in Abwandlung der Ausführungsform gemäß den Fig.4
bis 6 für das Einsetzen einer O-Ring-Dichtung in einen Sitzring bei dem Kugelhahn gemäß Fig. 7 verwendet
wird.
Der Absperrschieber 10 gemäß Fig. 1 hat ein aus gewalzten Stahlprofilen gebildetes Schiebergehäuse 12,
an welchem bei 16 Versteifungsrippen 14 angeschweißt sind. An dem Schiebergehäuse 12 sind Stutzen 18 und 20
zur Bereitstellung eines Einströmkanals 22 und eines Ausströmkanals 24 ausgebildet, so daß der Schieber
mittels Flanschen 26 an den Stutzen 18 und 20 in eine Rohrleitung eingebaut werden kann.
Der Absperrschieber 10 umfaßt weiterhin zwei Sitzringe 30, welche in zylindrische Aussparungen 28
der beiden Stutzen 18 und 20 einfassen und mittels eines jeweiligen Dichtungsringes 32 am Schiebergehäuse
abgedichtet sind. Die Dichtungsringe 32 sind dabei in eine jeweilige Umfangsnut an einem Bund des
betreffenden Sitzringes eingesetzt. Weiterhin ist zwisehen den Sitzringen 30 ein mittels einer Spindel und
einem Handrad 4:2 beweglicher Ventilschieber 38 angeordnet, gegenüber welchem die Sitzringe 30 mittels
weiterer in stirnseitige Nuten 34 eingesetzter O-Ring-Dichtungen 36 abgedichtet sind und welcher eine bei
<>> geöffnetem Absperrschieber mit den Strömungskanälen 22 und 24 axial fluchtende Bohrung 40 aufweist. Ist der
Absperrschieber abgesperrt, dann wird der Einströmkanal
22 durch den dann abgesenkten Ventilschieber 38 gegen den Ausström kanal 24 abgesperrt
Die zur Aufnahme der O-Ring-Dichtungen 36
dienenden Nuten 34 der Sitzringe 30 haben eine gegenüber dem Durchmesser des Ringquerschnittes
kleinere Maulweite, wie es die vergrößerte Darstellung der F i g. 2 jnd 3 zeigt. Eine solche Ausbildung der
Nuten 34 bringt den Vorteil, daß beim Zurückziehen des Ventilschiebers 38 aus der den Einströnikanal 22 gegen
den Ausströmkanal 24 sperrenden Lage, die in F i g. 2 in der maßgeblichen Einzelheit festgehalten ist, in die
geöffnete Lage der Dichtungsring 36 durch die einspringenden Nutenränder 44 daran gehindert wird,
sich aus der Nut 34 zu lösen, wobei diesbezüglich gilt, daß ohne solche einspringenden Nutenränder 44 der
Dichtungsring 36 sonst üazu neigen würde, unter der Auswirkung des Mediumdruckes an der durch ihn
abgedichteten Stirnfläche des Ventilschiebers 38 anzuhaften, so daß als Folge dieser Haftwirkung ein solches
Lösen des Dichtungsringes aus der Nut auftreten würde. Dieses Herauslösen des Dichtungsringes 36 aus der Nut
34 kann außer durch solche einspringenden Nutenränder 44 noch dadurch verstärkt verhindert werden, daß
der Dichtungsring aus einem verhältnismäßig harten Material besteht, beispielsweise einem Hartkautschuk
mit einer Shore-Härte von 100 Einheiten der A-Skala oder einem Polyamid. Sofern der Dichtungsring aus
einem solchen relativ harten Material besteht, ist sein Einsetzen in eine solche Nut mit einem also gegenüber
dem Ringquerschtiitt kleineren Abstand der Nutränder 44 ohne Beschädigungsgefahr für den Dichtungsring
entsprechend schwierig. Zur Vereinfachung dieses Einsetzens hat man daher bis jetzt auf zweiteilige
Ausbildungen des Sitzringes zurückgegriffen, wobei der eine Ringteil 30a einen Ringbund erhielt, an dessen
axialem Ende der eine Nutrand 44 ausgebildet und auf welchen die Ringdichtung unter Aufweitung zum
Überschieben über diesen Nutrand aufgeschoben wurde, während der andere Ringteil 30b dann von dieser
axialen Seite her auf diesen einen Ringteil 30a aufgeschoben und damit in nicht näher gezeigter Weise
verbunden wurde. Ein solcher Zusammenbau des Sitzringes 30 und der in seine Nut 34 eingesetzten
O-Ring-Dichtung 36 ist entsprechend teuer, sowohl was die Einzelanlertigung der beiden Ringteile als auch
deren Zusammenbau anbetrifft.
In den F i g. 4 bis 6 ist eine in der Gesamtheit mit 46
bezeichnete Vorrichtung gezeigt, die auf einfachere Weise das Einsetzen einer solchen O-Ring-Dichtung 36
in die Nut 34 eines Sitzringes 30 erlaubt, wobei der Sitzring 30 in weiterer Vereinfachung der vorbeschriebenen
bekannten Anordnung eine einstückige Ausbildung haben kann. Die Vorrichtung umfaßt einen
Montagering 48, der einstückig mit einem Einstoßring 50 verbunden ist. An dem Einstoßring 50 ist eine
zylindrische Innenfläche 52 und eine zylindrische Außenfläche 54 ausgebildet, an welchen in einer
koaxialen Anordnung ein innerer Führungsring 56 und ein äußerer Führungsring 58 anliegen. Die beiden
Führungsringe 56 und 58 sind für eine relative axiale Führung des Einstoßringes 50 über Kopfschrauben 62
mit dem Montagering 48 verbunden und mittels Federn 60 an diesem abgestützt, wobei eine solche Anordnung
getroffen ist, daß es einmal möglich ist, den äußeren Führungsring 58 gegen die Kraft seiner Vorspannfedern
60 unter Verkleinerung des betreffenden Abstandes gegen den Montagering 48 anzuziehen, während
andererseits die Möglichkeit besteht, bei sleichzeitieer
Verkürzung des gegenseitigen Abstandes und gegen die Vorspannkraft der jeweiligen Federn 60 den Einstoßring
50 relativ zu den beiden Führungsringen 56 und 58 axial vorzuschieben, wenn die Führungsringe 56 und 58,
wie in den F i g. 5 und 6 gezeigt, auf den Sitzring 30 zum s Einsetzen des Dichtungsringes in die Nut 34 aufgesetzt
sind.
Zwischen den beiden Führungsringen 56 und 58 ist eine trichterförmige Ausstoßkammer ausgebildet, indem
im axialen Verschiebeweg des Einstoßringes 50 die Zylinderflächen 52 und 54 der Führungsringe 56 und 58
mit entsprechenden kegelförmigen Gleitflächen 68 und 70 versehen sind, die jeweils in einer Ausstoßkante 64
bzw. 66 enden. Diese Ausstoßkanten 64 und 66 der Führungsringe 56 und 58 haben einen gleichen rs
Durchmesser wie die Ränder 44 der Nut 34, in weiche der Dichtungsring 34 eingesetzt wird, und die durch die
kegelförmigen Gleitflächen 68 und 70 begrenzte Ausstoßkammer hat eine gegenüber dem von ihr
aufgenommenen Dichtungsring größere Größe. Der Dichtungsring 36 wird dadurch in diese Ausstoßkammer
eingebracht, daß gemäß Fig.4 der äußere Führungsring
58 gegen den Montagering 48 angezogen wird, wodurch die kegelförmige Gleitfläche 68 an dem
inneren Führungsring 56 freigelegt wird und es mithin möglich ist, den Dichtungsring 36 bei einer entsprechenden
anfänglichen Aufweitung über die Ausstoßkante 64 auf diese Gleitfläche 68 aufzuschieben. Ist der
Dichtungsring 36 auf diese Weise auf die Gleitfläche 68 aufgeschoben und wird danach der äußere Führungsring
58 wieder losgelassen, so daß dann seine Federn 60 diesen äußeren Führungsring 58 auf denselben Abstand
zu dem Montagering 48 einstellen, wie er von dem inneren Führungsring 56 eingenommen wird, dann
erfährt dabei der Dichtungsring 36 eine zwangsläufige Aufnahme in die von den Gleitflächen 68 und 70
begrenzte Ausstoßkammer.
Die Vorrichtung 46 wird dann gemäß F i g. 5 auf den Sitzring 30 aufgesetzt, wobei ein an dem inneren
Führungsring 56 ausgebildeter Vorsprung 72 eine relative Zentrierung bewirkt, indem dieser Vorsprung in
die Bohrung des Sitzringes 30 einfaßt. Durch diese Zentrierung wird sichergestellt, daß der Dichtungsring
36 über der Nut 34 und mit dieser fluchtend angeordnet wird, so daß beim folgenden Niederdrücken des
Montageringes 48 gegen die Kraft der Federn 60 durch den dabei axial in die Ausstoßkammer vorgeschobenen
Einstoßring 50 der Dichtungsring 36 infolge seiner Anlage an den kegelförmigen Gleitflächen 68 und 70
zuerst längs seines Umfanges in radialer Richtung zusammengedrückt und dann axial in die Nut 34
eingestoßen wird. Wenn bei diesem axialen Vorschieben der Dichtungsring 36 die Ausstoßkanten 64 und 66
passiert, dann erhält dabei sein Ringquerschnitt zwangsweise die kleinste Abmessung, und da diese
kleinste Abmessung übereinstimmt mit dem Abstand der Nutränder 44, ist dadurch sichergestellt, daß der
Dichtungsring ohne die Gefahr einer Beschädigung in die Nut 34 eingestoßen wird. Sobald dieses Einstoßen in
der in Fig.6 dargestellten Relativlage der einzelnen
Vorrichtungsteile abgeschlossen ist, kann nach Aufhebung des Druckes auf den Montagering 48 der
Einstoßring 50 durch die Kraft der Federn 60 wieder in seine zurückgezogene Relativlage bewegt werden, in
welcher dann die Vorrichtung für die Aufnahme eines neuen Dichtungsringes in die zwischen den Führungsringen
56 und 58 trichterförmig ausgebildete Ausstoßkammer bereitsteht.
Dieses vereinfachte Einsetzen einer O-Ring-Dichtung in die Nut eines Sitzringes ist auch dort möglich, wo die
Nut beispielsweise in einer zur Achse des Sitzringes geneigten Fläche ausgebildet ist, wie es bei einem
Kugelhahn 76 der in Fig. 7 gezeigten Ausbildung der Fall ist. Ein solcher Kugelhahn 76 hat ein rohrförmiges
Gehäuse 78, an welches mittels Schrauben 82 Stirnabschlüsse 80 angeschraubt sind zur Einspannung von
dazwischen angeordneten oberen und unteren Lagerklötzen 84 und 88, die mit einem Kugelküken 92
einstückig ausgebildete Lagerzapfen 88 und 90 drehbar aufnehmen. Bei geöffnetem Kugelhahn 76 fluchtet ein in
dem Kugelküken 92 ausgebildeter Strömungskanal 94 mit den in den Stirnabschlüssen 80 ausgebildeten
Slrömungskanälen 96 und 98, die andererseits in der Sperrstellung des Kugelhahns 76 in einer dann
entsprechend geänderten Drehstellung des Kugelkükens 92 gegeneinander abgesperrt sind. Zur Abdichtung
des Kugelkükens 92 gegenüber dem Gehäuse 90 sind auch hier wieder O-Ring-Dichtungen 103 und 104
vorgesehen, die in entsprechende Nuten zweier Sitzringe 102 eingesetzt sind, die in zylindrische
Aussparungen 100 der beiden Stirnabschlüsse 80 einfassen. Dabei ist die zur Aufnahme des Dichtungsringes
104 vorgesehene Nut 106 in einer kegelförmigen Fläche 108 des jeweiligen Sitzringes 102 ausgebildet und
mit Nuträndern 144 versehen, die einen gegenüber dem Durchmesser des Querschnittes des Dichtungsringes
104 geringeren Abstand voneinander haben.
Zum Einsetzen dieses Dichtungsringes 104 in die Nut 106 ist die in der Gesamtheit mit 146 bezeichnete
Vorrichtung gemäß F i g. 8 vorgesehen, welche den gleichen Aufbau und die gleiche Wirkungsweise wie die
vorbeschriebene Vorrichtung 46 gemäß den F i g. 4 bis 6 hat. Mithin umfaßt die Vorrichtung 146 einen Montagering
148 mit einem einstückig ausgebildeten Einstoßring 150, der zwischen zwei Führungsringen 156 und 158
ausgebildet ist und in eine trichterförmige Ausstoßkammer axial vorgeschoben werden kann, die hier von einer
kegelförmigen Gleitfläche 168 als Fortsetzung der zylindrischen Führungsfläche 152 an dem inneren
Führungsring 156 und von einer zylindrischen Gleitfläche 170 als Fortsetzung der zylindrischen Führungsfläche
154 an dem äußeren Führungsring 158 begrenzt wird. Die beiden Gleitflächen 168 und 170 enden in
Ausstoßkanten, die einen gleichen Abstand haben wie die Nutränder 144, wobei diese Ausstoßkanten in
stirnseitigen Schrägflächen der beiden Führungsringe 156 und 158 liegen, welche zu deren Achsen einen
gleichen Neigungswinkel haben wie die Schrägfläche 108 des Sitzringes 102. An dem inneren Führungsring
156 ist im übrigen noch ein Zentriervorsprung 172 ausgebildet, mittels welchem es auch hier möglich ist, die
Vorrichtung 146 bezüglich des Sitzringes 102 zu zentrieren, so daß dann beim axialen Vorschieben des
Einstoßringes 150 gegen die Kraft der Federn 160 der in der Ausstoßkammer zwischen den beiden Führungsringen
156 und 158 aufgenommene Dichtungsring 104 in die Nut 106 eingestoßen werden kann.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum Einsetzen einer O-Ring-Dichtung
in die Nut eines Sitzringes, wobei der Abstand der Nutränder geringer ist als der Durchmesser des
Ringquerschnittes, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dichtungsring über der Nut und mit dieser fluchtend angeordnet wird, daß er längs seines
Umfanges in radialer Richtung zusammengedrückt wird und daß der zusammengedrückte Dichtungsring
axial in die Nut eingestoßen wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen
zwischen einem inneren Führungsring (56, 156) und einem dazu koaxialen äußeren Führungsring (58,
158) angeordneten Einstoßring (50, 150), der in eine
zwischen den Führungsringen trichterförmig ausgebildete Ausstoßkammer für einer Dichtungsring (36,
104) axial vorschiebbar ist, wobei die Ausstoßkammer mit wenigstens einer kegelförmigen Gleitfläche
(68, 70; 168) an einem der Führungsringe versehen ist und in inneren und äußeren Ausstoßkanten (64,
66) endet, die einen gleichen Durchmesser haben wie die inneren und äußeren Nutränder (44, 144) des
Sitzringes (30,102).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der Führungsringe (56, 58;
156,158) ein für die Zentrierung am Sitzring (30,102)
ausgebildeter Zentriervorsprung (72, 172) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstoßring (50, 150) starr
mit einem Montagering (48, 148) verbunden ist, an welchem die beiden relativ beweglichen Führungsringe (56,58; 156,158) axial geführt und über Federn
(60,160) abgestützt sind.
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