DE2618804B2 - Ganzmetalldichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ganzmetalldichtung mit einem Kern, der aus einem zu einem Spiralring gewickelten Metallband besteht, dessen Stirnflächen eine ebene spaltfreie Kernoberseite und -Unterseite als Auflage für eine weichplastische Metallumhüllung bilden. «

Derartige Dichtungen werden in der Praxis als aktive Dichtungen bezeihnet. Bei einer bekannten Dichtung (DT-PS 10 32 977) ist ein quer zu seiner Längserstrekkung leicht gekrümmtes Metallband zu einem Spiralring mit fest aufeinanderliegenden Lagen gewickelt. Bei so Belastung der Dichtung können sich die einzelnen Lagen nicht unabhängig voneinander und ohne gegenseitige Behinderung verformen, weil in den paketartig eng aneinander gepreßten Lagen Zwängungskräfte entstehen. Das kann zu lokalen Überbeanspruchungen und unerwünschten Veränderungen der Federeigenschaften führen. Jedenfalls lassen sich die Eigenschaften der bekannten Dichtung nicht mit der gewünschten Genauigkeit angeben.

Ferner sind Dichtungen aus V-geformten Metallbändem bekannt (US-PS 33 36 035), bei denen zwischen den einzelnen Windungen des spiralig gewickelten Bandes Zwischenlagen aus Asbest oder ähnlichen Dichtungswerkstoffen angeordnet sind. Die Windungen und die Zwischenlagen stützen sich über den größten <i5 Teil der Kernbreite aufeinander ab, so daß wiederum Verhältnisse eintreten, die eine genaue Analyse und Berechnung der Federeigenschaften der Dichtung ausschließen. Das gilt grundsätzlich auch dann, wenn auf Zwischenlagen und eine Metallumhüllung verzichtet wird(US-PS22 02 004).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ganzmetalldichtung der eingangs beschriebenen Gattung so auszubilden, daß statisch bestimmte Verhältnisse im Kern entstehen — und dementsprechend die Eigenschaften der Dichtung einer genaueren Analyse zugänglich sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Metallband einen an sich bekannten, im wesentlichen V-förmigen Querschnitt, aufweist, wobei die V-Schenkelenden gegenüber den übrigen Querschnittsbereichen mit einer Verdickung versehen und gegebenenfalls zusätzlich abgeflanscht sind.

Dadurch wird erreicht, daß die einzelnen Lagen des den Kern bildenden Spiralrings sich lediglich über die V-Schenkelenden, die an der Kernoberseite bzw. an der Kernunterseite angeordnet sind, abstützen. Die übrigen Querschnittsteile können sich bei Belastung der Dichtung ungehindert verformen, so daß im Ergebnis die Eigenschaften, insbesondere die Federeigenschaften dieser Dichtung, einer genaueren Analyse und gegebenenfalls auch einer Berechnung zugänglich sind. Jedenfalls lassen sich die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Ganzmetalldichtung mit hinreichender Genauigkeit angeben. Diese Eigenschaften bleiben auch nach mehrmaliger Belastung der Dichtung erhalten, sofern durch die Belastung der elastische Bereich der Federkennlinie nicht überschritten wird.

Im einzelnen bestehen verschiedene Möglichkeiten zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung. So kann das im Querschnitt im wesentlichen V-förmige Metallband auch im V-Grund mit einer Verdickung versehen sein, so daß sowohl die verdickten Schenkelenden als auch die verdickten Bereiche des V-Grundes im spirulgewikkelten Zustand aneinanderliegen. Dabei können den Verdickungen Aufnahmen so zugewendet sein, daß im gewickelten Zustand Formschluß entsteht.

Es versteht sich von selbst, daß in diesem Falle das Metallband beim Walzen oder Ziehen entsprechend profiliert und mit Verdickungen versehen werden muß. Jedenfalls empfiehlt es sich bei dieser Ausführungsform mit Verdickungen, die Anordnung so zu treffen, daß diese an den V-Schenkelenden bzw. im V-Grund ebene Anlageflächen aufweisen.

Die Verdickungen an den V-Schenkelenden können aber auch auf andere Weise gebildet werden, nämlich durch Umfalzen des Metallbandes, aus dem der Spiralring gewickelt wird.

Um sicherzustellen, daß die Kernoberseite und die Kernunterseite (im unverformten Zustand) eine ebene Fläche bilden, kann das Metallband, aus dem der Spiralring gewickelt wird, von vornheiein an den Kanten entsprechend abgeschrägt sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Kernoberseite und die Kernunterseite zur Erzeugung dieser ebenen Flächen spanabhebend abzuarbeiten. Im einfachsten Fall genügt dabei bloßes Abschleifen. Die Federwirkung der erfindungsgemäßen Dichtung wird definierter, die Federkonstante wird größer, wenn die einzelnen Windungen des Spiralringes zusätzlich orthogonal zur Windungsrichtung verlaufende Formschlußausbildungen oder Reibungsschlußausbildungen aufweisen, die die Stabilität des Spiralringes verbessern.

Bei der erfindungsgemäßen Dichtung besteht der gewickelte Kern im allgemeinen aus Stahl, z. B. aus einem V-förmig profilierten Stahlband. Man kann

jedoch auch mit einem Bronzeband arbeiten. Als Werkstoff für die weichplastische Umhüllung eignen sich Silber, Gold, Aluminium, Kupfer, Indium und ähnliche Werkstoffe. Für die meisten Fälle de:· Praxis ist es ausreichend, die Umhüllung U-förmig zu gestalten, so daß einer der U-Schenkel auf der Kernoberseite und der andere auf der Kernunterseite aufliegt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eine·" lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Zeichnung

F i g. 1 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Ganzmetalldichiung in Draufsicht,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1 in gegenüber der Fig. 1 vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 entsprechend der F i g. 2 und in deren Maßstab eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig.l,

Fig.4 entsprechend der Fig.2 eine weitere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Ganzmetalldichtung besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem gewickelten, federnden Kern 1, der mit einer im Querschnitt U-förmigen weichplastischen Metallumhüllung 2 umgeben ist. Diese liegt auf der Kernunterseite 3 und auf der Kernoberseite 4 auf. Der federnde Kern 1 besteht aus einem im Querschnitt im wesentlichen V-förmigen Metallband 5. Dieses Metallband 5 ist zu einem Spiralring gewickelt. Die V-Schenkelenden 6 liegen dicht an dicht aneinander. Sie sind im übrigen zu einer ebenen Kernunterseite 3 und zu einer ebenen Kernoberseite 4 geformt. Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 liegen lediglich die V-Schenkelenden 6 des im Querschnitt V-förmigen Metallbandes 5 aneinander, während im V-Grund ein Abstandszwischenraum 7 freibleibt. So läßt sich sicherstellen, daß diese V-Schenkelenden 6 auch tatsächlich spaltfrei aneinanderliegen und folglich zwischen den spiraligen Windungen keine Spalten entstehen, in die Werkstoff der weichplastischen Metallumhüllung 2 im eingebauten Zustand kriechend eindringen könnte. Dabei zeigt die Ausführungsform nach Fig.2, daß die V-Schenkelenden gegenüber den übrigen Querschnittsteilen des im

ίο Querschnitt V-förmigen Metallbandes 5 mit einer Verdickung 8 versehen und zusätzlich abgeflanscht sind. Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 ist die Anordnung so getroffen, daß das im Querschnitt im wesentlichen V-förmige Metallband 5 auch im V-Grund mit einer Verdickung 9 versehen ist. Auch bei dieser Ausführungsform ist sichergestellt, daß zwischen den Spiralwindungen ein Spalt nicht klafft, weil sich statisch bestimmte Verhältnisse verwirklichen lassen. Jedenfalls empfiehlt es sich, die Anordnung so zu teffen, daß die Verdickungen 8, 9 an den V-Schenkelenden bzw. im V-Grund ebene Anlageflächen aufweisen. Das läßt sich auch dann erreichen, wenn die Verdickungen B an den V-Schenkelenden 6 durch Umfalzen des Metallbandes 5 gebildet sind, wie es in Fig.4 angedeutet worden ist.

Hier sind die Kernunterseite 3 und die Kernoberseite 4 durch eine spanabhebende, nämlich eine schleifende Bearbeitung zu einer ebenen Fläche geformt worden. — Nicht dargestellt wurde, daß die einzelnen Windungen des Spiralringes orthogonal zur Windungsrichtung verlaufende Formschlußausbildungen oder Reibungsschlußausbildungen aufweisen können. — Der federnde Kern 1 kann aus einem Stahlband 5 gewickelt sein. Die weichplastische Metallumhüllung 2 kann aus Silber, Gold, Aluminium, Kupfer, Indium od. dgl. bestehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Ganzmetalldichtung mit einem Kern, der aus einem zu einem Spiralring gewickelten Metallband besteht, dessen Stirnflächen eine ebene spaltfreie Kernoberseite und -Unterseite als Auflage für eine weichplastische Metallumhüllung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (5) einen an sich bekannten, im wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweist, wobei die V-Schenkelenden (6) gegenüber den übrigen Querschnittsbereichen mit einer Verdickung (8) versehen und gegebenenfalls abgeflanscht sind.

2. Ganzmetalldichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Querschnitt im wesentlichen V-förmige Metallband (5) auch im V-Grund mit einer Verdickung (9) versehen ist.

3. Ganzmetalldichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen (8, 9) an den V-Schenkelenden (6) bzw. im V-Grund ebene Anlageflächen aufweisen.

4. Ganzmetalldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen (8) an den V-Schenkelenden (6) durch Umfalzen des Metallbandes (5) gebildet sind.

5. Ganzmetalldichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernunterseite (3) und die Kernoberseite (4) spanabhebend eingeebnet sind.

6. Ganzmetalldichtung nach einem der Ansprüehe 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen des Spiralringes orthogonal zur Windungsrichtung verlaufende Formschlußausbildungen oder Reibungsschlußausbildungen aufweisen.

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