DE2647017A1

DE2647017A1 - Aus einer spiralfeder gefertigter torischer ring und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2647017A1
Application number: DE19762647017
Authority: DE
Inventors: Bernard Mercier
Original assignee: Joint Francais SNC
Current assignee: Joint Francais SNC
Priority date: 1975-10-24
Filing date: 1976-10-18
Publication date: 1977-05-05
Also published as: ES452628A1; GB1505045A; LU76033A1; IE43639L; US4122326A; JPS5256253A; ZA766090B; PT65745A; CH610225A5; CA1055281A; IE43639B1; BE847145A; NL7611759A; DK478776A; PT65745B; FR2328889B1; FR2328889A1

Description

Fo 10 161 D _β

Dipl.-Ing. Jürgen WEINMILLER j ο _Λ._Α

PATENTASSE8SOR "3. 1 8. OKl,

SOSF⁵I GmbH

8ΟΟΟ München 8O

Zeppeiinstr. 63

LE JOIOT¹ FRANCAIS S.A.
10, rue de la Baume
75008 PARIS
Frankreich

AUS EINER SPIRALFEDER GEFERTIGTER TORISCHER RING UND VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG

Die Erfindung betrifft einen aus einer aus aneinandergrenzenden Windungen bestehenden Spiralfeder hergestellten torischen Ring und ein Herstellungsverfahren für einen derartigen Ring. Wenn der torische Ring die Seele einer Metalldichtung bildet, die mindestens ein Außenfutter aufweist, sind die bekannten Verfahren zur Bildung eines Torus aus einer Feder, z.B. Ineinanderschrauben oder konisches Aufschrumpfen der beiden Enden oder Kaltschweißen schlecht geeignet.

Beim Ineinanderschrauben bleibt stets ein Restzwischenraum, durch den die Stetigkeit der Windungen unterbrochen wird; nach einer großen Anzahl von Ein- und Ausbauvorgängen, von

-μ-

Druckbelastung und Druckentlastung und Temperaturspielen führt dieser Restzwischenraum zu plastischen Verformungen des Rings, durch die die Dichtwirkung beeinträchtigt wird. Das konische Aufschrumpfen hat denselben Nachteil, da ein Restzwischenraum unvermeidlich ist. Kaltschweißen ergäbe vielleicht bessere Ergebnisse, jedoch ist seine Anwendung sehr begrenzt, da die einsetzbaren Temperaturen kaum 120 überschreiten dürfen.

Die Erfindung zielt auf einen torischen Ring ab, der aus einer aus aneinandergrenzenden Windungen bestehenden Spiralfeder hergestellt wird und der die Nachteile der bekannten-derartigen Ringe vermeidet, insbesondere keinen Restzwischenraum aufweist und auch keine spürbare Änderung der Federcharakteristik im Betrieb erfährt. Die Erfindung zielt außerdem auf ein Herstellungsverfahren für einen derartigen torischen Ring ab

Diese Ziele werden durch die Maßnahmen gemäß den Patentansprüchen 1 und 2 erreicht.

Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren 1 bis 4 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch in Perspektive die Federendenanordnung gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Verfahrensschritt.

Die Figuren 2a und 2b zeigen schematLsch weitere erfindungsgemäße Verfahrensschritte.

Fig. 3 zeigt einen Abschnitt des erfindungsgemäßen torischen Rings im Bereich der Schweißnaht.

Fig. 4 zeigt eine Variante zu Fig. 3 mit einem Draht quadratischen Querschnitts.

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Gemäß Fig. 1 wird eine Spiralfeder 1 mit aneinandergrenzenden Windungen auf sich selbst zurückgebogen, derart, daß die Endwindungen 2 und 3 sich genau gegenüberliegen. Hierzu wird eine Anordnung verwendet, die jedes der Federenden zwischen zwei Spannbacken 4, 5 bzw. 6, 7 festhält, wobei die letzten Windungen nach außen überstehen. Die Pfeile deuten an, in welcher Richtung die Spannbacken wirken bzw. in welcher Richtung die Federenden verschoben werden.

In den Fig. 2a und 2b wird gezeigt, wie nach dem Anordnen der Feder die Endwindungen 2, 3 unter Druck aufeinandergepreßt werden, während gleichzeitig ein Stromstoß durch den Berührungsbereich 8 fließt, so daß es hier zu einem elektrischen Verschweißen kommt. Die Mittel zur Stromzuführung wurden nicht dargestellt, da diese Technik beispielsweise für das Stumpfschweißen von Kabeln bekannt ist.

Es ist vorteilhaft, wenn sich die beiden Endwindungen 2, 3 lediglich über einen kleinen Bogenabschnitt 9, 10 überlappen und berühren, wie es in Fig. 2b gezeigt wird. Hierzu müssen die Schnittstellen an den Enden genau bestimmt sein, damit jede unerwünschte anfängliche Torsion vermieden wird; daher ist häufig die Verwendung eines Visiergeräts notwendig, um eine genaue Anordnung zu erreichen, vor allem, wenn es sich um sehr kleine Drahtdurchmesser handelt*

Außerdem ist es vorteilhaft, die Stromstärke und die Anwendungsdauer des Stroms zu regeln, wobei letztere im allgemeinen 1/100 bis zu einer Sekunde beträgt, so daß die Verschweißung lediglich die beiden Endwindungen 2, 3, nicht aber die angrenzenden Windungen betrifft.

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Außerdem ist es meist günstig, den Schweißbereich nach dem Schweißvorgang zu glühen, wobei der Preßdruck beibehalten werden muß, damit die Windungen auch wirklich aneinandergrenzen.

Der nach diesem Verfahren erhaltene erfindungsgemäße Torusring, wie er in Fig. 3 ausschnittsweise dargestellt wird, besitzt eine Schweißnaht 11 ohne Auftragsmetall, durch die die beiden Endwindungen der Feder miteinander verbunden werden, wobei die Schweißnaht derart ist, daß die Stetigkeit des Federdrahts gewährleistet ist, ohne daß die Windungen dort auseinanderklaffen, und daß die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften der Feder im Bereich der Schweißnaht praktisch unverändert bleiben. Werden die an der Schweißnaht teilnehmenden Überdeckungsbereiche mit großer Genauigkeit eingestellt, so führt die Schweißnaht 11 nur zu einer vernachlässigbaren örtlichen Verdickung. Im Vergleich zu nach bekannten Techniken hergestellten torischen Ringen weist der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigte torische Ring kein Zusatzmetall im Schweißbereich auf, ist aufgrund fehlender Verformung geometrisch einwandfrei und ist nur im Schweißbereich oberflächlicher Oxydierung ausgesetzt.

Im Rahmen der Erfindung kann statt einem Draht runden Querschnitts genau so gut ein Draht rechteckigen oder quadratischen Querschnitts (Fig. 4) verwendet werden. Die hier dargestellte Feder I¹ besteht aus einem Draht quadratischen Querschnitts mit einer Schweißstelle 11'. Die größte Abmessung des Drahtquerschnitts kann dabei zwischen 0,3 und 4 mm liegen. Als Metalle für die Feder kommen unter anderem Wolfram, Titan,

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rostfreie Stähle, Kohlenstoffstähle und hitzebeständige Stähle in Frage.

Die Erfindung ist nicht auf das erwähnte Kaltschweißverfahren beschränkt, sondern läßt auch andere Schweißverfahren als brauchbar erscheinen, beispielsweise ein Laserschweißverfahren.

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Jl 'V Torischer Ring, der aus einer aus aneinandergrenzenden Windungen bestehenden Spiralfeder hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß er eine ■Schweißnaht (11, II¹) ohne Auftragsmetall aufweist, die die beiden Endwindungen (2, 3} der Feder miteinander verbindet, wobei die Schweißnaht derart ist, daß die Stetigkeit des Federdrahtes gewährleistet ist, ohne daß sich die Windungen dabei voneinander lösen und daß die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften der Feder im Bereich der Schweißnaht praktisch denen in anderen Bereichen gleichen.

2 - Verfahrexi zur Herstellung eines torischen Ringes ausgehend von einer aus anexnandergrenzenden Windungen bestehenden Spiralfeder, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federenden (2, 3) zuerst so angeordnet werden, daß die Endwindungen sich genau gegenüberliegen, und daß die Windungen anschließend unter Druck aufeinandergepreßt werden und im Berührungsbereich (8) ein Stromstoß einwirkt, so daß eine elektrische Verschweißung erfolgt.

3 - Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die anfängliche Anordnung derart gewählt ist, daß sich die beiden Endwindungen (2, 3) nur über einen kleinen Bogenbereich (9, 10) hinweg berühren und an der elektrischen Verschweißttng teilnehmen.

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Ί.

4 - Verfahren gemäß Anspruch 2 und 3, dadurch

gekennzeichnet, daß nach der elektrischen Verschweißung der Schweißbereich unter Aufrechterhaltung des Anpreßdrucks geglüht wird.

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