DE2649179A1 - Dichtanordnung - Google Patents

Description

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Dichtanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtanordnung zum Abdichten zwischen einem eine öffnung umfassenden Körper und einen in die öffnung einsetzbaren, eine zylindrische Außenfläche umfassenden Gegenstand.

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Es sind bereits einige Dichtanordnungen der ebengenannten Art bekannt. Eine davon ist in dem US-Patent 3 895 831 (Fisher) beschrieben. Bei dieser Dichtanordnung sind gleichzeitig verschiedene Dichtzonen erzielbar. Ein Nachteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß die rückwärtigen, geteilten Muffen als erstes den Gegenstand und den Körper berühren. Durch diese frühzeitige Berührung wird eine entsprechende Abdichtung im Bereich der vorderen Muffe verhindert. .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ' einfach aufgebaute und sicher wirkende Dichtanordnung der eingangsgenannten Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei der Erfindung dadurch gelöst, daß die Öffnung einen Abschnitt mit einer zylindrischen Innenfläche umfaßt und eine rückwärts gerichtete Eingschulter aufweist, daß eine den Gegenstand umgebende vordere Muffe vorhanden ist, die an ihrem vorderen Endbereich mit einer ersten,.nach vorne konvergierenden, kegelstumpfförmigen Fläche ausgestattet ist, die in Anlage an die Ringschulter der öffnung bringbar ist und welche Muffe in ihrem rückwärtigen Endbereich eine nach rückwärts divergierende zweite, kegelstumpfförmige Fläche besitzt, die für eine geringere Einheitsraäialbeilssfcung ausgelegt ist, als die erste Fläche, daß eine mittlere, den Gegenstand umgebende Muffe mit einer nach vorne gerichteten und einer nach rückwärts gerichteten Ringschulter vorgesehen

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ist, die mit der nach, vorne gerichteten Eingscliulter in Anlage an die zweite Fläche bringbar ist, daß eine rückwärtige, den Gegenstand umgebende Muffe mit einer nach vorne konvergierenden kegel stumpf förmigen dritten Fläche vorhanden ist, welche' Fläche mit der nach rückwärts gerichteten Ringschulter der mittleren Muffe in Anlage bringbar ist und die für eine geringere Einheitsradialbelastung als die zweite Fläche ausgelegt ist, welche rückwärtige Muffe in ihrem rückwärtigen Endbereich eine Stützfläche aufweist und daß ein den Gegenstand umgebender Stützring zum selektiven Ausüben einer Axialkraft auf die besagte Stützfläche vorhanden ist, durch welche Kraft nacheinander Dichtzonen zwischen dem vorderen Randbereich der vorderen Muffe und dem Gegenstand, den rückwärtigen Randbereich der vorderen Muffe und dem Körper, dem vorderen Randbereich der rückwärtigen Muffe und dem Gegenstand geschaffen werden, um so den Gegenstand zum Körper hin abzudichten.

Die erfindungsgemäße Dichtanordnung ist einfach aufgebaut. Der Stützring, dient bei der Dichtanordnung als Widerlager, mit Hilfe dessen auf die rückwärtige Muffe je nach Wahl eine bestimmte Kraft in Richtung der Längsachse der Anordnung aufgebracht werden.kann. Die Muffen sind so ausgebildet, daß die auf die erste Fläche wirkende Kraft größer ist, als die auf die zweite Fläche wirkende, die wiederum größer ist als die auf dritte Fläche wirkende Kraft. Wenn mit Hilfe des Stützringes auf die rückwärtige Muffe eine bestimmte Längskraft ausgeübt wird, dann entstehen in der Dicht anordnung

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nacheinander in Richtung der Längsachse der Anordnung mit Abstand voneinander angeordnete Dichtzonen, die eine wirksame Abdichtung zwischen dem Körper und dem Gegenstand bewirken·

Die auf jede der drei Flächen wirkende Kraft kann durch Verändern des jeweiligen Konvergenzwinkels der "Fläche oder durch eine Veränderung des wirksamen Durchmessers der auftretenden Eingberührungslinie den Bedürfnissen angepaßt werden. Aufgrund der Ausbildung der öffnung kann die Dichtanordnung von der einen Seite der Körpers her installiert werden. Von dieser Seite her ist sie auch für Einstell-, Überholungs-Arbeiten und zum Austauschen her zugänglich. Zwischen den verschiedenen Dichtungszonen ist es auch möglich, abgedichtete Kammern zu schaffen, mit Hilfe welcher, der Dichtgrad der Zonen überprüft werden kann.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Teillängsschnitt einer Dichtanordnung, wobei die Anordnung vor dem Festziehen eines Stützringes gezeigt ist;

Fig. 2 einen vertikalen Teillängsschnitt der oberen Hälfte der in Fig. 1 gezeigten Dicht anordnung nach dem Anziehen des Stützringes;

Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch die in Fig. i gezeigte Dichtanordnung gemäß der Linie 3-3 in Fig. 1 zum Zwecke der Illustration der Eingberührungslinie zwischen dem Körper und der ersten kegelstumpfförmigen Fläche einer vorderen Muffe,

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Fig. 4 einen vertikalen Querschnitt durch, die in Fig. 1 gezeigte Dichtanordnung gemäß der Linie 4-4 in Fig. 1, zum Zwecke der Illustration der Ringberührungslinie zwischen der nach vorne gerichteten Ringschulter einer mittleren Muffe und einer kegelstumpfförmigen, zweiten Fläche der vorderen Muffe;

Fig. 5 einen vertikalen Querschnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Dichtanordnung gemäß der Linie 5-5 in Fig. 1, zum Zwecke der Illustration der Eingberührungslinie zwischen der rückwärtigen Kante der mittleren Muffe und einer dritten, kegelstumpfförmigen Fläche der rückwärtigen Muffe;

Fig. 6 einen vergrößerten Längsschnitt des in Fig. 1 durch die Linie 6-6 umgrenzten Gebietes zum Zwecke der Darstellung der Gleichgewichtskräfte, die auf die rückwärtige Muffe wirken;

Fig. 7 eine Fig. 6 entsprechende Darstellung, "bei der jedoch die auf die mittlere Muffe wirkenden Gleichgewichtskräfte gezeigt sind, und

Fig. 8 eine Fig. 6 entsprechende Darstellung, hei welcher die auf die vordere Muffe wirkenden Gleichgewichtskräfte dargestellt sind.

Zu Beginn sei festgehalten, daß in der gesamten nun folgenden Beschreibung gleiche Elemente mit jeweils den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Die gegenwärtige Erfindung ist auf eine

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J.

Dichtanordnung gerichtet, wie sie der Gattung nach in dem "bereits erwähnten US-Patent Nr. 3 895 831 beschrieben ist.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Dichtanordnung allgemein mit 10 bezeichnet. Sie ist dazu geeignet, eine wirksame Abdichtung zwischen einem Körper 14- und einem Gegenstand 11 zu schaffen. Der Gegenstand besitzt eine zylindrische Außenfläche 12 und durchdringt eine in dem Körper 14 vorhandene öffnung 13.

Der Gegenstand ist im vorliegenden !'all aus Gründen der besseren Anschaulichkeit als ein horizontales, längliches, ummanteltes elektrisches Verbindungsstück geneigt, das ein Paar von in Querrichtung mit Abstand voneinander angeordneten, länglichen Leiterdrähten 15 aufweist, die in eine Seele von dielektrischem Isoliermaterial 16 eingebettet sind. Das Isoliermaterial wird umschlossen von einer röhrenartigen Metallhaut, die die zylindrische Außenfläche 16 besitzt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der Ausdruck "Gegenstand" in einem allgemeinen Sinn gebraucht wird, um jegliche Art von Gegenstand mit einer zylindrischen Außenfläche zu bezeichnen. Darunter können außer elektrischen Verbindungsstücken auch Thermoelemente, Rohre, Schläuche und ähnliches fallen.

In ähnlicher Weise ist der Ausdruck "Körper" im allgemeinen Sinn gebraucht.

In Fig. 1 ist der Körper als ein vertikales, plattenähnliches Teil gezeigt, das mit einer linken und rechten vertikalen Fläche 18 und 19 ausgestattet ist. Es besitzt weiterhin eine vertikale Durchtrittsöffnung 20, die mit der Körperöffnung zu einem später noch zu erläuternden Zweck verbunden ist. Die Körperöffnung ist allgemein mit 13 bezeichnet. Sie ist an ihrer linken Seite von einem zylindrischen Flächenabschnitt 21 begrenzt, der sich von der

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linken Fläche 18 nach rechts erstreckt. Daran schließt sich nach rechts eine nach rechts divergierende, kegelstumpfförmige Fläche 22 an, die wiederum übergeht in eine noch stärker geneigte, nach rechts divergierende kegelstumpfförmige Fläche 23· Diese Fläche wiederum geht über in einen länglichen, zylindrischen Flächenabschnitt 24, an den sich nach rechts hin ein..Innengewindeabschnitt 25 anschließt, der selbst an der rechten Fläche 19 endet. Schaut man deshalb in axialer Richtung von der rechten Fläche 19 her in die Öffnung 13, so scheinen die sichtbaren kegelstumpfförmigen Flächen 22 und 23 eine Schulter 26 zu bilden, die sich von der öffnung-13 radial nach außen erstreckt* Diese Schulter besitzt eine innere Ringkante 28, die an der Stoßkante zwischen der linken zylindrischen Fläche 21 und dem kegel stumpf förmigen Abschnitt 22 gebildet ist.

Die erfindungsgemäße Dichtanordnung 10 besitzt eine vordere Muffe 29j eine mittlere Muffe 30, eine rückwärtige Muffe 31 und einen Stützring 32.

Die vordere Muffe ist nach der Art eines Ringes ausgebildet, besitzt eine innere zylindrische Fläche 33» äie mit Spiel der äußeren zylindrischen Fläche 12 des Gegenstandes gegenüber angeordnet ist. Sie besitzt weiterhin eine dazu konzentrische äußere zylindrische Fläche 34-, die einen größeren Durchmesser aufweist als die Fläche und die mit Spiel dem zylindrischen Flächenabschnitt 24 gegenüber angeordnet ist. Die vordere Muffe besitzt auch eine nach links vorne gerichtete Endfläche, die eine nach rechts divergierende, kegelstumpf förmige erste Fläche 35 umfaßt, und die an ihrem vorderen Ende mit der inneren Fläche 33 verbunden ist. An ihrem rückwärtigen Ende besitzt die kegel stump fförmige Fläche 35 eine nach vorne gerichtete, vertikale Ringfläche 36» die sich radial nach außen bis zur äußeren Fläche 34 erstreckt. Die vordere Muffe weist weiterhin eine nach rechts und rückwärts gerichtete Endfläche, die auf eine

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nach rückwärts divergierende kegelstumpfförmige Fläche 38 umfaßt, •die ihrerseits an ihrem konvergierenden Ende an die innere Fläche 33 anschließt und an ihrem divergierenden Ende mit einer mittleren, zylindrischen Fläche 39 verbunden ist, die konzentrisch zu der inneren und äußeren Fläche 33 und 34 angeordnet ist und die an ihrem rechten Ende mit dem konvergierenden Ende einer nach rechts divergierenden, kegelstumpfförmigen zweiten Fläche 40 verbunden ist, deren divergierendes Ende mit der äußeren Fläche 34 der Muffe in Verbindung steht.

Die vordere Muffe 29 kann aus rostfreiem Stahl oder ähnlichem Material hergestellt sein und darüber hinaus mit einer radialen Durchgangsbohrung 41 versehen sein, die sich zwischen der äußeren Fläche 34 und dem rückwärtigen Ende der zylindrischen Fläche 39 für einen noch zu erklärenden Zweck befindet. Die mittlere Muffe 30 ist als kreisrunder Sing ausgebildet, besitzt eine innere Fläche, die einen linken, zylindrischen Flächenabschnitt 42 umfaßt, der mit Spiel der äußeren Fläche 12 gegenüber angeordnet ist. Sie besitzt weiterhin einen mittleren, nach rechts divergierenden kegelstumpfförmigen Flächenabschnitt 43 und einen rechten, zylindrischen Flächenabschnitt 44. Seine äußere Fläche umfaßt einen linken, zylindrischen Flächenabschnitt 45, der im Rahmen einer Gleitbewegung in Anlage an die Fläche 39 der vorderen Muffe kommen kann. Weiterhin ist noch ein mittlerer, nach rechts divergierender, kegel stumpf förmiger Flächenabschnitt 46 vorhanden, sowie ein rechter, zylindrischer Flächenabschnitt 48, der mit Spiel der zylindrischen Fläche 24 des Körpers gegenüber angeordnet ist. Die mittlere Muffe besitzt darüber hinaus noch eine linke, vertikale, ringartige Endfläche 49 und eine rückwärts gerichtete, ringartige, vertikale Endfläche 50.

Die rückwärtige Muffe ist ebenfalls als Ring ausgebildet und besitzt eine innere, zylindrische Fläche 51 ·> die mit Spiel der äußeren

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Oberfläche 12 des Gegenstandes gegenüber angeordnet ist. Sie umfaßt weiterhin eine äußere Fläche, die mit Spiel den zylindrischen und mit Innengewinde versehenen Abschnitten 24- und 25 des Körpers gegenüber angeordnet sind. Weiterhin weist sie einen linken, zylindrischen Flächenabschnitt 52, eine nach vorne gerichtete, ringartige, vertikale Schulter 53 und einen konzentrischen, rückwärtigen, zylindrischen Flächenabschnitt 54- auf. Darüber hinaus umfaßt sie auch eine nach links konvergierende, kegelstumpfförmige linke Endfläche oder dritte Fläche 55» die in Verbindung steht mit der inneren zylindrischen Fläche 51 und dem äußeren, linken, zylindrischen Flächenabschnitt 52. Zu guter letzt besitzt sie noch eine ringartige, vertikale rechte Endfläche 56» die sich zwischen der inneren zylindrischen Fläche 51 und dem äußeren, rechten, zylindrischen Flächenabschnitt 54- erstreckt.

Der Stützring 32 ist als. rohrartiger Druckring ausgebildet und besitzt eine zentrale, sich in horizontaler Richtung längserstreckende Durchgangsbohrung, die von einer z^indrischen Innenfläche 58 begrenzt ist, die mit Spiel der Oberfläche 12 gegenüber angeordnet ist. Weiterhin weist der Stützring eine äußere Fläche auf, die auch einen linken, mit Außengewinde versehenen Abschnitt 59 umfaßt, der in Eingriff bringbar ist mit einem mit Innengewinde versehenen Abschnitt 25 des Körpers. Der Stützring besitzt weiterhin eine nach rechts gerichtete, ringartige vertikale Schulter 60, eine zylindrische Fläche 61, eine nach links gerichtete, vertikale Eingschulter 62 und einen rechten, poligonalen Kopf 63» der vorzugsweise sechseckig ausgebildet ist. Der Sechseckkopf erlaubt es, mit Hilfe eines geeigneten, nicht gezeigten Werkzeuges, wie z.B. eines Schraubenschlüssels, den Stützring nach Wunsch anzuziehen oder in Bezug auf den Körper zu lockern.

Der Stützring besitzt darüber hinaus noch eine linke Endfläche, die eine nach links gerichtete, ringförmige vertikale Fläche 64- umfaßt,

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die sich von dem linken Ende der Innenfläche 58 nach außen erstreckt, die weiterhin eine mittlere, nach vorne gerichtete_s zylindrische Fläche 65 mit einschließt, die konzentrisch zu der Innenfläche 58 angeordnet ist und die zuletzt auch eine nach links gerichtete, ringförmige, vertikale Fläche 66 umfaßt, die nach außen gerichtet ist und in Verbindung'steht mit dem Gewindeabschnitt 59. Darüber hinaus besitzt der Stützring noch eine nach rechts konvergierende kegelstumpfförmige Endfläche 68.

Die Muffen 29,30 und 31 und der Stützring 32 sind vorzugsweise aus einem harten Metall, wie z.B. aus rostfreiem Stahl hergestellt. Es ist aber auch denkbar, die eben aufgezählten Teile aus Kupfer oder einer Kupferlegierung zu fertigen.

Bei· dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Divergenzwinkel der vorderen Muffe und der beiden kegelstumpfförmigen Flächen 35»40. jeweils 21° in Bezug auf die Längsachse des Gegenstandes (Fig. 8). Dabei ist berücksichtigt, daß de.r Radius (rp) von der Achse zu dem Mittelpunkt der zweiten Fläche 40 größer ist, als der entsprechende Radius (r^) zu dem Mittelpunkt der ersten Fläche 35. Dies ist aus den Fig. 3 und 4 gut ersichtlich. Weiterhin versteht sich, daß der Divergenzwinkel der rückwärtigen Muffe bzw. der Fläche 55 in Bezug auf die Längsachse des Gegenstandes (Fig. 8) 30° beträgt.

Ehe die verschiedenen Teile der erfindungs gemäß en Dicht anordnung in ihre Abdichtposition gebracht werden, befinden sie sich in dem in Fig. 1 gezeigten Zustand. Bei dieser Ausgangsposition berührt der innere Abschnitt der ersten Fläche 35 der vorderen Muffe eine Ringkante 28 des Körpers längs einer kreisförmigen Berührungslinie. Ein äußerer Abschnitt der zweiten Fläche 40 der vorderen Muffe berührt die kreisförmige Kante 69 der mittleren Muffe 30 ebenfalls

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längs einer kreisförmigen Berührungslinie. Die Kante 69 wird dabei durch die Schnittlinien zwischen den beiden äußeren Flächenabschnitten 46 und 48 definiert. Ein innerer Abschnitt der dritten Fläche 55 eier rückwärtigen Muffe berührt die ringförmige Kante 70 der mittleren Muffe ebenfalls längs einer Berührungslinie. Die Kante 70 ist dabei durch die Schnittlinie zwischen den beiden inneren Flächenabschnitten 42 und 43 der mittleren Muffe definiert. Die nach vorne gerichtete, ringförmige vertikale Fläche 64 des Stützringes 32 befindet sich in Anlage mit der nach rückwärts gerichteten rechten Endfläche 56 der rückwärtigen Muffe. Die Berührung findet über eine ringförmige Fläche statt.

Die Handhabung und die Wirkungsweise der erfindungs gemäß en Dichtanordnung ist am besten aus den Fig. 6 bis 8 zu ersehen. Die Dichtanordnung ist in diesen Figuren schematisch gezeigt, so daß die bei der Abdichtung auftretenden Kräfte zur besseren Klarheit grafisch hervorgehoben werden können. In den Fig. 6 bis 8 sind darüber hinaus die Kräfte alle auf ein einheitliches Maßsystem bezogen, so daß die unterschiedlichen Größen der verschiedenen Kräfte optisch sichtbar gemacht sind. In anderen Worten, je länger der Kraftpfeil, desto größer die Kraft.

Bei Beginn sind die vordere, die mittlere und die rückwärtige Muffe und der Stützring so angeordnet, wie dies in den Fig. 1 "und 6 gezeigt ist. Bei dieser Anordnung ist der Stützring in den Körper soweit eingeschraubt, daß die verschiedenen Flächen einander in der bereits beschriebenen Art und Weise berühren.

Da in den Fig. 6 bis 8 lediglich das Prinzip der Erfindung gezeigt werden soll, sind die verschiedenen anderen Flächen so dargestellt, als hätten sie miteinander keinen gleitenden Kontakt, obwohl dies vielleicht der Fall sein kann. In anderen Worten, in den Fig. 6 bis

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ist lediglich, eine Berührung zwischen der Körperkante 28 und der ersten Fläche 35 der vorderen Muffe, zwischen der nach vorne •gerichteten Kante 69 der mittleren Muffe und der zweiten Fläche der vorderen Muffe, zwischen der nach rückwärts gerichteten Kante 70 der mittleren Muffe und der dritten Fläche 55 der rückwärtigen Muffe, und zwischen der Stützfläche 56 der rückwärtigen Muffe und der Stützfläche 64 des Stützringes gezeigt. Bei den Darstellungen ist weiterhin jede bei einem Gleitkontakt auftretende Reibungswirkung außer Acht gelassen, wodurch die Funktion der Erfindung besser verständlich ist.

Wenn eine Struktur im Gleichgewicht bleiben soll, dann müssen sich die radialen und in Längsrichtung verlaufenden Kräfte durch gleich große und entgegengerichtete Reaktionskräfte ausgleichen. Darüber hinaus ist es klar, daß Kräfte, die auf ein Element längs einer Linie oder punktartig wirken, auf die Angriffsfläche in Hormalrichtung, d.h. senkrecht dazu eingeleitet werden.

Betrachtet man sich nunmehr die Fig. 6, so ist ersichtlich, daß, wenn der Stützring 32 aus seiner Ausgangsposition weiter angezogen wird, die aufgewandte Axialkraft (F), die vom Stützring auf die Stützfläche 56 der rückwärtigen Muffe aufgebracht wird, im Gleichgewicht von einer Kraft (F,.) ausgeglichen wird, die von der rückwärtigen Kante 70 der mittleren Muffe auf die dritte Fläche 55 der rückwärtigen Muffe ausgeübt wird. Diese Kraft wirkt normal zu der Fläche 55* Die Widerstandskraft (F. ) kann in eine Longitudinalkomponente (^_x) und eine Radialkomponente 0^) zerlegt werden, wobei die Axialkomponente gleich groß ist wie die aufgewandte Kraft (F)₁ aber diesor entgegengerichtet ist. Die Radialkomponente drängt den vorderen Randbereich 71 der rückwärtigen Muffe durch Deformation in eine Abdichtberührung mit dem benachbarten Abschnitt der zylindrischen Fläche 12. Im Gleichgewicht jedoch tritt eine gleich

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große Reaktionskraft (F^¹) auf, die der Kraft (F^ ) entgegengerichtet ist und die von der dritten Fläche der rückwärtigen Muffe 55 auf die rückwärtige Kante 70 der mittleren Muffe ausgeübt wird. Die Kraft (F^'') ist in Fig. 7 gezeigt.

Betrachtet man sich nunmehr allgemein die Fig. 7» so sieht man, daß die Eeaktionskraft (F ' ), die von der dritten Fläche 55 der rückwärtigen Muffe auf die rückwärtige Kante 70 der mittleren Muffe ausgeübt wird, im Gleichgewicht durch eine Eeaktionskraft (Fp*-) ausgeglichen wird, die von der zweiten Fläche 40 der vorderen Muffe auf die vordere Kante 69 der mittleren Muffe wirkt. Die Kraft (Fp) wirkt senkrecht zur Fläche 40. Sie kann gedanklich in eine Longitudinalkomponente (Fp_xO und in eine Eadialkomponente (F-p—O zerlegt werden, wobei die Longitudinalkomponente gleich groß ist der von der mittleren Muffe aufgebrachten Longitudinalkomponente (F. ')» diese jedoch entgegengerichtet ist. Im Gleichgewichtszustand ist jedoch eine Kraft (.Fp¹)vorhanden, die der Kraft (.Fp) entgegengerichtet ist und gleich groß wie diese ist und die von der nach vorne gerichteten Kante 69 der mittleren Muffe auf die zweite Fläche 40 der vorderen Muffe wirkt. Die Kraft (F^¹) ist in Fig. gezeigt.

Die auf die zweite Fläche 40 der vorderen Muffe durch die nach vorne gerichtete Kante 69 der mittleren Muffe ausgeübte Kraft (Fp¹) kann gedanklich in eine Longitudinalkomponente G^_x ¹') u²¹^· eine Eadialkomponente (F₂" ."') zerlegt werden, wobei letztere den rückwärtigen Eandbereich 72 der vorderen Muffe durch Deformation in eine dichtende Berührung mit dem benachbarten Abschnitt der -zylindrischen Körperfläche 24 bringt. Die auf die zweite Fläche 40 der vorderen Muffe ausgeübte Kraft (Fp¹) wird im Gleichgewichtszustand ausgeglichen durch eine Widerstandskraft (E), die von der Körperkante 28 auf die erste Fläche 35 der vorderen Muffe ausgeübt wird. Die Widerstandskraft (E) wirkt normal auf die erste Fläche

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Auch sie kann gedanklich in eine Longitudinalkomponente (R_x) und in eine Radialkomponente (E ) zerlegt werden, wobei die Longitudinalkomponente gleich groß ist wie die Longitudinalkomponente (Pp_x ¹) der aufgewandten Kraft, sie ist jedoch dieser entgegengerichtet. Die Radialkomponente .(R ) drängt den vorderen Randbereich 73 der vorderen Muffe durch Deformation in eine abdichtende Berührung mit dem benachbarten Abschnitt der äußeren Fläche 12. Da die Konvergenzwinkeln der ersten und zweiten Fläche 35 und 40 beide 21° betragen, sind die Radialkomponenten (Fp-^') ^un<3' ^ ^ ^{der aui d}^^ese flächen wirkenden Kräfte jeweils gleich groß. Da jedoch der Durchmesser (D) der Kreisberührungslinie 74 zwischen der nach vorne gerichteten Kante der mittleren Muffe und der zweiten Fläche 40 der vorderen Muffe größer ist als der Durchmesser (d) der Kreisberührungslinie 75 zwischen der Körperkante 28 und der ersten Fläche 35 der vorderen Muffe,'weist die radial auf die zweite Fläche 40 wirkende Kraft (Fp '-) eine kleinere radiale Einheitsbelastung auf als die auf die erste Fläche 35 wirkende Radialkraft (R )- Unter "radialer Einheitsbelastung" ist der Betrag einer radialen Kraft zu verstehen, der sich pro Längeneinheit der Kreisberührungslinie oder der Betrag ■ einer radialen Kraft pro Flächeneinheit einer Berührungsfläche ergibt.

Wenn sich deshalb die Dicht anordnung 10 in ihrer in den ^vi/*- '> und 6 gezeigten Ausgangsposition befindet und der Stütz .-^g weiter angezogen wird, dann wird auf die Stützfläche T^ der rückwärtigen Muffe eine progressiv ansteigende axitl*· Kraft (F) ausgeübt, wobei dann die größte radiale Einheitsteldstung (R Z-jf <*) den vorderen Randabschnitt 73 der vorderen i^u-fl'e durch Deformation in. eine dichtende Berührung mit dem benachbarten Abschnitt der zylindrischen Fläche 24 drängt. Eine mittlere radiale Einheitsbelastung (F^'i-TTD) drängt den rückwärtigen Randabschnitt 72 der vorderen Muffe durch Deformation in eine dichtende Berührung mit dem benachbarten Abschnitt der zylindrischen Fläche 24 des Körpers und die kleinste radiale Ein-

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heitsbelastung (F, iTd) drängt den vorderen Randabschnitt 71 der rückwärtigen Muffe durch Deformation in eine dichtende Berührung mit dem benachbarten Abschnitt der zylindrischen Fläche 12 des Gegenstandes. Wegen dieser differenzierten radialen Einheitsbelastrungen ist der vordere Eandabschnitt23 der vorderen Muffe als erster in eine dichtende Berührung mit dem Gegenstand gedrängt. Fachfolgend wird der rückwärtige Randbereich 72 der vorderen Muffe in eine dichtende Berührung mit dem Körper gebracht, worauf dann der vordere Randbereich 71 der rückwärtigen Muffe ebenfalls in eine dichtende Anlage an den Gegenstand gerät. Anders ausgedrückt, die drei Dichtzonen werden zeitlich nacheinander, nicht so sehr gleichzeitig errichtet.

Nachdem der Stützring in geeigneter Weise angezogen wurde, um nacheinander die drei axial voneinander entfernten Dichtzonen (Fig. 2) herzustellen, kann ein geeignetes Testgas, wie z.B. Helium, in die Körperöffnung 20 eingeleitet werden. Ein geeigneter, nicht gezeigter Leckdetektor kann dann dazu dienen, um die Wirksamkeit der Abdichtung zu überprüfen.

Während bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste und zweite Fläche 35 »4-0 mit einem Konvergenzwinkel von 21° gezeigt ist und die dritte Fläche einen Konvergenzwinkel von 30° aufweist,' ist es für .den Fachmann klar, daß die relative Größe dieser Konvergenzwinkel variiert werden kann, um gleiche Resultate zu erzielen. Während also die Auswahl der spezifischen Konvergenzwinkel dem Konstrukteur überlassen bleibt, liegt das Konstruktionsprinzip fest. Dies besteht darin, daß die radiale Einheitsbelastung im Bereich des vorderen Randabschnittes 73 der vorderen Muffe am größten sein sollte, während sie im Bereich des rückwärtigen Randabschnittes 72 der vorderen Muffe kleiner sein sollte und der kleinste Wert im Bereich des vorderen Randabschnittes 71 der rückwärtigen Muffe gegeben sein sollte. Es wurde bereits ausgeführt,

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daß die Parameter jeder radialen Einheit sb el astung einmal die Konvergenzwinkel sind, da sie die Größe der radialen Komponente der auf sie in Normalrichtung wirkenden Kraft bestimmen, zum andern sind dies die wirksamen Durchmesser der Berührungslinie mit dieser Fläche. Diese Paramter können entweder einzeln oder Paarweise verändert werden, um die jeweils erwünschte relative radiale Einheitsbelastung zu erhalten. Ein Fachmann wird sich dabei darüber im klaren sein, daß die Berührungslinie durch eine Berührungsfläche ersetzt werden kann, wodurch dann aufgrund der Verteilung der radialen Kraftkompoente über diese Fläche die radiale EinheitsbeUastung sinkt.

Die relative Gleitbewegung der verschiedenen, einander gegenüberliegenden Flächen erze'ugt Reibung, die, wie bereits eingangs ausgeführt wurde, aus Gründen der besseren Anschaulichkeit außer Acht gelassen wurde. Die Reibung hat jedoch die Wirkung, daß sie eine Widerstandskraft zu den verschiedenen longitudinal en Kraftkomponenten darstellt.

Die vorliegende Erfindung schafft eine einzigartige Dichtanordnung, bei welcher nacheinander drei in axialer Richtung abständlich voneinander angeordnete Dichtzonen errichtet werden, die auf der relativen Größe von auf drei deformierbare Randbereiche von Muff en wirkenden radialen Einheitsbelastungen beruhen.

- Patentansprüche -

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Claims (9)

1. Patentansprüche

   rl .J Dicht anordnung zum Abdichten zwischen einem eine öffnung umfassenden Körper und einem in eine Öffnung einsetzbaren, eine zylindrische Außenfläche umfassenden Gegenstand, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnung (13) einen Abschnitt (24) mit einer zylindrischen Innenfläche umfaßt und eine rückwärts gerichtete Ringschulter (22 23j 26) auf weist, daß eine den Gegenstand (11 ) umgebende vordere Muffe (29 ) vorhanden ist, die an ihrem vorderen Endbereich mit einer ersten, nach vorne konvergierenden, kegelstumpfförmigen Fläche (35 ) ausgestattet ist, die in Anlage an die Eingschulter(22,23^6)cter Öffnung ( 13) bringbar ist und welche Muffe (29 ) in ihrem rückwärtigen Endbereich eine nach rückwärts divergierende zweite, kegelstumpfförmige Fläche (40 ) besitzt, die für eine geringere Einheitsradialbelastung ausgelegt ist, als die erste Fläche ( 35 ), daß eine mittlere, den Gegenstand (11 ) umgebende Muffe ( 30 ) mit einer nach vorne gerichteten und einer nach rückwärts gerichteten Eingschulter (46,43 ) vorgesehen ist, die mit der nach vorne gerichteten Eingschulter ( 46 ) in Anlage an die zweite Fläche (40 ) bringbar ist, daß eine rückwärtige, den Gegenstand umgebende Muffe ( 31 ) mit einer nach vorne konvergierenden kegelstumpf-

   :·' förmigen dritten Fläche ( 55 ) vorhanden ist, welche Fläche mit der nach rückwärts gerichteten Eingschulter ( 4-3 ) der mittleren Muffe (30 ) in Anlage bringbar ist und die für eine geringere Einheife radialbelastung als die zweite Fläche (40 ) ausgelegt ist, welche " rückwärtige Muffe (3I ) in ihrem rückwärtigen Endbereich eine Stützfläche ( 56) aufweist und daß ein den Gegenstand ( H)

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   umgebender Stützring (32.) zum^i·selektieren Ausüben einer Axialkraft auf die besagte Stützfläche (56) vorhanden ist, durch welche Kraft nacheinander Dichtzonen ' zwischen dem vorderen Randbereich der vorderen Muffe (29) und dem Gegenstand ( 11 ), den rückwärtigen Randbereich der vorderen Muffe (29 ) und dem Körper ( 14· ), dem vorderen Randbereich der rückwärtigen Muffe ($1 ) und dem Gegenstand ( 11 ) geschaffen werden, um so den Gegenstand ·( 11 ) zum Körper ( 14) hin abzudichten.
2. 2. Dicht anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen Ringschulter (26) des Körpers (14 ) und der ersten Fläche (35 ) eine Berührung längs einer Ringlinie gegeben ist.
3. 3· Dichtanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die nach vorne gerichtete Ringschulter (46 ) der mittleren Muffe ( 30 ) die zweite Fläche (40 ) längs einer Ringlinie berührt.
4. 4. Dicht anordnung nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser . der Ringlinie '. bei der zweiten Fläche größer ist, als der Durchmesser der Ringlinie ' ' bei der ersten Fläche (35).
5. 5. Dicht anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Konvergenzwinke]· der ersten Fläche dem Divergenzwinkel · - ν der zweiten Fläche entspricht.
6. 6. Dichtanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die nach rückwärts gerichtete Ringschulter ( 43 ) der mittleren Muffe die dritte Fläche längs einer Ringlinie . berührt.

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7. 7- Dicht anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Konvergenzwinkel der dritten Fläche ( 55) größer ist als der Konvergenzwinkel • ". ."."·· der ersten Fläche ( 35) und der Divergenz:winkel ·. der zweiten Fläche.
8. 8. Dicht anordnung nach Anspruch 2, dadurch' gekenn ζ e i c h η e t , daß die nach* rückwärts gerichtete Eingschulter (43) der mittleren Muffe (30 ) die dritte Fläche (55 ) längs einer Einglinie \ . berührt und daß der Durchmesser dieser Einglinie im wesenHichen dem Durchmesser

   . der Einglinie \ . mit der ersten Fläche ( 35 ) entspricht. . ·
9. 9. Dicht anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die nach vorne gerichtete Eingschulter (46 ) der mittleren Muffe (30 ) die zweite Fläche · (40) längs einer Einglinie . . "berührt, wobei der Durchmesser dieser Einglinie größer ist als der Durchmesser der Berührungsringlinie zwischen der ersten und zweiten Fläche, (35,40)·

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