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Publication number: DE285697C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JVr 285697-KLASSE Td. GRUPPE

CHARLES WHITE in BALTIMORE, V. St. A.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 6. Juni 1913 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung gespaltener Dichtungsringe für Kolben aus flachem, Draht. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der . 5 Draht an seinen Seitenflächen durch zwei umlaufende Scheiben erfaßt wird, die mit ihren Flächen einander gegenüberliegen, aber in einem solchen Winkel zueinander stehen, daß der flache Draht zwischen den Scheiben nur an ίο einem Punkt ergriffen wird. Der Draht biegt sich dabei über eine Form zwischen den Scheiben zu einer zusammenhängenden Schraubenfeder, deren einzelne Windungen eine der Gangrichtung entgegengesetzte Spannung erhalten, so daß abgeschnittene einzelne Ringe flach liegen.

Auf der Zeichnung zeigt:
Fig. ι die Seitenansicht, eines Kolbens mit den Dichtungsringen, die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellt sind,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teil des Zylinders und des Kolbens, aus dem die Form des Ringes zu ersehen ist,

Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung des Kolbens, aus der zu ersehen ist, wie der Dichtungsring auf den Kolben gebracht wird,

Fig. 4 einen Grundriß des zum Biegen des Drahtes dienenden Werkzeuges,

Fig. 5 eine Vorderansicht eines Teiles dieses Werkzeuges mit aufgelegtem Ring,

Fig. 6 eine Vorderansicht der zur Herstellung des Drahtes dienenden Walzvorrichtung. Fig. 7 und 8 zeigen Querschnitte, die der Draht besitzt, bevor und nachdem er in die Ringform gebogen ist, und

Fig. 9 ist ein Grundriß zur Darstellung des

Verfahrens des Aufwindehs des Drahtes zu einem Ring.

Der Kolben d ist in der üblichen Weise mit Nuten e versehen, in die die Dichtungsringe / eingesetzt werden können. Diese Ringe bestehen aus federndem flachen Draht aus schmiedbarem Metall, dessen Kanten abgerundet sind, und dessen Stärke etwa 1,6 mm und dessen Breite etwa 6V₂ mm beträgt. Bei der Herstellung des Ringes wird der Draht hochkantig einem in Fig. 4 abgebildeten Werkzeug zugeführt, durch das er in die Ringform oder eine andere Form gebogen wird, derart, daß die flachen Seiten in einer zur Achse des Ringes senkrechten Ebene und die einzelnen Gänge des Ringes nebeneinander liegen. Danach wird der Draht zerschnitten, derart, daß getrennte Ringe entstehen.

Das zum Biegen des Drahtes dienende Werkzeug besteht aus einer Scheibe I, welche auf dem Spindelkopf einer Drehbank befestigt und mit diesem in Umdrehung" versetzt •wird. Gegenüber der Scheibe 1 liegt auf einer Spindel 3 eine Scheibe 2. Die Spindel 3 besitzt in der Mitte einen Zapfen 4, der in eine entsprechende Bohrung 5 der Scheibe 1 hineinragt. Das andere Ende der Spindel ist drehbar auf demReitnagel 6 des Reitstockes 6' der Drehbank gelagert. Der Reitstock ist derart eingestellt, daß der Reitnagel 6 außerhalb der Achse der Scheibe 1 liegt. Infolgedessen liegen die Scheiben 1 und 2 schräg nebeneinander. Zwischen den beiden Scheiben liegt ein Formstück, auf dem der Draht hochkantig gebogen wird. Dieses Formstück besteht aus einer flachen Scheibe 7, deren Dicke ungefähr

gleich der des flachen, zur Herstellung des Ringes dienenden Drahtes ist. Die Scheibe 7 ist vorzugsweise unabhängig von den Scheiben τ und 2 auf dem Zapfen 4 gelagert. Sie besitzt eine Öffnung 8, durch die ein Zapfen 9 hindurchragt. Dieser Zapfen ist auf der Scheibe 2 befestigt und ragt in eine Bohrung der Scheibe 1. Hierdurch wird die Scheibe 2 sowohl wie die sie tragende Spindel zusammen mit der Scheibe 1 gedreht. Wie sich aus Fig. 4 ergibt, liegen die beiden Scheiben 1 und 2 an der Stelle α auf der Rückseite des Werkzeuges dicht nebeneinander. Von diesem Punkt an entfernen sie sich bis zum Punkt b hin, in dem der Abstand der beiden Scheiben das größte Maß besitzt. Die beiden Scheiben sind an der Stelle α einander so nahe, daß sie den Draht, den sie an den Seiten erfassen, festhalten. Wenn sie gedreht werden, wird der Draht vorwärts und um die Außenfläche der Formscheibe 7 herumgezogen. Hierbei erhält der Draht die Form eines Ringes von der gewünschten Größe.

Während der Draht in dieser Weise gebogen wird, wird er durch die Form- und Richtrollen 9' und 10 in der im nachstehenden beschriebenen Weise derart gehalten, daß er seiner Bewegung einen gewissen AViderstand entgegensetzt.

Nachdem der Draht an der Stelle α vorbeigelangt ist, an der die Scheiben 1 und 2'den geringsten Abstand besitzen, läßt der Klemmdruck der Scheiben allmählich nach, bis er schließlich ganz aufhört. Dies geschieht etwa an der Steiler (Fig. 5). An dieser Stelle nimmt der Ring infolge seiner Federwirkung einen Durchmesser an, der größer ist als derjenige der Scheiben 7, und zwar so groß, daß er über die Kante der Scheibe 2 treten kann.

Der Draht wird allmählich in die Form einer Schraube gebogen, deren Gänge nebeneinander liegen, und die die Spindel in sich einschließen, bis die letztere schließlich vollständig von der Drahtschraube bedeckt ist. Jeder Gang verläßt das zum Biegen dienende Werkzeug als fertiger Ring, der nur noch durch Schleifen und Schneiden fertiggestellt werden muß. Hierbei wird jede Drahtwindung unabhängig von den anderen Windungen hergestelll, gleichwie wenn unabhängige Drahtstücke für jede Windung venvendet würden. Wenn die Schraube parallel zu ihrer Achse zerschnitten wird, derart, daß einzelne Ringe entstehen, so liegt jeder Ring in einer Ebene.

]e ein Ende der Ringe liegt in einer Flucht mit der Schnittfläche des Drahtes des anderen Ringes. Kein Ring hat die Neigung, ,sich seitlich aus dieser Stellung zu entfernen.

Wenn der flache Draht hochkantig gebogen wird, so wird das an der Außenkante liegende Metall gestreckt, da es einen größeren Durchmesser erhält als das an der Innenkante liegende Metall. Das letztere wird etwas gestaucht. Infolgedessen erhält der Draht, abgesehen von der ihm an sich eigenen Federung, eine weitere Federung, wenn er in die Ringform gebogen ist. Er federt also, wenn die Seiheiben 1 und 2 ihn loslassen, nach außen, so daß sein Durchmesser größer wird als derjenige der Scheibe 7. Infolgedessen können die einzelnen Windungen über die Kante der Scheibe 2 aus den Formstücken herausgelangen und der nächsten Windung Platz machen. Wenn der Ring in den Kolben eingesetzt ist, wird er durch diese Federung fest an den Zylinder angelegt. Infolge der Streckung des flachen Drahtes an der äußeren Kante wird der Querschnitt des Drahtes etwas verändert. Wenn ein Draht von vollkommen rechteckigem Querschnitt Verwendung findet, so verjüngt dieser sich von innen nach außen. Um dies ■ zu vermeiden, und um einen Ring zu erzeugen, dessen Draht im fertigen Zustande einen vollkommen rechteckigen Querschnitt besitzt, erhält der Draht vor dem Biegen zwischen den Scheiben ι und 2 einen Querschnitt, vermöge dessen schließlich der gewünschte rechteckige Querschnitt entsteht.

Aus diesem Grunde werden Formwalzen 9' angeordnet, zwischen denen der Draht hindurchtreten muß, ehe er zu dem zum Biegen dienenden Werkzeug gelangt.

Der Draht ist ,genügend weich, damit der rechteckige Querschnitt in den in Fig. 7 abgebildeten Querschnitt übergeführt werden kann, in dem die obere Kante diejenige ist, welche in dem fertigen Ring außen liegt. Die Dicke dieses äußeren Teiles ist derart, daß die durch das Strecken hervorgerufene Formveränderung ausgeglichen wird. Im vorliegenden Falle besitzt der fertige Ring den aus Fig. S ersichtlichen rechteckigen Querschnitt. Die Veränderung der Querschnittsform des Drahtes findet statt, während gleichzeitig der vorher gewalzte Teil des Drahtes in die Ringform gebogen wird. Durch das Drehen des Biegwerkzeuges wird der Draht durch die Walzen hindurchgezogen. Eine der Walzen kann gegenüber der anderen nachgestellt werden, wie an der Stelle 15 angegeben ist. Vor. den nc Walzen liegt ein Führungsstück 16. Mit den Walzen 9' können mehrere Richtwalzen 10 verbunden sein. Im vorliegenden Falle sind drei solcher Walzen dargestellt. Da sämtliche Teile 1, 2 und 7 des zum Biegen dienenden Werkzeuges sich drehen, so findet zwischen dem Draht und.dem Biegwerkzeug keine Reibung statt. Dies würde dann der Fall sein, wenn der Draht durch eine Matrize gezogen würde. - 12c

Die Scheibe 17, welche die zum Auswalzen des Drahtes dienenden Walzen und die Rieht-

walzen trägt, ist in der Richtung des Drahtes sowohl wie in der Richtung der Spindel der Drehbank einstellbar, so daß die Führung 18 und der Führungsstift 19 in die richtige Lage gegenüber den Scheiben Ί und 2 gebracht werden können.

Nachdem der Draht zu einer Schraube gebogen ist, deren Gänge nebeneinander liegen, wird er in mehrere Ringe zerschnitten, indem man die Drahtschraube in der Richtung der Achse aufschneidet. Bevor dies geschieht, kann die Spirale auf einen Dorn gebracht und auf der Außenseite auf den gewünschten Durchmesser abgeschliffen werden, wobei aber die innere Seite des Drahtes die ursprüngliche abgerundete Form behält. Das Schneidwerkzeug, mittels dessen die Schraube in einzelne Ringe zerschnitten wird, ist sehr dünn, so daß nur ein kleiner Teil des Ringes herausgeschnitten wird.

Der Winkel, unter dem die beiden Scheiben ι und 2 zueinander liegen, ist in Fig. 1 übertrieben dargestellt. Tatsächlich ist die Neigung der beiden Scheiben außerordentlich klein.

Mittels derselben Einrichtung kann man auch Schrauben' von anderer Form herstellen, also nicht nur kreisförmige, sondern auch ovale, längliche oder anders gestaltete Ringe.

Man kann unter Verwendung derselben Scheibe 1 Ringe von verschiedenem Durchmesser herstellen, indem man die mit den Scheiben 2 und 7 ausgerüstete Spindel herausnimmt und durch eine Spindel mit Scheiben 2 und 7 von anderer Abmessung ersetzt.

Die im vorstehenden als Scheiben bezeichneten Klemmstücke für den Draht können durch Einrichtungen anderer Form, beispielsweise durch Ringe, ersetzt werden.

Durch Verwendung größerer Scheiben 1 kann man Ringe von entsprechend größerem Durchmesser herstellen.

In Fig. 3 ist abgebildet, wie die fertigen Ringe in die Kolbennuten eingesetzt werden.

Wie sich aus der Figur ergibt, werden die Ringe nicht in der Richtung des Umfanges auseinandergebogen, wodurch sie dauernd verbogen würden, vielmehr werden die Enden der Ringe in der Seitenrichtung auseinander-

gebogen, derart, daß ein Ende des Ringes über das Ende des Kolbens hinübergeschoben und in die Nut eingeführt werden kann, worauf man den Ring in der Richtung des Pfeiles dreht, bis er vollkommen in die Nut gelangt ist. Derselbe Vorgang wiederholt sich bei sämtlichen Ringen. In derselben Weise werden die Ringe aus einer Nut herausgenommen und in eine andere übergeführt.

Wenn der Kolben nicht im Innern eines Zylinders liegt, so nehmen die Ringe einen Durchmesser an, der größer ist als derjenige des Kolbens, wie sich aus Fig. 1 ergibt. Wenn der Kolben jedoch in den Zylinder eingesetzt ist, so werden die Ringe derart zusammengedrückt, daß sie sich innen auf die Grundfläche der Nut des Kolbens bzw. auf Packungsmaterial legen, das im Innern dieser Nut vorgesehen sein kann. Trotzdem haben die Ringe noch das Bestreben, sich auszudehnen, derart, daß sie sich dicht an die-Wandung legen.

Es ergibt sich, daß jede Zone der Dichtung für sich federnd ist und die etwa eintretende j Abnutzung ausgleicht, da jeder Ring für sich das Bestreben hat, sich nach außen auszudehnen und Unregelmäßigkeiten auf der Zylinderwandung auszugleichen. Da sich zwischen den einzelnen Ringen Öl ansammeln kann, so wird dieses bis zum inneren Ende des Zylinders befördert, wo es im Hinblick auf. die bei der Explosion und Kompression auftretende hohe Temperatur besonders nötig ist.

Die inneren und äußeren Seitenflächen des Ringes sind vollkommen glatt. Diese Flächen besitzen keinen Grat oder rauhe Kanten, die durch Pressen von Ringen in Matrizen entstehen. Nachdem die Ringe in der beschriebenen Weise gebogen, abgeschliffen und geschnitten sind, ist eine weitere Bearbeitung auf Maschinen irgendwelcher Art nicht mehr erforderlich. Vielmehr können die Ringe sofort Verwendung finden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von gespaltenen Dichtungsringen für Kolben durch Abtrennen einzelner Windungen von einem Körper aus schraubenförmig zusammenhängenden, nebeneinander liegenden, hochkant gebogenen Drahtringen, dadurch gekennzeichnet, daß man beim AVickeln den Draht zwischen den Seitenflächen von zwei nebeneinander liegenden Scheiben (1,2) hindurchgehen läßt, deren eine (1) senkrecht zur Achse der Drahtwindungen, deren andere (2) zur ersten geneigt ist, die ihn nur an einer Stelle erfassen, so daß die einzelnen Ringe nach dem Abtrennen flach liegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Flachdraht keilförmigen Querschnitt hat, der durch die Scheiben durch Hochkantbiegung um einen Dorn in eine rechteckige Form gebracht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.