DE29706684U1

DE29706684U1 - Dichtungsring

Info

Publication number: DE29706684U1
Application number: DE29706684U
Authority: DE
Original assignee: Kempchen and Co GmbH
Current assignee: Kempchen and Co GmbH
Priority date: 1997-04-12
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2007-04-16

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring bestehend aus einem Wickel aus mindestens einem in mehreren Lagen schraubenwendelförmig gewickelten Faden. Der Dichtungsring soll insbesondere als Dichtung für Ventilspindeln, Klappenwellen und dergleichen oder als statische Dichtung beispielsweise bei selbstdichtenden Ventildeckeln, einsetzbar sein.

Ein Dichtungsring des beschriebenen Aufbaus ist aus DE-A 24 11 403 bekannt. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen besteht der Wickel aus einem mit einem Bindemittel imprägnierten Asbestfaden. An den Stirnseiten des Wickels sind Metallkappen aufgesetzt, unter denen die Enden des Asbestfadens angeordnet sind. Der mehrteilige Aufbau des Dichtungsrings ist aufwendig. Asbest ist als gesundheitsgefährdender Stoff eingestuft und als Dichtungswerkstoff nicht mehr zulässig.

Graphit bietet sich als Dichtungswerkstoff an, wenn hohe An-0 forderungen an die chemische Beständigkeit sowie die Temperaturbeständigkeit einer Dichtung gestellt werden. Allerdings ist die Zugfestigkeit von Graphit gering. Die Verwendung von Graphit in Dichtungen, insbesondere in Dichtungen an beweglichen Teilen, erfordert daher zusätzliche Maßnahmen, um sicherzustellen, daß die Graphitdichtungen nicht vorzeitig verschleißen. Aus DE-A 40 14 719 ist ein geflochtener Dichtungsstrang für Dichtungspackungen bekannt, dessen Fäden eine Graphitseele sowie eine Umflechtung aus gegenüber der

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Graphitseele dünnen Metalldrähten aufweisen. Die Graphitseele der Fäden ist frei von einer Imprägnierung und besteht aus zumindest einem Streifen, der von einer Graphitfolie aus Dichtungsgraphit abgetrennt worden ist. Die Fäden sind strangbildend dreidimensional zu dicken Schnüren verflochten, aus denen Dichtungspackungen hergestellt werden. Die Schnittenden des Dichtungsstranges bilden Unstetigkeitsstellen, von denen Undichtigkeiten ausgehen können.

Aus DE-C 37 21 967 ist eine Dichtungspackung mit einem Graphit-Wickelpreßring bekannt. Graphit-Wickelpreßring bezeichnet gepreßte Packungsringe besonderen Aufbaus. Sie bestehen aus einem Band aus expandiertem Graphit und einer Metallbandeinlage, welche spiralförmig zu einem Ring gewickelt wurden. Das so gebildete Vorprodukt wird in einem geeigneten Werkzeug in axialer Richtung gepreßt und geformt, wobei sich das Band nach statistischen Gesetzen mehr oder weniger wellenförmig oder zickzackförmig zusammenstaucht. Aufgrund der geringen Zugfestigkeit von Graphit besteht bei Einsatz als Spindeldichtung eines Hochdruckventils die Gefahr, daß die Ventilspindel bei einer Stellbewegung durch Adhäsionskräfte Graphitelemente aus dem Werkstoffverbund bis zur Undichtigkeit herausreißt und bei eintretender Undichtigkeit hochgespanntes Druckmittel gefahrenträchtig die Packung ausbläst. Um dies zu verhindern, sind an den Stirnseiten eines Satzes von Graphit-Wickelpreßringen Grund- und Deckringe angeordnet, die als Graphit-Laminatringe ausgeführt sind und aus geschichteten Ringscheiben aus einer Folie aus

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expandiertem Graphit und Zwischenringlagen aus Metallfolie bestehen. Der Metallanteil der Laminatringe ist verhältnismäßig hoch. Schmier- und Dichtungseigenschaften der Laminatringe sind verbesserungsbedürftig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungsring mit Graphit als Dichtungswerkstoff anzugeben, der einfach aufgebaut ist, gute Dichtungs- und Schmiereigenschaften aufweist und verschleißfest ist.

Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein Dichtungsring bestehend aus einem Wickel aus mindestens einem in mehreren Lagen schraubenwendelförmig gewickelten Faden, wobei der Faden eine Graphitseele ohne Imprägnierung aus zumindest einem Streifen aus Dichtungsgraphit sowie eine Umflechtung aus gegenüber der Graphitseele dünnen Metalldrähten aufweist und wobei der Wickel zu einem formstabilen Körper verpreßt ist. In dem Körper sind die Windungen des Wickels durch ineinandergreifende Metalldrähte aus der Umflechtung des Fadens miteinander verklammert. Vorzugsweise weist der Faden eine Graphitseele mit einem Durchmesser von wenigen Millimetern und eine einlagige Umflechtung aus Metalldraht mit einem Drahtdurchmesser von weniger als 0,2 mm auf. Bevorzugt ist eine Graphitseele mit einem Durchmesser von etwa 2 mm.

Die Metalldrähte liegen in gleichmäßiger Verteilung im Formkörper vor. Der Massenanteil der Metalldrähte im Formkörper

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ist dabei sehr klein, so daß die Dichtungs- und Gleiteigenschaften des Dichtungsringes nicht beeinträchtigt werden. Die Metalldrähte erfüllen im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre eine wesentliche Funktion. Sie verankern die Graphitanteile miteinander und stellen einen festen Verbund der Windungen des Fadens innerhalb des Formkörpers her.

Die Graphitseele des Fadens kann aus mehreren, von einer Graphitfolie abgetrennten Graphitstreifen bestehen, die parallel angeordnet oder zu einer Schnur zusammengefaßt sind. Es versteht sich, daß der das Vorprodukt bildende Wickel auch aus mehreren Fäden bestehen kann, die in mehreren Lagen schraubenwende If örmig, die einzelnen Windungen dicht an dicht und die einzelnen Lagen dicht auf dicht angeordnet sind. Während ein solcher Wickel eine Dichte von weniger als 1500 kg/m³ aufweist, beträgt die Dichte des daraus hergestellten Formkörpers mehr als 1900 kg/m³.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein 0 Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert. Es zeigen schematisch

Fig. 1 in stark vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch einen Faden, der das Ausgangsmaterial für einen erfindungsgemäßen Dichtungsring bildet,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Wickel, der ein Vorprodukt des erfindungsgemäßen Dichtungsringes bildet und

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Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Dichtungsring.

Der Dichtungsring besteht aus einem zu einem formstabilen Körper 1 verpreßten Wickel 2 aus mindestens einem in mehreren Lagen schraubenwendelförmig gewickelten Faden 3 (vgl. Fig. 2 und 3).

Insbesondere der Fig. 1 entnimmt man, daß der Faden 3 eine Graphitseele 4 ohne Imprägnierung aus einem oder mehreren Streifen aus Dichtungsgraphit sowie eine Umflechtung 5 aus gegenüber der Graphitseele 4 dünnen Metalldrähten aufweist. Im Ausführungsbeispiel besteht die Graphitseele 4 des Fadens 3 aus zwei, von einer Graphitfolie abgetrennten Graphitstreifen, die parallel angeordnet sind. Aufgrund der Verformbarkeit des Materials haben sie nach der Umflechtung einen verrundeten Querschnitt. Die Graphitseele 4 besitzt einen Durchmesser von wenigen Millimetern, vorzugsweise etwa 2 mm. 0 Die Umflechtung 5 ist einlagig und besteht aus Metalldrähten mit einem Drahtdurchmesser von weniger als 0,2 mm.

Aus dem Faden 3 wird ein Vorprodukt hergestellt, das in Fig. 2 dargestellt ist. Das Vorprodukt besteht aus einem Wickel 2 5 aus mehreren Lagen, wobei der Faden schraubenwendelförmig, die einzelnen Windungen dicht an dicht angeordnet sind. Der Wickel besitzt eine Dichte von weniger als 1400 kg/m³ und

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wird anschließend zu einem formstabilen Körper 1 verpreßt, dessen Dichte mehr als 1800 kg/m³ beträgt.

Die Fig. 3 zeigt den Aufbau des aus dem Wickel hergestellten Dichtungsringes 1. Er ist im wesentlichen hohlraumfrei. Die gestrichelt angedeuteten Metalldrähte aus der Umflechtung des Fadens 3 liegen von Windung zu Windung aneinander an und/oder greifen ineinander und verankern den Dichtungswerkstoff.
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Beispiel:

Eingesetzt wurde ein Faden mit folgenden Merkmalen:

Durchmesser der Graphitseele: 2 mm

Umflechtung aus Metalldrähten

mit einem Drahtdurchmesser: 0,1 mm

Dichte des unverpreßten Fadens: 1450 kg/m³
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Die Dichte des aus dem Faden hergestellten verpreßten Dichtungsrings beträgt 2100 kg/m³.

Die Graphitseele 4 des Fadens 3 besteht vorzugsweise aus gefalteter Graphitfolie oder mehreren gefalteten Graphitfolienabschnitten. Das ist in Fig. 1 angedeutet.

Claims

►#·* 91 Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen Schutzansprüche:

1. Dichtungsring bestehend aus einem Wickel aus mindestens einem in mehreren Lagen schraubenwendelförmig gewickelten Faden, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (3) eine Graphitseele (4) ohne Imprägnierung aus zumindest einem Streifen aus Dichtungsgraphit sowie eine Umflechtung (5) aus gegenüber der Graphitseele (4) dünnen Metalldrähten aufweist und der Wickel zu einem formstabilen Körper (1) verpreßt ist, in welchem Körper die Windungen des Wickels durch ineinandergreifende Metalldrähte aus der Umflechtung (5) des Fadens (3) miteinander verklammert sind.

2. Dichtungsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (3) eine Graphitseele (4) mit einem Durchmesser von wenigen Millimetern, vorzugsweise etwa 2 mm, und eine einlagige Umflechtung (5) aus Metalldrähten mit einem Drahtdurchmesser von weniger als 0,2 mm aufweist.

0 3. Dichtungsring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitseele (4) des Fadens (3) aus mehreren, von einer Graphitfolie abgetrennten Graphitstreifen besteht, die parallel angeordnet oder zu einer Schnur zusammengefaßt sind.

4. Dichtungsring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphitseele (4) des Fadens (3) aus gefalteter

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Graphitfolie oder mehreren gefalteten Graphitfolienabschnitten besteht.

5. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der formstabile Körper (1) eine Dichte von mehr als 1900 kg/m³ aufweist.