DE3114150A1

DE3114150A1 - "dichtelement"

Info

Publication number: DE3114150A1
Application number: DE19813114150
Authority: DE
Inventors: Hubert Ing.(grad.) 7991 Eriskirch Höfle; Rudi Dipl.-Ing. 7990 Friedrichshafen Köhler
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1981-04-08
Filing date: 1981-04-08
Publication date: 1982-10-28

Description

Dichtelement
Die Erfindung bezieht sich auf ein Dichtelement gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die Erfindung bezweckt die Abdichtung von Leitungstibergängen, an denen es aus Platzgründen nicht möglich ist, Leitungsfiansche mit Schrauben zu befestigen.
Ein derartiges Dichtelement ist nach Patentanmeldung P 29 50 837 bekannt. Dieses Dichtelement vermag aber den betriebsbedingten Lageänderungen der angrenzenden Bauteile nicht in ausreichendem Maße zu folgen.
Es ist deshalb aufgabe der Erfindung, das Dichtelement so zu gestalten, daß es seine Dichtfunktion auch bei geringen Lageänderungen der angrenzenden Bauteile noch beibehält.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Merkmal von Patentanspruch i gelöst. Aus den Ansprüchen 2 bis 15 ergeben sich verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die zwischen kalter und betriebswarmer Brennkraftmaschine auftretenden Maß- und Lageänderungen an den Dichtflächen der angrenzenden Bauteile ohne Beeinträchtigung der Dichtfunktion von dem Dichtelement elastisch auf genommen werden, und daß Überbeanspruchungen der Spannschraube und des Spannbandes, infolge Abstandsverringerung der Dichtflächen durch Wärmedehnung der angrenzenden Bauteile, mit Sicherheit vermieden werden.
Verschiedene Ausführungsbeispiele - r Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1: Teilquerschnitt nach Linie I-I in Fig. i eines V-Motors mit einer zwischen den #ylinderreihen angeordneten Abgasleitung; Fig. 2: Dichtelement, bei dem das Spreizelement mit nachgiebigem Spannband ausgestattet ist entsprechend Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3: Dichtelement, bei dem das Spreizelement ein gewelltes Federband besitzt; Fig. 4: Dichtelement, bei dem das Spreizelement nachgiebige Keilsegmente besitzt; Fig. 5: Dichtelement, dessen Spreizelement mit Tellerfedern gespreizt wird; Fig. 6: Dichtelement, dessen Spreizelement mit einem radial gewellten Federband gespannt wird; Fig. 7: Dichtelement mit geklemmten Wellrohrenden; Fig. 8: Dichtelement, bei dem das Spreizelement mit geteilten Keilsegmenten ausgestattet ist; Fig. 9: Dichtelement, dessen Spreizelement mit halbrohrförmigem Spreizteil ausgestattet istu Fig. 10: Dichtelement mit elastisch nachgiebiger Spannschraube.
Ein Dichtelement 11 ist an korrespondierenden Öffnungen 12, 13 von zueinander starren Bauteilen 14, 15 angeordnet. Die Öffnungen 12, 13 münden in Dichtflächen 16, 17, die einander mit Abstand gegenüberstehen. Das Dichtelement 11 besteht aus zwei gleichen symmetrisch angeordneten Seitenscheiben 18, die an ihrem Innendurchmesser durch ein Wellrohr 19 miteinander dicht verbunden sind. Die äußeren Schenkelflächen 20, 21 der Seitenscheiben 18 wirken mit der Dichtfläche 17 und unter Zwischenschaltung eines Zentrierringes 26 mit der Dichtfläche 16 der Bauteile 14, 15 zusanen. Die einander zugekehrten Seitenflächen 22, 23 der Seitenscheiben 18 bilden einen sich nach außen öffnenden Ringraum zur Aufnahme eines Spreizelementes, mit dem die zur Erzielung einer Dichtwirkung zwischen dem Dichtelement und den benachbarten Bauteilen 14, 15 erforderliche Axialkraft erzeugt wird.
Nach den Beispielen in Fig. 1, 2, 3, 4 und 8 hat der Ringraum für das Spreizelement eine sich zum Außendurchmesser erweiternde trapezförmige Kontur. Das Spreizelement besteht bei diesen Beispielen im wesentlichen aus einem radial aufgetrennten, im Querschnitt der trapezförmigen Ringraumkontur angepaßten Ring, der mittels einer an den Endabschnitten 27, 28 angreifenden Schraube 29 in seinem Umfang verkürzbar ist. Um den Zusammenbau des Dichtelementes zu erleichtern, besteht das Spreizelement aus einem Spannband 25, das auf mehrere am Umfang des trapezförmigen Ringraumes angeordnete Keilsegmente 24 einwirkt.
Zur Erzielung der gewünschten Nachgiebigkeit des Spreizelementes ist bei dem Beispiel nach Fig. 2 das Spannband 25 an jeder Stoßstelle zweier Keilsegmente 24, die am Spannband 25 befestigt sind, mit einer federnd nachgiebigen Dehnschlaufe ausgebildet.
Bei dem Beispiel nach Fig. 3 wird die Nachgiebigkeit des Spreizelementes durch ein gewelltes Federband 39 erreicht, das zwischen dem Spannband 25 und den Keilsegmenten 24 angeordnet ist, wobei das Federband eine axial, d. h. mit der Dichtelementachse, verlaufende Wellung aufweist.
Im Beispiel nach Fig. 4 sind die am Spannband 25 befestigten Keilsegmente 24 in Umfangsrichtung blattfederartig nachgiebig ausgebildet. Zur Verminderung der Federsteife können die Keilsegmente 24 zu den Enden hin mit geringerem Querschnitt ausgebildet sein.
Das Beispiel nach Fig. 8 zeigt ein r element im Querschnitt, bei dem die Keilsegmente axial, d. h. senkrecht zur Dichtelementachse, in zwei identische Keilsegmentteile 24 und 24' geteilt sind. Zwischen den axial beweglich am Spannband 25 befestigten Keilsegmentteilen 24, 2h' ist dabei ein eine radiale Wellung aufweisendes federband 30 angeordnet.
Nach den Beispielen in Fig. 5, 6 und 7 besteht das Spreizelement aus einem zwischen den Seitenscheiben 18 angeordneten, axial wirkenden Federelement. Nach Fig. 5 und 7 besteht das Federelement beispielsweise aus zwei gegeneinander gestellten Tellerfedern 31. Das Federelement kann aber z. B. auch aus einer Anzahl auf einem Teilkreis angeordneter Druckfedern bestehen. Nach Fig. 6 ist das Federelement ein radial gewelltes Federband 32.
Für die Montage der Dichtelemente nach Fig. 5, 6 und 7 unter Vorspannung sind Halteklammern 33 erforderlich, die an einem Spannband 34 befestigt sind. Nach Einbau des Dichtelementes wird das Spannband gelöst und entfernt, so daß die Vorspannung des Federelementes die erforderliche Dichtkraft aufbringt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist das Wellrohr 19 nicht mit den Seitenscheiben 18 fest verbunden, sondern zwischen den Seitenscheiben 18 und den Dichtringen 35 eingeklemmt. Die Klemmkraft wird dabei von dem unter Vorspannung eingebauten Federelement erzeugt.
In Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das Spreizelement aus einem Spannband 25 mit daran befestigten dünnwandigen, nachgiebigen Spreizteil-Segmenten 37 mit etwa U-förmigem Querschnitt besteht. Die Enden der U-Schenkel der Spreizteil-Segmente 37 stützen sich dabei auf je einen Bund 38 an den einander zugekehrten Seitenflächen der Seitenscheiben 18 ab. Die Spreizteil-Segmente 37 können auch mehrschichtig ausgebildet sein, wobei dann für jede Schicht der Spreizteil-Segmente ein Bund an den Seitenscheiben angeordnet ist.
Eine weitere Möglichkeit der nachgiebigen Ausbildung des Spreizelementes besteht nach Fig. 10 darin, die Spannschraube 29 als Dehnschraube mit großer Dehnlänge auszubilden. Die Nachgiebigkeit läßt sich durch Anordnung von federnden Zwischenlagen 40 unter Kopf bzw. Mutter der Spannschraube 29 noch verbessern.
Die jeweils erforderliche Nachgiebigkeit des Spreizelementes läßt sich selbstverständlich auch durch die Kombination mehrerer der genannten Beispiele erreichen. Leerseite

Claims

Pat entansprüche Dichtelement, das an korrespondierenden Öffnungen von benachbarten, zueinander starren Bauteilen angeordnet ist, wobei die Öffnungen in einander mit Abstand gegenüberstehenden Dichtflächen münden und ein am Außendurchmesser offener, zwischen den Dichtflächen der beiden Bauteile angeordneter, Ring auf einem Zentrierbund an einem der Bauteile mit seinem Innendurchmesser zentriert ist, wobei der Ring aus zwei gleichen symmetrisch angeordneten Seitenscheiben besteht, die an ihrem Innendurchmesser durch ein Wellrohr miteinander verbunden sind und ein Spreizelement zwischen den einander zugekehrten Seitenflächen der Seitenscheiben in einem nach außen offenen Itingraum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizelement gegenüber Relativbewegungen der Seitenscheiben (18) des Ringes nachgiebig ausgebildet ist.
2. Dichtelement nach Anspruch i, bei dem das Spreizelement aus mehreren der trapezförmigen Kontur des Ringraumes angepaßten Keilsegmenten besteht, die am Innendurchmesser eines ringförmigen Spannbandes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Keilsegmenten (24) und dem Spannband (25) ein einen nicht geschlossenen Ring bildendes, gewelltes Federband (39) mit axial verlaufender Wellung angeordnet ist.
3. Dichtelement nach Anspruch 1 und dem Oberbegriff von Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilsegmente (24) nachgiebig ausgebildet sind.
4. Dichtelement nach Anspruch i und dem Oberbegriff von Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannband (25) in Umfangsrichtung nachgiebig ausgebildet ist.
5. Dichtelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Spreizelement zwischen den Seitenscheiben (18) des Ringes mindestens ein axial wirkendes Federelement angeordnet ist.
6. Dichtelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement aus zwei gegeneinander gestellten Tellerfedern (31) besteht.
7. Dichtelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement ein gewelltes Federband (32) mit radial verlaufender Wellung ist.
8. Dichtelement nach Anspruch 1 und 5, bei dem zwischen jeder Seitenscheibe des Ringes und den benachbarten Bauteil-Dichtflächen je eine Scheibe aus Dichtmaterial angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellrohr (19) an jedem Ende zwischen der Seitenscheibe (18) und der Scheibe aus Dichtmaterial (35) durch Klemmen befestigt ist.
9. Dichtelement nach Anspruch 1 und 5 sowie dem Oberbegriff von Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilseg mente (24) aus zwei spiegelbildlichen Teilen bestehen, die jedes für sich in Achsrichtung des Dichtelementes beweglich am Spannband (25) befestigt sind und das Federelement zwischen den Keilsegmentteilen (24, 24') angeordnet ist.
10. Dichtelement nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizelement aus einem Spannband (25) und daran befestigten dünnwandigen, nachgiebigen Spreizteil-Segmenten (37) mit etwa U-fbrmigem Querschnitt besteht.
li. Dichtelement nach Anspruch 10, data. h gekennzeichnet, daß sich die dünnwandigen Spreizteil-Segmente (37) auf je einem Bund (38) an den einander zugekehrten Seitenflächen der Seitenscheiben (18) abstützen.
12. Dichtelement nach Anspruch 10 und 11, darch gekennzeichnet, daß die Spreizteil-Segmente (37) mehrschichtig ausgebildet sind.
13. Dichtelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede Schicht der Spreizteil-Segmente (37) auf je einen Bund an den einander zugekehrten Seitenflächen der Seitenscheiben (18) abstützen.
14. Dichtelement nach Anspruch 1 und dem Oberbegriff von Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannband (25) von einer Spannschraube (29) gespannt wird, die mit großer Dehnlänge ausgebildet ist.
15. Dichtelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß unter Kopf bzw. Mutter der Spannschraube (29) und den zugehörigen Spannbandenden federnde Zwischenlagen (40) angeordnet sind.