DE3213893C2 - Vorrichtung zur Verbindung zweier in Abstand befindlicher Teile - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung beschrieben, mit welcher große unterschiedliche Abstände zwischen miteinander zu verbindenden Teilen kraftschlüssig überbrückt werden können, wobei die übertragene Kraft in engen Grenzen gehalten wird. Hierzu ist sie aus mindestens zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Stützringen aufgebaut, von denen mindestens einer an einer seiner Mantelflächen Sollbruchvorsprünge aufweist. Gegen diese liegt die Stirnseite eines anderen Stützringes an. Eine Federeinrichtung ist vorgesehen, welche bei der gegenseitigen Annäherung der miteinander zu verbindenden Teile komprimiert wird. Übersteigt die Kompressionskraft einen bestimmten Wert, so wir der bzw. werden die Sollbruchvorsprünge abgeschert. Das aus den Stützringen bestehende starre Gerüst verkürzt sich um einen bestimmten Betrag, während sich die Federeinrichtung entspannt. Durch mehrere Gruppen von Sollbruchvorsprüngen, welche sich in axial unterschiedlichen Positionen an einem oder mehreren Stützringen befinden, kann die Verkürzung des aus den Stützringen bestehenden starren Gerüstes und die damit verbundene Entlastung der Federeinrichtung mehrfach wiederholt werden. Ein besonderes Anwendungsgebiet liegt bei der Ausgestaltung als Dichtungsanordnung, die insbesondere zur Montage sanitärer Absperrventil-Oberteile in Armaturengehäusen verwendet wird, bei denen der Aufnahmeraum unterschiedlich tief ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung zweier in Abstand befindlicher Teile unter Übertragung einer Kraft mit mindestens einem Stützring und mit einer Federeinrichtung, welche bei Annäherung der miteinander zu verbindenden Teile komprimierbar ist

Unter »Verbindung« soll hier nicht die Herstellung eines körperlichen Zusammenhaltes sondern nur eine körperliche Berührung verstanden werden, unter welcher eine Kraftübertragung stattfinden kann. Ein Haupteinsatzgebiet einer derartigen Vorrichtung ist dann gegeben, wenn sie gleichzeitig als Dichtungsanordnung ausgestaltet ist. Diese läßt sich insbesondere bei sanitären Absperrventil-Oberteilen mit Keramik-Steuerscheiben verwenden. Sofern derartige Oberteile Lm Austausch gegen herkömmliche Oberteile in genormte Armaturengehäuse eingesetzt werden sollen, ergibt sich folgendes Problem: Trotz der Normung des Armaturengehäuses ist die axiale Tie7e des Aufnahmeraumes, in dem das Oberteil untergebracht wird, nicht immer die gleic^he. Bei bekannten Oberteilen, die einen an eine äußere Fläche des Armaturengehäuses anlegbaren Bund besitzen, mußte durch konstruktive Maßnahmen Sorge getragen werden, daß die axiale Länge des Oberteiles veränderlich und den jeweiligen Gegebenheiten anpaßbar ist Dies hatte nicht nur einen erheblichen konstruktiven Aufwand zur Folge, der mit verhältnismäßig hohen Herstellungskosten verbunden ist. sondern auch die Montage des Oberteiles an Ort und Stelle war erschwert.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus dem DE-GM 19 27 008 bekannt. Hier dient ein beidseits mit Dichtungen versehener Stützring dazu, zwei Teile einer Rohrverschraubung auf Distanz zu halten, um so das Lösen der Rohrverschraubung zu erleichtern. Auf die Einhaltung einer ganz bestimmten Distanz kommt es hier ebenso wenig an wie auf die Übertragung einer definierten, in engen Grenzen zu haltenden Kraft.

In der älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 30 45 409.2 wird eine Dichtungsanordnung vorgeschlagen, welche der dichtenden Verbindung zwischen der in einem sanitären Absperrventil-Oberteil zuunterst liegenden Keramikscheibe und dem am Grunde des Aufnahmeraumes im Armaturengehäusc ausgebildeten Ventilsitz dient. Gleichzeitig kompensiert sie unterschiedliche Tiefen dieses Aufnahmeraumes. Dabei ist ebenfalls ein einziger Stülzring vorgesehen, der an ge-

genüberliegenden Seiten zwei Dichtungen tragt Eine dieser Dichtungen ist von einer Nut im Stützring aufgenommen, derart, daß bei starker Kompression dieser Dichtung eine Führung gegeben ist Der Sinn dieser Anordnung besteht darin, die in der Nut geführte Dichtung als »weiche Feder« auszubilden, bei welcher die Kompressionskraft nur wenig vom Kompressionsweg abhängt Diesem Konzept sind aber selbstverständlich enge Grenzen gesetzt Sobald die zu überbrückenden Toleranzen Krößenordnungsmäßig die Abmessung der Dichtung selbst erreichen, tritt eine erhebliche Veränderung der Kompressionskraft mit dem Kompressionsweg auf.

Ähnliche Aufgabenstellungen ergeben sich jedoch auch in Fällen, in denen eine abdichtende Wirkung nicht erforderlich ist Hierbei lassen sich Beispiele denken, wo das Spiel zwischen zwei Teilen, welches unterschiedliche Werte besitzen kann, unter Übertragung einer möglichst genau definierten Kraft ausgeglichen werden solL

Aufgabe der vorliegenen Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei weicher trotz erheblich variierenden! Abstend der beiden miteinander zu verbindenden Teile ''-Ie zwischen diesen Teilen übertragene Kraft in sehr engen Grenzen gehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß

a) sie mindestens zwei Stützringe umfaßt;

b) mindestens einer der Stützringe an der dem anderen Stützring zugewandten Fläche mindestens einen Sollbruchvorsprung aufweist, welcher bei einer bestimmten Kraft abscherbar ist;

c) die Abmessungen der Stützringe derart aufeinander abgestimmt sind, daß diese teleskopartig übereinander schiebbar sind, wobei eine Stirnseite des einen Stützrings an einem oder mehreren SoIlbruchvorsprüngen des anderen Stützrings anliegt

Erfindungsgemäß wird von den zwei Stützringen, zwischen denen über die Sollbruchvorsprünge eine Kraftübertragung stattfindet, ein starres Gerüst aufgebaut, dessen axiale Länge bei Überschreiten der zum Abscheren der Sollbruchvorsprünge erforderlichen Kraft verkürzbar ist. Die Verkürzung des starren Gerüstes entlastet die Federeinrichtung, was zu einer entsprechenden Verringerung dei Kompressionskraft führt Durch geeignete Materialwahl und Dimensionierung sowie durch entsprechende geometrische Anordnung der Sollbruchstifte und den Stützringen läßt sich ein exakt definierter Kräftebereich festlegen, innerhalb welchem die Vorrichtung bei praktisch allen Kompressionswegen arbeitet.

Wenn mehrere Sollbruchvorsprünge vorgesehen sind, welche in unterschiedlicher axialer Position auf dem Stützring angeordnet sind, kann der Vorgang der Verkürzung des starren Gerüstes und der Entlastung der Federeinrichtung mehrfach wiederholt werden.

Zweckmäßigerweise sind mehrere Gruppen von Sollbruchstiften vorgesehen, welche in unterschiedlichen axialen Positionen auf dem Stützring angeordnet sind, ^wobei die Sollbruchstifte innerhalb einer Gruppe in der-'iselben axialen Position über den Umfang der Mantelfläche des Stützrings verteilt sind. Diese Maßnahme verhindert bei Belastung ein Verkanten der beiden Stützringe, wenn die Passung nicht ideal ist, und sorgt für eine höhere Präzisierung der Kraft, bei welcher die Verkürzung des starren Gerüiyes stattfindet Zusätzlich können die in unterschiedlichen axialen Positionen befindlichen Sollbruchstifte bzw. Gruppen von Sollbruchstiften winkelmäBig zueinander versetzt sein.

Von Vorteil ist wenn der oder die Sollbruchstifte an der äußeren Mantelfläche des Stützringes mit kleinerem Außendurchmesser angeordnet ist bzw. sind. Auf diese Weise fallen abgescherte Sollbruchstifte nicht nach irinen in den von den Stützringen umgebenen Raum.

ίο Einer der Stützringe kann einen radialen Anschlagflansch für einen anderen Stützring aufweisen. Auf diese Weise wird die kleinste Abmessung des aus den Stützringen bestehenden starren Gerüstes präzise festgelegt Die Federeinrichtung kann eine Tellerfeder sein, welehe zwischen zwei Stützringen eingespannt ist.

Zwei Stützringe können unverdrehbar, aber axial verschiebbar miteinander verbunden sein. Diese Anordnung wird insbesondere dann gewählt wenn die beiden miteinander zu verbindenden Teile durch eine Schraubbewegung einander angenähert werden. Diese Schraubbewegung überträgt nämlich auf ^ie Vorrichtung eine Torsionskraft weiche zu einer tve-latiwerdrehung der Stützringe führen könnte.

Eine Sicherung des axialen Zusammenhaltes der gesamten Vorrichtung kann einer der Stützrin^^ mindestens einen radialen Vorsprung besitzten. mit dem er zur Herstellung eines axialen Zusammenhaltes hinter einen radialen Vorsprung eines anderen Stützringes eingefedert ist Sofern die Vorrichtung gleichzeitig als Dichtungsanordnung ausgebildet sein soll und an den voneinander entfernten Stirnseiten jeweils einen Dichtungsabschnitt trägt (der gleichzeitig die Funktion der Federeinrichtung übernehmen kann), sind die beiden Dichtungsabschnitte zweckmäßigerweise über einen dünnwandigen Verbindungsbereich aus elastischem Material miteinander verbunden, der beispielsweise die beiden Stützringe umschließen kann. Dies ist nicht nur die einfachste Art, die beiden Dichtungsabschnitte ihrerseits wiederum dicht aneinander anzusch'ießen; es ergibt sich hierdurch auch der strukturelle Zusammenhalt der verschiedenen Bauteile in einer Einheit.

Wenn an mindestens einer Stirnfläche ein Gleitring aus reibungsarmem Material vorgesehen ist, wird die Einleitung von Torsionskräften, die insbesondere für den Verbindungsbereich zwischen den Dichtungsabschnitten gefährlich werden kann, .veiter verringert. Der Gleitring kann gleichzeitig Dichtungsaufgaben übernehmen, wenn er selbst aus dichtendem Material hergestellt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen, als Dichtungsanordnung ausgebildeten Vorrichtung, in der linken Hälfte als vollständigen Axialschnitt, in der rechten Hälfte mit aufgeschnittener elastischer Umhüllung;

F i g. 2 eine D^rsufsicht auf einen Sollbrurhstift tragenden Stützring aus der Dichtungsanordnung von Fig. 1: Fig. 3 schematisch ein Kraft-Wegdiagramm für die erfindungsgemäße Vorrichtung:

F i g. 4 die Dichtungsanordnung von F i g. 1 im Einsatz bei einen sanitären Keramikscheiben-Oberteil, welches in beiden Zeichnungshälften in Armaturengehäusen mit unterschiedlich tiefen Aufnahmeräumeu eingebaut ist;.

F i g. 5 die Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer als Dichtungsanordnung ausgebildeten Vorrichtung, teilweistHm Schnitt;

Fig.6 die Seitenansicht eines »variablen Distanzstücks«.

In der linken Hälfte von Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch die gesamte Dichtungsanordnung, in der rechten Hälfte dieselbe Dichtungsanordnung im Teilschnitt dargestellt. Sie umfaßt im wesentlichen drei Bauteile; zwei Stützringe 2 und 3 aus starrem Material, z. B. Kunststoff, und eine diese Stützringe 2,3 umgreifende und zu einer Einheit verbindende elastische Umhüllung 1.

Der in der Zeichnung oben liegende Stützring 2 weist an seiner äußeren Mantelfläche eine Vielzahl von mit dem Stützring einstückigen, radialen, stiftartigen Vor-Sprüngen auf, die aus noch deutlich werdenden Gründen »Sollbruchstifte« 4 genannt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sollbruchstifte 4 in drei Gruppen 4a, 46, 4c aufgeteilt. Die jeweils zur selben Gruppe gehörenden Sollbruchstifte 4a, 4b, 4c befinden sich in derselben axialen Position (»Höhe«) am Stützring, jedoch in unterschiedlichen Winkelpositionen über die Mantelfläche des Stützringes 2 verteilt. Die Sollbruchstifte 4a befinden sich also sämtlich in der Nähe der in der Zeichnung unteren Stirnfläche des Siützringes 2, die Sollbruchstifte 4b etwa in der axialen Mitte des Stützringes 2 und die Sollbruchstifte 4c in der Nähe der in der Zeichnung oberen Stirnfläche des Stützringes 2. Die den verschiedenen Gruppen 4a, 4b, 4c zugeordneten Sollbruchstifte 4 sind zudem winkelmäßig gegeneinander versetzt, wie aus F i g. 2 zu erkennen ist.

Der in der Zeichnung unten dargestellte, zweite Stützring 3 ist im Querschnitt L-förmig. Das heißt, er weist einen von seiner axial verlaufenden Partie 3a radial nach innen verlaufenden Flansch Zb auf. Der Innendurchmesser der axialen Partie 3a des Stützringes 3 ist etwas größer als der Außendurchmesser des oberen Stützringes 2. Die beiden Stützringe 2, 3 könnten sich also teleskopartig ineinander verschieben, gäbe es nicht die Sollbruchstifte 4, von denen zunächst die unterste Gruppe 4a an der oberen Stirnfläche des Stützringes 3 anliegt.

Die elastische Umhüllung 1 weist einen oberen, sich radial über die obere Stirnfläche des Stützringes 2 erstreckenden Dichtungsabschnitt la und einen unteren, sich radial über den Flansch 36 des Stützringes 3 erstreckenden Dichtungsabschnitt \b auf. Die beiden Dich'ungsabschnitte la, 16 werden von einem verhältnismäßig dünnwandigen Verbindungsabschnitt ic zusammengehalten.

Der Sinn der beschriebenen Dichtungsanordnung ist folgender: es sollen zwei Flächen von Bauteilen dicht aneinander angeschlossen werden, deren axialer Abstand im Einzelfall sehr unterschiedlich sein kann. Der Anpreßdruck, mit welchem die Dichtungsanordnung auf die beiden Flächen wirkt, soll jedoch innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegen.

Ein typisches derartiges Einsatzgebiet liegt bei sanitären Absperrvenil-Oberteilen, deren Schießelemente aus Keramikscheiben bestehen und die — beispielsweise als Ersatzteile — in vorhandene Armaturengehäuse eingebaut werden sollen. Erfahrungsgemäß variiert die Tiefe des Aufnahrneraumes bei unterschiedlichen Armaturengehäusen erheblich. Die Funktion der Dichtungsanordnung besteht nun darin, die unterste Keramikscheibe des — als solchen bekannten — Oberteils dicht an den am Grund des Aufnahmeraums angeordneten Ventilsitz anzuschließen.

Diese Situation ist in F i g. 4 dargestellt.

In der linken Hälfte dieser Figur ist ein Armaturengehäuse 5 teilweise gezeigt, dessen Aufnahrnerauni 6 für das teilweise dargestellte Ventiloberteil 7 verhältnismäßig tief ist. Das heißt der Ventilsitz 8 am Grunde des Aufnahmeraums 6 besitzt einen verhältnismäßig großen Abstand von der äußeren Stirnfläche 9 des Armaturengehäuses 5, gegen welche bei der Montage des Oberteils 7 ein Bund 12 anschlagartig angelegt wird.

Im Inneren des Ventiloberteils 9 befindet sich eine feststehende Keramikscheibe 10, die von der Dichtungsanordnung gemäß F i g. 1 dicht mit dem Ventilsitz 8 verbunden und gleichzeitig mit einem bestimmten Anpreßdruck gegen eine darüberliegende, bewegliche Keramikscheibe 11 gedrückt wird. Der von der Dichtungsanordnung zu überbrückende Abstand ist verhältnismäßig groß.

In der rechten Hälfte der F i g. 4 sind die entsprechenden Verhältnisse bei einem Armaturengehäuse 105 dargestellt, dessen Aufnahmeraum 106 für das Ventiloberteil 7 eine verhältnismäßig geringe Tiefe aufweist. Das heißt, der Abstand zwischen dem am Grunde des Aufnahmeraums 106 angeordnete Ventilsitz 108 und der äußeren Stirnfläche 109 des Armaturengehäuses 105 ist verhältnismäßig klein. Entsprechend klein ist dann auch der von der Dichtungsanordnung zu überbrückende Abstand zwischen der feststehenden Keramikscheibe 10 und dem Ventilsitz 108. Die in diesem Falle auf die feststehende Keramikscheibe 10 von der Dichtungsanordnung ausgeübte, nach oben gerichtete Kraft darf allerdings nicht nennenswert gegenüber dem Fall in der linken Hälfte von Fig.4 ansteigen; anderenfalls wäre die richtige Funktion der Keramikscheiben 10,11 nicht mehr gewährleistet.

Die Art und Weise, wie die Dichtungsanordnung diese Aufgabe erfüllt, sei unter Hinzuziehung der F i g. 3 erläutert. Diese zeigt ein Diagramm, in welchem der Kompressionsweg der Dichtungsanordnung gegen die von der Dichtungsanordnung ausgeübte Kraft aufgetragen ist

Zunächst sei der Fall betrachtet, welcher der linken Hälfte der F i g. 4 entspricht

In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand, in weichem die obere Stirnfläche des Stützringes 3 gegen die unterste Gruppe 4a von Sollbruchstiften 4 des Stützringes 2 anliegt besitzt die Dichtungsanordnung ihre größtmögliche axiale Abmessung. Diese entspricht dem größten zu erwartenden, von der Dichtungsanordnung zu überbrückenden Abstand zwischen Keramikscheibe 10 und Ventilsitz S. Diese Dichtungsanordnung wird vor der Montage des Ventiloberteils 7 von unten her gegen die Keramikscheibe 10 angelegt und dann gemeinsam mit dem Ventiloberteil 7 in den Aufnahmeraum 6 des Armaturengehäuses 5 eingeführt Der untere Dichtungsabschnitt 16 der elastischen Umhüllung 1 wird dabei gegen den Ventilsitz 8 angelegt Nun wird das Ventilobe-'eil 7 in das Armaturengehäuse 5 eingeschraubt bis der Bund 12 an der Stirnfläche 9 anliegt Die beiden Dichtungsabschnitte la, 16 werden dabei elastisch komprimiert; die Stützringe 2,3 verhalten sich wie ein einstückiges, starres Gerüst Die Kraft wird von dem unteren Stützring 3 über die unterste Gruppe 4a von Sollbruchstiften 4 in den oberen Stützring 2 eingeleitet Diese verhältnismäßig geringe Kompression der Dichtungsanordnung entspricht dem ersten, linearen Anstieg im Kraft-Weg-Diagramm von Fig.3, in dem annähernd das Hook'sche Gesetz gilt

Durch die Dichtungsanordnung wird auf diese Weise die Keramikscheibe 10 wasserdicht an den Ventilsitz 8 angeschlossen.

Liegt dagegen der Ventilsitz 108 innerhalb des Aufnahmeraumes 106 des Armaturengehäuses 105 verhältnismäßig hoch (F i g. 4 rechte Hälfte), so muß die Dich-

tungsanordnung auf eine sehr viel kleinere axiale Abmessung komprimiert werden, wenn der Bund 12 des Ventiloberteils 7 gegen die Stirnfläche 109 angedreht wird. Dabei geschieht folgendes:

In der ersten "Phase werden wiederum, wie beim oben ■beschriebenen Beispiel, die Dichtungsabschnitte la und 16 elastisch komprimiert. Mit fortschreitender Kompression steigt jedoch die auf die Sollbruchstifte 4a vom Stuping 3 ausgeübte Scherkraft so stark an, daß die Sollbruchstifte 4a schließlich abbrechen. Der Stützring 3 * -schiebt sich nun teleskopartig weiter über den Stützring 2, bis seine obere Stirnfläche nunmehr an der zweiten Gruppe 4b von Sollbruchstiften 4 zur Anlage kommt. Da sich die axiale Abmessung des aus den beiden Stützringen 2,3 bestehenden starren Gerüsts hierbei verringert, können sich die beiden Dichtungsabschnitte la und 1 b entsprechend entspannen: die von ihnen auf die Keramikscheibe 10 ausgeübte Kraft verringert sich vom Wert K\ schlagartig auf den Wert Ki. Diese Vorgänge !äüfsn oK ijugnn Hgr jn ρ ΐ rr β mit £ erreichte K

sionsweg erreicht ist.

Wird das Oberteil 7 nun noch weiter in das Armaturengehäuse 105 eingeschraubt, so steigt die Kompression der Dichtungsabschnitte la und \b auf dem Weg zwischen a und b in F i g. 3 wieder an, bis dann schließlich an der Stelle b die nächste Gruppe 4b von Sollbruchstiften 4 abgeschert wird. Das starre Gerüst der beiden Stützringe 2 und 3 verkürzt sich erneut unter Entspannung der Dichtungsabschnitte la, Ib, wobei die Kraft vom Wert K\ auf den Wert Ki absinkt. Dieser Vorgang läßt sich beim in F i g. 1 dargestellten Ausführup_asbeispiel bei Bedarf noch ein drittes Mal wiederholen (Stelle ein F i g. 3). Bei weiterer axialer Kompression der Dichtungsanordnung legt sich der Stützring 2 gegen den Flansch 3b des Stützringes 3 an; die Dichtungsabschnitte la, Ib werden unter zunehmender Versteifung weiter zusammengedrückt.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß sich die in F i g. 3 dargestellte charakteristische Kurve der Dichtungsanordnung für jeden Anwendungsfall maßschneidern läßt:

— Die Steilheit der linearen Abschnitte der Kurve ist durch die geometrischen Abmessungen und das Material der elastischen Umhüllung 1 bestimmt

— Der Wert Ki ergibt sich aus der Anzahl, den geometrischen Abmessungen und dem Material der Sollbruchstifte 4.

— Der Wert K2 wird — bei gegebenen elastischen Eigenschaften der Umhüllung 1 — durch den axialen Abstand aufeinanderfolgender Gruppen 4a, 4b, 4c bestimmt

Es ist somit offensichtlich möglich, die von der eingebauten Dichtungsanordnung auf die abzudichtende Fläche (im Beispiel von F i g. 4 die Keramikscheibe 10 und den Ventilsitz 8 bzw. 108) ausgeübte Kraft innerhalb eines sehr schmalen Toleranzbereiches zu halten, wobei der Kompressionsweg der Dichtungsanordnung sehr groß sein kann.

Selbstverständlich kann die Zahl der Sollbruchstiftgruppen auch größer oder kleiner als 3 sein, wie dies beim Ausführungsbeispiel von F i g. 1 der Fall war. Dort befinden sich die Sollbruchstifte 4 zudem auf der äußeren Mantelfläche des Stützringes 2. Dies hat den Vorteil, daß die abgescherten Sollbruchstifte 4 zwischen der elastischen Umhüllung 1 und den beiden Stützringen 2, 3 eingesperrt bleiben und die Dichtungsanordnung nicht

verlassen können. Wo dies nicht stört, ist es selbstverständlich auch möglich, die Sollbruchstifte an der inneren Mantelfläche des in der Zeichnung unteren Stützringes 2 oder auch an beiden, aneinander vorbeigleitenden Mantelflächen der Stützringe 2,3 vorzusehen.

Zudem brauchen die Sollbruchvorsprünge nicht stiftartig zu sein. Sie können auch als Ringe oder Ringsegmente gestaltet werden.
In vielen Fällen, so auch im Beispiel von F i g. 4, werden die beiden Teile, die von der Dichtungsanordnung miteinander verbunden werden sollen, durch eine Schraubbewegung einander angenähert. Dies hat zur Folge, daß auf die Dichtungsanordnung eine Torsionskraft ausgeübt wird. In solchen Fällen ist eine Verdrehsicherung der beiden Stützringe zweckmäßig, wie sie etwa in F i g. 5 dargestellt ist.

In dieser sind wiederum zwei Stützringe 202, 203 zu erkennen, von denen der obere (202) mehrere Gruppen von Sollbruchstiften 204a, 2046, 204c trägt. Der Innendurchmesser des unteren Stützringes 203 ist auf dsr. Außendurchmesser des oberen Stützringes 202 so abgestimmt, daß er sich beim Abscheren der Sollbruchstifte 204 über diesen schieben läßt.

Ein dritter, im Querschnitt L-förmiger Stützring 214 besitzt einen hohlzylindrischen Bereich 214a, der sich axial bis über den unteren Stützring 203 erstreckt, sowie einen radial nach innen ragenden Flansch 2146. An der Innenseite des hohlzylindrischen Bereiches 214a befinden sich mehrere über den Umfang verteilte Axialnuten 215, in welche jeweils eine radial nach außen ragende Nase 216 des Stützringes 203 eingreift.

Zwischen der oberen Stirnseite des Stützringes 20 und der dieser zugewandten Seite des Stützringflansches 2146 ist eine Tellerfeder 217 eingelegt, welche bei dieser Ausführungsform im wesentlichen die Steilheit der schräg verlaufenden Kurvenabschnitte von Fig.3 bestimmt.

Ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel von F i g. 1 ist ein Dichtungsteil 201 vorgesehen, welches einen oberen, den Stützringflansch 2146 übergreifenden Dichtungsabschnitt 201a und einen unteren, den Stützring 203 übergreifenden Dichtungsabschnitt 2016 aufweist. Der Verbindungsabschnitt 201c des Dichtungsteils 201 erstreckt sich hier innerhalb der Stützringe 202,203 und 214.

Teilweise auf der oberen Stirnfläche des Stützrir.ges 214, teilweise auf der Außenseite des Dichtungsabschnittes 201a liegt ein Gleitring 218 aus reibungsarmem, dichtendem Material auf. Je nach Anwendungsgebiet kann dieser beispielsweise aus Polytetrafluoräthylen oder auch aus Metall hergestellt sein.

Die Funktion der Dichtungsanordnung von Fig.5 stimmt mit derjenigen von F i g. 1 überein, was die Wirkungsweise der übereinander teleskopartig verschiebbaren Stützringe 202, 203 und der Sollbruchstifte 204 angeht Da die Federkräfte im wesentlichen von der Tellerfeder 217 und nicht mehr von den Dichtungsabschnitten 201a, 2016 erzeugt werden, brauchen diese nicht mehr so dick wie diejenigen von F i g. 1 zu sein. Torsionskräfte, die durch ein an die obere Stirnseite herangeschraubtes Teil entstehen, werden aufgrund des Gleitringes 218 nur noch in stark verringertem Ausmaße in die Dichtungsanordnung eingeleitet Durch die formschlüssige Verbindung zwischen den Stützringen 203 und 214 wird eine Verdrehung der Stützringe 202, 203 und 214 gegeneinander verhindert Dadurch wird eine unerwünschte Verformung des Dichtungsteiles 201 verhindert, die sonst insbesondere im Verbindungsabschnitt 201 c auftreten würde.

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In Fig.6 schließlich ist eine nach demselben Prinzip |

arbeitende Vorrichtung dargestellt, die nun allerdings keine Dichtungsanordnung ist, sondern als »variables Distanzstück« bezeichnet werden könnte. Sie wird überall dort eingesetzt, wo zwei Teile kraftschlüssig miteinander verbunden werden sollen, die übertragene Kraft innerhalb enger Grenzen gehalten werden muß und der Abstand der beiden Teile verhältnismäßig stark variieren kanf.

Der Aufbaa stimmt im wesentlichen mit demjenigen ΐ der Dichtungsanordnung von F i g. 5 überein, wobei je-ί doch das entbehrlich gewordene Dichtungsteil 201 sowie der Gleitring 218 weggelassen sind: die beiden Stützringe 302 und 303 sind unter Abscherung der Sollbruchstifte 304 übereinander teleskopartig verschiebbar. Zwischen den Stützring 302 und den dritten Stützring 314 ist eine Tellerfeder 317 eingelegt. Der axiale Zusammenhalt der Vorrichtung wird durch mehrere radial nach außen zeigende Nasen 316 bzw. einen Ringbund am Stützring 303 gewährleistet, der elastisch hinter einem radial nach innen zeigenden Ringbund 319 des Stützringes 314 eingefedert ist.

Falls gewünscht, kann selbstverständlich auch bei der Dichtungsanordnung von F i g. 1 oder bei der Vorrichtung von F i g. 6 eine Verdrehsicherung derart vorgesehen werden, wie sie bei der Dichtungsanordnung von Fig. 5 gezeigt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (13)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Verbindung zweier in Abstand befindlicher Teile unter Übertragung einer Kraft mit einem Stützring und mit einer Federeinrichtung, weiche bei Annäherung der miteinander zu verbindenden Teile komprimierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

to

a) sie mindestens zwei Stützringe (2, 3; 202, 203; 302,303) umfaßt;

b) mindestens einer der Stützringe (2; 202; 302) an der dem anderen Stützring (3; 203; 303) zugewandten Mantelfläche mindestens einen Sollbruchvorsprung (4; 204; 304) aufweist, welcher bei einer bestimmten Kraft abscherbar ist;

c) die Abmessungen der Stützringe (2,3; 202; 203, 214; 302, 303, 314) derart aufeinander abgestimmt sind, daß diese teleskopartig überemander schiebbar sind, wobei eine Stirnseite des einen Stützrings (3; 203; 303) an einem oder mehreren Sollbruchvorsprüngen (4, 204; 304) des anderen Stützrings (2; 202; 302) anliegt

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sollbruchvorsprünge (4; 204; 304) vorgesehen sind, welche in unterschiedlicher axialer Position an dem Stützring (2; 202; 302) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen (4a, 4b, 4c, 204a, 2046.204c: 304a, 3040,304c; von Sollbruchstiften (4; 204; 304) vorgesehen bind, weiche in unterschiedlicher axialer Position an dem Stützring (2; 202; 302) angeordnet sind, wobei die Sol.jruchstifte (4; 204; 304) innerhalb einer Gruppe (4a. 4b. 4c: 204a 2Ο4Λ, 204c; 304a. 304Ö, 304c) in derselben axialen Position über den Umfang der Mantelfläche des Stützringes (2; 202; 302) verteilt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in unterschiedlicher axialer Position befindlichen Sollbruchstifte (4; 204; 304) bzw. Gruppen (4a. 4b, 4c; 204a, 2046, 204c; 304a, 304Z), 304c; von Sollbruchstiften (4; 204; 304) winkelmäßig zueinander versetzt sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Sollbruchstifte (4; 204; 304) an der äußeren Mantelfläche des Stützringes (2; 202; 302) mit kleinerem Außendurchmesser angeordnet ist bzw. sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Stützringe (3; 203; 303) einen radialen Anschlagflansch (3 b) für den anderen Stützring (2; 202; 302) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollbruchvorsprung ring- oder ringsegmentförmig ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung eine Tellerfeder (217; 317) ist, weiche zwischen zwei Stützringen (202,214;302,314) eingespannt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stützringe (202; 214) unverdrehbar aber axial verschiebbar miteinander verbunden sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Stützringe

(303) mindestens einen radialen Vorsprung (316) besitzt mit dem er zur Herstellung eines axialen Zusammenhaltes hinter einen radialen Vorsprung (319) eines anderen Stützringes (314) eingefedert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche an den voneinander entfernten Stirnenden jeweils einen Dichtungsabschnitt trägt dadurch gekennzeichnet daß die beiden Dichtungsabschnitte (la, Ib; 201a, 2010; über einen dünnwandigen VerbiFdungsbereich (1 c) miteinander verbunden sind.

IZ Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß an mindestens einer Stirnfläche ein Gleitring (218) aus reibungsarmem Material vorgesehen ist

13. Vorrichtung nach Anspruch 12 bei Rückbeziehung auf Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß der Gleitring (218) aus dichtendem Material hergestellt ist