DE565642C - Dichtungsring, insbesondere fuer UEberhitzerelemente, der aus Aluminium und einem haerteren Metall besteht - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM *5.-DEZaiBER~1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47f GRUPPE

G. Stromeier & Co. in Hamburg

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. April 1931 ab

Für die Abdichtung von Verbindungsstellen, insbesondere an Überhitzern, verwendet man bisher fast allgemein Kupfer-Asbest-Ringe, und zwar meist solche, bei denen ganz oder teilweise geschlossene Kup-,· ferringe mit einer Füllung aus Asbest versehen sind. Diese Ringe werden beim Anziehen der Verbindungsbolzen breitgequetscht und • dichten dann meist bei der am kalten Überhitzer vorgenommenen Wasserdruckprobe genügend ab; während des Betriebes aber wird der Asbest infolge der auftretenden höheren Temperaturen pulverförmig, so daß die Widerstandsfähigkeit des Kupfers nachläßt.

*5 Bei Lokomotiven wirken dann die während der Fahrt auftretenden Schwingungen und Stöße wie Hammerschläge auf diese Dichtung, so daß sie allmählich weiter zusammengedrückt wird. Häufig werden durch solche Störungen die Lokomotiven betriebsunfähig. Als Material für Dichtungsringe ist Aluminium an sich bekannt. Man hat z. B. Dichtungsringe mit einem Aluminiumkern vorgeschlagen, die mit einem vollständig dicht abschließenden Mantel aus hartem Material umgeben sind. Andererseits hat man auch Aluminium allein, ohne andere Metalle, meist in Form von Drahtringen, als Dichtungsringe verwendet.

Von diesen bekannten Verwendungen unterscheidet sich die Erfindung dadurch, daß entsprechend vorbehandeltes Aluminium verwendet wird, das auf den Dichtflächen zur Auflage kommt und durch einen Ring aus härterem Stoff am Ausweichen verhindert ist. Es sind zwar solche Ringe bekannt, bei denen ein weicherer, auf den Dichtflächen aufliegender Stoff durch einen härteren Ring gehalten wird. Aber diese Ringe stimmen mit der vorliegenden Erfindung nur teilweise in der äußeren Form, nicht aber in der durch die Materialeigenschaften hervorgerufenen Wirkung überein.

In der beiliegenden Skizze ist ein Dichtungsring nach der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt. Der Ring besteht aus einem Trägerring a, der beispielsweise aus Kupfer oder Eisen hergestellt ist. In diesem Ring sind auf beiden Seiten Nuten vorhanden, in denen die Ringe b und c aus Aluminium angebracht sind. Die Nuten können rechteckigen oder schwalbenschwanzartigen Querschnitt besitzen.

Erfindungsgemäß werden nun die Ringe b und c aus Aluminium hergestellt, das bei 300 bis 400⁰ C geglüht ist. während der Ring α aus Kupfer oder Flußeisen der üblichen Art besteht.

Das Aluminium dehnt sich bekanntlich bei ·': der Erwärmung stärker aus als das für den /60 Trägerring verwendete Material, z. B. Fluß- { eisen oder Kupfer. Die linearen Ausdehnungszahlen betragen zwischen den Temperaturen von ο und 400° bei Aluminium etwa

io,6, bei Flußstahl etwa 5,3 und bei Kupfer et\va 7,0. Wenn nun ein Dichtungsring nach der vorliegenden Erfindung den insbesondere an den Überhitzern auftretenden Temperatüren von 300 bis 500⁰ ausgesetzt wird, so dehnen sich die Aluminiumringe b und c stärker aus als der Trägerring α und die Verbindungsbolzen für die Dichtung. Das hat zur Folge, daß der Dichtungsdruck zwischen den Dichtflächen und den Aluminiumringen während des Betriebes, also gerade dann, wenn die höchsten Beanspruchungen auftreten, sich von selbst vergrößert und eine erhöhte Abdichtung hervorruft. Dabei verhin-15' dert der Trägerring α ein Ausweichen des Aluminiums, so daß dessen Volumenzuwachs sich fast ausschließlich auf den Dichtflächen auswirkt.

Erfindungsgemäß wird das Aluminium in einer Vorbehandlung bei der Verwendungstemperatur, beispielsweise bei 300 bis 400° C, geglüht. Diese Vorbehandlung hat die Wirkung, daß das Aluminium gerade bei der Verwendungstemperatur eine große Zähigkeit und Dehnbarkeit besitzt. Diese ist dann bei 300⁰ etwa 2,0-, bei 400⁰ etwa 2,3-, bei 500⁰ etwa 2,6mal so groß wie bei 20⁰. Diese er^'jhte Dehnbarkeit des Aluminiums hat zur Folge, daß das Aluminium sich bei den Verwendungstemperaturen besonders gut in die Unebenheiten der Dichtungsfläche hineinpreßt. Dabei bleibt der Kupfer- oder Eisenring α bei diesen Temperaturen im wesentlichen starr, zumal bei Kupfer und Eisen die Dehnbarkeit bei diesen Temperaturen geringer ist als bei 20⁰.

Dieses selbsttätige Hineinpressen des AIu-.

miniums in die Unebenheit der Dichtungsfiäche gewährleistet eine außerordentliche Lebensdauer der Dichtung, wenn man sie nach der eisten Inbetriebnahme etwas nachzieht. Das Aluminium füllt dann bei kaltem Überhitzer die Unebenheiten,· deren Form es während des Betriebes angenommen hat, vollkommen aus, so daß die Dichtung unter allen Umständen vollkommen dicht ist.

Bei den üblichen Überhitzungstemperaturen von etwa 350⁰ genügen Aluminiumringe, wie die der hier beschriebenen Art, vollständig. Bei höheren Temperaturen kann möglicherweise die Dehnbarkeit des Aluminiums zu groß werden. Für solche Zwecke empfiehlt sich deshalb die Verwendung einer Legierung zwischen Aluminium und Bronze oder einer Aluminiumbronze, die im übrigen die hier in 5S Frage kommenden Eigenschaften des Aluminiums besitzt.

Wie schon darauf hingewiesen wurde, besitzen diese Ringe besondere Vorteile für Überhitzerelemente an Lokomotiven. Sie 6c nehmen die im Betriebe auftretenden Stöße federnd auf, ohne daß dadurch, wie Versuche zeigen, die Güte der Abdichtung in irgendeiner Weise leidet. Die Ringe können aber auch für alle anderen Abdichtungen unter 6; hohen Temperaturen verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Dichtungsring, insbesondere für Überhitzerelemente in Lokomotiven, -der aus 7< Aluminium und einem härteren Metall besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den Dichtungsflächen zur Auflage kommende Metall der Ringe aus zwischen 300 und 400 ° C geglühtem Aluminium oder Aluminiumbronze gebildet wird und durch einen Trägerring aus einem bei der Betriebstemperatur genügend festen, aber wenig dehnbaren Material mit kleinerer Wärmeausdehnungszahl, z. B. Kupfer oder 8· "Flußeisen, am Ausweichen verhindert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen