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Diese
Erfindung betrifft allgemein Dichtungsringe nach den Oberbegriffen
der Ansprüche
1 und 4 und genauer gesagt Dichtungsringe, welche bei der flexiblen
Verbindung von Endbereichen zweier einander gegenüberliegender
Gasleitungen eingesetzt werden, um zwischen ihnen einen Gasfluß während einer
Winkelverschiebungsbewegung oder eines -versatzes, einer axialen
Verschiebung, einer axialen Drehung und Vibrationen der Leitung
mit einem Minimum an Gasleckage zu ermöglichen.
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Flexible
Verbindungsvorrichtungen, die Dichtungsringe verwenden, um Gas-
oder Luftleitungen auf eine wirksame, luftdichte oder gasdichte
weise zu verbinden, während
sie die vorher benannten Bewegungsarten der aneinandergrenzenden
Leitungen ermöglichen,
sind breitgesprochen seit langem bekannt und im Stand der Technik
eingesetzt. Siehe z.B. die flexiblen Verbindungsvorrichtungen oder
Hülsen
und dabei eingesetzte verschiedene Dichtungsringkombinationen, wie
in dem US Pat. Nr. 5,106,129 offenbart ist, welches am 21. April
1992 für
L. A. Camacho et al. erteilt wurde. Eine andere Art Verbindungsstück oder
Hülse gemäß dem Stand
der Technik (nicht die damit gezeigten Ringe enthaltend), um Hochdruck/Hochtemperatur-Luftleitungen
zu verbinden, wie sie in der Verkehrsluftfahrtindustrie eingesetzt
werden, ist mit der Bezugsziffer 12 in der 1 der
beigefügten
Zeichnungen dargestellt.
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In
der Verkehrsluftfahrt werden Dichtungsring-Zusammenbauten, welche in den Gehäusen flexibler
Verbindungshülsen
oder in Ringkanälen
eingesetzt werden, die zwischen einander gegenüberliegenden, konzentrisch überlappenden
Endbereichen von Gasleitungen mit unterschiedlichen Durchmessern
angeordnet sind, typischerweise bei einem Luftdruck von 0,27 bis
0,48 bar (40 bis 70 psig) bei Temperaturen von Umgebungstemperatur
bis hin zu 177°C
bis 260°C
(350 bis 500°F)
betrieben. Typischerweise wurden für diesen Zweck im Stand der Technik
Silikondichtungsringe eingesetzt. Während solche im Stand der Technik
bekannten Dichtungsringe eine gute Flexibilität aufweisen, wenn sie ursprünglich eingebaut
werden und bei niedrigen Temperaturen von Umgebungstemperatur bis
zu ungefähr
93°C (200°F) betrieben
werden, haben sie die Neigung zu reißen, zu brechen und zu bröckeln und Einbrandstellen
oder -zonen zu entwickeln, wenn sie dem typischen Hochbetriebs-Temperaturbereich ausgesetzt
sind, der mit Gasleitungen oder Leitungssystemen von Verkehrsdüsentriebwerken
einhergeht. Als Ergebnis büßen sie
derzeit beispielsweise durch Verdampfung einen Verlust des Ringmaterials ein
und werden deformiert, so daß sie
bestimmte ihrer konstruktionsdimensionalen Charakteristika verlieren.
Auch werden sie festgeklemmt, so daß sie sich nicht länger an
Relativbewegungen zwischen zwei Gasleitungen, die durch die Ringe
in dem Hülsengehäuse oder
in dem Ringkanal abgedichtet werden, anpassen können, so daß Gasleckagen hinter den Ringen
auftreten können.
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Andere
Materialien wie Teflon und gewisse Kunststoffarten beinhalten diese
Problematik im Betriebstemperaturbereich von 177°C bis 260°C (350 bis 500°F) im Gegensatz
zu Silikon nicht. Jedoch sind diese letzteren Materialien normalerweise
und nicht ausreichend flexibel, um sich gut bei niedrigen Temperaturen
an Vibrationen oder andere Bewegungen zwischen den miteinander verbundenen
Leitungen anzupassen und sind daher in der Vergangenheit als Dichtungsringe
in Triebswerksgas- oder Luftführungssystemen
als nicht brauchbar eingestuft worden.
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Mittels
meiner Erfindung habe ich einen Dichtungsring entwickelt, welcher
aus einem solchen Teflon- und Kunststoffmaterial hergestellt werden kann,
der keines der mit Silikonringen in einem Betriebstemperaturbereich
von 177°C
bis 260°C
(350 bis 500°F)
einhergehenden Probleme aufweist, ferner bei allen Temperaturen
von Umgebungstemperatur bis hin zu und durch diesen typischen Hochtemperaturbereich
hindurch ausreichend flexibel ist, um hervorragende Dichtungscharakteristiken
für miteinander
verbundene Gasleitungen bereitzustellen, die verschiedenen Vibrationen
oder anderen Bewegungen relativ zueinander ausgesetzt werden.
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Es
ist eine Aufgabe meiner Erfindung, Dichtungsringe der oben genannten
Art bereitzustellen, um eine Hülse
einer flexiblen Verbindung von einander gegenüberliegenden, beabstandeten,
offenen Endbereichen eines Paares von Luft- oder Gasleitungen in einer wirksamen
gasdichten Weise ab zudichten, während
sie Ausbuchtungen und Herstellungsunregelmäßigkeiten in den Ringgehäusebereichen der
Hülse zulassen.
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Es
ist eine andere Aufgabe meiner Erfindung, einen oder mehrere Dichtungsringe
vorzusehen, um zusammen auf eine wirksame gasdichte Weise konzentrisch
ineinandergesetzte oder überlappende
offene Endbereiche eines Paares einander gegenüberliegender Luft- oder Gasleitungen
mit verschiedenen Durchmessern abzudichten.
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Es
ist eine weitere Aufgabe meiner Erfindung, einen Dichtungsringaufbau
für miteinander verbundene
Gasleitungen bereitzustellen, die ausgezeichnete Flexibilitäts- und
Dichtungseigenschaften in einem Druckbereich von 0,27 bis 0,48 bar
(40 bis 70 psig) bei Temperaturen von Umgebungstemperatur bis hin
zu einem Betriebstemperaturbereich von 177°C bis 260°C (350 bis 500°F) aufweist,
ohne eine Ringverschlechterung mit sich zu bringen, die normalerweise
mit dem Einsatz von Silikondichtungsringen gemäß dem Stand der Technik bei
solchen Betriebstemperaturen einhergehen.
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Diese
Aufgaben werden durch die charakterisierenden Merkmale der Ansprüche 1 und
4 gelöst.
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Gemäß dieser
Aufgaben stelle ich einen Dichtungsring bereit, welcher ein Ringelement
aus einem flexiblen, elastischen Material mit einem allgemein U-förmigen radialen
Querschnitt aufweist. Ein Paar Schenkel des Querschnitts bilden
axial voneinander beabstandete, sich ringförmig erstreckende Seitenwände und
bilden zusammen mit einem ringförmigen,
sich axial erstreckenden Basisbereich des Querschnitts eine sich
ringförmig
erstreckende, zentrale Endlosnut aus. Ein Paar sich ringförmig erstreckender,
axial voneinander beabstandeter Schlitze sind im Basisbereich nahe
der einander gegenüberliegenden
Oberflächen
der Seitenwände
ausgebildet, wobei sich die Schlitze in die Nut öffnen. Ein Federelement ist
in der Nut angeordnet, um eine Kante des Kreisrings, welche in einer
radialen Richtung weg von der Nut gerichtet ist, in dichtender Weise
gegen eine gegenüberliegende, übereinstimmende,
sich ringförmig
erstreckende Oberfläche
gegen welche die Kante positioniert ist, zu drücken.
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Diese
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachmänner aus der folgenden detaillierten
Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen deutlich, in welchen beispielhaft nur eine bevorzugte und
eine andere wichtige Ausführungsform
meiner Erfindung beschrieben und dargestellt werden.
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Die 1 zeigt
eine Seitenansicht einer Hülse
eines herkömmlichen
Verbindungsstücks,
welches die Enden eines Paares einander gegenüberliegender, beabstandeter
und versetzter Gasleitungen für
einen Gasfluß zwischen
ihnen verbindet, wobei die Hülse
ein Paar neuartiger Dichtungsringe beinhaltet, die auf eine kontrahierende
Weise auf die Endbereiche der Leitungen, den Bereichen der Leitungen
und Ringe wirken, welche voneinander weggezogen wur den, um das Innere
zu sehen, wodurch ein wichtiges Ausführungsbeispiel meiner Erfindung dargestellt
wird.
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Die 2 zeigt
eine axiale Draufsicht eines der Dichtungsringe der 1 zusammen
mit einer kontrahierenden, in sich geschlossenen ringförmigen Schraubenfeder.
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Die 2a zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Teils des Rings und der in
sich geschlossenen ringförmigen
Schraubenfeder der 2, die einen radial geschnittenen Überdeckungsbereich
zeigt.
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Die 3 zeigt
eine vergrößerte Teildarstellung
des radialen Querschnitts eines Teils eines der Dichtungsringe gemäß der 1,
wie er in reduzierter Größe in der
letztgenannten Figur gezeigt ist.
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Die 4 zeigt
eine vergrößerte Teilansicht des
radialen Querschnitts eines Teils eines der Dichtungsringe und das
entsprechende Dichtungsringgehäuse,
wie sie in der 1 dargestellt sind, und zeigt die
Verformung der Seitenwände
des Rings mit axialem Versatz der Verbindungsstückhülsen relativ zu den Gasleitungen.
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Die 5 zeigt
eine Seitenansicht eines konzentrisch eingesetzten Paares von Gasleitungsendbereichen
mit unterschiedlichen Durchmessern, ein Paar neuer Dichtungsringe,
die in einem Expansionsmodus wirken, welcher in dem Gasdichtungsverhältnis zwischen
den Endbereichen, den Bereichen der Gasleitungen und den Dichtungsringen,
die voneinander weggezogen sind, um das Innere zu sehen, entwickelt
wird, was ein anderes wichtiges Ausführungsbeispiel meiner Erfindung
darstellt.
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Die 6 zeigt
eine axiale Draufsicht eines der Ringe gemäß der 5 zusammen
mit einer ausdehnenden Marcel-Feder.
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Die 7 zeigt
eine vergrößerte Teilansicht des
radialen Querschnitts eines Teils eines der Dichtungsringe und der
Marcel-Federn gemäß der 5, wie
sie in reduzierter Größe in der
letztgenannten Figur gezeigt wird.
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Die 8 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines radialen stoßgeschnittenen
Dehnungs- oder Kontraktionsrings, welcher anstelle der Marcel-Feder
oder der in sich geschlossenen ringförmigen Schraubenfeder, die
jeweils in den vorhergehenden Figuren gezeigt sind, eingesetzt werden
kann.
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Die 9 zeigt
einen radialen Querschnitt eines Teils eines Dichtungsrings, wie
er in einem flexiblen Verbindungsstück der in 1 gezeigten
Art eingesetzt werden kann, was ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
meiner Erfindung darstellt.
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Mit
Bezugnahme nun auf die Zeichnungsfiguren und insbesondere auf die 1 bis 4 ist
in einem wichtigen Ausführungsbeispiel
meiner Erfindung ein flexibles Verbindungsstück gezeigt, welches allgemein
mit der Bezugs ziffer 10 gekennzeichnet ist (nur in 1),
das eine herkömmliche
hohle Hülse 12 mit
offenen Enden und ein neuartiges Paar Dichtungsringe, die allgemein
mit den Bezugsziffern 14, 16 gekennzeichnet sind,
beinhaltet. Die Hülse 12 ist in
und um einander gegenüberliegende,
von einander beabstandete Endbereiche eines Paares von zylindrisch
geformten Gas- oder Luftleitungen 18, 20 herum
eingesetzt. Die Leitungen 18, 20 sind an ihren einander
gegenüberliegenden
Enden 22, 24 geöffnet, damit ein Gas oder Luftfluß zwischen
ihnen durch die Hülse 12 unter
Druck fließen
kann. Es sei wie in der 1 zu sehen zu bemerken, daß die Leitungen 18, 20 axial
versetzt relativ zueinander oder vertikal versetzt dargestellt sind.
Dies kann entweder als permanenter Zustand betrachtet werden, wobei die
Leitungen 18, 20 permanent leicht versetzt sind, oder
als ein vorübergehender
Zustand aufgrund von Vibration oder thermischer Ausdehnung der beiden Leitungen,
wie sie beispielsweise unter bestimmten Betriebsbedingungen in ähnlich verbundenen
Luftleitungen in Verkehrsflugzeugen auftreten können.
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Um
die Hülse 12 auf
eine wirksame gasdichte Weise mit den Leitungen 18, 20 abzudichten,
sind die neuen Dichtungsringe 14, 16 jeweils in
einem Paar sich ringförmig
erstreckender, dreiseitiger Ringgehäuse 26, 28 angeordnet,
die an und um einander gegenüberliegenden
offenen Enden der Hülse
herum ausgebildet sind. Da die Ringe 14, 16 identisch
sind, muß nur
ein solcher Ring vollständig
gezeigt werden. Die Ringe 14, 16 sind vorzugsweise
aus einem flexiblen, elastischen Teflon oder Kunststoff aufge baut
und besitzen jeweils einen sich ringförmig erstreckenden Basisbereich 30 und
ein Paar axial voneinander beabstandeter Seitenwände 32, 34,
welche einteilig an radialen inneren Endbereichen ihrer einander
gegenüberliegenden
Seiten mit einander gegenüberliegenden
Seiten des Basisbereichs 30 verbunden sind. Die radialen
Innenkanten der Seitenwände 32, 34 und
die radial nach innen gerichtete Oberfläche des Basisbereichs 30 definieren
zusammen eine radiale innere, kreisförmige Bohrung 36 jedes
der Ringe 14, 16, die daran angepaßt ist,
jeweils an und um die zylindrisch geformte Außenfläche der Leitungen 18, 20 satt
anzuliegen. Ein Paar axial von einander beabstandeter, sich ringförmig erstreckender,
radial nach außen öffnender
Schlitze 38, 40 sind in den radialen Außenflächenbereichen
des Basisbereichs 30 nahe der gegenüberliegenden Seiten der Seitenwände 32, 34 ausgebildet.
Die Schlitze 38, 40 geben den Seitenwänden 32, 34 zusätzliche
Flexibilität,
wodurch ihnen ermöglicht
wird, sich elastisch zu verformen, um eine wirksame Gasdichtung
gegen die inneren Seitenwände
des Ringgehäuses 26, 28 aufgrund
Versetzungsbewegungen, Rotation, Translation, Vibration oder thermische
Expansion der Leitungen 18, 20 relativ zueinander
bereitzustellen. Solch eine elastische Verformung der Seitenwände 32, 34 des
Rings ist in der 4 mit 32' und 34' dargestellt. Die Ringe 14, 16 sind
geteilte Dichtungsringe, die einen Überdeckungsbereich wie mit
der Bezugsziffer 41 in den 2 und 2a gekennzeichnet
enthalten, um ihnen zu ermöglichen,
in einem komprimierten oder kontrahierten Modus an und um die Leitungen 18, 20 herum
wie später
genauer beschrieben ange ordnet zu werden. Alternativ können die
Dichtungsringe 14, 16 ungeschnitten sein, wenn
sie für
den Einsatz in einem Kontraktionsmodus wie in dem vorliegenden Beispiel
geeignet sein sollten, obwohl sie geteilt sein müssen, um einen Überdeckungsbereich
zu beinhalten, wenn sie für
den Einsatz in einem Expansionsmodus geeignet sein sollen.
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Da
die Seitenwände 32, 34 des
Rings entlang ihrer radialen Innenbereiche mit den radialen inneren
Seitenbereichen des Basisbereichs 30 verbunden sind, stehen
die radialen äußeren Endbereiche der
Seitenwände 32, 34 radial
nach außen über eine äußere Umfangskante 42 des
Basisbereichs 30 vor, um eine dreiseitige zentrale Nut 44 (siehe
die 3 bis 4) auszubilden, in welcher ein
Federelement wie beispielsweise eine gewendelte, sich ringförmig erstreckende
in sich geschlossene ringförmige Schraubenfeder 46 angeordnet
ist. Die Feder 46 stellt eine Kompressionskraft gegen den
Basisbereich 30 bereit, um die Ringbohrung 36 jedes
der Ringe 14, 16 dicht gegen die Außenfläche der
entsprechenden Leitungen 18, 20 zu drücken. Die
Ringe 14, 16 der 1 bis 4 arbeiten
so in einem Kontraktions- oder Kompressionsmodus. Alternativ kann
ein Federelement wie beispielsweise ein Metallspaltring 47 (8),
welcher eine übliche
Stoßverbindung 49 beinhaltet,
die während
der Kompression wirkt, in und um die Nut 44 herum anstelle
der in sich geschlossenen ringförmigen
Feder 46 eingesetzt werden, um die Ringe 14, 16 an
entsprechenden Leitungen davon zusammenzudrücken. Wenn in einem Kontraktionsmodus
eingesetzt, braucht der Ring 47 auch kein Spaltring zu
sein, sondern kann wenn bevorzugt ein nicht geschnittener Ring sein.
Ein zur Herstellung der Ringe 14, 16 geeignetes
Teflon enthält
beispielsweise jenes, welches durch DSM Engineering Plastic Products,
Inc., 911 East 29th Avenue, North Kansas
City, MO. 64116 unter der Marke Fluorosint 207 oder Fluorosint 590
verkauft wird.
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Ein
optionales Merkmal der Ringe 14, 16 der 1 bis 4 ist
ferner ein dritter, sich ringförmig erstreckender
Schlitz 51, welcher in dem Basisbereich 30 ausgebildet
ist, der sich nach innen in die Bohrung 36 gegen eine Außenfläche eines
der Leitungen 18, 20 öffnet. Der Schlitz 51 ist
an dem axialen Zentrum jedes der Ringe 14, 16 angeordnet,
und seine Höhe
sollte wie dargestellt gemessen von der Bohrung 36 direkt
nach außen
leicht oberhalb der Basis der anderen zwei Schlitze 38, 40 liegen,
um den Ringen 14, 16 sogar eine größere Flexibilität zu geben
als es möglich
ist, wenn die Ringe nur die Schlitze 38, 40 ohne
den dritten Schlitz 51 aufweisen. Zwei axial voneinander
beabstandete Schlitze wie beispielsweise der Schlitz 51 können auch
in dem Basisbereich 30 ausgebildet werden, um an und um
die Bohrung 36 herum nach innen zu öffnen, um zusätzliche
Flexibilität
in den Ringen 14, 16 wenn gewünscht zu erzeugen.
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Mit
Bezugnahme nun auf die 5 bis 7 ist ein
anderes wichtiges Ausführungsbeispiel
meiner Erfindung gezeigt, in dem konzentrisch eingesetzte oder sich überdeckende
Endbereiche zweier einander gegenüberliegender und an den Enden
geöffneter
zylindrischer Gas- oder Luftlei tungen 50, 52 mit unterschiedlichen
Durchmessern zwischen einander auf eine wirksame gasdichte Weise
durch ein Paar neuartiger geteilter Dichtungsringe 54, 56 abgedichtet
sind. Die Ringe 54, 56 sind identisch und beinhalten
jeweils die gleichen wichtigen Merkmale wie die Ringe 14, 16 des
vorhergehenden Beispiels, welches die Überdeckung wie mit 41 in
den 2 bis 2a gekennzeichnet beinhalten,
mit der Ausnahme, daß in
dem vorliegenden Beispiel die Ringe eher in einem Expansionsmodus
eingesetzt werden als in einem Kompressions- oder Kontraktionsmodus.
Jeder der Ringe 54, 56 ist teilweise in einem
sich ringförmig
erstreckenden, radial nach außen öffnenden
Endloskanal 58 angeordnet, welcher an und um eine Außenfläche der
Leitung 52 herum unmittelbar benachbart zu ihrem offenen
Ende 60 davon angebracht ist.
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Wie
am besten in der 7 gezeigt, beinhaltet jeder
der Ringe 54, 56 einen sich ringförmig erstreckenden
Basisbereich 62 und ein Paar sich ringförmig erstreckender, axial voneinander
beabstandeter Seitenwänden 64, 66,
die an radialen äußeren Endbereichen
an einander gegenüberliegenden
Seiten des Basisbereichs angebracht sind. Ein Paar sich ringförmig erstreckender,
voneinander beabstandeter Schlitze 68, 70 sind
in den radial nach innen gerichteten Oberflächenbereichen des Basisbereichs 62 in
unmittelbarer Nähe
zu den einander gegenüberliegenden
Seiten der Seitenwände 64, 66 ausgebildet,
um radial nach innen zu öffnen.
Die radial nach innen geöffneten
Endbereiche der Seitenwände 64, 66 stehen
radial nach innen über
eine radial nach innen gerichtete Oberfläche 72 des Basisbereichs 62 vor,
um eine radial nach innen gerichtete zentrale Öffnungsnut 73 auszubilden,
in welcher ein Expansionsfederelement wie beispielsweise eine Marcel-Feder 74 angeordnet
ist. Alternativ kann ein herkömmlicher, radial
nach außen
expandierender Spaltring wie mit 47 in der 8 gekennzeichnet
mit einer Stoßverbindung 49 anstelle
der Marcel-Feder 74 in die Nut 73 eingesetzt werden.
In jedem Fall bringt die Feder 74 oder der Expansionsring
eine radial nach außen
gerichtete Oberfläche 76 jedes
der Ringe 54, 56 dazu, sich dicht gegen eine Innenfläche 78 der
Leitung 50 (siehe die 5) abzustützen. Während ein
Kontraktionsfederring wie mit der Bezugsziffer 47 gekennzeichnet
für den
Einsatz mit Dichtungsringen 14, 16 entweder geteilter
oder ungeschnittener Art sein kann, muß ein Federring der Expansionsart
wie mit der Bezugsziffer 47 gekennzeichnet für den Einsatz mit
den Dichtungsringen der Expansionsart 54, 56 von
der radial stoßgeschnittenen
Art sein.
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Wie
in dem vorhergehenden Beispiel sollten die Ringe 54, 56 aus
einem flexiblen elastischen Material wie Kunststoff oder Teflon
ausgebildet sein. Die Schlitze 68, 70 ermöglichen
den Seitenwänden 64, 66,
eine erhöhte
Flexibilität
aufzuweisen, um eine wirksame gasdichte Abdichtung zwischen den
Leitungen 50, 52 mit ihren ringförmigen oder
axialen Versatzbewegungen, translatorischen Bewegungen oder Vibrationsbewegungen
beizubehalten. Wie in dem vorausgehenden Beispiel bevorzuge ich,
Fluorosint 207 oder Fluorosint 590 Teflon einzusetzen, um
die Ringe 54, 56 auszubilden, da sie geeignet sind,
in Umgebungsbear beitungstemperaturen bis hin zu 316°C (600°F) mit Druck- oder Gasbetriebsdrücken von
bis zu 0,69 bar (100 psig) an einer kontinuierlichen Basis oder
bis hin zu 1,378 bar (200 psig) für ungefähr 30 Minuten zu funktionieren.
Es wird bevorzugt sein, daß bei
dem Einsatz eines wie in dem US-Patent Nr. 5,106,129 gezeigten Verbindungsstücks, in
dem eine Hülse,
die zwei einander gegenüberliegende,
voneinander beabstandete Leitungen verbindet, kleiner ist als die
beiden Leitungen, so daß sie
in die einander gegenüberliegenden
offenen Enden davon eingesetzt werden kann, Dichtungsringe der Expansionsart
wie in den Beispielen der 5 bis 7 gezeigt
auch eingesetzt werden können,
um die Hülse
mit den Leitungen abzudichten.
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Mit
Bezugnahme nun auf die 9 ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
meiner Erfindung ein allgemein mit der Bezugsziffer 80 gekennzeichneter
unterschiedlicher Dichtungsringaufbau gezeigt, welcher in jedem
der Ringgehäuse 24 und 28 der
Hülse 12 des
in der 1 gezeigten Verbindungsstückes anstelle der Ringe 14 und 16 des
ersten Beispiels der Erfindung eingesetzt werden kann. Nur ein radialer
Querschnittsbereich des Ringaufbaus 80 ist in der 9 gezeigt,
um frei von den Bedingungen, ob der Hauptringaufbau einer des Kompressionstyps
ist, wie es in dem Beispiel der 1 bis 4 der
Fall ist, oder einer des Expansionstyps ist, wie es bei den Beispielen
in den 5 bis 7 der Fall ist. Er kann wie
gewünscht
gleichzeitig gut an den Betrieb in entweder einem Kompressionsmodus oder
einem Expansionsmodus angepaßt
sein. Der Aufbau 80 umfaßt einen sich ring förmig erstreckenden
Ring oder ein Ringelement 82 und ein Paar herkömmlicher
in sich geschlossener ringförmiger
Federn 84 und 86 aus Metall. Wenn der Ring 82 an
den Betrieb in einem Kompressionsmodus angepaßt ist, kann er entweder ein
Spaltring sein, welcher vorzugsweise einen Überdeckungsbereich wie in der 2a mit
der Bezugsziffer 41 gekennzeichnet aufweist, oder er kann
ungeschnitten und fest über
seinen Umfang hinweg sein. wenn er jedoch an einen Betrieb in einem
Expansionsmodus angepaßt
ist, sollte der Ring 82 der Spaltringart sein wie in der 2a gezeigt.
Der Ring 82 sollte auch aus einem geeigneten Teflon oder
Kunststoff wie beispielsweise Fluorosint 207 oder Fluorosint 590
wie das in den vorhergehenden Beispielen für hohe Temperaturanwendung
in dem Bereich von 177°C
bis 260°C (350°F bis 500°F) beispielsweise
in Luftleitungsanwendungen bei Verkehrsflugzeugsdüsenantrieben Anwendung
findet.
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Der
Ring 82 besitzt eine sich ringförmig erstreckende Basis oder
einen Basisbereich 88 und ein Paar axial voneinander beabstandeter,
sich ringförmig
erstreckender Seitenwände 90 und 92,
die an entsprechende radiale Endbereiche an einander gegenüberliegenden
Seiten der Basis 88 angebracht sind. Eine sich ringförmig erstreckende
erste Oberfläche 94 der
Basis 88, welche eine die Leitung tragende Oberfläche des
Rings 82 ist, ist in eine erste radiale Richtung gerichtet,
um auf eine effektive gasdichte weise gegen eine gegenüberliegende
entsprechende nicht dargestellte Oberfläche der Gasleitung eingesetzt
zu werden. Eine sich ringförmig
erstreckende zweite Oberfläche 96a,
b, die zwischen den Seitenwänden 90 und 92 liegt,
ist in eine zweite radiale Richtung entgegengesetzt zu der ersten
radialen Richtung gerichtet. Die zweite Oberfläche 96a, b und die
einander gegenüberliegenden
Oberflächen
der Seitenwände 90 und 92,
die radial über
die Basis 88 vorstehen, definieren eine sich ringförmig erstreckende
Nut 98. Ein Paar sich ringförmig erstreckender, axial voneinander
beabstandeter Schlitze 100 und 102 sind in einem
Oberflächenbereich
der Basis 88 nahe der einander gegenüberliegenden Oberflächen der
Seitenwände 90 und 92 ausgebildet,
um an der zweiten Oberfläche 96a,
b in die Nut 98 hinein zu öffnen. Die zweite Oberfläche 96a,
b ist wie der mit der Bezugsziffer 104 gekennzeichnete
Ring an einer sich ringförmig
erstreckenden axialen Zentralachse des Rings 82 ballig
und beinhaltet ein Paar entgegengesetzt geneigte, sich ringförmig erstreckende
Oberflächen 96a und 96b.
Die geneigten Oberflächen 96a und 96b erstrecken
sich diagonal nach außen
in entgegengesetzte Richtungen von der Ballung 104, um ein
Paar konusförmiger
Oberflächen
auszubilden, die jeweils in Richtung eines imaginären, zirkularen,
zylindrischen, axial gerichteten Vorsprungs der ersten Oberfläche 94 geneigt
sind. Die konusförmigen
oder geneigten Oberflächen 96a, 96b sind
in entgegengesetzten Winkeln relativ zueinander geneigt, die wie
in der 4 gezeigt gleich einem Winkel α sind, und welche in Richtung
der imaginären
Projektion der Oberfläche 94 geneigt
sind, wobei der Winkel α innerhalb
eines Bereichs von 3 bis inklusive ungefähr 30° liegt.
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Die
in sich geschlossenen, ringförmigen Schraubenfedern 84 und 86 sind
nebeneinander in der Nut 98 angeordnet, so daß jede der
Federn an einer unterschiedlichen der geneigten Oberflächen 96a und 96 abgestützt ist.
Solch eine Anordnung erzeugt eine radial gerichtete Tragkraftkomponente 106 von jeder
der Federn auf die erste Oberfläche 94,
welche zusammen die Oberfläche 94 dazu
zu bringen, eine wirksame gasdichte Abdichtung der Gasleitungen
in Kombination mit einem Gasdruckdifferential zu bilden, welches
auch an den Oberflächen 94 und 96a, b
unter Betriebsbedingungen existieren wird. Da die Federn 84 und 86 an
den geneigten Oberflächen 96a und 96b jeweils
abgestützt
sind, stellen sie jeweils eine entgegengesetzte, axial nach außen gerichtete Kraftkomponente 108 gegen
die nächstliegende
der Seitenwände 90 und 92 bereit,
um eine wirksame gasdichte Abdichtung der Seitenwände gegen
die gegenüberliegenden,
sich ringförmig
erstreckenden Oberflächen
des Ringgehäuses,
in welchem sie angeordnet sind, bilden, wie beispielsweise die Ringgehäuse 26 und 28 gemäß der 1.
Da der Winkel α jeder
der geneigten Oberflächen 96a und 96b innerhalb
des besagten Bereichs liegen wird, wird die axial gerichtete mechanische
Kraftkomponente 108 jeder der Federn 84 und 86 innerhalb
eines Bereichs von ungefähr
ein bis zehn Prozent der radial gerichteten mechanischen Kraftkomponente 106 fallen.
Typische Verkehrsflugzeug-Betriebsgasdrücke von ungefähr 45 bis
70 psig werden Gasdruckdifferentiale radial über die Basis 88 und
axial über
jede der Seitenwände 90 und 92 erzeugen,
welche zu den mechanischen Kraftkomponenten 106 und 108 jeweils
addiert werden, um eine wirksame gasdichte Abdichtung des Rings 82 an
und gegen sein Gehäuse
oder seinen Kanal zu erzeugen.