DE69412166T2 - Ringförmige Dichtungsanordnung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte, ringförmige Dichtung, die besondere Anwendung hat, quer zu Ringräumen zwischen zueinanderweisenden Zylinderflächen abzudichten, wie die ringförmige Dichtung zwischen dem Äußeren eines Gehänges und dem umgebenden Gehäuse in einem Bohrloch. Die bisherigen, ringförmigen Dichtungen haben ringförmige Dichtungen verwendet, die einen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei Dehnungsringe in dem Raum zwischen den zwei Armen des Ringes angeordnet sind, um entweder mechanisch oder in Reaktion auf Druck die Dehnungsringe nach innerhalb der Arme zu drücken, um sie nach außen in Dichtungseingriff mit den gegenüberliegenden Zylinderflächen zu verkeilen, um wirksam quer zu dem Ringraum zwischen den Flächen abzudichten.
• US Patent Nr. 3,288,472 von B. J. Watkins offenbart eine Metalldichtung, die einen U- förmigen Ring einschließt, der Arme hat, die sich axial von einer Ringbasis fort und abgeschrägt nach außen unter einem Winkel erstrecken, der ungefähr 2º sein soll. Dies liefert einen Preßsitz für die Arme des Dichtungsrings in bezug auf die Oberfläche, gegen die sie abdichten sollen. US Patent Nr. 3,378,269; 4,766,956 und 5,031,923 offenbaren alle ähnliche Metalldichtungen, die ringförmige Metalldichtungsringe umfassen, die einen U-förmigen Querschnitt aufweisen und einen Preßsitz mit den Oberfläche haben, gegen die sie abdichten sollen.
• US Patent Nr. 2,075,947 offenbart eine Rohrverbindung, die einen Weichmetalldichtungsring umfaßt, der ein Paar sich aufwärts erstreckender, beabstandeter Arme und ein Paar sich abwärts erstreckender, beabstandeter Arme mit einem ringförmigen Hartmetallverkeilungselement aufweist, das zwischen jedem Paar Arme angeordnet ist und durch die Mutter bewegt wird, zwischen die Arme gedrückt zu werden, um die Arme radial in Dichtungseingriff mit der äußeren und inneren, ringförmigen Zylinderfläche zu drücken, gegen die sie abdichten sollen. Andere Patente nach dem Stand der Technik, die ahnliche Konstruktionen offenbaren, schließen US Patent Nr. 3,915,462; 4,766,956; 4,900,041 und 5,044,672 ein.
• US Patent Nr. 3,326,560 von N. D. Trbgovich offenbart eine einstellbare Ringdichtung, die eine V-Form aufweist und einen geteilten Erweiterungsring einschließt, der zwischen den auseinandergehenden Armen des Dichtungsrings mit geeigneten Schultern angeordnet wird, die den Dichtungsring und den Erweiterungsring enthalten und zusammendrücken, so daß der Erweiterungsring die Arme des Dichtungsrings radial in Dichtungseingriff mit den Ringwänden drückt, gegen die abgedichtet werden soll. Der Erweiterungsring ist beschrieben, als daß er im wesentlichen die gleiche Länge wie der Dichtungsring hat und elastisch zusammendrückbar ist, um die Wände (Arme) auseinander zu drücken, um die Abnutzung der Dichtungssegmente auszugleichen. Es wird angegeben, daß der Erweiterungsring darin beschränkt werden sollte, sich in Eingriff mit den Dichtungsflächen zu bewegen und somit nicht als ein Dichtungselement selbst zu wirken. Man beachte, daß dieses Patent speziell die Verwendung eines Spaltrings als Dehnungsmittel vorschlägt, irgendwelche besonderen Vorteile nicht vorschlägt. Es könnte sein, daß der Vorteil war, daß es einfacher war, ihn einzubauen, als einen massiven Ring, da er in dem Dichtungsring und in dem Raum zusammengebaut werden müßte, der durch die Dichtungsflächen und die Schultern begrenzt ist, die die Erweiterungseinrichtung in den Dichtungsring drückt, so daß seine Dichtungsarme in Richtung zu den Dichtungsflächen gedrückt werden.
• Die Lee Company stellt hydraulische Einsätze oder Plugs her, die angepaßt sind, in eine Öffnung eingeführt zu werden, um die Öffnung zu schließen und abzudichten. Der Lee- Plug ist zylindrisch mit einem konischen, erweiterten Loch über eine Teillänge durch seine Mitte hindurch und hat zahlreiche, kleine Nuten auf seiner Außenfläche. Er wird mit einem konischen Stift verwendet, der in das erweiterte Loch getrieben wird, bis der Plug und der Stift zueinander plan sind. Der Stift keilt die konischen Seiten des Plugs in festen Eingriff mit dem Umgebungsmaterial auf, wobei unabhängige Dichtungen und Halteringe gebildet werden. Dieser Plug hat keinerlei Verwendung, quer zu einem Ring abzudichten.
• Eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist, eine verbesserte Dichtungseinrichtung zur Dichtung quer zu einem Ring zu schaffen, wie zwischen dem Inneren eines Bohrlochteils und dem äußeren eines Bohrlochgehänges oder einem anderen Bohrlochteil in einem Bohrloch, und die eine minimale Größe an Einsetzlast verlangt.
• US-A-4900041 offenbart eine ringförmige Dichtungsringanordnung zum Abdichten quer zu dem Ringraum zwischen einem äußeren Teil mit einer äußeren Zylinderfläche und einem äußeren Teil mit einer inneren Zylinderfläche, wobei die Anordnung umfaßt einen ringförmigen Metalldichtungsring, der eine ringförmige Basis mit einem Paar beabstandeter Arme aufweist, die sich von der ringförmigen Basis im wesenuichen in eine Richtung erstrecken und einen ersten Arm und einen zweiten Arm mit einem Ringraum zwischen den Armen einschließen; eine Mehrzahl Segmente, die in dem Ringraum zwischen den Armen angeordnet sind, wobei die Segmente im wesenuichen den Ringraum zwischen den Armen füllen; und eine Einrichtung zum Halten der Segmente innerhalb des Ringraums zwischen den Armen
• Die genannte Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von der genannten bekannten Anordnung, insofern als daß die Segmente angeordnet sind, eine Last zwischen den Armen zu übertragen, und die Segmente alle ausreichend kurz sind, wodurch sie keiner Ringspannung ausgesetzt sind.
• In ihrer bevorzugten Form ist die Dichtungsringanordnung der vorliegenden Erfindung angepaßt, eine Dichtung quer zu dem Ringraum zwischen einem ersten Teil und einem zweiten Teil zu liefern. Die verbesserte Dichtung umfaßt eine verbesserte Dichtungsringanordnung, die einen ringförmigen Metalldichtungsring mit einem U-förmigen Querschnitt und eine Mehrzahl Segmente aufweist, die in den Armen des Dichtungsrings angeordnet ist. Einer der Arme weist eine Abschrägung aus, die ausreicht, einen Preßsitz mit der Oberfläche zu schaffen, gegen die abgedichtet werden soll, und der andere Arm erstreckt sich allgemein senkrecht zu seiner Basis. Die Arme sind mit einer ringförmigen Basis verbunden. Der Metalldichtungsring ist aus einem weichen Stahl hergestellt und die Einsetzsegmente sind aus einem Stahlring hergestellt, der durch ein geeignetes Trennverfahren, das einen minimalen Trennschnitt aufweist, in Segmente geschnitten ist. Wenn zusammengebaut, sind die Segmente zwischen den Armen des Dichtungsrings angeordnet und der Dichtungsring ist dann zwischen den Flachen eingebaut, gegen die er abdichten soll. Bei einem Einbau zwischen den Flächen, gegen die er abdichten soll, wird ein Arm, der abgeschrägt ist, in Richtung zu den Segmenten gedrückt, und die Segmente übertragen diese Kraft auf den anderen Arm, so daß sie beide in Dichtungseingriff mit ihren entsprechenden Dichtungsflächen sind. Die Übertragung dieser Kraft durch die Segmente hängt nicht davon ab, die Reifenspannung in einem Ring zu überwinden, da der Ring in Segmente getrennt worden ist. Die Segmente werden aus einem Ring mit minimalem Sägeschlitz bei jedem Schneiden abgeschnitten, so daß sie im wesentlichen den Raum zwischen den Armen vollständig um den Ringraum des Dichtungsring herum füllen.
• In den beigefügten Zeichnungen:
• Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht der verbesserten Dichtungsringanordnung, die zwischen zwei rohrförmigen Bohrlochteilen angeordnet ist und ihre Position zeigt, unmittelbar bevor sie in ihre Dichtungsposition bewegt wird.
• Fig. 2 ist eine Teischnittansicht der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, wobei aber die Dichtungsposition der Dichtungsringanordnung gegen die Dichtungsfläche von zwei rohrförmigen Bohrlochteilen dargestellt ist. Das innere Teil, daß einen äußeren Konus aufweist, ist in bezug auf das äußere Teil und die Dichtungsringanordnung nach unten bewegt worden.
• Fig. 3 ist eine Teischnittansicht einer anderen Form der verbesserten Dichtungsringanordnung, die zwischen zwei rohrförmigen Teilen angeordnet ist, unmittelbar bevor sie in ihre Dichtungsposition bewegt wird. In dieser Form der Erfindung wird die Dichtungsringanordnung von dem inneren Teil getragen und wird innerhalb des äußeren Teils nach unten bewegt, das eine konische Innenfläche hat, die die Dichtungsringanordnung in ihre Einstellposition bewegt.
• Fig. 4 ist eine Teischnittansicht der Form der Erfindung, die in Fig. 3 gezeigt ist, nachdem sie in die Einsetzposition der Dichtungsringanordnung bewegt worden ist.
• Fig. 5 ist eine Teilschnittdarstellung einer anderen Form der vorliegenden Erfindung, die eine Dichtung zwischen gegenüberliegenden Seiten verbundener Flansche schafft.
• Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer Dichtungsringanordnung, die einen abgeänderten U-förmigen Abschnitt einer doppelten Dichtungsringanordnung aufweist.
• Fig. 7 ist eine andere Schnittansicht des U-förmigen Abschnitts einer anderen Form der doppelten Dichtungsringanordnung.
• Fig. 8 ist eine Teischnittansicht des bevorzugten U-förmigen Dichtungsrings.
• Fig. 9 ist eine Teuschnittansicht des in Fig. 8 gezeigten Dichtungsrings, aber vergrößert, um mehr im einzelnen seine besondere Konstruktion darzustellen.
• Fig. 10 ist eine schematische Schnittansicht, um die Position der Dichtungsringanordnung der vorliegenden Erfindung darzustellen, wenn sie in den Ringraum zwischen zwei Flächen eintritt.
• Fig. 11 ist eine andere schematische Schnittansicht der Dichtungsringanordnung, die in Fig. 10 dargestellt ist, nachdem sie in ihre ursprüngliche Einsetzposition durch die konische Fläche einer der Flächen bewegt worden ist.
• Fig. 12 ist eine andere schematische Schnittansicht der Dichtungsringanordnung, die in den Fig. 10 und 11 dargestellt ist, wobei aber die Position der Dichtungsringanordnung in bezug auf zwei Dichtungsflächen dargestellt ist, nach der Ring Druck ausgesetzt worden ist.
• In Fig. 1 ist die bevorzugte Form der Dichtungsringanordnung 10 der vorliegenden Erfindung gezeigt, die zwischen einem unteren Haltering 12 und einer oberen Hülse 14 gehalten ist. Das innere Teil 16 wird in dem Inneren des äußeren Teils 18 abgesenkt, wobei die Dichtungsringanordnung darauf gehalten ist, wie es gezeigt ist. Die obere Hülse 14 ist lösbar an dem Innenteil 16 durch Abscherstifte 20 befestigt. Der untere Haltering 12 ist auf dem Sprengring 22 gehalten, der in einer Nut 24 in dem Äußeren des Abschnitts des inneren Teils 16 angebracht ist, das dargestellt ist. Das innere Teil weist eine untere Fläche 26 auf, die sich oberhalb des Sprengrings 22 fortsetzt und nach unten zu der Schulter 28 zu weist. Der untere Außenrand der Schulter 28 ist bei 30 abgeschrägt, um eine Zusammbauerleichterung der Dichtungsringanordnung 10 daran zu erlauben, und die Fläche 32 oberhalb der Abschrägung 30 ist nach oben und nach außen abgeschrägt. Die Fläche 32 liefert somit die Keilfläche, um das Einsetzen der Dichtungsanordnung 10 zu bewirken, wenn sie die äußere Dichtungsfläche 34 des dich lnnenteils oberhalb der Fläche 32 erreicht. In ihrer eingesetzten Position liefert die Dichtungsringanordnung 10 eine Metall-zu-Metall-Dichtung gegen die Dichtungsfläche 34 auf dem Äußeren des inneren Teils 16 und eine Dichtungsfläche 36 am Inneren des äußeren Teils 18. Der untere Haltering 12 weist einen Außendurchmesser auf, so daß er leicht innerhalb der Fläche 36 des äußeren Teils 18 gleitet und eine untere, abgeschrägte Außenfläche 38, die an dem nach oben weisenden, abgeschrägten Sitz 40 eingreifen kann. Das Innere des unteren Abschnitts des unteren Halterings 12 paßt ohne weiteres um das Äußere des Innenteils 16 herum und weist eine innere, nach oben weisende Schulter 42 mit einer Einfassung 44 auf, die sich darüber fortsetzt, um an dem unteren Abschnitt der Dichtungsringanordnung 10 einzugreifen, und weist eine radiale Dicke auf, um um die Dichtungsfläche 34 des inneren Teils 16 herum zu passen.
• Wenn der untere Haltering 12 auf dem Sitz 40 landet, bewegt sich das innere Teil 16 durch die weitere Abwärtsbewegung im Inneren der Einfassung 44 nach unten und die konische Fläche 32 bewegt sich durch die Abdichtringanordnung 10 hindurch nach unten, und bewirkt, daß sie sich in die Setzposition bewegt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, deren Einzelheiten klarer in bezug auf die Beschreibung des Aufbaus der Dichtungsringanordnung angegeben werden.
• Bei einer abgeänderten Form der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist die Dichtungsringanordnung 50 auf dem inneren Teil 52 zwischen einem unteren Haltering 54 und einem oberen Haltering 56 gehalten. Ein Sprengring 58 ist in der Nut 60 auf dem unteren Äußeren des inneren Teils 52 angeordnet, um zu verhindern, daß sich der untere Haltering 54 auf seinem inneren Teil nach unten bewegt, und ein Sprengring 62 ist in der Nut 64 auf dem oberen Äußeren des inneren Teils 52 angeordnet, um zu verhindern, daß der obere Haltering 56 an dem inneren Teil 52 nach oben gedrückt wird. Das äußere Teil 66 umfaßt eine untere Mittelbohrung 68 mit einer nach außen und nach oben konischen Einsetzbohrung 70 darüber, eine nach außen und nach oben konische Bohrung oberhalb der Bohrung 70 und eine obere, gerade Bohrung 72, die sich darüber erstreckt.
• Die Abwärtsbewegung der Dichtungsringanordnung 50 innerhalb des äußeren Teils 66 ist in den Positionen in Fig. 3 und 4 gezeigt. In Fig. 3 bewegt sie das innere Teil 52 nach unten innerhalb des äußeren Teils 66, wobei sich die Dichtungsringanordnung 50 der konischen Einsetzbohrung 70 nähert. In Fig. 4 hat sich das innere Teil nach unten in dem Maß bewegt, daß die Dichtungsringanordnung 50 in Dichtungseingriff mit der unteren Mittelbohrung 68 ist und somit einen Metall-zu-Metall Dichtungseingriff gegen das Äußere des inneren Teils 52 und gegen das Innere des äußeren Teils 66 liefert. Dieser Dichtungseingriff wird nachfolgend im einzelnen erläutert.
• Eine andere Art der vorliegenden Erfindung, bei der die verbesserte Dichtungsringanordnung verwendet werden kann, ist in Fig. 5 dargestellt, wo die Dichtungsringanordnung 80 in einer Seitennut 82 in dem Flansch 84 angeordnet ist. Der Flansch 84 ist durch Kopfschrauben oder andere geeignete Befestigungsmittel 86 an einer Struktur befestigt, die Durchgangslcher aufweist, wie dem Flansch 88. Die Dichtungsringanordnung 80 wird anfangs innerhalb der Nut 82 angeordnet, und wenn die Mittel 86 angezogen werden, wird sie in ihre Sollposition in Dichtungseingriff zwischen der Seite des Flansches 88 und dem Boden der Nut 82 gebracht.
• Bei den vorhergehend beschriebenen Montagen der verbesserten Dichtungsringanordnung der vorliegenden Erfindung sind zwei Ringe verwendet worden, wobei die offenen Enden der U-förmigen Segmente des Dichtungsring in zueinanderweisenden, entgegengesetzten Positionen waren. Wie es in Fig. 6 und 7 gezeigt ist, kann der Dichtungsring in anderen Kombinationen verwendet werden, wie als doppelter U-förmiger Ring 90, der in Fig. 6 gezeigt ist, und als zwei Ringe 92, die in die gleiche Richtung weisen, wie es in Fig. 7 dargestellt ist.
• Eine verbesserte Dichtungsringanordnung 100, der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Ring 101 mit einer Basis 102 und einem Paar Arme 104 und 106, die sich allgemein senkrecht zu der Basis erstrecken, zusammen mit einer Mehrzahl Segmente 108 (in den Fig. 8 und 9 nicht gezeigt), aber nachfolgend im einzelnen in den Zeichnungen der 10 bis 12 gezeigt. Der innere Arm 106 erstreckt sich von dem inneren Abschnitt der Basis 102 und der äußere Arm 104 erstreckt sich von dem äußeren Abschnitt der Basis 102. Der äußere Arm 104 erstreckt sich im wesentlichen axial von der Basis 102, wie es am besten in Fig. 9 zu sehen ist, wobei seine innere Oberfläche und seine äußere Oberfläche allgemein parallel zu der Mittellinie 110 des Rings 101 sind. Der Arm 106 ist etwas in bezug auf die Mittellinie 110 abgewinkelt, so daß er sich nach innen unter einem Winkel erstreckt, der mit "a" in Fig. 9 bezeichnet ist und von dem bevorzugt ist, daß er ungefähr 4º hat. Die äußere Oberfläche 112 des Arms 106 und die innere Oberfläche 114 des Arms 104 erstrecken sich von abgerundeten Ecken der Basis 102. Die äußere Oberfläche 112 des Arms 106 ist unter einem Winkel zu der Mittellinie 110, wie es angegeben ist, und endet in einer axialen Oberfläche 115, die sich zu der konischen Oberfläche 116 ergibt, die in Richtung zu dem Arm 104 konisch verläuft und an einer Stelle A der äußeren Oberfläche 118 endet, die sich zu einer Endfläche 120 des Arms 106 erstreckt. Die innere Oberfläche 114 des Arms 104 erstreckt sich parallel zu der Mittellinie 110 und endet in der konischen Oberfläche 124. Die konische Oberfläche endet an einem Punkt B der axialen Oberfläche 126, die sich zu der Endfläche 128 des Arms 104 erstreckt. Die äußere Oberfläche 130 des Arms 104 erstreckt sich von der Basis 102 als Oberfläche 132, die ungefähr unter 30º abgewinkelt ist, und als abgerundete Ecke 134 zu dem Punkt C. Die Oberfläche 130 ist durch Nuten 136 und 138 unterbrochen, die beide durch konische Flächen und eine flache Basisfläche gebildet sind. Die Oberfläche 140 erstreckt sich von dem Punkt C zu der Endfläche 128, wie es gezeigt ist. Die innere Oberfläche 142 des Arms 106 erstreckt sich von der Basis 102 als Oberfläche 144, die ungefähr 30º abgewinkelt ist, und als abgerundete Ecke 146 zu dem Punkt D. Die Oberfläche 142 wird unter einem Winkel von ungefähr 4º zu der Mittellinie 110 festgelegt und wird durch Nuten 148 und 150 unterbrochen, die beide durch abgeschrägte Flächen und flache Basisflächen gebildet sind, wie es gezeigt ist. Die axiale Oberfläche 152 erstreckt sich von dem Punkt D zu dem Punkt E und die konische Fläche 154 erstreckt sich von dem Punkt E zu der Endfläche 120.
• Wie es in Fig. 10 gezeigt ist, ist eine verbesserte Dichtungsringanordnung 100 zwischen zwei allgemein parallelen Wänden der Teile 160 und 162 angeordnet. Wie es nachfolgend beschrieben wird, dient die Dichtungsringanordnung 100 dazu, eine verbesserte Metall-zu-Metall Dichtung zwischen zueinander weisenden Oberflächen solcher Teile zu schaffen. In der in Fig. 10 dargestellten Position ist die Dichtungsringanordnung 100 nicht in ihrer Dichtungslage eingesetzt, ist aber bereit, auf der konischen Oberfläche 164 in ihre Einsetzstellung bewegt zu werden.
• Fig. 11 zeigt die Dichtungsringanordnung 100, die zwischen der Dichtungsoberfläche 166 an dem Teil 160 und der Dichtungsoberfläche 168 an dem Teil 162 angeordnet ist. Dies kann durch eine Bewegung der Anordnung 100 über die konische Oberfläche 164 zu der in Fig. 11 gezeigten Position gemacht werden, oder das Teil 160 kann in bezug auf die Anordnung 100 bewegt werden. Man beachte, daß der konische Arm 106 des Dichtungsrings 100 der Arm ist, der zur Dichtung an der konischen Oberfläche eingreift. Dies ist die Anordnung, durch die entweder der innere oder der äußere Arm in Abhängigkeit davon konisch ist, ob das innere oder äußere Teil eine konische Einsetzoberfläche hat. Wenn die Dichtungsringanordnung 100 in der Einsetzposition ist, wird sie Druck von dem offenen Ende ihrer Arme ausgesetzt, und ein solcher Druck hat die Wirkung, den Dichtungsring 100 in die in Fig. 12 dargestellte Position zu bewegen, wobei beide Arme 104 und 106 an ihren entsprechenden Dichtungsoberflächen 168 und 166 gehalten werden und die Segmente 108 im allgemeinen innerhalb des Raums zwischen den Armen 104 und 106 zentriert sind.
• Wenn die Segmente 108 in dem Raum zwischen den Armen des Dichtungsrings 101 angeordnet sind, übertragen die Segmente 108 eine Belastung zwischen den Armen, ohne daß sie eine Ringspannung aufweisen, diese Übertragung zu begrenzen, was auftreten würde, wenn die Segmente ein vollständiger Ring oder ein Teilring wären, der die Übertragung der Belastungskräfte durch irgendeine Ringspannung begrenzen würde.
• Bei den Formen der vorliegenden Erfindung wird die verbesserte Dichtung ohne übermäßige Zunahmen der Belastung der Dichtungsanordnung geschaffen. Die Verwendung von Ringsegmenten zwischen dem inneren und äußeren Arm schafft eine angemessene Lastübertragung zwischen den Dichtungsringarmen, ohne daß die Ringspannung überwunden werden müßte, die vorhanden wäre, wenn Ringe verwendet würden. Die Endbelastung an den Segmenten dient dazu, sicherzustellen, daß sie richtig zwischen den Armen angeordnet sind, aber die Arme nicht auseinanderspreizen, wie man in Fig. 12 sehen kann. Die Spreizung beim Einsetzen wird durch die konischen Oberflächen geschaffen, die in eine der Dichtungsoberflächen führt, was bewirkt, daß der Arm, der eine Winkelposition in bezug auf den anderen Arm hat, um in Richtung zu dem anderen Arm verkeilt wird, damit die Segmente dies auf den anderen Arm übertragen, so daß er auch anfangs in Dichtungseingriff mit der Dichtungsoberfläche belastet wird, gegenüber der er abdichten soll. Die Belastungsgröße ist somit nur diese Belastung, die bewirkt, daß sich der Dichtungsring über die konische Einsetzoberfläche bewegt, so daß der abgewinkelte Arm ausreichend bewegt wird, so daß seine Bewegung durch die Segmente auf den anderen Arm übertragen wird, damit er sich in Dichtungseingriff bewegt.
• Wie es oben beschrieben worden ist, sind die Berührungspunkte zwischen den Armen und ihren Dichtungsoberflächen und den Armen und ihren Segmenten eine unterschiedliche Entfernung von den Enden der Arme verschoben, d.h., die Punkte A und B sind näher an den Enden ihrer Arme als es die Punkte E und C sind. Dies erzeugt in den Armen ein Moment, wenn sie in Dichtungseingriff eingesetzt worden sind, bevor sie Druck ausgesetzt werden, und stellt einen indirekten Belastungsweg her, der die Dichtung weniger empfindlich gegenüber Änderungen des Dichtungsbohrungsdurchmesser, der Endabmessungen und der Wärmeausdehnung und -Kontraktion macht. Des weiteren macht sie dies offen für den Druck, so daß er des weiteren gleichmäßig jeden Arm in Dichtungseingriff mit seiner Dichtungsoberfläche drückt, wie es am besten in Fig. 12 gezeigt ist.

Claims (15)

1. Eine ringförmige Dichtungsringanordnung (10, 50, 80) zum Abdichten quer zu dem Ringraum zwischen einem äußeren Teil (60) mit einer äußeren Zylinderfläche (34) und einem äußeren Teil (18) mit einer inneren Zylinderfläche (36), wobei die Anordnung umfaßt einen ringförmigen Metalldichtungsring (101), der eine ringförmige Basis (102) mit einem Paar beabstandeter Arme (104, 106) aufweist, die sich von der ringförmigen Basis im wesentlichen in eine Richtung erstrecken und einen ersten Arm und einen zweiten Arm mit einem Ringraum zwischen den Armen einschließen; eine Mehrzahl Segmente (108), die in dem Ringraum zwischen den Armen angeordnet sind, wobei die Segmente im wesentlichen den Ringraum zwischen den Armen füllen; und eine Einrichtung (54, 56) zum Halten der Segmente innerhalb des Ringraums zwischen den Armen, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente angeordnet sind, eine Last zwischen den Armen zu übertragen, und die Segmente alle ausreichend kurz sind, wodurch keiner Ringspannung ausgesetzt sind.

2. Eine Anordnung (10, 50) gemäß Anspruch 1, wobei die ringförmige Basis (102) eine Mittellinie (110) aufweist und sich die Arme (104, 106) von den Rändern der ringförmigen Basis in eine Richtung allgemein parallel zu der Mittellinie fortsetzen.

3. Eine Anordnung (80), gemäß Anspruch 1, wobei die ringförmige Basis (102) zylindrisch ist und sich die Arme allgemein senkrecht von den Rändern der ringförmigen Basis fortsetzen.

4. Eine Anordnung gemäß Anspruch 1, die wenigstens eine Nut (136, 138) an dem Inneren des ersten Arms (104) und wenigstens eine Nut (148, 150) an dem äußeren des zweiten Arms (106) einschließt.

5. Eine Anordnung gemäß Anspruch 2, wobei der erste Arm (106) angeordnet ist, daß er sich etwas radial nach innen unter einem Winkel in bezug auf die ringförmige Basismittellinie (110) erstreckt, so daß er einen Preßsitz mit der Oberfläche (36) liefert, gegen die er abdichten soll, wenn er daran eingebaut ist, und daß er die Segmente (108) radial von dem ersten Arm fortdrückt, um den zweiten Arm (104) radial in Dichtungseingriff mit der Dichtungsfläche (34) zu bewegen, gegen die der zweite Arm abdichten soll.

6. Eine Anordnung gemäß Anspruch 1, die ein Paar Dichtungsringe (101) umfaßt, die mit ihren offenen Enden in einer zueinanderweisenden Beziehung und mit den Segmenten (108) in jedem Ring in Eingriff mit den Segmenten des anderen Rings montiert sind.

7. Eine Anordnung, die eine erste Dichtungsringanordnung und eine zweite Dichtungsringanordnung jeweils gemäß Anspruch 1 umfaßt, wobei die erste Dichtungsringanordnung (100) angeordnet ist, daß sich ihre Arme (104, 106) von ihrer Basis (102) in einer ersten, axialen Richtung erstrecken, sich die Arme (104, 106) der zweiten Dichtungsringanordnung (100) von ihrer Basis (102) in einer zweiten, axialen Richtung erstrecken, die in Richtung der ersten Dichtungsanordnung ist, und wobei ein Teil der Segmente (108) in jeder der Dichtungsanordnungen gegen den gleichen Teil der Segmente der anderen Dichtungsanordnung stößt, so daß eine Kraft an den Dichtungsanordnungen sie zu einander drückt und auch ihre Segmente in die Ringräume zwischen ihren Armen drückt.

8. Eine Anordnung gemäß Anspruch 7, wobei die Dichtungsringanordnungen (100) in einem Bohrloch angeordnet sind und einen Ring zwischen einer inneren, zylindrischen Fläche (36) eines äußeren Bohrlochteils (18) und einer äußeren, zylindrischen Fläche (34) eines inneren Bohrlochteils (16) abdichten.

9. Eine Anordnung gemaß Anspruch 8, die eine Einrichtung (54, 56) umfaßt, um die erste und die zweite Dichtungsringanordnung in Richtung zueinander zu drükken, um eine richtige Positionierung der Segmente (108) in den zwei Dichtungsanordnungen sicherzustellen.

10. Eine Anordnung gemäß Anspruch 8, die eine Verkeilungseinrichtung (32) an einem der Bohrlochteile (16, 18) umfaßt, um einen der Arme in Richtung zu dem anderen Arm zu verkeilen, so daß die Segmente, die Verkeilungskraft auf den anderen Arm übertragen, um ihn in Dichtungseingriff mit der Oberfläche des Teils einzustellen, gegen den er abdichten soll.

11. Eine Anordnung (80), die eine erste Dichtungsringanordnung und eine zweite Dichtungsringanordnung jeweils gemäß Anspruch 3 umfaßt, wobei die erste Dichtungsringanordnung angeordnet ist, daß sich ihre Arme von ihrer Basis in eine radiale Richtung erstrecken, sich die Arme der zweiten Dichtungsringanordnung von ihrer Basis in eine radiale Richtung erstrecken, und mit einer Einrichtung zum Halten der Segmente von jeder der Dichtungsanordnungen in ihren erwünschten Positionen zwischen den Armen ihrer Dichtungsringe.

12. Eine Anordnung gemäß Anspruch 11, wobei die Segmente von einem der Dichtungsringe in Eingriff mit den Segmenten des anderen Dichtungsrings sind, um eine Halteeinrichtung zu schaffen.

13. Eine Anordnung gemäß Anspruch 11, wobei der Dichtungsring einer der Dichtungsringanordnungen die Basis mit dem anderen Dichtungsring der Dichtungsringanordnungen gemeinsam benutzt, wobei sich die Arme bei jedem Dichtungsring von den Rändern der Basis in entgegengesetzte Richtungen zu dem anderen Dichtungsring erstrecken.

14. Eine Anordnung gemäß Anspruch 11, wobei sich die Arme beider Dichtungsringe radial in der gleichen Richtung wie die Arme des anderen Dichtungsrings erstrekken.

15. Eine Anordnung gemäß Anspruch 1, wobei die Arme (104, 106) des Metalldichtungsrings (100) jeweils innere Berührungspunkte (A, B) mit den Segmenten (108) aufweisen, die zwischen den Armen angeordnet sind, und Berührungspunkte (C, E) mit ihren entsprechenden Dichtungsflächen (166, 168), wobei die Berührungspunkte (C, E) von jedem Arm mit seiner Dichtungsfläche um eine größere Strecke von dem Ende des Arms versetzt ist als der Berührungspunkt (A, B) mit dem Segment, um ein Moment an den Armen vorzusehen, das sicherstellt, daß die Dichtungskraft zwischen jedem der Arme und seiner Dichtungsfläche nach der Belastung, sowohl bevor und nachdem die Dichtungsringanordnungen Druck ausgesetzt werden, ausgeglichen ist.