DE69628591T2

DE69628591T2 - Ring mit einer gewellten lauffläche und sein verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE69628591T2
Application number: DE69628591T
Authority: DE
Inventors: A. Lionel YOUNG
Original assignee: Flowserve Management Co
Current assignee: Flowserve Management Co
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2016-08-03
Also published as: EP0916045A1; EP0916045B1; JP2001506927A; WO1998005889A1; DE69628591D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein mechanische Dichtungen und insbesondere eine mechanische Dichtung, welche einen Dichtring mit einer gewellten Stirn- bzw. Lauffläche zum Einsatz in flüssigen und gasförmigen Umgebungsbedingungen aufweist.
Seit längerer Zeit ist es in der Industrie recht beliebt, mechanische Dichtungen zu verwenden, um Leckagen innerhalb einer Vielzahl von Maschinen mit rotierenden Teilen einschließlich Pumpen, Kompressoren und dergleichen zu verhindern. In letzter Zeit werden mechanische Dichtungen mit wellenartig geformten Stirnflächen in solchen Maschinen verwendet, um Leckagen zu minimieren, während sie gleichzeitig sowohl statische als auch dynamische Lasten aufnehmen. Beispiele von Dichtringen mit gewellten Stirnflächen sind in den US-Patenten Nr. 4,836,561 und 4,887,335 an Lebeck et al. beschrieben, die hier beide voll inhaltlich einbezogen werden.
1 zeigt im Querschnitt eine Gesamtansicht einer Pumpe, welche eine konventionelle mechanische Dichtung mit gewellter Stirnfläche umfasst. Kurz gesagt umfasst die Pumpe ein Gehäuse 10, eine rotierende Welle 12, einen Gegendichtring mit gewellter Stirnfläche 14, einen ersten Ring 16 mit flacher Oberfläche, Federn 18 und eine zweite Dichtung 20 wie einen O-Ring. Die rotierende Welle greift durch den ersten Ring und den zweiten Ring. Der erste Ring rotiert zusammen mit der Welle, während der Gegenring relativ zum Gehäuse fixiert ist. Die Federn pressen den ersten Ring in Richtung auf den Gegenring, um die Dichtung zu bilden. Insbesondere dienen der Gegenring 14 und der erste Ring 16 der primären Funktion, eine gleitende Grenzfläche 15 zwischen den zwei Ringen 14 und 16 abzudichten, indem sie entweder einen engen Spalt oder einen Kontakt zwischen den Oberflächen der zwei Ringe 14 und 16 aufrecht erhalten, um so die Menge an Leckage zu begrenzen. Der Gegenring mit gewellter Oberfläche 14 ist in 2 vergrößert dargestellt. Die gewellter Oberfläche des Ringes umfasst zahlreiche wellen 22 in Umfangsrichtung. Jedes Paar von Wellen ist durch einen radial gekippten bzw. schrägen Bereich voneinander getrennt. Die Fläche des Gegenringes umfasst weiters einen erhöhten und allgemein flachen Damm 26 in Umfangsrichtung, der auf seinem inneren Umfang angeordnet ist. Die Wellen weisen niedrige Punkte 28 und hohe Punkte 30 auf, die am Außendurchmesser des Gegenringes am deutlichsten sind. Jeder niedrige Punkt fällt mit einem zugehörigen niedrigen Punkt eines schrägen Bereichs zusammen. Die hohen Punkte der Wellen fluchten allgemein in der Höhe mit dem Damm und somit verringert sich die Amplitude der Wellen auf 0, wenn man sich radial in Richtung auf den Damm zu bewegt. Die Wellen und schrägen Bereiche neigen dazu, die Schmierung zwischen dem Gegenring und dem ersten Ring zu verbessern, während der Damm an die Oberfläche des ersten Ringes angrenzt um die Leckage zu minimieren.
Das Oberflächenfinish des Dichtringes mit gewellter Oberfläche ist insbesondere wichtig bei der Anwendung von Gasdichtungen. Insbesondere liefert ein Dichtring mit gewellter Oberfläche mit einer sehr glatten Oberfläche weniger Leckage und größere Lastabstützung. Die Form des Dichtringes mit gewellter Oberfläche wie sie oben beschrieben ist, wird durch das Schleifen eines harten Ringmaterials 32 mit einer Schleifmaschine 34 ausgebildet, die ein Schleifrad 36 aufweist, wie in 3 dargestellt. Die Schleifmaschine und das Schleifverfahren ist detaliert in den oben erwähnten Patenten beschrieben.
Während diese Maschine generell akzeptabel ist, prodziert sie ein Oberflächenfinish von 0,203 bis 0,254 μm (8 bis 10 μinch) R_a (R_a bezeichnet den Rauhigkeitsmittelwert) oder mehr. Der Schleifprozess ist darüberhinaus sehr zeitintensiv und kostspielig.
Eine Maschine, die in der Lage ist, Gegenstände mit sehr glatten Oberflächenfinishs herzustellen, ist eine Läppmaschine. Jedoch sind kommerziell erhältliche Läppmaschinen dahingehend begrenzt, dass sie nur in der Lage sind, sehr glatte flache Oberflächen, d. h. geläppte Oberflächen herzustellen. Somit kann eine Läppmaschine nicht direkt einen Dichtring mit gewellter Oberfläche mit einer sehr niedrigen Oberflächenrauhigkeit herstellen.
Aus der GB-A-2 197 040 ist eine gleitende Ringdichtung zum Abdichten eines Maschinenteils bekannt, welches bezüglich einer Wand drehbar ist, wobei die Dichtung Auflageringe umfasst, die mit Gleitringen versehen sind und so miteinander eingepasst sind, dass die Gleitflächen zur Dichtung der Gleitringe gegeneinander gepresst werden und bezüglich einander rotieren, wobei jeder Gleitring an seinen Auflagering mittels eines Schrumpfsitzes befestigt ist, sodass eine in radiale Richtung wirkende Druckkraft auf den Gleitring ausgeübt wird. Hierdurch ist eine axiale Gegenoberfläche des Auflagerings, die bei dem Schrumpfsitz den Kontakt mit einer axialen Umfangsoberfläche des Gleitringes herstellt, in Umfangsrichtung diskontinuierlich. Nach dem Aufschrumpfen verbleibt der Auflagering auf dem Gleitring, wodurch keine Oberflächenbehandlung der Gleitfläche des Gleitringes durchgeführt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ring mit einer gewellten Stirn- bzw. Oberfläche zur Verfügung zu stellen, der eine glatte geläppte Oberfläche aufweist, und ein Verfahren zum Herstellen eines Ringes mit einer gewellten Oberfläche mit einer solchen glatten geläppten Oberfläche zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung nach Ansprüchen 1 oder 12, die sich auf das Verfahren zur Herstellung eines Ringes mit gewellter Oberfläche beziehen, Anspruch 22, der sich auf den Ring mit gewellter Oberfläche bezieht und Anspruch 25, der sich auf einen Aufbau mit dem gewellten Dichtring bezieht, gelöst.
Ein primärer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sie vorteilhafterweise ein Verfahren zur Herstellung von Ringen mit gewellter Oberfläche mit Oberflächenfinishes zur Verfügung stellt, die glatter sind als die bisher erhältlichen. Somit haben die bevorzugten Dichtringe mit gewellter Oberfläche, die gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt worden sind, verbesserte Leckagecharakteristiken und größere Lastabstützung als diejenigen, die bisher erhältlich sind. Das Verfahren kann vorteilhafterweise auch die Herstellung von gewellten Oberflächen mittels Präzisionsmaschinen gestatten, die in der Lage sind, nur flache Oberflächen zu produzieren, vorzugsweise einschließlich einer Läppmaschine oder einer Oberflächenschleifmaschine.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegendne Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung und bevorzugten Ausführungsformen in Verbinduung mit den Zeichnungen, die exemplarisch die Prinzipien der Erfindung darstellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die folgenden Zeichnungen illustrieren die bevorzugte Ausführung der Erfindung. In den Zeichnungen:
1 zeigt im Querschnitt einen Bereich einer Pumpe einschließlich einer mechanischen Dichtung mit gewellter Oberfläche nach dem Stand der Technik;
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Dichtringes mit gewellter Oberfläche aus 1;
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Schleifmaschine zum Herstellen des Dichtringes mit gewellter Oberfläche nach 1;
4 zeigt im Querschnitt eine Gesamt- bzw. Zusammenbauansicht eines Bereichs einer Pumpe mit einer mechanischen Dichtung mit gewellter Oberfläche gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines mechanischen Dichtringes mit gewellter Oberfläche gemäß der Erfindung;
6 zeigt im Teilquerschnitt eine perspektivische Ansicht eines Schrumpfbandes und einen Dichtringrohling, der zur Herstellung des mechanischen Dichtrings mit gewellter Oberfläche von 5 verwendet wird;
7 zeigt im Teilquerschnitt eine perspektivische Ansicht des Schrumpfbandes, das auf dem Dichtringrohling von 6 aufgebracht ist;
8 ist eine schematische Ansicht eines Momentes, das durch ein erstes idealisiertes Schrumpfband auf einem Dichtringrohling erzeugt wird;
9A und 9B sind schematische Darstellungen von Momenten, die durch ein zweites idealisiertes Schrumpfband erzeugt werden, das die vorderen bzw. hinteren Blökke zeigt, die in Kontakt mit dem Dichtringrohling sind;
10 ist ein Querschnitt des ersten Ringes und des Dichtringes mit gewellter Oberfläche, die gemäß der 9A und 9B ausgebildet sind;
11 ist ein Diagramm, das eine Messung in Umfangshöhe des Dichtringes mit gewellter, geneigter Oberfläche mit Damm in der Nähe seines äußeren Durchmessers und in der Nähe des Dammes an seinem inneren Durchmesser zeigt;
12A und 12B sind schematische Darstellungen des Schrumpfbandes, das auf dem Dichtringrohling von 7 montiert ist, und die vorderen bzw. hinteren Blöcke zeigt, die in Kontakt mit dem Dichtringrohling sind.
13 zeigt im Querschnitt eine Zusammenbausicht eines Bereiches einer Pumpe mit einem Axialdrucklager gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführung
Nunmehr Bezug nehmend auf die Zeichnungen und insbesondere auf 4–7 ist die vorliegende Erfindung vorzugsweise als ein Dichtring mit gewellter Stirn- bzw. Oberfläche ausgeführt, der allgemein durch das Bezugszeichen 100 bezeichnet wird. In der bevorzugten Ausführung gehört der Dichtring mit gewellter Oberfläche zu einer mechanischen Dichtung 50, die auf einer Welle 52 innerhalb eines Gehäuses 54 montiert ist. Der Dichtring mit gewellter Oberfläche ist an dem Gehäuse montiert und ein Positionierungsstift 56 verhindert eine Rotation des Dichtringes mit gewellter Oberfläche relativ zum Gehäuse. Ein Haltering 58 wie etwa ein nicht dichtender O-Ring oder eine in sich geschlossene ringförmige Schraubenfeder plaziert den Dichtring mit gewellter Oberfläche relativ zum Gehäuse und ein zweiter O-Ring 60 dichtet die Rückseite des Dichtringes mit gewellter Oberfläche relativ zum Gehäuse ab.
Die mechanische Dichtung 50 umfasst außerdem einen Drehflächendichtringaufbau 62, der einen Drehflächendichtringhalter 64 und einen Drehflächendichtring 66 umfasst. Der Halter 64 umfasst vorzugsweise zwei Teile: eine L-förmigen Federhalterhülle 67 und einen Dichtringantrieb 69. Die Federhalterhülle 67 ist an der Welle mittels Befestigungsschrauben (nicht dargestellt) fixiert, die in Bohrungen 68 angeordnet sind. Ein sich radial erstreckender Ausleger 70 der Federhalterhülle umfasst eine Mehrzahl von sich axial erstreckenden Aussparungen zum Aufnehmen von Federn 72. Der Dichtringantrieb 69 weist einen sich radial erstreckenden Ausleger 74 und einen sich axial erstreckenden Ausleger 76 auf, wobei Letzterer radial beabstandet von einem sich axial erstreckenden Ausleger 78 der Federhalterhülle 67 ist, sodass eine Aussparung 80 ausgebildet ist, um den Drehflächendichtring 66 aufzunehmen.
Der sich axial erstreckenden Ausleger 76 des Dichtringantriebes umfasst eine Mehrzahl von sich axial erstreckenden Streifen, die in axiale Rillen 82 auf dem Drehflächendichtring 66 zum Antrieb eingreifen. Der sich radial erstreckende Ausleger 74 des Dichtringantriebes umfasst einen ringförmigen Vorsprung 84, der eine Mehrzahl von Aussparungen 86 zum Aufnehmen der anderen Enden der Feder 72 definiert. Obwohl nicht dargestellt, kann ein radial äußeres Ende des Vorsprungs 84 sich axial hin zum Federhalter in einer Mehrzahl von Orten erstrecken, sodass Verlängerungen ausgebildet sind, die in Aussparungen der Federhalterhülle 67 für einen Antriebseingriff dazwischen aufgenommen sind.
Der Dichtring mit gewellter Oberfläche und der Drehflächendichtring dienen als Primärfunktion der Abdichtung einer gleitenden Kontaktfläche 88 zwischen den zwei Ringen durch das Aufrechterhalten entweder eines Spaltes oder eines Kontaktes zwischen den Oberflächen der zwei Ringe, um so den Betrag an Leckage zu begrenzen. Dabei ist offensichtlich, dass, während der Dichtring mit gewellter Oberfläche auf der stationären Seite der mechanischen Dichtung angeordnet ist, er auch für den Drehflächendichtring verwendet werden könnte.
Der Dichtring mit gewellter Oberfläche 100 weist eine glatte obere Oberfläche 102 auf, die mittels eines Verfahrens hergestellt wird, welches ein thermisch verlänger- bzw. dehnbares Schrumpfband 104 und eine Läppmaschine (nicht dargestellt) verwendet. Vorzugsweise hat die glatte Oberfläche dieses Dichtringes mit gewellter Oberfläche einen Rauhigkeit von ungefähr 0,107 μm (4μ inch) R_a oder weniger und besonders bevorzugt ungefähr 0,0508 μm (2 μinch) R_a, was eine verbessert Leckagecharakteristik und größer Lastabstützung liefert.
Wie in 5 dargestellt, weist der Dichtring 100 dieselbe generelle Form wie der in 2 dargestellte Dichtring 14 auf. Insbesondere erstreckt sich die obere Stirn- bzw. Oberfläche 102 des Dichtringes 100 zwischen einer zylindrischen inneren Kantenoberfläche 106 und einer zylindrischen äußeren Kantenoberfläche 108. Die innere Kantenoberfläche definiert eine Passage durch den Dichtring, um Wellen oder andere Komponenten von Mechanismen aufzunehmen, die in Verbindung mit dem Dichtring verwendet werden. Die äußere Kantenoberfläche des Dichtringes erstreckt sich senkrecht von dem äußeren Umfang der oberen Oberfläche des Dichtringes. Der Dichtring ist vorzugsweise aus relativ hartem Material hergestellt wie etwa Hartmetall, Siliziumkarbid, Keramik oder anderen Materialen ausreichender Festigkeit und Abriebfestigkeit. Da solche harten Materialien verwendet werden, wird dieser Dichtring allgemein als Dichtring mit "harter Oberfläche" bezeichnet. Die obere Oberfläche des Dichtringes 102 weist zahlreiche Wellen 110 in Umfangsrichtung auf, die jeweils durch eine radial geneigte bzw. schräge Region 112 getrennt . Der innere Umfang der oberen Oberfläche des Dichtringes bildet einen erhöhten und allgemein flachen Damm 114 in Umfangsrichtung. Der maximale Winkel von der Horizontalen der radial geneigten Regionen ist in 5 als Winkel Φ₀ dargestellt. Die Wellen weisen niedrigen Punkte 116 und hohen Punkte 118 auf, die am Außendurchmesser des Dichtringes am deutlichsten sind. Jeder niedrige Punkt fällt mit einem zugehörigen niedrigen Punkt der schrägen Region zusammen. Die hohen Punkte der Wellen fluchten allgemein in der Höhe mit dem Damm und daher verringert sich die Amplitude 120 der Wellen auf 0, wenn man sich radial einwärts in Richtung auf den Damm 114 zubewegt.
Nun wird anhand der 6 und 7 die bevorzugte Vorrichtung und das bevorzugte Verfahren zur Herstellung des Dichtringes mit gewellter Oberfläche 100 beschrieben. Das Verfahren wird durchgeführt mit einem Dichtringrohling 122, dem thermisch dehnbaren Schrumpfband 104 und einer allgemein erhältlichen Läppmaschine (nicht dargestellt). Der Dichtringrohling weist eine flache obere Oberfläche 124 und eine flache untere Oberfläche 126 wie auch eine radial innere Umfangsoberfläche 128 und eine radial äußere Umfangsoberfläche 130 auf, die sich zwischen der oberen und der unteren Oberfläche erstrecken.
Das Schrumpfband 104 ist kreisförmig und bevorzugt aus 17–4 PH rostfreiem Stahl oder irgend einem anderen Material hergestellt, das eine hohe Fließ- bzw. Streckfestigkeit aufweist. Das Schrumpfband hat eine obere Oberfläche 132, eine untere oder rückwärtige Oberfläche 134 und eine radial innere zylindrische Oberfläche 136 mit vorderen Blöcken 138 und hinteren Blöcken 140, die hiervon radial nach innen hin ragen. Um die Ausbildung der entsprechenden Wellen auf dem Dichtring zu ermöglichen, sind die vorderen und hinteren Blöcke in Umfangsrichtung beabstandet und alternierenderweise angeordnet, sodass ein vorderer Block an die obere Oberfläche 132 des Schrumpfbandes angrenzt, dann ein unterer Block an die untere Oberfläche 134 des Schrumpfbandes angrenzt usw. Das Schrumpfband ist axial kürzer als der Dichtring, das heißt, die Oberfläche 136 ist kürzer als die Oberfläche 130 des Dichtringes. Dieser Unterschied muss nur einige wenige Hunderttausendstel eines Meters (Tausendstel eines Inches) betragen. Es sei angemerkt, dass zur Vereinfachung die 6 und 7 nur einen Teil des kreisförmigen Schrumpfbandes zeigen.
Wie nachfolgend detailierter beschrieben, wird das Schrumpfband 104 mittels Erwärmen gedehnt und der Dichtringrohling 122 innerhalb des Schrumpfbandes angeordnet. Das Schrumpfband wird dann abgekühlt, sodass es sich zusammenzieht und gezielt Kompressionskräfte um die äußere Kantenoberfläche des Dichtringrohlings ausübt, sodass die obere Oberfläche 124 des Dichtringrohlings in ein erstes Wellenmuster deformiert wird. Da der Dichtringrohling sich axial weiter erstreckt als das Schrumpfband, ragt die obere Oberfläche 124 hervor und liegt somit für das Läppen frei. Der Dichtringrohling und das befestigte Schrumpfband werden dann auf einer Läppmaschine angeordnet, um die nun gewellte obere Oberfläche des Dichtringrohlings zu läppen. Die obere Oberfläche des Dichtrohlings wird geläppt, bis sie eben ist und vorzugsweise eine Oberflächenrauhigkeit von ungefähr 0,0508 μm (2 μin) R_a aufweist. Nachdem das Läppen beendet ist, wird das Schrumpfband mittels Erwärmen gedehnt, um es von dem Dichtringrohling zu entfernen. Nachdem das Schrumpfband entfernt worden ist, entspannt sich die geläppte flache obere Oberfläche des Dichtringrohlings und nimmt ein zweites Wellenmuster ein, das generell das Spiegelbild des ersten Wellenmusters ist. Dieses zweite Wellenmuster auf der Stirnflächenoberfläche des Dichtringes ist die gewellte Oberfläche der Dichtung 14, die in 5 gezeigt ist. Es sei angemerkt, dass die Stirnflächenoberfläche des Dichtringrohlings, der in 7 gezeigt ist, in das erste Wellenmuster deformiert ist, welches ein Spiegelbilds des zweiten Wellenmusters ist. Zur besseren Übersichtlichkeit ist das erste Wellenmuster in 7 nicht dargestellt.
Wie oben beschrieben, gestattet das vorstehend beschriebene spezielle Verfahren die Herstellung von Dichtungen mit gewellten Oberflächen, welche ein Oberflächenfinish aufweisen, das wesentlich glatter ist als konventionelle Dichtungen mit gewellten Oberflächen. Solche Dichtungen mit glatteren gewellten Oberflächen weisen vorteilhafterweise verbesserte Leckagecharakteristiken und größere Lastaufnahmen auf, insbesondere, wenn sie bei Anwendungen zur Gasdichtung verwendet werden.
Nunmehr wird die Theorie hinter der Deformationscharakteristik des Schrumpfbandes 104 und des Dichtringrohlings 122 näher beschrieben. In diesem Zusammehang illustriert 8 ein erstes idealisiertes Schrumpfband 142, das lokalisierte Momente um das Zentrum 144 des Querschnitts des Dichtringrohlings erzeugt. Das idealisierte Schrumpfband weist nicht die oben erwähnten sich einwärts erstreckenden vorderen und hinteren Blöcke 138 und 140 auf. Die Größe eines lokalisierten Momentes m_θ, das um das Zentrum des Dichtringrohlings erzeugt wird, kann gemäß folgender Gleichung berechnet werden:
wobei
^mθ = Moment um das Zentrum der Dichtung;
ϕ₀ = maximale Schräge der überlagerten Welle;
E = Elastizitätsmodul;
J_x = Trägheitsmoment equivalent für einen gebogenen Balken;
n = Anzahl der Wellen;
r_c = Radius zum Zentrum der Wand des Ringrohlings und;
A = Steifigkeitsverhältnis
Das Steifigkeitsverhältnis A wird durch folgende Gleichung beschrieben:
wobei
G = Steifigkeitsmodul, und
J_θ = polares Trägheitsmoment
Aus den obigen Gleichungen ist es offensichtlich, dass das Moment eine Funktion der Anzahl der Wellen 110 im Quadrat ist (vergleiche 5). Somit limitieren Überlegungen bezüglich der Spannungen die Anzahl der Wellen, die in einen Ringrohling 123 geformt werden können (vgl. 6). Mit anderen Worten, falls das Moment, das für eine spezielle Wellenamplitude erforderlich ist, konstant gehalten wird, wären die Kräfte, die nötig sind, um die ansteigende Anzahl von Wellen solcher Amplitude zu erzeugen, schwierig aufzubringen, da die Kräfte, die erforderlich wären, um das Moment zu erzeugen, mit der Anzahl der Wellen wachsen.
Die Effekte der vorderen Blöcke 138 und der hinteren Blöcke 140 eines zweiten idealisierten Schrumpfbandes sind schematisch in den 9A und 9B dargestellt. Die vorderen und rückwärtigen Blöcke, dieses zweiten idealisierten Schrumpfbandes sind von gleicher Größe und daher ist die Wechselwirkung zwischen jedem der Blöcke und der äußeren Umfangsoberfläche 130 des Ringrohlings 122 gleich. Wenn das Schrumpfband um den Dichtringrohling 122 komprimiert wird, kommend die radial inwärtigen Enden der Blöcke mit der radial äußeren Umfangsoberfläche 130 des Dichtringrohlings in Kontakt. Um die Bildung des wellenartig geformten Deformationsmusters des Ringrohlings zu erzeugen, sind zwei entgegengesetzt drehende Momente für jede Welle 110 erforderlich und somit ist die Anzahl von Blöcken, die erforderlich ist, gleich zweimal der Anzahl der wellen, die auf dem Ringrohling ausgebildet werden sollen. In diesem Zusammenhang zeigt 9A ein lokalisiertes Moment m_θ1, das durch den vorderen Block des Schrumpfbandes 140 erzeugt wird, und 9B zeigt ein lokalisiertes Moment m_θ2, das durch den hinteren Block des Schrumpfbandes 146 erzeugt wird. Wie nachfolgend beschrieben ist eine größere Wechselwirkung zwischen den vorderen Blöcken und den äußeren Umfangsoberfläche des Ringrohlings wünschenswert, um die bevorzugte Wellenform zu erzeugen.
10 zeigt einen Querschnitt von 5 an der Wellenspitze 118 des sich ergebenden Dichtringes mit ge wellter Oberfläche 148, der durch das verbesserte Schrumpfband 146 von 9A und 9B ausgebildet wird. Insbesondere, da die Wechselwirkung zwischen den vorderen und hinteren Schrumpfbandbrücken 138 und 140 und der äußeren Umfangsoberfläche 130 des Ringrohlings 122 gleich ist, fluchten die sich ergebenden Wellenspitzen 150 horizontal mit dem flachen Damm 114, der am inneren Durchmesser der Dichtung angeordnet ist. Die Höhe dieser Wellenspitzen vergrößert sich hin zum äußeren Durchmesser des Dichtringes, wo der Dichtring mit dem ersten Ring 16 eines Dichtmechanismusses in Eingriff käme. Diese Wellenspitzen würden ausgebildet, falls der Ringrohling flach geläppt würde und das Schrumpfband 146 entfernt würde, um dem Ringrohling zu gestatten, ein Spiegelbild des Wellenmusters einzunehmen, das ursprünglich durch das Schrumpfband geformt wurde, und führt dazu, dass nur der äußere Durchmesser des Dichtrings mit gewellter Oberfläche den ersten Ring kontaktiert. Eine solche Konfiguration ist nicht wünschenswert, da ein signifikantes Kumpeln längs der Oberfläche des Gegendichtringes 148 dazu führt, dass der erste Ring in eine ähnliche kegelförmige Form oder zu einem Punkt abgenutzt wird, wo eine ausreichende hydrodynamische Lastabstützung erzeugt werden kann, um die sich gegenüberliegenden Oberflächen zu separieren. Dies ist auch deshalb eine unerwünschte Konfiguration, da die Beschädigungen der Oberfläche des ersten Ringes und des Gegenringes aufgrund des Einschleifprozesses die Rauhigkeit ihrer Oberflächen vergrößern kann und zu einem verschlechterten Hub führt. Ebenso führen Ablagerungen, die durch den Abrieb zwischen dem ersten Ring und dem Gegenring erzeugt werden, zu niedrigeren Filmlaufhöhen, was zu weiterem Abrieb führen kann. Wie nachstehend beschrieben, kann diese nachteilige Konfiguration korrigiert werden. In diesem Zusammenhang zeigt 11 eine Umfangsmessung der korrekten Konfiguration eines korrekten Ringes mit gewellter Oberfläche in der Nähe seines Außendurchmessers ("OD Spur") und in der Nähe des Dammes an seinem inneren Durchmesser ("ID Spur"). Während der äußere Durchmesser eine gewellte Form aufweist, sind die Wellen im Bereich des Dammes am innern Durchmesser der Dichtung mit gewellter Oberfläche nicht signifikant.
Das obige Problem, das in Zusammenhang mit der Höhe der Wellenspitzen 118 steht, die den korrekten Betrieb des Dichtringes 100 mit gewellter Oberfläche beeinträchtigen, wird korrigiert, indem das Schrumpfband 104 mit vorderen Blöcken 138 ausgebildet wird, die länger sind als die hinteren Blöcke 140. Mit anderen Worten, die vorderen Blöcke erstrecken sich radial einwärts um eine Distanz, die größer ist als die der hinteren Blöcke, und erzeugen so mehr Wechselwirkung mit dem Dichtringrohling 122, verglichen mit den hinteren Blöcken. Die 12A und 12B zeigen eine schematische Darstellung des Schrumpfbandes 104 mit dem vergrößerten vorderen Blöcken. Was letztlich der hohe Punkt 118 werden wird, ist flach (12B) wo der Dichtringrohling 122 durch die hinteren Blöcke 140 des Schrumpfbandes 104 deformiert ist. Dies im Gedächtnis haltend nimmt, nach dem Läppen und Entfernen des Schrumpfbandes, der hohe Punkt jeder Welle ein Spiegelbild des flachen Punktes ein und es kann davon ausgegangen werden, dass das Spiegelbild eines flachen Punktes ähnlich flach ist. Somit führt die Blockkonfiguration des bevorzugten Schrumpfbandes 104 zu Wellenspitzen 118 die ähnlich flach oder konkav oder konvex innerhalb akzeptierbarer Grenzen sind.
Zusammen mit der Erzeugung der gewünschten Anzahl von Wellen 110 auf dem Dichtringrohling 122 muss das Verfahren auch den flachen Damm 114 in Umfangsrichtung auf dem gefinishten Dichtring mit gewellter Oberfläche liefern. Der Damm wird an dem radialen Ort ausgebildet, an dem die entgegengesetzt drehenden Momente, die oben beschrieben wurden, eine Abweichung gleich null in Axialrichtung erzeugen. Es ist möglich, dass die entgegengesetzt drehenden Momente einander an einer radialen Position aufheben, die geringer als der innere Durchmesser der inneren Kantenoberfläche des Ringes ist, was kein Ort auf dem Dichtring 100 ist . Mit anderen Worten wird die Amplitude 120 der Wellen unter bestimmten Umständen am inneren Durchmesser des Dichtringesnicht nicht auf null reduziert. Um den Radius des Ortes zu berechnen, wo der Damm in Umfangsrichtung ausgebildet wird, werden verschiedene Formeln analysiert.
Die Gleichung für den axialen Versatz des Ringzentrums von seiner ungestörten Position ist
und die Formel für den Radius des Dammes lautet: rd = rc – vo/Φo wobei
v_o = axialer Versatz des Zentrums, und
r_d = Radius des Dammes
Durch Umformen obiger Gleichungen zusammen mit der ersten Gleichung für das Moment m_θ kann der folgende Ausdruck für den Dammradius erhalten werden:
Obige Gleichung zeigt, dass die Anzahl von Wellen (n) einen großen Einfluss auf den Ort des Dammes 114 hat. Darüberhinaus ist, da m_θ aus der Gleichung herausfällt, der Ort des Dammes eine Funktion der Geometrie und nicht der Last des Dichtringrohlings 122.
Die Kontaktkräfte von dem Schrumpfband 104 können allgemein gemäß der folgenden Gleichung berechnet werden:
wobei:
p = Kontaktdruck;
a = innerer Radius des Dichtringes;
b = äußerer Radius des Dichtringes;
c = äußerer Radius des Schrumpfbandes;
E₀ = Elastizitätsmodul des Schrumpfbandmaterials;
E_i = Elastizitätsmodul für das Dichtringmaterial;
μ₀ = Poissonzahl für das Material des Schrumpfbandes;
μ_i = Poissonzahl für das Material des Dichtringes; und
δ = radialer Versatz
Diese Gleichung kann verwendet werden, um die Toleranzen des gefinishten Dichtringes mit gewellter Oberfläche 100 anzupassen. Insbesondere kann das Schrumpfband 104 ausgelegt werden, um Toleranzeffekte zu minimieren, indem eine große Presspassung für den gewünschten Kontaktdruck verwendet wird. Für einen gegebenen Kontaktdruck kann die Presspassung nur erhöht werden, falls es gestattet wird, dass sich die inneren Ringspannungen des Schrumpfbandes vergrößern. Dies wird erreicht durch ein Reduzieren des radialen Schrumpfbandes. Beispielsweise führt für ein Schrumpfband, das so ausgelegt ist, dass es eine diametrale Differenz von 0,203 mm (0,008 inch) aufweist, um Wellen zu erzeugen, die eine Amplitude von 7,62 μm (300 μinch) aufweisen, einen Gesamttoleranz von 0,001 inch zu einer Abweichung in der Amplitude der Wellen von ± 0,457 μm (18 μinch) oder 12%. Von einem solchen Aufbau kann man eine exzellente Wiederholbarkeit des Herstellungsprozesses erwarten. Der Bereich der bevorzugten Charakteristiken der Ringdichtung 100 mit gewellter Oberfläche ist wie folgt:
Wellenamplitude: 1,27 bis 127 μm (50 bis 500 μinch); Neigung an Wellenspitze: 200 μRad konvex bis 400 μRad konkav;
Radius des Dammes: vom inneren Durchmesser des Dichtringes bis 50% der radialen Breite des Dichtringes, und
Anzahl der Wellen 3 bis 10.
Es sei angemerkt, dass unter der Verwendung der oben angegebenen Gleichungen ein iterativer Prozess verwendet werden kann, um die Pressung des Schrumpfbandes 104 und die gewünschte Wellenamplitude und Geometrie zu treffen, um eine endgültige Konfiguration des Dichtringes mit gewellter Oberfläche zu erzeugen. In Anbetracht der obigen Gleichungen kann auch eine computergestützte Finit-Element-Analyse durchgeführt werden, um bei der Vorhersage bzw. Vorausberechnung der erforderlichen Pressungen und der sich ergebenden Deformationsmuster zu unterstützen, die durch spezifische Konfigurationen von Schrumpfbändern und Ringrohlingen produziert werden.
Angesichts obiger Beschreibung kann das bevorzugte Verfahren zur Herstellung des Dichtrings 100 mit gewellter Oberfläche verstanden werden. Das Schrumpfband 104 wird ausgedehnt indem es mittels eines Ofens, Induktionsheizers oder anderer geeigneter Vorrichtungen auf eine Temperatur erwärmt wird, die vorzugsweise zwischen 500 und 700 Grad Fahrenheit beträgt. Abhängig von der Charakteristik der thermischen Expansion eines speziellen Materials eines Schrumpfbandes, das für die jeweilige Anwen dung benutzt wird, kann das Schrumpfband auf jede Temperatur erwärmt werden, die geringer ist als die Temperatur, die das Material des Schrumpfbandes beeinträchtigt. Der Dichtringrohling 122 wird dann innerhalb des erwärmten ausgedehnten Schrumpfbandes so plaziert, dass die Blöcke 138 und 140 des Schrumpfbandes die äußere Oberfläche 130 des Dichtringrohlings kontaktieren, wenn das Schrumpfband mittels Kühlen kontrahiert. Wenn das Schrumpfband auf Raumtemperatur abkühlt und sich zusammenzieht, üben die Blöcke selektiv Kräfte auf die äußere Umfangsoberfläche des Dichtringrohlings aus, um die Stirnflächenoberfläche 124 des Dichtringrohlings dazu zu bringen, sich in ein erstes Wellenmuster zu deformieren. Der Dichtringrohling und das daran befestigte (und nun auf Raumtemperatur abgekühlte) Schrumpfband werden auf eine kommerziell erhältliche Läppmaschine plaziert, um die nun gewellte obere Oberfläche des Dichtringrohlings zu läppen, die leicht über das Schrumpfband hervorragt. Die obere Oberfläche des Dichtringrohlings wird dann mittels Läppen behandelt, bis sie eben ist und vorzugsweise ein Oberflächenfinish von ungefähr 0,0508 μm (2 μinch) R_a aufweist. Alternativ kann die obere Oberfläche des Dichtringrohlings geläppt werden, bis die Fläche einen flachen Zustand zeigt, der als optisch flach erkennbar ist, oder sie kann mittels eines Oberflächeschleifers geglättet werden. Andere Verfahren, die ähnliche Oberflächenfinishes ergeben, können je nach spezieller Anwendung verwendet werden. Nachdem das Läppen beendet ist, wird das Schrumpfband rasch erwärmt, um es auszudehnen und es vom Dichtring zu trennen. Nachdem das Schrumpfband von dem Dichtring entfernt worden ist, entspannt sich die geläppte flache Stirnflächenoberfläche des Dichtringes und nimmt ein zweites Wellenmuster ein, das ein Spiegelbild des ersten Wellenmusters ist. Dieses zweite Wellenmusters der oberen Oberfläche des Dichtringes ist der Dichtring 100 mit gewellter Oberfläche nach 5. Wie durch die obigen Gleichungen beschrieben, werden die Anzahl von Blöcken und die Geometrie des Dichtringes so ausgewählt, dass die obere Oberfläche des fertigen Dichtringes flach bleibt und einen Damm 114 in Umfangsrichtung ausbildet.
Es sei angemerkt, dass entsprechend der Anforderungen bei speziellen Anwendungen einschließlich Anwendungen von Flüssigdichtungen anstelle des Erwärmens des Schrumpfbandes 104 der Dichtringrohling 122 mittels Kühlen kontrahiert, dann innerhalb des Bandes plaziert und durch Erwärmen ausgedehnt werden kann. Darüberhinaus kann ein gekühltes Schrumpfband innerhalb des Loches plaziert werden, das durch die innere zylindrische Oberfläche 128 des Dichtringrohlings definiert ist. Wenn die Temperatur des Schrumpfbandes sich erhöht, dehnt es sich aus und übt Kräfte auf die innere Oberfläche des Dichtringrohlings aus, um ein Deformationsmuster zu erzeugen. Es sei angemerkt, dass die Anordnung des Schrumpfbandes auf der inneren Kante des Dichtringrohlings nur dann effektiv wäre, wenn der Dichtringrohling aus einem Material hergestellt ist, das eine Zugfestigkeitscharakteristik aufweist, die ausreicht, um den Zugspannungen zu widerstehen, die durch das sich ausdehnende Schrumpfband aufgebracht werden.
Eine weitere Anwendung für einen gewellten, geneigten Ring mit Damm ergibt sich in Verbindung mit einem Axiallageraufbau 200, wie er in 13 gezeigt ist. Der Axiallageraufbau 200 ist in einem Gehäuse 202, beispielsweise einem Pumpengehäuse, montiert, das eine Welle 204 beinhaltet. Eine Abdeckplatte 206 schließt das Ende des Gehäuses. Vorzugsweise ist eine Wellenhülle 208 an der Welle befestigt. Die Wellenhülle grenzt an einen Dichtring 210, der mittels einer Gewindemutter 212 auf der Welle festgelegt ist. Der Axiallageraufbau umfasst einen Drehringhalter 214 und seinen zugehörigen Drehaxialring 216 und einen stationären Ringhalter 218 und seinen zuge hörigen stätionären Axialring 220. Der Drehringhalter kann verkeilt oder anders bezüglich der Welle festgelegt sein und der stationäre Halter kann verkeilt oder anders mit dem Gehäuse verbunden sein.
Die Axialringe sind vorzugsweise mittels Positionierungsstiften auf ihren jeweiligen Haltern montiert, ähnlich wie der Positionierungsstift, der in Verbindung mit dem Dichtring mit gewellter Oberfläche beschrieben wurde, der in 5 dargestellt ist. Bei der bevorzugten Ausführung weist der stationäre Axialring eine gewellte, schräge Konfiguration mit Damm auf, obwohl die gewellte, schräge Konfiguration auch bei dem Drehaxialring verwendet werden könnte. Zusätzlich ist ähnlich dem Dichtring mit gewellter Oberfläche der Axialring mit gewellter Oberfläche vorzugsweise aus einem relativ harten Matrial hergestellt, wie beispielsweise Hartmetall, Siliziumkarbid, Keramik oder Metall oder anderer Materialien mit ausreichender Festigkeit und Abriebfestigkeit.
Beim Betrieb bilden während der Drehung der Welle die Wellen des stationären Axialringes konvergierende Bereiche, die das Fluid zwischen den oberen Oberflächen des Drehaxialrings und des stationären Axialringes komprimieren. Kompression des Fluids entwickelt hydrodynamische Lastabstützung, die die Flächen voneinander hebt und dadurch die Reibung reduziert. Der Damm des stationären Axialringes erhöht die Lastabstützung, indem der Betrag an Fluid reduziert wird, das zwischen den Flächen entweicht.
Während eine spezielle Form der Erfindung erläutert und beschrieben worden ist, versteht es sich, dass verschiedene Modifikationen gemacht werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, der durch die Ansprüche definiert ist.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Rings mit gewellter Lauffläche, das umfasst: Zur-Verfügung-Stellen eines Ringrohlings (122), der eine Laufflächenoberfläche (124) und eine Umfangsoberfläche (130) aufweist; Aufbringen einer vorbestimmten Kraft auf die Umfangsoberfläche (130) des Ringrohling (122), um die Laufflächenoberfläche (124) des Ringrohlings (122) in ein erstes Wellenmuster zu deformieren; Bearbeiten der Laufflächenoberfläche (124) des Ringrohlings (122), während die Kraft auf die Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) aufgebracht ist, um eine vorbestimmte Behandlung der Laufflächenoberfläche zu erhalten; und Entfernen der Kraft von der Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) derart, dass die Laufflächenoberfläche (124) des Ringrohlings (122) sich entspannt und ein zweites Wellenmuster einnimmt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wellenmuster allgemein ein Spiegelbild des zweiten Wellenmusters ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeiten Läppen oder Oberflächenschleifen der Laufflächenoberfläche (124) des Ringrohlings (122) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bearbeiten fortgesetzt wird, bis die Laufflächenoberfläche (124) des Ringrohlings (122) eben ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen einer vorbestimmten Kraft auf die Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) umfasst: Zur-Verfügung-stellen eines steifen Bandes (104) einer vorbestimmten Größe; Erzeugen einer temperaturinduzierten Größendifferenz zwischen dem Band (104) und dem Ringrohling (122); Anordnen der Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) zum Eingriff mit dem Band (104), während die temperaturinduzierte Größendifferenz aufrecht erhalten wird; Verringern der temperaturinduzierten Größendifferenz zwischen dem Band (104) und dem Ringrohling (122), um einen Kontakt zwischen dem Band (104) und der Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) zu verursachen, um die vorbestimmte Kraft auf die Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) auszuüben.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (104) eine Stirnflächenoberfläche (132), eine hintere Oberfläche (134) und eine zylindrische innere Oberfläche (136) umfasst, die eine Durchgangsbohrung eines vorbestimmten Durchmessers definiert, die sich zwischen der Stirnflächen- (132) und der hinteren (134) Oberfläche erstreckt, wobei die Stirnflächenoberfläche (132) des Bandes (104) derart definiert ist, dass sie näher bei der Laufflächenoberfläche (124) des Ringrohlings (122) ist als die hintere Oberfläche (134) des Bandes (104), und wobei das Band weiters eine Mehrzahl von Blöcken (138, 140) umfasst, die radial einwärts von der inneren Oberfläche (136) des Bandes (104) hervorragen, um in Eingriff mit der Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) zu gelangen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische innere Oberfläche (136) des Bandes (104) zwei in Umfangsrichtung beabstandete Blöcke (138) umfasst, die angrenzend an der Stirnflächenoberfläche (132) des Bandes (104) angeordnet sind, und zwei in Umfangsrichtung beabstandete Blöcke (140), die benachbart zu der hinteren Oberfläche (134) des Bandes angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blöcke (138), die am nächsten zu der Stirnflächenoberfläche (134) des Bandes (104) angeordnet sind, radial um eine Distanz einwärts hervorragen, die größer ist als die der anderen Blöcke (140).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen der temperaturinduzierten Größendifferenz zwischen dem Band (104) und dem Ringrohling (122) ein Erwärmen des Bandes (104) so lange, bis dessen Größe in Umfangsrichtung größer als die Größe in Umfangsrichtung des Ringrohlings (122) ist, umfasst, um ein Anordnen der Umfangsoberfläche des Ringrohlings (122) innerhalb des Bandes (104) zu ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichet, dass das zweite Wellenmuster das eines gewellten, geneigten Dichtringes mit Damm ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft, die auf die Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) ausgübt wird, an wenigstens zwei vorbestimmten Orten aufgebracht wird, die longitudinal auf der Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) beabstandet sind.
Verfahren zum Herstellen eines Ringes mit gewellter Lauffläche, das umfasst: Zur-Verfügung-Stellen eines Ringrohlings (122), der eine Laufflächenoberfläche (124) und eine Umfangsoberfläche (130) aufweist, die am Umfang des Ringes (122) angeordnet ist; Zur-Verfügung-Stellen eines steifen Bandes (104) einer vorbestimmten Größe; Erzeugen einer vorbestimmten temperaturinduzierten Größendifferenz zwischen dem Band (104) und dem Ringrohling (122); Anordnen der Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) zum Eingriff mit dem Band (104), während die temperaturinduzierte Größendifferenz aufrecht erhalten wird; Verringern der temperaturinduzierten Größendifferenz zwischen dem Band (104) und dem Ringrohling (122), um einen Kontakt zwischen dem Band (104) und der Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) zu erzeugen, um eine Kraft auf die Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) aufzubringen, um die Laufflächenoberfläche (124) des Ringrohlings (122) in eine erste Wellenform zu deformieren; Entfernen eines vorbestimmten Betrags an Material von der Laufflächenoberfläche (124) des Ringrohlings (122), während die Kraft auf die Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) ausgeübt wird; Entfernen des Bandes (104) von der Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122), um der Laufflächenoberfläche (124) des Ringrohlings (122) zu gestatten, sich entspannen und eine zweiten Wellenform einzunehmen.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen eines vorbestimmten Betrags an Material von der Laufflächenoberfläche (124) des Ringrohlings (122) Läppen oder Oberflächenschleifen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennezeichnet, dass das Entfernen des Bandes (104) den Ringrohling (122) dazu bringt, eine zweite Wellenform einzunehmen, und dadurch, dass das Entfernen eines vorbestimmten Betrages an Material von der Laufflächenoberfläche (124) des Ringrohlings (122) fortgesetzt wird, ist die Laufflächenoberfläche (124) des Ringes eben ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (104) eine Stirnflächenoberfläche (132), eine hintere Oberfläche (134) und eine zylindrische innere Oberfläche (136) umfasst, die eine Durchgangsbohrung eines vorbestimmten Durchmessers definiert, die sich zwischen der Stirnflächen- (132) und der hinteren (134) Oberfläche erstreckt, wobei die Stirnflächenoberfläche (132) des Bandes (104) derart definiert ist, dass sie näher bei der Laufflächenoberfläche (124) des Ringrohlings (122) ist als die hintere Oberfläche (134) des Bandes (104) und wobei das Band (104) weiters eine Mehrzahl von Blöcken (138, 140) umfasst, die radial nach innen von der inneren Oberfläche (136) des Bandes (104) hervorragen für einen Eingriff mit der Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (132).
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische innere Oberfläche (136) des Bandes (104) zwei in Umfangsrichtung beabstandete Blöcke (138) umfasst, die angrenzend an die Stirnflächenoberfläche (132) des Bandes angeordnet sind, und zwei in Umfangsrichtung beabstandete Blöcke (140), die angrenzend an die hintere Oberfläche (134) des Bandes (104) angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Blöcke (138), die am nächsten zu der Stirnflächenoberfläche (132) des Bandes (104) angeordnet sind, radial einwärts um eine Distanz hervorragen, die größer ist als die der anderen Blöcke (140).
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen der temperaturinduzierten Größendifferenz zwischen dem Band (104) und dem Ringrohling (122) ein Erwärmen des Bandes (104) umfasst, bis dessen Größe größer ist als die des Ringrohlings (122).
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wellenform, die eines gewellten, geneigten Dichtringes mit Damm ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft, die auf die Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) ausgeübt wird, an wenigstens zwei vorbestimmten Orten ausgeübt wird, die longitudinal auf der Umfangsoberfläche (130) des Ringrohlings (122) beabstandet sind.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wellenform allgemein ein Spiegelbild der ersten Wellenform ist.
Dichtring mit ringförmiger Lauffläche, der umfasst: eine dichtende Ringlauffläche (102) auf einer axialen Stirnoberfläche (102) des Ringes (100); einen Damm (114) auf der dichtenden Ringlauffläche (102), der eine allgemein flache, ringförmige Oberfläche in Umfangsrichtung (114) umfasst, wobei der Damm (114) eine radiale Breite aufweise, die kleiner als die radiale Breite der dichtenden Ringlauffläche (102) ist; wenigstens zwei in Umfangsrichtung verteilte vorgeformte Wellen (110), die in der Amplitude radial weg von dem Damm (114) anwachsen, wodurch sie in der Amplitude radial hin zu dem Damm (114) sich verringern, wobei die vorgeformten Wellen (110) hohe Bereiche (118) und niedrige Bereiche (116) auf der dichtenden Ringlauffläche (102) umfassen; vorgeformte geneigte Regionen (112), die sich nach unten und radial weg von dem Damm (114) neigen, wobei der niedrigste Bereich der geneigten Regionen allgemein mit den niedrigsten Bereichen der vorgeformten wellen (110) zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, dass die dichtende Ringlauffläche (102) eine Oberflächenrauhigkeit von ungefähr 0,107 μm (4 μinch) R_a oder weniger aufweist.
Dichtring mit Lauffläche nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die dichtende Ringlauffläche (122) eine geläppte Oberfläche aufweist.
Dichtring mit Lauffläche gemäß einem der Ansprüche 22 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (100) aus einem Material hergestellt ist, das einen hohen Elastizitätsmodul aufweist.
Aufbau mit Ring mit gewellter Lauffläche, der umfasst ein Gehäuse (54; 202), das eine innere Oberfläche aufweist, die eine Kammer definiert; eine rotierende Welle (52; 204), die innerhalb des Gehäuses (54; 202) montiert ist, wobei wenigstens ein Teil der Welle (52; 204) in die Kammer hineinragt; zwei Ringe (66, 100; 216, 220) von denen jeder eine Laufflächenoberfläche aufweist, wobei die Ringe (66, 100; 216, 220) innerhalb der Kammer und um die Welle (52; 204) montiert sind, wobei ihre Laufflächenoberflächen einander gegenüberliegen, sodass sie eine gleitende Kontaktfläche (88) definieren, wobei einer (66; 216) der Ringe (66, 100; 216, 220), auf der Welle (52; 204) montiert ist, um mit dieser zu rotieren, und der andere Ring (100; 220) am Gehäuse (54; 202) montiert ist, wobei einer (100; 220) der Ringe (66, 100; 216, 220) ein Ring nach einem der Ansprüche 22 bis 24 ist.
Ringaufbau nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (100; 220) mit der gewellten Lauffläche ein Dichtring ist.
Ringaufbau nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (100; 220) mit der gewellten Lauffläche ein Axialring ist.