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Metallische Manschettendichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft metallische Manschettendichtungen und ein Verfahren zu :deren
'Herstellung, deren von .einem zum anderen Ende sich verjüngender Dichtsdhenlcel
mit seinem verjüngten Ende an der abzudichtenden Fläche unter Vorspannung anliegt,
wobei :das verjüngte, dichtend anliegende Ende eine vom eigentlichen Dichtschenkel
abstehende Dichtlippe hat. Bei einer bekanntgewordenen Art solcher Dichtungen weist
die Dichtlippe -eine sehr geringe, im wesentlichen gleichmäßige Stärke auf und ist
im Querschnitt schnabelartig ausgebildet. Die dünn auslaufende Dichtlippe hat gewisse
Vorteile, indem bei Abnutzung Berührungsfläche und -winkel annähernd gleich bleiben,
bietet jedoch .der Fertigung erhebliche Schwierigkeiten.
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Es ist das Ziel der Erfindung, diese Schwierigkeiten zu beseitigen
durch Entwicklung einer neuen Dichtung und eines vorteilhaften Herstellungsverfahrens
für diese. Die Erfindung besteht .gemäß ihren grundlegenden Merkmalen darin, daß
,die Dichtlippe einen dreieckigen Querschnitt hat und daß der Dichtlippenwinkel
,größer ist als :der Verjüngungswinkel des Dichtschenkels. Der Fertigungsaufwand
für eine Dichtung mit diesen Merkmalen ist ungleich geringer als jener für die bekannte,
vom Erfinder früher geschaffene Dichtung, so daß der etwas er-. höhte Verschleiß
d.adurdli bei weitem aufgehoben wird. Hinzukommt, d@aß die eigenartige Gestaltung
der Dichtlippe nach der Erfindung, weil einfacher, ein genaueres Herstellen in der
Reihenfertigung ermöglicht, was sich wiederum vorteilhaft auf :die Haltbaifkeit
auswirkt. In Fällen besonders hoher
Beanspruchung kann die Dichtlippe
gehärtet werden, vorzugsweise auf medhanisc:hem Wege durch Gefügeverdichtung.
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Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für eine Dichtung gemäß der
Erfindung besteht darin, daß die Dichtlippe durch Kaltverformung des durch spanabhebende
Bearbeitung entsprechend vorbereiteten Endes .des Dichtschen-ke-ls hergestellt wird,
wobei gleichzeitig die mechanische Härtung erzielt wird. Der Vorteil dieses Verfahrens
besteht darin, d aß in ein- und demselben Arbeitsgang zwei Fertigungsschritte, die
Formgebung und die Härtung, bewältigt werden.
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Dichtungen der 'liier behandelten Art finden insbesondere Anwendung
in ölpneumatischen Vorrichtungen, wie Stoßdämpfern für Flugzeugfahrgestelle, wo
!holte Druckunterschiede zu beiden Seiten cler Dichtung (in der Größenortnung von
iooo kg(cm2) herrschen können.
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Auf der Zeichnung sind ein Ausfüh.rungsheispiel für die Dichtung und
die einzelnen I#ertigungsstufen derselben schematisch dargestellt. Es zeigt Abb.
i .das Einsetzen des zu hearlieiten:len Drehstücks in eine Dreibau]<; Abb. 2
bis .I im Querschnitt das Aussehen, «-elches der bearbeitete Dichtschenkel liei
drei aufeinanderfolgenden Fertigungsstufen aufweist; Ahli. 3, in welcher Weise der
Dichtschenkel nach dein Einhau der Dichtung mit der abzudichtenden Fläche in Berührung
- kommt.
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Die Manschettendichtung, die zum Einbau in einen zvlinclrisc`lien
Arbeitsraum bestimmt ist. umfallt (vgl. Abb. d. und >) die Wurzel d.. den sich näch
oben unter dem Winkel a (vgl.
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2 ) verjüngenden . Dichtschenkel 3, mit zylindrischer Um- oder Brustfläche
3a und die nach atiP_n ragende Dichtlippe; mit Dichtkante ;a und ciem Dichtungslippenwin
l;el ;'.
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Wenn inan dann die Dichtung in die Vorrichtung einbaut, in welcher
man eine dichtschließend,- Trennung zwischen mehreren Räumen erhalten will, so krümmt
sich der Dichtschenkel 3 ein wenig unterhalb seines gehärteten Endteils 7, wie in
Abb. 3 gezeigt ist.
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Auf diese Weise üiklet sich ein kleiner freier Raum zwischen den Flächen
3(1 und 811 unterhalb der Lippe i, und lediglich die Kante ;a dieser Lippe drückt
sich mit großer Traft gegen die Berührungsfläche Sa und bewirkt auf eiiese Weise
die gewünschte Abdichtung.
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Wie aus Abb. i ersichtlich. wird der Rohling i, aus welchem die in
Frage stehende Dichtung hergestellt werden soll, z. B. eine S S chiene, ein Rohr,
ein Metallzylinder o. dgl., in das Futter 2 einer Drehbank eingespannt. In Abb.
r ist angenommen, daß die Dichtung i)ereits aus einer runden Stange vorgeformt ist,
indem man deren Inneres zur Bildung der \Iansc'hette 3 ausgehöhlt hat. Man erkennt,
,lall cler Querschnitt des Dichtschenkels von ,ler Wurzel 4 bis zum freien Ende
3 fort-;c hreitend sich verjgt.
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Abb. 2 zeigt mehr im einzelnen eine vorgearlieitete Dichtung gemäß
der ersten Fertiungssttife nach Abb. i. Man -sieht. daß der @)uerschnitt des Dichtschenkels
3 hierbei eine dreieckige Gestalt hat, wobei die Spitze des Dreiecks den freien
Rand des Dichtschenkels bildet. Der Verjüngungswinkel x beträgt fürDruckunterschierlevon
obis5ookg 1)eispielsweise etwa S bis i3°@". -Natürlich wirrt darauf geachtet, daß
der Dichtschenkel eine gewisse Dicke besitzt. die ihni eine ausreicliendeHaltbarkeit
verleibt. Teiier@@%inkel x wird im allgemeinen tun so größer gew:ihlt. je größer
der Durchmesser oder der Druckttiitersc'liiec1 zwischen den beiden durch die Dichtung
zu trennenden Piitinien ist oder je größer gleichzeitig diese beiden letzteren Werte
sin#1.
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In einer zweiten Fertigungsstufe (Ab]). 3) wird nun jenes freie Ende
des Dichtschenkels mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs alrgeschnitten, vorzugsweise
mit Hilfe eines Diamantfräsers, um dem Dichtschenkel eine viereckige Ouerschnittsforni
zu geben, wobei die durch ciiesesFräsen;gehildetevierteSeite0 derart geneigt ist.
daß sie mit der Brust- " Che 3(' einen Win! zel fl bildet, der vorzugsfl
1
@veise zwischen 30 und 60° liegt (vgl. Abb. 3).
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In der anschließenden Fertigungsstufe (Abb. .d) übt inan auf die Fläche
6 des freien Endes des Dichtschenkels einen Druck in Richtung des Pfeils /- aus,
beispielsweise mit Hilfe des Fräs- oder Sc'hneide@verkzeugs selbst or_ler mit Hilfe
eines anderen geeigneten 1littels. Dieses Druckmittel kann beispielsweise an dein
mit der-Dichtung zur Ausführung der in Frage stehenden Verformung in Berührung gebrachten
Ende ein beweg,-liebes Scheil>chen ocler kleines Rad enthalten. Dieses Scheibchen
oder Rädchen hat einen Matten Unifang und wird in bezug auf die Dichtung bzw. ihre
Manschette derart angelegt.. (lall es auf ihrem Rand abrollen und da-])ei die gewünschte
Verforni.ung unter Bilcltung eines Vorsprungs hervorrufen kann. Diese Ausführungsweise
kann von Bedeutung sein, wenn die Dichtung in eine Drehbank eingesetzt ist und man
die Verformung unter fortgesetzter Drehung des Werkstücks auf cler Drehbank erhalten
will. Eine solche Arbeitsweise ist sehr wirtschaftlich und einfach und bietet überdies
den Vorteil, daß keine Gefahr eines Fortreißen,-; von Werkstoff,
der
die Lippe, Manschette oder den Dichtschenkel bildet, besteht. Natürlich wird dabei
das mit einem Scheibchen oder Rädchen versehene Druckorgan gegen die D-ichtung bzw.
ihre Manschette mit einem beliebigen gewünschten Druck gepreßt.
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Durch den angewandten Druck wird eine Verformung des Endes 7 des Dichtschenkels
3 hervorgerufen, so daß dieses Ende im Querschnitt gesehen eine Lippe 7a mit dem
Dicbtlippenwinkel y bildet (Abib. q.).
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Durch diese Verformung wird nicht nur die Lippe 7a gebildet, sondern
auch eine Verdichtung .des Endteils 7 des Dichtschenkels hervorgerufen. Das Metall
der Dichtung w, _ist :daher an dieser Stelle eine größere Härte und Festigkeit auf.
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Die Dichtung kann aus Bronze, -Nickelbronze, Bervlliumbronze, Stahlbronze
oder aus anderen geeigneten Metallen oder Legierungen (Silber, Messing, Kupfer usw.)
'hergestellt werden.