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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Dichtflächen Die Erfindung
he-zieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen vom Dichtflächen
an den über die Mantelfläche eines zylindmiischein Drehkörpers verteilten Dichthärp,ern
einer aus Dichtlieiisten und hohlzylindrischen D,icht-Iaschem für dne Stoßfugen
der Dicihtlieilste!n zusammengesetzten gas- und druckfesten Dichtung; insbesondere
fier Brennkraftma;schinensteu@erschieber, Wärmeaustauschertrommeln usw.
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Die Erfindung besteht darin, d.aß von Vorwerkstücken glei,chartiger
Form ausgegangen wird, die bis auf den die Dichtflächen umfassenden Teil die endgültige
Umrißform aufweisen, und dies Anbringen der Dilchtflächen an den entsprechend ihrer
späteren Gebraüchs,lage satzweise gehaltenen gleichen Vorwerks,tücken durch Räumen,
vorzugsweise quer zur Bewegungsrichtung des abzudichtenden Drehkörpers, erfolgt.
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Zurr Durchführung deis Verfaih@rens wird nach der Erfindung ein ein
Hohlprofil aufweisender Aufnah,mekärp:er verwendet, der mit vom Innenumfang ausbgehen@den
Ausnehm:ungen versehen isst, die den Ouerschnittsformen der Vorwerkstücke entsprechen
und .de in einer milt der späterem Gebrauchslage der D@ichtl"örper übereinstimmenden
Lage zueinander angeordnet siiind, in,di-e die Vomerlcstücke .im wesentliidhen miit:demungeräumt
verbleibenden Teil einsetzbar und darin festsp.annibar sind.
Weitere
Einzelheiten der Erfindung sind_ in der nachstehenden teschreiibu.ng erläutert und
:in- der Zeichnung dargestellt. Das Verfahren nach der Erfindung ergibt eine höchste
Maßgenauigkeit der einzelnen Dichtkörper und eine w.inksame Ab-
dichtung auch
von 'heißen Gasen und einem hofhen Druclk ausigesetzten Didhtgrenzen m@it einem
gen Verhau f .auch an bewegten Plächem. Insbesondere wird tdurch die Erfindung auch
eine wirksame Abdichtung an !den Stoßfugen von aus mehreren Einzelkörpern zusammengesetzten
Didhtungein erzielt. Eine Bearbeitung quer zur Bewegungsrichtunig der gegeneinander
abzudnchtenden Flächen hat den Vomtei;l"d@aß,die Bearbeitungsriefen quer zu dien
beim Betrieb zu erwartenden Schleifriefen verlaufen. Es wirken die sich kreuzenden
Riefen älhnli,Gh wie eine Labyrinthdidhtung und begünstigen nicht ,das Durchblasen
heißer Gase nach kurzer Betriebszeit.
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In der Zekhnung ist die Erfindung in Anwendung an einer Walzernschieberabdichtung
für Bmennk rafibmaschirnen veranischaulidht. Es zeigt Gcheinatiisch Abb. i ,einen
Längsschnitt durch eine Walzensch:i:eber:abdichtun@g für B.rennkraftmasehinen, Abb.
2 .die Ab@'didhtung nach Abb. i, jim Schnitt nach,der Linie II-II von Abb. i, Abb,
3 Beinen Längsschnitt durch eAnen StoBfugendichtkörper (Di@chtl,asdhe), Abb, 4 einen
Querschnitt durch eiine Haate- und Einspannvorrichtung für die achsparallele Bearbeitung
der Stoßfugenididhtikörper in Längsrichtung, im S,dhnitt mach der Linie IV-IV von
Abb. 5, Abib. 5 einen Längsschnitt durch die Halte- und Einspannvornichtumg nach
-der Linie V-V von Abib. 4, Abb. 6 einen Querschnitt .durch eine Halte- und Einspannvrricjhtung
für die StirnfläcJhenibeairb-eitung :der S!toßtu@gendi-chtkörper, Abib, 7 eine Einzelheit
der Anordnung nach Abb. 6, Abib.8 eine Spannvor.nichtung für die in die Haltevorrüfbuing
nach Abib. 6 - ei-nzusleitzen@den Stoßfüggenidi;chtkörper, Abb. 9 die Spannvorrichtung
imQwerechnitt nach der Linie IX-IX von Abb. 8, Abb. ro .einte Fräsplatte als Aus;gangiswerks,tück
für die Herstellung von .geraden Dichtleisten in Stirnansicht nvüt eingefrästen
Nuten, Abh. i i die Fräsplatte nach Abb. io in Seitenansicht, Abb. 12 unter einem
Rundfräser eingespannte Dichtleiistenrohlinge in Stirnanis:iclht, Abb. 13
eine Haltevorriidhtung für .die Vorwerkstücke von gemden Dichtleisten tim Querschnitt,
Abb. 14 eine Rohrsdheibe - als Ausgangswerkstück für Vo-rwerkstücke von quer über
:den Walzenschieber sich legenden Dichtleisten in Seitenan@sicht, Abb. 15 eine Rohrbüchse
als Ausgangswerkstück zur Herstellung von Rohrscheiben nach Abb. 14 in Seitenansicht,
Abb. 16 und 17 .die Unterteilung eineu Rohrscheibe nach Abib. 14 in Rngfsegmeivte,
Abib,.18 eine Haltevorridhbung für Vo,rwerkstüeike von quer über den Walzensrhieber
sich legenden segmentförmigen Dichtstreifen.
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Wie die Abb. i zeigt, besteht die WaIzenschieberäbid:ichtumg .aus
einem rechteckigen Rahmen i, in dessen Nuten 2 (Abt. 2) flache Dichtungsleiiisten
3, 3' eingespannt sind. Die Leisten sind an ihren Enden ab@gesdhrägt (Abib. i).
Über die Gehrungsfwgen 5 der Leiis,ben greifen hohle, über einen Winkel von go°
offene hoflzylindrnsche Dichtlaschen 4, welche die Aufgabe haben, die erwähnten
Fugen gasiclicht und druckfeisit abzudichten. DieseAe Wiskwng wird von dien Dichtloiisten
3, 3' verlangt, .die z. B. idurch Feder- oder Gasdruck mit ihren Dichtflächen gegen
dien Drehkörper angepreßt werden. Zu ,diesem Zweck Bitehen die Nuten 2 durch Kanäle
6 mit dem Hauptdurchlaß 7 in Verbindung (Ab!b, 2), so daß ein .in diesem Hauptdurch:l;aß
auftreitender Druck sowohl über die Kanäle 6 auf die rückwärtige Stirnseite -der
Dichtlaschen 4, also in Pfeilnichtunig a von Abb. 2, als auch quer auf diese e@i,nwirkt,
d. h. in Pfeilrichtung b von Abb. 2. Der Haup.td@u;rch:l,aß 7 kann Ein- .und/Oder
Aus-laßkanal für ;die durch den Walzenschieber gesteuerteBrennkraftmaschine sein.
Der Druck a preßt,di-eD.i@dhtflächen der Dichtleisteii3 und 3' kräftig gegen die
abzuctichtende Lauffläche 8 des Walzenseihnebers 9, und der Druck b preßt die Didhtleisfien
,dndlit gegen die Außenwände der Nutten 2. Die D.idhtl,ascben 4 werden von Bohrungen
i o im Rahmen i aufgenommen (Abb-, i und 3) ; durch ,die nach außen drückenden Enden
der DiatleIsten 3, 3' wenden sie gegen ihre zugehörige Bohrungswand d gedrückt.
Außerdem wirkt sich der im Häuptd@wrdhlaß auftretende Druck durch die Gdhrungsfwgen
5 in den Hdlhlraum i i .der Dichtl;as@dhen 4 ans (Abt. 3), wo er auf ,die Federseite
der Dichblas,dhen 4 einwirkt und letztere axial, also in Pfeilrichtunig c von Abb.
3 ;gegen die Lauffläche 8 des Walzens:chi@eib-eirs 9 prießt. Die Feder 12 hat den
Zweck, das stetige Anliegen -der Dichtlaschen 4 an der Schieberlauffläche 8 sicherzustellen.
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Einte Tei!lau.fgahe der Erfindung ist eis nun, all dien in großen
Stü.ckzählen anfallenden zusammengehörigen Dichtlaschen 4 einer Dichtung Dicht-Hächen
mäglnchs-t maßgenau und "winkelrecht auf einfache und billige Weiise- herzustellen.
Zur Durchführüng des vorgeschlagenen Räumverfahrens ;dient eine Halte- :und Einsp:annv
or@richtung 13 .(Abt. 4) für die Vorwerkstücke 4a, die. ein Hohlprofil 14
aufwieis@t, @d@as .dem H.aupbdiurelhl,aß 7 ähnlich, und zwar voir allem winlelgleich
ist. Anden Ecken dies Hohlprofils 14 sind zylindrische Längiskanäle 15 für die Aufnahme
der zu räumenden Ddchtl:aschenvorwe;rkstücke 4a (Abib. 4, rechts oben) vorgesehen.
Diese bestehen aus verhältnismäßig kurzen Rohrbüchsen; die in passender Länge von
einem längeren Rohrstück abgeschnirtten und geschliffen worden sind. Es können die
Rohre -auch als Ganzes vorgeschliffen werden. Die Vorw @erksEclce 4a werdien :in
die e irwähnten Länigiskanäle 15 an den Ecken dies Hohlprofils 14 cingeschoben.
Die Länge der Kanäle ist
derart 'beimessen, daß siie ' z#we,ils
etwas kürzer sind als die Gesam;tlän:,gie der in sie eingeschobenen Vorwerks,tückie,
so, idaß also, die an den beiden Enden der in idie Längskanäle, einige-schobenen
Voirwerkstücksäuile.ld liegenden Vorwerk stücke immer eitwas über diie Enden der
erwähnten Längskanälic hinausragen. Vor idiesen werden neuen an, der Hal.tevorriichbung
13 Spannringe 16 befestigt, die auf die Stirniseitein der Vo,rw ierl-sitficlcsäu.len
einen Druck ausüben unid d,aidiuirchsämtliche in den Längskanälen 15 liegenden Vorweirkstücke
festspannien.
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Nunmehr werden die in das Profil 14 hineinragenden Vorwerkstückabschniitte
4e (Abb. 4.) z. B. mlit einer geführten Räumnadiel ausgeräumt. Das Räumen aller
vier Vorwerk stücksäulen erfolgt gleichzeitig. Die Räumarbeit kann erleichtert werden,
wenn vor ;leim Räumen vorgefräst wird. Ist der Räumvorgang beendet, dann werden
die Spe:nnringe 16 gelösit und die nunim@eihr in Quersdhnittsform fertigen Vorwerkstücke
4.a der Haltevorrichtung 13 -entnommen. In ähnlicher Weise werden anschließend'
auch die Dichtflächen. an den Stirnseiten der Vorwerkstücke d. hergestellt. Hierzu
dient .eltne Haltevorrichtung 17 mit einleer zylindrischen Ausnehmung 18
(Abb. 6), die dem Umriß des abzudichtenden Körpers, also d cm Querschnitt dies Wa,lzens@cJhii,eibers
g entspricht. In der Auisneihimung 18 sind für die Vorwerkstü cke q.a passendie
Löcher ig in der gleichen Wiinhelistellunig zueinander angeordnet, die später auch
-feie in den Walzensc'hieber g eingebauten Dichtlaschen4einnehmen. So, liegen also
für das Ausführungsbeispiel. mach den.Abib. i und 2 jeweils zwei zu,sam:men "eihörige
Löcher ig achsparalleil. Die Löcher ig sind weniger tief, als die Vorwerkstücke
d.a lang sind, so, daß die letzteren nach .dem Einstecken in ihre zugehörigen Löcher
noch iein Stück d.f (Abib. 6) weit über diese heraus- und in die zylindrische Auisniehmung
18 hiinei:nrage:n. Die richtige radiale Winkeleinstellung fier Volweirks-tücihe
in- den Löchern ig wird durch geeignete, vorzugsweise verstellbare Aniscllläige
2o gesichert (Abb.7), geigen die sich dii,e- achsparallelen, bereits vorhandenen
Dichtflächen- der Vorwerkstücke abstützen.
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Die Versteillunig .der Anschläge :2o kann durch eine Einrichtung agieschelhen,
wie sie die Abib. 8 und g zeii.gt. Biete .dieser ragen die Anschläge, 2o in- diie
Bohiruingien ig für die Aufnahme der Vo,rwerkstücke q.a als flache Keilstücke hinein,
die im @e:ntsp.rechendeni Wand:durchbrüchen 21 (Abib. g) geführt sind und auf einem
axial ve:r,schilebibatr gelagerten Ko;nuis 22 lose aufsetzten. Die Konusverstel;lu@ng
erfolgt durch ein Schrawb-gewinde:23. Aus den Abb. 8 und g ergibt sich ohne weiteres,
daß eine Konusbewegung mit Bezug auf die Abib. g nach links ein Einziehen und eine
Konusibewiegung nach rechits ein Weitereindringein der Anschläge oder Spannweite,
2o in die Löcher ig zur Folge hat. Durch eine bies,timmite Einstellung des Kotmus
22 können also, die Voirwe;rks,tüclzei4a in ,ihren zugehörigen Bohrungen ig einsgespannt
werden. Sowohl die Anschläge @o als auch der KOnuiS 22 könnten unter der Einwirkung
von in der Zeidhin;ung nicht dargestellten Rückführfedern stehen,. Die Verstellung
dies Konus kann auch dur.cheinDruckmttelerfodgen. Die Anis@chläige 2o verhindern
ein Drehen der Vorw eirkstü:cke .1a während ihrer weiteren Bearbeiitung, diie darin
besteht, daß miiit Hilfe einer gefühirten Räumnadel die in das Hohlprofil 18 hineinragenden
Voirwerkab,schnii;tt,e .If (Abib. 6) beseitigt werden. Wichtig i.s!t idabei, daß
diaas Räumen parallel zur Achse der Ausne!hmiung 18, also miit Bezug auf die spätere
Bean,sp,ruicihtunig der Vorwerkstückstirnflächen quer zur Drehricihittunig .dies
Walzenschiiebers, erfolgt.
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In die, Haltevorrichtung nach Abb. 6 können be-
liebig viele
Reihen von Löchern ig für die Aufnahme von Vorwerkstücken angeordnet werden, die
:auch zueinander reihen- oder paarweise radial verseitzit liegen können.
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Dias Räumten. unter Verwendung der Haltevorrichtung nach den Abib,
,4 und 5 kann auch an ganzen Roihinstücken vorgenommen werd lein. Letzteirie werden
hierbei erst vor der Bearbeitung in der Haltevorrichtung nach den A;bib. 6 biiis
g abgestochen. Als Rohlinge für diie Voirwerksitücle können gegossene Röhrchen verwendet
werden. Die Röhrchen können aber auch gezogen sein oder aufs gerollten Flachstreifen
bestehen, deren Naht bei der Längsbe:arbeituing in dien Bereich ides zu räumenidien
Büchsen- oder Rcihr:abschnIttes gehegt wird.
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Dass Herstellen ider Di;chtflächie.n an ,dien parallel zum Walzenschieber
lieigtnden Dichitleisiten 3 (Abib. i) erfolgt ebenfalls durch Räumen quer zur Schiiebierbewe:gung,
also in Längsirichtung der Dichitleieten. Ausgegangen wird bei deren Herstiell,ung
von einer Platte nach Abb-. io, ii, idie durch eingefräsite Längsrillen 24 in eine
Anzahl gleich beeiiter Streifen unterteilt worden .isst. Durch Zerbrechen der Platte
längs dieser Rillen wird diesie in Einzelleisten zerlegt. Die letzteren werden dann
nebeneinander eingespannt und mit einem Rundfräser 25 bearbeiiitet, d. h. idie Bruchkanten
auf der einten Sieiite weggefräist. Die ebenen Fräsflächen bilden ei neAnsicihlagfläch-e
an dien Voirwerkstücken 3'
beim Einbringen in die Nuten 26 einer HaltevorriChtUing
27, wie die Abib. 13 zeigt. Die Tiefe dieser Nuten isst kleiner als die Breite
der Voirwe:rltstücke, so daß die in :die INTuten eingesetztem Vorwerkstücke wieder
um lehn Stück weit in das Hohlprofil 28 der H;altevo:rri;chtung 27 hineinragen.
Die Nute:räbireiite und -tiefe ientsp@richt genau idien Abimeissungen, der Nuten
tim Rahmen i, und der Ouerschni-ütdes Hohlp.rofilis 28 entspricht dem Walzeinschiieibearlagerdurc,h:meisiser.
Außerdem entspricht die Anordnung der Nuten 26 in der Hailtevoirri@chtung 27 wiederum
genau der Anordnung der Dicihtr.aihm,enniuiben, so, da,ß die in die- Nuten 26 der
Hailitevoiriricih@bunig 27 einge,sich:oibenen Vorwerkstücke während ihrer Beiarb-e,i:tunzg
genau die spätere Betriiebsstellunig .der Dichtleiiisiten 3 einnehmen, wie, dies
auch bei der Bearbeitung der oibenerwähnten D cihtlaschien der Fall war. Das Räumten
der übersteh iendien Leiiisttenabschnitte 3g erfolgt wiederum in Achsrichtung
Beis hIoih,lp,ro,fils 28, also, quer zur späteren Walzenschieberbeweigung. Mit der
Beseitigung der
überstehenden- Lei,stenab@scamitte 3e sind die Dichtleisten
3a fentiiggeist'elat; und eis können diese nach dem Lösen einer an der Haltevorrichtung
27 angeordneten Spannvorrichtung der 1-Ial:tevorrüchtung entnommen werden. Das Verspannten
der Vorwerkstückte 3a @in den Nuten 26 kann z. B. @dürch Klemmschrauben erfolgen.
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Bei .der Heratellung der Vorwerksitücke für die Düchtle'i#sten 3'
wird von Ringscheiben 29 (Abb. 14) ausgegangen, dlie vorn einer Roihrbii-jhse 3o
abgestochen werden (4ibb. 15). Die lichte Weibe der Rohrbüchse 30 ist kleiner
als :der Durchmesiser des Walzenschiebers 9. Von den Ringscheiben 29 werden die
Ringsegmente 3e 'herausgefräs,t, wie die Abb. 16 und 17 zeigen. Dabei werden durch
idie beiden Fräser 30, 31 (Abb. 17) gleichzeitig die Abfasungen 3d ihemgeste`11t,
die später die schrägen Seitenkantern der Lei@s,ten 3' (Abib, i) biliden. Die Ringsegmente
3e werden nun wieder in .einte Haltevorrichbung 32 eingespannt (Ab:b. 18), .die
eine mit Nuten 34 versehene Ausnehmung 33 aufweist, deren Durchmesser wiederum dem
DwTchmesser des Walzenschiebers entspricht. In, dieser Ausniehmung wecden wiederum
die überstehenden Ringsegmentteile 3e entfernt, wie bereits weiter oben beschrieben.