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Flüssigkeitsdichte Verbindung Die Erfindung betrifft eine gegen Flüssigkeiten
dichte Abdichtung zwischen zwei konzentrisch ineinanderliegenden zylindrischen Teilen,
von denen der innere Teil einen vorspringenden, elastisch verformbaren Stegring
und der äußere Teil an seiner Innenwand eine konische, sich gegen den Stegring des
inneren Teiles legende Dichtfläche aufweist.
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Hauptzweck der Erfindung ist, die Abdichtung zwischen zwei derartigen
Teilen so zu gestalten, daß ständig eine unter Druck stehende Berührung unmittelbar
zwischen zwei koaxialen, besonders ausgebildeten Dichtflächen vorhanden ist, wobei
je eine dieser Flächen an einem der beiden zylindrischen Teile vorgesehen ist. Diese
Berührung wird lediglich durch das Zusammensetzen der Teile hervorgerufen und aufrechterhalten.
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Für Abdichtungen zwischen zwei konzentrisch ineinanderliegenden Teilen
ist bereits vorgeschlagen worden, die Dichtfläche des inneren Teiles an einem elastisch
verformbaren vorspringenden Stegring vorzusehen, während der äußere Teil an seiner
Innenwand eine konische Dichtfläche besitzt. Der Stegring des inneren Teiles und
die konische Dichtfläche im äußeren Teil sind so zueinander angeordnet, daß sich
beim Zusammenbau der beiden Teile der Stegring gegen die konische Dichtfläche preßt
und von diieser vermöge seiner elastischen Verformbarkeit radial nach innen gedrückt
wird. _,
Ist der innere zylindrische Teil ein Hohlkörper, in dem
sich eine Druckflüssigkeit befindet, so hat diese Art der Dichtung den Vorzug, daß
der elastische Stegring durch die Druckflüssigkeit noch zusätzlich gegen die Dichtfläche
des Außenteiles gepreßt wird,-so daß die Sicherheit der Abdichtung erhöht wird.
Wenn die Abdichtung allerdings für Rohrverbindungen angewendet werden soll, ergibt
sich der grundlegende Nachteil, daß sich der vorspringende Stegring durch den Druck
der konischen Dichtfläche in den Innenraum des Rohres biegt und den inneren Rohrquerschnitt
in unzulässiger Weise verringert.
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Durch die Erfindung soll die Abdichtung der geschilderten bekannten
Art verbessert und sicherer gestaltet werden. Ferner weist sie den erwähnten Nachteil
der Querschnittsverringerung nicht auf. Erfindungsgemäß ist die Abdichtung zwischen
zwei konzentrisch ineinanderliegenden Teilen so ausgebildet, daß an dem kreisringförmigen
Endrand des inneren Teiles zwei vorspringende, konzentrische und durch einen Abstand
getrennte Stegringe vorgesehen sind, von denen der äußere elastisch verformbar ist,
sich beim Ineinanderschieben der beiden Teile gegen die konische Dichtfläche des
äußeren Teiles legt und dabei fortschreitend in Richtung auf den inneren Stegring
hin verformt.
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In einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist eine ringförmige
Rille in dem Endrand eines röhrenförmigen Teiles vorgesehen, so daß die Außenwand
dieser Rille den gewünschten radial verformbaren, elastischen Stegring bildet. Die
axiale Länge dieses äußeren Stegringes kann verkürzt sein, so daß der stehengebliebene
innere Teil der Kante, also der innere Stegring, des Teiles einen axialen Anschlag
für den anderen Teilt bildet.
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Diese neue Abdichtung hat den Vorteil, daß die zylindrische Innenfläche
des inneren rohrförmigen Teiles in keiner Weise verändert wird.
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Wenn die beiden zylindrischen Teile miteinander verbunden werden,
legt sich der äußere Stegring gegen eine konische Dichtfläche des äußeren zylindrischen
Teiles und wird von dieser elastisch nach innen, d. h. gegen den inneren Stegring
hin, gebogen. Der innere Stegring kann als Anschlagmittel zur Begrenzung der Verformung
des äußeren Stegringes dienen und erhöht in jedem Fall die Festigkeit des inneren
Teiles, während der zwischen den beiden Stegringen vorhandene Raum (Ringnut) durch
das in ihn eintretende Druckmittel eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet.
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Eine andere Absicht der Erfindung besteht darin, zwischen den erwähnten
Anschlagflächen der beiden Elemente ein drittes getrenntes Element festzuklemmen,
das seine eigenen Funktionen hat, die mit den Funktionen der beiden Hauptelemente
zusammenhängen können oder nicht.
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In einem besonderen Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist ein
Sitz für ein bewegliches Ventil in dem erwähnten dritten Element vorgesehen, wobei
dieser Sitz eine genau festgelegte Stellung in bezug auf die beiden Hauptelemente
hat und flüssigkeitsdicht gegen beide ist. In einer anderen besonderen Ausführungsform
besteht das erwähnte dritte Element -aus einer Trennmembran, die zwischen zwei Flüssigkeitskammern
angeordnet ist, wobei je eine der Flüssigkeitskammern in einem der beiden Hauptelemente
angeordnet ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel hat man die Möglichkeit, eine der beiden
Flüssigkeitskammern mit einer beliebigen Druckflüssigkeit durch den ringförmigen
Raum zwischen der Blende und dem elastischen, lippenförmigen Ansatz zu füllen.
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Die beiden Hauptelemente einer flüssigkeitsdichten Verbindung gemäß
der Erfindung können durch beliebige geeignete Mittel zusammengehalten werden, ohne
den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die einzige Bedingung, die zur Erzielung
der gewünschten Wirkungsweise erfüllt werden muß, besteht darin, daß beim Zusammensetzen
der Elemente eine ausreichende relative koaxiale Verschiebung zwischen dem elastischen,
lippenförmigen Ansatz und dem konischen Sitz entsteht.
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Es ist jedoch besonders zweckmäßig, wenn die Elemente durch miteinander
zusammenwirkende Mittel zusammengehalten werden, die eine Einheit mit den Elementen
bilden, wie z. B. Gewinde. In diesem Falle besteht die gesamte flüssigkeitsdichte
Verbindung lediglich aus zwei Elementen.
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Die Erfindung kann vorteilhafterweise bei oleopneumatischen Speichern
angewendet werden, um eine Dichtung des Speicherbodens zu bewirken.
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In einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, die besonders
für solche Speicher geeignet ist, ist ein Gewinde auf einem Endteil des Zylinders
vorgesehen, wobei der Außendurchmesser dieses Endteiles einen verringerten Durchmesser
hat. Das Gewinde an dem Endteil nimmt einen mit einem Gewinde versehenen Verschlußkopf
auf. Die radiale Schulter, die den Endteil des Zylinders mit dem übrigen Teil verbindet,
dient dann als axiale Anschlagfläche für den Verschlußkopf.
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Andere Zwecke und Vorteile der- Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung der in der Zeichnung -daa-gestesIten Ausführungsbeispiele 'hervor.
In den Zeichnungen ist Fig. i zur Hälfte eine Ansicht, zur Hälfte ein axialer Schnitt
eines Endes eines zylindrischen Druckflüssigkeitsbehälters, auf den ein Verschlußkopf
aufgeschraubt ist; diese Figur zeigt den lippenförmigen Ansatz vor seiner Verformung,
Fig. a eine vergrößerte Teilansicht mit aufgeschraubtem Kopf und vollständig verformtem
Ansatz, Fig.3 eine vergrößerte Darstellung des lippenförmigen Ansatzes nach seiner
Verformung und nach Entfernung des Verschlüßkopfes, Fig. 4 eine der Fig. i ähnliche
Ansicht, die einen Behälter der gleichen Art zeigt, bei dem aber der Verschlußkopf
mittels eines Flansches und Bolzen befestigt ist, Fig. 5 eine Anwendung der Erfindung
auf die Verbindung von Rohrleitungen, Fig. 6 eine Ausführungsform, bei der ein getrenntes
Element mit einem Ventilsitz zwischen den
beiden Hauptelementen
einer flüssigkeitsdichten Verbindung eingeklemmt ist, Fig. 7 zum Teil ein Ansatz,
zum Teil ein Schnitt einer anderen Ausführungsform, bei der eine Membran zwischen
den beiden Hauptelementen einer flüsaigkeitsdichten: Verbindung eingeklemmt ist.
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Die flüssigkeitsdichte Verbindung gemäß der Erfindung besteht zur
Hauptsache aus einem radial verformbaren, elastischen, lippenförmigen Ansatz 4,
der an einem der zu verbindenden Elemente vorgesehen ist, und aus einem konischen
Sitz 7 an dem anderen Element. Der konische Sitz 7 ist koaxial mit dem Ansatz d.,
wenn die beiden Elemente zusammengesetzt sind. Lediglich durch das Zusammensetzen
der beiden Elemente entsteht eine relative koaxiale Verschiebung zwischen dem konischen
Sitz 7 und dem lippenförmigen Ansatz 4., wodurch sich der letztere verformt und
fest gegen den Sitz 7 anlegt. Die koaxiale Verschiebung und somit die Verformung
des Ansatzes d. wird zweckmäßigerweise durch geeignete zusammenwirkende Anschlagflächen
begrenzt.
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In den Fig. i bis 3 bedeutet i ein rohrförm.i,ges Ende eines Bebälte:rs
und 2 einen Verschlußkopf, der bei 53 auf dies rdhrförmige Ende aufgeschraubt ist.
Bei dieser Ausführungsform ist in der Endkante des Elements i eine riin igförmige
Rille 3 vOrge:sehe@n, wodurch ein elastischer, lippenförmiger Anissatz 4. auf :dem
äußeren Umfang der Kante entsteht. Dieser Ansatz ist um so viel verkürzt, daß ein
Höhenunterschied zwischen seiner eigenen Kanne 6 und dem stdhengeb,licb:e-nen Teil
5 der Endkante dies Behälters i vorhanden ist. Dieser stehengehliebene Teil 5 bildet
damit einen uxialen Anschlag für den Boden des Kopfes 2. Wenn daher der Kopf 2 auf
das @rohrför:m.ige Element i aufgeschraubt ist, wie es in Fig. 2 dargestält wurde,
ist der lippenförimige Anisatz d. radiial .und nach innen verfoirmt, und zwar um
einen Betrag, der durch dien erwähnten Höhenunterschied zwischen den Endkanten.
5 und 6 vor der Verformung vorn ider Kon@izität der Wand 7 und deren Anordnung in
bezug auf den Ansatz .a. aibhängt.
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Wie in Fig. 3 dargestellt, ist die Verformung dies Ansatzes d. derart,
,dia;ß der Ansatz .a. bei aufgeschrauibtem Kopf 2 diiiegestrichelt .angedeutete
te Laige einnimmt. Nach dem Entfernen des Kopfes 2 nimmt der Ansatz 4. nicht wieder
seine u:rsprüngl:iche: Lage ein. De ir Ansatz behält im Ge genteil eine dauernde
Verformung, wie sie ausgezogen in Fig. 3 wiedergegeben .ist. Man erkennt daher,
dla,ß der Ansatz .4 ,eine teilweise elastische Verfoirimung erfährt, die zwischen
dienbeiden in F:iig.3 dargestellten Stellungen liegt und die- den Ansatz in .dauernder
Berührung mit dem konischen Sitz 7 hält. Bei dieser Anordnung erhöht die Druckflüs-si:gkeit,
die von dien Innenraum 8 deis Behälters in die Rille 3 gelangt, wie es der Pfeil
8 in Fig. 2 andeutet, die Dichtigkeit, die die Flüssigkeit de gart auf den Ansetz
.a. wirkt, daßdieser stärker gegen den konischen Sitz 7 gedrückt wird.
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In einer in Fig. q: dairgestellten anderen Ausführungsform ist der
Verschlußkopf 2 auf .die gleiche Weise gegen -dien Behälter aibgedlichtet wie in
.dien Fiig. i ;b,i,s 3. Aber der Kopf 2 ist, Statt auf das Element i aufgeschraubt
zu sein, mittels eines Flansdhes 9 am Element i und durch Bolzen und Muttern io
befestigt.
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Fig. 5 zeigt die Anwendung der Erfindung auf die Dichtung zwischen
einem Verbindungsrohr 2 und Rdhrenden. i. Man erkennt, .daß in dien Ausführungsfoirmen
nach den Fig. i bis 5 die zyli:ndIrische. Inneinfächie des Elements i in keiner
Weise durch die Gegenwart der Dichtungsanordnunig gemäß oder Erfindung verändert
ist.
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Fi;g. 6 z,ei!gt eine Anwendung der Erfindung, bei der .ein drittes
Element 23 zwischen Dichtungsmitteln 2q., 25 fest!gelclem@mt ist, wobei diese Diichroungsmittei
zwischenden miteinander zusammenarbeitenden Flächen 26, 27 der axialen Anschläge
liegen, die indem Hauiptellementen 28,29 der ,dichtem Verbindiunig vcirges,ehen
isind. In dem in Fig. 6 Urgestellten be isondieren Ausführungsbeispiel, ist das
dritte Element 23 :mit .einem Setz 30 für ein bewegliches Ventil l31 ausgebildet,
welches verschiebbar in einer Boihruing 32 des .dritten Gliedes 23 gelagert ist.
Die Bohrung 32 ,steht übe ir radiale Kanäle 33 mit einem ringfärmiigen Raum 34 in
Verbindung, der eine, Öffnung 35 besitzt. Andererseits besteht ein freier Durchgang
entlang dem beweglichen Ventil l31 @in Form von Rillen 36. Die Bohrung 32 steht
über ein Ventil 35 und einen axialen Durchsaß 37 mit -der Öffnung 38 in Verbindung.
Sowohl d-as Ventil 55 .als aiu@ch das Ventil 30, 3 1 werden durch einen Drucklmopf
40 gesteuert. Schließlich steht der uintere: Teil der Bohrung 32 unmittelbar mit
einer Öffnung 39 in Verhindung.
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Die' Arbeitsweise dieser Vorrichtung verläuft folgendermaßen: In dergezeichneten
Stellung steht die Öffnung 38 mit der Öffnung 35 in Versbindung. Wenn der Druckknopf
q.o :herunterged(rückt wird, wird das Ventil 55 geschlossen, und das bewegliche
Ventil 3 1 hebt silch von seinem Sitz 30 ab-, .die Verbindung zwischen
,den Öffnungen 35 und 38 wird unterbrechen, während die Öffnung 39 mit dien Öffnung
35 verbunden wird.
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Man erkennt, daß durch die flüssigkeits,dirhte Verbindung geimäß der
Erfindung die Elemente, 28 und 29 gegeneinander durch ,den eilas:ti.schenLippenansiatz
4. und- seinen konischen Sitz 7 abgedichtet sind, während das dritte Elemenit 23
gegen die Elemente 28 ,und 29 .durch besondere Dichtungsmittel 24 und 25 abgedichtet
ist. Die gegenseitige Anordnung von Ansatz q. und konischem Sitz 7, Anschliagiflächen
26, 27 und Di.dhtungsmitteln 2d., 25 ist derart, .daß, wenn de Dichtungsm.ittel
24 und 25 am stärksten zusammengeidrüekt sind und ihre dichtende Wirkung entfalten,
diie. relative ko,axi.ale Verschiebung zwischen An@sütz q. und seinem koin.i,sdhen
Sitz 7 aufgehalten und der Betrag der radialen Verformung des Anisiatzea q. wie
bei :dein früheren Ausführungsbeispielen auf einen vorher bestimmten Wert begrenzt
wird. Der Ansatt q. und der Sitz 7 dichten daher die Kammer 34 gegen .die Außenluft
ab, während die Dichtungen
24,25 .die Kammer gegen die Öffnungen
38 bzw. 39 dicht machen, so, daß diese Kammer nur über die Ventile 55 und 30, 3
i mit den Öffnungen in Verbindung kommen kann. Darüber hinaus sind die drei Elemente
lediglich durch die Gewinde 5o, 5 i zusammengehalten.
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In dem Ausführungsbeiispfel, dass in Fig.7 gezeugt iisit, sind der
Ansatz 4, sein koniecher Sitz 7 und der-.axiale Anschlag 5, in ähnlicher Weise ausgebildet
wie in Fvg. i, d.'h. also, -der elas-,tiisc@he Ansatz 4 -ist der Außenteil einer
ringförmigen. Kante, die auf einem ersten Element 4i vorgesehen ist, während :der
innere stehengebl.iebene Teil 5, dieser ringförmigen Kante eine der :miteinander
zusammenwirkenden Flächen der axialen Anschläge bildet. Zwei Flüsisi!gkeits:kammern
45 und 46 sind in den Elementen 42 und 41 der flü:ssiigkeditsdiidhten Verbindung
angeordnet. Bei dieser Ausführungsform werden die beiden miteinander zusammenarbeitenden
Flächen 5, und 5,1 der axialen Ansch:läge dazu benutzt, um zwischen -ihnen den Rand
54 einer Membran 48 einzuklemmen, ,die die Kammern 45 und 46 voneinandier brennet.
Bei dieser Ausführungsform wird die relative koaxiale Verschie-,bun@g zwischen Ansatz
4 rund konischem Sitz 7 begrenzt :durch die höchstmögliche Zws:ammendrüekung der
Kante 54 der Membran 48 zwischen den Flächen 5, und' 5d der axiaaen Anschläge. In
diesem Ausführurngsibeispiied dienst dier ringförmige Raum 47 zwischen dem Ansatz
4 und den Anschlagflächen 5" 5d als Verbindungsweg zwisiehen der Kammer
46 und einem Raum in dem Element 42. Es sei noch bemerkt, daß in :der in Fig. 6
dargestellten Ausführungsform die D@ichtungsMitte124, 25 durch eine! erfindungsgemäße
Dichtung ersetzt werden könnten.