DEP0014656DA - Dichtung für Schraubverbindungen, insbesondere bei Meßgeräten u.dgl. - Google Patents

Description

Zur Abdichtung der Verbindungs- oder Durchgangsstellen mehrerer, einen gemeinsamen Raum bildender Maschinenteile sind bereits Dichtungen der verschiedensten Art bekannt, die - aus Asbest, Leder, Blei, Kupfer, Aluminium oder einem sonstigen geeigneten Stoff bestehend - den Uebertritt von Gasen, Dämpfen oder Flüssigkeiten aus diesem Raum in einen anderen oder in die Atmosphäre zuverlässig verhindern. So werden beispielsweise die miteinander verbundenen Teile einer Rohrleitung an den Flanschen durch Ringe abgedichtet, die im allgemeinen einen kreisrunden, rechteckigen oder linsenförmigen Querschnitt besitzen und beim Anziehen der Befestigungsorgane auf ihrem gesamten Umfang abdichtend zwischen den Flanschen gehalten werden.

Die bekannten Dichtringe genügen zwar vollauf den Anforderungen hinsichtlich einer einwandfreien und zuverlässigen Abdichtung, indessen ergeben sich unter Umständen dann Schwierigkeiten, wenn es sich um die Verbindung von Teilen handelt, welche in fertig montiertem Zustand eine bestimmte Stellung zueinander einnehmen müssen; dies ist z.B. bei mit Zifferblatt versehenen Anzeigeinstrumenten der Fall, die üblicherweise so dem Besucher gegenüber angeordnet sein sollen, daß sie eine ungehinderte und verzerrungsfreie Ablesung ermöglichen. Bei der Verwendung von Ueberwurfmuttern ist eine derartige Forderung ohne weiteres erfüllbar, da hierbei das nicht mit Gewinde versehene Anschlußteil in jede beliebige Lage gebracht werden kann. Dagegen läßt sich bei unmittelbaren Schraubverbindungen die endgültige Stellung der aneinanderstoßenden, die Dichtung einschließenden Teile im allgemeinen nicht von vornherein bestimmen; diese ist vielmehr von den willkürlich liegenden Gewindeanfängen, deren Festlegung an eine bestimmte Stelle nach dem Stand der Technik indessen nicht erreicht werden kann, sowie von den mit Toleranzen versehenen Längen der zu verschraubenden Teile abhängig. Um die jeweils erforderliche bestimmte Stellung des in Frage kommenden Teiles zu ermöglichen, muß in diesen Fällen der Ausgleich in der Wahl einer in ihrer Stärke genau passenden Dichtung gesucht werden. Dies führt aber zu erheblichen Erschwerungen bei der Montage, da die Teile wiederholt auseinander- und wieder zusammengeschraubt werden müssen, bis durch Auswechseln der Dichtung, gegebenenfalls unter Verwendung einer Mehrzahl sich entsprechend ergänzender Ringe, nach und nach diejenige Dichtungsstärke ermittelt worden ist, bei deren Einbau die Teile im abgedichteten Zustand genau die im Einzelfall erforderliche richtige Stellung einnehmen. Namentlich in der Serienfabrikation mit fließender Fertigung sind aber derartige Störungen bzw. von vornherein nicht genau bestimmbare Arbeitsgänge durchaus unerwünscht und nach Möglichkeit auszuschalten.

Gemäß vorliegender Erfindung werden diese Mängel und Unzulänglichkeiten der bekannten Schraubverbindungen mit zwischengelegten Dichtringen dadurch in einfacher und zuverlässiger Weise vermieden, daß die Dichtringe in an sich bekannter Weise aus einem Metall bestehen, das weich genug ist, um sich für ein gewisses Maß zusammendrücken zu lassen, dabei aber doch soweit elastisch bleibt, um bei erneuter Verwendung in derselben Verbindung wieder einwandfrei abzudichten, und daß die Dichtringe außerdem eine Querschnittsform aufweisen, deren Abmessungen in axialer Richtung größer sind als in radialer Richtung.

Durch eine derartige Ausbildung der Dichtringe wird es ermöglicht, auch solche an der Verbindungsstelle abzudichtende Teile, von denen das eine nach dem Zusammenbau eine bestimmte Stellung aufweisen muß und die zu diesem Zweck normalerweise durch eine Ueberwurfmutter gehalten werden, nunmehr mittels einfacher Schraubverbindungen zu vereinigen, ohne daß dabei jeweils erst unter mehrmaligem Zusammen- und Auseinanderschrauben der Teile durch Ausprobieren aus einer Vielzahl von Dichtringen der passende herausgefunden werden muß. Es kann vielmehr jede Dichtung, die die Merkmale der Erfindung aufweist, ohne weiteres verwendet werden, wobei stets die Gewähr dafür gegeben ist, daß das in Frage kommende Teil - ohne Beeinträchtigung der Dichtwirkung - genau in die Stellung gebracht werden kann, die zur Erfüllung seiner jeweiligen Aufgabe erforderlich ist. Die erstrebte Wirkung wird dabei dadurch erzielt, daß auf Grund der erfindungsgemäßen Querschnittsform in Verbindung mit den besonderen Eigenschaften des verwendeten Dichtungsmaterials beim Anziehen der Dichtung zunächst eine gewisse, in üblicher Weise die eigentliche Abdichtung bewirkende elastische Formveränderung des Dichtringes eintritt, während für die etwa noch erforderliche genaue Ausrichtung des in Rede stehenden Teiles beim weiteren Anziehen die bleibende (plastische) Formveränderung des Dichtringes herangezogen wird. Der Zusammenbau der Teile wird somit ganz erheblich vereinfacht und kann in wesentlich kürzerer Zeit durchgeführt werden, was sich besonders bei der Reihenfertigung günstig auswirkt.

Die Herstellung der Dichtringe erfolgt zweckmässig aus Kupfer oder Aluminium bzw. deren Legierungen, da diese Metalle in besonders vorteilhafter Weise die Eigenschaft aufweisen, neben der zur Erzielung einer einwandfreien Abdichtung erforderlichen Elastizität zugleich eine gewisse plastische Verformbarkeit zu besitzen. Weichdichtungen der bekannten Art, wie Asbest, Leder, Blei u.dgl., die sich elastisch nicht verformen, kommen dagegen für den vorgesehenen Verwendungszweck nicht in Betracht.

Als Anwendungsgebiet für die Erfindung kommt u.a. die Abdichtung an den Schraubverbindungsstellen von Meß- und Anzeigegeräten der verschiedensten Art, wie Arbeits- und Inhaltsmanometer, Vakuumanzeiger und ähnlichen, mit einem Zifferblatt o.dgl. ausgestatteten Instrumenten in Frage, die, wenn sie ihre Aufgabe ordnungsgemäß erfüllen sollen, sinngemäß derart angebracht sein müssen, daß jederzeit eine einwandfreie Ablesung des Zifferblattes während des Betriebs möglich ist, wodurch sich zwangsläufig die Stellung des Gerätes als solchen bestimmt. Ferner ist bei Anschlußstutzen für Leitungen sowie beim Einbau von Hähnen oder Ventilen in Leitungen in vielen Fällen eine bestimmte Endstellung unerläßliche Voraussetzung für eine stete Betriebsbereitschaft; so ist beispielsweise die griffbereite Lage der Handräder an Abschluß- oder Regulierungseinrichtungen durchweg Vorbedingung für eine jederzeit einwandfreie und ungehinderte Bedienung der Anlagen. Schließlich findet der Vorschlag gemäß der Erfindung überall dort vorteilhaft Anwendung, wo es sich darum handelt, eine zur Erzielung einer vorgeschriebenen Stellung eines der zu verbindenden Teile sonst erforderliche umständliche mehrteilige Verschraubung durch eine einfache Gewindeverbindung zu ersetzen, da auch in diesem Fall allein durch die besondere Ausbildung des Dichtringes jede gewünschte Lage der Teile zueinander erreicht werden kann.

Die Zeichnung veranschaulicht den der Erfindung zu Grunde liegenden Gedanken an Hand einiger Ausführungsbeispiele, und zwar zeigen:

Abb. 1 einen Dichtring von im wesentlichen rautenförmiger Querschnittsform im Schaubild,

Abb. 2 einen Schnitt durch den gleichen Dichtring in vergrößertem Maßstab,

Abb. 3 und 4 je einen Teilschnitt durch zwei Dichtringe mit abgewandelter Querschnittsform,

Abb. 5 die Anbringung eines Manometers an einem Leitungsstutzen in Vorderansicht, teilweise geschnitten,

Abb. 6 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Abb. 5 mit angedeuteter Zwischenstellung des Manometers,

Abb. 7 die Vorderansicht eines Druckminderventils mit eingeschraubtem Manometerstutzen, teilweise geschnitten, und

Abb. 8 eine Seitenansicht des Druckminderventils mit angedeuteter Schrägstellung des Manometerstutzens.

Der metallische Dichtring 1 besteht gemäß der Erfindung aus einem weichen, aber elastischen Material, beispielsweise Kupfer oder Aluminium bzw. deren Legierungen, und ist in seiner Querschnittsform derart gestaltet, daß die axialen Abmessungen a größer sind als die radialen Abmessung r, wie dies insbesondere die Schnittdarstellungen nach den Abbildungen 2 bis 4 im einzelnen erkennen lassen. Beim Einbau in eine abzudichtende Verbindungsstelle kann der Dichtring somit über das zur Erzielung einer einwandfreien Abdichtung erforderliche Maß hinaus noch um einen gewissen Betrag zusammengepreßt werden, der in allen Fällen ausreicht, um das Teil, das eine bestimmte Stellung einnehmen muß, unbeschadet der Dichtwirkung in diese Stellung zu brin- gen. Dabei können die Randbegrenzungen des Dichtringquerschnittes beliebig gewählt sein und sowohl gerade als auch gekrümmt verlaufen, wie ebenfalls aus den in den Abbildungen 2 bis 4 wiedergegebenen Ausführungsbeispielen zu ersehen ist.

Zur Verdeutlichung der Anwendungsweise der Dichtringe gemäß der Erfindung sind in den Abbildung 5 bis 8 zwei Schraubverbindungen in beispielsweiser Ausführungsform veranschaulicht. Nach der Darstellung in Abb. 5 und 6 soll das Manometer 2 an dem Stutzen 3 der Rohrleitung 4 angebracht werden. Um dabei eine ordnungsgemäße Ablesung der Zeigerstellung zu gewährleisten, ist dafür zu sorgen, daß die Zifferblattseite 5 des Manometergehäuses im fertig montierten Zustand mit der Rohrleitung 4 genau in einer Ebene liegt und dem Beschauer zugekehrt ist, so daß jede Fehlablesung durch seitliche Beobachtung ausgeschlossen wird.

Bei Verwendung einer Dichtung bekannter Ausführungsform wird eine solche genau vorgeschriebene Manometerstellung nur in den seltensten Fällen und ganz zufällig bereits mit dem ersten eingelegten Dichtring erreicht werden; in der Regel wird das Manometergehäuse 2 vielmehr in dem Augenblick, in dem die Abdichtung erfolgt, unter einem mehr oder weniger großen Winkel zur Rohrleitung 4 stehen, wie dies beispielsweise in Abbildung 6 durch die strichpunktierte Lage des Manometers 2' versinnbildlicht ist, nach welcher das Zifferblatt 5' nur von der Seite her abgelesen werden kann. Noch ungünstiger liegen die Verhältnisse dann, wenn das Zifferblatt in der Dichtstellung des Manometers sogar nach rückwärts zeigt, da dann eine Ablesung überhaupt nicht möglich ist. Erst durch wiederholtes zeitraubendes Auseinanderschrauben und Wiederzusammensetzen unter Einfügung von Dichtringen verschiedener Stärke kann die passende Dichtung ermittelt werden, die die gewünschte Stellung des Manometers ergibt.

Demgegenüber gestattet der Einbau eines Dichtringes 1 nach der Erfindung in allen Fällen eine sofortige Einstellung des Manometergehäuses 5 in die vorgeschriebene Lage. Wenn nach Einschrauben des am Manometergehäuse angebrachten Gewindeansatzes 6 durch dessen Endfläche 7 in Verbindung mit dem in den Stutzen 3 eingelegten Dichtring 1 zwar die ordnungsgemäße Abdichtung erzielt worden ist, das Manometer aber in diesem Zustand noch schräg zur Rohrleitungsebene steht, beispielsweise entsprechend der Stellung 2' in Abbildung 6, so kann das Manometergehäuse auf Grund der besonderen Ausbildung und Formgebung des Dichtringes 1 nach der Erfindung noch so weit in Richtung des Pfeiles weiter eingeschraubt werden, bis es genau die zur einwandfreien Ablesung erforderliche Stellung einnimmt, ohne daß dabei hinsichtlich der Dichtwirkung des Ringes 1 irgendwelche Beeinträchtigungen auftreten. Durch entsprechende Wahl der Querschnittsverhältnisse a : r des Dichtringes 1 derart, daß eine Zusammenpressung des Ringes um ein Maß ermöglicht wird, das mindestens der Höhe eines Gewindeganges bzw. der Steigung des Schraubgewindes entspricht, kann dabei erreicht werden, daß selbst in dem ungünstigsten Fallen, in dem das Manometergehäuse nach Eintritt des Dichtzustandes eine Stellung aufweist, die gerade um wenige Winkelgrade seine vorgeschriebene Stellung überschreitet, das Manometer noch um nahezu 360° bis zur Erreichung seiner Ablesestellung weitergedreht werden kann. Auf Grund seiner Elastizitätseigenschaft behält der Dichtring dabei trotzdem seine volle Abdichtwirkung bei, so daß er bei erneuter Verwendung in derselben Verbindung stets mit dem gleichen vorteilhaften Erfolg wieder eingesetzt werden kann.

Ein anderer Anwendungsfall ist in den Abbildungen 7 und 8 veranschaulicht, und zwar handelt es sich hier um ein Druckminderventil an sich beliebiger Bauart, das beispielsweise zum Anschluß an eine Sauerstofflasche bestimmt ist, um den hohen Flaschendruck auf einen dem einzelnen Bedarfsfall angepaßten Arbeitsdruck zu reduzieren. Dem Ventilgehäuse 8, das in üblicher Weise die Einstellschraube 9 und das Arbeitsmanometer 10 trägt, ist ein T-Stutzen 11 vorgeschaltet, der zur Aufnahme des sogenannten Inhaltsmanometers 12 dient, das den Flaschendruck anzeigt. Stutzen 11 und Druckminderventil 8 sind miteinander verschraubt und werden mittels der Anschlußmutter 13 an der Flasche befestigt. Beim Zusammenfügen des Stutzens 11 mit dem Ventilgehäuse 8 tritt nun leicht der Fall ein, daß bei Verwendung eines Dichtringes üblicher Art der Stutzen im Augenblick der Erreichung der Dichtstellung gegenüber der Lotrechten geneigt ist, wie dies durch die strichpunktierte Lage des Stutzens 11' mit dem Manometer 12' in Abbildung 8 veranschaulicht ist. Durch den Einbau eines Dichtringes 14 gemäß der Erfindung kann in diesem Fall der Stutzen noch um ein solches Maß in Richtung des

Pfeiles weiter eingeschraubt werden, daß die vorschriftsmäßige Stellung 11, 12 erreicht wird, ohne daß dadurch die Dichtwirkung irgendwie beeinträchtigt wird. Der Dichtring 14 kann vielmehr in derselben Verbindung jederzeit erneut und mit dem gleichen einwandfreien Ergebnis benutzt werden, falls die Verschraubung an dieser Stelle gelöst werden sollte.

Die Erfindung läßt sich sinngemäß in der verschiedensten Weise verwirklichen und ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist die Ausbildung des Dichtungsorganes durchaus beliebig und kann in Formgebung, Größe und Abmessung den Erfordernissen des Einzelfalles entsprechend in der jeweils vorteilhaft und zweckdienlich erscheinenden Weise gewählt werden, wobei an Stelle der Ringform gegebenenfalls auch eine sonstwie geartete Gestalt treten kann, sofern dies die Querschnittsverhältnisse sowie die besonderen Abdichtungsaufgaben an den in Frage kommenden Verbindungsstellen bedingen. Ebenso ist das Anwendungsgebiet keinen Einschränkungen unterworfen, die Dichtung gemäß der Erfindung kann vielmehr in allen den Fällen beim Zusammenschrauben von gegeneinander abzudichtenden Teilen eingebaut werden, in denen - unabhängig von der beim Eintritt des Abdichtungszustandes bestehenden Lage der Teile - eine bestimmte Endstellung eines der Teile gefordert wird.

Claims (4)

1) Dichtring für Schraubverbindungen, insbesondere bei Meßgeräten u.dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise aus einem weichen, aber elastischen Metall bestehende Dichtring (1) eine Querschnittsform aufweist, deren Abmessungen in axialer Richtung (a) größer sind als in radialer Richtung (r).

2) Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Kupfer oder Aluminium bzw. deren Legierungen besteht.

3) Dichtring nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbegrenzungen des Querschnittes gerade oder gekrümmt verlaufen.

4) Dichtring nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Abmessungen (a) des Ringquerschnittes eine Zusammenpressung in einem Ausmaß zulassen, das mindestens der Höhe eines Gewindeganges bzw. der Steigung des Gewindes der Schraubverbindung entspricht.