NO127985B - - Google Patents

Description

Pakningsboks-tetningsring.

Foreliggende oppfinnelse angår en tetningsring for anvendelse i pakningsbokser for stempelstenger, skrueaksler og andre sylindriske elementer som utfører en frem- og tilbakegående eller roterende bevegelse i forhold til pakningsboksen. Oppfinnelsen angår nærmere bestemt den art av tetningsringer som er beregnet for anbringelse i en holderille i pakningsboksen og består av et antall ringsegmenter, som pres-ses mot overflaten av den angjeldende aksel, stempelstang eller lignen-? de ved hjelp av en ytre, rundtgående fjær eller tilsvarende elastiske organer. I ny eller utslitt tilstand børdet mellom de sammenstøtende ender av ringsegmentene være en viss avstand*<:>slik at ringen kan trekkes sammen under nedslitningen og fremdeles tette mot stangoverflaten. Etter fremskreden slitasje vil segmentendene gå i anlegg mot hverandre og derved umuliggjøre ytterligere sammentrekning av ringen. Derfor bør ringen skiftes ut innen dette skjer, og en slik utskifting er kostbar fordi ringsegmentene er fremstilt av et slitesterkt og forholdsvis dyrt materiale. ;Det nødvendige spillerom.mellom segmentende.ne medfører at det på dette.eller disse steder finnes en utetthet i ringen. For å minske denne ulempe, anvendes ringen i alminnelighet sammen med:en-såkalt dekk-ring, som selv består av segmenter og er anbragt .i.'anlegg mot den ene av tetningsringens' plane endeflater, på en slik måte åt slissene mellom dekkringsegmentene ligger forskutt i forhold til slissene i tetningsringen. Imidlertid er også disse slisser åpne.ut mot ringens ytre pe-riferi, og for å tette slissene på disse steder anvender man vanligvis et ytterligere dekkorgan, anbragt radialt utenfor, hver sliss på en slik måte at det tillater slissene å bli innsnevret under nedslitningen av ringen. ;Det har i praksis vist seg at disse ringer er vanskelige å ;sammenstille, kostbare å skifte ut og ikke helt tette. ;Fra U.S. patentskrift nr. 1-.188..455 er^det kjent- en tetningsring som ikke er anvendbar i pakkbokser, men bare- i stempler, idet den består av en på ett sted oppslisset bærering som kan ekspandere elastisk ut mot en innovervendt sylinderflate, og i hvis ytre sylindriske overflate det finnes en rundtgående holderille■for et par sliteringer som hver er oppsliset på ett sted og hver med en basisdel er innsatt i holderillen på en slik måte at de to sliteringer er fastholdt i aksialt anlegg mot hverandre og begge rager radielt ut fra bæreringens ytre sylindriske overflate, slik at de av bæreringen kan holdes presset mot den sylinderoverflate som de skal tette mot. Det forefinnes videre organer for i periferiretningen å fastholde sliteringene slik i forhold til bæreringen at,slissen i sliteringene ligger periferielt forskutt relativt slissen i bæreringen, idet disse-organer.utgjøres av anslags-elementer som fra bæreringen rager ut. i rommet mellom sliteringenes ender. Holderillen. er utformet som et svalehalespor,:. hvori motsvarende utstående deler, av sliteringenes basisdeler er innpasset slik at disse ringer eller ihvert fall den av dem som sist monteres i bæreringen,. bare kan monteres ved. periferien innskyvn.ing. i holderillen, hvilket vil være en meget vanskelig operasjon å utføre, blant annet fordi den bare kan utføres under elastisk inn.--eller utpressing av den ene ende av bæreringen, og dessuten vil anslagselementene.hindre en fullstendig innskyvning, slik at disse elementer først kan anbringes etter at inn-skyvningen har funnet sted. Alt dette innebærer at den kjente ring bare kan samles under fabrikkmessige forhold og at sliteringene ikke er beregnet til etter nedsliting å utskiftes med nye sliteringer ved en alminnelig vedlikeholdsoperasjon, f. eks. ombord i et skip. ;Oppfinnelsen bygger på den erkjennelse at man med stor fordel kan benytte en motsvarende "omvendt" lagring av sliteringene i bæreringen i forbindelse med en pakningsboksring når bare både bæreringen og sliteringene er delt i løse seksjoner, idet monteringen av sliteringsegmentene derved ikke vil volde noen form for vanskeligheter, da de kan monteres uten elastisk deformasjon av noen av ringdelene og likevel kan fastholdes sikkert etter monteringen på en slik måte at det ikke er mulighet for at noen av ringdelene kan forskyves til åpning av gjennom-gang gjennom slissene, samtidig med at ringen som helhet fritt kan ;trekkes sammen under nedslitingen av sliteringene. ;I overensstemmelse hermed er det tilveiebragt en pakningsboks-tetningsring som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som er angitt i den kjennetegnende del av krav 1. ;Ved det i krav 2 angitte oppnås at man på forhånd kan for-binde de enkelte bæreringsegmenter med de tilhørende sliteringsegmenter og deretter montere dé således samlede deler som enheter i pakningsboksen rundt om stempelstangen, idet den ønskede, innbyrdes forskutte overlapping mellom de enkelte segmenter i hele ringen derved vil oppnås automatisk. Likeledes vil de enkelte sliteringsegmenter være lett utskiftbare etter nedsliting, uten at dette skal skje på en fabrikk. ;Krav' 3 angir en hensiktsmessig utførelse, og i krav 4 er det angitt en utførelse ved.hvilken sliteringsegmentene er særlig lette å bytte ut. Dette kan som angitt i krav 5 oppnås ved en meget enkel kon-struksjon. ;Når de to sliteringer holdes aksialt tett sammen ved å være innsatt i holderillen, vil ringen som helhet danne en effektiv tetning, idet de enkelte slisser bare vil være åpne til en side, bortsett fra deres åpning inn mot stangoverflaten. Slissene i bæreringen vil ut-gjøre aksiale passasjer, men disse er lukket av veggene i holderillen i pakningsboksen. Bæreringen behøver ikke å bestå av et særlig slitesterkt materiale, således at det bare er nødvendig å anvende et tilsvarende dyrt materiale i selve sliteringene, hvorved det dyrere materiale vil kunne utnyttes nesten fullstendig under ringens nedslitning. Bortsett fra at selve fremstillingen av ringen kan kreve en større grad av materialbearbeidning enn fremstillingen av de kjente ringer, vil likevel, av nevnte grunn, ringen ifølge oppfinnelsen i alminnelighet kunne fremstilles like billig eller endog billigere enn de kjente ringer.- • En ytterligere fordel av største betydning er åt man for å repa-rere ringen etter fremskreden slitasje bare'behøver å utskifte'slite-' ringene under bibehold av den samme bærering, istedet for å utskifte hele ringen.Hérved oppnås en betydelig besparelse i vedlikeholdet av tetningsringen, f. eks. i en skipsdiselmotor. ;Oppfinnelsen forklares' i det følgende nærmere i forbindelse med tegningen. Fig. 1 er et snittbilde av en tetningsring ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er et tilsvarende bilde i større målestokk av et utsnitt av ringen. Fig. 3 er et perspekt-ivisk bilde av den sammenstilte ring. ;Fig. ty er et plant bilde av et utsnitt av ringen. ;Den på tegningen viste tetningsring for anvendelse i en pakningsboks består av en bærering 2, som er oppdelt i fire segmenter og er forsynt med en rundtgående'rille k i sin ytre periferiflate samt en holderille 6 i sin innadvendende overflate. Den midtre bunndel av holderillen 6 er betegnet med 8 og står, som særlig vist i fig. 2, et stykke frem foran den øvrige rillébunn, f. eks. \ mm over denne. En første slitering 10, oppdelt i fire segmenter, er med en basisdel 12 innsatt i den øvre del av holderillen 6, mens en annen slitering ity med en tilsvarende basisdel er innsatt i den nedre del av holderillen 6. Også den nedre slitering 1<*>1 er oppdelt i fire segmenter. Ringsegmentene 10, 14 holdes i tett anlegg mot hverandre ved hjelp av deres samvirke med rillens 6 motstående veggflater, og som det vil ses er de fastholdt uvippbart når de ligger an mot den forhøyede bunnribbe 8 samt mot den innadvendende veggdel 16 på bæreringsegmentene 2.

Som det særlig fremgår av fig. 3, er alle slisser mellom na-boelementer forskutt i forhold til hverandre. For å fastholde ringsegmentene i disse innbyrdes stillinger, er hvert enkelt sliteringsegment forbundet med ett bæreringelement ved hjelp av en holdetapp 18, som strekker seg inn i overfor hverandre beliggende hull i de to elementer, og derved hindrer en innbyrdes perifer forskyvning mellom disse elementer. Den ytre rille ty i bæreringen er beregnet til å opp-ta en ringformig skruefjær 20, som på vanlig kjent måte kan påvirke ringen med en innadrettet innsnevringskraft.'

I fig. 1 og 3 er ringen vist anbragt omkring et aksel- eller stanglegeme antydet mellom de stiplede linjer a. Ringen er vist i uslitt tilstand, hvor slissene 22 mellom naboendene av de forskjellige ringsegmenter er av forholdsvis stor bredde. Som vist i fig. 1 er ringen anbragt i en holderille 24 i en paknirigsboks 26. Ringen ifølge

oppfinnelsen kan anvendes direkte i eksisterende pakningsbokser istedet for konvensjonelle ringer, slik at pakningsboksen kan være av kon-vensjonell art. Bæreringen 2 er lagret"i rillen 24 med lett glidepas-ning, så at alle de utvendige overflater på bæreringen er tett dekket av veggene i rillen 24, hvorved slissene 22 i bæreringen er lukket ved begge ender eller sider.

Fjæren 20 sørger for å spenne ringen sammen om stanglegemet, som deii indre overflate av sliteringene 10 og 14 derved vil tetne imot. Da slissene 22 i sliteringene bare er åpne til den ene side og gjensi-dig forskutt i forhold til hverandre, vil ringen praktisk talt utelukke passasje av luft eller væske mellom stangoverflaten og ringen, og denne tetning oppnås uansett om stangen roterer eller beveges aksialt gjennom ringen. Den viste ring er primært beregnet som pakningsboksring for stempelstenger i store skipsmotorer, men kan' også anvendes i pakningsbokser for skrueaksler. I dette tilfelle kan sliteflaten på sliteringene være forsynt med en skrueskåret not, som sett i akselens omdrei-ningsretning er tilbakeløpende på en slik måte at eventuell lekkasje-olje "skrus" tilbake til området foran tetningsringen.

Etterhånden som ringene 10 og 14 slites, vil fjæren 20 snevre ringen sammen under opprettholdelse av tetningstrykket mot stangoverflaten. Herved innsnevres samtlige slisser 22. Med den beskrevne opp-bygning av ringen kan de forskjellige ringsegmenter herved gli på hverandre, med unntak av de segmenter som er innbyrdes forbundet ved hjelp av tappene 18, og ikke i noe tilfelle er et element forbundet på denne måte med mere enn ett annet element.

Når sliteringene under bruken er nedslitt så meget at slissene 22 har lukket seg nesten helt, og innsiden av bæreringen 2 har nådd inn til forkanten av holderillen 24 i pakningsboksen 26, bør ringen re-pareres. For utførelse av reparasjonen eller vedlikeholdet, åpnes pakningsboksen på vanlig måte, normalt ved å adskille to halvdeler av bok-sen, og de sammenlåste ender på ringfjæren 20 løses fra hverandre. Ringsegmentene 2 adskilles fra sliteringsegmentene, som utskiftes med nye og uslitte sliteringsegmenter. Derpå sammenstilles ringen omkring stangen og fjæren 20 monteres igjen i rillen 4, hvorpå pakningsboksen sammenstilles omkring ringen eller ringene, idet det vanligvis anvendes et flertall ringer i samme pakningsboks.

Denrte vedlikeholdsoperasjon er ganske lett å utføre, idet man under adskillelsen, og ikke minst sammenstillingen av ringen, har god kontroll over de forskjellige ringdeler, og' det vil ses: at dét bare er en forholdsvis liten del av ringen, nemlig sliteringsegmentene, som det er nødvendig å fornye.

De nye sliteringsegmenter kan ha én form eller krumming som vist i fig. h, hvor denne krumming ses i forhold til krummingen på bæreringsegmentene.. Bæreringen 2 er vist i utspilt stilling, men sliteringsegmentene er vist i den stilling de ville innta hvis de ikke var presset mot stangoverflaten. Det vil ses at krummingen på sliteringsegmentene 10, lh er litt større enn krummingen på bæreringen, slik at den midtre del av sliteringsegmentene ligger litt foran bæréringens indre kant 16, mens sliteringsegmentene ved sine ender er i radialt anlegg mot bæreringen. Hvis den sammenstilte ring plaseres omkring en stang méd absolutt sirkulært tverrsnitt vil sliteringsegmentene- bli utpresset til anlegg mot bæreringen hele veien rundt, men hvis stang-tverrsnittet ikke er nøyaktig sirkulært, vil sliteringsegmentene ved hjelp av sin egen elastisitet likevel kunne gå i anlegg mot stangoverflaten. I praksis kan den nevnte avstand mellom sliteringsegmentenes bakside og bæréringens forside være av "størrelsesordenen 0,1 - 0,2 mm for en ringdiameter på ca. 250 mm. Dette trekk har vist seg å være

vesentlig i praksis, idet stempelstenger m.m. ikke alltid har nøyaktig

sirkulært tverrsnitt, og denne fordel vil ikke kunne oppnås med de kjente ringer fordi disses segmenter ikke er elastisk bøyelige i en for formålet nødvendig grad.

Bæreringen kan f. eks. være fremstilt av støpejern og sliteringene av bronse eller et annet slitesterkt materiale, herunder også støpejern. I en ring av den ovenfor nevnte størrelse kan slitéringens totale radiale tykkelse såvel som de enkelte sliteringers høyde, være ca. 10 mm, dvs. i dette tilfelle viser fig. 2 et ringtverrsnitt i til-nærmelsesvis full målestokk.

Mellom de ytre sliteringer 10 og lk kan om ønsket være anbragt ytterligere sliteringer, og om ønsket kan holderillen 6 gis en annen utforming enn den som er vist på tegningen,' f. eks. med skrå anleggsflater for sliteringsegmentene.

Claims (5)

1. Tetningsring for anvendelse i pakningsbokser og innbefattende et antall ringsegmenter samt elastiske organ for å presse disse segmenter mot den sylindriske overflate, mot hvilken ringen skal tette, karakterisert ved at den innbefatter en ytre bærering (2), som er oppslisset i minst to ringsegmenter på ikke over l80°, og som i sin indre sylindriske overflate er utformet med en holderille (6)> og i det minste to sliteringer (10, 14), som hver likeledes er oppslisset i minst to ringsegmenter på ikke over 180°, og som hver med en basisdel (12) er innsatt i den nevnte holderille på en slik måte at de to sliteringer er fastholdt der i aksialt anlegg mot hverandre og begge rager radielt innover fra bæréringens indre sylindriske»overflate, slik at de av bæreringen og de elastiske organ kan holdes presset mot den sylinderoverflate som de skal tette mot, hvorhos det forefinnes organ (18) for i periferiretningen å fastholde sliteringsegmentene slik i forhold til hvert bæreringsegment at endene av hvert av sliteringsegmentene ligger periferielt forskutt både relativt endene av det andre eller de øvrige sliteringsegmenter og endene av bæreringsegmentet.

2. Tetningsring ifølge krav 1,karakterisert ved at den samlede buelengde av et bæreringsegment og de derfra utragende sliteringsegmenter ikke overstiger 180°, og at hvert bæreringsegment er utløsbart forbundet med ett og bare ett segment av hver slitering.

3. Tetningsring ifølge krav 2,karakterisert ved at buelengden av hvert bæreringsegment såvel som av hvert sliteringsegment er ca. 90°, og at organene for periferien fastholdelse av sliteringsegmentene er slik anbragt at de forskjellige sliteringsegmenter er periferielt utragende over henholdsvis den ene og den andre ende av bæreringsegmentet, idet de overlapper hverandre ved dettes midte.

4. Tetningsring ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at holderillen (g) i bæreringen og sliteringsegmentenes basisdeler (12) samt de nevnte fastholdingsorgan er utformet slik at sliteringsegmentene kan innsettes i og uttas fra holderillen ved hjelp av en bevegelse hvorved ethvert punkt av sliteringsegmentene fø-res i retning innover fra holderillen, dvs. med en bevegelseskomponent i retning mot ringsegmentenes sentrum.

5. Tetningsring ifølge krav 4, karakterisert ved at fastholdingsorganene utgjøres av holdetapper (18), som fra bunnen av holderillen strekker seg radielt innover for samvirke med en motsvarende radiell åpning i det enkelte sliteringsegment.