DE1075909B

DE1075909B - Ringfoermiges elastisches Dichtungsglied

Info

Publication number: DE1075909B
Application number: DEN13775A
Authority: DE
Inventors: Paul William Rohrberg
Original assignee: New York Air Brake LLC
Current assignee: New York Air Brake LLC
Priority date: 1956-07-18
Filing date: 1957-06-13
Publication date: 1960-02-18

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein elastisches Diehtungsglied in Form eines ungefähr kreisförmigen hohlen Rohrringes aus hochelastischem Material. Derartige Ringe mit kreisförmigem Querschnitt sind bekannt. Die Ringe werden in der Regel zwischen gegenüberliegenden parallelen Flächen zweier abzudichtender Bauteile mit Hilfe von Bolzen oder anderen Verbindungselementen eingespannt. Wird der Dichtungsring überlastet, so neigt er dazu, flach zusammenzufallen. Man hat bereits versucht, dieses flache Zusammenfallen des Ringes durch eine Flüssigkeitsfüllung zu ver hindern. Doch waren die Ergebnisse nicht zufriedenstellend. Im übrigen erfordern die bekannten Ringe mit oder ohne Flüssigkeitsfüllung sehr genau bearbeitete Dichtungsflächen an den abzudichtenden Teilen sowie Vorkehrungen, die dafür sorgen, daß sich die Dichtungsflächen nicht über einen Mindestabstand hinaus nähern können.

Bei dem ringförmigen Dichtungsglied gemäß der Erfindung sind die erwähnten Mangel beseitigt. Insbesondere hat der Ring einen beträchtlich größeren Bereich einer elastischen Verformung, da der Ring beim Einspannen auf seinem ganzen Umfang einer verdrehenden elastischen Verformung unterliegt. Die elastischen Gegenkräfte steigen bei dieser verdrehenden Verformung sehr schnell an.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die radialen Querschnitte des Rohrringes ellipsenähnliche Gestalt haben und daß die großen Querschnittsachsen im wesentlichen Teile von Erzeugenden eines gedachten, mit dem Ring koaxialen, geraden Kegels sind.

Zweckmäßig besteht das ringförmige Dichtungsglied gemäß der Erfindung nur aus Metall. Das Dichtungsglied kann sowohl als Stirnflächendichtung zwisehen zwei ebenen Flächen als auch als Zylinderflächendichtung zwischen zwei gleichachsigen zylindrischen Flächen Verwendung finden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Darin sind

Fig. 1 ein Axialschnitt durch einen vollständigen Ring in spannungslosem Zustande,

Fig. 2 eine Darstellung des Dichtungsringes zur Abdichtung einer Zylinderflächenfuge, d. h. einer Fuge, die von zwei konzentrischen, im wesentlichen zylindrisehen Flächen gebildet wird, an deren jeder der Ring in solcher Weise anliegt, daß die erzeugte verdrehende Verformung des Ringes gleichmäßig ist und

Fig. 3 ein Schnitt bei Verwendung des Ringes zur Abdichtung einer Stirnflächenfuge. Auch hier steht der Ring unter gleichmäßiger Spannung, jedoch ist die verdrehende Verformung der nach Fig. 2 auftretenden verdrehenden Verformung in der Richtung entgegengesetzt.

Ringförmiges elastisches Dichtungsglied

Anmelder:

The New York Air Brake Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz

und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte)

München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Juli 1956

Paul William Rohrberg, Watertown, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

Die Zeichnung ist nur schematisch und die verdrehende Verformung des Ringes ist des besseren Verständnisses wegen übertrieben dargestellt.

Wenn der Ring in einer kreisförmigen Aussparung in einem der beiden die abzudichtende Fuge bildenden Bauteile montiert ist, so ist es möglich, daß der Ring den einen der beiden Bauteile entlang zweier kreisförmiger Linien berührt (deren eine eine Zentrierwirkung ausübt) und mit dem anderen Bauteil nur eine Berührungslinie hat.

Der Ring 5 besteht vorzugsweise aus einem nahtlosen Rohr, das durch einen hohen Elastizitätsmodul gekennzeichnet ist. Bei hoher Temperatur verwendet man zweckmäßig ein Stahlrohr.

Der Querschnitt 6 des Ringes ist als Ellipse dargestellt, jedoch ist eine sonstige ovale Kurve im allgemeinen gleichwertig. Die Bezeichnung »ellipsenähnlich« soll also jede ovale Form einschließen.

Ein kreisförmiger Querschnitt ist unbrauchbar, da, wie ersichtlich, die versetzte Lage der Berührungszonen gegenüber sowohl der großen als auch der kleinen Achse für die Wirkungsweise von entscheidender Bedeutung ist. Ein kreisförmiger Querschnitt gestattet dies nicht, abgesehen davon, daß ein Kreis eben keine ungleichen Achsen hat.

Die Fig. 2 und 3 zeigen, wie anpassungsfähig der Ring gemäß der Erfindung ist.

Nach Fig. 2 ist der Ring 5 zwischen einer ihn umgebenden zylindrischen Fläche 7 und einer von ihm

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umgebenen zylindrischen Flache 8 angeordnet. Diese Flächen sind voneinander so entfernt, daß die großen Achsen AB und CD des elliptischen Querschnittes aus ihrer normalen konvergierenden Lage gegen eine parallele Lage zu, jedoch nicht bis in diese verschoben sind, wie ein Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt. Diese Achsen bilden dann im wesentlichen Teile von Erzeugenden eines gedachten, mit dem Ring koaxialen geraden Kegels.

Dabei erfährt der Ring 5 über seinen ganzen Umfang durch ein Kräftepaar eine im wesentlichen gleiche verdrehende Verformung und es werden zwei ringförmige Berührungszonen 9 und 11 geschaffen, die die Dichtungswirkung des Ringes 5 im Verein mit den Flächen 7 und 8 sichern. Die Flächen 7 und 8 können Teile zweier beliebiger zylindrischer Bauteile sein, die eine gegen das Hindurchströmen eines Mediums abzudichtende Fuge begrenzen, wobei die von den Flächen auf den Ring ausgeübten Druckkräfte im wesentlichen radial zum Ring verlaufen.

Fig. 3 zeigt den gleichen Ring 5 zwischen zwei Bauteilen, deren Flächen 12 und 13 parallel sind und ebenfalls eine abzudichtende Fuge begrenzen. Diese Flächen sind als Stirnflächen dargestellt, könnten jedoch auch leicht konisch ausgebildet sein. Eine Einrichtung zum Begrenzen der gegenseitigen Annäherung der Flächen 12 und 13, z. B. in Form der Schulter 14, ist wünschenswert. Wie bei der Anordnung nach Fig. 3 bestehen zwei umlaufende Zonen der abdichtenden Berührung 15 und 16. Die auf den Ring ausgeübten Druckkräfte verlaufen ungefähr parallel zur Ringachse.

Die Teile, die die Flächen 7 und 8 bzw. die Flächen 12 und 13 tragen, sind miteinander mittels nicht dargestellter Mittel verbunden.

Bei den in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Anwendungsfällen kann der gleiche Ring benutzt werden. Um die Möglichkeit einer wahlweisen Verwendung des Ringes in allen diesen Fällen zu begünstigen, ist der Winkel DBA in Fig. 1 mit 45° dargestellt. Zur Verwendung für Fugen nach Fig. 2 kann der Winkel DBA bei dem Ring im spannungslosen Zustand auch 45° überschreiten, bei Verwendung bei Fugen nach Fig. 3 könnte er diesen Wert dagegen wesentlich unterschreiten. Mindestens drei Veränderliche sind von Bedeutung, nämlich: die physikalischen Eigenschaften des für die Ringe verwendeten Materials, der Druck des Mediums, dem die Dichtung ausgesetzt ist, und die Art der Belastung.

Claims

Patentansprüche:

1. Ringförmiges elastisches Dichtungsglied in Form eines ungefähr kreisförmigen hohlen Rohrringes aus hochelastischem Metarial, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Querschnitte des Rohrringes ellipsenähnliche Gestalt haben und daß die großen Querschnittsachsen im wesentlichen Teile von Erzeugenden eines gedachten, mit dem Ring koaxialen geraden Kegels sind.

2. Dichtungsring nach Anspruch 1 mit einer ihn aufnehmenden, beispielsweise von zwei Bauteilen gebildeten ringförmigen und im Querschnitt zweckmäßig rechteckigen Dichtungskammer mit wenigstens zwei etwa parallelen Wänden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungskammer derart ausgebildet ist, daß der eingelegte Dichtungsring die beiden etwa parallelen Wände der Kammer mindestens auf je einer Ringfläche berührt und diese Ringflächen gegenüber den Querschnittsachsen des Dichtungsringes im wesentlichen gleichmäßig so· versetzt sind, daß auf den Ring über seinen ganzen Umfang ein im wesentlichen gleiches, eine verdrehende Verformung bewirkendes Kräftepaar einwirkt.

3. Dichtungsring in Verbindung mit einer ihn umschließenden Dichtungskammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Berührungsflächen zwischen, dem Ring und den etwa parallelen Wänden der Dichtungskammer in im wesentlichen parallelen Ebenen liegen und die von den Kammerwänden auf den Ring ausgeübten Druckkräfte mindestens ungefähr parallel zur Ringachse verlaufen.

4. Dichtungsring in Verbindung mit einer ihn umschließenden Dichtungskammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ring berührenden Wände der Dichtungskammer achsengleiche Zylinderflächen sind, deren eine den Ring umgibt und deren andere von dem Ring umgeben wird, und daß die von den Kammerwänden auf den Ring ausgeübten Druckkräfte im wesentlichen radial zum Ring verlaufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 909 730/261 2.