DE560931C

DE560931C - Seal for disc gas container

Info

Publication number: DE560931C
Application number: DEM115031D
Authority: DE
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1931-04-24
Filing date: 1931-04-24
Publication date: 1932-10-08

Description

Dichtung für Scheibengasbehälter Wenn man einen ungeteilten elastischen Dichtungsring für wasserlose Gasbehälter nach dem Hauptpatent 530 2o6 in der bislang üblichen Weise durch Gewichtshebel, Federn o. dgl. von innen her belastet, so ergibt sich, da die von den genannten Vorrichtungen ausgeübte Kraft im wesentlichen konstant oder nur wenig veränderlich ist, die Erscheinung, daß der Auflagedruck des Ringes gegen die Behälterwand um so geringer wird, je stärker der Ring gedehnt wird. Es rührt dies daher, daß ein um so größerer Teil der nach außen drückenden Kraft von der inneren Spannung des Ringes verzehrt wird, 'je mehr die Dehnung des Ringes und damit die innere Spannung anwächst. Die Folge ist, daß unter Umständen der Auflagedruck gegen die Behälterwand zur Aufrechterhaltung einer einwandfreien Dichtung nicht mehr genügt. Um dies zu vermeiden, muß man die auf den Ring nach außen wirkende Druckkraft von vornherein sehr groß halten. Dies hat aber wiederum den Nachteil, daß sehr schwere Gewichte oder starke Federn usw. benötigt werden, und daß unter normalen Bedingungen, also bei ungespanntem oder schwach gespanntem Ring, also dann, wenn Abweichungen von der beabsichtigten Behälterform nicht vorliegen, der Auflagedruck des Ringes auf der Behälterwand unerwünscht hoch wird, was Störungen verursachen kann. Durch die Erfindung wird dieser Nachteil behoben. Es wird demgemäß eine Vorrichtung zum Andrücken des ungeteilten, unter innerer Spannung stehenden elastischen Dichtungsringes geschaffen, die bewirkt, daß der Druck des Ringes gegen die Behälterwand ständig gleich- oder annähernd gleichbleibt. Erreicht wird dies dadurch, daß die auf den Ring wirkenden Kräfte in ihrer Größe und Richtung derart veränderlich sind, daß die durch die Verengungen oder Erweiterungen des Gasbehälterdurchmessers im Verhältnis zum Durchmesser des Dichtungsringes bedingten Spannungsänderungen im Ring so ausgeglichen werden, daß der Auflagedruck des Ringes auf die Behälterwand bei jeder Stellung der Scheibe im Behälter denselben Wert behält. Hierbei kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß auch dann, wenn der Ring über sehr enge Stellen des Behälters gleiten soll und demgemäß die Wand einen erhöhten Druck auf ihn ausüben würde, der Auflagedruck des Ringes nicht über das normale Maß steigt, indem jetzt die Gewichtshebel o. dgl. den Ring zusammenzudrücken suchen, während sie ihn im allgemeinen auszudehnen bestrebt sind.Seal for disk gas container If an undivided elastic sealing ring for waterless gas containers according to the main patent 530 2o6 is loaded from the inside in the usual manner by weight levers, springs or the like, the result is that the force exerted by the devices mentioned is essentially constant or is only slightly variable, the phenomenon that the contact pressure of the ring against the container wall is the lower, the more the ring is stretched. This is due to the fact that a greater part of the outwardly pressing force is consumed by the inner tension of the ring, the more the expansion of the ring and thus the inner tension increases. The result is that the contact pressure against the container wall may no longer be sufficient to maintain a perfect seal. In order to avoid this, the pressure force acting outwards on the ring must be kept very large from the outset. However, this in turn has the disadvantage that very heavy weights or strong springs, etc. are required, and that under normal conditions, i.e. with an untensioned or slightly tensioned ring, i.e. when there are no deviations from the intended container shape, the contact pressure of the ring increases the container wall becomes undesirably high, which can cause disturbances. This disadvantage is eliminated by the invention. Accordingly, a device is created for pressing the undivided, elastic sealing ring under internal tension, which means that the pressure of the ring against the container wall constantly remains the same or approximately the same. This is achieved by the fact that the forces acting on the ring are variable in size and direction in such a way that the tension changes in the ring caused by the constrictions or enlargements of the gas container diameter in relation to the diameter of the sealing ring are compensated for in such a way that the contact pressure of the ring increases the container wall retains the same value in every position of the disc in the container. Here, the arrangement can also be made so that even if the ring is to slide over very narrow areas of the container and accordingly the wall would exert increased pressure on it, the contact pressure of the ring does not rise above the normal level by now the Weight lever o. The like. Seek to compress the ring, while they generally strive to expand it.

Die zur Durchführung der Erfindung verwendeten Mittel können beispielsweise darin bestehen, daß das sich mit seinem Neigungswinkel gegen die Senkrechte vergrößernde Moment eines gewichtsbelasteten Hebels durch Übertragungsglieder derart auf den Ring einwirkt, daß der ausgeübte Druck der vorerwähnten Bedingung entspricht. Man kann andererseits auch den von Federn oder hydraulischen Kolben herrührenden Druck durch Kniehebelpaare und ähnliche Mittel so auf den Ring einwirken lassen, daß dieser Druck bei eintretender Ringdehnung stärker auf den Ring einwirkt und somit das Anliegen des Ringes gegen die Behälterwand mit gleichbleibender Kraft erfolgt.The means used to practice the invention can, for example consist in the fact that it increases with its angle of inclination from the vertical moment a weight-loaded lever acts on the ring through transmission links in such a way that that the pressure applied meets the aforementioned condition. On the other hand, you can also the pressure from springs or hydraulic pistons through pairs of toggle levers and similar means act on the ring so that this pressure occurs when Ring expansion acts more strongly on the ring and thus counteracts the rest of the ring the container wall takes place with constant force.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. r die Verwendung eines gewichtsbelasteten Hebels und Abb.2 diejenige eines hydraulischen Druckkolbens.In the drawing, two exemplary embodiments of the device are shown in FIG of the invention, namely Fig. r shows the use of a weight-loaded Lever and Fig. 2 that of a hydraulic pressure piston.

Der auf der Behälterwand a gleitende, gemäß dem Patent 530 2o6 ausgebildete ungeteilte Dichtungsring b wird durch die Zahnstange c, auf die mittels des Ritzels d der Gewichtshebel e wirkt, nach außen gedrückt. Der jeweils ausgeübte Druck berechnet sich aus dem von dem Gewicht f und der Länge des Hebelarmes g übertragenen Moment.The undivided sealing ring b, which slides on the container wall a and is designed according to patent 530 2o6, is pressed outward by the toothed rack c, on which the weight lever e acts by means of the pinion d. The pressure exerted in each case is calculated from the moment transferred by the weight f and the length of the lever arm g.

Wenn der Ring b über eine Erweiterung der Behälterwand a hinweggleiten soll, wie dieses gestrichelt in übertriebener Weise dargestellt ist, so drückt der Gewichtshebel den Ring nach außen. Der ausgeübte Druck steigt hierbei, da das Gewicht nunmehr mit dem vergrößerten Hebelarm g' wirkt. Die Vergrößerung des ausgeübten Druckes ist so bemessen, daß die von der Ringspannung herrührende Gegenkraft jeweils überwunden wird und außerdem noch ein im wesentlichen gleichbleibender Auflagedruck des Ringes b auf der Behälterwand a übrigbleibt.When the ring b slide over an extension of the container wall a should, as this is shown by dashed lines in an exaggerated manner, the presses Weight lever the ring outwards. The pressure exerted increases as the weight increases now acts with the enlarged lever arm g '. The enlargement of the exercised The pressure is measured in such a way that the opposing force resulting from the hoop tension in each case is overcome and also an essentially constant contact pressure of the ring b remains on the container wall a.

Wenn der Ring über eine engere Stelle der Behälterwand gleiten soll, so nimmt entsprechend der abnehmenden Spannkraft des Ringes auch der Hebelarm gab, an welchem das Gewicht f wirkt, indem sich nämlich der Gewichtshebel e mehr und mehr der senkrechten Stellung nähert. An dieser letzteren Stelle ist die ausgeübte Kraft gleich Null, und bei noch weitergehender Verengerung des Ringes ä, die z. B. bei einem Gleiten über eine sehr enge Stelle der Behälterwand erfolgen kann, kippt der Hebel e in die mit e' bezeichnete Lage über, und es wirkt das Gewicht f auf ein Zusammendrücken des Ringes mit einem Moment, welches dem Hebelarm g" entspricht.If the ring is to slide over a narrower part of the container wall, so the lever arm also increases according to the decreasing tension of the ring, on which the weight f acts, namely in that the weight lever e more and closer to the vertical position. In this latter place is the exercised Force equal to zero, and with further narrowing of the ring ä, the z. B. can take place when sliding over a very narrow point on the container wall, the lever e tips over into the position marked e ', and the weight acts f to a compression of the ring with a moment which corresponds to the lever arm g ″.

Wenn der Ring an eine Stelle der Gasbehälterwand kommt, bei der der Durchmesser des Behälters so groß ist, daß der Ring in spannungslosem Zustand und bei Fehlen der Anpreßkräfte die Wandung gerade berührt, so entspricht die von der Andrückvorrichtung ausgeübte Druckkraft dem gewünschten konstanten Auflagedruck des Ringes auf die Behälterwand.If the ring comes to a point on the gas container wall where the The diameter of the container is so large that the ring is de-energized and in the absence of the contact pressure the wall just touches, then corresponds to that of the Pressure device exerted pressure force the desired constant contact pressure of the ring on the container wall.

In Abb. 2 wird der Ring b durch den hydraulischen Kolben h angedrückt. Um die notwendige veränderliche Kraft hervorzurufen, ist das Kniehebelpaar i, h eingeschaltet. Der zwischen den beiden Hebeln bestehende Winkel vergrößert sich bei einer Ausdehnung des Ringes, und es steigt demgemäß nach bekannten Gesetzen die ausgeübte Druckkraft. Auch hier sind die Verhältnisse so gewählt, daß der Auflagedruck des Ringes im wesentlichen gleichbleibt, die bei der Ringdehnung sich steigernde Gegenkraft aber durch die in ähnlicher Weise wachsende Druckkraft des Kolbens h ausgeglichen wird.In Fig. 2, the ring b is pressed by the hydraulic piston h. In order to produce the necessary variable force, the toggle lever pair i, h is switched on. The angle between the two levers increases as the ring expands, and according to known laws, the pressure force exerted increases accordingly. Here, too, the ratios are chosen so that the contact pressure of the ring remains essentially the same, but the counterforce, which increases with the ring expansion, is compensated for by the pressure force of the piston h, which increases in a similar manner.

Die Veränderung der Spannungen im Ring verläuft, solange diese unterhalb der Elastizitätsgrenze bleiben, linear mit der Ringdehnung, und infolgedessen müßte sich auch bei vollkommener Konstanthaltung des Ringauflagedruckes die Kraft in linearer Gesetzmäßigkeit ändern. Bei dem in Abb. r dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft diese Kraftänderung jedoch sinusförmig. Der entstehende Fehler ist aber bei passender Wahl der Winkelbereiche und der Übersetzungsverhältnisse so gering, daß er für die Zwecke der Praxis belanglos ist. Durch verwickeltere Hebelübersetzung wäre im übrigen ein vollständiger Ausgleich nötigenfalls zu erzielen.The change in the tension in the ring continues as long as it is below it the elastic limit, linear with the elongation of the ring, and consequently should Even if the ring contact pressure is kept constant, the force is linear Change the law. In the embodiment shown in Fig. R runs however, this change in force is sinusoidal. The resulting error is however with more suitable Choice of the angular ranges and the gear ratios so low that it is suitable for the Purposes of practice is irrelevant. By more complex leverage would be more to achieve full compensation if necessary.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Seal for disk gas container with device for pressing the closed, smooth, elastic, metallic sealing ring according to patent: 53o 2o6 using internally acting, variable forces, characterized in that these forces are variable in size and direction in such a way that the constrictions or Extensions of the gas container diameter in relation to the diameter of the sealing ring caused stress changes in the ring are compensated in such a way that the contact pressure of the ring on the container wall (a) remains essentially the same in every position of the disc in the container. a

2. Apparatus according to claim r, characterized in that the compensating forces are transmitted to the ring (b) by means of their angle of inclination against the vertical changing weighted levers (e, f) with transmission members (c, d).

3. Apparatus according to claim r, characterized in that when using a balancing device acting with constant force (hydraulic piston h) the required change in the balancing force is effected by toggle levers (i, k) which are connected between the balancing device and the ring. .

4. Apparatus according to claim r to 3, characterized in that at one Diameter of the gas container at which the ring in the de-energized state has no contact pressure the wall just touches the compressive force exerted by the compensating device corresponds to the desired constant contact pressure of the ring on the container wall.

5. Apparatus according to claim r to 3, characterized in that even smaller increasing diameter of the gas container than in claim d. indicated, the equalizing compressive force also becomes smaller until the contact pressure becomes equal to the ring compressive stress in which Position, the force exerted by the compensation device is equal to zero (zero position of lever e in vertical position).

6. Apparatus according to claim t to 3, characterized characterized in that with an even smaller gas container diameter than in claim 5 specified, and thus too high ring compressive stress the compensation device the ring contracts until the desired constant contact pressure of the ring on the container wall is reached.