Uprawniony z patentu: Behr-Thomson Dehnstoffregler GmbH, Stuttgart (Republika Federalna Niemiec) Element uszczelniajacy Przedmiotem wynalazku jest element uszczelniajacy, który umieszczony jest w obudowie razem z rozsze¬ rzajacym sie, przy wzroscie temperatury materialem i który ma ksztalt tloka ze stozkowym koncem otoczonym rozszerzajacym sie materialem, który po osiagnieciu okreslonej temperatury jest za pomoca tego materialu wypychany nazewnatrz. ' Znane sa elementy uruchamiajace w których przewidziane sa srodki uszczelniajace przeznaczone do zapo¬ biegania wejsciu i zanieczyszczen wzdluz przesuwnego tloka i wyjsciu z obudowy materialu rozszerzajacego.Dotychczas znany jest caly szereg róznego rodzaju elementów uruchamiajacych przy których róznymi drogami próbowano te problemy rozwiazac. Dotychczas znane elementy nie odpowiadaja jednak w wystarczajacym stop¬ niu wymaganiom praktyki.Znane sa czujniki cieplne z gumopochodnym uszczelnieniem w rurowej czesci, w której przesuwa sie tlok, pod dzialaniem cisnienia na czesc koncowa przy czym grubosc scianki czesci zamykajacej nie jest w calym przekroju równomierna i dlatego do uszczelnienia sluzy pierscien zaciskajacy dociskany do zwezonej odsadki za pomoca srub i kolnierza. Wada tego czujnika jest to, ze istnieje w nim niebezpieczenstwo przedostawania sie cieczy do wnetrza otoczki wzdluz tloka.Przy innym znanym elemencie uruchamiajacym, otoczka powyzej kolnierza, uksztaltowana jest w formie grubej czesci korka sciskanego w kierunku promieniowym i osiowym podczas wysuwania sie tloka. W tym ukla¬ dzie otoczka rozciaga sie na zewnatrz pierscieniowego kolnierza i zaciskana jest miedzy kolnierzami dwuczescio¬ wej obudowy. W ukladzie tym ze wzgledu na dwuczesciowa obudowe, istnieje takie niebezpieczenstwo, ze w miejscu podzialu czesci obudowy rozszerzalny material moze wyjsc na zewnatrz. W wyniku strat przecisko- wych nastepuje przesuniecie ukladu wyskalowanej temperatury, przy której tlok jest wypychany z obudowy.Moze to powodowac uszkodzenie podlaczonych przyrzadów i aparatów. Niezaleznie od tego pierscieniowy kol¬ nierz znajdujacy sie miedzy obydwoma czesciami obudowy narazony jest na nadmierne obciazenie rozciagajace, w wyniku czego nastepuje pekanie materialu i uszkodzenia elementu uruchamiajacego.Znany jest równiez element uruchomiajacy uzalezniony od temperatury, przy którym elastyczna otoczka rozciaga .sie poza strefa stozkowego zakonczenia tloka, którego obudowa posiada w kierunku wewnetrznym2 81169 czesc panewkowa, przy czym jeden koniec elastycznej otoczki umieszczony jest wewnatrz panewkowej czesci.Na górnym koncu elastycznej otoczki znajduje sie kolnierz umieszczony promieniowo wokól elastycznej otoczki i przylegajacej do wewnetrznej sciany obudowy. Kolnierz ten dociskany jest ku dolowi za pomoca tarczy przytrzymywanej wewnatrz obudowy. Równiez i przy tym znanym wykonaniu nie osiagnieto dokladnego usz¬ czelnienia. Ze wzgledu na panujace wewnatrz obudowy wysokie cisnienie robocze okazalo sie niezbedne wyko¬ nanie stalego polaczenia kolnierza elastycznej otoczki z tarcza na przyklad za pomoca wulkanizacji. Koniecz¬ nosc ta wymaga jednak drogiego i pracochlonnego procesu roboczego, przy czym przy zastosowaniu najnow¬ szych nawet technologicznych srodków pomocniczych nie zapewnia zupelnej szczelnosci. Nalezy przy tym zauwazyc, ze uszczelnienie takie musi posiadac bardzo dluga zywotnosc i byc przydatne dla kilkuset tysiecy ruchów laczeniowych tloka.Celem wynalazku jest usuniecie istniejacych wad i wykonanie takiego elementu uruchamiajacego przy którym wymagania dotyczace absolutnej szczelnosci sa w prosty sposób spelnione.Istota wynalazku polega na tym, ze uszczelka wykonana jest w formie tulejowej tarczy wsporczej z wyzblo- biona krawedzia dla obudowy, przy czym na tarczy tej przewidziana jest pierscieniowa krawedz i elastyczna otoczka, która posiada na górnym otwartym koncu kolnierz skierowany na zewnatrz z pierscieniowym rowkiem obejmujacym krawedz pierscieniowa tarczy wsporczej.Poniewaz uszczelka posiada przed wbudowaniem wiekszy przekrój na krawedzi rowka kolnierza niz mado dyspozycji po zabudowaniu, ulega ona po zabudowaniu odksztalceniu i wypelnia calkowicie pozostala przes¬ trzen miedzy sciankami obudowy i krawedzia wywinieta tarczy wsporczej. Powstaje przy tym miedzy krawedzia pierscienia tarczy wsporczej a scianka obudowy bardzo waska szczelina, przeznaczona zgodnie z wynalazkiem do odciazenia cisnienia miedzy wewnetrzna scianka obudowy i metalowa czescia wewnetrzna. Sily dzialajace na skutek cisnienia wewnetrznego na wygieta krawedz obudowy rzutuja w ten sposób praktycznie tylko na rzut powierzchni utworzonej przez zewnetrzna srednice krawedzi pierscienia.Przy uwzglednieniu kwadratowego przyrostu powierzchni kola jako funkcji przyrostu srednicy dany jest istotny warunek dla zapewnienia pracy przy wysokich cisnieniach szczelnego elementu uruchamiajacego.Zalecana jest przy tym obudowa, która wykazuje w zasiegu krawedzi pierscienia tarczy wsporczej stozkowe wydluzenie a nastepnie cylindryczna czesc krawedziowa opasujaca wywinieta krawedz tarczy wsporczej. Dzieki temu montaz jest bardzo uproszczony, poniewaz do obudowy odpowiednio napelnionej rozszerzalnym materia¬ lem wprowadza sie jedynie elastyczny wypelniacz z tlokiem, na który nasadza sie nastepnie tarcze wsporcza, nad która zagiety zostaje górny brzeg obudowy krawedzi.W celu unikniecia uszkodzenia napelniacza w czasie zabudowy zaleca sie krawedz wewnetrzna pierscienio¬ wego obrzeza tarczy wsporczej zaokraglic. W celu wykorzystania cisnienia wewnetrznego powstajacego przy nagrzaniu zaleca sie by dolna, w zasadzie cylindryczna, czesc elastycznego wypelniacza przechodzila do czesci kolnierzowej lukiem o stosunkowo duzym promieniu.. W wyniku tego zostaje wytworzona skladowa cisnienia wewnetrznego skierowana w kierunku tloka, docis¬ kajaca otoczke do tloka, powyzej miejsca, w którym otoczka ta jest jeszcze deformowana w celu przesuniecia tloka.Wedlug dalszej cechy wynalazku celowe jest umieszczenie tarczy uszczelniajacej miedzy tarcza wsporcza i górna krawedzia otoczki.Wedlug odmiennego przykladu rozwiazania wynalazku elastyczna otoczka otaczajaca tlok wykonana jest w formie otwartej od dolu dlawicy, która posiada na dolnej plaszczyznie rowki lub zlobki pierscieniowe, przy czym dolna czesc elastycznej otoczki wykonana jest stozkowo.Przy prostych rozwiazaniach otoczka moze byc wykonana w formie weza.Przy innych przykladach rozwiazaniach wynalazku tlok jest w sposób celowy w swej koncowej czesci polozonej w obudowie zaopatrzony w kolnierz pierscieniowy ze stozkowym koncem i otoczka wykonana w za¬ sadzie w formie wydrazonego cylindra który opiera sie swa dolna krawedzia na powierzchni kolnierza pierscie¬ niowego. W tym ukladzie otoczka moze byc polaczona w sposób staly z kolnierzem pierscieniowym na przy¬ klad nawulkanizowana. W takim ukladzie zapobiega sie wystepowaniu medium rozszerzalnego na zewnatrz . wzdluz tloka Przy ogrzaniu elementu otoczka miedzy kolnierzem pierscieniowym wypychanego na zewnatrz tloka i tarcza uszczelniajaca ulega elastycznemu odksztalceniu, mianowicie pogrubieniu, przez co wywolana zostaje sila ustawiona w kierunku zwrotnym, który przy ochlodzeniu powoduje wprowadzenie tloka do wnetrza obudowy. Szczególnie celowym jest gdy otoczka na sciankach wewnetrznych posiada rowki trójkatne lub tra¬ pezowe tworzace uszczelnienie labiryntowe.81169 3 Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia przyklad rozwiazania elementu uruchamiajacego z elastyczna otoczka w ksztalcie weza, fig. 2 przyklad rozwiazania z dlawikiem, fig. 3, odmiane rozwiazania, przy którym cylindryczna otoczka pelni role nastawczej sily powrotnej oraz fig. 4 rozwiazanie srodków uszczelniajacych w powiekszeniu.Element uruchamiajacy wedlug wynalazku sklada sie z obudowy 1 napelnianej materialem 2 rozszerzaja¬ cym sie przy podwyzszonej temperaturze, oraz elastycznej otoczki 3, do której nasadzony jest w sposób slizgowy tlok 4 ze stozkowym koncem 5. Elastyczna otoczka 3 utrzymywana jest w górnym polozeniu za pomoca tarczy wsporczej 6 poprzez tarcze uszczelniajaca 16, która jest utrzymywana przez odgieta krawedz cylindryczna czesci obrzeza 12 obudowy 1. Tarczawsporcza 6 ma ksztalt tulei i posiada wystajace kolnierzowe obrzeze 7 pod którym znajduje sie pierscieniowe obrzeze 8. Jak wynika z fig. 4 elastyczna otoczka 3 posiada w górnym otwar¬ tym koncu kolnierz 9 skierowany na zewnatrz pierscieniowego zlobka 10 opasujacego pierscieniowe obrzeze 8 tarczy wsporczej 6. Na fig, 4 jest przedstawiony za pomoca linii przerywanej obrys przekroju otoczki 3 przed jej zabudowaniem.Trójkatny zarys wchodzacy na rysunku do stozkowej przedluzonej czesci 11 obudowy 1 ulega przy montazu sciskowi w sposób taki, ze scisnieta objetosc wypelnia calkowicie trójkatna przestrzen 24 miedzy dolna krawedzia kolnierzowego obrzeza 7 tarczy wsporczej 6 i stozkowa czescia 11 obudowy 1. Wykonanie jest przy tym tak dobrane, ze miedzy dolna krawedzia pierscieniowego obrzeza 8 tarczy wsporczej 6 a skosna czescia 11 obudowy 1 pozostaje bardzo mala szczelina.W przykladzie rozwiazania przedstawionym na fig. 2 elastyczna otoczka nie obejmuje tloka 4 na calej jego dlugosci lecz posiada ksztalt dlawika 17. Wykonane sa przy tym w dolnej poziomej plaszczyznie zewnetrznej dlawika 17 rowki lub pierscieniowe zlobki 18. Cisnienie wewnetrzne powstale przy rozszerzeniu materialu 2 pod wplywem wzrostu temperatury powoduje równoczesnie dzialanie uszczelniajace miedzy dlawikiem 17 i tlokiem 4.Przy zastosowaniu elementu uruchamiajacego wedlug wynalazku fig. 1 i lub 2 przewidziane sa zwrot- no-nastawcze srodki dla tloka, które przy ochlodzeniu tloka ponownie wciskaja go do obudowy, przy rozwia¬ zaniu natomiast wedlug fig. 3 niezbedna sila zwrotna nastawcza wytwarzana jest przez czesci samego elementu uruchamiajacego. W tym ukladzie elastyczna otoczka wykonana jest w formie otwartego od dolu cylindra 21, którego dolna krawedz 22 przylega dolna powierzchnia do kolnierza pierscieniowego 19 tloka 4. W przypadku wzrostu temperatury tlok 4 wysuniety zostaje przez rozszerzajacy sie material 2 z obudowy i otoczka 21 ulega deformacji wzglednie specznieniu poniewaz na drugim swym koncu przytrzymywany jest w obudowie za pomoca tarczy uszczelniajacej 16 i tarczy wsporczej 6, podczas gdy przy ochlodzeniu nastapi skurcz rozszerzalnego materialu 2, to wtedy sila zmagazynowana w deformacji otoczki 21 wpycha tlok 4 przez kolnierz pierscieniowy 19 z powrotem do obudowy.Z fig. 4 wynika, ze celowe jest przewidzenie w scianie wewnetrznej otoczki 17 w górnej czesci w poblizu tarczy uszczelniajacej 16 wykonanie trapezowych rowków lub pierscieniowych zlobków 23, tworzacych razem uszczelnienia labiryntowe w stosunku do tloka 4.Widoczne jest równiez to, ze krawedz wewnetrzna 13 obrzeza pierscieniowego 8 tarczy wsporczej 6 jest zaokraglona w celu unikniecia wciecia sie krawedzi do kolnierza otoczki 3. Z drugiej strony cylindryczna czesic 4 otoczki 3 przechodzi lukiem 15 o stosunkowo duzym promieniu krzywizny do poziomej czesci kolnierza 9.Ksztalt przekroju zlobka pierscieniowego 10 kolnierza 9 jest przy tym dopasowany do ksztaltu przekroju obrzeza pierscieniowego tarczy wsporczej 6 w sposób taki, ze to obrzeze pierscieniowe wypelnia calkowicie zlobek 10.Dzieki zgodnemu z wynalazkiem rozwiazaniu tarczy wsporczej 6 i górnej czesci elastycznej otoczki 3, osiagniete zostaje w prosty sposób podwójne uszczelnienie, z jednej strony pomiedzy przestrzenia wewnetrzna obudowy, ograniczona obudowa 1 i otoczka 3 oraz przestrzenia zewnetrzna jak równiez miedzy przestrzenia wewnetrzna w której porusza sie tlok 4 i przestrzenia zewnetrzna. Równiez dzieki zgodnemu z wynalazkiem rozwiazaniu ulatwiony jest znacznie montaz, co wlasnie przy elementach uruchamiajacych wedlug wynalazku, produkowanych masowo ma szczególnie duze znaczenie. PL PLPatent holder: Behr-Thomson Dehnstoffregler GmbH, Stuttgart (Federal Republic of Germany) Sealing element The subject of the invention is a sealing element which is placed in a housing together with a material that expands as the temperature rises and which has the shape of a piston with a conical end surrounded by an expanding is a material which, after reaching a certain temperature, is pushed outwards by this material. Actuators are known in which sealing means are provided for preventing entry and contamination along the sliding piston and exit of the expanding material housing from the housing. Hitherto a number of different types of actuating elements are known with which attempts have been made to solve these problems in various ways. However, the previously known elements do not sufficiently meet the requirements of practice. There are thermal sensors with a rubber-based seal in the tubular part in which the piston moves, under the action of pressure on the end part, the wall thickness of the closing part is not uniform throughout the section and therefore, a clamping ring is used for sealing, pressed against the narrowed shoulder by means of bolts and a flange. The disadvantage of this sensor is that there is a risk of liquid penetrating the inside of the shell along the piston. With another known actuator, the shell above the flange is formed as a thick portion of a plug that is compressed in the radial and axial directions as the piston extends. In this arrangement, the sheath extends to the outside of the ring flange and is clamped between the flanges of the two-piece housing. In this arrangement, due to the two-piece housing, there is such a risk that at the point where the housing parts are divided, the expandable material may come out. As a result of jacking losses, the system of the calibrated temperature shifts at which the piston is pushed out of the housing, which can damage connected instruments and apparatus. Regardless of this, the annular flange between the two housing parts is exposed to an excessive tensile load, with the result that the material cracks and the actuator is damaged. A temperature-dependent actuator is also known, at which the flexible sheath extends beyond the conical zone. The end of the piston, the housing of which has a bushing portion in the inward direction2 81169, with one end of the flexible sheath positioned inside the bushing portion. At the upper end of the flexible sheath there is a flange located radially around the flexible skirt and adjoining the inner wall of the housing. The flange is pressed downward by a disk held inside the housing. Even with this known embodiment, an exact seal was not achieved. Due to the high operating pressure prevailing inside the housing, it has proved necessary to make a permanent connection between the flexible shell flange and the disc, for example by vulcanization. However, this necessity requires an expensive and time-consuming work process, while the use of the latest technological auxiliaries does not ensure complete tightness. It should be noted here that such a seal must have a very long life and be useful for several hundred thousand connecting movements of the piston. The object of the invention is to eliminate the existing defects and to produce an actuating element in which the requirements for absolute tightness are simply met. The essence of the invention is that the gasket is made in the form of a sleeve supporting disc with a blocked edge for the housing, where the disc is provided with a ring-shaped edge and a flexible cover, which has a flange on the upper open end facing outwards with a ring groove covering the ring edge of the supporting disc .Because the gasket has a larger cross-section at the edge of the flange groove than is available after installation, it deforms after installation and completely fills the remaining space between the walls of the housing and the edge of the curved supporting disc. In this case, a very narrow gap is created between the ring edge of the supporting disc and the housing wall, intended according to the invention to relieve the pressure between the inner housing wall and the metal inner part. The forces acting as a result of the internal pressure on the curved edge of the housing project in this way practically only on the projection of the surface formed by the outer diameter of the edge of the ring. Taking into account the square increase in the area of the wheel as a function of the diameter increase, an essential condition is given to ensure operation at high pressures of the tight actuator. A housing which has a conical extension within the range of the ring edge of the supporting disc and then a cylindrical edge portion surrounding the turned edge of the supporting disc is recommended. Thanks to this, the assembly is very simplified, because only a flexible filler with a piston is inserted into the housing, which is then put on a supporting disc, over which the upper edge of the edge housing is bent. In order to avoid damage to the filler during installation, it is recommended the inner edge of the ring-shaped periphery of the support plate is rounded. In order to take advantage of the internal pressure generated by heating, it is recommended that the lower, essentially cylindrical, part of the flexible filler passes into the flanged part with a relatively large radius. As a result, an internal pressure component directed towards the piston is produced, pressing the caulk against the piston. , above the point where the casing is still deformed in order to move the piston. According to a further feature of the invention, it is expedient to arrange a sealing disc between the support plate and the upper edge of the casing. According to a different embodiment of the invention, the flexible casing surrounding the piston is made in the form open from the bottom of the gland. which has ring grooves or grooves on the lower plane, the lower part of the flexible cover is conical. In simple solutions, the cover can be made in the form of a hose. In other examples of the invention, the piston is purposefully in its final part after assembled in a housing provided with a ring flange with a conical end and a sheath made in the form of a hollow cylinder which rests its lower edge on the surface of the ring flange. In this arrangement, the sheath may be permanently attached to the ring flange, for example vulcanized. In such an arrangement, the occurrence of a medium which is expandable to the outside is prevented. along the piston When the element is heated, the shell between the ring flange of the outwardly forced piston and the sealing disc undergoes an elastic deformation, namely thickening, whereby a reverse force is exerted which, when cooled, causes the piston to enter the interior of the housing. It is especially expedient if the casing on the inner walls has triangular or trapezoidal grooves forming a labyrinth seal. The subject of the invention is shown in an example of embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows an example of an actuator solution with a flexible, snake-shaped casing, Fig. 2 is an example of a solution with a throttle, Fig. 3, a variant of the solution, in which the cylindrical shell plays the role of an adjusting return force, and Fig. 4 is an enlarged solution of the sealing means. The actuating element according to the invention consists of a housing 1 filled with an expanding material 2 at elevated temperature, and an elastic casing 3, to which the piston 4 with a conical end 5 is slidably attached. The elastic casing 3 is held in the upper position by means of a supporting disk 6 by a sealing disk 16, which is held by the bent edge of the cylindrical part of the rim 12 covers 1. Support plate 6 has the shape of a sleeve and has a protruding flange-like rim 7 under which there is a ring-shaped rim 8. As can be seen from Fig. 4, the elastic casing 3 has a collar 9 in its upper, open end directed towards the outside of the annular groove 10 surrounding the ring-shaped rims 8 of the supporting disc 6 4, the outline of the cross-section of the envelope 3 before its installation is represented by a dashed line. The triangular contour that extends into the conical extended part 11 of the housing 1 in the drawing is compressed during assembly in such a way that the compressed volume completely fills the triangular space 24 between the lower edge. The design is chosen in such a way that a very small gap remains between the lower edge of the annular rim 8 of the supporting plate 6 and the oblique part 11 of the housing 1. In the example of the solution shown in FIG. 2, the envelope does not include the piston 4 over its entire length, but has a Fr. the throttle 17. There are 17 grooves or annular grooves 18 in the lower outer horizontal plane of the throttle. 1 and or 2 provide feedback means for the piston which, when the piston cools down, press it back into the housing, while in the embodiment according to FIG. 3, the necessary feedback force is generated by parts of the actuator itself. In this arrangement, the flexible shell is made in the form of a cylinder 21 open at the bottom, the bottom edge 22 of which rests against the ring collar 19 of the piston 4. In the event of an increase in temperature, the piston 4 is pulled out of the housing by the expanding material 2 and the shell 21 is deformed relatively because it is held at its other end in the housing by the sealing disk 16 and the support disk 6, while the expandable material 2 shrinks on cooling, the force stored in the deformation of the shell 21 forces the piston 4 through the collar 19 back into the housing. 4 shows that it is expedient to provide an inner wall 17 in the upper part near the sealing disc 16 with trapezoidal grooves or annular grooves 23, which together form labyrinth seals in relation to the piston 4. It is also visible that the inner edge 13 of the ring edge 8 of the support plate 6 j is rounded in order to avoid the edge cutting into the collar of the shell 3. On the other side, the cylindrical portion 4 of the shell 3 passes through an arc 15 with a relatively large radius of curvature to the horizontal part of the collar 9. The cross-sectional shape of the ring groove 10 of the collar 9 is here adapted to the cross-sectional shape of the collar Due to the inventive arrangement of the support plate 6 and the upper part of the flexible casing 3, a double seal is achieved in a simple manner, on the one hand between the inner spaces of the casing, limited casing 1 and envelope 3 and the outer space as well as between the inner space in which the piston 4 moves and the outer space. The assembly according to the invention also considerably simplifies the assembly, which is of particular importance in the mass-produced actuating elements according to the invention. PL PL