DE2112809A1

DE2112809A1 - Kombination aus einem spiralfoermig gewundenen Dichtungsring und einem konzentrischen Zentrierring

Info

Publication number: DE2112809A1
Application number: DE19712112809
Authority: DE
Inventors: O'dohexty William James
Original assignee: ISTAG A A SUHR
Current assignee: ISTAG A A SUHR
Priority date: 1970-03-17
Filing date: 1971-03-17
Publication date: 1971-10-07
Also published as: AU2647271A; NL7103532A; GB1298987A

Description

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!stag A.-G. Suhr/AG, Suhr (Aargau, Schweiz)

Kombination aus einem spiralförmig gewundenen Dichtungsring und einem konzentrischen Zentrierring

Diese Erfindung betrifft eine Kombination aus

einem spiralförmig gewundenen Dichtungsring und einem konzentrischen Zentrierring, insbesondere eine solche Kombination, bei der ein Packungswerkstoff wie z.B. Asbest, das eine sehr kleine Bruchfestigkeit hat, mit einem Metallstreifen kombiniert ist.

Um Verbindungen in Hochdruck- und Niederdruck-Leitungen und Gefässen abzudichten, benutzt man bekanntlich einen Dichtungsring, in dem der Packungswerkstoff zwischen den Windungen eines spiralförmig gewundenen Metallstreifens enthalten ist. Bei einem solchen Dichtungsring ist die Metallspirale ^ aus rostfreiem Stahlblech gefertigt, dessen Streifen auf der Innenseite eine oder mehrere zentrale Rinnen aufweist, während sich auf der Aussenseite entsprechende Rippen befinden; wenn ein solcher Streifen dann zu einer Spirale gewunden wird, zwischen deren dichten aneinanderllegenden Windungen eine dünne Schicht von Packungswerkstoff eingelegt ist, so werden die Windungen gegen eine Relativbewegung in Achsrichtung der Spirale zusammengehalten. Der Werkstoff zwischen den Windungen der Spiralwindung kann Asbest, zusammengepresste Asbestfaser, Teflon. ein kohlenstoffhaltiger Werkstoff oder ein anderer Werkstcff .-;: us _c «o/st

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der die Anforderungen erfüllt. Um das innere und das äusaere Ends der Spirale gegen eine Aufwicklung zu sichern _s wendet man gewöhnlich an einigen Stellen des Umfanges die Punktschweissung auf eine solche Weise an, die gerade ausreicht, um die benachbarten Windungen der Spirale zusammenzuhalten, ohne eine zu grosse Schweisswarze zu bilden; letztere könnte nämlich die Abdichtungseigenschaften des Dichtungsrings beeinträchtigen.

Wenn man eine solche Packung für eine Verbindung in einer Hochdruck- oder Niederdruckleitung oder einem Gefäss verwendet, so sieht man bekanntlich einen metallischen Zentrierring vor, dessen Dicke kleiner ist als die des Dichtungsrings; der Zweck des Zentrierrings ist hauptsächlich der, dass er den Dichtungsring in der Verbindung zentriert; der Zentrierring liefert aber auch eine Sicherung gegen Bersten des Dichtungsrings. Zusätzlich schützt der Zentrierring den Dichtungsring auf Transporten oder bei der Lagerung.

Beim Gebrauch wird der spiralförmig gewundene

Dichtungsring, der dicker ist als der Zentrierring, zusammengepresst; dabei dient der Zentrierring als Führung zur gleichmässigen Verteilung der Druckbelastung.

Ein derartiger Zentrierring wurde bisher mit

einer mittigen Rinne oder mit mehreren Rinnen ausgebildet, die der Rippe oder den Rippen an der Aussenseite des Dichtungsrings angepasst waren, in den der aufgewickelte Dichtungsring nach dem Aufwickeln und Schweissen eingesetzt worden ist. Dabei hat sich offensichtlich die Notwendigkeit gegeben, den spiralförmig gewundenen Dichtungsring mit verhältnismässig -engen Toleranzen herzustellen;; wenn das nicht der Fall ist_P und wenn er zn: ©ng in die Oeffmmg hineinpasst _s so kann er beim Einsetzen leicht beschädigt werden; falls er jedoch zu lose sitzt, so kann ©r bei Transporten oder bei der Lagerung leieiit abgetrennt ΐΐ(~Γα©ηβ

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koeffizienten gefertigt ist, dass der Verbindungsring zwischen benachbarten Umfangsflächen vom Zentrierring und spiralformi^ gewundenem Ring angeordnet ist, und dass der Verbindungsring dazu dient, die beiden konzentrischen Ringe zusammenzuhalten.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schaubildlicher Ansicht eine Ausführungsform der Kombination,

Fig. 2 ausschnittsweise einen Querschnitt durch die Kombination der Fig. 1,

Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Kombination,

Fig. 4 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 eine dritte Ausführungsform der Kombination,

Fig. 5 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 2 einen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform der Kombination und

Fig. 6 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1

eine augeänderte Ausführungsform, die ähnlich ist, wie die der Fig. 5.

Der spiralförmig gewundene Ring 1 der Fig. I ist an seinem äusseren Umfang mit einem Zentrierring 2 aus komprimiertem Asbest befestigt. Zwischen beiden benachbarten Umfangsflachen der Ringe 1,2 ist ein schraffiert dargestellter Verbindungsring 3 vorgesehen, dessen Randabschnitte umgebogen sind, so dass sie über die innere Umfangsflache des Zentrierrings 2 übergreifen.

Der in Fig. 2 dargestellte Verbindungsring 3

weist einen Streifen aus Metallblech auf, dessen Randabschnitte 3¹ umgebogen sind, so dass sie den Zentrierring an seiner inneren Umfangsflache übergreifen. Der spiralförmig gewundene Ring ist aus einem Streifen aus Metall gefertigt, wie z.B. aus rostfreiem Stahl, dessen Querschnitt nach aussen in Richtung auf den Zentrierring 2 konvex ist. Der Streifen ist in der gewöhnlich

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benutzten Weise mit einer kleinen, im wesentlichen U-förmigen Rippe in der konvexen Oberfläche ausgebildet. Der spiralförmig gewundene Ring 1 ist im Zentrierring 2 durch Schweisspunkte 4 mit dem Verbindungsring 3 befestigt, die um den Umfang des spiralförmig gewundenen Rings verteilt sind.

Der in Fig. 3 dargestellte Verbindungsring 3

ist durch einen Stahlstreifen gebildet, der die beiden äusseren Windungen des spiralförmig gewundenen Rings 1 darstellt. Die Krümmung des Querschnitts dieser beiden äusseren Windungen ist jedoch entgegengesetzt zu der des spiralförmig gewundenen Rings 1, so dass der Verbindungsring 3 eine Krümmung aufweist, die konkav zum Zentrierring 2 ist. Daher sind die Randabschnitte 3' des Verbindungsrings 3 so umgebogen, dass sie den Zentrierring umfassen. Auch hier ist eine Punktschweissung an verschiedenen Punkten 4 durchgeführt worden, die sich um den Umfang des spiralförmig gewundenen Rings 1 verteilen, wodurch der spiralförmig gewundene Ring 1 mit dem Verbindungsring 3 verbunden wird.

Der in Figo 4 dargestellte Verbindungsring 3

weist drei voneinander getrennte Windungen eines Stahlstreifens auf_s deren Querschnitt konkav zum Zentrierring 2 geformt ist= Diese drei Windungen des Stahlstreifens sind vom Verbindungsring

3 getrennt, der Stahlstreifen kann jedoch derselbe sein, wie er für den spiralförmig gewundenen Ring 1 benutzt wird; er unterscheidet sich von letzterem nur dadurch, dass die Krümmung entgegengesetzt ist. Der Verbindungsring 3 ist mit dem spiralförmig .gebundenen Ring 1 durch Punktschweissungen an mehreren Stellen

4 verbunden, die um den Umfang des spiralförmig gewundenen Rings 1 verteilt sind.

Der Verbindungsring 3 der Fig. 5 weist einen

ringförmigen Metallstreifen auf, dessen Randabschnitte umgebogen sindi so dass sie den Zentrierring 2 an einer inneren Umfangsfläche umfassen. Der ringförmige Streifen weist eine komplementäre Oberfläche in Form einer ringförmigen Rinne auf,

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die der äusseren Umfangsf lache des spiralförmig gewundenen Rings 1 gegenübersteht; auf diese Weise findet eine Anpassung an den spiralförmig gewundenen Ring 1 statt, der so ortsfest und konzentrisch inbezug auf den Zentrierring 2 festgehalten wird. Der spiralförmig gewundene Ring 1 ist mit dem Verbindungsring 3 durch Punktschweissung an verschiedenen Stellen 4 verbunden.

Der den Verbindungsring 3 bildende ringförmige

Streifen ist im allgemeinen ein Spaltring, der mit dem Zentrierring 2 verbunden werden kann, bevor der spiralförmig gewundene Ring 1 in seine Einbaustellung gebracht wird. Vor dem Einpassen des Rings 1 wird nur eine Kante der ringförmigen Rinne gebildet, so dass ein genügendes Spiel für den Ring 1 besteht, so dass er von der der Kante 3" gegenüberliegenden Seite eingesetzt werden kann, und zwar an derjenigen Kante 3" vorbei, die noch nicht als Kante der ringförmigen Rinne gebildet worden ist. Nach dem Einsetzen des spiralförmig gewundenen Rings 1 wird die letztgenannte Kante 3" gebildet, wodurch die ringförmige Rinne vervollständigt wird. Der Ring 1 ist dann fest und konzentrisch mit dem Ring 2 verbunden. Das Punktschweissen an den Stellen 4 kann unterbleiben, da eine Relativbewegung der Ringe 1,2 aus ihrer konzentrischen Anordnung durch den Verbindungsring 3 verhindert wird.

Der in Fig. 6 dargestellte Verbindungsring 3 weist vier Eingriffsteile 5 dar, von denen nur drei zu sehen sind; jeder Eingriffsteil 5 stellt in Wirklichkeit eine kurze Länge des ringförmigen Streifens dar, der den in Fig. 5 gezeigten Verbindungsring 3 bildet. Die Handhabung der Eingriffsteile 5 entspricht der des ringförmigen Streifens, und zwar inbezug auf die Einpassung wie auch inbezug auf die Wirkungsweise. In der beschriebenen Ausführungsform sind vier Eingriffsteile 5 vorgesehen worden, es ist jedoch klar, dass auch mehr als vier Eingriffsteile 5 benutzt werden können. Es ist ferner zu ver-

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stehen, dass zwei der Eingriffsteile 5 um mindestens 180° über dem Umfang voneinander entfernt sein müssen.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen

sind verschiedene Aenderungen möglich. Obwohl der Zentrierring beispielsweise aus komprimiertem Asbest hergestellt worden ist, kann dafür jedes für den vorgesehenen Zweck geeignete Material verwendet werden, das sich für die Anwendung bei den gezeigten Anordnungen eignet, wie z.B. asbestgefüllte Werkstoffe, oder Kunststoffe, wie z.B. Nylon und Pοlyaethylen. Vorzugsweise weisen die für diesen Zweck verwendeten Werkstoffe einen kleinen Kompressionskoeffizienten auf und sind im übrigen so beschaffen, dass sie einen dauerhaften Zentrierring 2 ergeben.

In ähnlicher Weise kann der für den Verbindungsring 3 benutzte Werkstoff nach den an den Verbindungsring 3 gestellten Anforderungen ausgewählt werden, wie z.B. an die Festigkeit des Verbindungsrings, die Sicherheit des Umfassens des Zentrierrings 2 und auch die Eignung des Werkstoffs zur Befestigung am spiralförmig gewundenen Ring. Beispielsweise kann der zur Herstellung des Verbindungsrings 3 benutzte Werkstoff nach seiner Eignung für die Punktschweissung ausgewählt werden. Auch ttfirtschaftliche Ueberlegungen sind von Einfluss. Wenn z.B. die diesbezüglichen Ueberlegungen zu einer Verwendung von Kunststoffxierkstoffen für den Verbindungsring 3 führen, dann müssen verschiedene Befestigungsmethoden in Erwägung gezogen werden, um den Verbindungsring 3 sowohl mit dem Zentrierring 2 als auch mit dem spiralförmig gewundenen Ring 1 zu verbinden. So kann z_oB. auch ein Bindemittel verwendet werden, oder es können Verriegelungsrippen am Verbindungsring oder an den Umfangsflachen der Ringe 1,2 vorgesehen werden. Das zur Herstellung des spiralförmig gewundenen Rings 1 benutzte Material bestimmt selbstverständlich in erster Linie das Verfahren sur Befestigung des Verbindungsrings 3.

Anstatt eines spiralförmigen gewundenen Rings mit konvex nach aussen gewölbter Um£angs£Iäclie kann selbsxver™

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ständlich auch ein spiralförmig gewundener Ring 1 mit konkav nach aussen gewölbter Umfangsflache benutzt werden. In diesem Fall kann sich die Umkehrung des Krümmungssinns bei den äusseren Windungen des spiralförmig gewundenen Rings (Fig. 3) als überflüssig erweisen, um die entsprechende Ausführungsform herzustellen. In ähnlicherweise kann sich die in Fig. 4 dargestellte Ausfürhungsform nur dadurch unterscheiden, dass der Querschnitt des spiralförmig gewundenen Rings 1 nur komplementär zum Querschnitt des Verbindungsrings ist; es braucht also kein umgekehrter Krümmungssinn zwischen den beiden Teilen vorzuliegen.

In jedem Fall muss jedoch der Verbindungsring

der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen anstatt einer Rinne einen vorspringenden Abschnitt haben; dieser ist dann der konkaven äusseren Umfangsflache des spiralförmig gewundenen Rings komplementär.

Obwohl bei den beschriebenen Ausführungsformen ein spiralförmig gewundener Ring durch einen Zentrierring umgeben wird, kann man jedoch bei Bedarf auch den spiralförmig gewundenen Ring mit einem inneren Zentrierring versehen, wobei dann also der spiralförmig gewundene Ring den Zentrierring umgibt. Es ist leicht einzusehen, dass in diesem Fall keine Notwendigkeit besteht, den Krümmungssinn der für die Bildung des gemäss Fig. 3 und 4 hergestellten Verbindungsrings umzukehren.

Die Anzahl der für den Verbindungsring der Ausführungsformeh der Fig. 3 und 4 benutzten Windungen kann ebenfalls nach den jeweiligen Anforderungen verändert werden.

Durch die oben beschriebene Kombination wird auf einfache und wirksame Weise eine Abdichtung ermöglicht, die einen spiralförmig gewundenen Ring und einen Zentrierring aufweist.

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Claims

Patentansprüche

1. Kombination aus einem spiralig gewundenen

Dichtungsring und einem konzentrischen Zentrierring, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsring (3) vorgesehen ist, dass der Zentrierring (2) aus einem Werkstoff mit kleinem Kompressionskoeffizienten gefertigt ist, dass der Verbindungsring (3) zwischen benachbarten Umfangsflachen vom Zentrierring (2) und spiralförmig gewundenem Ring (1) angeordnet ist,und dass der Verbindungsring (3) dazu dient, die beiden konzentrischen Ringe (I₅2) zusammenzuhalten.

2. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsring (3) einen Streifen aus Metallblech aufweist, der längs de.r Umfangsf lache des Zentrierrings (2) mit demselben verbunden ist.

3. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsring (3) einen oder mehrere umfängliche Windungen eines Streifens aufweist, der auch die Spirale des spiralförmig gewundenen Rings bildet.

4. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsring eine oder zwei spiralförmig gewundene Windungen eines Streifens aufweist, der als besonderer Teil ausgebildet ist.

5. Kombination nach einem der Ansprüche 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der spiralförmig gewundene Ring einen spiralförmig gewundenen Streifen aufweist, der aus ähnlichem Werkstoff gefertigt ist wie der des Verbindungsrings.

6. Kombination nach einem der Ansprüche 3-5,

dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring den spiralförmig gewundenen Ring umgibt und dass der Streifen des Verbindungsrings quer zu seiner Längsrichtung gekrümmt ist, wobei die

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Krümmung konkav inbezug auf den Zentrierring ist, so dass der Verbindungsring längs dessen Umfangsflache mit dem Zentrierring in Eingriff steht, die dem spiralförmig gewundenen Ring benachbart ist.

7. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsring einen ringförmigen Streifen aufweist, der mit der Umfangsflache des Zentrierrings verbunden ist, wobei der ringförmige Streifen eine komplementäre Fläche darstellt, um mindestens mit einem Teil der Umfangsflache des spiralförmig gewundenen Rings komplementär in Eingriff zu kommen, und zwar mindestens über einen grösseren Teil des Umfangs des spiralförmig gewundenen Rings.

8. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsring eine Vielzahl von Eingriffsteilen aufweist, die mit der Umfangsflache des Zentrierrings verbunden sind, wobei jeder Eingriffsteil eine komplementäre Fläche für den komplementären Eingriff mit mindestens einem Teil der Umfangsflache des spiralförmig gewundenen Rings darstellt und wobei zwei der Eingriffsteile auf der Umfangsflache des Zentrierrings mindestens um einen Winkel von 180° versetzt sind.

9. Kombination nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring den sprialförmig gewundenen Ring umgibt, dessen äussere Umfangsflache nach ' aussen konvex geformt ist, wobei die komplementäre Fläche nach innen konkav geformt ist.

10. Kombination nach einem der Ansprüche 1-S,

dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsring mit dem spiralförmig gewundenen Ring mittels Schweisspunkten verbunden ist,

11. Kombination nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierring aus einem asbe-thaltigen Werkstoff mit hohem Elastizitätsmodul gefertigt is .

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