DE1944330B1 - Stopfbuechsenpackungen - Google Patents

Description

Packung dann zu weit in die Gehäusebohrung hineinragen würden, so daß sie möglicherweise unter der Wirkung des Bohrlochdruckes ausgeblasen werden. Dazu kommt noch, daß die radiale Bewegung der Einsätze und ihrer Flansche voraussetzt, daß im entspannten Zustand der Stopfbüchsenpackung zwischen den benachbarten Flanschkanten Zwischenräume vorgesehen werden müssen, so daß sich diese Flansche beim Einwärtsbewegen in Richtung auf die abzudichtende Gehäusebohrung nicht gegenseitig behindern. Dies setzt aber voraus, daß diejenigen Teile des Ringkörpers, die sich unterhalb der Zwischenräume befinden, ausgespart sein müssen, da sonst Teile des elastisch verformbaren Ringkörpermaterials beim Einwärtsbewegen der Flansche in die Zwischenräume gequetscht werden könnten, wodurch die Packung beschädigt werden oder zumindest ihre Dichtungsfunktion nicht voll erfüllen könnte (USA.-Patentschrift 2 609 836).

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die obigen Nachteile zu vermeiden und die Stopfbüchsenpackungen so auszubilden, daß sich das elastisch verformbare Ringkörpermaterial bei der Bewegung der steifen Einsätze in Richtung auf die Ringkörperbohrung nicht von den Einsätzen losreißt und daß die Einsätze ausreichend weit in die Gehäusebohrung hineingeführt werden können, um auch kleinere Rohre ausreichend abzudichten, ohne daß deshalb eine radiale Verlängerung der Einsätze und damit eine unerwünschte Durchmesservergrößerung der Packung erforderlich ist.

Dies wird erfindungsgemäß nun dadurch erreicht, daß der Flansch schräg zum Ringkörperradius angeordnet und durch an der Ringkörperaußenseite angreifende Radialkräfte zum Ringkörperradius hin verschwenkbar ist.

Auf diese Weise wird die effektive radiale Länge des Flansches so vergrößert, daß keine Veränderung der Stopfbüchsenabmessungen erforderlich ist. Die Anordnung des Flansches schräg zum Ringkörperradius im entspannten Zustand der Stopfbüchsenpackung ermöglicht es, daß eine wesentlich größere Flanschlänge in einem bestimmten Ringkörperdurchmesser untergebracht werden kann, als sie die bekannte Anordnung des Flansches auf dem Ringkörperradius bietet. Somit wird die Abstützung des elastischen Ringkörpermaterials wesentlich verbessert, ohne daß der Ringkörperdurchmesser vergrößert werden muß.

Sind die auf einem zentrisch zur Ringkörperbohrung liegenden Kreis befindlichen Einsätze mit flachen Rippen versehen (USA.-Patentschrift 2 609 836), so hat es sich, gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgegenstandes, im wesentlichen als zweckmäßig erwiesen, diese Rippen so zu formen, daß sie sich parallel zur Längsachse der Ringkörperbohrung erstrecken und parallele Seiten haben, welche spitzwinklig zu dem sich durch die Seiten der Rippen erstreckenden Ringkörperradius verlaufen. Diese Rippen erfüllen dann die Aufgabe der Flansche, indem sie sich beim Zusammenpressen der Packung zum Ringkörperradius hin drehen und dadurch die wirksame Länge der für die Abstützung des elastischen Ringkörpermaterials zur Verfügung stehenden Fläche vergrößern und verhindern, daß das Ringkörpermaterial von den Rippen losreißt, weil die Grenzflächen zwischen dem Ringkörpermaterial und dem steifen Material der Einsätze keiner übermäßig-starken Schub- und Scherbelastung ausgesetzt werden und so angeordnet werden können, daß sie während der Einwirkung der Radialkräfte auf den Ringkörper in Ebenen geringster Beanspruchung liegen.

• Wenn sich die Flansche, wie dies bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes der Fall ist, in Richtung auf die Ringkörperbohrung verjüngen und mit ihren benachbarten Seitenkanten gleitend berühren, so wird dadurch die Gleichmäßigkeit der Drehbewegung der Flansche unter der Einwirkung von Radialkräften verstärkt, so daß Gewähr dafür gegeben ist, daß alle Flansche jederzeit mit dem Ringkörperradius einen einzigen bestimmten Winkel einschließen. Das Verschwenken der Flansche durch die Radialkräfte kann dabei so weit erfolgen, bis ihre Seitenkanten etwa radial zur Ringkörperbohrung angeordnet sind.

Bei einer Stopfbüchsenpackung der gattungsmäßigen Art läßt sich, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung, die Abdichtung zwischen Ringkörper und Gehäusebohrung dadurch noch verbessern, daß die Endfläche des Ringkörpers annähernd in derselben Ebene liegt wie die Oberseite des Flansches und daß sie den Flansch als ringförmige Dichtungsfläche umgibt, die mit der Wand der Gehäuseaussparung in Berührung steht, in der der Ringkörper angeordnet ist. Zwar ist es bei Stopfbüchsenpackungen der gattungsgemäßen Art an sich bekannt (USA.-Pätentschrift 2 246 709), die Abdichtung zwischen Packungskörper und Gehäusebohrung am äußeren Umfang der Packung vorzunehmen, jedoch bietet die Abdichtung an den Ringkörperendflächen gegenüber der bekannten Art schon deshalb Vorteile, weil beim Zusammenpressen der Packung auch eine Verformung des Ringkörpermaterials in Axialrichtung stattfindet, die sich, wie hier vorgeschlagen, zur Herbeiführung der erforderlichen Abdichtung zwischen Gehäuse und Packung ausnutzen läßt.

- Wird bei der letztgenannten Ausbildung des Erfindungsgegenstandes die Stopfbüchsenpackung in das Gehäuse eines ringförmigen Ausblasventils eingebaut, dann kann die den Ringkörper umgebende ringförmige Gehäuseaussparung Teil einer sich durch das Gehäuse erstreckenden Bohrung sein, die mit der Ringkörperbohrung axial fluchtet, wobei sich die der Ringkörperbohrungsachse zugewandten Enden der Flansche in entspanntem Zustand der Packung im wesentlichen außerhalb des Querschnitts der Gehäusebohrung befinden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen, ringförmigen Ausblasventils, gesehen von oben und von der Seite, wobei zur Sichtbarmachung eines in der Bohrung der nicht zusammengedrückten Packung befindlichen Rohres ein Teil entfernt ist,

Fig. 2 erne senkrechte Schnittansicht durch das Ausblasventil von Fig. 1, längs der Linie 2-2 in Fig.l,

Fig. 2A eine Teildraufsicht auf die Packung des in den Fig.l und 2 gezeigten Ventils, und zwar längs der Linie 2A-2A in F i g. 2, wobei die Packung sich in ihrer nicht zusammengedrückten Lage befindet und in unterbrochenen Linien die Rippen ihrer steifen Einsätze zu sehen sind,/ ,.

F i g. 3 eine senkrechte Schnittansicht durch einen Teil der Packung in einem größeren Maßstab, längs der Linie 3-3 in Fig. 2A,

Fi g. 4 eine Querschnittsansicht in einem größeren Maßstab, längs der Linie 4-4 in Fig. 2, die eine Verbindung zwischen den benachbarten Packungseinschnürteilen zeigt, die deren Radialbewegung gleichzeitig vor sich gehen läßt, Fig. 5 eine der Fig. 2 ähnliche, senkrechte Teil-

Fig. 6A eine Draufsicht auf die Packung längs der Linie 6A-6A in Fig. 6, wobei jedoch die Packung sich in der in F i g. 6 gezeigten, zusammengedrückten Lage befindet,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines steifen Einsatzes,

F i g. 8 eine waagerechte Schnittansicht des Einsatzes längs der Linie 8-8 in Fig. 7,

zwischen "einem solchen Körper und der Bohrung 22 verschlossen wird oder alternativ dazu die Dichtung sich mit sich selbst abdichtet, um ein offenes Loch zu verschließen.

Das Gehäuse 21 besteht aus einem Körper 25, dessen senkrechter Halbierungsquerschnitt etwa L-f örmig ausgebildet ist, so daß um seinen Innenraum ein sich nach oben zu öffnender Sims entsteht, und ein Deckel 26 über dem oberen Ende des Körpers

Schnittansicht des Ventils, wobei jedoch die Packung io 25 anordbar ist, um um die Bohrung 22 eine ringnach innen gedrückt, ist, um das in der Bohrung des förmige Aussparung 27 zu bilden. Der Deckel 26 hat Gehäuses befindliche Rohr ringsherum abzudichten, eine Durchgangsbohrung 22 a, die eine Fortsetzung Fig. 5A eine der Fig. 2A ähnliche Draufsicht einer durch das untere Ende des Körpers 25 laufender Packung, längs der Linie 5A-5A in Fig. 5, wo- den Bohrung22& darstellt, so daß die beiden Bohbei jedoch die Packung sich in der in F i g. 5 ge- 15 rungen die durch das Gehäuse sich erstreckende zeigten, zusammengedrückten Lage befindet, Bohrung 22 bilden. Der Körper 25 weist einen weiter

F i g. 6 ein anderer Teilschnitt, ähnlich dem von unten beschriebenen Brückenring 40 auf, und der F i g. 5, wobei jedoch der Packungsring eine noch Deckel 26 sowie die Oberseite des Ringes bilden die weiter zusammengedrückte oder verengte Lage ein- oberen und unteren Enden 27 σ und 27 & der Ausnimmt, um ein offenes Loch in der Bohrung des 20 sparung. Die Außenwand der Aussparungen 27 liegt Ventilgehäuses zu schließen, konzentrisch zur Bohrung 22 des Gehäuses, und die

Enden 27 a und 27 & der Aussparung stehen lotrecht zur Achse der Aussparung.

Der Deckel 26 ist an dem oberen Ende des Körpers 25 25 mit einer Reihe Kopfschrauben 28 befestigt, die sich durch in dem Deckel vorhandene Löcher erstrecken und mit in dem Körper 25 vorgesehenen Gewindelöchern 29 in Eingriff 'bringbar sind. In dem Deckel 26 vorgesehene Gewindelöcher 30 nehmen

Fig. 9 eine Teildraufsicht auf eine andere Aus- 30 Augen auf, mit denen der Deckel durch Anheben in führungsform der Packung, wobei sich die Packung und außer Einbaulage gebracht werden kann. Ein in ihrer nicht zusammengedrückten Lage befindet O-Ring 31, der sich um einen verjüngten, unteren und in unterbrochenen Linien die Rippen ihrer Endteil des Deckels erstreckt, dichtet den Deckel steifen Einsätze sichtbar sind, gegen eine innere Ringwand 32 des Körpers 25 über

Fig. 10 eine senkrechte Schnittansicht der Pak- 35 der Aussparung 27 ab.

kung von Fig. 9 längs der Linie 10-10 in Fig. 9, In der Aussparung27 des Ventilgehäuses 21 ist

F i g. Il eine perspektivische Ansicht des steifen eine Packung 33 angeordnet, die sich zwischen einer

Einsatzes der in den F i g. 9 und 10 gezeigten nicht zusammengepreßten oder verengten Lage, in

Packung, der ihre Bohrung 35 im wesentlichen mit der Ge-

F i g. 12 eine waagerechte Schnittansicht des Ein- 40 häusebohrung 22 axial fluchtet, wie am besten aus

satzes von Fig. 11 längs der Linie 12-12 in Fig. 11 den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, und einer zusam-

und mengedrückten oder verengten Lage bewegen läßt,

Fig. 13 eine schematische Darstellung der Art in der ihre Bohrung35 in radialer Richtung nach

und Weise, in der sich die Ausrichtung der Rippe innen in die Gehäusebohrung hineingeschoben ist, des steifen Einsatzes innerhalb der Packung bestim- 45 um eine Abdichtung um das Rohr P zu bewirken, men läßt, damit ihre entgegengesetzten Seiten in wie dies in F i g. 5 gezeigt wird, oder um sich mit sich Ebenen geringster Beanspruchung angeordnet werden. selbst abzudichten, wenn die Bohrung leer ist, wie

Das Ventil wird in seiner Gesamtheit mit dem am besten aus Fig. 6 ersehen werden kann. Bezugszeichen 20 bezeichnet und weist ein Gehäuse Wie im folgenden im einzelnen beschrieben wird,

21 von ringförmiger Gestalt auf, durch das eine 50 wird die Packung mit Hilfe einschnürender oder verzylindrische Bohrung 22 axial hindurchläuft. Ge- engender Teile bewegt, zu denen sich seitlich erstreckende Segmente 36 gehören, die um die Außenseite der Packung in der Aussparung 27 angeordnet sind iind sich mit Hilfe der hydraulisch gesteuerten 55 Kolben radial nach innen und nach außen bewegen lassen.

Die Packung 33 ist zylindrisch geformt, wobei ihre Außenseite und die Bohrung 35 konzentrisch liegen, während ihre Enden 37 und 38 lotrecht zu der Achse

hinein erstrecken. Andererseits kann eine Kelly-Mit- 60 der Bohrung 35 angeordnet sind. Die Packung paßt nehmerstange oder ein anderer unrunder Körper sich genau in die oberen und unteren Enden 27 a, 27 & durch die Bohrung 22 des Ausblasventils erstrecken. der Aussparung, und, wie am besten aus Fig. 2 Des weiteren kann die Bohrung leer sein, so daß sie ersichtlich ist, wenn sie nicht zusammengedrückt ist, ein »offenes Loch« bildet. Wie in diesem Zweig der befinden sich die Segmente 36 mit ihren inneren, geTechnik bekannt ist, kann das Ventil möglicherweise 65 bogenen Flächen neben der Außenseite der Packung zur Abdichtung des in dem Loch befindlichen Kör- und mit ihren äußeren gebogenen Flächen neben pers, beispielsweise des Rohres P oder der Mit- der Außenseite der Aussparung 27. Die Bohrung 22 b nehmerstange, benutzt werden, so daß der Ringraum des Gehäuses steht mit dem in radialer Richtung

windelöcher 23 und Ringnuten 24 sind an beiden Enden des Gehäuses für seine axiale Verbindung und Abdichtung mit anderen, nicht gezeigten Bohrlochkopfelementen vorgesehen.

Wenn das Ventil 20 auf diese Weise als ein Teil des Bohrlochkopfes angeschlossen ist, kann ein Bohrrohr P, das einen Teil des Bohrstrangs bildet, sich durch die Bohrung 22 hindurch und in das Bohrloch

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äußeren Teil der Aussparung 27 hinter der Außen- auseinanderzutreiben. Dieses Druckmittel wird über

seite der Packung über eine Reihe von Schlitzen 39 eine Leitung 75 α zugeführt, die mit einem ringför-

in Verbindung, die sich in einem Brückenring 40 migen Strömungskanai76 in Verbindung steht, der

befinden, so daß der Bohrlochdrack auf die Außen- von der Unterseite des Körpers 25 aus eingeformt

seite der Packung einwirken kann. 5 ist und von einem mit dem Körper verschweißten

Die verengenden Segmente 36 sind rund um den Ring 77 abgedeckt wird. Einzelne Durchgangsicanäle

Umfang mit Abstand angeordnet, so daß sie sich 78 verbinden dann den Kanal 76 mit dem inneren

radial nach innen bewegen können, um die Packung Ende jedes Zylinders 64.

zu verengen oder zusammenzudrücken. Wie aus Die Packung 33 weist einen massiven Ringkörper F i g. 4 ersichtlich ist, werden sie mit Hilfe von Stiften io 34 aus gummiartigem Material auf, durch den die 60 veranläßt, sich gemeinsam zu bewegen. Die Stifte Bohrung 35 der Packung läuft und in dem sich, in 60 verbinden die entgegengesetzten Enden der be- einem Kreis angeordnet, eine Reihe steifer Einsätze nachbarten Segmente. Das eine Ende des Stiftes ist 41 befinden, die von dem einen Ringkörperende somit in eine Fassung 61 eingeschraubt, die sich in zum anderen sich durch den Ringkörper hindurch dem einen Segment befindet, während das andere 15 erstrecken. Jeder derartige Einsatz ist mit idem Ring-Stiftende verschiebbar in einer Fassung 62 des be- körper verbunden und weist eine Rippe 42 auf, die nachbarten Segmentes sitzt. Jedes Segment wird mit an jedem Ende einen Flansch 43 hat, der die Rippe Hilfe eines Kolbens 63 bewegt, der einen Dichtungs- an allen Seiten überragt, wie am besten aus den ring 69 hat, welcher in einem Zylinder 64 gleitet. Der Fig. 7 und 8 ersichtlich ist. Die Rippen sind etwa Zylinder 64 erstreckt sich von der Außenseite des 20 in der Mitte zwischen der Bohrung 35 und der Körpers 25 des Gehäuses 21 nach innen. Jeder KoI- Außenseite des Ringkörpers angeordnet, während die ben steht mit einem Segment 36 über eine Kolben- Flansche mit ihren radial innersten Enden 43 a mit stange 66 in Verbindung, die einen Zapfen 65 auf- der Bohrung bündig abschließen, wenn der Ringweist, der zwischen einer Fassung im inneren Ende körper nicht zusammengedrückt wird,
der Stange und einer zentralen Bohrung in dem 25 Die radial äußersten Enden 43 b der Flansche 43 Segment eine Gewindeverbindung herstellt. Jede liegen innerhalb der Außenseite des Ringkörpers, so Stange 66 läuft durch eine Dichtung, beispielsweise daß an jedem Ende des Ringkörpers ein ringförmiger eine O-Ring-Dichtung 67, die in einer Öffnung 68 Teil bleibt, der die Flansche umgibt. Wie am besten sitzt, welche zwischen der Aussparung27 und einem aus Fig. 3 ersichtlich ist, ragt jeder ringförmige Teil Zylinder 64 durch das Gehäuse 25 läuft. Nach Ent- 30 bei 44 über die benachbarte Stirnfläche der Flansche fernung des Deckels 26 von dem Körper 25 des Ge- 43 hinaus, um mit der gegenüberliegenden Stirnfläche häuses läßt sich die Packung 33 entweder aus der der Aussparung 27 in Berührung zu kommen. Durch Aussparung 27 herausheben oder in sie einstecken. Einwärtsbewegen der Segmente 36 wird die Packung Wenn die Packung aus der Aussparung entfernt ist, verengt oder zusammengedrückt, wodurch der obere sind die Segmente 36 zugänglich, so daß sie ausge- 35 Vorsprung nach oben gegen das obere Ende der tauscht oder repariert werden können. So ermöglicht Aussparung gedrückt wird, um auf diese Weise die die Gewindeverbindung jedes Zapfens 65 mit der Wirkung des Bohrlochdruckes auf das untere Ende Kolbenstange eine Trennung der Kolbenstange von der Packung zu ergänzen.

dem Zapfen, so daß das Segment herausgezogen Obgleich die vorstehenden Oberflächen auf dem

und aus seiner Betriebsstellung in der Aussparung 27 40 unteren Ende des ringförmigen Körpers ebenfalls

entfernt werden kann. eine Dichtung gegen das untere Ende 27 δ der Aus-

Die äußeren Enden der Zylinder 64 werden von sparung bilden können, ist der untere Teil 22 & der einem Ring 70 abgedeckt, der den Körper 25 um- Bohrung trotzdem durch Schlitze 39 mit der Ausgibt und auf einer Schulter 71 sitzt. Dieser Ring wird sparung hinter dem Ringkörper verbunden. Auf normalerweise durch einen Stift 70 α daran gehindert, 45 diese Weise wirkt sich der Bohrlochdruck auch auf sich nach oben zu bewegen. Der Stift 70 α ist an dem die Aussparung 27 hinter der Außenwand des Ring-Deckel 26 entfernbar befestigt. Wenn jedoch der Stift körpers aus. Da die vorstehende Oberfläche auf dem entfernt worden ist, läßt sich der Ring aus der Stel- oberen Ende des Ringkörpers gegen das obere Ende lung, in der er die Zylinder 64 schließt bzw. abdeckt, 27 a der Aussparung abgedichtet ist, wirkt die Druckherausheben oder in diese Stellung absenken. Wenn 5° differenz zwischen diesem Bohrlochdruck und dem der Ring 70 hochgehoben wird, gibt er den Zugang Atmosphärendruck im oberen Teil 22 α der Bohrung zu irgendeinem oder allen Kolben 63 frei, so daß über einen beträchtlichen Teil der Höhe der Packung, diese ausgetauscht oder repariert werden können. um auf diese Weise die von den Antrieben der Seg-Auf Grund der Gewindeverbindung zwischen der mente 36 ausgehende Kraft, mit der der Ringkörper Kolbenstange 66 und dem Zapfen 65 kann der KoI- 55 in 'der zusammengedrückten Lage gehalten wird, zu ben so gedreht werden, daß er sich von dem Zapfen ergänzen.
65 löst und aus dem Zylinder 64 herausziehen läßt. Insofern als die Packung in bezug auf ihre beiden

Den Körper 25 umfassende Dichtungsringe 72 und Stirnflächen symmetrisch ausgebildet ist, läßt sie sich 73 über und unter den Zylindern 64 dichten den in der Aussparung 27 des Gehäuses mit jeder der Ring 70 ab, so daß um den Kolben 63 ein Ringraum 60 beiden Stirnflächen nach oben gerichtet anordnen, entsteht, in den über eine Leitung 74, die mit einem Auf diese Weise kann sie, falls eine obere vorherangeführten Kanal 75 in Verbindung steht, Druck- stehende Fläche beschädigt wird, umgewendet wermittel eingeleitet werden kann. Dieses Druckmittel den, so daß die wirksame Lippe an ihrem oberen drückt die Kolben nach innen und damit die Ende angeordnet wird.
Packung zusammen. 65 Wenn die Packung zusammengedrückt oder ver-

Alternativ dazu kann Druckmittel in die Zylinder engt wird, werden auch die steifen Einsätze 41 nach

64 auf der Innenseite der Kolben 63 eingeleitet wer- innen bewegt, obgleich in einem geringeren Maße

den, um sie nach außen zu drücken und die Packung als der Ringkörper selbst. Das heißt, wie aus einem

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Vergleich der Fig. 1 und 2 mit den Fig. 5 und 6 Seiten aufweist und von einem Radius des Ringhervorgeht, beim Zusammendrücken der Packung körpers zweigeteilt wird. Wie in den F i g. 9 und 10 wird der senkrechte Mittelteil 'ihrer Bohrung 35 in gezeigt, sind die gegenüberliegenden Seiten der radialer Richtung nach innen an den innersten Enden Flansche 143 mit Abstand getrennt, wobei sich in 43 a der Flansche 43 der Einsätze vorbeibewegt. 5 der nicht zusammengedrückten Lage der Packung Wenn die steifen Einsätze sich nach innen bewegen, kein Gummi zwischen ihnen befindet, so daß die schieben sich diese innersten Enden in die Bohrung Seite der Flansche sich rund um den Umfang auf-22 des Gehäuses hinein, so daß ein Teil des Ring- einander zu bewegen können, sobald die Flansche körpers, der in die Bohrung 22 hineinbewegt worden sich in Radialrichtung nach innen verschieben,
ist, überhängt, wodurch die Wahrscheinlichkeit dafür, io Die entgegengesetzten Seiten der Rippe 142 jedes daß der Ringkörper an den Flanschen vorbei- Einsatzes sind parallel zueinander und in bezug auf gequetscht wird, vermindert wird. die Radien des Ringkörpers, die derartige Seiten

Wie aus Fig. 2A ersichtlich ist, sind die Flansche schneiden, in einem Winkel angeordnet und damit 43 in bezug auf die Bohrung der Packung schief auch in einem Winkel bezüglich der radialen, senkgestellt, wenn die Packung nicht zusammengedrückt 15 rechten Ebene, .die die Flansche an jedem Ende der wird. Somit verläuft die Achse jedes Flansches, d. h. Rippe halbiert. Im einzelnen heißt das, daß die enteine den Flansch vom einen Ende zum anderen zwei- gegengesetzten Seiten der Rippe 142 annähernd in mal schneidende Ebene, in einem spitzen Winkel zu Ebenen der geringsten Beanspruchung des Gummis einem Radius der Packung, der durch den Flächen- des Ringkörpers liegen, während sich der Ringkörper Schwerpunkt des Flansches geht. Da durch Zusam- zo unter Einwirkung von Radialkräften von der nicht mendrücken des Ringkörpers dessen innere Enden zusammengedrückten Lage in die zusammengedrückte in einem stärkeren Maße radial nach .innen bewegt Lage bewegt, so daß dadurch die Wahrscheinlichkeit werden, als seine äußeren Teile und die steifen Ein- eines Bruches der Verbindung zwischen den Rippen sätze 41 mit dem Ringkörper verbunden sind, ver- und dem Ringkörper mit der daraus entstehenden schwenken sich die Flansche in bezug auf die 25 Verringerung der wirksamen Lebensdauer des Ring-Packungsbohrung in eine mehr radiale Richtung. körpers vermindert wird.

Somit schwenken die Flansche, wie aus der Zeich- Ein Näherungswert der Winkel, den derartige

nung ersichtlich ist, aus der schiefen Lage von Ebenen mit einem Radius des Ringkörpers ein-

Fi g. 2 A, die sie einnehmen, wenn die Packung nicht schließen, läßt sich von dem Fachmann leicht für

zusammengedrückt ist, also entlastet ist, in eine mehr 30 bestimmte Fälle ermitteln. In Fig. 13 ist dafür eine

radiale Lage, wenn die Packung zusammengedrückt Möglichkeit aufgezeigt. Somit wird, da durch das

wird, um sich gegenseitig selbst abzudichten, wie dies Zusammendrücken des Ringkörpers sich seine inne-

aus Fig. 6A ersehen werden kann. ren Teile eine größere Strecke nach innen bewegen

Somit vergrößert sich die effektive radiale Länge als seine äußeren Teile, die mittlere Zone des Ring-

jedes Flansches, d. h. der radiale Abstand zwischen 35 körpers, die jede Rippe 142 umgibt, veranlaßt, wäh-

den in Radialrichtung innersten und äußersten Enden rend des Zusammendrückens ihre Form zu ändern.

43A und 43B des Flansches, während des Zusam- Wie beispielsweise aus Fig. 13 ersichtlich ist, wird

mendrückens oder Verengens der Packung. Dies ge- eine kreisrunde Fläche A des Ringkörpers, deren

schieht im Gegensatz zu dem Verhalten der ur- Durchmesser gleich der Länge der Rippe 142 in

sprünglichen radial angeordneten Flansche, wie sie 40 ihrer nicht zusammengedrückten Lage ist, beim Zu-

bei den Packungen der eingangs genannten Patent- sammendrücken zu einer etwa eiförmigen Fläche B

schrift vorhanden sind, die unter allen Zusammen- verformt.

drückstärken der Packung die gleiche effektive, Obgleich eine derartige Verformung dieser Fläche

radiale Länge aufweisen. Infolgedessen nehmen die erfolgt, bleiben doch zwei Durchmesser der Fläche A

steifen Einsätze der hier beschriebenen Packung für 45 in ihrer Länge während des Übergangs der Fläche A

ein bestimmtes Ausmaß des nachfolgenden Über- zur Fläche B konstant. Jeder dieser Durchmesser

hängens anfänglich weniger Raum in Anspruch. bildet eine annähernd senkrechte Ebene geringster

Wie bei der Packung der obengenannten Patent- Beanspruchung.

schrift so kann sich auch hier der den Ringkörper Offensichtlich hängt die Lage dieser Ebenen der bildende Gummi frei zwischen den kreisförmig mit 50 geringsten Beanspruchung und damit die Anordnung Abstand nebeneinander angeordneten Rippen 42 be- der Rippen von dem Ausmaß ab, in dem der Ringwegen, wenn die Packung zusammengedrückt wird. körper während der Benutzung zusammengedrückt Im Unterschied zu der bekannten Packung jedoch oder verengt wird. In der Praxis ist es jedoch mögberühren sich die Seiten der Flansche 43 benach- lieh, die Ebenen geringster Beanspruchung der überbarter Einsätze 41 gegenseitig, und zwar sowohl in 55 wiegenden Verwendung des Ausblasventils entsprenicht zusammengedrücktem als auch im zusammen- chend anzulegen, wobei beispielsweise die übergedrückten Zustand des Ringkörpers. Somit wird, wiegende Verwendung in der Abdichtung um ein wie bereits beschrieben wurde, der Gummi an den Bohrrohr gegebener Größe liegen kann. Es hat sich entgegengesetzten Enden des Ringkörpers daran ge- herausgestellt, daß sich dann ausgezeichnete Ergebhindert, sich zwischen die Flansche zu quetschen. 60 nisse erhalten lassen, wenn die Seiten der Rippe unter Außerdem kann sich kein einziger Flansch an einem einem Winkel von etwa 45° zu dem Radius liegen, Ende des Ringkörpers frei in bezug auf die übrigen der diese Seiten teilt.

Flansche bewegen, so daß sich tatsächlich alle - Bei der in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Packung

Flansche und damit die Einsätze gleichzeitig bewegen. sind die entgegengesetzten Seiten der Rippe 42 jedes

Bei der in den Fig. 9 bis 13 dargestellten Packung 65 Einsatzes auch parallel zueinander und mit der senksind die Flansche 143 der Einsätze in bezug auf die rechten Ebene, die jede Rippe teilt, unter einem Achse des Ringkörpers radial so angeordnet, daß spitzen Winkel zu dem Radius des Ringkörpers anjeder Flansch nach außen auseinanderstrebende geordnet, der durch das Zentrum der Rippe läuft.

Darüber hinaus sind die entgegengesetzten Seiten der Rippe 42 annähernd in Ebenen angeordnet, in denen der Gummi des Ringkörpers während der Ringkörperbewegung aus dem nicht zusammengedrückten hi den zusammengedrückten Zustand der geringsten Beanspruchung ausgesetzt ist, so daß die Wahrscheinlichkeit eines Bruches der Bindung zwischen den Rippen und dem Ringkörper mit der sich daraus ergebenden Verringerung seiner effektiven Lebensdauer vermindert wird.
Diese Ebenen geringster Beanspruchung können

sich unter einen spitzen Winkel auf beiden Seiten des Radius erstrecken. Für den Fall der Einsätze 41, die als Ganzes während des Zusammendrückens des Ringkörpers in Richtung auf eine mehr radiale Lage schwenken, werden die Seiten der Rippe vorzugsweise so angeordnet, daß sie ebenfalls in eine radialere Lage geschwenkt werden, sobald der Ringkörper zusammengedrückt wird. Auf diese Weise stehen die Rippen den Einsätzen 41 nicht hindernd im Wege, wenn sich die Einsätze als Ganzes in radialere Stellungen verdrehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Zustand der Packung im wesentlichen außerhalb Patentansprüche: des Querschnitts der Gehäusebohrung (22) be finden.

1. Stopfbüchsenpackung mit einem Ringkörper

aus verformbarem Material, in dem auf einem 5

zentrisch zur Ringkörperbohrung liegenden Kreis
Einsätze aus steifem Material nebeneinander

angeordnet sind, die unter der Einwirkung von Die Erfindung betrifft eine Stopfbüchsenpackung

Radialkräften zusammen mit dem sich verformen- mit einem Ringkörper aus verformbarem Material, den Ringkörpermaterial in Richtung auf die Ring- io in dem auf einem zentrisch zur Ringkörperbohrung körperbohrang verschiebbar sind und mit wenig- liegenden Kreis Einsätze aus steifem Material nebenstens einem sich in Richtung auf die Ringkörper- einander angeordnet, sind, die unter der Einwirkung bohrung erstreckenden, an einer der beiden von Radialkräften zusammen mit dem sich verfor-Ringkörperstirnseiten liegenden Flansch versehen menden Ringkörpermaterial in Richtung auf die sind, dadurch gekennzeichnet, daß der 15 Ringkörperbohrung verschiebbar sind und mit Flansch (43) schräg zum Ringkörperradius ange- wenigstens einem sich in Richtung auf die Ringordnet und durch an der Ringkörperaußenseite körperbohrung erstreckenden, an einer der beiden angreifende Radialkräfte zum Ringkörperradius Ringkörperstirnseiten liegenden Flansch versehen hin verschwenkbar ist. sind und auf eine Stopfbüchsenpackung mit einem

2. Stopfbüchsenpackung mit einem Ringkörper 20 Ringkörper aus verformbarem Material, in dem auf aus verformbarem Material, in dem auf einem einem zentrisch zur Ringkörperbohrung liegenden zentrisch zur Ringkörperbohrung liegenden Kreis Kreis flache Rippen aufweisende Einsätze aus steifem flache Rippen aufweisende Einsätze aus steifem Material nebeneinander angeordnet sind, die unter Material nebeneinander angeordnet sind, die der Einwirkung von Radialkräften zusammen mit unter der Einwirkung von Radialkräften zusam- 25 dem sich verformenden Ringkörpermaterial in Richmen mit dem sich verformenden Ringkörper- tung auf die Ringkörperbohrung verschiebbar sind,
material in Richtung auf die Ringkörperbohrung Bei einer bekannten Stopfbüchsenpackung sind die verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Einsätze verwendeten Flansche radial ausgerichtet die Rippen (142) sich parallel zur Längsachse der und behalten auch dann ihre Radiallage bei, wenn Ringkörperbohrung (35) erstrecken und parallele 30 der Ringkörper unter dem Einfluß von Radialkräften Seiten haben, welche spitzwinklig zu dem sich zur Abdichtung des durch die Stopfbüchsenpackung durch die Seiten der Rippen (142) erstreckenden geführten Rohrkörpers zusammengepreßt wird. Da-Ringkörperradius verlaufen. durch besteht die Gefahr, daß sich das elastisch ver-

3. Stopfbüchsenpackung nach Anspruch 1, da- formbare Material des Ringkörpers von den festeren durch gekennzeichnet, daß sich die Flansche (43) 35 Einsätzen löst, wodurch die Packung beschädigt wird, in Richtung auf die Ringkörperbohrung (35) ver- Um diesen Nachteil zu vermeiden, könnte die Abjüngen und mit ihren benachbarten Seitenkanten Stützung des elastisch verformbaren Materials durch gleitend berühren. radiale Verlängerung der Flansche vergrößert wer-

4. Stopfbüchsenpackung nach Ansprach 3, da- den, was aber zur Folge hätte, daß sich der Durchdurch gekennzeichnet, daß die Flansche (43) 40 messer des gesamten Ringkörpers vergrößert oder die durch die Radialkräfte so weit verschwenkbar Ringkörperbohrung entsprechend verkleinert werden sind, daß ihre Seitenkanten etwa radial zur Ring- müßte. Ersteres hätte zur Folge, daß die Stopfkörperbohrung (35) angeordnet sind. büchsenpackung einen größeren Raum beansprucht,

5. Stopfbüchsenpackung nach den An- der beispielsweise in Ausblasventilen, wie sie zur sprächen 1, 3 und 4 mit einem Ringkörper aus 45 Steuerung des Druckes von Erdöl- und Erdgasbohr-

■ verformbarem Material, in dem auf einem zen- löchern verwendet werden, gewöhnlich nur begrenzt irisch zur Ringkörperbohrung liegenden Kreis zur Verfugung steht. Eine Verkleinerung der Ring-Einsätze aus steifem Material nebeneinander an- körperbohrung wird aber in nachteiliger Weise den geordnet sind, die unter, der Einwirkung von für die Förderrohre zur Verfügung stehenden Stopf-Radialkräften zusammen mit dem sich verformen- 50 büchsenbohrungsquerschnitt verkleinern,
den Ringkörpermaterial in Richtung auf die Ring- Ferner hat sich bei dieser bekannten Konstruktion körperbohrung verschiebbar sind, dadurch ge- als nachteilig erwiesen, daß die Einsätze innerhalb kennzeichnet, daß die Endfläche (44) des Ring- des Ringkörpers einen verhältnismäßig weiten Weg körpers (34) annähernd in derselben Ebene liegt. in radialer Richtung zurücklegen müssen, bis sie die wie die Oberseite des Flansches (43, 143) und 55 verlangte Abdichtung herbeiführen, so daß erhebdaß sie den Flansch als ringförmige Dichtungs- liehe Stellkräfte und Stellwege für die außen an der fläche umgibt, die mit der Wand (27 a) der Ge- Packung angreifenden Kolben erforderlich sind, die häuseaussparung (27) in Berührung steht, in der nur durch eine entsprechende Querschnittsvergrößeder Ringkörper (34) angeordnet ist. rung der gesamten Stopfbüchsenpackung ermöglicht

6. Stopfbüchsenpackung nach Anspruch 5 zum 60 werden.

Einbau in das Gehäuse eines ringförmigen Aus- Schließlich läßt sich auch auf Grund der nach-

blasventils, dadurch gekennzeichnet, daß die den teiligen Querschnittsvergrößerung der Packung die

Ringkörper (34) umgebende ringförmige Ge- an sich zur Anpassung des Dichtungsquerschnitts an

häuseaussparung (27) Teil einer sich durch das verschiedene Rohrdurchmesser notwendige radiale Gehäuse erstreckenden Bohrung ist, welche mit 65 Verlängerung und ihrer an der Ringkörperstirnseite

der Ringkörperbohrung (35) axial fluchtet, wobei gelegenen Flansche bei der bekannten Konstraktion

sich die der Ringkörperbohrungsachse zugewand- nicht in dem erforderlichen Umfang vornehmen, weil

ten Enden der Flansche (43,143) im entspannten die Enden der Flansche im Abdichtungszustand der