DE102013108728A1 - Sealing ring, sealing arrangement and method for mounting a sealing ring - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring mit zwei einander gegenüberliegenden Anlageflächen (2) und einer Umfangsfläche zwischen den Anlagenflächen (2). Erfindungsgemäß ist an der Umfangsfläche eine Dehnungsmesseinrichtung zur Bestimmung einer Umfangsänderung bei einer Kraftbeaufschlagung angeordnet. Gegenstand der Erfindung sind auch eine Dichtungsanordnung mit zwei Flanschen, dem Dichtungsring und einer elektronischen Anzeige- und/oder Steuereinrichtung (7) sowie ein Verfahren zur Montage des Dichtungsringes.The invention relates to a sealing ring with two opposing contact surfaces (2) and a peripheral surface between the contact surfaces (2). According to the invention, an expansion measuring device is arranged on the peripheral surface for determining a change in circumference during a force application. The invention also relates to a sealing arrangement with two flanges, the sealing ring and an electronic display and / or control device (7) and a method for mounting the sealing ring.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dichtungsring mit zwei einander gegenüberliegenden Anlageflächen und einer Umfangsfläche zwischen den Anlageflächen. Gegenstand der Erfindung sind des Weiteren eine Dichtungsanordnung mit dem Dichtungsring, zwei Flanschen und einer elektronischen Anzeige und/oder Steuereinrichtung sowie ein Verfahren zur Montage des Dichtungsrings.The invention relates to a sealing ring with two opposing contact surfaces and a circumferential surface between the contact surfaces. The invention further relates to a sealing arrangement with the sealing ring, two flanges and an electronic display and / or control device and a method for mounting the sealing ring.

Die Erfindung bezieht sich auf einfache ringförmige Dichtungen, die in der Regel als Standardprodukt in einer Massenfertigung hergestellt werden. So sind übliche Dichtungs- und Flanschmaße von ringförmigen Dichtungen und Flanschen Gegenstand entsprechender Normungen. Wie bei anderen Massenartikeln ist bei diesen Produkten ein besonderes Augenmerk auf die Kosten zu richten. Gleichzeitig dürfen aber die im Bereich von Leitungssystemen zum Teil sehr hohen Sicherheitsanforderungen nicht außer Acht gelassen werden.The invention relates to simple annular seals, which are usually produced as a standard product in a mass production. So usual seal and flange dimensions of annular seals and flanges are the subject of appropriate standards. As with other mass-produced articles, these products must pay particular attention to the costs. At the same time, however, the safety requirements that are sometimes very stringent in the area of piping systems must not be ignored.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf Dichtungsringe, die rotationssymmetrisch oder zumindest weitgehend rotationssymmetrisch sind. Des Weiteren weist der Dichtungsring überlicherweise einen Grundkörper aus Metall auf, wobei der Dichtungsring auch vollständig aus dem Grundkörper gebildet sein kann. Bei einer solchen Ausgestaltung liegt also eine Ganzmetall-Dichtung vor.The present invention relates in particular to sealing rings which are rotationally symmetric or at least substantially rotationally symmetrical. Furthermore, the sealing ring usually has a base body made of metal, wherein the sealing ring can also be formed completely from the base body. In such an embodiment, therefore, an all-metal seal is present.

Wesentliches Kriterium bei der Verwendung eines Dichtungsringes bzw. eines Flanschdichtungsringes ist die an den Dichtflächen wirkende Flächenpressung, die abhängig von dem abdichtenden Material in geeigneter Weise eingestellt werden muss. Bei einer zu hohen Flächenpressung besteht grundsätzlich die Gefahr einer Zerstörung des Dichtungsringes, wobei die Dichtwirkung auch bei einer zu niedrigen Flächenpressung unzureichend ist. Es ist deshalb bekannt, für verschiedene Flanschverbindungen die von Verbindungsschrauben aufgebrachten Anzugsmomente anzugeben. Nach der Montage ist auch zu beachten, dass die Flächenpressung in montiertem Zustand aufgrund eines Setzverhaltens nachlassen kann. Auch dadurch kann die Dichtwirkung verloren gehen. Bei einfachen Dichtungsringen ist es deshalb bekannt die Anzugsmomente auch im montierten Zustand regelmäßig zu überprüfen.An essential criterion when using a sealing ring or a flange sealing ring is the surface pressure acting on the sealing surfaces, which must be adjusted in a suitable manner depending on the sealing material. If the surface pressure is too high, there is a fundamental risk of destruction of the sealing ring, the sealing effect being insufficient even if the surface pressure is too low. It is therefore known to specify the tightening torques applied by connecting bolts for various flange connections. After installation, it should also be noted that the surface pressure in the assembled state may decrease due to a settling behavior. Also, the sealing effect can be lost. For simple sealing rings, it is therefore known to regularly check the tightening torques even when mounted.

Nachteilig ist, dass bei dem Anziehen der Verbindungsschrauben das Drehmoment auch durch die Reibung des Schraubengewindes beeinflusst wird. So besteht beispielsweise bei einem schwergängigen Gewinde die Gefahr, dass die Flächenpressung nicht ausreichend ist. Zusätzlich ergibt sich auch gerade bei der Montage durch einen ungelernten Monteur ein erhebliches Fehlerrisiko.The disadvantage is that when tightening the connecting screws, the torque is also influenced by the friction of the screw thread. For example, in the case of a stiff thread there is a risk that the surface pressure will not be sufficient. In addition, there is a considerable risk of error especially during assembly by an unskilled mechanic.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann der Dichtungsring mit einer Kraftmesseinrichtung ausgerüstet werden, die unterhalb der Anlage- bzw. Dichtflächen angeordnet wird. Entsprechende Ausgestaltungen sind aus der EP 2 143 982 A1 , DE 103 05 110 B3 und DE 10 2011 056 835 A1 bekannt. Es ergibt sich der Vorteil, dass die tatsächlich auf die Dichtung wirkenden Kräfte direkt bestimmt werden können. Allerdings sind die bekannten Dichtungen konstruktiv aufwendig. To avoid this disadvantage, the sealing ring can be equipped with a force measuring device, which is arranged below the contact or sealing surfaces. Corresponding embodiments are known from EP 2 143 982 A1 . DE 103 05 110 B3 and DE 10 2011 056 835 A1 known. This results in the advantage that the forces actually acting on the seal can be determined directly. However, the known seals are structurally complex.

Insbesondere können einfache Ganzmetall-Dichtungen, beispielsweise aus der DD 4187 bekannte Linsendichtungen, nicht mehr auf einfache Weise aus einem Stück gefertigt werden, wenn eine Kraftmesseinrichtung integriert werden soll. Bei der Integration eines Kraftmesssensors unterhalb der Anlage- bzw. Dichtflächen ist zusätzlich eine ausreichende Abdichtung in radialer Richtung zu gewährleisten.In particular, simple all-metal seals, for example from the DD 4187 known lens seals, are no longer made in a simple manner from one piece, if a force measuring device is to be integrated. When integrating a force measuring sensor below the bearing or sealing surfaces, an adequate sealing in the radial direction is additionally to be ensured.

Der vorliegenden Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, einen Dichtungsring sowie eine Dichtungsanordnung anzugeben, welche bei einer besonders einfachen konstruktiven Ausgestaltung die Bestimmung der auf den Dichtungsring wirkenden Kräfte ermöglichen.Against this background, the present invention is based on the object of specifying a sealing ring and a sealing arrangement which, with a particularly simple structural design, make it possible to determine the forces acting on the sealing ring.

Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe sind ein Dichtungsring gemäß Patentanspruch 1 sowie eine Dichtungsanordnung gemäß Patentanspruch 7. Gegenstand der Erfindung ist des Weiteren ein Verfahren zur Montage des erfindungsgemäßen Dichtungsrings.The invention and the solution of the problem are a sealing ring according to claim 1 and a seal assembly according to claim 7. The invention is further a method for mounting the sealing ring according to the invention.

Erfindungsgemäß ist an der Umfangsfläche des Dichtungsrings eine Dehnungsmesseinrichtung angeordnet. Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Kraftbeaufschlagung des Dichtungsringes üblicherweise mit einer Dehnung des Dichtungsringes in radialer Richtung verbunden ist. Mit der Dehnungsmesseinrichtung kann die entsprechende Umfangsänderung bestimmt werden, wobei dann aus der Umfangsänderung Rückschlüsse auf die Kraftbeaufschlagung der Dichtung bzw. die Flächenpressung an den Anlageflächen möglich sind. Es erfolgt damit zwar eine indirekte Bestimmung der Flächenpressung, welche jedoch in vielen Fällen eine ausreichende Genauigkeit aufweist.According to the invention, a strain gauge is arranged on the peripheral surface of the sealing ring. The present invention is based on the finding that a force application of the sealing ring is usually connected to an expansion of the sealing ring in the radial direction. With the strain gauge, the corresponding change in circumference can be determined, in which case conclusions about the force application of the seal or the surface pressure on the contact surfaces are then possible from the change in circumference. Although this is an indirect determination of the surface pressure, which in many cases has sufficient accuracy.

Die Dehnungsmesseinrichtung muss an einer Umfangsfläche angeordnet werden, welche sich durch die Kraftbeaufschlagung des Dichtungsringes in Abhängigkeit von der Flanschgeometrie verändert. Bei einem einfachen Dichtungsring erfolgt eine solche Verformung aufgrund der Flächenpressung üblicherweise sowohl am Innenumfang als auch am Außenumfang. Aus praktischen Gründen wird die Dehnungsmesseinrichtung vorzugsweise an dem Außenumfang angeordnet.The strain gauge must be placed on a peripheral surface which varies as a function of the geometry of the flange due to the application of force to the sealing ring. In the case of a simple sealing ring, such deformation usually takes place both on the inner circumference and on the outer circumference due to the surface pressure. For practical reasons, the Strain-measuring device preferably arranged on the outer circumference.

Um von der bestimmten Umfangsänderung die auf die Dichtung wirkenden Kräfte, insbesondere die Flächenpressung den Anlageflächen zu bestimmen, muss eine Korrelation zwischen der Umfangsänderung und der Flächenpressung bestimmt werden. Im einfachsten Fall wird rein impirisch ein für den Einsatz des Dichtungsringes optimaler Wert der Dehnung experimentell bestimmt. Eine Korrelation kann auch durch eine Referenzmessung erfolgen, beispielsweise wenn für einen Dichtungstyp die Flächenpressung mit Kraftmesssensoren an der Anlagefläche und/oder über das Drehmoment an den Schraub bestimmt wird. Bei einer solchen Referenzmessung muss keine vollständige Abdichtung erreicht werden, so dass separate Kraftmesssensoren eingesetzt werden können. In order to determine from the specific change in circumference the forces acting on the seal, in particular the surface pressure of the contact surfaces, a correlation between the circumferential change and the surface pressure must be determined. In the simplest case, purely optimally, an optimum value of the strain for the use of the sealing ring is determined experimentally. Correlation can also be achieved by a reference measurement, for example, if the surface pressure with force measuring sensors on the contact surface and / or on the torque on the screw is determined for one type of seal. With such a reference measurement, a complete seal need not be achieved, so that separate force measuring sensors can be used.

Wenn eine Bestimmung über das Drehmoment der Schrauben erfolgen soll, kann zumindest bei der Referenzmessung darauf geachtet werden, dass die Gewinde leichtgängig sind. Durch eine Referenzmessung kann eine Korrelationskurve bestimmt werden, wobei dann nachfolgend für den jeweiligen Dichtungstyp die auf den Dichtungsring wirkenden Kräfte direkt aus der Umfangsänderung bestimmt werden können.If a determination is to be made about the torque of the screws, it can be ensured at least during the reference measurement that the threads are smooth. By a reference measurement, a correlation curve can be determined, in which case the forces acting on the sealing ring can then be determined directly from the circumferential change for the respective type of seal.

Insbesondere bei Ganzmetall-Dichtungen oder Dichtungen mit einem Grundkörper aus Metall kann unter Berücksichtigung der Flanschgeometrie und der Materialeigenschaften auch eine genaue Berechung der Korrelation zwischen Flächenpressung und Umfangsänderung erfolgen, wobei sowohl die elastische als auch die plastische Verformung des Dichtungsringes zu berücksichtigen sind.In particular, in the case of all-metal seals or gaskets with a basic metal body, taking into account the flange geometry and the material properties, a precise calculation of the correlation between surface pressure and circumferential change can be made, taking into account both the elastic and the plastic deformation of the sealing ring.

Die Dehnungsmesseinrichtung kann sich nach Art einer Manschette um die gesamte Umfangsfläche herum erstrecken. Da der erfindungsgemäße Dichtungsring aber überlicherweise in seinem grundlegenden Aufbau rotationssymmetrisch ausgestaltet ist, kann auch eine Dehnungsmesseinrichtung vorgesehen sein, die sich nur über einen Teil der Umfangsfläche erstreckt, wobei dann jedoch auf eine gleichmäßige Kraftbeaufschlagung bei der Montage zu achten ist. The strain gauge may extend around the entire peripheral surface in the manner of a cuff. Since the sealing ring according to the invention but usually designed in its basic structure is rotationally symmetrical, and a strain gauge may be provided which extends only over part of the peripheral surface, in which case, however, to ensure a uniform application of force during assembly.

Vorzugsweise ist ein einfacher Dehnungsmessstreifen als Dehnungsmesseinrichtung vorgesehen, der an der Umfangsfläche, also insbesondere dem Außenumfang angeordnet ist. Ein besonders bevorzugter Dehnungsmessstreifen ist aus der WO 2012/152425 A1 bekannt. Der dort beschriebene Dehnungsmessstreifen zeichnet sich durch eine große Empfindlichkeit bei der Bestimmung von Längenänderungen aus, wobei Temperaturänderungen das Messergebnis nur wenig beeinflussen.Preferably, a simple strain gauge is provided as a strain gauge, which is arranged on the peripheral surface, ie in particular the outer circumference. A particularly preferred strain gauge is from the WO 2012/152425 A1 known. The strain gauge described therein is characterized by a high sensitivity in the determination of changes in length, with temperature changes affect the measurement result only slightly.

Im Rahmen der Erfindung kann gerade auch bei konstruktiv einfachen Dichtungsringen mit einfachen Mitteln eine Bestimmung bzw. Überwachung der auf den Dichtungsring wirkenden Kräfte erfolgen. Beispielsweise können Ganzmetall-Dichtungen weiterhin aus einem Stück gefertigt werden, wobei lediglich die Dehnungsmesseinrichtung an einer Umfangsfläche, vorzugsweise einem Abschnitt des Außenumfangs, anzuordnen ist. Die Ganzmetall-Dichtung ist dann aus einem Grundkörper aus Metall gebildet, wobei sowohl die Umfangsfläche als auch die Anlageflächen Abschnitte des Grundkörpers sind. Bei dem Dichtungsring kann es sich beispielsweise um eine Linsendichtung handeln, wie sie in ihrem grundlegenden Aufbau in der DD 4187 (4) beschrieben ist. Weitere Metalldichtungen sind in dem Gesamtkatalog der Kempchen Dichtungstechnik GmbH Seiten 78 bis 104, Stand Juni 2012 aufgeführt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf solche Metall-Dichtungen beschränkt. Wesentlich ist, dass die Kraftbeaufschlagung der Dichtung zu einer messbaren Dehnung in radialer Richtung führt.In the context of the invention, a determination or monitoring of the forces acting on the sealing ring can be carried out with simple means, even with structurally simple sealing rings. For example, all-metal seals can continue to be made in one piece, wherein only the strain gauge is to be arranged on a peripheral surface, preferably a portion of the outer periphery. The all-metal seal is then formed from a base body made of metal, wherein both the peripheral surface and the contact surfaces are portions of the body. The sealing ring may be, for example, a lens seal, as in their basic structure in the DD 4187 ( 4 ) is described. Other metal seals are listed in the complete catalog of Kempchen Dichtungstechnik GmbH pages 78 to 104, as of June 2012. However, the present invention is not limited to such metal gaskets. It is essential that the application of force to the seal leads to a measurable elongation in the radial direction.

Bei den üblichen Dichtungsringen sind die Anlageflächen bezüglich einer Mittelebene symmetrisch zueinander angeordnet, wobei die Umfangsfläche, an der die Dehnungsmesseinrichtung anzuordnen ist, senkrecht zu der Mittelebene ausgerichtet ist. In the case of the customary sealing rings, the abutment surfaces are arranged symmetrically relative to one another with respect to a center plane, wherein the circumferential surface on which the elongation measuring device is to be arranged is oriented perpendicular to the median plane.

Wie sich bereits aus den vorstehenden Erläuterungen der Dichtungsgeometrie ergibt, bezieht sich die vorliegende Erfindung insbesondere auch auf Dichtungsringe, bei denen die Anlageflächen nicht parallel zueinander angeordnet sind. Beispielsweise verlaufen bei einer Linsendichtung die Anlageflächen in Richtung des Außenumfanges bogenförmig aufeinander zu.As already apparent from the above explanations of the seal geometry, the present invention relates in particular to sealing rings, in which the contact surfaces are not arranged parallel to each other. For example, in the case of a lens seal, the contact surfaces extend in an arcuate manner toward one another in the direction of the outer circumference.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Dichtungsanordnung mit zwei Flanschen, dem zuvor beschriebenen Dichtungsring und einer elektronischen Anzeige- und/oder Steuereinrichtung, an welche die Dehnungsmesseinrichtung angeschlossen ist. Die Anzeigeneinrichtung kann beispielsweise bei der Montage dazu vorgesehen sein, dass Erreichen einer vorgegebenen Flächenpressung anzugeben. Neben der Angabe der Dehnung kann unter Berücksichtigung der Dichtungs- und Flanschgeometrie bereits auch eine Umrechung in eine Flächenpressung erfolgen. Selbstverständlich kann zusätzlich oder alternativ auch die Ausgabe eines akustischen Signals erfolgen.The invention also provides a sealing arrangement with two flanges, the sealing ring described above and an electronic display and / or control device, to which the strain gauge is connected. The display device may be provided, for example, during assembly to indicate that reaching a predetermined surface pressure. In addition to the specification of the elongation, taking into account the seal and flange geometry, a conversion to a surface pressure can already be carried out. Of course, additionally or alternatively, the output of an acoustic signal can take place.

Darüber hinaus kann die Dehnungsmesseinrichtung auch an eine Steuereinrichtung angeschlossen sein, welche beispielsweise auch im montierten Zustand des Dichtungsringes die Dehnung überwacht. In addition, the strain gauge may also be connected to a control device, which monitors the elongation, for example, also in the assembled state of the sealing ring.

Der Dichtungsring wird bei der Montage elastisch und gegebenenfalls auch plastisch verformt. Selbst bei einer plastischen Verformung des Dichtungsringes bleibt insbesondere bei einem metallischen Werkstoff der elastische Anteil der Dehnung erhalten. Wenn aufgrund eines Setzverhaltens des Dichtungsringes und/oder einer mechanischen Beanspruchung der abgedichteten Verbindung die Flächenpressung abnimmt, kann sich der Dichtungsring entsprechend der Abnahme der Flächenpressung um den elastischen Anteil der Dehnung verformen. The sealing ring is elastically deformed during assembly and possibly also plastically deformed. Even with a plastic deformation of the sealing ring, the elastic portion of the elongation is retained, in particular in the case of a metallic material. If, due to a settling behavior of the sealing ring and / or a mechanical stress of the sealed connection, the surface pressure decreases, the sealing ring may deform in accordance with the decrease of the surface pressure by the elastic portion of the elongation.

Je nach Anordnung des Dichtungsringes kann auch nach der Montage eine Erhöhung der Flächenpressung beispielsweise aufgrund einer thermischen Ausdehnung der verbundenen Teile auftreten. Wenn dabei die Flächenpressung außerhalb eines zulässigen Wertes ist, kann eine zuverlässige Abdichtung nicht mehr sichergestellt werden. Wenn die Dehnungsmesseinrichtung an eine Steuereinrichtung angeschlossen ist, können derartige unzulässige Änderungen festgestellt werden, wobei dann gegebenenfalls Notmaßnahmen eingeleitet werden können, um eine Leckage zu vermeiden. Die Zuverlässigkeit und Standsicherheit kann damit erhöht werden. Insbesondere können Störfälle und Stillstandszeiten vermieden oder zumindest reduziert werden.Depending on the arrangement of the sealing ring, an increase in surface pressure, for example due to thermal expansion of the connected parts, may occur even after assembly. If the surface pressure is outside a permissible value, a reliable seal can no longer be ensured. If the strain measuring device is connected to a control device, such impermissible changes can be detected, in which case emergency measures can then be initiated, if necessary, in order to prevent leakage. The reliability and stability can be increased with it. In particular, accidents and downtimes can be avoided or at least reduced.

Bei der Montage des Dichtungsringes wird dieser zunächst in einen Dichtungsspalt zwischen zwei Flansche eingesetzt, wobei dann die Flansche durch eine Kraftbeaufschlagung gegen den Dichtungsring gepresst werden. Durch die Dehnungsmesseinrichtung wird dann eine Umfangsänderung der zugeordneten Umfangsfläche, insbesondere des Außenumfangs bestimmt.When mounting the sealing ring this is first inserted into a sealing gap between two flanges, in which case the flanges are pressed by a force against the sealing ring. By the strain gauge then a change in circumference of the associated peripheral surface, in particular the outer circumference is determined.

Abhängig von der Geometrie der Flansche und des Dichtungsringes ergibt sich bei der Kraftbeaufschlagung ein charakteristischer Verlauf für die mit der Dehnungsmesseinrichtung bestimmten Dehnung, aus dem unmittelbar auf die Flächenpressung geschlossen werden kann. Depending on the geometry of the flanges and the sealing ring results in the application of force a characteristic course for the strain determined by the strain gauge, from which it can be concluded directly on the surface pressure.

Wenn beispielsweise der Dichtungsring in Form einer Linsendichtung in einen keilförmigen Dichtungsspalt zwischen zwei Flanschen eingesetzt wird, wird die Linsendichtung an ihrem Außenumfang durch die Kraftbeaufschlagung der Flansche zunächst in radialer Richtung elastisch zusammengedrückt. Durch diese Form sind Linsendichtungen gerade für eine zuverlässige Abdichtung von Druckleitungen geeignet, weil der Innendruck innerhalb der Leitung die Dichtung gegen die Flansche drückt. For example, if the sealing ring is inserted in the form of a lens seal in a wedge-shaped sealing gap between two flanges, the lens seal is first elastically compressed at its outer periphery by the application of force to the flanges in the radial direction. This form makes lens seals suitable for reliable sealing of pressure lines because the internal pressure within the conduit forces the seal against the flanges.

Bei einer weiteren Kraftbeaufschlagung der Flansche erreicht das überlicherweise metallische Material der Linsendichtung die Elastizitätsgrenze und wird sodann plastisch verformt. Trotz der Linsenform der Dichtung und der Keilform der zugeordneten Flansche dehnt sich die Linsedichtung bei der plastischen Verformung an ihrem Außenumfang aus. Upon a further application of force to the flanges, the metallic material of the lens seal reaches the elastic limit and is then plastically deformed. Despite the lens shape of the gasket and the wedge shape of the associated flanges, the lens gasket expands during plastic deformation on its outer periphery.

Es ergibt sich also für eine Linsendichtung ein charakteristisches Verhalten, wobei sich bei einer Kraftbeaufschlagung der Außenumfang zunächst verringert und dann bei dem Einsetzen einer plastischen Verformung wieder vergrößert. Anhand dieser besonders charakteristischen Kurve kann die optimale Flächenpressung genau eingestellt werden.Thus, for a lens seal, a characteristic behavior results, with the outer circumference initially being reduced when the force is applied and then increased again when plastic deformation commences. On the basis of this particularly characteristic curve, the optimum surface pressure can be set exactly.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to an illustrative only one embodiment drawing. Show it:

1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Dichtungsring, 1 a section through a sealing ring according to the invention,

2 den Dichtungsring gemäß der 1 in einer Draufsicht. 2 the sealing ring according to the 1 in a top view.

Die 1 zeigt einen Dichtungsring in Form einer Linsendichtung. Die Linsendichtung weist einen Grundkörper 1 aus Metall auf, wobei sowohl die zur Abdichtung vorgesehenen Anlageflächen 2 als auch ein Außenumfang 3 und ein Innenumfang 4 aus dem Grundkörper 1 gebildet sind. The 1 shows a sealing ring in the form of a lens seal. The lens seal has a main body 1 made of metal, wherein both the provided for sealing contact surfaces 2 as well as an outer circumference 3 and an inner circumference 4 from the main body 1 are formed.

Erfindungsgemäß ist an dem Außenumfang 3 eine elektronische Dehnungsmesseinrichtung 5 angeordnet, mit der bei einer Kraftbeaufschlagung des Dichtungsringes eine Umfangsänderung des Außenumfanges 3, also eine Dehnung in radialer Richtung bestimmt werden kann.According to the invention is on the outer circumference 3 an electronic strain gauge 5 arranged with the case of a force application of the sealing ring a circumferential change of the outer periphery 3 , So an expansion in the radial direction can be determined.

Gemäß der 2 ist die Dehnungsmesseinrichtung mit einem Anschlusskabel 6 an eine nicht dargestellte Anzeige- und/oder Steuereinrichtung angeschlossen. Da der Grundkörper 1 rotationssymmetrisch ist, ergibt sich bei einer gleichmäßigen Kraftbeaufschlagung des Dichtungsringes auch eine gleichmäßige Dehnung in radialer Richtung, so dass der Dehnungsmessstreifen sich nur über einen Abschnitt des Außenumfanges 3 erstreckt.According to the 2 is the strain gauge with a connection cable 6 connected to a display and / or control device, not shown. As the main body 1 is rotationally symmetrical, results in a uniform application of force to the sealing ring and a uniform strain in the radial direction, so that the strain gauge only over a portion of the outer periphery 3 extends.

Die in der 1 dargestellte Linsendichtung ist bezüglich einer Mittelebene M symmetrisch, wobei die Anlageflächen 2 in Richtung des Außenumfanges 3 in einem Bogen aufeinander zulaufen.The in the 1 illustrated lens seal is symmetrical with respect to a median plane M, wherein the contact surfaces 2 in the direction of the outer circumference 3 to converge in a bow.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2143982 A1 [0006] EP 2143982 A1 [0006]
  • DE 10305110 B3 [0006] DE 10305110 B3 [0006]
  • DE 102011056835 A1 [0006] DE 102011056835 A1 [0006]
  • DD 4187 [0007, 0017] DD 4187 [0007, 0017]
  • WO 2012/152425 A1 [0016] WO 2012/152425 A1 [0016]

Claims (10)

Dichtungsring mit zwei einander gegenüberliegenden Anlageflächen (2) und einer Umfangsfläche zwischen den Anlagenflächen (2), gekennzeichnet durch eine an der Umfangsfläche angeordnete Dehnungsmesseinrichtung (5).Sealing ring with two opposing contact surfaces ( 2 ) and a peripheral surface between the plant surfaces ( 2 ), characterized by an expansion measuring device arranged on the circumferential surface ( 5 ). Dichtungsring nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Grundkörper (1) aus Metall, wobei die Umfangsfläche von dem Grundkörper (1) gebildet ist.Sealing ring according to claim 1, characterized by a basic body ( 1 ) made of metal, wherein the peripheral surface of the main body ( 1 ) is formed. Dichtungsring nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Anlageflächen (2) von dem Grundkörper (1) gebildet sind.Sealing ring according to claim 2, characterized in that the contact surfaces ( 2 ) of the basic body ( 1 ) are formed. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Dehnungsmesseinrichtung (5) ein Dehnungsmessstreifen vorgesehen ist, der sich über einen Teil der Umfangsfläche erstreckt.Sealing ring according to one of claims 1 to 3, characterized in that as strain measuring device ( 5 ) a strain gauge is provided which extends over a part of the peripheral surface. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächen (2) bezüglich einer Mittelebene (11) symmetrisch zueinander angeordnet sind, wobei die Umfangsfläche senkrecht zu der Mittelebene (11) ausgerichtet ist.Sealing ring according to one of claims 1 to 4, characterized in that the contact surfaces ( 2 ) with respect to a median plane ( 11 ) are arranged symmetrically to each other, wherein the peripheral surface perpendicular to the median plane ( 11 ) is aligned. Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächen (2) nicht-parallel zueinander angeordnet sind.Sealing ring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the contact surfaces ( 2 ) are arranged non-parallel to each other. Dichtungsanordnung mit zwei Flanschen, einem Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und mit einer elektronischen Anzeige- und/oder Steuereinrichtung, an welche die Dehnungsmesseinrichtung (5) angeschlossen ist.Sealing arrangement with two flanges, a sealing ring according to one of claims 1 to 6 and with an electronic display and / or control device, to which the strain gauge ( 5 ) connected. Verfahren zur Montage eines Dichtungsring nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Dichtungsring in einen Dichtungsspalt zwischen zwei Flanschen eingesetzt wird, wobei die Flansche durch eine Kraftbeaufschlagung gegen den Dichtungsring gepresst werden und wobei die Änderung eines Außenumfangs des Dichtungsringes mit der Dehnungsmesseinrichtung (5) erfasst wird.Method for assembling a sealing ring according to one of claims 1 to 6, wherein the sealing ring is inserted into a sealing gap between two flanges, wherein the flanges are pressed by a force against the sealing ring and wherein the change of an outer periphery of the sealing ring with the strain gauge ( 5 ) is detected. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Dichtungsring in Form einer Linsendichtung in den Dichtungsspalt zwischen zwei Flanschen eingesetzt wird, der eine Keilform aufweist, wobei die Linsendichtung an einem Außenumfang (3) durch eine Kraftbeaufschlagung der Flansche in radialer Richtung elastisch zusammengedrückt wird und wobei durch eine weitere Kraftbeaufschlagung der Flansche eine plastische Verformung der Linsendichtung und damit an dem Außenumfang (3) eine radiale Ausdehnung bewirkt wird.The method of claim 8, wherein the sealing ring is inserted in the form of a lens seal in the sealing gap between two flanges having a wedge shape, wherein the lens seal on an outer periphery ( 3 ) is elastically compressed by a force application of the flanges in the radial direction and wherein a further deformation of the flanges by a plastic deformation of the lens seal and thus on the outer circumference ( 3 ) causes a radial expansion. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Flansche mit einer zunehmenden Kraft beaufschlagt werden, bis der Außenumfang (3) einen vorgegebenen Dehnungswert erreicht hat.Method according to claim 8 or 9, wherein the flanges are subjected to an increasing force until the outer circumference ( 3 ) has reached a predetermined elongation value.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019131267A1 (en) * 2019-11-20 2021-05-20 Carl Freudenberg Kg Sealing arrangement and sealing element

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD4187A (en)
DE1260194B (en) * 1963-06-18 1968-02-01 Fives Lille Cail Device for measuring pressure loads
DE10139524A1 (en) * 2001-08-10 2003-02-20 Sms Demag Ag Device for detecting loading of rotating components comprises a strain gauge and a protective ring that is attached to the component with the ring incorporating an antenna for wireless receipt of power and transmission of signals
DE10305110B3 (en) 2003-02-07 2004-08-19 Universität Leipzig Determining at least one state parameter of sealing system involves measuring real and/or imaginary parts of complex dielectric function of dielectric element, preferably at frequency above 10-2 Hz
EP2143982A1 (en) 2008-07-11 2010-01-13 Kempchen Leuna GmbH Seal assembly for a flange connection
WO2012152425A1 (en) 2011-05-10 2012-11-15 Sms Tenzotherm Gmbh Resistant strain gauge
DE102011056835A1 (en) 2011-12-21 2013-06-27 Kempchen Dichtungstechnik Gmbh Flange sealing ring and flange with an annular sealing surface

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1050571B (en) * 1959-02-12
US3060731A (en) * 1958-09-11 1962-10-30 Herbert H Adise Motion translator
US3199057A (en) * 1963-05-03 1965-08-03 Lockheed Aircraft Corp Load cell transducer
GB1255042A (en) * 1969-04-08 1971-11-24 Jordan Homer Stover Iii Compressive force measuring device
DE3006656A1 (en) * 1980-02-22 1981-09-17 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Seal acting simultaneously as pressure monitoring sensor - consists of multilayer annular or coaxial electrodes and of dielectric
EP0345377A1 (en) * 1988-06-09 1989-12-13 Kaliber Müszer-Es Merestechnika Vallalat Method and apparatus for continuously checking and examining the tightening and condition of screw connections
DE102005025115A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Robert Bosch Gmbh Integrated combustion chamber pressure sensor
JP4699935B2 (en) * 2006-04-26 2011-06-15 株式会社日立エンジニアリング・アンド・サービス Flange fastening monitoring device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD4187A (en)
DE1260194B (en) * 1963-06-18 1968-02-01 Fives Lille Cail Device for measuring pressure loads
DE10139524A1 (en) * 2001-08-10 2003-02-20 Sms Demag Ag Device for detecting loading of rotating components comprises a strain gauge and a protective ring that is attached to the component with the ring incorporating an antenna for wireless receipt of power and transmission of signals
DE10305110B3 (en) 2003-02-07 2004-08-19 Universität Leipzig Determining at least one state parameter of sealing system involves measuring real and/or imaginary parts of complex dielectric function of dielectric element, preferably at frequency above 10-2 Hz
EP2143982A1 (en) 2008-07-11 2010-01-13 Kempchen Leuna GmbH Seal assembly for a flange connection
WO2012152425A1 (en) 2011-05-10 2012-11-15 Sms Tenzotherm Gmbh Resistant strain gauge
DE102011056835A1 (en) 2011-12-21 2013-06-27 Kempchen Dichtungstechnik Gmbh Flange sealing ring and flange with an annular sealing surface

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Profildichtungen aus Metall, Kempchen Dichtungstechnik GmbH, 2012 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019131267A1 (en) * 2019-11-20 2021-05-20 Carl Freudenberg Kg Sealing arrangement and sealing element

Also Published As

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