DE102016110607A1

DE102016110607A1 - flange

Info

Publication number: DE102016110607A1
Application number: DE102016110607.0A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Hoffmann; Hans-Jürgen Mattheis
Original assignee: ElringKlinger AG
Current assignee: ElringKlinger AG
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2017-12-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flanschdichtung zur dauerhaften Abdichtung zweier Bauteile, die zueinander Relativbewegungen aufweisen. Um eine Flanschdichtung mit belastbarer Radialabdichtung zu schaffen, die bei sehr beschränktem Bauraum eine dauerhafte und gute Abdichtung auch im Hoch- und Höchsttemperaturbereich an einer Flanschverbindung mit höherer Relativbewegung der Teile zueinander aufweist, wird vorgeschlagen, dass eine Volumendichtung (7) in einer konischen Weitung (4) eines Endbereichs (2) eines ersten Rohrstücks (3) angeordnet ist, wobei die Volumendichtung (7) in radialem Kontakt mit einem Endbereich (5) eines in diesen konisch aufgeweiteten Endbereich (2) hineinragenden zweiten Rohrstücks (6) unter axialer Vorspannung angeordnet ist.The present invention relates to a flange seal for permanent sealing of two components which have relative movements to each other. In order to provide a flange seal with resilient radial seal, which has a very tight space and a permanent seal in the high and high temperature region on a flange with higher relative movement of the parts to each other, it is proposed that a volume seal (7) in a conical widening ( 4) of an end region (2) of a first tube piece (3), the volume seal (7) being arranged in axial contact with an end region (5) of a second tube piece (6) projecting into this conically widened end region (2) is.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flanschdichtung zur dauerhaften Abdichtung zweier Bauteile, die zueinander Relativbewegungen aufweisen. The present invention relates to a flange seal for permanent sealing of two components which have relative movements to each other.

Aus dem Stand der Technik sind für derartige Übergangsstellen als Dichtungen unter anderem folgende Dichtungsvorrichtungen bekannt:

1. Metallbalg: Ein axial geschlossener Balg aus gefaltetem metallischem Blech kann Kräfte und Bewegungen in dreidimensionalen Richtungen sehr gut aufnehmen. Nachteilhaft ist jedoch der für die Anbringung und Abdichtung eines solchen Metallbalgs erforderliche hohe Bedarf an Bauraum insbesondere mit Blick auf eine Baulänge zum dauerhaften Ausgleich größerer Relativbewegungen der beiden Bauteile zueinander.
2. Volumendichtring: Aus Glimmer oder Grafit werden Volumendichtringe aus Weichstoffbändern, z.B. aus Grafit- oder Glimmerpapier in Dickenbereichen von ca. 0,1 bis etwa 1 mm und Bandbreiten von i.d.R. 5–50 mm gemeinsam mit dünnen metallischen Folienträgern einer Dicke von ca. 0,03 bis etwa 0,1 mm und Bandbreiten von i.d.R. 5–50 mm aufgewickelt und anschließend in Form gepresst. Aufgrund des sehr geringen Metallanteils können die Eigenschaften des Weichstoffs relativ unbeeinflusst von der metallischen Trägerfolie voll genutzt werden, wie z.B. die sehr große Temperaturbeständigkeit des Glimmers zur Abdichtung an Benzin-Turboladern oder die sehr gute Anpassungsfähigkeit von Grafit in Abdichtungen gegenüber rauen Gussoberflächen oder sehr unebenen Blechflanschen und auf Schweißnähten. Das metallische Trägermaterial wird dabei vorwiegend als sogenannte Handlingshilfe eingesetzt, um ein Zerbrechen beim Transport oder bei der Montage zu vermeiden. Durch eine axiale Vorspannung gegen eine radiale Außenphase kann eine radial nach innen gerichtete Umformkraft und damit eine radiale Abdichtung erzielt werden, die in Bereichen von bis zu ca. 0,5 mm liegt.
3. Metallische Radialdichtringe: Metallische Radialdichtkonzepte, wie der des sogenannten R-Rings, sind in der radialen Bewegung und durch ihre jeweilige Vorspannung im Zuge des Aufpressens in einem Einsatzfall begrenzt. Eine radiale Beweglichkeit von nur ca. 0,2 mm ist in Anwendungsfällen mit höheren Relativbewegungen der abzudichtenden Partner gegeneinander nicht ausreichend.

Among other things, the following sealing devices are known from the state of the art as seals for such transition points:

1. Metal bellows: An axially closed bellows made of folded metallic sheet metal can absorb forces and movements in three-dimensional directions very well. A disadvantage, however, is the high requirement for space required for the attachment and sealing of such a metal bellows, in particular with a view to a structural length, for the permanent compensation of relatively large relative movements of the two components relative to one another.
2. Volume sealing ring: From mica or graphite, volume sealing rings made of soft material strips, for example of graphite or mica paper in thickness ranges from about 0.1 to about 1 mm and bandwidths of usually 5-50 mm together with thin metallic film carriers of a thickness of about 0 , 03 to about 0.1 mm and bandwidths of usually 5-50 mm wound and then pressed into shape. Due to the very low metal content, the properties of the soft material can be fully utilized relatively unaffected by the metallic carrier foil, such as the very high temperature resistance of the mica for sealing gasoline turbochargers or the very good adaptability of graphite in seals against rough cast surfaces or very uneven metal flanges and on welds. The metallic carrier material is used predominantly as a so-called handling aid in order to avoid breakage during transport or during assembly. By an axial bias against a radial outer phase, a radially inwardly directed forming force and thus a radial seal can be achieved, which is in ranges of up to about 0.5 mm.
3. Metallic radial sealing rings: Metallic radial sealing concepts, such as that of the so-called R-ring, are limited in the radial movement and by their respective prestressing in the course of pressing in an application. A radial mobility of only about 0.2 mm is not sufficient in applications with higher relative movements of the sealed partners against each other.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Flanschdichtung mit belastbarer Radialabdichtung zu schaffen, die bei sehr beschränktem Bauraum eine dauerhafte und gute Abdichtung auch im Hoch- und Höchsttemperaturbereich an einer Flanschverbindung mit höherer Relativbewegung der Teile zueinander aufweist. It is therefore an object of the present invention to provide a flange with resilient radial seal, which has a very good space and a permanent good seal even in the high and high temperature range on a flange with higher relative movement of the parts to each other.

Diese Aufgabe wird durch Merkmale von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass ein Volumendichtungsring in einem konisch aufgeweiteten Endbereich eines ersten Rohrstücks in radialem Kontakt mit einem Endbereich eines in diesen konisch aufgeweiteten Endbereich hineinragenden zweiten Rohrstücks unter axialer Vorspannung angeordnet ist. This object is solved by the features of claim 1, characterized in that a volume sealing ring is arranged in a conically widened end portion of a first tube piece in radial contact with an end portion of an in this flared end portion projecting second tube piece under axial bias.

Bei axialen Verschiebebewegungen entlang einer radialen Dichtfläche verlieren bestehende Dichtkonzepte insbesondere durch Verschleiß an der Dichtfläche fortlaufend an Adaptionsfähigkeit und damit auch an Abdichtkraft bzw. Abdichtungsvermögen. Damit sind derartige Dichtkonzepte nur bedingt beständig gegen Taumelbewegungen als eine extreme Form einer Relativbewegung eines Innenrohrs im Bereich einer Dichtungsstelle. Dagegen wird erfindungsgemäß bei radialem Verschleiß an der Dichtungsfläche der Volumendichtung, die Volumendichtung durch die axiale Vorspannung in axialer Richtung in die konische Weitung des ersten Rohrstücks hinein nachgeschoben. Mithin ergeben sich ein automatischer Verschleißausgleich des Dichtrings und eine gleichbleibend hohe Dichtigkeit der beschriebenen Flanschdichtung. In axial displacement movements along a radial sealing surface existing sealing concepts lose in particular by wear on the sealing surface continuously on adaptability and thus also on Abdichtkraft or sealing ability. Thus, such sealing concepts are only partially resistant to wobbling as an extreme form of relative movement of an inner tube in the region of a sealing point. In contrast, according to the invention with radial wear on the sealing surface of the volume seal, the volume seal is pushed by the axial bias in the axial direction in the conical expansion of the first tube piece into it. Thus, an automatic wear compensation of the sealing ring and a consistently high density of the described flange seal arise.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Demnach ist ein Feder-Element zur Einstellung der axialen Vorspannung auf das Volumendichtring-Element vorgesehen. Advantageous developments are the subject of the dependent claims. Accordingly, a spring element for adjusting the axial preload is provided on the volume seal element.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wirkt das Federelement über eine Trennscheibe auf das Dichtelement in Form des Volumendichtrings ein. Hiermit wird insbesondere eine gleichmäßige und im Wesentlichen flächige Einwirkung der axial gerichteten Kraft auf den Volumendichtring bewirkt. Hierdurch wird insbesondere auch ein Kippen des Volumendichtrings im Zuge einer verschleißbedingten Nachführung in Form einer axialen Nachschiebung verhindert. In an advantageous development of the invention, the spring element acts via a separating disk on the sealing element in the form of the volume sealing ring. In this way, in particular, a uniform and substantially planar action of the axially directed force on the volume sealing ring is effected. As a result, tilting of the volume sealing ring in the course of a wear-related tracking in the form of an axial thrust is in particular prevented.

Vorteilhafterweise ist das Federelement seinerseits durch einen Schraubflansch, vorzugsweise jedoch durch eine V-Bandschelle vorgespannt. Es wird damit auf bekannte Verbindungen zurückgegriffen, deren Bestandteile weitgehend als Standardbauteile erhältlich sind. Ferner sind diese Verbindungen prinzipiell über Geometrie und Materialauswahl so einstellbar, dass eine Mindest-Andrückkraft des Federelements über eine Verbindung der genannten Art sicher einstellbar ist. Advantageously, the spring element in turn is biased by a screw, but preferably by a V-band clamp. It is thus used on known compounds whose components are widely available as standard components. In addition, these connections can in principle be adjusted by way of geometry and material selection so that a minimum pressure force of the spring element can be reliably adjusted via a connection of the type mentioned.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Federelement seinerseits durch einen losen zweiten Flansch eines Schraubflansches vorgespannt. Dazu ist dieser zweite Flansch durch eine V-Bandschelle radial umschlossen. In a preferred embodiment of the invention, the spring element in turn by a loose second flange of a screw biased. For this purpose, this second flange is radially enclosed by a V band clamp.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Federelement über einen äußeren Bereich durch eine Rampe am freien Ende des Federelements durch eine V-Bandschelle radial umschlossen und vorgespannt, so dass der lose zweite Flansch entfällt. In a further development of the invention, the spring element is radially enclosed and prestressed over an outer region by a ramp at the free end of the spring element by a V band clamp, so that the loose second flange is eliminated.

Alternativ oder zusätzlich ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ein innenliegendes Ende des Federelements zu einer möglichst flächigen Anlage auf dem Dichtelement ausgebildet. Auch bei fortschreitendem Verschleiß des Dichtelements und einem entsprechend angestrebten Nachschieben des Dichtelements durch die Kraft des Federelements in die konische Weitung hinein wird so sichergestellt, dass auf das Dichtelement eine im Wesentlichen flächige Kraft einwirkt. Damit kann hier vorteilhafterweise auf die Trennscheibe als separates Bauteil verzichtet werden. Alternatively or additionally, in an additional embodiment of the invention, an inner end of the spring element is designed to be as flat as possible on the sealing element. Even with progressive wear of the sealing element and a corresponding desired Nachschieben the sealing element by the force of the spring element in the conical widening into it is thus ensured that acts on the sealing element, a substantially flat force. This can be advantageously dispensed with the blade as a separate component here.

Der Volumendichtring besteht in einer Weiterbildung der Erfindung aus einem möglichst weichen Material, das beispielsweise durch dünne Stahlfolien und/oder Gestrickbänder gegebenenfalls mit Faserverstärkung gebildet ist. Derartige Materialien sind derart ausgebildet, dass sie bei hoher Temperaturstabilität eine gute und dauerhafte Adaptionsfähigkeit in radialer Richtung bzw. zum Innenumfang der Dichtung hin aufweist. The volume sealing ring consists in a development of the invention of a soft material as possible, which is formed, for example, by thin steel sheets and / or knit ribbons optionally with fiber reinforcement. Such materials are designed such that, with high temperature stability, they have a good and permanent adaptability in the radial direction or to the inner circumference of the seal.

Nachfolgend werden weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in schematischer Darstellung: Hereinafter, further features and advantages of the invention will be explained with reference to an embodiment with reference to the drawing. Therein show in a schematic representation:

1: eine Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform einer im Wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebauten Dichtung in einer Einbausituation; 1 a sectional view through an embodiment of a substantially rotationally symmetrical constructed seal in a mounting situation;

2: eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform, bei der im Gegensatz zu der gemäß 1 nun ein loser oberer Flansch durch entsprechende Ausformung des Federelements als Profilfeder eingespart wurde; 2 FIG. 4 is a sectional view through another embodiment, in which, in contrast to that according to FIG 1 now a loose upper flange has been saved by appropriate shaping of the spring element as a profile spring;

3: eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform, bei der im Gegensatz zu der gemäß 1 nun eine Trennscheibe eingespart wurde und 3 FIG. 4 is a sectional view through another embodiment, in which, in contrast to that according to FIG 1 now a cutting disc has been saved and

4: eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform, bei der neben einem losen Flansch nun auch eine Trennscheibe durch entsprechende Ausformung des Federelements als Profilfeder eingespart wurde. 4 : A sectional view through a further embodiment, in which in addition to a loose flange now a cutting disc has been saved by appropriate shaping of the spring element as a profile spring.

Über die nachfolgende Beschreibung hinweg werden für gleiche Elemente und Bauteile stets die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Throughout the following description, the same reference numerals will always be used for like elements and components.

Ohne Beschränkung auf diesen Anwendungsfall wird nachfolgend ausschließlich auf eine Anwendung einer Flanschdichtung zur Abdichtung von Rohrverbindungen mit einem dauerhaft vorgespannten Volumendichtring an einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Durch eine Verbindung von zwei Rohrenden entsteht hierbei eine Verbindungsstelle, die eine im Vergleich zu bekannten Ausführungen durch thermische Einflüsse, Vibrationen und/oder Druckschwankungen deutlich größere Relativbewegung dieser beiden Bauteile bzw. deren Endbereiche zueinander im Bereich einer Dichtung aufnehmen muss. Without limiting to this application, the following will be described exclusively on an application of a flange gasket for sealing pipe joints with a permanently preloaded volume sealing ring on an internal combustion engine of a motor vehicle. By a connection of two pipe ends in this case creates a connection point, which must accommodate a compared to known designs by thermal influences, vibrations and / or pressure fluctuations significantly greater relative movement of these two components or their end to each other in the range of a seal.

Ein bekanntes Mittel der Wahl wäre für den Fachmann die Verwendung einer Metallbalg-Dichtung, die sehr gut zum Aufnehmen von Kräften und Bewegungen im dreidimensionalen Raum geeignet ist. In diesem Anwendungsfall steht jedoch gerade im Bereich der Dichtung sehr wenig Bauraum zur Verfügung, sodass diese bekannte Lösung ausscheiden muss. Metallische Radialdichtringe bzw. R-Ringe sind hinsichtlich einer radialen Bewegung auf ca. 0,2 mm begrenzt. Da im vorliegenden Anwendungsbeispiel höherer Relativbewegungen überbrückt und von einer Dichtung aufgenommen werden sollen, scheidet diese Lösung hiermit auch aus. Zerbrechlich und damit problematisch im Einbau sind sonst sehr vorteilhaft hinsichtlich Temperaturbeständigkeit und Anpassungsfähigkeit einsetzbare Volumendichtringe aus Glimmer oder Grafit, die in bekannten Bauformen jedoch auch nicht als Abdichtungsmaßnahme im vorliegenden Anwendungsfall eingesetzt werden können. A known means of choice would be to those skilled in the use of a metal bellows seal, which is very well suited for absorbing forces and movements in three-dimensional space. In this application, however, very little space is available, especially in the area of the seal, so that this known solution has to be eliminated. Metallic radial seals or R-rings are limited to approximately 0.2 mm in terms of radial movement. Since in the present application example higher relative movements are to be bridged and to be absorbed by a seal, this solution is also excluded. Fragile and thus problematic in the installation are otherwise very advantageous in terms of temperature resistance and adaptability usable volume seals made of mica or graphite, which can not be used in known designs, however, as a sealing measure in the present application.

Bei axialer Schiebebewegung entlang einer radialen Dichtfläche verlieren alle vorstehend genannten Dichtungskonzepte durch Verschleiß an der Dichtungsfläche an der notwendigen Adaptionsfähigkeit und mithin an Abdichtwirkung. Damit sind diese Dichtkonzepte insbesondere bei einer durch pulsierende heiße Abgase hervorgerufenen ständigen Relativbewegung eines Innenrohrs gegenüber einem Außenrohr nur sehr bedingt einsetzbar. In the case of an axial sliding movement along a radial sealing surface, all of the abovementioned sealing concepts lose their wear and tear on the sealing surface due to the necessary adaptability and thus to the sealing effect. Thus, these sealing concepts are used only to a limited extent, in particular in the case of a permanent relative movement of an inner tube relative to an outer tube caused by pulsating hot exhaust gases.

Die Abbildung von 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine im Wesentlichen radialsymmetrische Flanschdichtung 1 in einer Ausführungsform der Erfindung. Ein Endbereich 2 eines ersten Rohrstücks 3 weist eine konische Weitung 4 auf. In diese konische Weitung 4 greift ein Endbereich 5 eines anzuschließenden zweiten Rohrstücks 6 hinein ein. In radialem Kontakt mit dem Endbereich 5 des zweiten Rohrstücks 6 steht eine Volumendichtung 7. The picture of 1 shows a sectional view through a substantially radially symmetrical flange seal 1 in an embodiment of the invention. An end area 2 a first piece of pipe 3 has a conical widening 4 on. In this conical widening 4 grips an end area 5 a to be connected second pipe section 6 into it. In radial contact with the end region 5 of the second pipe section 6 is a volume seal 7 ,

Über eine Trennscheibe 8 übt ein Federelement 9 eine axial gerichtete Kraft auf den keilförmigen Volumendichtring 7 aus. Unter Einwirkung dieser axialen Kraft wird der Volumendichtring 7 im radialen Kontakt mit dem Endbereich 5 des zweiten Rohrstücks 6 in die konische Aufweitung 4 des ersten Rohrstücks 3 hinein gedrückt. About a cutting disc 8th exercises a spring element 9 an axially directed force on the wedge-shaped volume sealing ring 7 out. Under the influence of this axial force of the volume sealing ring 7 in radial contact with the end region 5 of the second pipe section 6 in the conical widening 4 of the first piece of pipe 3 pressed into it.

Im Zuge von Relativbewegungen zwischen dem Endbereich 2 des ersten Rohrstücks 3 sowie dem Endbereich 5 des zweiten Rohrstücks 6, in der Abbildung durch Pfeile angedeutet, tritt durch Reibung Verschleiß an dem Volumendichtring 7 auf. Diese Abnutzung tritt jedoch im Wesentlichen nur an einem Innendurchmesser bzw. an einer Innenmantelfläche 10 dieses Dichtungselementes 7 auf, sodass der Volumendichtring 7 über die Trennscheibe 8 durch die axiale Andrückkraft des Federelements 9 selber weiter in die konische Aufweitung 4 des Endbereichs 2 des ersten Rohrs 3 hineingedrückt wird. Damit wird der durch Reibung erlittene Materialverlust des Volumendichtungsrings 7 durch in axialer Richtung nachgeschobenes Dichtungsmaterial soweit ausgeglichen, dass eine Dichtungsfunktionalität der Flanschdichtung 1 weitgehend unverändert gut aufrechterhalten wird. In the course of relative movements between the end region 2 of the first piece of pipe 3 as well as the end area 5 of the second pipe section 6 , indicated by arrows in the figure, occurs due to friction wear on the volume sealing ring 7 on. However, this wear occurs essentially only on an inner diameter or on an inner circumferential surface 10 this sealing element 7 on so that the volume sealing ring 7 over the cutting disc 8th by the axial pressure force of the spring element 9 yourself further into the conical widening 4 of the end region 2 of the first pipe 3 is pressed into it. Thus, the loss of material lost by friction of the volume seal ring becomes 7 balanced by axially pushed in sealing material so far that a sealing functionality of the flange seal 1 maintained largely unchanged.

Die axiale Federkraft des Federelements 9 wird in einem der Trennscheibe 8 gegenüberliegenden freien Enden 11 des Federelements 9 durch einen losen Klemmflansch 12 bewirkt. Der Klemmflansch 12 seinerseits ist als ein Ring einer V-Bandschelle 13 ausgebildet, deren zweiter Ring bzw. Klemmflansch 14 durch einen Endabschnitt 15 der konischen Aufweitung 4 des ersten Rohrstücks 3 z.B. durch Verschweißen fixiert oder daran einstückig angeformt ist. The axial spring force of the spring element 9 gets into one of the cutting disc 8th opposite free ends 11 of the spring element 9 through a loose clamping flange 12 causes. The clamping flange 12 in turn is as a ring of a V-band clamp 13 formed, the second ring or clamping flange 14 through an end section 15 the conical widening 4 of the first piece of pipe 3 for example, fixed by welding or integrally formed thereon.

Im vorliegenden Fall wird dieser zweite Klemmflansch 14 also als integraler Bestandteil der konischen Aufweitung 4 des Endbereichs 2 des ersten Rohrstücks 3 einstückig ausgeführt. Über eine dem Fachmann in bekannter Weise einstellbare Zugspannung in der über diese Klemmflansche 12, 14 angeordnete V-Band-Schelle 13 werden die Klemmflansche 12, 14 auf Block gesetzt. Damit wird eine axiale Vorspannung des Federelements 9 auf Basis der gewählten Dimensionierung, Materialauswahl und Formgebung eingestellt. Eine Justierung erfolgt im Wesentlichen über die Auslegung des Federelements unter Voreinstellung einer dauerhaften Mindest-Vorspannung. Vorteilhafterweise wird dabei eine freie Bewegung der Klemmflansche 12, 14 der Endbereiche 2, 5 gegeneinander sowie eine Lockerung der Flanschverbindung im Dauerbetrieb vermieden. In the present case, this second clamping flange 14 so as an integral part of the conical expansion 4 of the end region 2 of the first piece of pipe 3 made in one piece. About a the expert in a known manner adjustable tension in the on this clamping flanges 12 . 14 arranged V band clamp 13 become the clamping flanges 12 . 14 set to block. This is an axial bias of the spring element 9 adjusted on the basis of the selected dimensioning, material selection and shaping. An adjustment takes place essentially on the design of the spring element with presetting a permanent minimum bias. Advantageously, while a free movement of the clamping flanges 12 . 14 the end areas 2 . 5 against each other and a loosening of the flange in continuous operation avoided.

Alternativ zu dem in 1 angedeuteten Federelement 9 in Form eines sog. Z-Rings kann grundsätzlich auch ein Well-Ring oder ähnliches eingesetzt werden. Die nachfolgend noch im Detail beschriebenen Ausführungsbeispiele der 3 und 4 zeigen exemplarisch weitere Alternativen zu einsetzbaren Federelementen 9 auf. Grundsätzlich ist eine erfindungsgemäße Flanschdichtung 1 für einen Einsatz unter höherer bis hoher Temperaturbelastung vorgesehen, insbesondere bei Temperaturen um etwa 400°C bis ungefähr 1.000°C am Dichtungselement. Dementsprechend sind auch die Materialien der jeweiligen Federelemente 9 durch den Fachmann auszuwählen, beispielsweise als Nickel-Basis-Legierungen. Alternatively to the in 1 indicated spring element 9 In principle, a corrugated ring or the like can also be used in the form of a so-called Z-ring. The embodiments of the described in detail below 3 and 4 show examples of other alternatives to usable spring elements 9 on. Basically, a flange seal according to the invention 1 intended for use under high to high temperature load, in particular at temperatures of about 400 ° C to about 1000 ° C at the sealing element. Accordingly, the materials of the respective spring elements 9 select by the skilled person, for example as nickel-based alloys.

2 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform einer Flanschdichtung 1. Bei dieser Ausführungsform wurde im Gegensatz zu der Flanschdichtung 1 gemäß 1 nun ein loser oberer Klemmflansch 12 eingespart. Hierzu wurde das freie, äußere Ende 11 des Federelements 9 entsprechend so ausgeformt, dass es nun eine mit der V-Band-Schelle 13 korrespondierende Rampe 16 bildet. Das Federelement 9 ist also mit dem Klemmflansch 12 dadurch einstückig ausgebildet, dass das freie Ende 11 des Federelements 9 in der Form des Klemmflansches 12 fortgeführt wird. Damit wird das Federelement 9 durch Schließen der V-Band-Schelle 13 nun unmittelbar vorgespannt. Der lose Klemmflansch 12 selber kann als Bauteil entfallen. Durch das Anziehen der V-Band-Schelle 13 werden nun diese Rampe 16 bzw. deren Endbereich und der Klemmflansch 14 am Endbereich 15 der konischen Aufweitung 4 weiterhin auf Block gesetzt. Damit wird das Federelement 9 in einem erforderlichen Mindestmaß vorgespannt, um über ein innenliegendes Ende 17 des Federelements 9 eine Mindestkraft auf die Trennscheibe 8 auszuüben. 2 shows a sectional view through a further embodiment of a flange seal 1 , In this embodiment, in contrast to the flange seal 1 according to 1 now a loose upper clamping flange 12 saved. This was the free, outer end 11 of the spring element 9 shaped so that it is now one with the V band clamp 13 corresponding ramp 16 forms. The spring element 9 So it is with the clamping flange 12 formed integrally, that the free end 11 of the spring element 9 in the form of the clamping flange 12 is continued. This is the spring element 9 by closing the V-band clamp 13 now directly biased. The loose clamping flange 12 itself can be omitted as a component. By tightening the V-band clamp 13 Now this ramp 16 or the end region and the clamping flange 14 at the end area 15 the conical widening 4 still set to block. This is the spring element 9 biased to a required minimum to have an inboard end 17 of the spring element 9 a minimum force on the cutting disc 8th exercise.

3 ist eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform in Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde nun im Gegensatz zu der gemäß 1 eine Trennscheibe 8 dadurch eingespart, dass das Federelement 9 statt als Profilfeder hier als Schraubenfeder entsprechend hoher Steifigkeit ausgeführt ist. Damit drückten die im Wesentlichen planen Endbereiche 17 auf den losen Klemmflansch 12 einerseits, andererseits aber auch auf die Volumendichtung 7, die dadurch im Wesentlichen flächig durch die Andrückkraft aus der Vorspannung des Federelements 9 belastet ist. Eine entsprechende Wirkung kann in einer für den Fachmann offensichtlichen Weise im Wesentlichen auch unter Verwendung gestapelter Tellerfedern an der Stelle einer Schraubenfeder erzielt werden. 3 is a sectional view through a further embodiment in a modification of the embodiment according to 1 , In this embodiment, in contrast to that according to FIG 1 a cutting disc 8th saved by the fact that the spring element 9 instead of profile spring is designed here as a helical spring according to high rigidity. This pushed down the essentially planned end areas 17 on the loose clamping flange 12 on the one hand, but on the other hand also on the volume seal 7 , which thereby substantially flat by the pressing force from the bias of the spring element 9 is charged. A corresponding effect can be achieved in a manner obvious to those skilled in the art essentially also using stacked disc springs in place of a helical spring.

4 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform, bei der nun auch eine Trennscheibe 8 durch entsprechende Ausformung des Federelements 9 eingespart wurde. Zum Fortfall der Trennscheibe 8 wird eine möglichst flächige Anlage des innenliegenden Endes 17 bzw. Arms des Federelements 9 auf dem Dichtelement 7 ausgebildet. Auch bei fortschreitendem Verschleiß des Dichtelements 7 und einem entsprechend angestrebten Nachschieben des Dichtelements 7 durch die Kraft des Federelements 9 in die konische Weitung 4 hinein wird so sichergestellt, dass auf das Dichtelement 7 eine im Wesentlichen flächige Kraft einwirkt. Damit kann die Trennscheibe 8 als weiteres separates Bauteil eingespart werden, wobei das Dichtelement 7 weiterhin mit ausreichender Kraft und einer dem weichen Material des Dichtelements 7 angepassten Weise der Krafteinleitung durch die Kraft des Federelements 9 sicher in die konische Weitung 4 hinein gezwungen wird. 4 shows a sectional view through a further embodiment, in which now also a cutting disc 8th by appropriate shaping of the spring element 9 was saved. For discontinuation of the cutting disc 8th is a surface as possible investment of the inner end 17 or arms of the spring element 9 on the sealing element 7 educated. Even with progressive wear of the sealing element 7 and a corresponding desired Nachschieben the sealing element 7 by the force of the spring element 9 in the conical widening 4 It is thus ensured that on the sealing element 7 a substantially flat force acts. This can be the cutting disc 8th be saved as another separate component, wherein the sealing element 7 continue with sufficient force and the soft material of the sealing element 7 adapted way of introducing force by the force of the spring element 9 safe in the conical widening 4 is forced into it.

Die Volumendichtung 7 ist im Querschnitt keilförmig ausgebildet und in den vorliegenden Ausführungsbeispielen ringförmig geschlossen ausgeführt. Alternativ und ohne weitere zeichnerische Darstellung kann auch eine geschlitzte Bauform einer Volumendichtung 7 eingesetzt werden, insbesondere eine schräg geschlitzte Bauform einer Volumendichtung 7 mit überlappenden Enden im Bereich des Schlitzes. Hierdurch kann eine verbesserte Anpassung zur Erzielung einer hohen Dichtigkeit auch im Zuge der durch Verschleiß am Innendurchmesser 10 der Volumendichtung 7 verursachten Nachführung der Volumendichtung 7 unter Einwirkung des Federelements 9 in die konische Weitung 4 hinein erreicht werden. The volume seal 7 is wedge-shaped in cross section and executed in the present embodiments, annular closed. Alternatively and without further graphic representation may also be a slotted design of a volume seal 7 be used, in particular a diagonally slotted design of a volume seal 7 with overlapping ends in the area of the slot. This allows an improved adaptation to achieve a high density even in the course of wear on the inner diameter 10 the volume seal 7 caused tracking of the volume seal 7 under the action of the spring element 9 in the conical widening 4 be reached.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Dichtung / Flanschdichtung Seal / flange gasket
2 2: Endbereich end
3 3: erstes Rohrstück (Ausgangsflansch eines Abgasturboladers)first pipe section (output flange of an exhaust gas turbocharger)
4 4: konische Weitung des Endbereichs 2 conical widening of the end area 2
5 5: Endbereich end
6 6: zweites Rohrstück (Abgaskrümmer) second pipe section (exhaust manifold)
7 7: Volumendichtung / Volumendichtring Volume seal / Volumendichtring
8 8th: Trennscheibe cutting wheel
9 9: Federelement spring element
10 10: /Innenmantelfläche d. Volumendichtung 7 / Inner circumferential surface d. volume seal 7
11 11: freies Ende des Federelements 9 free end of the spring element 9
12 12: loser Klemmflansch loose clamping flange
13 13: V-Bandschelle V-band clamp
14 14: zweiter Ring bzw. Klemmflansch der V-Bandschelle 13 second ring or clamping flange of the V band clamp 13
15 15: Endabschnitt der konischen Aufweitung 4 End section of the conical widening 4
16 16: Rampe am freie Ende 11 des Federelements 9 Ramp at the free end 11 of the spring element 9
17 17: planer Endbereich / innenliegendes Ende bzw. Arms des Federelements 9 Plane end portion / inner end or arm of the spring element 9

Claims

Flange seal for the permanent sealing of two components that have relative movements to each other, characterized in that a volume seal ( 7 ) in a conical widening ( 4 ) of an end region ( 2 ) of a first pipe section ( 3 ), wherein the volume seal ( 7 ) in radial contact with an end region ( 5 ) of a conically widened end region ( 2 ) projecting second tube piece ( 6 ) is arranged under axial prestress.

Flange seal according to the preceding claim, characterized in that the volume seal ( 7 ) is designed in the form of a volume seal with a wedge-shaped cross-section.

Flange seal according to one of the preceding claims, characterized in that at least one spring element ( 9 ) for adjusting the axial preload on the volume seal ( 7 ) is provided.

Flange seal according to the preceding claim, characterized in that the spring element ( 9 ) is designed as a plate spring.

Flange seal according to the preceding claim, characterized in that the spring element ( 9 ) via a cutting disc ( 8th ) on the volume seal ( 7 ) acts.

Flange seal according to claim 4, characterized in that the spring element ( 9 ) via a surface contact with the volume seal ( 7 ) formed plan end area ( 17 ) on the volume seal ( 7 ) acts.

Flange seal according to the preceding claim, characterized in that the spring element ( 9 ) in turn by a loose second flange ( 12 ) is biased by a screw flange, which by a V-band clamp ( 13 ) is enclosed radially.

Flange seal according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element ( 9 ) over an outer area by a ramp ( 16 ) at the free end ( 11 ) of the spring element ( 9 ) by a V-band clamp ( 13 ) is radially enclosed and biased.

Flange seal according to one of the preceding claims, characterized in that an inner end ( 17 ) of the spring element ( 9 ) to a surface as possible on the sealing element ( 7 ) is trained.

Flange gasket according to one of the preceding claims, characterized in that the volume seal ( 7 ) consists of a soft material as possible, for example thin steel foils or knitted strips and optionally formed with fiber reinforcement.