DE19503285A1 - Statische Dichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine statische Dichtung aus zähplasti­ schen Stoffen oder Metallen, welche aus Plattenmaterial ausge­ schnitten, oder von einem Rohr plan abgestochen ist.

Flachdichtungen nach DIN 2512, 2691, 2692, haben den Nachteil daß außerordentlich hohe Vorspannkräfte erforderlich sind, wel­ che nur durch starke Schrauben und dicke Flansche erreicht werden. Ferner ist ein weiterer Nachteil dieser Dichtungen da­ rin zu sehen, daß mediumseitig zwischen den Flanschen Todräume entstehen, in welchen längere Verweilzeiten gegeben sind, was bei temperaturempfindlichen Stoffen, Verunreinigungen zur Fol­ ge haben kann.

Aus der DE-OS 25 03 672 ist bereits eine mehrlagige, konisch vorgeformte Dichtung bekannt geworden, welche jedoch zur Abdich­ tung eines beweglichen Körpers, gegen ein feststehendes Gehäuse benutzt wird und dazu dienen soll, die am beweglichen Teil fest­ sitzenden Graphitexplandate abzuschaben, um somit deren zerstö­ rerischen Wirkungen auf die Dichtung zu verhindern. Bei diesem Anwendungsfall wird die Dichtung nicht so stark radial plastisch verformt, daß sie an ihren beiden Umfangsflächen fest anliegt, weil derartig radial stark verformte Dichtungen, zur Nichtbeweg­ lichkeit des beweglichen Körpers führen würde.

In der Raumfahrt bzw. in der Nuklearfusionstechnik, sind an bestimmten Stellen solcher Anlagen, keinerlei Dichtungen aus zäh­ plastischen Materialien erwünscht bzw. nur Stoffe erlaubt, wel­ che Zersetzungseffekten von Strahlungen standhalten. Zum dichten Abschließen des Mediums mittels einer metallischen Dichtung, beispielsweise einer Hochvakuumumgebung, muß an den Dichtflächen der Dichtung, gegenüber ihren Flanschdichtflächen, ein sehr hoher spezifischer Dichtdruck erzeugt werden, ohne daß das federelasti­ sche Verhalten der Dichtung gemindert wird.

Vorteilhafterweise werden solche Metalldichtungen, aus einem rostfreien, federnd elastischem Werkstoff hergestelltem Rohr konisch abgestochen, welches mit einem geeigneten, weichen, rost­ beständigen Metall, mit einer genügenden Dicke, beschichtet ist, so daß beim Abstechen, scharfe Dichtkanten erhalten werden. Diese aus der DE PS 28 25 492 bekannt gewordene Herstellungsart hat den Nachteil, daß die gegen Beschädigungen sehr empfindli­ chen Dichtflächen, achsparallel ausfallen und somit zu Schwie­ rigkeiten bei der Montage, beim Zusammenfügen der Flansche bzw. bei der Demontage zur völligen Zerstörung der Dichtung und Be­ schädigung ihrer Gegendichtflächen führen kann, zumal deren Dicke nach der zulässigen, spezifischen Flächenpressung im Weichmetall ausgelegt wurde, dadurch sehr hohe Verformungskräfte erforderlich sind, um sie radial zu deformieren, stehen dazu die zulässigen Flächenpressungen des Weichmetalles im Widerspruch, was bedeutet, daß diese Dichtung nicht nur die Weichmetallschicht, sondern auch das sie umgebende Gehäuse zerstören kann, weil die Verformungs­ kräfte durch die Weichmetallschicht müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zu schaf­ fen, welche gekammert ausgebildet ist, wobei die beiden, vor­ zugsweise mediumseitigen Hubbegrenzungsflächen, satt aufeinander liegen können und sehr hohe Dichtkräfte, gegenüber ihren Gegen­ dichtflächen, mit verhältnismäßig niederen Vorspannkräften der Flansche zueinander, erzeugt werden, wobei große Vorspann­ wege, aufgrund der Hebelverhältnisse in der Dichtung gegeben sind, so daß damit thermisch bedingte Längsdehnungen, aufgefan­ gen werden können und ihre Federelastizität erhalten bleibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe, ist die eingangs erwähnte Dich­ tung dadurch gekennzeichnet, daß eine Flachdichtung aus zähplas­ tischem Material oder aus rostfreiem Blech mit koaxialen Wellen, so dimensioniert ist, daß sie bei der Montage eine konische Form einnimmt, bzw. eine Flachdichtung aus Metall konisch umgeformt und/oder mit wechselseitigen Verformungsrillen versehen ist, so daß in der Dichtstellung, die Axialkräfte, welche in dieser Kräftefläche zu Radialkräften umgeformt werden, auf die konischen Dichtflächen der Dichtung wirksam sind.

Die erfindungsgemäße Dichtung, ist auf Grund der Hebelverhält­ nisse in der Dichtung, gegen verschiedene Vorspannwege kurz vor Erreichen der Flanschendlage relativ unempfindlich, zumal sich die radialen Vorspannkräfte bei unterschiedlichen axialen Vorspannwegen kaum verändern und weil die radiale Verformung der Dichtung nach innen, bereits vor Erreichen ihrer Endlage, zum Großteil abgeschlossen ist.

Ferner hat die erfindungsgemäße Dichtung aus Metall, für hohe Drücke und Temperaturen, den Vorteil, daß an ihren Brustflächen Verformungsrillen angebracht sind, mit deren Wirkung, die Ver­ formungskräfte in der Dichtung, den zulässigen Flächenpres­ sungen in der Weichmetallschicht der Dichtflächen, anzupassen, so daß für die Dichtung, hochfeste, rostfreie, zähelastische Werkstoffe benutzt werden können.

Ferner hat die aus zäh- und federelastischem, rostfreien Blech ausgeschnittene Dichtung, welche mit koaxialen Wellen versehen, an ihren Umfangsflächen, mit umgebördelte Dichtscheiben aus Weichmetall ausgebildet ist, den Vorteil, daß sie in ihrer Dichtstellung, völlig gekammert, federnd eingespannt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die eingangs erwähnte Dich­ tungsanordnung, die Merkmale des Patentanspruches 1 auf. Ihre Ausbildungsarten sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 den Achsschnitt einer Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Dichtung, wobei die plane, aus zähplastischem Plattenmaterial hergestellte Dichtung, in der linken Bild­ hälfte in Vormontagestellung, eine kegelstumpfartige Form einnimmt, mit einem Kräftediagramm dargellt ist und in der rechten Bildhälfte, in ihrer Montageendstel­ lung dargestellt ist.

Fig. 2 eine weitere Ausführungsart der erfindungsgemäßen Dich­ tungsanordnung aus koaxial gewelltem Blech, wobei ihre beiden Umfangsflächen, mit umgebördelten Dichtscheiben aus Weichmetall versehen sein können, in der linken Bild­ hälfte in ihrer Vormontagestellung, in der rechten Bild­ hälfte in ihrer Montageendstellung.

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Dichtung aus Metall, für höchste Drücke und Temperaturen, mit beidseitig angebrachten Ver­ formungsrillen, wobei die Dichtung nach dem Abstechen kegelstumpfförmig umgeformt wurde, in der linken Achs­ hälfte im vormontierten und in der rechten Bildhälfte, im endgültig verspanntem Zustand.

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichtung für höchste Drücke und Temperaturen, wobei die plane Dichtung nach dem Abstechen mit wechselseitigen Verformungsrillen versehen ist, in der linken Bildhälfte in Vormontagestellung, in der rechten Achshälfte in Mon­ tageendstellung.

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Flanschverbindung, mit der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung, in der linken Achs­ hälfte in Vormontagestellung, in der rechten Bildhälfte in Montageendstellung.

Eine aus zähplastischem Material ausgeschnittene, oder die von einem Rohr, welches aus zähplastischem Werkstoff nach dem Strangpreßverfahren hergestellt ist, plan abgestochene Flach­ dichtung, deren Außenumfang größer und deren Innenumfang kleiner ausgebildet ist, als der Umfang ihrer zugeordneten Gegendicht­ flächen, wird bei der Vormontage in den äußeren Gegenflansch, eine kegelstumpfartige Form einnehmen und bereits unter Radial­ spannungen stehen. Ist ferner der Innendurchmesser dieser Vor­ montierten Dichtung so gehalten, daß er stramm über den Außen­ durchmesser des ihm zugeordneten, konischen Gegenflansches auf­ aufgeschoben werden muß, so steht die so vormontierte ehemalige Flachdichtung unter noch höheren Radialspannungen, wobei die Dichtkräfteebene, ihre radial wirksame Form einer Kegelstumpf­ mantelfläche, erst bei der Montage angenommen hat, so daß unter steigender Vorspannung, die Dichtkräftefläche immer flacher und wirksamer wird, können die Dichtkräfte solange federnd verstärkt werden, bis das für die entsprechende Dichtungsausführung erfor­ derliche Flanschabstandsmaß, zur Erreichung der notwendigen Dicht­ flächenpressung erreicht ist bzw. die vorzugsweise mediumseitigen Hubbegrenzungsflächen satt aufeinander liegen.

Die in Fig. 1 dargestellte Dichtungsanordnung, zeigt die Kräfte­ verteilung einer aus zähplastischem Plattenmaterial ausge­ schnittenen, oder einer, von einem aus zähplastischem Werkstoff stranggepreßtem Rohr, abgestochenen Dichtung 1 in Vormontage­ stellung, wobei:
a die Vorspannkraft
b die Verformungskraft
c die Dichtkraft darstellt.

Die Flachdichtung 1, deren Stirnfläche 2 im Umfang größer ausge­ schnitten ist, als die ihr zugeordnete Dichtfläche 3 im Flansch 4, nimmt bei der Vormontage, eine kegelstumpfförmige Form mit dem Winkel 5 ein.

Bei der Vormontage der Dichtung 1, ist es vorteilhaft, mittels eines Kunststoffrohres, dessen Außendurchmesser etwas kleiner gehalten ist, als die Führung 6a im Flansch 6 und dessen dich­ tungsseitiges Ende abgerundet ist, die Dichtung mit ihrer konischen Dichtfläche, allseitig so auf den Konus der Gegen­ dichtfläche 3 zu drücken, daß die Brustfläche 10 der Dichtung 1, satt auf ihrer Partnerfläche 9 im Flansch 4 aufliegt.

Das Gleiche gilt auch für die, von einem Metallrohr, plan abge­ stochene Dichtung 1, welche ihre konischen Dichtflächen, sowie ihre wirksame Kegelstumpfmantelfläche durch Umformung erhält, so daß sie mittels obigem Hilfswerkzeug, mit ihrer Dichtfläche, auf den Konus der Gegendichtfläche aufgeschoben wird.

Da der Umfang der inneren Dichtfläche 8 der Dichtung 1 kleiner ausgeschnitten ist, als der ihrer zugeordneten Gegendichtfläche 7 im Flansch 6 und dieser Durchmesser sich beim Umformen der Dichtung vergrößert, wird beim Einsetzen des Flansches 6, mit seiner Führung 6a, in die Zentrierung 4a des Flansches 4, die Dichtfläche 8, genau zentrisch in die Stirnfläche 7 der Dichtung 1 eingeführt, bis auch die Stirnseite 12 des Flansches 6 spielfrei auf die Brustfläche 11 der Dichtung 1 zu liegen kommt, so daß der Hub 16 zwischen den beiden Hubbegrenzungs­ flächen 14, 15, welche aus Sicherheitsgründen, vorzugsweise mediumseitig angeordnet sind, gebildet wird.

Die in der Dichtung 1 wirksame Vorspannkraft a, kann mittels der, durch eine Mittellinie 13 angedeuteten Schrauben, solange über die, in der Dichtung wirksame Kegelmantelfläche gesteigert werden, bis die beiden Hubbegrenzungsflächen satt aufeinander liegen, wobei die Dichtung dabei immer unter federnder Vorspan­ nung steht.

Die in der rechten Bildhälfte der Fig. 1 dargestellte Endlage der Dichtung 1, zeigt ihre federnde Verformung, wobei sich die auf die beiden Dichtflächen 3, 7, der Dichtung 1 wirksamen Dicht­ kräfte c, durch Kraftschluß innerhalb der Flansche 4, 6 gegen­ seitig aufheben und die in der Dichtung 1, wirksamen Verformungs­ kräfte b federnd erhalten bleiben, zumal die Dichtung 1, inner­ halb der Dichtflächen 3, 7 gekammert eingespannt ist und durch die Anlagen 17, 18 der Dichtung 1 an den beiden Flanschdicht­ flächen 19, 20, am Ausknicken gehindert wird.

Die vormontierte Dichtung 1 in der rechten Bildhälfte, mit einer strichlierten Linie 1a dargestellt, beinhaltet eine Querschnitt­ mittenachse 22, welche die beiden Dichtungsendmittelpunkte 23, 24, miteinander verbindet. Beim Verspannen der beiden Flansche 4, 6 zueinander, wandert der Dichtflächenmittelpunkt 23 mit seiner Querschnittmittenachse 22 als Radius, um den Endpunkt 24, woran ihn jedoch die Dichtfläche 8 des Flansches 6 hindert, so daß der Punkt 23, einen Radialhub 25 nach innen durchführt, was zur federnden Verformung der Dichtung führt, solange, bis die beiden Hubbegrenzungsflächen 14, 15, satt aufeinander liegen. Dabei verringert sich der ursprüngliche, durch die Vormontage erzwungene Winkel 5 der Dichtung, um den Verformungswinkel, wel­ cher sich aus der Differenz der Winkel 5 und 21 ergibt.

Um eine Überlastung der Dichtung zu vermeiden, ist darauf zu achten, daß die Querschnittmittenachse 22, in ihrer Endstellung 22a, nie zur Achsnormalen wird, sondern schon vorher die beiden Hubbegrenzungsflächen 14, 15, ein Überspannen der Dichtung ver­ hindern, so daß die Konstruktionsmaße der Dichtung, sowie das Maß 16, durch Versuche zu kontrollieren sind.

In Anwendungsbereichen mit hohen Temperaturen und mittleren Drücken, bei denen keine zähplastischen Materialien als Dicht­ mittel zugelassen sind, weil sie von Strahlungen zersetzt werden können, bietet sich die in Fig. 2 dargestellte Dichtungsanordnung an. Eine aus vorzugsweise rostfreiem Federstahl hergestellte und mit koaxialen Wellen versehene Flachdichtung 30, deren Dicke 30a, nach den erforderlichen Druckstufen festgelegt ist, deren Dichtflächen mit umgebördelten Dichtscheiben 39, aus Weichmetall versehen sein können, nimmt beim Einlegen in den Flansch 31, eine kegelstumpfartige Form mit dem Winkel 32 an. Zum leichten Einführen der Dichtung, kann die Zentrierung 31a des Flan­ sches 31 größer gestaltet sein, als der Dichtungsaußendurch­ messer. Auch hier empfiehlt es sich, die Dichtung mit einem rohrförmigen Hilfswerkzeug zu montieren.

Beim Einsetzen des Gegenflansches 33, mit seiner Führung 33a in die Zentrierung 31a des Flansches 31, wird dessen Dichtfläche 33b, genau zentrisch, in die innere Dichtfläche 30d der Dichtung eingeschoben, was durch das Spiel 34 erleichtert wird. Beim wei­ teren Festziehen der durch eine Mittellinie 35 angedeuteten Schrauben, drückt die Flanschbrustfläche 33c auf die Dichtungs­ brustfläche 30c, so daß die Dichtung 30, radial nach innen ver­ formt und mit ihrer Dichtfläche 30d an der Gegendichtfläche 33b angepreßt wird.

Die radiale und axiale Verformung der Dichtung 30, begünstigt durch die kraftarme Verformbarkeit der Wellenform der Dichtung, ist mit dem Hub 36 konstruktiv festgelegt und kann solange er­ folgen, bis die beiden Hubbegrenzungsflächen 37, 38, satt auf­ einander liegen.

In der rechten Bildhälfte der Fig. 2, ist die völlig gekammerte Dichtung 30 dargestellt, welche mit ihren Dichtflächen 30b, 30d, an ihren zugeordneten Gegendichtflächen 31b, 33b, deshalb fest angepreßt werden, weil die Dichtungswellen 30e, 30f, 30g, 30h, von den Flanschbrustflächen 31c, 33d gegeneinander gepreßt werden und die Dichtung am Ausknicken gehindert wird, dabei aber ihre federnden Eigenschaften erhalten bleiben.

In der in Fig. 3 dargestellten Dichtungsanordnung für hohe Drücke und Temperaturen, wird eine Metallscheibe 50 verwendet, welche von einem Rohr abgestochen, das vorher beidseitig mit Weichmetall 51 beschichtet sein kann und anschließend kegelstumpfförmig ver­ formt wurde. Da die zulässige spezifische Flächenpressung derar­ tiger Weichmetalle nicht überschritten werden darf, um sie am Fließen zu hindern, würden diese Scheiben für den angewendeten Druckbereich viel zu dick bauen und deshalb viel zu große Vor­ spannkräfte benötigen, um sie zum Dichten radial zu verformen. Deshalb sind an derartigen Scheiben, je nach ihrer Ausführung und ihrem Einsatzzweck, Verformungsrillen 52 - wechsel - oder beidseitig angebracht.

Diese sich selbstzentrierenden Dichtungen, werden zum Einbau an der im Flansch 56, angebrachten konischen Dichtfläche 57 einge­ führt, so daß sie an der Anlagefläche 58 aufliegt. Der Durch­ messer der Flanschzentrierung 59 kann größer ausgeführt sein, als der der Dichtung an der Stelle 60, um ein leichtes Einführen bzw. Herausnehmen derselben zu ermöglichen.

Der Gegenflansch 66, ist mit seiner Dichtfläche 61, ebenfalls konisch im Winkel zur Dichtung passend ausgeführt und mit einer Anlagefläche 62 versehen, so daß beim Vorspannen mittels der durch Mittellinien 63 angedeuteten Schrauben, die Dichtungen zuerst mit ihren Anlageflächen 64, 65 anliegen, bevor sie radial verformt werden.

Da die Dichtung umso weniger radial verformt werden muß, je geringer das Spiel 79 zwischen ihren konischen Stirnflächen 67, 68 gegenüber ihren Dichtflächen 57, 61 beträgt, ist es zweck­ mäßig, die Flächen 57, 58 bzw. 61, 62 gemeinsam zu bearbeiten, um ihr Spiel zu ihren Partnerflächen möglichst gering zu halten.

Beim weiteren Verspannen der Dichtung werden ihre Dichtflächen 67, 68, sowie ihre Brustflächen 64, 65 zueinander axial verscho­ ben, wobei die Dichtung an den Stellen 74, 75 verformt wird, bis sie an den Gegendichtflächen 57, 61, anliegt. Das weitere Ver­ spannen der Dichtung führt solange zu ihrer axialen und radialen Verformung, bis die aus Sicherheitsgründen vorzugsweise medium­ seitigen Hubbegrenzungsflächen 69, 70, satt aufeinander liegen. Die Mittelpunkte 77, 78, der beiden Verformungsflächen 74, 75, sind durch eine Linie 76, welche in Wirklichkeit eine Kegel­ stumpfmantelfläche ist, verbunden, welche als wirksamer Hebel beim Vorspannen der Dichtung wirksam wird und zwar derart, daß beim axialen Verschieben der beiden Dichtflächen 67, 68 zuein­ ander, die Linie 76 um den Mittelpunkt 78 solange einen Kreisbo­ gen 80 beschreibt, bis die beiden Dichtflächen 67, 68, an ihren Partnerflächen 57, 61, fest anliegen und beim weiteren Verspan­ nen der Dichtung, mit sehr hohen Druckkräften beaufschlagt wird, welche umso größer werden, je kleiner der Winkel 73 wird, bis die mediumseitigen Hubbegrenzungsflächen 69, 70, satt aufeinan­ der liegen.

Der ursprüngliche Kegelstumpfwinkel 71 der Dichtung, wird durch die, in diesem Anwendungsfall bevorzugte gleichseitige Anordnung der Verformungsrillen 52, in seiner Wirkung nicht vergrößert, jedoch die Spannungen aus den Flächen 74, 75, gleichmäßig auf die ihnen zugeordneten Dichtflächen 67, 68 verteilt.

Wäre die Dichtung nach Fig. 3, mit wechselseitigen Verformungs­ rillen nach Fig. 4 versehen, so würde ihr ursprünglicher Verfor­ mungswinkel 71, um den durch die wechselseitige Anordnung der Verformungsrillen, gebildeten Winkel 88 (Fig. 4), erhöht und zu höheren Vorspannkräften führen würde.

Dies bedeutet, daß der Winkel 71 so groß gewählt werden soll, daß der tatsächliche Verformungswinkel 73, die Verbindungs­ linie 76a, nicht zur Achsnormalen werden läßt, sondern die Verformung vorher abgeschlossen ist. In dieser Stellung könn­ ten mit sehr kleinen Vorspannkräften fast bis an das Unend­ liche heranreichende Spannungen erzielt werden, was jedoch die Verformungsrillen verhindern, zumal die zulässigen Spannun­ gen in den Flächen 74, 75 konstruktiv so festgelegt sind, daß die zulässigen Spannungen in der Weichmetallschicht nicht über­ schritten werden können und damit überlastungssicher für die Gegenflansche ist.

Für die Sicherheit der Dichtung ist es erforderlich, das Maß 81 zu berechnen und durch Versuche zu kontrollieren, um eine Über­ lastung der Dichtung zu verhindern, zumal die Dicke 82 der Dich­ tung, die Linie 76 am Ausknicken hindert. Für die Berechnung der höchstzulässigen Flächenpressung in der Weichmetallschicht ist die innere Dichtfläche 68 in Fig. 3 bzw. 93 in Fig. 4 der Dichtung maßgebend.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen Dichtungsanordnung, besteht aus einer planen Dichtung 90, die aus ihren Teilstücken 90a, 90b, 90c gebildet wird und von einem Rohr plan abgestochen ist, welches vorher an seinen beiden Umfangsflächen mit Weichmetall 91 beschichtet sein kann.

Durch die wechselseitig angeordneten Verformungsrillen 52, werden die zueinander versetzten Verformungsflächen 74, 75 geschaffen, deren Mittelpunkte 77, 78, mit der Linie 76 ver­ bunden sind, welche zu den beiden Planflächen 83, 84 der Dichtung 90, den Winkel 72 bildet, der umso größer wird, je größer die Dicke 82 und je kürzer die Linie 76 gestaltet wird.

Die aus zähem Metall unbeschichtete, oder mit Weichmetall 91 beschichtete plane Dichtung 90, wird mit ihrer Brustfläche 83, auf die im Flansch 56 vorhandene Druckfläche 92 aufgelegt und mit ihrer äußeren Dichtfläche 85, von ihrer, mit dem Verfor­ mungswinkel 88 zur Längsachse 87 der Dichtung 90 gegenüberlie­ genden Dichtfläche 86 zentriert.

Der Gegenflansch 66 wird mit seiner Führung 66a in die Zentrie­ rung 56a des Flansches 56 eingeführt, bis seine Druckfläche 89 auf der Brustfläche 84 der Dichtung 90 aufliegt. Die innere Dichtfläche 94 des Gegenflansches 66 ist ebenfalls erfindungs­ gemäß mit dem Verformungswinkel 88 zur Längsachse 87 der Dich­ tung 90 gestaltet, so daß beim Zusammenführen beider Flansche, die Dichtfläche 94 des Gegenflansches 66, leicht in die innere Dichtfläche 93 der Dichtung 90 eingeführt und bei einer Demon­ tage die Dichtung leicht entnommen werden kann.

Werden die Flansche 56, 66, mittels der durch Mittellinien 63 angedeuteten Schrauben angezogen, so beschreibt der Mittelpunkt 77, mit der Linie 76, um den Drehpunkt 78, einen Kreisbogen 80 nach unten, so daß die durch die Linie 76a wirksamen Verfor­ mungskräfte b, auf die Verformungsflächen 74, 75, die Dichtungs­ teile 90a, 90c, mit ihren Dichtflächen 85, 93, auf ihre zuge­ ordneten Flanschdichtflächen 86, 94 aufgepreßt werden. Dabei führen die beiden Dichtungsteile 90a, 90c, eine Kippbewegung durch, indem die beiden Dichtungsbrustflächen 83, 84, sich rela­ tiv zu den beiden Flanschdruckflächen 89, 92, radial verschieben.

Um aus Sicherheitsgründen, eine Überlastung dieser erfindungsge­ mäßen Dichtung zu verhindern, ist es wichtig, den Verformungs­ winkel 88 der Dichtung 90 kleiner zu halten, als den durch die konstruktiven Maße der Dichtung gegebenen Winkel 72, indem das Maß 81 der vorzugsweise mediumseitig vorgesehenen Hubbegrenzungs­ flächen 69, 70, entsprechend festgelegt wird und durch Versuche zu kontrollieren ist, zumal der Winkel 72 immer wirksam bleibt und nur von der Dicke 82 bzw. der Länge der Linie 76 der Dich­ tung 90 abhängig ist.

Bei der Wahl der Metalldichtung 50 bzw. 90, ist entsprechend dem Einsatzzweck zu entscheiden, ob infolge der gegebenen Tole­ ranzen, eine kegelstumpfförmig umgeformte Dichtung 50, mit wech­ selseitig angeordneten Verformungsrillen notwendig, oder mit beidseitig angeordneten Verformungsrillen auszukommen ist bzw. eine plane Dichtung 90 ausreicht.

Die in Fig. 5 im Längsschnitt durch eine Rohr - Flanschverbin­ dung dargestellte erfindungsgemäße Dichtung, zeigt in ihrer linken Bildhälfte, die fertig vormontierte Dichtung 100, welche zwischen den Flanschen 101, 102 eingespannt ist.

Wird eine flache, aus zähplastischem Material hergestellte Dich­ tung, welche aus Plattenmaterial ausgeschnitten oder von einem Rohr, das aus hartem, zähplastischem Material nach dem Strang­ preßverfahren hergestellt ist und von zwei Seiten abgestochen wurde, um scharfe Dichtkanten zu erhalten, verwendet, ist es vorteilhaft, das weiter oben zitierte Hilfswerkzeug zu benutzen, mit dessen Hilfe, die Dichtfläche 100a der Dichtung 100, auf den Konus der Gegendichtfläche 101a, entlang ihrem gesamten Um­ fang, solange aufgepreßt werden kann, bis die Brustfläche der Dichtung 100, auf der Gegenbrustfläche 101b des Flansches 101 satt aufliegt, so daß die Dichtung eine kegelstumpfartige Form annimmt, damit ihre konischen Dichtflächen gebildet werden und ihre kegelstumpfmantelartige Dichtkräftefläche erzeugt wird.

Soll eine von einem Metallrohr, welches an seinen Oberflächen mit Weichmetall beschichtet sein kann, plan abgestochene und kegelstumpfförmig umgeformte Dichtung verwendet werden, so sind deren konische Dichtflächen 100a, ebenfalls mit dem Hilfswerkzeug auf den Konus der Gegendichtflächen 101a aufzu­ pressen.

Auf die so vormontierte Dichtung, kann der Flansch 102, mit seiner Gegendichtfläche 102a und Gegenbrustfläche 102b, auf die ihnen zugeordnete Dichtfläche 100a und Brustfläche 100b, weil sie konisch ausgebildet sind, mühelos aufgesetzt und die Schrauben 103 angezogen werden.

Die Dicke 107 der Dichtung 100, ist von ihrem Werkstoff und dem Druckbereich, in dem sie eingesetzt wird, abhängig. Daß die Dichtung 100 an den Stellen 101c, 102c, nicht durch zu hohe örtliche Flächenpressungen beschädigt wird, sind diese Stellen an den Flanschen abgerundet.

Die Schrauben 103 werden solange kreuzförmig und wechselsei­ tig festgezogen, bis der Hub 106 überwunden und die vorzugs­ weise mediumseitig angebrachten Hubbegrenzungsflächen 104, 105, satt aufeinander liegen, wobei die Dichtheit dieser Flanschverbindung schon lange vorher eintritt.

Damit ist eine Flanschverbindung geschaffen, welche bei hohen Temperaturen, bei hohen Drücken eingesetzt und nicht überpreßt werden kann, bei der mediumseitig kein Todraum vorhanden ist.

Alle hier aufgeführten Dichtungsanordnungen, basieren auf dem gemeinsamen Hintergrund, daß ihre Dichtflächen konisch zu ihren Achsen zu liegen kommen und in der jeweiligen Dichtungsausfüh­ rung, eine radial wirksame Dichtkräftefläche geschaffen wird, sei es bei der Montage, oder durch die Umformung der plan abge­ stochenen Dichtung, bzw. durch die Anbringung von Verformungs­ rillen, so daß sie die Form einer Kegelstumpfmantelfläche auf­ weist und dadurch wirksam wird, daß mit relativ niederen axialen Vorspannkräften auf ihre Randflächen, in dieser Kegelmantelflä­ che entsprechend hohe Verformungskräfte entstehen, welche in hohe Dichtkräfte umgewandelt werden.

Claims (5)

1. Statische Dichtung aus zähplastischen Stoffen oder Metallen, welche aus Plattenmaterial ausgeschnitten oder von einem Rohr abgestochen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der jeweiligen Dichtung, eine radial wirksame Kräftefläche mit der Form eines Kegelstumpfmantels dadurch geschaffen wird, daß eine Flachdichtung aus zähplastischem Material oder aus Blech mit koaxialen Wellen, so dimensioniert ist, daß sie bei der Montage eine konische Form einnimmt, bzw. in einer konisch umgeformten Flachdichtung aus Metall, wahlweise gleich - oder wechselseitige Verformungsrillen angebracht sein können, bzw. eine Flachdichtung aus Metall mit wech­ selseitigen Verformungsrillen versehen ist, so daß in der Dichtstellung, die Radialkräfte, welche in dieser Kräfte­ fläche und ihren Begrenzungsflächen aus den Axialkräften umgeformt werden, auf die konischen Dichtflächen der Dich­ tung wirksam sind.

2. Statische Dichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr, von dem die Dichtung abgestochen ist, wahlweise an seinen Oberflächen mit Weichmetall beschichtet sein kann.

3. Statische Dichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus zähplastischem Material, nach dem Strang­ preßverfahren hergestellt ist.

4. Statische Dichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus einem anwendungsspezifischen Kunststoff nach dem Spritzgußverfahren hergestellt ist.

5. Statische Dichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus Metall, nach dem Druckgußverfahren her­ gestellt ist.