DE2616512C3 - Flanschdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flanschdichtung mit parallelen Dichtungsflächen, wie sie im Oberbegriff des « Anspruchs 1 beschrieben ist

Eine derartige Flanschdichtung ist bekannt (DT-PS 5 65 642).Bei der bekannten Dichtung weist der Tragring zueinander parallele Tragflächen und Ringnuten mit im wesentlichen rechteckigen Querschnitten auf, in denen Dichtringe gehalten sind, die nach außen gewölbte Dichtflächen besitzen. Die Dichtringe bestehen aus Aluminium oder einem Metall, das bei Erwärmung einen höheren Ausdehnungskoeffizienten besitzt als der aus Stahl bestehende Tragring. Im « übrigen sind die Dichtringe verhältnismäßig breit, so daß zur Erreichung einer befriedigenden Dichtwirkung verhältnismäßig große Kräfte auf den Dichtungseinbau und damit auf die Flansche ausgeübt werden müssen, was störende, wenn auch im allgemeinen nur elastische so Verformungen zur Folge hat Insbesondere können sich dabei die Dichtungsflächen der Flansche auf den Tragflächen des Tragringes abstützen. Nichtsdestoweniger und gerade deshalb sind die Dichtkräfte und folglich auch die Dichtwirkung an den einzelnen Dichtringen nicht definiert Die im Ergebnis erreichte Dichtwirkung ist kaum reproduzierbar. Es müssen deshalb erhebliche Unsicherheiten in Kauf genommen werden. Das gilt bei im wesentlichen gleicher Anordnung auch dann, wenn die Dichtringe aus einem stauchfähigen Material gebildet sind (DT-GM 6913 914).

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Flanschdichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung so weiter auszubilden, daß sie μ bei Einsatz von Dichtringen aus einem metallischen Werkstoff reproduzierbar zu definierten Dichtungsverhältnissen führt, und zwar bei kleinen, wohlbestimmten Dichtkräften, wobei diese Dichtung gleichzeitig auch in der Lage sein soll, den gerade bei großen Durchmessern und Drücken auftretenden erheblichen Verschraubungskräften standzuhalten, und zwar auch langzeitlic>i sowie bei hohen Temperaturen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnen ien Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Grundsätzlich handelt es sich dabei um eine Stauchdichtung, bei der an den wechselwirkenden Flächen von Dichtring und Dichtfläche besondere Dichtungsphänomene auftreten. Verwandelt man nämlich ein Vieleck vorgegebenen Flächeninhaltes in einen Kreis gleichen Flächeninhaltes, so wird bekanntlich der Umfang kleiner. Hat ein Dichtring z. B. fünfeckigen Querschnitt und wird er im Dichtzustand zu einem Ring mit kreisförmigem Querschnitt verformt, der gleiches Volumen aufweist, so wird die Oberfläche entsprechend kleinen Sie erfährt beim .Einleiten des Dichtzustandes sine Stauchung. In der Wechselwirkung mit einer zugeordneten Dichtfläche dringt das gestauchte Material gleichsam in die MikroStruktur der Dichtfläche am Flansch ein, so daß eine absolute Abdichtung erreicht wird. Eine Stauchdichtung ist folglich dann vorhanden, wenn der Dichtring in unverformtem Zustand gegenüber der zugeordneten Dichtfläche eine Oberfl;t:he aufweist, die größer ist als im Dichtzustand. Das ist ein erster Effekt der erfindungsgemäßen Ausbildung einer Flanschdichtung. Hinzu kommt die beschriebene Abschrägung de;· Tragflächen. Tatsächlich erfahren die Flansche bei der Herstellung des Dichtzustandes stets eine mehr oder weniger große Verformung. Sie werden durch die Verschraubungskräfte nach Art von Tellerfedern beansprucht und erfahren erhebliche Stülpmomente. Infolge der Anschrägung funktionieren die Dichtringe bei dieser Verformung gleichsam als Gelenkpunkte und jedenfalls so, daß an den Dichtringen wohldefinierte Dichtkräfte angreifen. Eine Abstützung an den Tragflächen tritt nicht auf.

Im Ergebnis zeichnet sich die erfindungsgemäße Flanschdichtung durch hervorragende Dichtwirkung aus. Diese hervorragende Dichtwirkung resultiert aus den definierten Verformungsverhältnissen bei der Herstellung des Dichtzustandes und aus der Ausbildung der Dichtringe als Stauchdichtung in Kombination. Von besonderem Vorteil ist, daß die unterschiedlichen Funktionen, welche die erfindungsgemäße Flanschdichtung zu erfüllen hat auch werkstoffmäßig sauber getrennt sind. So besteht bei Einsatz im Hochtemperaturgebiet der Tragring aus einem warmfesten oder hochwarmfesten Stahl und bestehen die Dichtringe z. B. aus einem hitzebeständigen Werkstoff hoher Temperaturstandfestigkeit und hoher Zeitstandfestigkeit, z. B. aus Silber, Weichnickel und dergl.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe regelmäßig fünfeckigen Querschnitt besitzen und die Ringnuten angepaßt sind. So lassen sich die Dichtringe auch besonders einfach montieren und wieder demontieren, wenn sie beispielsweise aus einem Edelmetall bestehen und nach Demontage einer Rohrleitung oder Austausch eines Dichtungseinbaus zurückgewonnen werden sollen.

Zweckmäßig weisen die Dichtringe im unverformten Zustand eine axiale Dicke, welche die Tiefe der zugeordneten Ringnut um etwa 20% überragt, wobei das Volumen der Dichtringe um etwa 1 bis 5%, vorzugsweise etwa 3%, größer ist als das Volumen der zugeordneten Ringnut.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer

lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung auführlicher erläutert Es zeigen in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine Rohrleitung mit erfindungsgemäßer Flanschdichtung im unverformten Zustand,

F i g. 2 den Gegenstand nach F i g. 1 im Dichtzustand.

Die in den Figuren dargestellte Flanschdichtung besitzt im unverformten Zustand parallele Dichtungsflächen 1, 2 und einen dazwischen angeordneten, to metallischen Dichtungseinbau. Die Figur zeigt imr die linke Seite einer entsprechenden Rohrleitung 3. Der Dichtungseinbau besteht aus einem Tragring 4 aus Stahl. Oberseitig und unterseitig ist eine umlaufende Ringnut 5 vorgesehen, in die Ringnuten 5 sind Dichtungsringe 6 is eingelegt Der Tragring 4 besitzt zumindest im außenseitigen Anschluß an die oberseitige bzw. unterseitige Ringnut 5 angeschrägte Tragflächen 7. Im Ausführungsbeispiel sind auch innenseitig die Tragflächen 7 angeschrägt, was sich aus fertigungstechnischen Gründen empfiehlt Die Anschrägung der Tragflächen 7 ist stark übertrieben dargestellt. Sie beträgt in der Wirklichkeit nur ein oder wenige Grade. Jedenfalls ist die Anc-dnung so getroffen, daß die Tragringdicke D nach außen hin reduziert wird. Der aus Metall bestehende Dichtring 6 ist als Stauchdichtung ausgeführt Die Funktion einer Stauchdichtung ist einleitend erläutert worden. Sie beruht darauf, daß die Dichtringe 6 im unverformten Zustand gegenüber der Dichtungsfläche am zugeordneten Flansch 8 bzw. 9 eine Oberfläche aufweisen, die größer ist als im Dichtzustand. Das Volumen jedes Dichtringes soll einige Prozent größer sein als das Nutvolumen. — Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung besitzen die Ringnuten 5 trapezförmigen Querschnitt Die Dichtringe 6 besitzen eine entsprechende trapezförmige Basis 10 und außerdem eine Firstfläche 11, die die Trapezform zum Fünfeck ergänzt Dabei zeigen die Figuren Dichtringe 6, die regelmäßig fünfeckigen Querschnitt aufweisen. Die Ringnuten 5 sind angepaßt Die Dichtringe 6 mögen aus Silber bestehen, sie können aber auch aus Kupfer, Blei oder dergl. aufgebaut sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprache:

1. Flanschdichtung mit im unverformten Zustand parallelen Dichtungsflächen und einem dazwischen angeordneten Tragring aus Stahl, der oberseitig und unterseitig jeweils eine umlaufende Ringnut für metallische Dichtungsringe sowie an die Ringnuten anschließende außenseitige und innenseitige Tragflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die außenseitigen Tragflächen (7) angeschrägt sind und daß die Ringnuten (5) einen trapezförmigen Querschnitt sowie die in an sich bekannter Weise aus einem stauchfähigen Material bestehenden Dichtringe (6) eine entsprechende '5 trapezförmige Basis (10) sowie eine Firstfläche (11) aufweisen, die die Trapezform zu einem Fünfeck ergänzt

2. Flanschdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (6) regelmäßig fünfeckigen Querschnitt besitzen und die Ringnuten (5) angepaßt sind.

3. Flanschdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (6) im unverformten Zustand eine axiale Dicke aufweisen, welche die Tiefe der zugeordneten Ringnut (5) um etwa 20% überragt, und daß das Volumen der Dichtringe (6) um etwa 1 bis 5%, vorzugsweise um 3%, größer ist als das Volumen der zugeordneten Ringnut (5)