DE2756351B1

DE2756351B1 - Dichtungsanordnung fuer Flanschdichtungen u.dgl.

Info

Publication number: DE2756351B1
Application number: DE2756351A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl-Ing Neumann; Hans-Joachim Dipl- Tueckmantel
Original assignee: Kempchen and Co GmbH
Current assignee: Kempchen and Co GmbH
Priority date: 1977-12-17
Filing date: 1977-12-17
Publication date: 1979-05-17
Also published as: DE2756351C2

Description

Im Ergebnis kann, bei vorgegebener Geometrie und vorgegebener materialmäßiger Auslegung (die nach wie vor nach üblichen Regeln erfolgen), ein bestimmter Dichtzustand mit wesentlich geringeren Dichtkräften eingestellt werden. Das gilt insbesondere dann, wenn die Täler zwischen den Dichtungskämmen ein Volumen aufweisen, welches zur Mitte des Kammdichtungselementes hin abnimmt. Eine solche Abnahme ist auf verschiedene Weise erreichbar. Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Täler der Dichtungsprofilierung des Kammdichtungselementes vom Rand zur Mitte des Kammdichtungselementes hin flacher werden - während der Querschnitt des Grundkörpers des Kammdichtungselementes in der beschriebenen Weise zumindest einseitig eine nach außen konvexe Querschnittslängsseite aufweist, die von den Tälern der Dichtungsprofilierung tangiert wird.
Man kann aber die Anordnung auch so treffen, daß die Täler der Dichtungsprofilierung des Kammdichtungselementes vom Rand zur Mitte des Kammdichtungselementes hin einerseits flacher und außerdem breiter werden. Auch hier hat der Grundkörper die beschriebene Gestaltung.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert Es zeigt in schematischer Darstellung F i g. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung - ausschnittsweise und bei teilweise weggebrochener Auflage, F i g. 2 eine andere Ausführungsform des GegenstandesderFig. 1.
Fig.3 in gegenüber den Fig. 1 und 2 wesentlich vergrößertem Maßstab einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1, Fig. 4 im Maßstab der Fig. 3 einen Schnitt in Richtung B-Bdurch den Gegenstand nach F i g. 2, F i g. 5 entsprechend der Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der F i g. 1 und F i g. 6 entsprechend der Fig. 3 eine Dichtungsanordnung nach der Erfindung im montierten Zustand.
Die in den Figuren dargestellten Dichtungsanordnungen 1 sind für Flanschdichtungen und dergleichen bestimmt. F i g. 1 zeigt eine solche Dichtungsanordnung 1 in Form eines Dichtungsringes 11, Fig.2 in Form einer Dichtungsleiste 12. In den Fig. 1 bis 5 sind die Dichtungsanordnungen 1 stets im jungfräulichen Zustand, d. h. vor der Montage dargestellt worden, nichtsdestoweniger sind die Dichtungsflansche 2 im unverformten Zustand durch strichpunktierte Linien angedeutet worden. In F i g. 6 ist eine Dichtungsanordnung 1 im montierten Zustand gezeigt worden.
Aus einer vergleichenden Betrachtung aller Figuren entnimmt man zunächst, daß zur Dichtungsanordnung 1 ein Kammdichtungselement 3 aus einem geeigneten Werkstoff, z B. aus Stahl gehört. Es gehören fernerhin dazu beidseitige Auflagen 4 aus demgegenüber weichem, plastisch verformbarem Dichtungswerkstoff. -Das Kammdichtungselement 3 besteht aus einem Grundkörper 5 mit im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und an beiden Querschnittslängsseiten 6 angeformter Dichtungsprofilierung aus Dichtungskämmen 7 und -tälern 8.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß der Querschnitt des Grundkörpers 5 des Kammdichtungselementes 3 zumindest einseitig eine nach außen konvexe Querschnittslängsseite 9 aufweist, die von den Dichtungstälern 8 der Dichtungsprofilierung tangiert wird. Im Ausführungsbeispiel ist stets beidseitig eine derartige, nach außen konvexe Querschnittslängsseite 9 vorgesehen.
In den Fig.3 bis 6 ist durch eine strichpunktierte Linie dieser so definierte Querschnitt des Grundkörpers 5 dargestellt. Der Grundkörper 5 und die Dichtungsprofilierung bestehen selbstverständlich aus dem gleichen Material und sind beispielsweise spanabhebend geformt worden.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist die Anordnung so getroffen, daß die Dichtungskämme 7 des Kammdichtungselementes 3 mit ihren Spitzen 10 im Querschnitt auf einer Geraden 13 liegen, die in den Fig. 2 und 4 auch eingezeichnet ist Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 ist die Anordnung demgegenüber so getroffen, daß die Dichtungskämme 7 der Dichtungsprofilierung des Kammdichtungselementes 3 mit ihren Spitzen 10 im Querschnitt auf einem Bogen 14 liegen. - Die Krümmungen 15 der konvexen Querschnittslängsseiten 9 und die des Bogens 14, der die Spitzen 10 der Dichtungskämme 7 berührt, stimmen überein. - Man kann die beiden vorbeschriebenen Ausführungen auch kombinieren.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 ist die Anordnung so getroffen, daß die Dichtungstäler 8 ein Volumen V aufweisen, welches zur Mittellinie 16 der Kammdichtungselemente 3 hin abnimmt Dazu werden die Dichtungstäler 8 der Dichtungsprofilierung des Kammdichtungselementes 3 vom Rand 17 zur Mitte hin bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 3 flacher.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 werden die Dichtungstäler 8 nicht nur flacher, sondern außerdem breiter.
Im Ausführungsbeispiel besitzen alle Auflagen 4 rechteckigen Querschnitt. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, die Auflagen 4 mit einem Querschnitt zu versehen, der in der Mitte dicker ist als im Randbereich.
Die F i g. 6 macht deutlich, wie die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung funktioniert, wenn die Dichtkräfte eingeleitet sind und folglich eine entsprechende Dichtwirkung eingestellt wurde. Man erkennt, daß der Werkstoff der Auflagen 4 gleichsam eingekammert ist und im Randbereich nicht wegfließen kann. Man erkennt außerdem, daß die Verformungsarbeit im Bereich der Mittellinie 16 des Kammdichtungselementes 3 beachtlich kleiner ist als im Randbereich, so daß mit reduzierten Dichtkräften vorgegebene Dichtwirkungen erreichbar sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Dichtungsanordnung für Flanschdichtungen und dergleichen, mit einem Kammdichtungselement und beidseitigen Auflagen aus demgegenüber weichem, plastisch verformbarem Dichtungswerkstoff, wobei das Kammdichtungselement aus einem Grundkörper mit im wesentlichen rechteckigen Querschnitt und an beiden Querschnittslängsseiten angeformter Dichtungsprofilierung aus Dichtungskämmen und -tälern besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Grundkörpers (5) des Kammdichtungselementes (3) zumindest einseitig eine nach außen konvexe Querschnittslingsseite (9) aufweist, die von den Tälern (8) der Dichtungsprofilierung tangiert wird.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungskämme (7) der Dichtungsprofilierung des Kammdichtungselementes (3) mit ihren Spitzen (10) im Querschnitt auf einer Geraden (13) liegen.
3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungskämme (7) der Dichtungsprofilierung des Kammdichtungselementes (3) mit ihren Spitzen (10) im Querschnitt auf einem Bogen (14) liegen.
4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungen (15) der konvexen Querschnittslängsseite (9) und die des Bogens (14) der Spitzen (10) der Dichtungskämme (7) der Dichtungsprofilierung übereinstimmen.
5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Dichtungskämme (7) der Dichtungsprofilierung des Kammdichtungselementes (3) mit ihren Spitzen (10) im Querschnitt auf einer Geraden (13) liegen, andererseits auf einem Bogen (14#
6. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Täler(8) ein Volumen (Y) aufweisen, welches zur Mitte (16) des Kammdichtungselementes (3) hin abnimmt
7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Täler (8) der Dichtungsprofilierung des Kammdichtungselementes (3) vom Rand (17) zur Mitte (16) hin flacher werden.
8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Täler (8) der Dichtungsprofilierung des Kammdichtungselementes (3) außer~ dem vom Rand (17) zur Mitte (16) hin breiter werden.
9. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagen (4) rechteckigen Querschnitt aufweisen
10. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagen (4) im Querschnitt in der Mitte (16) dicker sind als am Rand (17)» Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für Flanschdichtungen und dergleichen, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist Derartige Dichtungsanordnungen sind in neuerer Zeit aus der Praxis bekannt geworden. Im allgemeinen besteht dabei, insbesondere bei einer Anordnung zwischen Stahiflanschen, das Kammdichtungselement ebenfalls aus Stahl, während die Auflagen aus einem weichen, plastisch verformbaren Werkstoff, z B. lT-Werkstoff, Polytetrafluoräthylen, Graphit, Blei Aluminium, Silber, duktilem Eisen und dergleichen, aufgebaut sind, Bei diesen bekannten gattungsgemäßen Dichtungsanordnungen besitzt der Grundkörper einen exakt rechteckigen Querschnitt, die Dichtungskämme und die Dichtungstäler sind in allen Querschnitten gleich groß.

Das Volumen aller Täler und das Volumen aller Dichtungskämme ist ebenfalls gleich groß. Wird die Dichtung moniert, so sind verhältnismäßig große über die Flansche oder dergleichen aufzubringende Dicht.

kräfte erforderlich, um eine bestimmte Dichtwirkung zu erzeugen. Tatsächlich müssen sich die Dichtungskämme an den Auflagen undloder die Auflagen an den Dichtungskämmen deformieren, damit die angestrebte Dichtwirkung auftritt Gleichzeitig legen sich die Auflagen dichtend und ausgleichend gegen die Flansche, die sich unter Umständen unter dem Einfluß der Dichtkräfte und der zusätzlichen Kräfte des Systems verformen. Um eine solche Verformung der Flansche zu berücksichtigen, ist es in der Praxis bekannt, an den Kammdichtungselementen die dem äußeren Rand der Flansche zugeordneten Kanten abzuschrägen, wobei Dichtungskämme oder zumindest deren Spitzen entsprechend der Anschrägung weggenommen werden Das hat sich jedoch nicht bewährt und ist der Kritik offen, weil das Auflagematerial über diese Anschrägungen wegfließen kann Bei den bekannten gattungsgemäßen Dichtungsanordnungen sind, auch wenn die Kanten angeschrägt sind, verhältnismäßig große Dichtkräfte erforderlich, um einen bestimmten Dichtzustand einzustellen. Das beruht letzten Endes darauf, daß alle Dichtungskämme in einer Ebene liegen und folglich bei Einstellung eines bestimmten Dichtzustandes durch Anziehen der den Flanschen zugeordneten Schrauben an allen Dichtkämmen gleichzeitig und in gleichem Maße Verformungsarbeit geleistet werden muß.

Bei Dichtungsanordnungen anderer Gattung (DE.PS 2 83 750) ist es bekannt, in die Dichtflächen der Flansche Dichtungskämme einzuarbeiten, die von innen nach außen größere Wellentäler aufweisen. Dabei wird vorausgesetzt, daß bei einer Verschraubung der Flanschen unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes in Umfangsrichtung eine zunehmende Verformung der Flanschen auftritt Auch bei dieser Ausführungsform sind somit verhältnismäßig große Dichtkräfte erforderlich, damit diese angestrebte Verformung überhaupt eintreten kann. Darüberhinaus verlangt diese Formgebung der Flansche eine aufwendige spanabhebende Bearbeitung.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Dichtungsanordnung so weiter auszubilden, daß (bei vorgegebener Geometrie und vorgegebener werkstoffmäßiger Auslegung nach den jeweiligen Verwendungszwecken) mit wesentlich kleineren Dichtkräften ein definierter Dichtzustand hergestellt werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemiß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung beginnt die Verformungsarbeit im Bereich der Mitte des Kammdichtungselementes, sie wirkt dort gleichsam konzentriert und fließt dann auch in die Randbereiche.