DE3831050A1

DE3831050A1 - Graphite-band seal

Info

Publication number: DE3831050A1
Application number: DE3831050A
Authority: DE
Inventors: Gerald Richter
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Current assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Priority date: 1988-09-12
Filing date: 1988-09-12
Publication date: 1990-03-22

Abstract

The invention relates to a graphite-band seal by means of which it is possible very largely to avoid the problem of areas of overlap in the case of annular sealings. For this purpose, the route chosen is to apply an embossed pattern to the graphite band so that one longitudinal edge is shortened by the embossing, giving a continuous circular shape.

Description

Die Erfindung betrifft eine Graphitband-Dichtung gemäß Ober begriff des Anspruches 1.The invention relates to a graphite tape seal according to Ober Concept of claim 1.

Eine derartige gattungsgemäße Graphitband-Dichtung ist ge nerell bekannt. Zum Beispiel stellt die Firma Union Carbide unter der Bezeichnung "Crinkle"-Band derartige Dichtungen her.Such a generic graphite tape seal is ge nerell known. For example, the company Union Carbide under the name "Crinkle" band such seals forth.

Graphitband-Dichtungen werden als hochwertige Dichtungen vor allen Dingen dort eingesetzt, wo eine geringe Stückzahl benötigt wird. Sie eignet sich daher für Abdichtungen bei Versuchsanlagen, in denen die Enddimensionierungen erst noch ermittelt werden müssen. Diese Graphitband-Dichtungen sind auch dann einsetzbar, wenn Ersatzdichtungen nicht vor handen sind oder wenn aus Kostenaspekten teuere Graphit folienausstiche nicht gewünscht werden.Graphite tape seals are considered high quality seals mainly used where there are a small number of pieces is needed. It is therefore suitable for sealing Test plants in which the final dimensions are first still have to be determined. These graphite tape seals can also be used when replacement seals are not available are available or if expensive graphite due to cost considerations film cuts are not desired.

Diese Graphitband-Dichtungen, worunter ein geradliniges mit Graphit beschichtetes Band verstanden wird, das auch einen einseitig aufgetragenen Klebefilm aufweisen kann, sind nahezu universell einsetzbar und auch für säurefeste und gasdichte Abdichtungen geeignet.These graphite tape seals, including a straight one with graphite coated tape is understood that too can have an adhesive film applied on one side, are almost universally applicable and also for acid-proof and gas-tight seals.

Da Graphit selbst jedoch nicht dehnbar ist, ist das Auf bringen einer Graphitband-Dichtung bei Dichtungsträgern mit ring- oder kreisförmigem Dichtungsbereich problematisch. Hier steht bisher nur die Alternative zur Verfügung, eine kreisförmige Dichtung dadurch zu erreichen, daß man gerad linige Teilstücke des Graphit-Dichtungsbandes aufbringt und Eckbereiche zur Anpassung an die Ringstruktur der ge wünschten Dichtung durch Überlappung realisiert.However, since graphite itself is not ductile, the up is bring a graphite tape seal to seal carriers problematic with ring or circular sealing area. So far, only the alternative is available, one circular seal by making straight applies linear sections of the graphite sealing tape and corner areas to adapt to the ring structure of the ge desired seal realized by overlap.

Im vorgenannten Sinn ist daher bisher eine kontinuierliche Ringabdichtung, insbesondere bei kleineren Radien, mittels eines Graphitbandes noch nicht möglich. Aufgrund dieser Über lappung aneinandergrenzender Teilstückenden des Graphitban des, aber auch anderer Faltenbildung und Risse im Band, wer den einlagige Schichten des Graphitbandes zu wenig gepreßt, während mehrlagige Schichten des Graphitbandes sozusagen die aufgebrachten Kräfte abstützen müssen. Diese ungleich mäßige Belastung zwischen mehrlagigen Schichten und ein lagigen Schichten ist vor allen Dingen auf die außergewöhn liche Druckstandfestigkeit des Graphits zurückzuführen, so daß insgesamt gesehen aufgrund der relativ ungleichmäßig auftretenden Dichtpressung Schwachstellen bei derartigen ringförmigen Dichtungsbereichen vorhanden sind.In the aforementioned sense, therefore, has been a continuous one Ring sealing, especially with smaller radii, by means of of a graphite tape is not yet possible. Because of this over lapping adjacent ends of the graphite strips des, but also other wrinkles and cracks in the tape, who the single-layer layers of the graphite strip are pressed too little, while multilayered layers of the graphite tape, so to speak have to support the applied forces. This unequal moderate stress between multi-layer layers and a layered layers is above all on the extraordinary due to the pressure resistance of the graphite, see that overall seen due to the relatively uneven Occurring sealing pressure weak points in such annular sealing areas are present.

Speziell tritt dieses Problem bei Dichtflächen mit relativ kleinem Radius auf, da zur kreisförmigen Verlegung des Gra phitbandes relativ kurze Bandstücke verwendet werden müssen und demenstprechend relativ viele Überlappungsstellen auf treten, so daß auch ein Wellenprofil des Graphitbandes die se Probleme nicht löst.This problem occurs especially with sealing surfaces with relative small radius, because for the circular laying of the Gra phitbandes relatively short pieces of tape must be used and accordingly a relatively large number of overlap points occur, so that a wave profile of the graphite tape does not solve problems.

Unter Berücksichtigung dieser Aspekte liegt daher der Erfin dung die Aufgabe zugrunde, ein Graphitband für Dichtungs zwecke so zu konzipieren, daß eine möglichst gleichmäßige Graphitdichte im Dichtflächenbereich, insbesondere bei kreis förmigen Dichtungen mit relativ kleinem Radius, gewährleistet ist, sowie ein Verfahren für die Herstellung des Graphitban des anzugeben. Taking these aspects into account, therefore, the Erfin The task is based on a graphite tape for sealing purposes to be conceived in such a way that it is as uniform as possible Graphite density in the sealing surface area, especially with a circle shaped seals with a relatively small radius, guaranteed is, as well as a process for the production of the graphite ban of the.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Graphitband- Dichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 durch die Merk male des kennzeichenden Teils dieses Anspruches gelöst. Verfahrensmäßig kann dieses Graphitband in einfacher Wei se mittels dem Merkmal des Anspruches 6 hergestellt wer den.According to the invention, this object is achieved with a graphite strip Seal according to the preamble of claim 1 by the Merk male of the characterizing part of this claim solved. In terms of procedure, this graphite strip can be printed in simple white se manufactured by means of the feature of claim 6 the.

Ein Kerngedanke der Erfindung kann daher darin gesehen werden, die materialmäßig bei Graphit nicht vorhandene Dehnungsmöglichkeit durch eine Prägung und insbesondere eine Faltungsprägung des Graphitbandes zu erzeugen. Hier bei beinhaltet der Begriff der Faltungsprägung bei einem mit oder ohne einseitigem Klebefilm vorgesehenem Graphit band, daß ein Längsrand des Graphitbandes gegenüber dem anderen Längsrand unter Berücksichtigung der Prägung re duziert bzw. verkürzt wird. Die Prägung selbst kann dabei nahezu mit beliebiger Faltung, z. B. dreieckförmig, tra pezförmig, wellenförmig oder dergleichen, aufgebracht wer den.A key concept of the invention can therefore be seen in this that are not available in the material of graphite Possibility of expansion by embossing and in particular to produce a fold embossing of the graphite tape. Here at includes the term convolutional embossing in a with or without graphite provided on one side of the adhesive film bound that a longitudinal edge of the graphite tape opposite the other longitudinal edge considering the embossing right is reduced or shortened. The embossing itself can do this almost with any folding, e.g. B. triangular, tra peziform, wavy or the like, who applied the.

Durch diese Faltungsprägung bleibt daher das einheitliche, einstückige Graphitband erhalten. Seine eine Längskante ist jedoch streckenmäßig verkürzt, so daß es im "ungedehnten" Zustand der Faltung sozusagen genau auf einen bestimmten Radius angepaßt ist. Durch die "Dehnungsmöglichkeit" der Faltung eignet sich das entsprechende Graphitband für ein Radien-Spektrum, so daß der abmessungsgenaue Einsatz einer derartigen Graphitband-Dichtung relativ breit gehalten ist.With this convolution, the uniform, obtained one-piece graphite tape. Its a long edge however shortened in terms of length, so that in the "unstretched" Condition of the folding, so to speak, exactly to a certain one Radius is adjusted. Due to the "expansion possibility" of the The corresponding graphite tape is suitable for a folding Radius spectrum, so that the dimensionally accurate use of a such graphite tape seal is kept relatively wide.

Es besteht somit die Möglichkeit einer gewissen Vorgabe von Radien durch die Prägung der geraden Graphitbänder, wobei diese Radienvorgabe aus dem Achsenwinkel α der Prägewalzen bzw. der Tiefe der Prägung resultiert. Auf diese Weise ist es möglich, durch die durch die Prägung im gewissen Spektrum vorgegebenen Radien eine relativ gleichmäßige Verteilung der Graphitdichte auf den Dichtflächen zu erreichen. Abgesehen von einem Zusammenschluß des Anfangs mit dem Ende des Graphit bandes, entfallen daher Überlappungen, bzw. Zusammenschlüsse, wie sie im Stand der Technik erforderlich waren.There is thus the possibility of a certain specification of radii by embossing the straight graphite strips, this radius specification resulting from the axis angle α of the embossing rollers or the depth of the embossing. In this way it is possible to achieve a relatively uniform distribution of the graphite density on the sealing surfaces by means of the radii specified in the specific spectrum by the embossing. Apart from a merger of the beginning with the end of the graphite band, there are therefore no overlaps or mergers as were required in the prior art.

Die im Bereich des kleineren Innendurchmessers der Dicht fläche auftretende etwas höhere Materialdichte des Graphit bandes ist relativ gering, so daß doch eine weitgehend gleichmäßige Dichtpressung vorhanden ist. Diese etwas höhere Materialdichte des Graphitbandes am kleineren Innen durchmesser kann z. B. bei Flanschabdichtungen auch dazu ge nutzt werden, Flanschblattverzüge, die aufgrund von außen liegenden Befestigungsschrauben und deren Hebelkräfte ent stehen, zu kompensieren.The in the area of the smaller inner diameter of the sealing slightly higher material density of the graphite bandes is relatively small, so that it is largely uniform sealing pressure is present. This something higher material density of the graphite tape on the smaller inside diameter can be z. B. ge also with flange seals be used, flange sheet warpage due to the outside lying fastening screws and their leverage ent stand to compensate.

Trotz dieser Faltungsprägung kann das Graphitband selbst als Dichtungsrolle mit entsprechender Schrägfläche auf einer Seite hergestellt werden, so daß die Dichtungserstellung durch Abrollen des Bandes nach wie vor möglich ist.Despite this embossing, the graphite tape itself can as a sealing roller with a corresponding inclined surface on one Side are made so that the seal creation by unrolling the tape is still possible.

Fertigungstechnisch kann die Faltungsprägung dem geraden Graphitband dadurch aufgebracht werden, daß man das Gra phitband z. B. zwischen zwei Kegelräder oder Zahnwalzen hin durchführt, wobei mittels der vorgegebenen Zahntiefe und dem Winkel zwischen benachbarten Zähnen, die Prägetiefe und der Prägewinkel α auf das Graphitband übertragen wer den.From a manufacturing point of view, the convolution embossing can be applied to the straight graphite strip by z. B. between two bevel gears or toothed rollers, whereby by means of the predetermined tooth depth and the angle between adjacent teeth, the embossing depth and the embossing angle α are transmitted to the graphite belt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeich nungen noch näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on the schematic drawing nations explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Teilstück einer ringförmigen Graphitband-Dichtung; Figure 1 is a schematic plan view of a portion of an annular graphite tape seal.

Fig. 2 eine schematische seitliche Ansicht zweier in einandergreifender Prägewalzen, deren Achsen im Winkel α, welcher dem Prägewinkel α entspricht, zueinander angeordnet sind; Fig. 2 is a schematic side view in cross one another embossing rolls whose axes of two α at an angle which corresponds to the stamping angle α, are arranged to each other;

Fig. 3 einen Ausschnitt, vergleichbar dem nach Fig. 2, auf eine bevorzugte Prägungsform einer Graphit band-Dichtung; Fig. 3 shows a section, comparable to that of Figure 2, on a preferred embossing shape of a graphite band seal.

Fig. 4 einen Axialschnitt durch eine Flanschabdichtung, bei der der Flanschverzug und dessen Ausgleich dargestellt ist; und Figure 4 is an axial section through a flange seal, in which the flange distortion and its compensation is shown. and

Fig. 5 zwei schematische Darstellungen einer dreiecks förmigen und einer trapezförmigen Haltungsprä gung des Graphitbandes. Fig. 5 shows two schematic representations of a triangular-shaped and a trapezoidal attitude embossing of the graphite strip.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Draufsicht ein gepräg tes Graphitband 1 mit seiner durch die Prägung erreichten kreisförmigen Lageanordnung als Teilstück dargestellt. Die Prägung 8, die beispielsweise in einer Form vorgenommen wer den kann, wie die in der Fig. 5 mit dreieckförmiger Prägung 23 bzw. trapezförmiger Prägung 24 dargestellt ist, verkürzt das ursprünglich geradlinige Graphitband auf einer Seite, so daß ein innerer, kleinerer Radius 2 dem Graphitband aufge zwungen wird.In Fig. 1, a embossed graphite strip 1 is shown with its circular position arrangement achieved by the embossing as a part in a schematic plan view. The embossing 8 , which can be made in a shape, for example, as shown in FIG. 5 with triangular embossing 23 or trapezoidal embossing 24 , shortens the originally straight graphite band on one side, so that an inner, smaller radius 2 the graphite tape is forced on.

Unter Berücksichtigung der Fig. 5 ist dabei erkennbar, daß die Prägung am inneren Radius 2 eine Faltung mit größerer Faltungstiefe aufweist, als dies am äußeren Radius 3 der Fall ist. Bei der dargestellten Faltungsprägung wird darauf hingewiesen, daß insbesondere die Darstellung in Fig. 5 stark vergrößert dargestellt ist und diese Faltungsprägung in der Praxis auch bei den auftretenden Dichtpressungen nicht zu unregelmäßigen und zufälligen Überlappungen des Graphitbandes führt.Taking into account of Fig. 5 is seen that the embossing has a convolution with convolution depth greater at the inner radius 2, as is the case at the outer radius. 3 In the fold embossing shown, it is pointed out that, in particular, the illustration in FIG. 5 is shown greatly enlarged, and in practice this fold embossing does not lead to irregular and accidental overlaps of the graphite strip even when the sealing pressures occur.

In der Fig. 3 ist in Draufsicht von oben ein Teilstück eines geprägten Graphitbandes mit kontinuierlicher Prä gung 10 dargestellt. Die Linien der Prägung verlaufen hierbei weitgehend streng radial, wobei der Winkelabstand zwischen benachbarten Prägungen als Prägewinkel α einge zeichnet ist. Diese Form der kontinuierlichen Prägung 10 der geradlinigen Graphitbandes wird bevorzugt, da in die ser Form die präzise Anpassung an Ringstrukturen der Dich tungsflächen möglich ist.In Fig. 3, a portion of an embossed graphite strip with continuous embossing 10 is shown in plan view from above. The lines of the embossing run largely strictly radially, the angular distance between adjacent embossments being drawn as the embossing angle α . This form of continuous embossing 10 of the straight graphite strip is preferred, since in this form the precise adaptation to ring structures of the sealing surfaces is possible.

Gerade am Beispiel der Fig. 3 ist jedoch auch erkennbar, daß das faltungsgeprägte Graphitband durch Streckung oder leichtes Zusammenschieben einem Radienbereich angepaßt wer den kann.However, just the example of Fig. 3 can also be seen that the folding embossed graphite tape adjusted by stretching or slight pushing together a radius range who can the.

In der schematischen Darstellung nach Fig. 2 ist ein Prä gewalzen-Paar 6, 7 mit seitlicher Ansicht auf die Walzen zähne 28 dargestellt. Die Achsen der Prägewalzen 6, 7 ste hen dabei in einem Winkel α zueinander, der dem Präge winkel α entspricht. Am Außenbereich 9 greifen die Wal zenzähne 28 weniger tief ineinander als am Innenbereich. Ein zwischen diesen Prägewalzen 6, 7 hindurchgeführtes Graphitband würde daher eine Faltungsprägung erhalten, die dem Anwendungsradius der Graphitband-Dichtung ange paßt ist. Der Außenbereich 9 der Prägewalzen 6, 7 bestimmt dementsprechend mit seinem geringeren Zahneingriff der beiden Prägewalzen den Außenradius bzw. die längere Kante der für einen Radius bzw. Radienbereich hergestellten Graphitband-Dichtung. In the schematic representation according to FIG. 2, a pre gewalzen pair 6, 7 teeth with a side view of the rollers 28 is shown. The axes of the embossing rollers 6, 7 are at an angle α to one another which corresponds to the embossing angle α . At the outer region 9 , the teeth 28 engage less deeply than in the inner region. A graphite strip passed between these embossing rollers 6, 7 would therefore be given a fold embossing which is adapted to the radius of application of the graphite strip seal. The outer region 9 of the embossing rollers 6, 7 accordingly determines the outer radius or the longer edge of the graphite band seal produced for a radius or radius region with its less tooth engagement of the two embossing rollers.

Da im Bereich des inneren Radius eine geringfügig höhere Materialdichte bei der Graphitband-Dichtung vorhanden ist, eignet sich dieser Materialdichte-Unterschied hervorragend zum Ausgleich von Flanschverzügen. Ein derartiger Flansch verzug ist im Axialschnitt und schematisch in Fig. 4 ge zeigt. Die Flansche 13 und 14 werden dabei radial außen durch eine Schraubbefestigung 15 gegeneinander festgelegt. Die obere, plane Fläche des Flansches 12 dient dabei direkt als Dichtungsträger 12. Die auf dem Dichtungsträger 12 auf gebrachte Graphitband-Dichtung 1 weist dabei in Richtung zur Achse 16 eine geringfügig höhere Materialdichte auf. Diese wird jedoch in optimaler Weise dazu genutzt, den im Achsbereich etwas größeren Dichtabstand im Vergleich zum Dichtabstand im Bereich der Schraubbefestigung 15 optimal abzudichten, so daß über die Dichtfläche ein weitgehend gleichmäßiger Dichtungsdruck vorhanden ist.Since there is a slightly higher material density in the area of the inner radius of the graphite strip seal, this material density difference is ideally suited to compensating for flange distortion. Such a flange warpage is shown in axial section and schematically in Fig. 4 ge. The flanges 13 and 14 are fixed radially on the outside by means of a screw fastening 15 . The upper, flat surface of the flange 12 serves directly as a seal carrier 12 . The graphite tape seal 1 placed on the seal carrier 12 has a slightly higher material density in the direction of the axis 16 . However, this is optimally used to optimally seal the somewhat larger sealing distance in the axial area compared to the sealing distance in the area of the screw fastening 15 , so that a largely uniform sealing pressure is present over the sealing surface.

Die geprägte Graphitband-Dichtung 1 selbst könnte beidseitig auf einem dünnen Blech aufgebracht sein, wobei diese laminat artige Struktur ausreichend dünn bleibt.The embossed graphite tape seal 1 itself could be applied to a thin sheet on both sides, this laminate-like structure remaining sufficiently thin.

Die nur beispielsweise in Fig. 5 dargestellte dreieckför mige bzw. trapezförmige Prägung 23 bzw. 24 wird stets so gewählt, daß gerade im Betrieb bei entsprechender Dichtungs pressung eine Überlagerung bzw. Überlappung des sozusagen einschichtigen Graphitbandes vermieden wird. In einer ande ren als der dargestellten Ausführungsform ist auch eine wellenförmige Prägung möglich.The triangular-shaped or trapezoidal embossing 23 or 24 shown only in FIG. 5, for example, is always selected so that, especially in operation, with a corresponding sealing pressure, an overlay or overlap of the so-called single-layer graphite strip is avoided. In a ren other than the illustrated embodiment, a wave-shaped embossing is also possible.

Die erfindungsgemäße Graphitband-Dichtung gestattet auch ein ganz gezieltes Strecken des Graphitbandes in bestimmten Be reichen, so daß unterschiedliche Graphitdichten längs der Dichtfläche erzeugt werden können. Hierdurch ist es mög lich, auch Biegeschwächen von gegeneinander zu liegen kommenden Bereichen, z. B. zwischen voneinander beabstande ten Befestigungsbereichen, zu beheben, da in den Befesti gungsbereichen eine geringere Graphitdichte und im Zwi schenbereich zwischen dem Befestigungsbereich eine höhere Graphitdichte aufgrund der Faltungsprägung erzeugt werden kann.The graphite tape seal according to the invention also permits very targeted stretching of the graphite strip in certain loading range so that different graphite densities along the Sealing surface can be generated. This makes it possible Lich, also lie weaknesses in bending from each other upcoming areas, e.g. B. between each other fixing areas, as in the fixing ranges a lower graphite density and in the Zwi area between the mounting area a higher Graphite density can be generated due to the convolution embossing can.

Claims

1. Graphite tape seal which can be placed and / or glued on the sealing radii or on the seal carrier in accordance with the predetermined radii of the device, characterized in that the graphite tape ( 1 ) has a fold embossing ( 8; 23; 24 ) adapted to the radius area of the seal carrier ( 12 ) has to shorten a longitudinal edge of the graphite tape.

2. Graphite tape seal according to claim 1, characterized in that the fold embossing in longitudinal section is in particular triangular ( 23 ), wavy or trapezoidal ( 24 ).

3. graphite ribbon seal according to claim 1 or 2, characterized in that the embossing depth of the graphite ribbon ( 1 ) from the inside ren ( 2 ) to the outer ( 3 ) radius decreases.

4. Graphite tape seal according to one of claims 1 to 3, characterized in that the embossed graphite tape ( 1 ) can be adapted to different radii by means of embossing and embossing depth.

5. Graphite tape seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the graphite tape ( 1 ) can be wound up as a sealing roller with an inclined surface.

6. A method for embossing a graphite ribbon seal according to one of claims 1 to 5, characterized in that the straight graphite ribbon z. B. is passed between two cone wheels or toothed rollers and by means of the tooth depth and tooth angle, the embossing depth and the embossing angle α is transferred to the graphite belt.