DE563738C - Federnde Flanschabdichtung - Google Patents

Description

Im Maschinenbau sind die zulässigen Belastungen für die Beanspruchungen der Schrauben, die zur Verbindung von Flanschen verwendet werden, festgelegt. Sie werden aber bei Flanschen, die während des Betriebes hohen und wechselnden Temperaturen ausgesetzt sind, sehr häufig überschritten, so daß die vorgesehene Sicherheit in Wirklichkeit nicht vorhanden ist. Da die Flanschverbindung leicht lösbar sein soll, so werden meist Durchsteck- oder lose Schrauben verwendet, bei denen zwischen äußerer BoI-zenoberfläche und Bohrung des Flansches ein Luftraum bestehen bleibt, der den Temperaturaiisgleich zwischen Flansch und Bolzen nicht begünstigt. Wird der Flansch heiß, indem er z. B. zu einem Rohrstrang gehört, der heiße Flüssigkeit oder Gas befördert, so wird der Wärmeübergang zu den Verbindungsschrauben nur langsam erfolgen, besonders wenn es sich um Durchsteckschrauben handelt, da metallische Berührung, also Wärmeleitung, nur an den verhältnismäßig kleinen Berührungsflächen am Kopf und an der Mutter der Schraube erfolgt. Die Schraube wird also vorübergehend und in vielen Anwendungsfällen auch dauernd eine geringere Temperatur aufweisen als die Flanschen, die sie miteinander verbindet. Diese Temperaturerhöhung des Flansches bringt natürlich eine Vergrößerung seiner Stärke mit sich, die zu einer ganz erheblichen Vergrößerung der Zugbeanspruchung der Schraube führt. Für die ι-Zoll-Schraube wird die zulässige höchste Beanspruchung durch den Verband der Dampfkessel-Überwachungsvereine zu 667 kg/qcm angegeben. Dieser Beanspruchung entspricht eine Dehnung von etwa ³/i_OOo ^mm-Nimmt man die Flanschstärke zu 40 mm an, also die Bolzenlänge zwischen Kopf und Mutter zu 80 mm, so entspräche im spannungslosen Zustande einer Temperaturerhöhung von ioo° des Flansches gegenüber dem Schraubenbolzen eine Verlängerung von Vio mm, d. h. vom 33fachen Betrag der zulässigen Schraubendehnung. Schon aus dieser Gegenüberstellung ergibt sich, daß in derartigen Flanschverbindungen Schrauben leicht überdehnt werden, so daß diese Verbindungen in der heute üblichen Form den Anforderungen an die Sicherheit dann nicht mehr entsprechen, wenn größere Temperaturdifferenzen zwischen Flansch und Schraube auftreten können. Da die Betrachtung der Festigkeitsverhältnisse — ohne Berücksichtigung der mit den Temperaturänderungen zusammenhängenden Verschiebungen zu Längskräften und damit auch zu Beanspruchungen in den Schrauben führt, die um so größer wird, je nachgiebiger und elastischer die Flansche selbst und die dazwischen eingebauten Packungen sind, so hat sich im Maschinenbau die Regel herausgebildet, die Flansche für Hochdruckleitungen kräftig' auszubilden und elastische Formänderungen in ihnen und in den Packungen zu vermeiden.

Zur Herstellung einer federnden Flanschabdichtung, die durch Temperaturwechsel in

ihren Festigkeitseigenschaften nicht beeinträchtigt werden kann, sollen gemäß der Erfindung unter Anwendung der bekannten xA.b~ dichtung in mehreren radial hintereinanderliegenden Ringflächen zur Bildung dieser Ringflächen schmale elastische Ringstege von zungenartigem Querschnitt unter einem Winkel zur Ebene des Dichtungsträgers aus dessen Material herausgearbeitet werden, ίο Dieses elastische Glied kann entweder einen Teil eines der Flanschen bilden oder es kann als selbständiges Glied einteilig oder mehrteilig hergestellt und zwischen den Flanschen eingebaut werden. Damit nun die Schrauben auch beim Anziehen nicht überdehnt und das elastische Glied überspannt wird, werden sogenannte geschulterte Schrauben für diese Flanschen verwendet, d. h. der gewindelose Teil des Schraubenbolzens wird in solcher «ο Länge ausgeführt, daß die Schraubenmutter auf der Bolzenschulter anliegt, wenn die für die Dichtheit erforderliche Vorspannung des elastischen Gliedes erreicht ist.

Abb. ι stellt eine Flanschverbindung dar, bei der. zwischen den beiden Flanschen a und b ein Dichtungselement c eingeschaltet ist, das beiderseits vorstehende Rippen aufweist, die gegenüber der Normalen auf die Dichtungsflächen geneigt sind. Die Rippen sind derart gegen die Dichtungsflächen geneigt, daß der innere Überdruck die Abdichtung unterstützt. In Abb. 2 ist eine Flanschabdichtung dargestellt, bei der die schmalen elastischen Ringstege aus der Dichtungsfläche des einen Flansches selbst herausgearbeitet sind. Abb. 3 stellt den Zusammenbau eines Turbinenläufers dar. Die verschiedenen Schaufelträger a, b und c sind durch Schraubenbolzen miteinander verbunden, der Schaufeiträger c enthält die elastischen Glieder, die die schädlichen Formänderungen von dem Schraubenbolzen fernhalten. Aus Abb. 1 und 2 ist auch zu entnehmen, auf welche Weise eine Überdehnung des Schraubenbolzens und des elastischen Zwischengliedes beim Zusammenbau verhindert wird. Der Übergang vom gewindelosen Teil des Schraubenbolzens d zu dem Gewindeteil /, auf dem die Mutter e aufgeschraubt ist, ist derart angeordnet, daß die Mutter auf der Schulter dieses gewindelosen Teiles aufsitzt, wenn sie so weit angezogen ist, daß die für die Dichtung erforderliche elastische Durchbiegung des eingebauten Gliedes gerade vorhanden ist. Durch diese Einrichtung wird aus der bei Temperaturwechsel stark gefährdeten Flanschverbindung, bei der in den allermeisten Fällen die Schrauben erheblich über die Streckgrenze beansprucht werden, eine den Anforderungen an Betriebssicherheit
struktion.

voll genügende Kon-

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Federnde Flanschabdichtung, bei der die Abdichtung in mehreren radial hintereinanderliegenden Ringfiächen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Ringflächen schmale elastische Ringstege von zungenartigem Querschnitt unter einem Winkel zur Ebene des Dichtungsträgers aus dessen Material herausgearbeitet sind.

2. Flanschabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ring-Stege aus der einen Dichtfläche selbst herausgearbeitet sind.

3. Flanschabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringstege aus den beiden Dichtflächen eines zwischen die Flansche gelegten Dichtungsringes herausgearbeitet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

BERLIN. GEDnVCKT IM DEti