DE69514760T2

DE69514760T2 - Statische V-förmige, metallische Dichtung und abgedichtete Vorrichtung

Info

Publication number: DE69514760T2
Application number: DE1995614760
Authority: DE
Inventors: Boris Mikhilovitch Gromkyo; Evgeny Mikhailovitch Matveev; Igor Alexandrovitch Mikhalev; Ivan Denisovitch Postnikov
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA; SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1994-11-10
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 2000-06-21
Anticipated expiration: 2015-11-08
Also published as: FR2726879B1; DE69514760D1; FR2726879A1; EP0711938A1; EP0711938B1

Description

Bereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft Dichtungen, besonders statische, V- förmige Metalldichtungen, sowie dichte Verbindungen und Baugruppen, die solche Dichtungen verwenden.
Die Erfindung betrifft mehr im einzelnen eine statische. V-förmige Metalldichtung, die einen ringförmigen Teil aufweist, der einen halb-steifen und leicht flexiblen Steg derart bildet, daß er sich verformen und eine erste Berührungszone sicherstellen kann, sowie einen ersten und zweiten Flügel, die seitlich mit dem Steg verbunden sind und sich in Bezug auf die Achse der Dichtung quer erstrecken, wobei die Dichtung im axialen Halbschnitt die Form eines umgelegten, symmetrischen V aufweist und die konischen Oberflächen der Arme des V eine solche Elastizität aufweisen, daß durch Auslenkung der konischen Flächen der Arme des V die Enden dieser Flächen eine zweite Berührungszone sicherstellen, die Dichtungssperren bildet.

Stand der Technik

Man kennt bereits unterschiedliche Arten von Dichtungen, die gesonderte Elemente bilden, die dazu bestimmt sind, in feste Baugruppen oder Verbindungen aufgenommen zu werden, um die Abdichtung dieser Baugruppen oder Verbindungen sicherzustellen. Diese Dichtungen können insbesondere flach, kreisringförmig bzw. V-förmig sein und können entweder aus Metall, aus einem Elastomermaterial o. dgl. oder gemischt aus Metall und Kunststoff bestehen.
Die unterschiedlichen, bekannten Arten von Dichtungen sprechen auf unterschiedliche Funktionsbedingungen an, aber sind dahingehend nicht gänzlich befriedigend, was die Herstellungskosten, die mechanische Qualität und Zuverlässigkeit oder Lebensdauer angeht, besonders, wenn es sich um eine Benutzung unter extremen Funktionsbedingungen handelt, besonders unter hohem Druck und oder in Bereichen mit sehr hohen oder im Gegensatz dazu sehr niedrigen Temperaturen.
Die statischen Dichtungen, die aus Elastomermaterial oder dergleichen hergestellt sind, sind billig, aber besitzen eine begrenzte Lebensdauer.
Bekannte, statische Metalldichtungen weisen bessere Eigenschaften auf, vom Blickpunkt der Leistungen und der Lebensdauer her betrachtet, sind aber im allgemeinen teuerer herzustellen.
Man hat bereits statische Metalldichtungen vorgeschlagen, die Flügel aufweisen, die an einen Steg angesetzt sind, und die ein V-förmiges Profil bilden.
Mehr in einzelnen hat das Dokument EP-A-0 241 350 vorgeschlagen, eine statische. V-förmige Metalldichtung herzustellen, die eine erste Dichtungszone auf Höhe des halbsteifen Stegs und eine zweite Dichtungszone auf Höhe der freien Enden der Wärme aufweist. Eine solche Metalldichtung hat durch die beiden erzeugten Dichtungszonen und die progressive Verbindung der Flügel mit dem Steg eine bestimmte Verbesserung der Leistung erlaubt.
Eine solche Art von Dichtung behält jedoch erhebliche Abmessungen in radialer Richtung und in axialer Richtung und impliziert demzufolge den Einsatz von Verbindungen mit erheblicher Masse. Wenn außerdem sehr erhöhte, äußere Zugkräfte auf die Flügel der Dichtung einwirken, und wenn die Kräfte unter der Einwirkung von Schwingungen erhöht sind, bewahrt die Funktion nicht ganz die gewünschte Zuverlässigkeit.

Zweck und kurze Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung zielt darauf ab, den vorgenannten Nachteilen abzuhelfen und eine statische Dichtung herzustellen, die sowohl in der radialen Richtung wie auch in der axialen Richtung optimierte Abmessungen aufweist, eine erhöhte elastische Rückstellung bietet und die Herstellung von leichteren Baugruppen und Verbindungen gestattet, indem leichte und verhältnismäßig wenig steife Flansche eingesetzt werden.
Die Erfindung zielt so darauf ab, statische Dichtungen und dichte Verbindungen mit verringerter Masse und verhältnismäßig billig herzustellen, die hervorragende Qualitäten auf dem Bereich der statischen Beständigkeit und der Beständigkeit gegenüber aggressiven Einwirkungen unter schweren Bedingungen der Temperatur, des Drucks, der Schwingungen und der chemischen Aggessivität aufweist.
Diese Ziele werden dank einer statischen, V-förmigen Metalldichtung erreicht, die einen ersten, kreisringförmigen Abschnitt, der einen halb-steifen und leicht flexiblen Steg derart bildet, daß er sich verformen und eine erste Berührungszone sicherstellen kann, und einen ersten und zweiten Flügel aufweist, die seitlich mit dem Steg verbunden sind und sich bezüglich der Achse der Dichtung in Querrichtung erstrecken, wobei die Dichtung im axialen Halbschnitt die Form eines symmetrischen, liegenden V bildet, und wobei die konischen Flächen der Arme des V eine solche Elastizität aufweisen, daß durch Biegung der konischen Flächen der Arme des V die Enden dieser Flächen eine zweite Berührungszone sicherstellen, die Dichtungssperren bildet, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die konischen Aussenflächen, in axialer Richtung der Arme des V, einen Winkel α aufweisen, der zwischen 40º und 50º in Bezug auf die äußeren, ebenen Frontflächen des Steges liegt, die sich senkrecht zur Achse XX' der Dichtung erstrecken, daß die konischen Innenflächen, in axialer Richtung der Arme des V, einen Winkel β, der größer ist als der Winkel α, aber diesem nahekommt, zu einer Symmetrieebene YY' bilden, die senkrecht zur Achse XX' der Dichtung verläuft, und daß die Höhe h der Arme des V, in der Symmetrieebene YY' zwischen dem Steg und den freien Enden dieser Arme gemessen, zwischen dem 0,5- und dem 0,8-fachen der Strecke L längs der Achse XX' der Dichtung zwischen den freien Enden der Arme des V liegt.
Bevorzugt bilden die Außenflächen der freien Enden der Arme des V Wülste auf der Höhe der Dichtungssperren.
Die Erfindung betrifft auch eine dichte Baugruppe oder Verbindung mit Flanschen, die optimiert ist, um eine statische, V- förmige Dichtung nach der Erfindung aufzunehmen.
Eine solche dichte Baugruppe bzw. Verbindung, die einen ersten und zweiten Flansch aufweist, die zwischeneinander einen Dichtungsraum bilden und miteinander durch ebene Flächen senkrecht zur Achse XX' der Verbindung sowie durch eine Metalldichtung in Berührung gelangen, die im genannten Dichtungsraum angeordnet ist, wobei sie eine Symmetrieebene YY' aufweist, die senkrecht zur genannten Achse XX' verläuft, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine statische, V-förmige Metalldichtung mit verringerten Abmessungen aufweist, wie sie weiter oben definiert ist, daß der genannte Dichtungsraum in einer Ebene, die senkrecht zur genannten Symmetrieebene YY' der Dichtung verläuft und die Achse XX' der Verbindung enthält, einen Querschnitt aufweist, der die Form eines gleichschenkligen Trapezes hat, wobei die schrägen Flächen des Dichtungsraumes, die mit den konischen Außenflächen der Arme des V zusammenwirken, unter einem Winkel γ in Bezug auf die Achse XX' der Verbindung in einer Richtung geneigt sind, die der der Arme des V der Dichtung entspricht, daß die V-förmige Dichtung in den Dichtungsraum eingesetzt ist und in diesem derart zentriert ist, daß die zylindrische Außenoberfläche des halb-steifen Stegs der Dichtung gegen die zylinrische Oberfläche mit minimalem Spiel anliegt, die die kleine Basis des genannten Trapezes bildet, und daß die freien Enden der Arme des V ihrerseits in der Ruhelage ein verringertes Spiel bezüglich der schrägen Flächen des Dichtungsraumes derart aufweisen, daß die Dichtung im Betrieb mit dem Dichtungsraum einerseits längs der Symmetrieachse des kreisringförmigen, halb-steifen Steges und andererseits auf Höhe der freien Enden, die gegebenenfalls mit Wülsten versehen sind, der Arme des V in Berührung stehen.
Bevorzugt weisen die schrägen Dichtungsflächen des Dichtungsraums in Bezug auf die Achse XX' der Verbindung einen Neigungswinkel γ auf, der zwischen 50º und 60º liegt und derart gewählt ist, daß die axialen und radialen Kräfte an den Berührungspunkten mit den freien Enden der Arme der V-förmigen Dichtung optimiert sind.
Vorzugsweise können der genannte erste und zweite Flansch miteinander mit Hilfe von Verbindungselementen wie Durchsteckschrauben, Einsteckschrauben oder Bolzen verbunden werden.
Indessen kann die dichte Baugruppe bzw. Verbindung nach der Erfindung auch eine Rohrverbindung mit Überwurfmutter bilden. In diesem Fall weist der eine des ersten und zweiten Flansches ein Gewinde auf, mit dem er mit einer Koppelungsmutter zusammenwirkt, die einen Steg aufweist, der den anderen Flansch gegen den Flansch mit Gewinde andrückt.
Die statische Metallverbindung nach der Erfindung kann eine Seele ganz aus Metall sowie mindestens eine äußere Verkleidung aufweisen, die besonders aus einem der folgenden Materialien gebildet ist: PTFE, Gold, Silber, Kupfer, Nickel.
Die Erfindung ist nicht auf eine spezielle Ausbildung beschränkt.
So bildet nach einer Ausführungsform der Steg einen äußeren, ringförmigen Teil, und die Arme des V sind nach innen der Achse XX' der Dichtung zugewandt.
Nach einer anderen Ausführungsform bildet der Steg einen ringförmigen, inneren Teil und die Arme des V sind nach außen gewandt.
Dank der Erfindung, besonders der besonderen, die Abmessungen betreffenden Eigenschaften der Dichtung, die es gestatten, die Höhe der Flügel zu verringern, während gleichzeitig die beiden Dichtungszonen bewahrt bleiben, und der Herstellung eines Dichtungssitzes in trapezartiger Form mit Spielräumen, die zwischen den Kreisringflächen, den Oberflächen der V-förmigen Arme der Dichtung und den konischen Flächen des Sitzes garantiert sind, ist es möglich, die Flexibilität der Flügel der Dichtung und ihre Berührung mit dem Sitz der Dichtung derart beizubehalten, daß die selbstabdichtende Wirkung erhöht wird und eine Zuverlässigkeit der dichten Baugruppe selbst unter der Wirkung hoher Zugkräfte sichergestellt wird, die auf die Flansche ausgeübt werden. Dies gestattet es, Flansche mit einer geringeren Steifigkeit zu verwenden und demnach Baugruppen mit verringerten Abmessungen herzustellen, besonders in radialer Reichtung, und mit einer geringeren Masse, während man gleichzeitig eine hohe Zuverlässigkeit selbst in Anwesenheit schwerer Funktionsbedingungen genießt.
Die Erfindung richtet sich so an dichte, zerlegbare Baugruppen oder Verbindungen ebenso für terrestrische Einrichtungen wie Anwendungsfälle im Weltraum, wo die Umgebungstemperaturen bis zu hohen Temperaturen wie beispielsweise 800ºC gehen können, oder auch im Gegensatz dazu bis auf kryogene Temperaturen in der Größenordnung von -253ºC abfallen können, in Verbindung mit hohen Drücken, die beispielsweise bis zu etwa 50 MPa gehen können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Andere Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden sich aus der folgenden Beschreibung besonderer Ausführungsformen ergeben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
- Fig. 1 ein axialer Halbschnitt einer ersten Ausführungsform einer V-förmigen Metalldichtung entsprechend der Erfindung ist;
- Fig. 2 ein Halbschnitt einer dichten Baugruppe mit Stehbolzenverbindung ist, die mit einer V-förmigen Metalldichtung nach Fig. 1 ausgestattet ist.
- Fig. 3 ein axialer Halbschnitt einer dichten Baugruppe ist, die dem Typ nach eine Rohrverbindung mit Überwurfmutter ist und mit einer V-förmigen Metalldichtung nach Fig. 1 ausgestattet ist.
- Fig. 4 ein axialer Halbschnitt einer zweiten Ausführungsform einer V-förmigen Metalldichtung entsprechend der Erfindung ist, und
- Fig. 5 ein axialer Halbschnitt einer dichten Baugruppe ist, die dem Typ nach eine Rohrverbindung mit Überwurfmutter ist und mit einer V-förmigen Metalldichtung nach Fig. 4 ausgestattet ist,

Detaillierte Beschreibung besonderer Ausführungsformen

Man sieht in Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Metalldichtung in V-förmiger Ausbildung nach der Erfindung. Eine solche Dichtung 1 weist eine Symmetrieachse XX' und eine Symmetrieebene YY' auf, die ihrerseits senkrecht zur Symmetrieachse XX' verläuft. Die Dichtung 1 weist im wesentlichen einen halbsteifen, kreisringförmigen Steg 2 auf, der imstande ist, sich leicht zu verformen, um eine erste Berührungszone sicher zustellen, sowie zwei im wesentlichen konische Flügel 3, 4, die ihren Ursprung auf Höhe des Steges 2 nehmen und sich in Bezug auf den Steg 2 nach außen erstrecken, wie das in Fig. 1 zu sehen ist.
Die konischen Außenflächen 5, 6 der Flügel 3, 4 sind unter einem Winkel α geneigt, der zwischen 40º und 50º in Bezug auf die ebenen Flächen 7, 8 des kreisringförmigen Stegs 2 beträgt, die ihrerseits senkrecht zur Achse XX' der Dichtung 1 stehen. Die ebenen Flächen 7, 8 des Stegs 2 können mit der zylindrischen Außenumfangsfäche des Stegs 2 über Fasen 25, 26 verbunden sein.
Die Innenflächen der Flügel 3, 4 sind unter einem Winkel β in Bezug auf die Symmetrieebene YY' der Dichtung 1 geneigt. Der Winkel β ist größer als der Winkel α, aber weist einen diesem naheliegenden Wert auf.
Die freien Enden der flexiblen Flügel 3, 4, die durch eine Berührung mit einem Dichtungssitz die Funktion der Dichtungssperren sicherstellen, weisen bevorzugt kreisringförmige Berührungsverdickungen 9, 10 auf, die auf den Außenflächen der Flügel 3, 4 hergestellt sind.
Der Wert des Winkels α (40º bis 50º) wurde derart bestimmt, daß die Abmessungen der Dichtung 1 gleichzeitig in radialer Richtung YY' und in axialer Richtung XX' optimiert werden.
Die Dichtung 1 weist im axialen Halbschnitt die Form eines umgelegten, symmetrischen V auf, wobei die Arme des V von den konischen Flügeln 3, 4 gebildet sind.
Die Höhe h der Arme 3, 4 des V, gemessen in der Symmetrieebene YY', ist als der Abstand auf einer geraden Linie senkrecht zur Achse XX' zwischen den Zonen 11, 12, auf deren Höhe die Arme 3, 4 an die ebenen Flächen 7, 8 des Steges 2 angesetzt sind, und den verdickten, kreisringförmigen Enden 9, 10 der Arme 3, 4 definiert. Die Höhe h liegt zwischen dem 0,5-fachen und dem 0,8-fachen des Abstandes L längs der Achse XX' der Dichtung 1 zwischen den End-Außenflächen der Verdickungen 9, 10 oder den freien Enden der Arme 3, 4 (Fig. 1).
Im Ruhezustand liegen die ebenen Flächen 7, 8 des halbsteifen Stegs 2 senkrecht zur Achse XX'. Wenn sich die Dichtung 1 im Einsatz befindet, krümmen sich die flexiblen Flügel 3, 4 und der halbsteife Steg 2 leicht zur Symmetrieebene YY' hin und nehmen eine Lage ein wie die, die auf dem Arm 4 der Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. Im Einsatz weist die Dichtung Berührungs-Dichtungszonen auf den Außenflächen der Verdickungen 9, 10 und eine zusätzliche Berührungszone 21 (Fig. 2 und 3) auf Höhe des halbsteifen Stegs 2 entsprechend der Symmetrieebene YY' auf.
Die V-förmige, symmetrische Dichtung 1 nach der Erfindung gestattet es somit, eine erste Berührungszone auf Höhe des halbsteifen Stegs 2 in der Nähe des Symmetrieebene YY' durch Expansion des Stegs 2 und zweite Berührungszonen mit Dichtungssperren auf Höhe der Enden 9, 10 der flexiblen Flügel 3, 4 zu erreichen. Die speziellen Abmessungen der Dichtung, und besonders die Wahl des Winkels α und der Höhe h, gestatten es, eine Dichtung 1 zu erhalten, deren Abmessungen radial und axial gleichzeitig minimal sind.
Die V-förmige Dichtung 1 besteht ganz aus Metall. Diese Dichtung könnte allerdings auch mit verschiedenen Verkleidungen abgedeckt sein, wie besonders aus Polytetrafluorethylen (PTFE), Gold, Silber, Kupfer, Nickel, in Abhängigkeit von den geforderten Benutzungsbedingungen.
In der Dichtung 1 kann der Steg 2 einen ringförmigen, äußeren Teil bilden, während die Flügel 3, 4 des V der Achse XX' zuge wandt sind, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Dichtung 1 kann jedoch auch so hergestellt werden, wie gemäß Fig. 4, mit einem Steg 2, der durch einen kreisringförmigen, inneren Teil gebildet ist, und V-Armen 3, 4, die nach außen gewandt sind. Außer dieser Umkehrung der Richtung des V ist die Dichtung 1 der Fig. 4 identisch mit der der Fig. 1 und die Elemente, die ähnliche Bestandteile bilden, tragen in den Fig. 1 und 4 dieselben Bezugszeichen.
Es werden nun Beispiele von dichten Baugruppen oder Verbindungen nach der Erfindung beschrieben, die es gestatten, die Eigenschaften der vorangehend beschriebenen, V-förmigen Dichtung bestens zu nutzen.
Fig. 2 zeigt ein erstes Beispiel einer dichten Baugruppe mit Flanschen, mit einem kreisringförmigen Sitz 18, in dem eine Dichtung 1 entsprechend der vorangehenden Beschreibung angeordnet ist.
Die dichte Baugruppe 13 der Fig. 2 weist zwei Flansche 14, 15 auf, die fest mit zwei Rohrleitungsstücken 31, 32 verbunden sind, die längs der ebenen Flächen 16, 17 in Berührung stehen und mit Hilfe von Schraubenbolzen oder Stehbolzen 41 zusammenmontiert sind, einen Dichtungssitz 18 zwischen den Flanschen 14 und 15 und eine V-förmige Metalldichtung 1 nach der Erfindung.
Der kreisringförmige Dichtungssitz 18 weist in einem ebenen Schnitt, der die Achse XX' der Rohrleitungsstücke 31, 32 der Baugruppe 13 enthält, eine trapezartige und nicht rechteckige Form auf. Der Dichtungssitz 18 ist somit einerseits durch zylindrische Flächen 22, 23 und andererseits durch konische Flächen 19, 20 begrenzt, die in Bezug auf die Achse XX' der Baugruppe geneigt sind.
Der Neigungswinkel γ der konischen Flächen 19, 20 in Bezug auf die Achse XX' liegt zwischen 50º und 60º, das heißt, er ist ein wenig größer als der Neigungswinkel der konischen Außenflächen der Flügel der Dichtung 1 in Bezug auf die Achse XX'.
Die V-förmige Metalldichtung 1 wird in den Sitz 18 mit einem minimalen Montagespiel zwischen der zylindrischen Fläche 22 des Sitzes 18 und der zylindrischen Fläche 21 des halbstarren Stegs 2 eingesetzt, der auf der Seite dieser zylindrischen Fläche 22 gelegen ist, die die kleine Basis des gleichschenkligen Trapezes bildet, das durch den Querschnitt des Sitzes 18 gebildet ist. Die Dichtung 1 ist auch derart montiert, daß die kreisringförmigen Endflächen 9, 10 der Flügel 3, 4 in Dichtungsberührung mit den geneigten Flächen 19, 20 des Sitzes 18 stehen.
Die spezielle Geometrie des Sitzes 18 in Form eines gleichschenkligen Trapezes und die Parameter, die die Geometrie der V-förmigen Dichtung 1 definieren, wirken zusammen, um in Wechselwirkung zu treten und eine dichte Baugruppe zu definieren, deren Masse und radiale Abmessungen minimiert sind.
Die Wirkungsweise der dichten Verbindung nach Fig. 2 ist die folgende.
Beim Festziehen der Schraubbolzen, Schrauben oder Stehbolzen 41 der Baugruppe 13 gelangen die Flansche 14, 15 mit ihren ebenen Flächen 16, 17 in Anschlag, die senkrecht zur Achse XX' verlaufen. Um eine Abdichtung bis zu einer Höhe des Strömungsmitteldrucks sicherzustellen, bei dem die Selbstabdichtung beginnt, aufzutreten, wird die Dichtung 1 in Berührung mit den Schrägflächen 19, 20 durch ihre freien, verdickten Enden 9, 10 gebracht, wobei der erforderliche Berührungsdruck durch die Expansion des kreisringförmigen, halbsteifen Stegs 2 sichergestellt wird, der der leichten Biegung der elastischen Flügel 3, 4 zugeordnet ist.
Nach dieser Positionierung sind die flexiblen Flügel 3, 4 und der halbsteife Steg 2 in Bezug auf die Symmetrieebene YY' des Sitzes 18 und der Dichtung 1 leicht gekrümmt (gestrichelte Position der Fig. 1), woraus es sich ergibt, daß der halbsteife Steg 2 mit der zylindrischen Fläche 22 des Sitzes 18 nur längs der Symmetrieebne YY' in Berührung steht. Dies trägt dazu bei, die wirksame Länge der Flügel 3, 4 und ihren Wirkungsgrad zu erhöhen.
Die Wahl eines optimierten Winkels α (40º bis 50º) für die Neigung der konischen Dichtungsflügel 3, 4 in Bezug auf die Symmetrieebene YY' in Zuordnung zu einem geeigneten Winkel γ (50º bis 60º) für die Neigung der konischen Dichtungsflächen 19, 20 in Bezug auf die Achse XX' der Baugruppe gestattet eine sichere Wirkung der Dichtung 1, die mit einer geringen axialen Abmessung eine angepaßte Auslenkung in radialer Richtung garantiert. Wenn die Baugruppe mit dem hohem Druck des Arbeitsströmungsmittels belastet wird, das in den Rohrleitungsstücken 31, 32 strömt, dann können sich die verdickten Enden 9, 10 der Flügel 3, 4 ordnungsgemäß in axialer und radialer Richtung in Bezug auf die Symmetrieebene der Dichtung krümmen und der Berührungsdruck kann nicht mehr verschwinden.
In Fig. 3 ist ein anderes Beispiel einer dichten Baugruppe in Übereinstimmung mit der Erfindung dargestellt. Nach dieser Ausführungsform der Fig. 3 bildet die Baugruppe eine Verbindung mit Überwurfmutter. So weist der Flansch 15 ein Gewinde auf, mit dem eine Koppelungsmutter 24 zusammenwirkt, die ihrerseits einen Steg aufweist, der den anderen Flansch 14 gegen den mit Gewinde versehenen Flansch andrückt, wobei die Flansche 14 und 15 miteinander längs ebener Flächen 16, 17 in Berührung stehen, die sich senkrecht zur Achse XX' der Baugruppe wie im Fall der Fig. 2 erstrecken.
Die Teile 14 und 15 bilden einen kreisringförmigen Dichtungssitz 18, dessen Querschnitt die Form eines gleichschenkligen Trapezes aufweist, wie im Fall der Ausführungsform der Fig. 2, und eine V-Dichtung 1 wirkt mit dem trapezförmigen Dichtungssitz 18 in einer Weise zusammen, die zu der identisch ist, die unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben ist. Diese Elemente werden nicht von neuem beschrieben.
Man kann anmmerken, daß die Baugruppen mit Überwurfmutter wie die der Fig. 3 eine verringerte radiale Abmessung und demnach eine zugeordnet verringerte Masse aufweisen, bezogen auf Baugruppen mit Flansch wie die der Fig. 2, besonders für Rohrleitungen mit einem Durchmesser, der kleiner als etwa 36 mm ist.
Fig. 5 Zeigt eine Baugruppe 13 mit Überwurfmutter, die der der Fig. 3 ähnelt, doch ist es in dieser vorgesehen, ein Vakuum im Inneren der Rohrleitungsstücke 31, 32 herzustellen oder dort ein Strömungsmittel mit einem Druck umlaufen zu lassen, der niedriger ist als der der Umgebung. In diesem Fall besitzt der Dichtungssitz 18, der noch immer einen Querschnitt aufweist, der die Form eines gleichschenkligen Trapezes hat, eine Ausbildung, die zu der der Fig. 3 umgekehrt ist, das heißt, daß die kleine Basis 22 des gleichschenkligen Trapezes dem Inneren der Rohrleitung 31 nächstgelegen ist, während die große Basis 23 des gleichschenkligen Trapezes auf der Seite der Überwurfmutter gelegen ist. Die V-Dichtung 1 ist in Bezug auf die der Fig. 3 auch umgekehrt und entspricht der Ausführungsform der Fig. 4.
Die Wirkungsweise bleibt zu der gleichartig, die unter Bezug auf Fig. 3 beschrieben ist, wobei der Druckunterschied zwischen der Außenseite und der Innenseite der Rohrleitung 31, 32 im Betrieb danach trachtet, die Flügel der Dichtung 1 gegen die Schrägflächen 9, 10 der Teile 14, 15 anzudrücken.
In dem Fall, in dem der Druck in der Rohrleitung 31, 32 niedriger ist als der Außendruck, ist es natürlich auch möglich, eine Baugruppe mit Flanschen herzustellen, die mit Schraubbolzen, Schrauben oder Stehbolzen versehen sind, und in einer Ausbildung, die zu der des Dichtungssitzes 18 umgekehrt ist, mit einer V-Dichtung 1 wie die der Fig. 4, in der selben Ableitung von der Ausbildung der Fig. 2, wie die Ausbildung der Fig. 5 von der der Fig. 3 abgeleitet ist, das heißt durch eine einfache Änderung der Ausrichtung des trapezförmigen Dichtungssitzes 18.

Claims

1. Statische, V-förmige Metalldichtung, die einen ersten, kreisringförmigen Abschnitt (2), der einen halb-steifen und leicht flexiblen Steg derart bildet, daß er sich verformen und eine erste Berührungszone sicherstellen kann, und einen ersten und zweiten Flügel (3, 4) aufweist, die seitlich mit dem Steg (2) verbunden sind und sich bezüglich der Achse der Dichtung (1) in Querrichtung erstrecken, wobei die Dichtung im axialen Halbschnitt die Form eines symmetrischen, liegenden V bildet, und wobei die konischen Flächen (5, 6) der Arme (3, 4) des V eine solche Elastizität aufweisen, daß durch Biegung der konischen Flächen (5, 6) der Arme des V die Enden dieser Flächen eine zweite Berührungszone sicherstellen, die Dichtungssperren bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Außenflächen (5, 6), in axialer Richtung der Arme (3, 4) des V, einen Winkel α aufweisen, der zwischen 40º und 50º in Bezug auf die äußeren, ebenen Frontflächen (7, 8) des Steges (2) liegt, die sich senkrecht zur Achse XX' der Dichtung (1) erstrecken, daß die konischen Innenflächen, in axialer Richtung der Arme (3, 4) des V, einen Winkel β, der größer ist als der Winkel α, aber diesem nahekommt, zu einer Symmetrieebene YY' bilden, die senkrecht zur Achse XX' der Dichtung verläuft, und daß die Höhe h der Arme (3, 4) des V, in der Symmetrieebene YY' zwischen dem Steg (2) und den freien Enden dieser Arme (3, 4) gemessen, zwischen dem 0,5- und dem 0,8-fachen der Strecke L längs der Achse XX' der Dichtung (1) zwischen den freien Enden der Arme (3, 4) des V liegt.

2. Statische Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der freien Enden der Arme (3, 4) des V Wülste (9, 10) auf der Höhe der Dichtungssperren bilden.

3. Statische Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine ganz aus Metall bestehende Seele und mindestens eine äußere Verkleidung aufweist, die insbesondere durch eines der folgenden Materialien gebildet ist: PTFE, Gold, Silber, Kupfer, Nickel.

4. Statische Dichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (2) einen äußeren, kreisringförmigen Abschnitt bildet, und daß die Arme (3, 4) des V der Achse XX' der Dichtung zugewandt sind.

5. Statische Dichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichent, daß der Steg (2) einen inneren, kreisringförmigen Abschnitt bildet, und daß die Arme (3, 4) des V nach außen gewandt sind.

6. Dichte Flaschverbindung mit einem ersten und zweiten Flansch (14, 15), die zwischeneinander einen Dichtungsraum (18) bilden und miteinander durch ebene Flächen (16, 17) senkrecht zur Achse XX' der Verbindung sowie durch eine Metalldichtung (1) in Berührung gelangen, die im genannten Dichtungsraum (18) angeordnet ist, wobei sie eine Symmetrieebene YY' aufweist, die senkrecht zur genannten Achse XX' verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine statische Metalldichtung (1) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 aufweist, daß der genannte Dichtungsraum (18) in einer Ebene, die senkrecht zur genannten Symmetrieebene YY' der Dichtung (1) verläuft und die Achse XX' der Verbindung enthält, einen Querschnitt aufweist, der die Form eines gleichschenkligen Trapezes hat, wobei die schrägen Flächen (19, 20) des Dichtungsraumes (18), die mit den konischen Außenflächen der Arme (3, 4) des V zusammenwirken, unter einem Winkel γ in Bezug auf die Achse XX' der Verbindung in einer Richtung geneigt sind, die der der Arme (3, 4) des V der Dichtung (1) entspricht, daß die V-förmige Dichtung (1) in den Dichtungsraum (18) eingesetzt ist und in diesem derart zentriert ist, daß die zylindrische Außenoberfläche des halbsteifen Stegs (2) der Dichtung (1) gegen die zylindrische Oberfläche (22) mit minimalem Spiel anliegt ist, die die kleine Basis des genannten Trapezes bildet, und daß die freien Enden (9, 10) der Arme (3, 4) des V ihrerseits in der Ruhelage ein Verringertes Spiel bezüglich der schrägen Flächen (19, 20) des Dichtungsraumes (18) derart aufweisen, daß die Dichtung (1) im Betrieb mit dem Dichtungsraum (18) einerseits längs der Symmetrieachse (21) des kreisringförmigen, halb-steifen Steges (2) und andererseits auf Höhe der freien Enden (9, 10), die gegebenenfalls mit Wülsten versehen sind, der Arme (3, 4) des V in Berührung stehen.

7. Dichte Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schrägen Dichtungsflächen (19, 20) des Dichtungsraumes (18) in Bezug auf die Achse XX' der Verbindung einen Neigungswinkel γ aufweisen, der zwischen 50º und 60º liegt und derart gewählt ist, daß die axialen und radialen Kräfte an den Berührungspunkten mit den freien Enden (9, 10) der Arme (3, 4) der V-förmigen Dichtung (1) optimiert sind.

8. Dichte Verbindung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte erste und zweite Flansch (14, 15) miteinander mit Hilfe von Verbindungselementen wie Durchsteckschrauben, Einsteckschrauben oder Bolzen verbunden sind.

9. Dichte Verbindung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Rohrverbindung bildet, wobei der eine Flansch (15) des genannten ersten und zweiten Flansches (14, 15) ein Gewinde aufweist, mit dem eine Koppelungsmutter (24) zusammenwirkt, die eine Endflanke aufweist, die den anderen Flansch (14) gegen den mit Gewinde versehenen Flansch (15) andrückt.