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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abdichten zweier lösbar miteinander verbundener Dichtungspartner, wobei die Dichtungspartner je eine aufeinander zuweisende Nut zur Aufnahme eines Dichtungselements aufweisen, wobei jede Nut mindestens eine schräge Nutwand besitzt, die mit je einer entsprechenden Schräge am Dichtungselement zusammenwirkt, wobei die den schrägen Nutwänden gegenüberliegenden Nutwände normal zu aufeinander zuweisende Flächen der Dichtungspartner wie einer Flanschauflage bzw. Deckelauflage stehen und wobei das Dichtungselement entsprechend an die normal angeordneten Nutwände gepasste normal angeordnete Dichtungsflächen aufweist.
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Gattungsgemäße Anordnungen zur Abdichtung zweier lösbar miteinander verbundener Dichtungspartner dienen als Hochdruckabdichtungen zur Abdichten von Behältern, Apparaten und Rohrleitungen, wie sie z. B. in der Erdgas-, Erdöl- und chemischen Industrie eingesetzt werden können.
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Derartige Dichtelemente, die auch als Doppelkonusdichtungen bekannt geworden sind, werden durch eine Spannkraft in der Regel eine Schraubvorspannkraft in die Nute der Dichtungspartner eingepresst. Dabei ist das Dichtungselement geringfügig dicker als die Breite der Nut, so dass beim Einpressen des Dichtungselements in die Nute es im Bereich der jeweiligen Schrägen der Nut und des Dichtungselements zu einer elastischen Verformung und damit zur Abdichtung kommt. Druck, der zwischen den Dichtungspartnern auf die normalen Flächen der Dichtungselemente einwirkt bewirkt, dass das Dichtungselement noch stärker gegen die Nutschräge gepresst wird. Mit steigendem Druck wird dadurch die Flächenpressung auf die Dichtflächen erhöht, so dass sich im Grunde ein Selbstdichtungseffekt ergibt.
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Nachteilig bei diesen Dichtungen ist, dass durch unterschiedliches Spannen z. B. der Schraubflansche die Dichtung unterschiedlich stark in die Nut gepresst wird, so dass es leicht zu Undichtigkeiten durch ungleichmäßig angezogene Schraubverbindungen kommen kann. Hinzu kommt, dass die bekannten Doppelkonusdichtungen nicht für den Verbau in Schnellverschlüssen geeignet sind, da mit den Schnellverschlüssen regelmäßig keine entsprechend großen Vorspannkräfte aufgebaut werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Abdichtung zweier lösbar miteinander verbundenen Dichtungsparteien so weiterzubilden, dass höchsten sicherheitstechnischen Anforderungen entsprochen, und eine wirtschaftliche Auslegung einer entsprechenden Abdichtungsanordnung ermöglicht wird, wobei das Dichtungselement sowohl im Zuge verschraubter Verbindung der Dichtungspartner als auch im Zuge eines Schnellverschlusses eingesetzt werden kann.
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Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, dass im Bereich der normal angeordneten Dichtungsflächen und/oder im Bereich der normal angeordneten Nutwände Nute zur Aufnahme von Dichtringen vorgesehen sind.
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Die Dichtringe gewährleisten bereits eine Anfangsdichtigkeit, auch wenn die Vorspannkräfte noch nicht ganz oder unterschiedlich stark aufgebaut sind. Dabei hat es sich bewährt, dass die Dichtungsringe durch O-Ringe gebildet werden.
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Bemerkenswert ist, dass die Nutschrägen sich von den Schrägen der Dichtungselemente unterscheiden. Dadurch entsteht eine Berührungsgeometrie, die zu einer sicheren Abdichtung des Systems führt.
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Durch die zusätzliche O-Ringdichtung sind zwei Dichtungen hintereinander angeordnet. Damit wird eine Anfangs-Undichtigkeit vermieden.
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Der für den Einbau des Dichtungselements im Bereich der O-Ringdichtung erforderliche Spalt zwischen dem Dichtungselement und der normal angeordneten Nutwand ist bei ansteigendem Innendruck nicht erwünscht, da es zu einer Beschädigung des O-Rings kommen kann. Es ist daher notwendig, diesen Spalt zumindest bei ansteigendem Druck zu schließen. Das kann durch das weitere Zusammenpressen der beiden Dichtungspartner aufeinander erfolgen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass mindestens eine der normal angeordneten Nutwände elastisch verformbar ist. Bei steigendem Druck würde sich die normal angeordnete Nutwand auf das Dichtungselement mit der O-Ringdichtung hin bewegen und damit den Spalt zwischen Dichtungselement und der normal angeordneten Nutwand schließen.
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Es hat sich bewährt, dass die Dichtungspartner Flansche aufweisen und im Bereich ihrer Flansche über Schraubverbindungen miteinander gekoppelt sind. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Dichtungspartner Schnellverschlüsse aufweisen, mittels derer die Dichtungspartner verbunden sind. Dabei hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, dass es sich bei den Schnellverschlüssen um Bajonettverschlüsse, Klammerverschlüsse oder Segmentverschlüsse handelt.
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Obwohl bei Schnellverschlüssen üblicherweise die Anpresskraft des einen Dichtungspartners an den anderen Dichtungspartner geringer ist als z. B. bei verschraubten Flanschen, ist durch die beiden hintereinander angeordneten Dichtungen eine ausreichende, sichere Abdichtung gewährleistet.
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Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt
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1 eine Deckel-Flansch-Verbindung mit eingesetztem Dichtungselement, wobei die Verbindungsschraube noch nicht angezogen ist,
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2 eine Deckel-Flansch-Verbindung nach 1 mit angezogenen Verbindungsschrauben und
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3 den über einen Schnellverschluss mit einem Ring verbundenen Deckel.
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Die 1 zeigt einen geschnitten dargestellten Behälter 1, wobei eine Dichtungspartei von einem Flansch 2 und die zweite Dichtungspartei von einem Deckel 3 gebildet wird. Der Flansch 2 weist eine Flanschauflage 4 auf, der gegenüber eine Deckelauflage 5 des Deckels 3 zu erkennen ist. Der Deckel 3 ist mit dem Flansch 2 über eine Schraube 6 mit Mutter 6' verbunden. Im Bereich der Flanschauflage 4 weist diese eine Nut 7 auf, der gegenüberliegend in der Deckelauflage 5 eine Nut 8 vorgesehen ist. Beide Nute 7, 8 weisen jeweils eine schräg verlaufende Nutwand 9 und 10 auf. Den schräg verlaufenden Nutwänden 9, 10 gegenüber sind normal zu der Flanschauflage 4 und Deckelauflage 5 angeordnete Nutwände 11 und 12 zu erkennen.
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In den durch die Nute 7 und 8 gebildeten ringförmigen Hohlraum ist ein Dichtungselement 13 eingesetzt, welches im Wesentlichen an die Geometrie der Nute angepasst ist, jedoch in seiner Dicke den Abstand zwischen der schrägen Nutwand 9, 10 und der normal ausgerichteten Nutwand 11, 12 geringfügig übersteigt.
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In der normal zu der Flanschauflage 4 und Deckelauflage 5 angeordneten Wand des Dichtungselements 13 sind zwei O-Ringe 14 und 15 eingesetzt.
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Durch ein Zusammendrehen der Schraube 6 und Mutter 6 wird das Dichtungselement 13 weiter in die Nute 7 und 8 getrieben. Dadurch wird das Dichtungselement 13 in den Nuten verkeilt und es kommt zur elastischen Verformung der schrägen Wände des Dichtungselements 13 gegenüber den schrägen Nutwände 9, 10.
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Schon im Zustand, wie ihn die 1 zeigt, bei dem die Schrauben 6 noch nicht angezogen sind, wird eine sichere Dichtwirkung durch die O-Ringe 14, 15 und die Anlage der schrägen Wände des Dichtungselements 13 an den schrägen Nutwänden 9 und 10 erreicht. Für den Fall, dass bei noch nicht angezogenen Schrauben der Druck im Behälter 1 ansteigt, verformen sich die normal angeordneten Nutwände 11 und 12 durch den Druck derart, dass sie sich auf die O-Ringe 14, 15 zu bewegen und damit der Spalt zwischen dem Dichtungselement 13 und den normal angeordneten Nutwänden 11 und 12 verkleinert, wodurch die O-Ringe 14 und 15 zusammengepresst werden und eine bessere Dichtwirkung erzeugt wird. Hinzu kommt, dass das Dichtungselement 13 durch den Druck weiter gegen die schräg verlaufenden Nutwände 9, 12 gedrückt werden, so dass auch hier durch den größeren Flächendruck eine bessere Dichtungswirkung erreicht wird.
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2 zeigt, dass die Schraube 6 und Mutter 6' zusammengedreht sind. Der Spalt zwischen der Flanschauflage 4 und der Deckelauflage 5 ist minimiert. Das Dichtungselement 13 ist weiter in die Nute 7 und 8 eingetrieben worden. Auch der Spalt zwischen den normal verlaufenden Nutwänden 11, 12 ist durch Pressung der O-Ringe 14, 15 gegen Null gegangen, so dass wenn nunmehr der Druck im Behälter 1 ansteigt, die O-Ringe 14, 15 auch nicht mehr zerstört werden können.
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Die 3 zeigt einen Behälter 1' mit einem Ring 2' und einem Deckel 3'. Der Deckel 3' ist durch einen Schnellverschluss 16 mit dem Ring 2' verbunden. Auch hier ist ein Dichtungselement 13' in Nute 7' und 8' im Ring 2' und Deckel 3' vorgesehen.
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Auch hier hätte der steigende Druck die normal angeordneten Nutwände 11', 12' gegen das Dichtungselement 13' gedrückt, wodurch sich eine Steigerung der Dichtwirkung ergibt. Gleichzeitig wird das Dichtungselement 13' gegen die schräg verlaufenden Nutwände 9', 10' gedrückt, so dass auch an dieser Stelle eine höhere Dichtwirkung durch das selbstdichtende Verhalten erreicht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behälter
- 2
- Flansch
- 2'
- Ring
- 3
- Deckel
- 4
- Flanschauflage
- 5
- Deckelauflage
- 6
- Schraube und Mutter
- 7
- Nut
- 8
- Nut
- 9
- Nutwand schräg
- 10
- Nutwand schräg
- 11
- Nutwand normal
- 12
- Nutwand normal
- 13
- Dichtungselement
- 14
- O-Ring
- 15
- O-Ring
- 16
- Schnellverschluss
