DE29609769U1

DE29609769U1 - Dichtungsanordnung zwischen einer Flanschverbindung

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Publication number: DE29609769U1
Application number: DE29609769U
Authority: DE
Original assignee: Kempchen and Co GmbH
Current assignee: Kempchen and Co GmbH
Priority date: 1996-06-01
Filing date: 1996-06-01
Publication date: 1996-08-29
Anticipated expiration: 2006-06-02
Also published as: US5913522A

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zwischen einer Flanschverbindung mit dichtungsspaltdefinierendem Distanzring, welche Dichtungsanordnung einen Dichtungsring aus einem spiralförmig gewickelten Stahlband mit zwischen den Spiralwindungen des Stahlbandes angeordnetem Weichdichtungsband sowie mit Weichdichtungskissen flanschseitig beidseits auf dem spiralförmig gewickelten Stahlband aufweist, wobei das Stahlband und das Weichdichtungsband eine in Längsmitte verlaufende, im Querschnitt V-förmige Ausformung und das Weichdichtungsband gegenüber dem Stahlband einen Überstand aufweisen. Solche Dichtungsanordnungen werden insbesondere bei Flanschverbindungen an Rohrleitungsschüssen eingesetzt. Die Werkstoffe, insbesondere der Weichdichtungswerkstoff, sind den aufzunehmenden Beanspruchungen angepaßt. Arbeitet die Dichtungsanordnung im Bereich hoher Temperaturen von z. B. 400 bis 500° C, so wird als Weichdichtungswerkstoff Dichtungsgraphit eingesetzt. Bei niedrigen Temperaturen kann z. B. auch Polytetrafluorethylen eingesetzt werden. Die Flanschverbindungen sind übliche Flanschverbindungen. Ihre Bemessung ist weitgehend normiert. Das gilt auch für die Fertigungstoleranzen. Die Flanschverbindung weist Spannschrauben auf, welche die Dichtkraft erzeugen. Die üblichen Nennweiten von Dichtungsanordnungen des beschriebenen Aufbaus und der beschriebenen Zweckbestimmung liegen im Bereich von DN 10 bis DN 2000. Der Dichtungsring hat im allgemeinen eine Ringdicke im Bereich von 3,5 bis 6,5 mm. Die Anordnung ist

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regelmäßig so getroffen, daß der spiralförmige Stahlbandwickel im Bereich des Außenrandes und/oder im Bereich des Innenrandes von einem zwischengelegten Weichdichtungsband frei ist. In diesem Bereich sind die Wickel des Stahlbandes, miteinander verschweißt.

Bei der bekannten Dichtung, von der die Erfindung ausgeht {WO 93/07407), baut sich das Weichdichtungskissen allein aus einem entsprechend dimensionierten Überstand des Weichdichtungsbandes auf, der über das Stahlband vorsteht und beidseits des Stahlbandes eine Breite von jeweils zumindest 1 mm aufweist. Die beidseitigen Weichdichtungskissen, die eine Dicke von 1 mm und mehr aufweisen, verhindern, daß das Stahlband in unmittelbaren oder störenden Kontakt mit den Flanschflächen kommt und diese unter Umständen bleibend sowie die Abdichtung beeinträchtigend verformt. Insoweit haben sich die bekannten Maßnahmen bewährt, jedoch muß ein erheblicher Fertigungaufwand in Kauf genommen werden. Andererseits sind die Dichtungsringe bei Dichtungsanordnungen des eingangs beschriebenen Aufbaus und der eingangs beschriebenen Zweckbestimmung Produkte einer industriellen Serienfertigung.

Im Rahmen der industriellen Serienfertigung werden die Dichtungsringe der beschriebenen Dichtungsanordnung mit Hilfe einer angetriebenen Wickelscheibe geformt, auf deren Rand das Stahlband auf der V-förmigen Ausformung und, soweit es zwischen den Stahlbandwindungen angeordnet wird, auch das Weichdichtungsband aufgewickelt werden. Dazu ist

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an einem Rand der Wickelscheibe ein Flansch angeformt, am anderen Rand eine flanschbildende Scheibe gegengesetzt. In der Mitte des Randes befindet sich umlaufend eine der V-förmigen Ausformung angepaßte Vertiefung. Es entsteht auf diese Weise gleichsam eine umlaufende Nut mit der umlaufenden Vertiefung im Untergrund, deren Tiefe der radialen Erstreckung des Dichtungsringes entspricht und deren Breite der Breite des Weichdxchtungsbandes entspricht. Das Stahlband und das Weichdichtungsband werden in diese Nut gleichsam hineingewickelt. Das nicht geführte Stahlband muß sich mittig in bezug auf das Weichdichtungsband anordnen. Dabei müssen in bezug auf die Position der Stahlbandwindungen zueinander sehr enge Toleranzen eingehalten werden, damit der fertige Dichtungsring den dichtungstechnischen Anforderungen genügt. Die Erfahrung zeigt, daß bei dieser einfachen Fertigung der Überstand des Weichdxchtungsbandes gegen das Stahlband an beiden Seiten des Dichtungsringes nicht größer sein darf als 0,2 mm bis 0,4 mm. Läßt man einen Überstand zu, der breiter ist als 0,5 mm, so verläuft das Stahlband beim Wickeln gleichsam windungsweise auch im Bereich der umlaufenden Vertiefung, wobei der Verlauf sich von Windung von Windung addieren kann. Tritt dieser Verlauf ein, so kann dieser Dichtungsring seine Abdichtungsfunktion in einer Dichtungsanordnung des beschriebenen Aufbaus nicht reproduzierbar erfüllen. Insoweit ist die bekannte Dichtungsanordnung, von der die Erfindung ausgeht (WO 93/07407), der Kritik offen. Will man sie so herstellen, daß sie ihre Abdichtungsfunktion reproduzierbar erfüllt, so

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muß die beschriebene Herstellungsweise verlassen werden und durch eine wesentlich aufwendigere ersetzt werden.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Dichtungsanordnung des beschriebenen Aufbaus mit einem Dichtungsring auszurüsten, der in dichtungstechnischer Hinsicht allen Anforderungen genügt und im Rahmen einer industriellen Serienfertigung hergestellt werden kann.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung, ausgehend von der eingangs beschriebenen Dichtungsanordnung, daß die Weichdichtungskissen aus einem überstand des Weichdichtungsbandes über den Rand des Stahlbandes und einer ringsförmigen Weichdichtungsauflage aufgebaut sind, wobei im unkomprimierten Zustand der Überstand eine Überstandsbreite von unter 0,5 mm und die Weichdichtungsauflage eine Dicke von über 0,5 mm aufweisen und wobei der Distanzring eine spaltdefinierende Spaltdicke aufweist, die je nach der Dicke des Stahlbandkörpers 1 bis 3 mm dünner ist als dieser. Vorteilhafterweise bestehen das Weichdichtungsband und die Weichdichtungskissen aus dem gleichen Werkstoff. Handelt es sich um eine Dichtungsanordnung, die im Bereich hoher Temparaturen eingesetzt wird, so bestehen das Weichdichtungsband und die Weichdichtungskissen zweckmäßigerweise aus Dichtungsgraphit.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es nicht erforderlich ist, die Weichdichtungskissen der bekannten Dichtungsanordnung aus ausreichend breiten, im Millimeter-

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bereich liegenden überständen des Weichdichtungsbandes gegenüber dem Stahlband herzustellen. Die Weichdichtungskissen können vielmehr in Form von ringförmigen Weichdichtungsauflagen aufgelegt werden, wenn das Weichdichtungsband Überstände.von unter 0,5 mm aufweist. Ist dieses der Fall, so kann einerseits der Dichtungsring als Produkt einer industriellen Serienfertigung einfach hergestellt werden, andererseits wird eine formschlüssige Verbindung zwischen den Weichdxchtungsauflagen und den Überständen erreicht, die dichtungstechnisch vorteilhaft ist. Im Sinne einer Optimierung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Überstand im komprimierten Zustand eine Überstandsbreite oder, anders ausgedrückt, Überstandshöhe von etwa 0,2 mm aufweist. Die Weichdxchtungsauflage kann, auch in Kombination dazu, eine Dicke von 0,5 bis 1,0 mm aufweisen. Der Verbund der Weichdxchtungsauflagen mit den Überständen kann durch Zusammenpressen der beschriebenen Bauteile hergestellt werden, ehe die Dichtungsanordnung zwischen den Flanschen aufgebaut wird. Der Verbund kann aber auch beim Aufbringen der Dichtkraft durch Anziehen der Spannschrauben hergestellt werden. Die Weichdxchtungsauflagen können also mit dem Dichtungsring der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung formschlüssig verbunden sein oder auch erst bei der Montage aufgelegt werden. Stets kann auch mit einem Kleber gearbeitet werden und auf das Verpressen verzichtet werden.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Dichtungsanordnung zwischen einer Flanschverbindung von RohrSchüssen,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab die Schnittfläche des Dichtungsringes aus der Dichtungsanordnung des Gegenstandes der Fig. 1 im unkomprimierten Zustand und

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Gegenstand der Fig. 2, ausschnittsweise.

Die in den Figuren dargestellte Dichtungsanordnung arbeitet zwischen einer Flanschverbindung, wobei es sich im Ausführungsbeispiel um eine Verbindung mit zwei Flanschen 1 an Rohrleitungsschüssen 2 handelt. Zur Dichtungsanordnung gehören ein spaltdefinierender Distanzring 3 und ein Dichtungsring 4. Der Dichtungsring 4 besteht aus einem spiralförmig gewickelten Stahlband 5 mit zwischen den Spiralwindungen des Stahlbandes 5 angeordnetem Weichdichtungsband

6. Das Weichdichtungsband 6 ist in den Figuren übertrieben dick gezeichnet. Im Ausführungsbeispiel sind die inneren und äußeren Windungen des Stahlbandes in den Bereichen 7 frei von einem zwischengewickelten Weichdichtungsband 6. Flanschseitig sind beidseitig Dichtungskissen 8 vorgesehen.

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Das Stahlband 5 und das Weichdichtungsband 6 besitzen eine in Längsmitte verlaufende, im Querschnitt der Fig. 2 V-förmige Ausformung 9. Man erkennt in der Fig. 2 auch, daß das Weichdichtungsband 6 gegenüber dem Stahlband 5 einen überstand 10 aufweist, und zwar auf beiden Seiten.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß die Dichtungskissen 8 aus dem schon erwähnten Überstand 10 des Weichdichtungsbandes 6 über den Rand des Stahlbandes 5 und einer ringförmigen Weichdichtungsauf lage 11 aufgebaut sind. Die Anordnung ist so getroffen, daß im unkomprimierten Zustand der Überstand 10 beidseits des Stahlbandes 5 eine Überstandsbreite von unter 0,5 mm aufweist und die Weichdichtungsauflage 11 eine Dicke von je 0,5 mm bis 1 mm besitzt. Aus Maßstabsgründen sind die Überstände 10 und die Dicke der Weichdichtungsauflagen 11 in der Fig. 2 übertrieben gezeichnet, die entsprechenden Maße wurden jedoch eingetragen. Der Distanzring 3 besitzt eine spaltdefinierende Dicke, die, wie bereits angegeben, kleiner ist als die des Stahlbandkörpers. Die Dichtungskissen 8 und das Weichdichtungsband 6 bestehen aus dem gleichen Werkstoff, es mag sich um Dichtungsgraphit handeln. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist der Überstand 10 im unkomprimierten Zustand eine Überstandsbreite von etwa 0,2 mm auf. Das konnte aus Maßstabsgründen ebensowenig dargestellt werden, wie die Tatsache, daß die Weichdichtungsauflagen 11 nach bevorzugter Ausführungsform eine Dicke von über 1,0 mm besitzen.

Claims

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen Schutzansprüche

1. Dichtungsanordnung zwischen einer Flanschverbindung mit dichtungsspaltdefinierendem Distanzring, welche Dichtungsanordnung .einen Dichtungsring aus einem spiralförmig gewickelten Stahlband mit zwischen den Spiralwindungen des Stahlbandes angeordnetem Weichdichtungsband sowie mit Weichdichtungskissen flanschseitig beidseits auf dem spiralförmig gewickelten Stahlband aufweist, wobei das Stahlband und das Weichdichtungsband eine in Längsmitte verlaufende, im Querschnitt V-förmige Ausformung und das Weichdichtungsband gegenüber dem Stahlband einen Überstand aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichdichtungskissen (8) aus einem Überstand (10) des Weichdichtungsbandes (6) über den Rand des Stahlbandes (5) und einer ringförmigen Weichdichtungsauflage (11) aufgebaut sind, wobei im unkomprimierten Zustand der Überstand (10) eine Überstandsbreite von unter 0,5 mm und die Weichdichtungsauf lage (11) eine Dicke von 0,5 mm bis 1 mm aufweisen und wobei der Distanzring (3) eine spaltdefinierende Dicke besitzt, die 2 mm bis 3 mm kleiner ist als die Dicke des Stahlbandkörpers im Dichtungsring (4).

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Weichdichtungsband (6) und die Dichtungskissen (8) aus dem gleichen Werkstoff bestehen.

3. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Weichdichtungsband (6) und das Dichtungskissen (8) aus Dichtungsgraphit bestehen.

Andrejewski_r Honke &. Parfner, Patentanwälte in Essen

4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überstand (10) im unkomprimierten Zustand eine Überstandsbreite von beidseits etwa 0,2 mm aufweist.

5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadadurch gekennzeichnet, daß die Weichdichtungsauflagen (11) jeweils eine Dicke von über 1 mm aufweisen.