DE9208986U1

DE9208986U1 - Dichtungsanordnung zwischen zwei metallischen Flanschen

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Publication number: DE9208986U1
Application number: DE9208986U
Authority: DE
Original assignee: Kempchen & Co 4200 Oberhausen De GmbH
Current assignee: Kempchen & Co 4200 Oberhausen De GmbH
Priority date: 1992-07-04
Filing date: 1992-07-04
Publication date: 1992-09-17
Anticipated expiration: 2002-07-05
Also published as: DE4316926A1; DE4316926C2

Description

Andrejewski, Konrke & Partner,- Patentanwälte in Essen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, insbesondere eine Hochdruckdichtungsanordnung, zwischen zwei metallischen Flanschen, die jeweils eine angeformte Dichtleiste und außenseitig einen Spannschraubenbund mit Spannschraubenausnehmungen und Spannschrauben aufweisen, welche Spannschrauben in axialer Richtung angeordnet sind, - mit metallischem Innenring, Spiraldichtungsring und metallischem Außenring, wobei der Spiraldichtungsring aus einem metallischen Band und einem Füllband aus Dichtungswerkstoff gewickelt ist sowie im nichteingebauten Zustand den Innenring und den Außenring in axialer Richtung überragt und wobei der Spiraldichtungsring im eingebauten Zustand durch die Dichtkraft, die über die Spannschrauben aufbringbar ist und über die Dichtleisten wirkt, eine Kompression in axialer Richtung erfährt. - Der Spiraldichtungsring besitzt im allgemeinen eine Mehrzahl von Spiralwindungen aus dem metallischen Band und dem dazwischen angeordneten Füllstoffband, die dicht an dicht gewickelt sind. Dabei ist es üblich, im Außenbereich des Spiraldichtungsringes und/oder im Innenbereich des Spiraldichtungsringes das metallische Band Metall auf Metall zu wickeln, das Füllstoffband in diesen Bereich also fehlen zu lassen. Im nichteingebauten Zustand überragt das Füllstoffband, das metallische Band zumeist um einige Zentelmillimeter.

Bei der aus der Praxis bekannten Dichtungsanordnung des beschriebenen Aufbaus und der beschriebenen Zweckbestimmung sind der Innenring und der Außenring gleich dick. Das hat zur Folge, daß

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die Dichtkraft sehr sorgfältig aufgebracht werden muß. Insbesondere muß darauf geachtet werden, daß die Dichtleisten den Außenring nicht einspannen oder nicht zu sehr einspannen. Werden insoweit die aus der konstruktiven Gestaltung der Dichtungsanordnung insgesamt resultierenden Vorschriften für die Anzugskraft der Spannschrauben nicht eingehalten, so hat das zur Folge, daß beim Aufbringen der Dichtkraft nicht mehr lediglich der Spiraldichtungsring die beschriebene Kompression erfährt, sondern auch der Außenring eingespannt wird und die Anzugskräfte der Spannschrauben um den Außenring oder dessen Außenkante ein Moment erzeugen, welches die Flansche zumindest im Bereich des Spannschraubenbundes verformt. Insoweit ist bei der bekannten Ausführungsform der Außenring das Bauteil, dem eine besondere Sicherheitsfunktion zukommt. Bei zu hohen Anzugskräften wird die Dichtungsfunktion des Spiraldichtungsringes beeinträchtigt. Schon bei gering zu hohen Anzugskräften kann eine erhebliche Beeinträchtigung der Dichtungsfunktion eintreten. Dem Innenring kommt insoweit bei den bekannten Ausführungsformen nur eine untergeordnete Bedeutung zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung des eingangs beschriebenen Aufbaus so auszubilden, daß durch zu hohe, auf die Spannschrauben aufgebrachte Anzugskräfte die Dichtungsfunktion der Spiraldichtung nicht mehr beeinträchtigt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Außenring in axialer Richtung eine Dicke d aufweist, die um einen Reduktionsfaktor F_R kleiner ist als die Dicke D des Innenringes (d = F D) und daß der Reduktionsfaktor F&ldquor; so gewählt ist, daß der

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Außenring bei zur Erzeugung der Dichtkraft angezogenen Spannschrauben von zumindest einer der Dichtleisten frei ist. Der Reduk-

tionsfaktor kann je nach der konstruktiven Gestaltung der Dich- ■ tungsanordnung insgesamt weitgehend beliebig gewählt werden, so lange sichergestellt ist, daß der Außenring bei zur Erzeugung der Dichtkraft angezogenen Spannschrauben von zumindest einer der Dichtleisten frei ist. Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß der Außenring bei zur Erzeugung der Dichtkraft angezogenen Spannschrauben von beiden Dichtleisten frei ist. Bei den Dichtungsanordnungen für die in der Praxis üblichen Nennweiten und Drücken liegt nach der Lehre der Erfindung der Reduktionsfaktor F_R im Bereich von 0,3 bis 0,7 vorzugsweise bei etwa 0,5.

Bei der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung ist der Innenring das sicherheitsrelevante Element. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei Reduzierung der Dicke des Außenringes erreicht werden kann, daß trotz zu hoher Anzugskräfte der Spannschrauben der Spiraldichtungsring voll funktionsfähig bleibt, auch wenn die Flansche den Innenring einspannen und um diesen ein gO Moment aus den Anzugskräften erzeugt wird, welches die Flansche : verformt.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die sich in fertigungstech- i nischer Hinsicht und in montagetechnischer Hinsicht durch Einfachheit auszeichnet, in funktioneller Hinsicht auch sehr hohe Anfor-

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derungen genügt, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring außenseitig eine V-förmige Nut aufweist und der Spiraldichtungsring mit einer der V-förmigen Nut am Innenring entsprechenden Profilierung versehen ist, in die außenseitig der Außenring einfaßt. Dabei kann der Innenring im Bereich der V-förmigen Nut mit dem Spiraldichtungsring verschweißt sein. Das erleichtert weiterhin die Montage und kann insbesondere dann ohne Schwierigkeiten verwirklicht werden, wenn in diesem Bereich das metallische Band des Spiraldichtungsringes Metall auf Metall gewickelt ist. Nach bevorzugter Ausführung der Erfindung besitzt der Innenring an seinen den Dichtleisten zugewandten Flächen Dichtungsprofilierungen und/oder Auflagen aus einem Dichtungswerkstoff. Bei dieser Ausführungsform wird die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung gleichsam zu einer Doppeldichtung. Von Vorteil ist die Tatsache, daß in diesem Falle eine Leckagekontrolle im Bereich der inneren Windungen des Spiraldichtungsringes, die Metall auf Metall gewickelt sind, verwirklicht werden kann. Dazu kann dieser Bereich in radialer Richtung gegenüber der üblichen Form ein wenig ausgedehnt werden.

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 Dichtungsan-Ordnung im Einbauzustand,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab den Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1,

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Fig. 3 die Dichtungsanordnung nach Fig. 2 vor dem Einbauzustand und

Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 3.

In den Fig. 1 und 2 erkennt man eine Dichtungsanordnung zwischen zwei metallischen Flanschen 1, die zwei Rohrleitungsschüsse 2 verbinden. Die Flansche 1 besitzen jeweils eine angeformte Dichtleiste 3 und außenseitig einen Spannschraubenbund 4 mit Spannschraubenausnehmungen 5 und eingeführten Spannschrauben 6. Die Spannschrauben 6 verlaufen in axialer Richtung. Zur Dichtungsanordnung gehören im grundsätzlichen Aufbau ein metallischer Innenring 7, ein Spiraldichtungsring 8 und ein metallischer Außenring 9. Der Spiraldichtungsring 8 besteht aus einem metallischen Band 10 und einem Füllstoffband 11 aus Dichtungswerkstoff. Aus diesen Bändern 10, 11 ist der Spiraldichtungsring 8 gewickelt. Aus der Fig. 3 entnimmt man, daß im nichteingebauten Zustand der Spiraldichtungsring 8 den Innenring 7 und den Außenring 9 in axialer Richtung überragt. Der Spiraldichtungsring 8 (Fig. 1 und 2) erfährt im eingebauten Zustand durch die Dichtkraft, die über die Spannschrauben 6 aufgebracht wird und die über die Dichtleisten 3 wirkt, eine Kompression in axialer Richtung. Insoweit sind die Zusammenhänge von Bedeutung, die einleitend erläutert wurden.

Aus den Fig. 1 bis 3 entnimmt man, daß der Außenring 9 in axialer Richtung eine Dicke d aufweist, die um einen Reduktionsfaktor F_n kleiner ist als die Dicke D des Innenringes 7. Insoweit gilt d = F&ldquor;D. Der Reduktionsfaktor F&ldquor; ist so gewählt, daß der Außenring 9

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bei zur Erzeugung der Dichtkraft angezogenen Spannschrauben 6 von zumindest einer der Dichtleisten 3 frei ist. Im Ausführungsbeispiel ist er von beiden Dichtleisten 3 frei, was einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht. Der Reduktionsfaktor F_R liegt im Bereich von 0,3 bis 0,7. Er beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 0,5.

Insbesondere aus den Fig. 2 und 3 entnimmt man, daß der Innenring 7 außenseitig eine V-förmige Nut 12 aufweist und der Spiraldichtungsring 8 mit einer der V-förmigen Nut am Innenring 7 entsprechenden Profilierung 13 versehen ist, in die außenseitig der Außenring 9 einfaßt. Dabei kann der Innenring 7 im Bereich der V-förmigen Nut 12 mit dem Spiraldichtungsring 8 verschweißt sein.

In der Fig. 4 wurde dargestellt, daß der Innenring 7 an seinen den Dichtleisten 3 zugewandten Flächen Dichtungsprofilierungen 14 und/oder Auflagen 15 aus Dichtungswerkstoff aufweist.

Zur Funktion der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung wird auf den allgemeinen Teil der Beschreibung verwiesen.

Aus den Fig. entnimmt man einen weiteren Vorteil, nämlich daß bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform schon im drucklosen Zustand die Spannkraft der Spannschrauben über einen größeren Hebelarm wirkt und folglich ein entsprechend größeres Moment wirkt.

Claims

Andrejewski, Hanke & Partner, Patentanwälte in Essen Ansprüche

1. Dichtungsanordnung, insbesondere Hochdruckdichtungsanordnung, zwischen zwei metallischen Flanschen, die jeweils eine angeformte Dichtleiste und außenseitig einen Spannschraubenbund mit Spannschraubenausnehmungen und Spannschrauben aufweisen, welche Spannschrauben in axialer Richtung angeordnet sind, mit

metallischem Innenring,

Spiraldichtungsring und
10

metallischem Außenring,

wobei der Spiraldichtungsring aus einem metallischen Band und einem Füllstoffband aus Dichtungswerkstoff gewickelt ist und im nichteingebauten Zustand den Innenring und den Außenring in axialer Richtung überragt, und wobei der Spiraldichtungsring im eingebauten Zustand durch die Dichtkraft, die über die Spannschrauben aufbringbar ist und über die Dichtleisten wirkt, eine Kompression in axialer Richtung erfährt, dadurch g e kennzeichnet, daß der Außenring (9) in axialer Richtung eine Dicke d aufweist, die um einen Reduktionsfaktor F
kleiner ist als die Dicke D des Innenringes 7, und daß der Reduktionsfaktor F_R so gewählt ist, daß der Außenring (9) bei zur Erzeugung der Dichtkraft angezogenen Spannschrauben (6) von zumindest einer der Dichtleisten (3) frei ist.

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2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reduktionsfaktor F

vorzugsweise etwa 0,5 beträgt.

daß der Reduktionsfaktor F im Bereich von 0,3 bis 0,7 liegt,

3. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (7) außenseitig eine V-förmige Nut (12) aufweist und der Spiraldichtungsring (8) mit einer der V-förmigen Nut (12) am Innenring (7) entsprechenden Profilierung (13) versehen ist, in die außenseitig der Außenring (9) einfaßt.
10

4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (7) im Bereich der V-förmigen Nut (12) mit dem Spiraldichtungsring (8) verschweißt ist.

5. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenring (7) an seinen den Dichtleisten (3) zugewandten Flächen Dichtungsprofilierungen (14) und/oder Auflagen (15) aus Dichtungswerkstoff aufweist.