DE3144578C2

DE3144578C2 - Dichtungsanordnung, insbesondere Flanschdichtungsanordnung

Info

Publication number: DE3144578C2
Application number: DE19813144578
Authority: DE
Inventors: Erwin 4152 Kempen Jedamzik; Hans-Joachim Dipl.-Ing. 4330 Mülheim Tückmantel
Original assignee: Kempchen & Co 4200 Oberhausen De GmbH
Current assignee: Kempchen & Co 4200 Oberhausen De GmbH
Priority date: 1981-11-10
Filing date: 1981-11-10
Publication date: 1985-02-14
Also published as: DE3144578A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung mit zwei einen Dichtspalt bildenden Dichtflächen und zwei im Dichtspalt mit Abstandszwischenraum hintereinander angeordneten Dichtungen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Flanschdichtungsanordnung. Der Dichtspalt besitzt eine vom äußeren Rand der Dichtflächen zum inneren Rand der Dichtflächen verformungsbedingt zunehmende Spaltdicke (s). Diese Spaltdicke arbeitet im Bereich der eingebauten Dichtungen um ein Maß ( δ s). An den Abstandszwischenraum ist eine Kontrollbohrung angeschlossen. Um sicherzustellen, daß keine dieser Dichtungen undicht wird, ist die eine der Dichtungen als Hartdichtung ausgeführt, die andere als Weichdichtung. Die Hartdichtung ist als Krafthauptschlußdichtung angeordnet und arbeitet im gesamten Arbeitsbereich ( δ s) als Krafthauptschlußdichtung. Die Weichdichtung liegt im Kraftnebenschluß, der über die Hartdichtung bestimmt ist. Die Hartdichtung besitzt einen E-Modul im Bereich von 10 ↑4 bis 10 ↑5 N/mm ↑2, die Weichdichtung einen solchen im Bereich von 10 ↑2 bis 5 10 ↑3 N/mm ↑2.

Description

35 Die Erfindung geht hierbei von der bisher unbekann-

ten Erkenntnis aus, daß die auf das Arbeiten der Spaltdicke zurückzuführenden Undichtigkeiten der bekannten Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art

Die Erfindung betrifft eine dem Oberbegriff des Pa- konstruktiv wesentlich einfacher verhindert werden

tentanspruches 1 entsprechende Dichtungsanordnung, 40 können, als in der Zeitschrift »technica« 1. c. angegeben

insbesondere Flanschdichtungsanordnung. ist, wenn die Krafthauptschluß- bzw. Hartdichtung als

Bei einer bekannten Dichtungsanordnung dieser Art Kammdichtung mit Auflage ausgeführt und in Kombi-

(DE-OS 28 17 665) besteht die als Krafthauptschluß- nation dazu die Kraftnebenschluß-bzw. Weichdichtung

dichtung eingesetzte Hartdichtung aus einem an seinen bezüglich des Ε-Moduls in der angegebenen Weise auf

beiden freien Enden zusammengeschweißten Drahtab- 45 den Ε-Modul der Hartdichtung abgestimmt, d. h. härter

schnitt insbesondere aus Aluminium, dessen Ε-Modul als bisher eingestellt wird, so daß beide Dichtungen in

bekannterweise bei etwa 7x10* N/mm² liegt. Im ein- funktioneller Verschmelzung zur Übertragung der

gebauten Zustand ist diese Hart- bzw. Aluminiumdich- Dichtkräfte beitragen.

tung auf etwa die Hälfte ihres ursprünglichen Durch- Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemä-

messers zusammengedrückt, d. h. verhältnismäßig stark 50 Ben Dichtungsanordnung ergeben sich aus den weiteren

plastisch verformt. Die als Kraftnebenschlußdichtung Patentansprüchen.

eingesetzte Weichdichtung ist in der selben Weise aus- Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausgeführt, jedoch aus Gummi, einem gummiähnlichen Ma- führungsbeispiele darstellenden Zeichnung ausführliterial oder einem entsprechenden thermoplastischen eher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung Kunststoff. Da Gummi bekanntlich einen Ε-Modul in 55 F i g. 1 in einem Vertikalschnitt durch den Flanschbeder Größenordnung von 1 N/mm² aufweist, ist die reich eines Druckbehälters eine Dichtungsanordnung Weichdichtung im Vergleich zur Hartdichtung also ex- im montierten Zustand,

trem weich eingestellt. Sie trägt folglich zur Übertra- F i g. 2 entsprechend einem Ausschnitt aus der F i g. 1

gung der Kräfte zwischen den beiden Dichtungsflächen eine andere Ausführungsform der Dichtungsanordnung,

praktisch überhaupt nichts bei. Tatsächlich dient die 60 Die in den Figuren jeweils dargestellte Dichtungsan-

Weichdichtung hier hauptsächlich auch nur der Abgren- Ordnung weist zwei einen Dichtspalt 1 bildende Dicht-

zung des über die Kontrollbohrung für die Dichtungs- flächen 2,3 und zwei im Dichtspalt 1 mit Abstands/.wi-

kontrolle eingesetzten Abstandszwischenraumes und schenraum 4 hintereinander angeordnete Dichtungen 5,

dem Schutz des Aluminiums der Hartdichtung vor Oxi- 6 auf. Es handelt sich um eine Flanschdichtungsanord-

dation. Ist diese bekannte Dichtungsanordnung, wie 65 nung.

z. B. in kerntechnischen Anlagen, verhältnismäßig ho- Der Dichtspalt 1 besitzt eine vom äußeren Rand der

hen Druck- und Temperaturschwankungen ausgesetzt, Dichtflächen 1, 3 zum inneren Rand der Dichtflächen

so beobachtet man in der Praxis, daß die Hartdichtung verformungsbedingt zunehmende Spaltdicke s. Das ist

in F i g. 1 übertrieben dargestellt worden. Die Spaltdikke s arbeitet im Bereich der eingebauten Dichtungen 5, 6 um ein Arbeitsmaß as. Dieses Arbeiten resultiert aus unterschiedlichen thermischen Beanspruchungen und Druckbeanspruchungen. In den Abstandszwischenraum 4 zwischen den Dichtungen 5,6 mündet eine Kontrollbohrung 7 ein. Folglich kann der Abstandszwischenraum 4 zwecks Anzeige eines Lecks mit einer Absaugeinrichtung verbunden werden.

Eine der Dichtungen, nämlich die innere, ist als Kartdichtung 5 mit einem Ε-Modul im Bereich von 10⁴ bis 10⁵ N/mm² ausgeführt Die andere, äußere Dichtung ist eine Weichdichtung 6 mit einem Ε-Modul im Bereich von 10² bis 5 χ 10³ N/mm². Die Flansche 8, 9 sind miteinander verschrp.ubt, die Achse 10 einer Schraube ist in F i g. 1 angedeutet Die in den F i g. 1 und 2 ausgezogen bzw. strichpunktiert eingezeichneten Pfeile 11, 12 deuten an, daß die Hartdichtung 5 als Krafthauptschlußdichtung angeordnet ist, während die Weichdichtung 6 als Kraftnebenschlußdichtung arbeitet. Die Hartdichtung 5 arbeitet im gesamten Arbeitsbereiches im Krafthauptschluß, die Weichdichtung 6 entsprechend im Kraftnebenschluß, wobei der Kraftnebenschluß mit Hilfe der Hartdichtung 5 definiert ist.

Die Hartdichtung 5 ist eine Kammdichtung mit Auflage 13. Die Kammdichtung besteht aus einem Metallkern 14 entsprechender Druckfestigkeit und einer Auflage 13, die z. B. aus weicherem Metall besteht. Die Weichdichtung 6 ist in F i g. 1 eine Spiraldichtung und in F i g. 2 ein Metall-O-Ring. Im Ausführungsbeispiel der Fig.2 sind die Hartdichtung 5 sowie die Weichdichtung 6 durch einen Steg 15 zu einem einheitlichen Bauteil vereinigt. Besondere Dichtungsnuten zur Aufnahme der im Nebenschluß liegenden Weichdichtung 6 sind nicht erforderlich. Eine Zentriernut kann vorgesehen werden, sie wurde jedoch nicht gezeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

40

45

50

55

bO

Claims

1 2 recht schnell undicht wird und die Weichdichtung zufol- Patentanspröche: ge ihrer extremen Weichheit sowie verminderter Tem peraturbeständigkeit die Dichtfunktion allein nicht ge-

1. Dichtungsanordnung, insbesondere Flansch- währleisten kann.

dichtungsanordnung, mit zwei einen Dichtspalt bil- 5 Bei anderen Dichtungsanordnungen mit nur einer denden Dichtflächen, zwei im Dichtspalt mit Ab- einzigen Dichtung ist es zwar auch schon bekannt (DE-standszwischenraum angeordneten Dichtungen und AS 26 29 548), diese Dichtung als Kammdichtung mit einer an den Abstandszwischenraum angeschlosse- Auflage auszuführen, wobei Kammdichtungskern und nen Kontrollbohrung, wobei die dem inneren Rand Auflagen aus besonderen Materialien bestehen, um die der Dichtflächen benachbarte Dichtung als Kraft- 10 Dichtungsanordnung gegenüber aggressiven Medien hauptschlußdichtung aus einer Hartdichtung mit ei- korrosionsbeständig zu machen. Hierbei sind aber Pronem Ε-Modul im Bereich von 10* bis 10⁵ N/mm² be- bleme angesprochen, die mit den zuvor geschilderten steht und die andere Dichtung als in einem mit Hilfe Problemen um die Dichtungsanordnungen der eingangs der Hartdichtung definierten Kraftnebenschluß lie- genannten Art keine Berührungspunkte haben, gende Weichdichtung ausgeführt ist, dadurch 15 Weiterhin ist es bekannt (Zeitschrift »technica« gekennzeichnet, daß bei einer vom äußeren Nr. 11,1967, Seiten 1043 bis 1047 und Nr. 12,1967, Seizuminneren Rand der Dichtflächen (2.3) zunehmen- ten 1157 bis 1161), daß sich beim Verspannen von den und im Bereich der eingebauten Dichtungen (5, Flanschdichtungsanordnungen eine vom äußeren zum 6) um ein Maß As arbeitenden Spaltdicke s des inneren Rand der Dichtflächen zunehmende Spaltdicke Dichtspaltes (1) die Hartdichtung (5) als im gesamten 20 des Dichtspaltes einstellt und diese Spaltdicke bei entArbeitsbereich As den Krafthauptschluß bewirken- sprechenden Beanspruchungen, wie z. B. Biegebeande Kammdichtung mit Auflage (13) ausgeführt ist spruchungen, um ein beachtliches Maß arbeiten kann, und die Weichdichtung (6) einen Ε-Modul von 10² bis Daraus resultierende Undichtigkeiten sollen nur durch 5XlO³ N/mm² aufweist Einsatz einer allseitig geschlossenen Dichtung und ggf.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch 2s besonderer Ausgestaltung der Flanschbereiche vergekennzeichnet, daß die Weichstoffdichtung (6) als meidbar sein.

Spiraldichtung oder Metall-O-Ring ausgeführt ist Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde anzuge-

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, ben, wie bei einer Dichtungsanordnung der eingangs dadurch gekennzeichnet, daß die Hartdichtung (5) genannten Art auch dann noch Dichtheit gewährleistet sowie die Weichdichtung (6) durch einen Steg (15) zu 30 ist, wenn diese Dichtungsanordnung erheblichen Druckeinem einheitlichen Bauteil vereinigt sind. und Temperaturschwankungen unterworfen ist.

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die gekennzeichnet, daß das einheitliche Bauteil (5,6,15) im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen lediglich in eine Zentriernut eingelegt ist. Merkmale gelöst.