-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen, die auf Dichtungen
angewendet werden, die dazu bestimmt sind, zwischen zwei Anschlussflanschen
von Rohrleitungen eingespannt zu werden, und die Erfindung betrifft
insbesondere solche Dichtungen, wie sie im Oberbegriff von Anspruch
1 definiert sind.
-
Im
Bereich der industriellen Rohrleitungen, insbesondere in der Chemie-
oder Erdölindustrie, können die
Rohrleitungen aus Rohrabschnitten gebildet werden, die an ihren
Enden aneinander stoßend mit
Hilfe von Flanschen miteinander verbunden werden, zwischen denen
Dichtungen angeordnet sind. Diese Dichtungen weisen insbesondere
dimensionsgerechte Merkmale auf, (insbesondere den Innendurchmesser),
die zu dem Durchmesser der Flansche in Entsprechung stehen, die
wiederum mit dem Durchmesser des Rohrs und dem zulässigen Nenndruck
in Entsprechung stehen. Diese Abmessungen können genormt sein.
-
Aus
dieser allgemeinen Anordnung ergibt sich, dass jedem Rohrdurchmesser
ein Flanschdurchmesser und damit ein Dichtungsdurchmesser entsprechen.
-
Außerdem können die
Dichtungen nur innerhalb der Grenzwerte eines Nenndrucks verwendet werden,
für den
sie ausgelegt sind.
-
Wenn
eine große
Anzahl unterschiedlicher Verwendungsmöglichkeiten abgedeckt werden
soll, ergibt sich aus diesen zwangsweisen Bedingungen die Notwendigkeit, über eine
bedeutende Bandbreite von Dichtungen mit unterschiedlichen Durchmessern und
ausgelegt für
unterschiedliche Nenndrücke
verfügen
zu müssen,
wodurch der Hersteller und auch der Benutzer gezwungen sind, platzraubende
Materialbestände
in Reserve zu halten.
-
Schließlich weisen
die derzeit verwendeten Dichtungen weitere Nachteile auf, insbesondere:
es ist nicht möglich,
die Merkmale einer zwischen den zusammengepressten Flanschen befindlichen
Dichtung zu kontrollieren; eine bereits verwendete und damit bereits
zusammengedrückte
Dichtung kann wieder verwendet werden; es ist nicht möglich, die korrekte
Zentrierung der Dichtung zu kontrollieren, sobald sich die zwei
Flansche einander gegenüber zu
beiden Seiten der Dichtung befinden.
-
Es
sind bereits Dichtungen für
Flansche bekannt, die mit strahlenförmigen, in einem Winkel von 90° verbiegbaren
Bändern
ausgestattet sind (siehe beispielsweise DE-U-78 35 369, DE-A-27 38 244). Bei diesen
bekannten Dichtungen sind die verbiegbaren Bänder dazu bestimmt, die Dichtung
auf einem Flansch mit einer vorgegebenen Abmessung zu halten und
eventuell zu ihrer Befestigung auf diesem (Fall im Dokument DE-U-78
35 369).
-
Die
Erfindung hat damit im wesentlichen zur Aufgabe, eine einfache technische
Lösung
vorzuschlagen, welche die verschiedenen Anforderungen der Praxis
besser zufrieden stellt, und welche die verschiedenen vorher genannten
Nachteile beseitigt oder zumindest reduziert, indem eine ursprüngliche Dichtungsstruktur
für industrielle
Rohrleitungen mit Flanschen vorgeschlagen wird, die für die Gesamtheit
einer Bandbreite von Flanschen mit unterschiedlichen Durchmessern
verwendet werden kann, um damit die in Reserve gehaltenen Materialbestände sowohl
beim Hersteller als auch beim Benutzer zu reduzieren, die zu einer
leichten und kontrollierbaren Zentrierung selbst auf vertikalen
Flanschen führt,
die eine Kontrolle ihrer Merkmale nach der Montage zwischen den
Flanschen gestattet, die nach dem Ausbau nicht mehr wieder verwendet
werden kann, und die schließlich
die Dichtheits- und
mechanischen Merkmale der vorherigen Dichtungen beibehält und keine
merklichen Mehrkosten bei der Herstellung aufweist.
-
Zu
diesen Zwecken schlägt
die Erfindung eine Dichtung vor, welche die Anordnungen umfasst, die
im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgezählt sind.
-
Dank
der spezifischen Auslegung ihrer Bänder kann die erfindungsgemäße Dichtung
indifferent auf einer Vielzahl von Flanschen mit verschiedenen Abmessungen
angebracht werden (Flanschen, die zu einer Produktpalette mit vorgegebener
Abmessungsbandbreite gehören;
Flanschen, die unterschiedlichen Normungen entsprechen; usw.).
-
Unter
diesen Umständen
ist es durchaus vorstellbar, eine Dichtung mit einem Durchmesser
und für
die Ausstattung der Flansche mit verschiedenen Durchmessern geeigneten
mechanischen Merkmalen auszubilden, die Drücke in einem vorgegebenen Bereich
aushalten können.
Daher kann in einem typischen Beispiel der Einsatz von nur zwei
unterschiedlichen Dichtungstypen vorgesehen werden, die den gleichen
Außendurchmesser
aufweisen, und zwar:
- – Niederdruck-Dichtungen für Nenndrücke bis
100 bar/mm,
- – Hochdruck-Dichtungen
für Nenndrücke von
150 bis 420 bar/mm.
-
In
einem praktischen Ausführungsmodus sind
vier der strahlenförmigen
Bänder
vorhanden, von denen sich jeweils zwei diametral gegenüberliegen
und zueinander winklig um etwa 90° versetzt sind.
-
Eine
solche Anordnung der strahlenförmigen Bänder, die
vorteilhafterweise mit Schweißnähten auf dem
ringförmigen
metallischen Teil der Dichtung angestückelt sind, bietet den beträchtlichen
Vorteil, dass der Teil intakt gelassen wird, der die eigentliche Dichtung
bildet: diese kann also weiterhin wie eine vorherige Dichtung des
gleichen Typs ausgebildet sein und weiterhin die gleichen Funktionsmerkmale aufweisen.
-
Zum
Teil können
die der Erfindung entsprechenden Anordnungen auf verschiedene Dichtungstypen
angewendet werden, das heißt
auf Dichtungen, in denen der oben genannte ringförmige starre Teil einen starren
Kern der Dichtung bildet, oder auch auf Dichtungen, in denen der
starre ringförmige Teil
ein starrer Ring ist, der die Dichtung außen umgibt und eine geringere
Dicke besitzt als diese: die erfindungsgemäß ausgebildeten Dichtungen
können also
das Organ gegen eine Druckverformung beibehalten.
-
Letztlich
gestatten die erfindungsgemäßen Anordnungen:
- – das
Vereinfachen und Beschleunigen der Positionierung der Dichtung auf
einem Flansch, selbst wenn dieser vertikal angeordnet ist,
- – das
Begrenzen von Fehlern bei der Auswahl der anzubringenden Dichtungen,
- – das
Vereinfachen und Reduzieren der Herstellungskosten und der Lagerhaltung
für den
Hersteller,
- – das
Vereinfachen und Reduzieren der zu verwendenden Bandbreite von Produkten
und das Verringern der Lagerhaltungskosten für den Benutzer.
-
Die
Anordnungen der Erfindung finden eine besonders interessante, obwohl
nicht ausschließliche
Anwendung in den als "metalloplastisch
beschichtet" bezeichneten
Dichtungen, die einen ringförmigen
Einsatz aufweisen, der den von einer Metallhülle umgebenen Kern bildet,
der auf seinen zwei sich gegenüberliegenden
Hauptseiten jeweils mit Schichten eines Antihaftmaterials beschichtet
ist, wobei die Dichtung, sofern erforderlich, mit einem äußeren Metallring
ausgestattet sein kann.
-
Es
ist ebenfalls anzumerken, dass der Einsatz der Anordnungen der Erfindung
keine störende Auswirkung
auf die Struktur der Innenkontur der Dichtung hat, insbesondere
auf das Vor handensein oder Fehlen eines inneren Metallrings zum
Zentrieren und/oder gegen 'eine
Druckverformung.
-
Die
Erfindung wird beim Lesen der folgenden Beschreibung von gewissen
bevorzugten Ausführungsformen
besser verständlich,
die nur als nicht einschränkende
Beispiele aufgeführt
sind. In dieser Beschreibung wird auf die folgenden Zeichnungen
im Anhang Bezug genommen:
-
1 ist eine sehr schematische
Draufsicht einer Dichtung, die erfindungsgemäß ausgelegt ist;
-
die 2A, 2B und 2C zeigen
in der Perspektive den Einsatz der Dichtung von 1 auf einem horizontalen Flansch;
-
die 3A und 3B zeigen in der Perspektive den Einsatz
der Dichtung von 1 auf
einem vertikalen Flansch; und
-
die 4 bis 7 zeigen in einer Teilschnittansicht
verschiedene Ausbildungen von Dichtungen, die erfindungsgemäß ausgestattet
sind.
-
In 1 ist eine ringförmige Dichtung
J schematisch dargestellt, die dazu bestimmt ist, zwischen zwei
Anschlussflanschen für
industrielle Rohrleitungen eingespannt zu werden, beispielsweise
in der Chemie- oder Erdölindustrie.
Diese Dichtung J umfasst einen Dichtring 1, der einen (in 1 nicht gezeigten) starren
ringförmigen
Metallteil enthält,
für den
später
verschiedene Beispiele angegeben werden.
-
Mehrere
strahlenförmige
metallische Bänder 2 sind
mit dem vorher genannten ringförmigen
starren Teil einstückig,
(insbesondere dadurch, dass sie daran angeschweißt sind, wobei sie aber auch
in einem Stück
mit diesem ausgebildet sein können),
und weisen jeder eine Länge
auf, die deutlich über der Querabmessung
des größten eines
Satzes von Flanschen liegt, die mit der Dichtung ausgestattet werden sollen.
-
Die
Bänder
können
eine beliebige Anzahl aufweisen, doch besteht die Lösung, die
gleichzeitig sowohl in technischer als auch wirtschaftlicher Hinsicht
am effizientesten erscheint, darin, vier Bänder vorzusehen, von denen
sich jeweils zwei im wesentlichen diametral gegenüberliegen
und zueinander um einen Winkel von etwa 90° versetzt sind.
-
Jedes
Band 2 kann vorteilhafterweise eingravierte oder aufgemalte
Markierungen 3 aufweisen, die in Entsprechung zu (im Prinzip
genormten) Durchmessern von Flanschen angeordnet sind. Unter Umständen können gewisse
dieser Markierungen, oder andere Markierungen, die von diesen unabhängig sind,
vorgesehen sein, sogar vormarkiert sein, um eine mechanisch schwächere Linie
für das Abschneiden
des Bandes auszubilden, wenn dieser zu lang ist und nach dem Aufsetzen
auf den Flansch eine deutliche Behinderung bilden kann.
-
Außerdem können die
Bänder
ganz oder teilweise in codierter Weise bemalt sein, zum Beispiel
in Abhängigkeit
vom Durchmesser der Dichtung und/oder des Nenndrucks und/oder jeder
anderen Information (beispielsweise dem Einbaudatum).
-
Weitere
Angaben, insbesondere alphanumerische und/oder farbige, können auf
jedem Band an einer vorgegebenen Position desselben vorgesehen sein,
(beispielsweise am andersfarbig bemalten Ende 4), um eine
weitere codierte Information zu liefern, beispielsweise über die
Klasse der Dichtung, den Nenndruck der Dichtung, ihre Struktur,
ihr Einbaudatum, ...
-
Es
wird hier angemerkt, dass die weiter oben genannten vormarkierten
Markierungen 3 eine örtlich Schwächung des
Bands nach sich ziehen: das Band kann daher einem mehrmaligen Umbiegen
und Zurückbiegen
nicht ausgesetzt werden, ohne dass Gefahr besteht, dass er bricht.
Daraus ergibt sich, dass es in der Praxis unmöglich ist, eine Dichtung wieder zu
verwenden, die bereits Gegenstand einer ersten Montage war, was
eine Sicherheit gegen einen beabsichtigten oder unbeabsichtigten
mehrfachen Einsatz einer gleichen Dichtung darstellt.
-
Unter
folgender Bezugnahme auf die 2A bis 2C, wenn der Flansch 5,
der mit der Dichtung J auszustatten ist, horizontal angeordnet ist,
kann die Dichtung J mit ausgebreiteten Band 2 auf der Oberfläche des
Flanschs 5 in einer zentrierten Position aufgesetzt werden,
wobei man sich dabei der Hilfe der auf dem Band vorgesehenen Markierungen
so bedient, dass alle Bänder 2 die
gleiche Überstandslänge über den
Umfangsrand des Flanschs 5 hinaus aufweisen (2A).
-
Wenn
die richtige Zentrierung erreicht ist, können die Bänder 2 gegen den Umfang
des Flanschs 5 umgebogen werden, ohne dadurch die Dichtung
J in Bezug auf den Flansch zu verschieben (2B). Die umgebogenen Enden 6 befinden
sich dann auf dem Umfang des Flanschs 5.
-
Anschließend werden
die Kraftschlussverbindungsbolzen 8 in die Öffnungen 7 des
Flanschs eingesetzt, die zu diesem Zweck vorgesehen sind, danach
wird auf dem Flansch 5 der Gegenflansch 9 angeordnet,
der durch die Bolzen 8 automatisch zentriert wird; abschließend werden
die Spannmuttern 10 auf den Bolzen 8 so festgezogen,
dass die Flansche 5 und 9 den Dichtring 1 der
Dichtung J mit einer vorgegebenen Kraft zusammenpressen (2C). In dieser Montageposition
wird bemerkt, dass die umgebogenen Enden 6 der Bänder 2 sichtbar
bleiben, und dass die auf ihnen befindlichen Angaben (farbige Bereiche,
eingravierte oder aufgemalte Zeichen, ...) sichtbar bleiben: es
ist daher möglich,
diese Angaben abzulesen, ohne die Flansche zu demontieren.
-
Wenn
der Flansch 5 sich in vertikaler Position befindet, wird
damit begonnen, auf den Bändern 2 der
Dichtung J die Position zu markieren, die sich in der Entsprechung
zur Umfangskante des Flanschs befindet, anschließend werden die Bänder an
den so markierten Positionen umgebogen (3A). Danach wird die Dichtung gegen die
vertikale Oberfläche
des Flanschs 5 aufgesetzt, wobei die umgebogenen Enden 6 der
Bänder
den Umfang des Flanschs 5 umschließen und die Dichtung J auf
diesem festhalten (3B).
Danach kann die Montage des Gegenflanschs 9 und das Zusammenpressen
der Dichtung J beendet werden.
-
Selbstverständlich ist
es im vorherigen Fall eines horizontalen Flanschs 5 ebenfalls
möglich,
mit dem Markierungsvorgang und dem Umbiegen der Bänder 2 vor
dem Aufsetzen der Dichtung J auf den Flansch zu beginnen.
-
Nach
den vorhergehenden Erläuterungen sind
die zahlreichen und wesentlichen Vorteile zu erkennen, die durch
die mit dem Dichtring 1 der Dichtung J einstückigen Band 2 erzielt
werden.
-
Es
wird einfach, die Dichtung J auf dem Flansch 5 in einer
zentrierten Position aufzusetzen, gleichgültig, ob sich die Dichtung
in horizontaler oder vor allem in vertikaler Lage befindet. Außerdem wird die
Dichtung durch die Bänder 2 in
der zentrierten Position auf dem Flansch 5 festgehalten,
wenn dieser vertikal ist. Damit werden die Risiken von Positionierungsfehlern
und die Risiken eines unkontrollierten Versatzes der Dichtung zwischen
dem Zeitpunkt des Einbaus und dem Zeitpunkt der Anbringung des Gegenflanschs
eliminiert.
-
Das Überstehen
der Enden 6 der Bänder 2 ermöglicht eine
Sichtkontrolle nach dem Festziehen und unter Umständen während des
Betriebs, ob die Dichtung J ihre zentrierte Position beibehält. Des
weiteren ermöglichen
die farbigen Codierungen und/oder Beschriftungen, die auf den Enden 6 der Bänder 2 zu
sehen sind, eine sofortige und rasche Kontrolle der Merkmale der
Dichtung, ihres Alters, ...
-
Es
ist ebenfalls leicht zu erkennen, dass eine erfindungsgemäß ausgelegte
Dichtung nicht mehr an eine genaue Abmessung des Flanschs gebunden
ist, sondern auf Flanschen mit verschiedenen Abmessungen innerhalb
eines vorgegebenen dimensionsgerechten Bereichs montiert werden
kann, wobei der Dichtring 1 dann so ausgelegt ist, dass
er dem Druck standhalten kann, der dem höchsten Wert entspricht, der
für den
entsprechenden Bereich von Flanschen und Rohrleitungen vorgesehen
ist.
-
Die
der Erfindung inhärenten
Anordnungen weisen außerdem
den Vorteil auf, dass sie nicht auf einen speziellen Dichtungstyp
festgelegt sind, sondern dass sie mit jedem Dichtungstyp eingesetzt
werden können,
der einen Metallteil (starren Kern) aufweist, der an seinem Außenumfang
zugänglich
ist, wie dies bei den einigen folgenden Beispielen der Fall ist.
-
In 4 ist eine Dichtung J1 bruchstückhaft und
perspektivisch im Querschnitt dargestellt, deren "Wellendichtung" einen Dichtring 1 mit
einem ringförmigen
gewellten Metallkern 11 umfasst, der zu beiden Seiten mit
zwei Beschichtungen aus Graphit 12 umhüllt ist. Die Bänder 12 werden
dann durch Schweißnähte mit
der Kante des Metallkerns 12 einstückig gemacht, die am äußeren Rand
des Dichtrings 1 erscheint.
-
In 5 wird auf gleiche Weise
eine Dichtung J2 dargestellt, die als "Kammprofildichtung" bezeichnet wird,
die einen Dichtring 1 mit einem ringförmigen Metallkern 13 umfasst,
dessen einander gegenüberliegende
Hauptseiten 14 gerippt und jeweils mit Graphitschichten 15 beschichtet
sind. In dem dargestellten Beispiel ist der Dichtring 1 des
weiteren mit einem äußeren Metallring 16 versehen,
(beispielsweise einem Ring gegen eine Druckverformung mit einer
kalibrierten Dicke, die geringer ist als die des Dichtrings), an
dem die Bänder 2 befestigt
sind. In dem Fall, in dem die Dichtung nicht mit einem äußeren Ring 16 ausgestattet
ist, sind die Bänder 2 direkt an
der Außenkante
des Metallkerns 13 angebracht, wie dies in 6 für
die Dichtung J3 dargestellt ist (die beispielhaft
mit einem inneren Metallring zum Zentrieren 17 ausgestattet
dargestellt ist).
-
Die
Erfindung findet eine besonders interessante Anwendung in den metalloplastischen
beschichteten Dichtungen J4, die in 7 dargestellt sind, die
einen Dichtring 1 umfassen, der aus einer ringförmigen Metallhülle 18 gebildet
wird, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, der einen inneren Einsatz 19 umgibt,
der den Kern bildet, beispielsweise aus expandiertem Graphit, und
der auf seinen gegenüberliegenden
ringförmigen
Seiten jeweils Beschichtungsschichten aus Antihaftmittel 20 trägt, beispielsweise
aus Graphit oder einem synthetischen Material, wie beispielsweise
Polytetrafluorethylen. Ein äußerer Ring
gegen Druckverformung 16 und/oder ein innerer Ring kann
mit der Hülle 18 einstückig gemacht
werden. Die Bänder 2 werden
entweder direkt mit der Hülle 18 einstückig gemacht,
wenn kein Ring gegen Druckverformung vorgesehen ist, oder mit dem äußeren Ring 16,
sofern vorhanden.