DE2923924C2 - Auswinkelbare Dichtung - Google Patents

Description

An Verbindungen von Apparate- oder Rohrleitungsbauteilen mit planen Dichtflächen wird immer die Forderung der Planparallelität der beiden miteinander zu verbindenden Dichtflächen gestellt, mit der die gleichmäßige Beaufschlagung der Dichtung und damit deren sichere Funktion erreicht werden soll.

Da andererseits die Achsen der aneinandergesetzten Bauteile fluchten sollen, werden hohe Anfoiderungen an die rechtwinklige Anordnung der Dichtfläche zu der Bauteilachse gestellt.

Bei elastischen Bauteil-Werkstoffen (wie z. B. Stahl oder Kunststoff) reichen die üblichen Fertigungstoleranzen an den Dichtflächen und die Möglichkeit zur geringfügigen Deformation von Dichtung, Flansch und Rohr ohne Verursachung unzulässiger Verspannungen aus, um diese Anforderungen zu erfüllen.

Bei spröden Werkstoffen (z. ß. Glas, Steinzeug usw.) jedoch darf durch die Verlegung praktisch nur eine ganz geringe zusätzliche Biegespannung in die Bauteile gebracht werden. Deshalb sind hier auch die zulässigen Schraubenanzugsmomente und damit die Deformationsmöglichkeit der Dichtungen geringer, d. h. hier müssen der Rechtwinkeligkeit der Dichtfläche zur Bauteilachse sehr enge Toleranzen gesetzt werden, die nur durch hohen und damit teuren Fertigungsaufwand eingehalten werden können.

Man benötigt demnach für Rohrleitungsbauteile mit planen Dichtflächen, die nicht genau senkrecht zur Rohrachse stehen, eine Konstruktion der Dichtung, die eine gewisse Auswinkelbarkeit besitzt, um die Toleranz in der Rechtwinkligkeit der Dichtflächen zur Rohrachse auszugleichen, damit die Rohre genau fluchtend verlegt werden können, ohne daß sie in eine Zwangslage, die Biegezugspannungen bewirkt, gebracht werden.

Andererseits wird oftmals bei der Verlegung von Rohrleitungen die Möglichkeit der Abwinkelung aus der Rohrflucht gefordert, um Rohrleitungsstrecken mit mehr oder weniger Gefälle verlegen zu können, damit sie leerlaufen können und/oder um die Anpassung des Rohrleitungsverlaufs an die gegebenen räumlichen Verhältnisse ohne größere Schwierigkeiten vornehmen zu können. In diesen beiden Fällen ist die erwünschte Auswinkelbarkeit i. a. größer als im ersten Fall.

Zur Lösung dieses Problems, insbesondere bei Rohrleitungen aus spröden Werkstoffen, sind bekannt:

1. Einbau von Faltenbälgen:

Ihre Nachteile sind neben dem Preis die eingeschränkte Druck- und Temperaturbeständigkeit, die zusätzlichen Reaklionskräfte auf die benachharten Bauteile, ihr erhöhter Strömungswiderstand und die Möglichkeit zur Bildung von Produktresten und Verschmutzungsansäuen.

2. Einbau von Dichtungen mit elastischen Einlagen:

Aufgrund der nur geringen möglichen Nachgiebigkeit erfüllen sie die gestellte Aufgabe nur -iehr unvollkommen.

3. Einbau von ungleich dicken bzw. unterfütterten Dichtungen:

ίο Sie müssen einzeln angepaßt werden und sind von

der sicheren, bleibenden Abdichtung her in Frage zu stellen.

4. Verwendung von sphärisch bearbeiteten Dichtflächen (Kugel und Pfanne) an den zu verbindenden Bauteilen, die bei Verwendung einer O-Ring-Dichtung eine Auswinkelbarkeit der Verbindung bis zu etwa 3° erlauben:

Der Nachteil dieser Lösung ist die unterschiedliche Ausbildung der Dichtflächen an den Bauteilen, die zu einer Vervielfachung der Lagerhaltung führt, um die verschiedensten Kombinationsmöglichkeiten abdecken zu können.

In der FR-PS 9 81 507 wird vorgeschlagen, die Dichtflächen an den Rohrenden derart kugelförmig auszubilden, daß jeweils ein weibliches und ein männliches Rohrende aufeinanderpassen. Die auswinkelba^e Abdichtung von planen Rohrenden ist nur mit einer aufwendigen dreiteiligen Ausführung mittels eines Rohrzwischenstücks möglich.

Die in der DE-OS 24 50 319 beschriebene Rohrverbindung besteht ebenfalls aus einem Rohrzwischenstück, wobei die Rohrenden jedoch sphärisch ausgebildet sein müssen. Der Nachteil dieser Rohrverbindung

« besteht darin, daß sie nicht auswinkelbar ist.

In der FR-PS 6 08 847 wird vorgeschlagen, die Rohrenden mit einem Wulst auszustatten, auf den jeweils ein entsprechend konkav ausgebildeter Dichtungsring mit planer Stirnfläche gelegt wird. Beide Rohrenden werden mittels einer über die Rohrenden geschobenen Schraubverbindung und einer Feder derart zusammengedrückt, daß die Stirnflächen der beiden Dichtungsringe gleitend aufeinanderliegen. Diese Konstruktion gestattet es zwar, die Rohrenden gegeneinander senkrecht zur Rohrachse zu verschieben, jedoch wird dadurch keine Auswinkelung, sondern lediglich eine Versetzung der beiden Rohre erreicht mit dem Nachteil, daß an der Versetzungsstelle der Durchflußquerschnitt erheblich vermindert wird.

In der AT-PS 15 718 wird ein auswinkelbares Dichtelement aus zwei Ringen beschrieben, deren einander zugewandte Berührungsflächen konvex bzw. konkav ausgebildet sind. Hierbei handelt es sich allerdings nicht um eine Abdichtung von zwei Rohrenden sondern um die abdichtende Halterung eines Rohres, die dem Rohr eine geringe Drehbeweglichkeit gestattet.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein neuartiges Dichtelement für die Abdichtung von zwei miteinander

bo verbundenen, planen Rohrenden, dessen beide Dichtflächen zueinander in jeder beliebigen Richtung auswinkelbar sind. Das neue Dichtelement soll eine Schiefstellung der beiden Rohrenden zueinander ausgleichen.
Dieses Ziel wird mit einem Dichtelement gemäLS dem

M Patentanspruch erreicht.

F i g. 1 zeigt den Schnitt durch zwei miteinander verbundene und abgedichtete Rohrleitungsenden, deren Achsen in der Schnittebene liegen.

F i g. 2 zeigt die gleiche Rohrleitungsverbindung, bei der jedoch die Flucht der beiden Achsen in der Schnittebene voneinander abweicht

Innerhalb der Umhüllung (1) aus elastischem und hochkorrosionsbeständigem Werkstoff (z. B. PTFE) sind zwei Einlegeringe (2) und (3) aus mechanisch festem Werkstoff (z. B. Edelstahl) angeordnet

Während die Stirnflächen dieser Ringe zu den Schenkeln der U-förmigen Umhüllung hin so ausgebildet sind, daß mit letzteren eine sichere Abdichtung auf den planen Dichtflächen der auf bekannte Weise miteinander verbundenen beiden Rohrleitungsbauteile (5, 6) erreicht wird, sind die einander zugewendeten Stirnflächen dieser Ringe am Ring (3) sphärisch konkav (8) und am Ring (2) sphärisch konvex (9) vorgesehen. In 1 ■> die Fläche (8) ist eine ringförmige Vertiefung angebracht, in weiche formschlüssig ein ringförmiges Gleitstück (4) eingelegt ist Das Gleitstück (4) besteht aus einem elastischen Werkstoff mit einer niedrigen Reibungszahl, z. B. PTFE.

Die Umhüllung (1) und die beiden ELilegeringe (2) und (3) mit Gleitstück (4) sind so konstruiert, daß bei Montage die Achsen der angeschlossenen Bauteile bis zu 3° gegeneinander ausgewinkelt werden könneil, ohne daß die Funktion der Dichtung in Frage gestellt ist Bei Vakuum oder innerem Überdruck in der Rohrleitung und Temperatureinflüssen wird durch die festen Einlegeringe eine Abstützung der Umhüllung erreicht, die ein Einsaugen oder Herausrücken der Umhüllung verhindert

Die an einem der beiden oder an beiden Einlegeringen (2, 3) angebrachten Zentrierkragen (7) dienen als Montagehilfe und verhindern das seitliche Wegrutschen der Dichtung.

Fig.2 zeigt die Dichtung gemäß Fig. 1, wobei hier die Achsen der beiden miteinander verbundenen Rohrleitungsenden (5,6) um den Winkel χ voneinander abweichen und das Gleitstück (4) auf der Fläche (9) um den entsprechenden Weg verschoben ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Auswinkelbares Dichtelement zum Einbau zwischen zwei planen Dichtflächen an miteinander verbundenen Rohrleitungsenden aus spröden Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei Ringen (2,3) und einer diese an den äußeren Stirnflächen und am Innendurchmesser umschließenden Hülle (1) aus elastischem und chemisch beständigem Werkstoff besteht, wobei die zueinandergewendeten Berührungsflächen (8, 9) der beiden Ringe (2. 3), im seitlichen Schnitt gesehen, sphärisch konvex bzw. sphärisch konkav ausgebildet sind.