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Patent Searching and Data


Title:
SEAL FOR SEALING FLANGE CONNECTIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/198506
Kind Code:
A1
Abstract:
A seal (10) for sealing flange connections (12), having an annular disc-shaped elastomer element (16) delimited by a radially inner annular edge (18), a radially outer annular edge (20), an annular disc upper side (22) and an annular disc lower side (24), is configured and developed by way of simple structural means with regard to a reliable sealing action in such a way that the elastomer element (16) has, in a manner which adjoins the inner annular edge (18), at least one circumferential sealing bead (26, 28) which projects relative to the annular disc upper side (22) and/or to the annular disc lower side (24), and an annular supporting element (34) made from metal which is embedded in the elastomer element (16) flush with respect to the annular disc upper side (22) and/or to the annular disc lower side (24), wherein the supporting element (34) has notches (36) for connection to the elastomer element (16) and is enclosed at least partially by the elastomer element (16).

Inventors:
KURZ HARIOLF (DE)
HUEBNER-HECKER MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/063123
Publication Date:
December 15, 2016
Filing Date:
June 09, 2016
Export Citation:
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Assignee:
HECKER HOLDING GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
F16L23/18; F16J15/12
Foreign References:
DE1023736B1958-02-06
US20070045968A12007-03-01
DE4430183A11996-02-29
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
DREISS Patentanwälte PartG mbB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Dichtung (10) zum Abdichten von Flanschverbindungen (12), mit einem ringscheibenförmigen Elastomerelement (16) begrenzt durch einen radial innenliegenden

Ringrand (18), einen radial außenliegenden Ringrand (20), eine Ringscheibenoberseite (22) und eine

Ringscheibenunterseite (24), dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (16) angrenzend an den innenliegenden Ringrand (18) mindestens einen

umlaufenden Dichtwulst (26, 28) aufweist, der relativ zur Ringscheibenoberseite (22) und/oder zur

Ringscheibenunterseite (24) hervorsteht, und einem im Elastomerelement (16) bündig zur Ringscheibenoberseite (22) und/oder zur Ringscheibenunterseite (24)

eingebetteten ringförmigen Stützelement (34) aus

Metall, wobei das Stützelement (34) Kerben (36) zur Verbindung mit dem Elastomerelement (16) aufweist und durch das Elastomerelement (16) zumindest teilweise umschlossen ist.

Dichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerben (36) des Stützelements (34) zur

Ringscheibenoberseite (22) und/oder zur

Ringscheibenunterseite (24) des Elastomerelements (16) hin ausgebildet sind.

Dichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (16)

angrenzend an den innenliegenden Ringrand (18) zwei umlaufende Dichtwulste (26, 28) aufweist.

Dichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (34) zur Ringscheibenoberseite (22) und/oder zur Ringscheibenunterseite (24) des Elastomerelements (16) hin abgeflacht ist.

5. Dichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (34) als Metallring ausgebildet ist.

6. Dichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (34) aus gewickeltem Metalldraht ausgebildet ist.

7. Dichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement (34) mehr als eine Windung aufweist .

8. Dichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (16) angrenzend an den radial außenliegenden Ringrand (20) an Ringscheibenoberseite (22), Ringscheibenunterseite (24) und am radial außenliegenden Ringrand (20) jeweils eine geschlossene Oberfläche aufweist.

9. Dichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerelement (16) und das Stützelement (34) im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind.

Description:
Titel : Dichtung zum Abdichten von Flanschverbindungen

Besehreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung zum

Abdichten von Flanschverbindungen.

Zum Abdichten von Flanschverbindungen sind Gummi- Stahldichtungen bekannt, die aus einem Gummiring und einem vom Gummiring umschlossenen Stahlring aufgebaut sind.

Hiermit werden gute Abdichteigenschaften erreicht.

Allerdings besteht bei solchen Dichtungen die Gefahr, dass der Gummiring bei zu hohen Schraubkräften zerstört wird, da die Schraubkraft vollständig auf den Gummiring wirkt. Durch viskoses Verhalten des Gummis weicht die Dichtung zudem der aufgeprägten Last aus. Eine zuverlässige Abdichtung ist damit nur bedingt gewährleistet. Ebenfalls bekannt sind Gummi-Stahldichtungen, die aus einem Gummiring und einem am Außenumfang des Gummirings

angeordneten Stahlring aufgebaut sind. Stahlring und

Gummiring sind mittels einer Nutverbindung oder eines

Haftvermittlers verbunden. Durch den Stahlring kann die auf den Gummiring aufgebrachte Schraubkraft begrenzt werden. Allerdings ist eine solche Dichtung aufwändig in der

Herstellung .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Mitteln eine zuverlässige

Abdichtung zu ermöglichen.

Die voranstehende Aufgabe wird durch eine Dichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach umfasst die

Dichtung ein ringscheibenförmiges Elastomerelement begrenzt durch einen radial innenliegenden Ringrand, einen radial außenliegenden Ringrand, eine Ringscheibenoberseite und eine Ringscheibenunterseite, wobei das Elastomerelement angrenzend an den radial innenliegenden Ringrand mindestens einen umlaufenden Wulst oder Dichtwulst aufweist, der relativ zur Ringscheibenoberseite und/oder zur

Ringscheibenunterseite hervorsteht, und ein im

Elastomerelement bündig zur Ringscheibenoberseite und/oder zur Ringscheibenunterseite eingebettetes ringförmiges

Stützelement aus Metall, wobei das Stützelement Kerben zur Verbindung mit dem Elastomerelement aufweist und durch das Elastomerelement zumindest teilweise umschlossen ist.

Demnach kann das Stützelement durch das Elastomerelement teilweise verschlossen sein, so dass das Stützelement mit einer Ober- und/oder Unterseite des Elastomerelements bündig ist. Ebenfalls kann das Stützelement durch das

Elastomerelement vollständig verschlossen sein, beispielsweise durch eine die Funktion, nämlich die

Bereitstellung einer Anlagefläche am Stützelement, nicht beeinträchtigende und durch den Spritzgießvorgang bedingte Fließhaut .

Durch das im Inneren des Elastomerelements angeordnete metallische Stützelement mit daran ausgebildeten Kerben ist das Stützelement sicher mit dem Elastomerelement verbunden. Durch die Kerben ist auch bei bündiger Ausrichtung des Stützelements zur Ringscheibenoberseite und/oder zur

Ringscheibenunterseite des Elastomerelements eine

insbesondere in alle Richtungen formschlüssige Befestigung des Stützelements verwirklicht. Die Kerben dienen zur formschlüssigen Befestigung des Stützelements am

Elastomerelement. Durch die zumindest einseitig bündige, vorzugsweise beidseitig bündige, Ausrichtung des

Stützelements innerhalb des Elastomerelements ist eine Kraftbegrenzung der maximal auf das Elastomerelement aufbringbaren Schraubenkraft erreicht, und zwar in Form eines Kraftnebenschlusses.

Die Herstellung der Dichtung lässt sich mit einfachen konstruktiven Mitteln bewerkstelligen, da diese durch

Einlegen des vorkonfektionierten Stützelements in die

Kavität einer Spritzgießmaschine erfolgen kann. Das

Stützelement kann dann mit dem später das Elastomerelement bildenden Elastomer umspritzt werden, wobei die Kerben den Fließvorgang des Elastomers begünstigen. Nach Befüllen der Kavität ist die Dichtung ohne oder nur mit geringfügiger Nacharbeit fertiggestellt.

Das Elastomer kann - auch in Abhängigkeit von der

Dichtungsanwendung, in der die Dichtung eingesetzt werden soll - aus Elastomeren oder thermoplastischen Elastomeren ausgebildet sein.

Die Dichtung kann insbesondere bei Flanschverbindungen mit ebenen Flanschflächen zum Einsatz kommen.

Die Kerben können einen U-förmigen, rechteckförmigen oder dreieckigen Querschnitt aufweisen. Davon unabhängig können die Kerben in radialer Richtung oder schräg am Stützelement angeordnet sein.

Der Begriff "ringscheibenförmig" oder "ringförmig" ist dahingehend zu verstehen, dass dieser sowohl eine

kreisförmige, als auch eine elliptische Ausgestaltung mit einschließt. Demnach können die Dichtung und damit auch das Elastomerelement und das Stützelement, eine kreisförmige oder elliptische Kontur aufweisen .

In vorteilhafter Weise können die Kerben des Stützelements zur Ringscheibenoberseite und/oder zur

Ringscheibenunterseite des Elastomerelements hin

ausgerichtet ausgebildet sein. Hiermit wird eine

gleichmäßige Fixierung des Stützelements innerhalb des Elastomerelements erreicht. Der Herstellungsvorgang wird vereinfacht, da durch die zur Ringscheibenoberseite

und/oder zur Ringscheibenunterseite hin orientierten Kerben ein Fließen des gespritzten Elastomers in einer

Spritzgießmaschine begünstigt wird.

Zweckmäßigerweise kann das Elastomerelement angrenzend an den radial innen liegenden Ringrand zwei umlaufende

Dichtwulste aufweisen. Die zwei Dichtwulste sind radial benachbart zueinander. Weiter schließen die beiden

Dichtwulste in ihrer Mitte eine Vertiefung ein. Durch die Ausgestaltung mittels zwei Dichtwulsten kann während des Spannens der Dichtung ein Bewegen der Dichtung in Richtung Flanschmitte gering gehalten werden, da die Dichtwulste in die zwischen ihnen befindliche Vertiefung hinein ausweichen können .

Weiter ist es von Vorteil, wenn das Stützelement zur

Ringscheibenoberseite und/oder zur Ringscheibenunterseite des Elastomerelements hin abgeflacht ist. Dabei kann der abgeflachte Bereich bündig zur Ringscheibenoberseite und/oder zur Ringscheibenunterseite sein. Hierdurch wird eine große Auflagefläche geschaffen, so dass eine

zuverlässige Dichtung im Kraftnebenfluss realisiert ist. Dies schafft eine große Anlagefläche zur Kraftübertragung zwischen den Flanschverbindungen. Zudem wird auf diese Weise auch die Anordnung des Stützelements innerhalb der Spritzgussmaschine erleichtert.

Im Konkreten kann das Stützelement als Metallring

ausgebildet sein, beispielsweise als Drahtring. Dieser kann einen geschlossenen Ring bilden, wobei die Kontaktstellen aneinander befestigt sein können, beispielsweise durch Verschweißen oder Verlöten. Ebenfalls denkbar ist ein

Herstellen des Metallrings durch Stanzen, wobei der

Metallring in sich geschlossen sein kann. Weiter kann der Metallring eine strukturierte oder konturierte Oberfläche aufweisen. Hiermit ist ein einfach herzustellendes und stabiles Stützelement geschaffen.

Alternativ hierzu kann das Stützelement aus gewickeltem Metalldraht ausgebildet sein. Dabei kann Metalldraht mit kreisförmigem, elliptischem, rechteckigem oder

quadratischem Querschnitt zum Einsatz kommen. Auch auf diese Weise ist ein konstruktiv einfaches Stützelement geschaffen .

Zum Bereitstellen einer sicheren Befestigung sowie einer großen Auflagefläche des Stützelements kann dieses mehr als eine Windung aufweisen. Dabei kann der Metalldraht

spiralförmig gewickelt sein. Denkbar ist eine Wicklung mit mehreren, insbesondere zwei bis drei, Windungen.

Aus Gründen des Korrosionsschutzes ist es von Vorteil, wenn das Elastomerelement angrenzend an den radial außen

liegenden Ringrand an Ringscheibenoberseite,

Ringscheibenunterseite und am radial außen liegenden

Ringrand jeweils eine geschlossene Oberfläche aufweist. Mit anderen Worten ist das Elastomerelement angrenzend an den radial außen liegenden Ringrand zum Stützelement hin geschlossen. Durch dieses am radial außen liegenden

Ringrand verbleibende ringförmige Elastomersegment kann im montierten Zustand der Dichtspalt zwischen zwei

Flanschverbindungen verschlossen werden. Dadurch ist das Stützelement im montierten Zustand vor äußeren Einflüssen und damit vor korrosivem Angriff geschützt.

Von Vorteil ist außerdem, wenn das Elastomerelement und das Stützelement im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind. Dadurch ist eine gleichmäßige und stabile Ausgestaltung der Dichtung erreicht. Unter "im Wesentlichen konzentrisch" ist eine Anordnung von Elastomerelement und Stützelement zuverstehen, wenn - bezogen auf den

Außendurchmesser der Dichtung - Elastomerelement und

Stützelement um maximal zehn Prozent des Außendurchmessers der Dichtung exzentrisch zueinander angeordnet sind.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig.l in mehreren, teilweise geschnittenen Ansichten ein Ausführungsbeispiel einer Dichtung;

Fig.2 in mehreren Ansichten (a) , (b) und (c) ein

Stützelement der Dichtung aus Fig.l; und

Fig.3 in mehreren Ansichten die Dichtung aus Fig.l in

Einbaulage an einer Flanschverbindung.

In Figur 1 ist in mehreren, teilweise geschnittenen

Ansichten, eine Dichtung zum Abdichten von

Flanschverbindungen dargestellt, die mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist.

Die Dichtung 10 dient zum Abdichten von Flanschverbindungen 12 mit ebenen Flanschflächen 14 (siehe Figur 3) .

Die Dichtung 10 weist ein ringscheibenförmiges

Elastomerelement 16 auf, das durch einen radial innen liegenden Ringrand 18, einen radial außen liegenden

Ringrand 20, eine Ringscheibenoberseite 22 und eine

Ringscheibenunterseite 24 begrenzt ist (siehe Figur 1) . Das Elastomerelement 16 weist angrenzend an den innen liegenden Ringrand 18 zwei umlaufende Dichtwulste 26, 28 auf, die jeweils relativ zur Ringscheibenoberseite 22 und zur

Ringscheibenunterseite 24 hervorstehen. Die umlaufenden Dichtwulste 26, 28 sind radial zueinander benachbart und schließen in ihrer Mitte jeweils eine Vertiefung 30, 32 ein .

Die Dichtung 10 weist außerdem ein im Elastomerelement 16 bündig zur Ringscheibenoberseite 22 und zur

Ringscheibenunterseite 24 eingebettetes ringförmiges Stützelement 34 aus Metall auf. Das Stützelement 34 weist Kerben 36 zur Verbindung mit dem Elastomerelement 16 auf (siehe Figur 2) und ist durch das Elastomerelement 16 teilweise oder ganz umschlossen, beispielsweise durch eine die Funktion nicht beeinträchtigende Fließhaut.

Die Kerben 36 des Stützelements 34 sind zur

Ringscheibenoberseite 22 und zur Ringscheibenunterseite 24 des Elastomerelements 16 hin ausgebildet. Dies vereinfacht das Umspritzen mittels eines Elastomers in einer Kavität einer Spritzgießmaschine und stellt außerdem eine

formschlüssige Verbindung in alle Richtungen sicher, insbesondere durch die die Kerben 36 überdeckenden

Abschnitte 38 (siehe Figur 1) . Das Stützelement 34 ist zur Ringscheibenoberseite 22 und zur Ringscheibenunterseite 24 des Elastomerelements 16 hin abgeflacht. So weist das ringförmige Stützelement 34 an seiner Oberseite und seiner Unterseite abgeflachte Abschnitte 40 auf (siehe Figur 2) .

Das Stützelement 34 ist aus gewickeltem Metalldraht

ausgebildet und weist mehr als eine Windung auf, nämlich etwas mehr als zwei Windungen (siehe Figur 2) . Damit ist eine hinreichend große Anlagefläche einerseits und eine sichere Befestigung des Stützelements 34 im

Elastomerelement 16 andererseits realisiert.

Das Elastomerelement 16 weist angrenzend an den radial außen liegenden Ringrand 20 an der Ringscheibenoberseite 22, der Ringscheibenunterseite 24 und am radial außen liegenden Ringrand 20 jeweils eine geschlossene Oberfläche auf. Mit anderen Worten verbleibt am radial außen liegenden Ringrand 20 ein ringförmiger Elastomerabschnitt 42, welcher im montierten Zustand der Dichtung 10 den Dichtspalt 44 verschließt (siehe Figur 3) . Hiermit ist das metallische Stützelement 34 vor äußeren Einflüssen und damit insbesondere vor korrosivem Angriff geschützt.

Das Elastomerelement 16 und das Stützelement 34 sind im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet.