DE102006010430A1

DE102006010430A1 - Ring seal for flanged connections, has flexible gasket rings arranged at opposing surfaces of metallic carrier disk ring and secured in place by concentric narrow circles formed on disk ring

Info

Publication number: DE102006010430A1
Application number: DE200610010430
Authority: DE
Inventors: Thomas Ludwig Jeckel
Original assignee: Scholtz & Jeckel & Co KG GmbH
Current assignee: JECKEL, THOMAS, 63619 BAD ORB, DE
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-09-06

Abstract

Flexible gasket rings (3') are arranged at opposing surfaces of a metallic carrier disk ring and secured in place by concentric narrow circles (4,4') of different diameters on the disk ring. In the uncompressed condition, the height (H) of each circle is smaller than the width (B) of each gasket ring. The gasket ring width is multiples of the width (B') of the middle narrow circle (4').

Description

Die Erfindung betrifft eine Ringdichtung, bestehend aus einer metallischen Trägerscheibe, an der beidseitig in Form jeweils mindestens zweier konzentrischer Ringe Dichtungen aus mehr oder weniger weichem Dichtungsmaterial angeordnet sind.The The invention relates to a ring seal, consisting of a metallic Carrier disk, on the two sides in the form of at least two concentric Rings Seals of more or less soft sealing material are arranged.

Ringdichtungen der eingangs genannten Art sind bspw. bekannt nach der EP-0191171, der DE-3320665 und der US-3,930,656. Gemeinsam ist diesen zu Abdichtungszwecken zwischen Rohrflanschen einbring- und zusammenpressbaren Ringdichtungen, daß deren Trägerscheiben, im Schnitt gesehen, sich als quasi mäandernde Schnitte darstellen, wobei in den Mäanderbögen bzw. Eintiefungen das Dichtungsmaterial angeordnet ist. Im Falle der DE 33 20 665 befindet sich das Dichtungsmaterial nicht nur in den Eintiefungen, sondern die Trägerscheibe ist dabei auch bis auf eine Leernut ganz vom Dichtungsmaterial abgedeckt. Diese Leernut dient dabei dazu, den beim Zusammenpressen evtl. ausweichenden, nicht von den Eintiefungen aufgenommen Überschuß an Dichtungsbelag aufzunehmen.Ring seals of the type mentioned are known, for example, according to EP-0191171, DE-3320665 and US-3,930,656. Together this is for sealing purposes between pipe flanges einbring- and compressible ring seals that the carrier disks, seen in section, are as quasi meandering sections, wherein in the Mäanderbögen or recesses, the sealing material is arranged. In case of DE 33 20 665 the sealing material is not only in the recesses, but the carrier disc is completely covered by the sealing material except for an empty groove. This empty groove serves to absorb any evasive during compression, not taken from the recesses excess of gasket.

Beim Dichtungsring nach der EP 0191171 ergibt sich die mäandernde Trägerscheibe durch senkrecht oder auch etwas schräg eingeschnittene Nuten, während es sich bei der Trägerscheibe nach der US 3,930,655 um einen entsprechend verpressten Blechring handelt, wobei sich durch diese gemeinsame Grundform zwischen den konzentrischen Dichtungsmaterialringen entsprechend breitflächig tragende metallische Ringflächen ergeben, die nicht bzw. nicht wesentlich zur Abdichtung beitragen können und dies dem eigentlichen Dichtungsmaterial überlassen bleibt. Da bei diesen vorbekannten Flachringdichtungen außerdem sämtliche Aufnahmenuten in den Trägerscheiben auf beiden Seiten unterschiedliche Durchmesser haben, verlangt dies eine entsprechende Anzahl im Durchmesser unterschiedlicher Dichtungsringabmessungen.When sealing ring after the EP 0191171 results in the meandering carrier disk by perpendicular or slightly obliquely cut grooves, while it is at the carrier disk after the US 3,930,655 is a correspondingly pressed sheet metal ring, resulting in this common basic shape between the concentric sealing material rings correspondingly wide-area bearing metallic annular surfaces that can not or not contribute significantly to the seal and this is left to the actual sealing material. Since in these known flat-ring seals also all the grooves in the carrier discs on both sides have different diameters, this requires a corresponding number in the diameter of different seal ring dimensions.

Derartige Ringdichtungen haben sich als verbesserbar erwiesen, d.h., der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ringdichtung zu schaffen, die bei grundsätzlich gleichbleibender Trägerscheibengestaltung, radial gesehen, mehrere Dichtungsmaterialflächen aufweist, dabei aber zusätzlich mehrere metallische Dichtungsbereiche gewährleistet, verbunden mit der Maßgabe, für die flach ringförmigen Dichtungsmaterialflächen so wenig wie möglich unterschiedliche Ringdurchmesser vorsehen zu müssen.such Annular seals have been found to be improved, that is, the invention the object is to provide a ring seal, the at in principle Consistent carrier disc design, radial seen, has a plurality of sealing material surfaces, but in addition several ensures metallic sealing areas, combined with the proviso for the flat annular Sealing material surfaces like this as few as possible to provide different ring diameter.

Diese Aufgabe ist, ausgehend von einer Ringdichtung der eingangs genannten Art, nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die beidseitig am Trägerscheibenring angeordneten, jeweils mindestens zwei Dichtungen aus weichem Dichtungsmaterial als Flachdichtungsringe ausgebildet sind und jeder Flachdichtungsring längs seiner durchmesserunterschiedlichen Umfangsränder von zum Trägerscheiben gehörenden Schmalstegen begrenzt ist und dabei benachbarte Flachdichtungsringe von einem gemeinsamen Steg begrenzt sind, wobei die Schmalstege auf der einen Seite den Stegen auf der anderen Seite fluchtend zugeordnet sind und eine geringere Höhe als die Flachdichtungsringe im unverpreßten Zustand haben und die Breite der Flachdichtungsringe einem Vielfachen der Stegbreite entspricht.These Task is, starting from a ring seal of the aforementioned Art, solved according to the invention in that the two sides of the carrier disc ring arranged, in each case at least two seals made of soft sealing material are formed as flat gaskets and each gasket along his diameter different peripheral edges of the carrier discs belonging Narrow webs is limited and adjacent flat gaskets are bounded by a common jetty, with the narrow webs assigned on one side the webs on the other side in alignment are and a lower height than the flat gaskets have in the pressed state and the Width of the gasket rings corresponds to a multiple of the web width.

Unter fluchtender Zuordnung der auf beiden Seiten angeordneten Schmalstege ist dabei zu verstehen, daß die einander zugeordneten Stege auf beiden Seiten den gleichen Durchmesser haben. Soweit im übrigen hier von Durchmessern die Rede ist, so sind damit, da sowohl die Schmalstege als auch die Flachdichtungsringe eine gewisse Breite haben, die mittleren Durchmesser gemeint. Ferner ist unter weichem Dichtungsmaterial auch solches zu verstehen, dem eine gewisse Flexibilität eigen ist, und schließlich muß unter ringförmig nicht zwingend kreisförmig verstanden werden, da bspw. auch elliptische oder auch polygonzugartige Ringe als Dichtungen vorstellbar sind.Under aligned assignment of the arranged on both sides narrow webs is to be understood that the mutually associated webs on both sides of the same diameter to have. As far as the rest here of diameters is so, so are there, both the narrow webs as well as the gasket rings have a certain width, the Mean diameter meant. Further, under soft sealing material also to understand such, which owns a certain flexibility is, and finally must be under not ring-shaped mandatory circular be understood because, for example, elliptical or polygonzugartige Rings are conceivable as seals.

Abgesehen davon, daß die erfindungsgemäße Ausbildung der Ringdichtung auf beiden Seiten zu einer Folge von sich abwechselnden metallischen, kreislinienartigen Dichtbereichen mit flächigen Flachdichtungsringen aus weichem Dichtungsmaterial führt, ergeben sich durch die fluchtenden Schmalsteganordnungen bei bspw. drei konzentrischen Schmalstegen auf jeder Seite nur zwei unterschiedliche Flachringdichtungsgrößen, die, paarweise gleich, alle vier auf beiden Seiten zwischen den Schmalstegen anzubringen und bspw. mit geeignetem Kleber zu fixieren sind.apart that the inventive training the ring seal on both sides to a series of alternating Metallic, circular-like sealing areas with flat gasket rings made of soft sealing material, arise through the aligned Schmalsteganordnungen in bspw. three concentric narrow bridges on each side only two different ones Flat-ring seal sizes that, in pairs the same, all four on both sides between the Schmalstegen be attached and, for example, to fix with a suitable adhesive.

Außerdem hat im Gegensatz zu einer radial versetzten Anordnung die fluchtende Anordnung der Schmalstege zueinander den Vorteil, daß es in der relativ dünnen Trägerscheibe praktisch nicht zu Verbiegungen kommen kann, die sich sonst auf die Flachringdichtungen und deren Dichtungseffekt negativ auswirken könnten.Besides, has in contrast to a radially offset arrangement, the aligned Arrangement of the narrow webs to each other the advantage that it is in the relatively thin one carrier disc practically can not come to bends, which is otherwise on the flat ring seals and their sealing effect could have a negative effect.

Was dabei das Material der Flachdichtungsringe betrifft, so kann dieses aus jedem für diesen Zweck geeignetem, bis zu einem gewissen Grade zusammenpreßbaren Dichtungsmaterial bestehen, also bspw. Graphit, PTFE, gebundene Faserwerkstoffe, Elastomere od.dgl.As far as the material of the gasket rings is concerned, this can be done by anyone for this purpose suitable, to some extent zusammenpreßbaren seal material, so for example. Graphite, PTFE, bonded fiber materials, elastomers or the like.

Bevorzugte Ausführungsformen bestehen in Folgendem:
Die hier sogenannten Schmalstege sind, und zwar ausgehend von der Stegbreite an ihrer Basis, zu ihren freien Ende hin mit einer vorzugsweise bis oder nahezu gegen Null gehenden Breite bemessen, was, im Querschnitt gesehen, nichts anderes bedeutet, als daß die Schmalstege spitz oder nahezu spitz enden, um damit schon einmal rein metallisch wirkende Dichtungslinien beim Zusammenspannen zwischen Flanschen zustande zu bringen.Preferred embodiments consist in the following:
The so-called narrow webs are, starting from the web width at its base, dimensioned towards its free end with a preferably to or close to zero width, which, seen in cross-section, means nothing more than that the narrow webs pointed or nearly pointed ends in order to bring about once purely metallic sealing lines when clamping between flanges.

Außerdem sind die Schmalstege an ihrer Basis mit einer Breite von nur 0,5 bis 2 mm bemessen und die Breite der Flachdichtungsringe ist, davon ausgehend, mindestens mit dem Fünf fachen der Stegbreite bemessen. Die obere bzw. maximale Breitenbemessung dieser Flachdichtungsringe ist dabei letztlich von der Art des Dichtungsmaterials, dem Durchmesser der abzudichtenden Flanschverbindung und letztlich auch von den zu beherrschenden Drücken in der betreffenden Leitung abhängig.Besides, they are the narrow webs at their base with a width of only 0.5 to 2 mm and the width of the flat gaskets is from it starting, at least five times the web width measured. The upper or maximum width design this gasket is ultimately on the nature of the sealing material, the diameter of the flange connection to be sealed and ultimately also of the pressures to be controlled in the relevant line dependent.

Ferner können die konzentrisch angeordneten Flachdichtungsringe mit unterschiedlicher Breite bemessen werden und außerdem können die zwischen den Schmalstegen angeordneten Flachdichtungsringe aus unterschiedlichem Dichtungsmaterial bestehen, wobei sich die konzentrische Anordnung materialunterschiedlicher Ringe, also ob innen oder außen im Ringverbund, danach richtet, welches Medium bei welchem Druck und welcher Temperatur durch die abzudichtende Leitung strömt.Further can the concentrically arranged flat gaskets with different Width are measured and as well can the arranged between the narrow webs gasket rings consist of different sealing material, wherein the concentric Arrangement of material-different rings, ie whether inside or outside in the ring composite, then determines which medium at which pressure and at what temperature flows through the pipe to be sealed.

Die erfindungsgemäße Ringdichtung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The Ring seal according to the invention will be described below with reference to the drawings of exemplary embodiments explained in more detail.

Es zeigtIt shows

1 eine Draufsicht auf eine Ringdichtung mit zwei Flachdichtungsringen zwischen drei Schmalstegen; 1 a plan view of a ring seal with two flat sealing rings between three narrow webs;

2 einen stark vergrößerten Schnitt durch die Ringdichtung längs Linie II-II in 1 und 2 a greatly enlarged section through the ring seal along line II-II in 1 and

3 eine Draufsicht auf eine Ringdichtung mit drei Flachdichtungsringen. 3 a plan view of a ring seal with three flat sealing rings.

Die Ringdichtung besteht nach wie vor aus einem metallischen Trägerscheibenring 1, an dem beidseitig in Form jeweils mindestens zweier konzentrischer Ringe 2 Dichtungen 3 aus für den jeweiligen Dichtungsfall geeignetem Dichtungsmaterial der vorgenannten Art angeordnet sind.The ring seal still consists of a metallic carrier disc ring 1 , on both sides in the form of at least two concentric rings 2 seals 3 are arranged for the respective sealing case suitable sealing material of the aforementioned type.

Nach der Erfindung ist für eine solche Ringdichtung nun unter Verweis auf 1 wesentlich, daß die beidseitig am der Trägerscheibering 1 angeordneten, jeweils mindestens zwei Dich tungen 3 aus geeignetem Dichtungsmaterial als Flachdichtungsringe 3' ausgebildet sind und jeder Flachdichtungsring 3' längs seiner durchmesserunterschiedlichen Umfangsränder von zum Trägerscheibenring 1 gehörenden Schmalstegen 4, 4' begrenzt ist. Benachbarte Flachdichtungsringe 3' sind dabei von einem gemeinsamen Schmalsteg 4' begrenzt, wobei die Schmalstege 4, 4' auf der einen Seite den Stegen auf der anderen Seite fluchtend zugeordnet sind. Diese Schmalstege 4, 4' haben eine geringere Höhe H als die Flachdichtungsringe im unverpreßten Zustand, und die Breite B der Flachdichtungsringe 3' entspricht einem Vielfachen der Stegbreite B'.According to the invention for such a ring seal is now with reference to 1 essential that the two sides of the carrier disc ring 1 arranged, in each case at least two log lines 3 Made of suitable sealing material as flat gaskets 3 ' are formed and each gasket ring 3 ' along its diameter different peripheral edges from to the carrier disc ring 1 belonging narrow webs 4 . 4 ' is limited. Adjacent flat gasket rings 3 ' are from a common narrow bridge 4 ' limited, with the narrow webs 4 . 4 ' on the one hand the webs on the other side are assigned in alignment. These narrow bridges 4 . 4 ' have a lower height H than the gasket rings in the unpressed state, and the width B of the gasket rings 3 ' corresponds to a multiple of the web width B '.

In einer konkreten Ausführungsform hat eine solche Ringdichtung bspw. folgende Abmessungen: Außendurchmesser 107 mm Innendurchmesser 61 mm Schmalstegbreite 1 mm Breite B jedes Flachdichtungsringes 10 mm Stärke der Flachdichtungsringe 0,5 mm Gesamtstärke S der Ringdichtung 3 mm In a concrete embodiment, such a ring seal, for example, has the following dimensions: outer diameter 107 mm Inner diameter 61 mm Narrow web width 1 mm Width B of each flat sealing ring 10 mm Strength of the gasket rings 0.5 mm Total thickness S of the ring seal 3 mm

Wie in der stark vergrößerten 2 grob veranschaulicht, sind die Schmalstege 4, 4', ausgehend von der Stegbreite B' an ihrer Basis 5, zu ihren freien Enden 6 hin mit einer bis oder nahezu gegen Null gehenden Breite bemessen, um ein gewisses Eindringen bzw. massiv dichtes Anlegen beim Zusammenpressen der Ringdichtung an bzw. in die Flanschflächen (nicht dargestellt) zu bewirken und damit eine linienartige Metalldichtung.As in the greatly enlarged 2 roughly illustrated, are the narrow bridges 4 . 4 ' , starting from the web width B 'at its base 5 , to their free ends 6 down to a width that approaches to or near zero, to effect some penetration or massively tight application upon compression of the ring seal on or into the flange surfaces (not shown) and thus a line-like metal poetry.

Wie ebenfalls in 2 verdeutlicht, sind die Schmalstege 4, 4' an ihrer Basis 5 mit einer Breite in der Größenordnung von 0,5 bis 1,5 mm, vorzugsweise 1 mm bemessen, und die Breite B der Flachdichtungsringe 3' ist mindestens mit dem Fünffachen der Stegbreite B' bemessen.Like also in 2 clarified, are the narrow webs 4 . 4 ' at their base 5 with a width of the order of 0.5 to 1.5 mm, preferably 1 mm, and the width B of the flat gaskets 3 ' is dimensioned at least five times the web width B '.

2 zeigt auch das bei der erfindungsgemäßen Ringdichtung als mit ganz wesentlich anzusehende Merkmal, daß die auf bei den Seiten der Trägerscheibe 1 angeordneten Stege 4, 4', wie vorerwähnt, zueinander fluchtend angeordnet sind, wodurch sich die Spannkraftlinien im wesentlichen geradlinig in den Stegen von einer Seite zur anderen Seite erstrecken, was nicht der Fall wäre, wenn durch Versatz der Stege auf der jeweils anderen Seite zueinander mehr oder weniger starke Dreh- bzw. Biegemomente in die Trägerscheibe eingeleitet würden, was letztendlich, wie vorerwähnt, auch negative Auswirkungen auf die zwischen den Stegen befindlichen Flachdichtungsringe 3' haben könnte, dem nur durch eine massivere Stärkenbemessung der Trägerscheibe begegnet werden könnte. 2 also shows that in the ring seal according to the invention as having a very significant feature that on at the sides of the carrier disk 1 arranged webs 4 . 4 ' , as mentioned above, are aligned with each other, whereby the clamping force lines extend substantially rectilinearly in the webs from one side to the other side, which would not be the case if, by displacing the webs on the other side to each other more or less strong rotating Bending moments would be introduced into the carrier disk, which ultimately, as mentioned above, also negative effects on the gasket located between the webs 3 ' could be counteracted only by a more massive strength measurement of the carrier disk.

Außerdem führt diese spezielle, fluchtende Stegzuordnung auf beiden Seiten der Trägerscheibe 1 dazu, daß beim Ausführungsbeispiel nach 1 nur zwei Paar Flachdichtungsringe 3' mit unterschiedlichen Durchmessern gefertigt und bereitgehalten werden müssen und nicht etwa vier durchmesserunterschiedliche Flachdichtungsringe. Hinzu kommt noch, daß durch die Stegzuordnung eine Reduzierung der Stärke S' (siehe 2) des Trägerscheibenringes 1 in Betracht gezogen werden kann, was insbesondere bei hoher, radialer Druckbelastung der Ringdichtung von Interesse sein kann.In addition, this special, aligned web assignment leads on both sides of the carrier disk 1 to that in the embodiment according to 1 only two pairs of flat gaskets 3 ' must be made with different diameters and kept ready and not about four different diameter flat gaskets. In addition, the web allocation reduces the strength S '(see 2 ) of the carrier disc ring 1 can be considered, which may be of interest in particular at high radial pressure load of the ring seal.

Die konzentrisch angeordneten Flachdichtungsringe 3' können auch mit unterschiedlicher Breite B bemessen sein, wie dies in 3 dargestellt ist, bei welcher Ausführungsform, abgesehen davon, daß hier die Trägerscheibe 1 mit drei Flachdichtungsringen bestückt ist, der innere Flachdichtungsring 3' breiter bemessen ist als der mittlere und der äußere Ring. Auch hierbei müssen nur drei Paare unterschiedlich bemessener Flachdichtungsringe 3' bereitgehalten werden.The concentrically arranged flat sealing rings 3 ' can also be sized with different width B, as in 3 is shown, in which embodiment, except that here the carrier disk 1 equipped with three flat gaskets, the inner flat gasket 3 ' is wider than the middle and the outer ring. Again, only three pairs of differently sized gasket rings 3 ' be kept ready.

Abgesehen von allem, läßt es die erfindungsgemäße Ausbildung der Ringdichtung auch zu, und zwar wie beim einleitend genannten Stand der Technik, obgleich dort nicht in Betracht gezogen und offenbart, die zwischen den Stegen 4, 4' angeordneten Flachdichtungsringe 3' aus unterschiedlichem Dichtungsmaterial zu bilden.Apart from all, it allows the inventive design of the ring seal also, as in the introductory said prior art, although not considered and disclosed therein, between the webs 4 . 4 ' arranged gasket rings 3 ' to form of different sealing material.

Claims

Ring seal consisting of a metallic carrier disc ring ( 1 ), on both sides in the form of at least two concentric rings ( 2 ) Seals ( 3 ) are arranged from more or less soft sealing material, characterized in that the on both sides of the carrier disc ring ( 1 ), in each case at least two seals ( 3 ) as flat sealing rings ( 3 ' ) are formed and each gasket ( 3 ' ) along its diameter different peripheral edges from the carrier disc ring ( 1 ) belonging to narrow webs ( 4 . 4 ' ) is limited and thereby adjacent flat gaskets ( 3 ' ) from a common bridge ( 4 ' ), the narrow webs ( 4 . 4 ' ) on the one hand the narrow webs ( 4 . 4 ' ) are assigned in alignment on the other side and have a lower height (H) than the gasket rings in the unmolded state and the width (B) of the gasket rings ( 3 ' ) corresponds to a multiple of the web width (B ').

Ring seal according to claim 1, characterized in that the narrow webs ( 4 . 4 ' ), starting from the web width (B ') at its base ( 5 ), to their free end ( 6 ) are dimensioned with a width approaching or close to zero.

Ring seal according to claim 1 or 2, characterized in that the narrow webs ( 4 . 4 ' ) at its base ( 5 ) having a width of 0.5 to 1.5 mm, preferably 1 mm, and the width (B) of the flat sealing rings ( 3 ' ) is dimensioned at least ten times the web width (B ').

Ring seal according to one of claims 1 to 3, characterized gekennzeichet that the concentrically arranged flat sealing rings ( 3 ' ) are dimensioned with different widths (B).

Ring seal according to one of claims 1 to 4, characterized in that the between the narrow webs ( 4 . 4 ' ) arranged flat sealing rings ( 3 ' ) formed of different sealing material are.