Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sollbruchstelle in einer Dichtungsanordnung für flache Flanschverbindungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4. Außerdem betrifft die Erfindung eine mit einer Sollbruchstelle versehene Dichtungsanordnung für flache Flanschverbindungen.

Aus dem Stand der Technik sind diverse Dichtungsanordnungen für flache Flanschverbindungen bekannt, welche einen kreisringförmigen metallischen Grundkörper aufweisen, der beidseitig mit kreisringförmig umlaufenden Weichstoffauflagen, etwa aus Graphit oder PTFE, versehen ist und ferner einen nicht mit Weichstoffauflagen versehenen äußeren Zentrierring bildet. Zweck dieses Zentrierringteiles der Dichtungsanordnung ist es, durch Aufsetzen der äußeren Kante des Zentrierringes an Flanschschrauben eine zentrierte Lage der Dichtungsanordnung derart zu bewirken, daß der Mittelpunkt der Dichtungsanordnung mit dem Zentrum der Flanschverbindung zusammenfällt. Dies ist notwendig, damit die Dichtungsanordnung einen ungehinderten Fluß eines durch den Flansch und an ihm befindlichen Rohrleitungen zu transportierenden Mediums nicht durch eine etwaig radial versetzte Anordnung behindert. Der äußere Zentrierring als solcher ist im Stand der Technik üblich und ermöglicht eine sehr einfache Zentrierung der Dichtungsanordnung während der Montage.

Ein weiterer sehr wesentlicher Punkt bei der Montage einer Dichtungsanordnung in einer flachen Flanschverbindung besteht darin, daß es unbedingt notwendig ist, die Flanschschrauben gleichmäßig und fachgerecht anzuziehen. Dies wird von Monteuren gelegentlich vernachlässigt. Bei lockeren Flanschschrauben wegen nicht fachgerechtem Anziehen der Flanschschrauben kann es passieren, daß durch hohen Innendruck des in den Rohrleitungen strömenden Mediums die Flansche auseinandergedrückt werden. Dadurch wird der Zentrierring hinter den Weichstoffauflagen, bedingt durch den beidseitigen Spalt, durch ausströmendes Medium in Schwingungen versetzt. Diese durch das ausströmende Medium angeregten Schwingungen des Zentrierrings sind so stark, daß Stücke des Zentrierrings herausbrechen, in geschoßartiger Weise aus der Flanschverbindung herausfliegen und vorbeigehende oder in der Nähe arbeitende Monteure schwer verletzen können.

Bei dicken Kammprofildichtungen, Spiraldichtungen oder ähnlichen gedrehten Dichtungen ist es daher im Stand der Technik üblich, entweder mittels spanabhebenden Drehmeißels eine Sollbruchnut in den Zentrierring einzudrehen oder einen losen Zentrierring an einigen Stellen an den metallischen Grundkörper der Dichtungsanordnung anzupunkten. Dadurch wird erreicht, daß der Zentrierring, sobald er durch etwaig ausströmendes Medium auch nur geringfügig zu schwingen beginnt, vollständig abbricht. Mit dem Abbrechen des Zentrierringes werden die Schwingungen sofort beendet, und eine Gefährdung für Menschen ist dann jedenfalls insoweit ausgeschlossen.

Das spanabhebende Drehen und Fräsen einer Sollbruchnut im Zentrierring sowie auch das Anpunkten eines Zentrierringes werden vorwiegend nur bei Kammprofildichtungen angewandt von vorwiegend über 2 mm Dicke. Daher gibt es Sollbruchstellen im Stand der Technik nur bei gedrehten, gefrästen oder gewickelten ummantelten Dichtungen. Derartige Dichtungsanordnungen aus dem Stand der Technik haben Einbaudicken von ca. 5 mm und können daher nur in entsprechend große Flanschblattspalte eingebaut werden. Für den Einbau vorwiegend in schmale Flanschblattspalten von ca. 2 mm werden gestanzte Graphitdichtungen mit Metallträger, Aramidfaser und Wellringdichtungen usw. eingesetzt, wo keine Sollbruchnut nach dem Stand der Technik vorhanden ist. Im Falle des separat hergestellten und dann an den Dichtungsgrundkörper angepunkteten Zentrierrings, z.B. Kammprofildichtungen, kommt hinzu, daß dieses Verfahren außerordentlich arbeitsintensiv und damit sehr teuer ist.

Desweiteren gibt es nach dem Stand der Technik bereits auch gut funktionierende Dichtungsanordnungen für den Einbau in schmale Flanschblattspalte, vgl. etwa die in der EP 1 062 442 Bl oder die in der EP 1 974 158 Bl beschriebenen Dichtungsanordnungen, jedoch handelt es sich hierbei um geprägte und/oder gestanzte Dichtungsanordnungen. Der Grundkörper dieser Dichtungsanordnungen hat eine so geringe Dicke, daß spanabhebende Bearbeitung ausscheidet.

Gleichwohl ist es im Sinne von Anlagensicherheit und Anlagenverfügbarkeit äußerst wünschenswert, auch die Dichtungsanordnungen für schmale Flanschblattspalte mit einer Soll- bruchsteile auszustatten, denn auch dünne umherfliegende Zentrierringteile können großen Schaden anrichten und Menschen erheblich gefährden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, das sich zur Herstellung einer Sollbruchstelle insbesondere bei Dichtungsanordnungen für schmale Flanschblattspalte eignet. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine unter Verwendung dieses Verfahrens hergestellte Dichtungsanordnung für flache Flanschverbindungen bereitzustellen.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 , durch ein Verfahren nach Anspruch 4 und durch eine Dichtungsanordnung nach Anspruch 7.

Vorteilhafte und bevorzugte Durchführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1 sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 3. Vorteilhafte und bevorzugte Durchfuhrungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 4 sind Gegenstand der Ansprüche 5 und 6. Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung nach Anspruch 7 sind Gegenstand der Ansprüche 8 bis 10.

Vorteilhafte und bevorzugte Ausfiihrungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in Querschnittsdarstellung eine Hälfte einer in eine Flanschverbindung eingebauten geprägten Dichtungsanordnung aus dem Stand der Technik gemäß EP 1 062 442 Bl ohne Sollbruchstelle,

Fig. 2 in Querschnittsdarstellung eine Hälfte einer in eine Flanschverbindung eingebauten geprägten Wellringdichtung aus dem Stand der Technik ohne Sollbruchstelle,

Fig. 3 in Querschnittsdarstellung eine Hälfte einer gedrehten dicken Kammprofildichtung mit gedrehter Sollbruchnut aus dem Stand der Technik,

Fig. 4 in Querschnittsdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung,

Fig. 5 in Querschnittsdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung und

Fig. 6 in Draufsicht ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung. Fig. 1 zeigt eine in eine Flanschverbindung eingebaute geprägte Dichtungsanordnung für flache Flanschverbindungen, wie sie aus der EP 1 062 442 B 1 bekannt ist. Diese Dichtungsanordnung weist einen metallischen Grundkörper 1 auf, der auf beiden Seiten radial teilweise mit Weichstoffauflagen 2, 3 belegt ist. Die Weichstoffauflagen 2, 3 können beispielsweise aus Graphit oder PTFE bestehen. Sie werden durch Zähne 4, 5, 6 und 7 in radialer Richtung eingekapselt.

Fig. 1 ist eine Querschnittsdarstellung der Dichtungsanordnung und des Flansches mit seinen Flanschblättern 8, 9 und den Flanschschrauben, von denen in Fig. 1 eine Flanschschraube 10 zu sehen ist. In der Draufsicht haben sowohl der Grundkörper 1 als auch die Weichstoffauflagen 2, 3 jeweils die Form eines Kreisringes, und die Zähne 4, 5, 6 und 7 sind kreisförmig umlaufende Ringzähne.

Bei Fig. 1 ist links die Innenseite, also die Rohrseite des Flansches. D.h. dort strömt das zu transportierende Medium. Diese Anordnungsweise gilt auch für die Figuren 2 bis 5, die weiter unten noch im Detail erläutert werden. Links ist auch in den Figuren 2 bis 5 also immer die Rohrseite mit dem strömenden Medium, und rechts ist die der Luftatmosphäre zugewandte Außenseite.

Dargestellt wird in den Figuren 1 bis 5 immer nur eine, nämlich die rechte Hälfte des Querschnitts der kreisringformig umlaufenden Dichtungsanordnung. Die andere Hälfte würde sich jeweils durch einfache Spiegelung der dargestellten Hälfte an der Mittelsenkrechten des Flansches nach links hin ergeben.

In Fig. 1 ist zu erkennen, daß der Grundkörper 1 der Dichtungsanordnung in Richtung Außenseite, in Fig. 1 also nach rechts hin, einen Zentrierring bildet, der mit einem abgerundeten äußeren Ende 11 an der Flanschschraube 10 anliegt.

Die Dichtungsanordnung gemäß Fig. 1 ist Stand der Technik, eignet sich für schmale

Flanschblattspalte, weist aber keine Sollbruchstelle auf.

Fig. 2 zeigt eine in eine Flanschverbindung eingebaute geprägte Wellringdichtung aus dem Stand der Technik ohne Sollbruchstelle. Der metallische Grundkörper 1 hat hier eine Wellen- form, ist auf beiden Seiten teilweise mit Weichstoffauflagen 2, 3 belegt und bildet nach außen hin einen an den Flanschschrauben anliegenden, gewellten Zentrierring.

Fig. 2 ist eine Querschnittsdarstellung der rechten Hälfte der geprägten Wellringdichtung und des Flansches mit seinen Flanschblättern 8, 9 und den Flanschschrauben, von denen in Fig. 2 eine Flanschschraube 10 zu sehen ist. In der Draufsicht haben sowohl der Grundkörper 1 als auch die Weichstoffauflagen 2, 3 jeweils die Form eines Kreisringes, und die Wellenberge des Grundkörpers 1 sind kreisförmig umlaufende Wellenberge. Entsprechendes gilt natürlich auch für die Wellentäler.

Fig. 3 stellt ebenfalls Stand der Technik dar und zeigt im Querschnitt eine gedrehte dicke Kammprofildichtung für breite Flanschblattspalten mit einem metallischen Grundkörper 1. Dieser hat in seinem linken Abschnitt ein durch Drehen hergestelltes beidseitiges Kammpro- fil, und in seinem rechten Abschnitt bildet er einen flachen äußeren Zentrierring. In diesem Zentrierring ist durch Drehen mittels eines spanabhebenden Drehmeißels eine Sollbruchnut 12 hergestellt worden.

Die in der Kammprofildichtung ferner vorhandenen, die beiden Kammprofile bedeckenden Weichstoffauflagen sind in der Darstellung von Fig. 3 der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden.

Fig. 3 ist eine Querschnittsdarstellung der rechten Hälfte der Kammprofildichtung. In der Draufsicht hat der Grundkörper 1 die Form eines Kreisringes, die Kämme des Kammprofils sind kreisförmig umlaufende Kämme, und die Sollbruchnut 12 ist eine kreisförmig umlaufende Nut.

Die in Fig. 3 dargestellte gedrehte Kammprofildichtung aus dem Stand der Technik mit äußerem Zentrierring und Sollbruchnut 12 hat den Vorteil, daß der Zentrierring an der Sollbruchnut 12 abbricht, ehe er durch etwaig ausströmendes Medium in gefährliche Schwingungen geraten kann und dann möglicherweise Zentrierringbruchstücke in geschoßartiger Weise aus der Flanschverbindung hervorschießen. Allerdings ist die Herstellung der gedrehten Kammprofildichtung außerordentlich material- und kostenintensiv. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Sollbruchstelle in einer Dichtungsanordnung für flache Flanschverbindungen, wobei die Dichtungsanordnung einen vorzugsweise metallischen und vorzugsweise durch Prägen und/oder Stanzen bearbeiteten kreisringförmigen Grundkörper aufweist, der beidseitig ringförmig umlaufende Weichstoffaufla- gen, vorzugsweise aus Graphit oder PTFE, aufweist und ferner einen nicht mit Weichstoffauflagen versehenen äußeren Zentrierring bildet, wird die Sollbruchstelle im Bereich des Zentrierrings geschaffen durch Ritzen oder Schneiden einer umlaufenden Nut mittels eines spanlosen Schneidmessers oder mittels Laserstrahls oder durch Prägen, Stanzen oder Kerbwalzen einer umlaufenden Nut, wobei die Nut entweder nur auf der Oberseite des Zentrierrings oder nur auf der Unterseite des Zentrierrings umläuft oder beide Seiten des Zentrierrings mit jeweils einer umlaufenden Nut versehen werden, wobei in diesem Fall die beiden Nuten so angeordnet sind, daß sie sich einander gegenüber liegen.

Der besondere Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es für Dichtungsanordnungen mit sehr dünnem Grundkörper angewendet werden kann, so z.B. bei Dichtungsanordnungen mit einem Grundkörper, der aus einem Blech besteht, welches eine Stärke hat von mindestens 0,1 mm, aber weniger als 1,5 mm, vorzugsweise weniger als 1,0 mm. Besonders bevorzugte derartige Dichtungsanordnungen haben im ursprünglichen Zustand vor dem Einbau nur eine Dicke von insgesamt weniger als 2,2 mm, vorzugsweise sogar weniger als 1 ,7 mm, und sind daher für den Einbau in schmale Flanschblattspalte von unter 5 mm Breite und sogar von nur 2 mm Breite hervorragend geeignet.

Fig. 4 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung, welche mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer umlaufenden Sollbruchnut im Bereich des Zentrierrings versehen wurde. Es handelt sich bei diesem Ausführungsbeispiel um eine geprägte Wellringdichtung ganz ähnlich der von Fig. 2. Anders als bei der Wellringdichtung von Fig. 2 wurde jedoch bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 4 in die Unterseite des Zentrierrings mittels eines spanlosen Schneidmessers eine Sollbruchnut 13 eingeritzt.

Würde man die Darstellung der Dichtungsanordnung von Fig. 4 um ihre Längsachse um 180° drehen, dann würde sich die Sollbruchnut 13 natürlich auf der Oberseite des Zentrierrings befinden. Fig. 4 ist eine Querschnittsdarstellung der rechten Hälfte der geprägten Wellringdichtung gemäß der Erfindung. In der Draufsicht haben sowohl der Grundkörper 1 als auch die Weich- stoffauflagen 2, 3 jeweils die Form eines Kreisringes, und die Wellenberge des Grundkörpers 1 sind kreisförmig umlaufende Wellenberge. Auch die in den Zentrierring eingeritzte Sollbruchnut 13 ist eine kreisförmig umlaufende Nut.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, die vorstehend genannte Sollbruchnut 13 durch Schneiden mittels Laserstrahls oder durch Prägen, Stanzen oder Kerbwalzen einzubringen.

Fig. 5 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung, welche mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit zwei einander gegenüberliegenden umlaufenden Sollbruchnuten 14 im Bereich des Zentrierrings versehen wurde. Es handelt sich bei diesem Ausführungsbeispiel um eine Dichtungsanordnung ganz ähnlich der von Fig. 1. Anders als bei der Dichtungsanordnung von Fig. 1 wurde jedoch bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 in den Zentrierring sowohl auf dessen Oberseite als auch auf dessen Unterseite mittels eines spanlosen Schneidmessers jeweils eine Sollbruchnut 14 eingeritzt, wobei die beiden Sollbruchnuten 14 sich einander gegenüber liegend angeordnet sind.

Fig. 5 ist eine Querschnittsdarstellung der rechten Hälfte dieser Dichtungsanordnung gemäß der Erfindung. In der Draufsicht haben sowohl der Grundkörper 1 als auch die Weichstoffauflagen 2, 3 jeweils die Form eines Kreisringes, und die Zähne des Grundkörpers 1 sind kreisförmig umlaufende Ringzähne. Auch die beiden in den Zentrierring eingeritzten Sollbruchnuten 14 sind kreisförmig umlaufende Nuten 14.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, die vorstehend genannten Sollbruchnuten 14 durch Schneiden mittels Laserstrahls oder durch Prägen, Stanzen oder Kerbwalzen einzubringen.

Die beiden Sollbruchnuten 14 gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 können beispielsweise gleichzeitig durch zwei einander gegenüberliegende Schneidmesser geritzt oder geschnitten werden. Falls das Kerbwalzverfahren zur Anwendung kommt, so können die beiden Sollbruchnuten 14 auch gleichzeitig durch zwei einander gegenüberliegende Kerbwalzen gewalzt werden.

Ganz entsprechendes gilt für das Stanzen, Prägen oder Laserstrahlschneiden der beiden Sollbruchnuten 14.

Ganz generell ist es bei den vorstehend erläuterten Verfahren gemäß der Erfindung besonders vorteilhaft, die Sollbruchnut 13 oder die beiden einander gegenüberliegenden Sollbruchnuten 14 so anzuordnen, daß sich im Falle eines Bruches ein möglichst großer Teil des Zentrierrings von der Dichtungsanordnung abtrennt. Die Sollbruchnut 13 bzw. die Sollbruchnuten 14 wird bzw. werden daher bevorzugterweise möglichst nahe am mit den Weichstoffauflagen 2, 3 abgedeckten Bereich der Dichtungsanordnung angebracht.

So wird bzw. werden bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens die Nut 13 oder die beiden einander gegenüber liegenden Nuten 14 so angebracht, daß sie vom äußeren Rand des Zentrierrings mindestens doppelt so weit entfernt ist bzw. sind wie vom in Richtung Nut 13 bzw. Nuten 14 weisenden äußeren Rand der Weichstoff auflagen 2, 3.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bzw. werden die Nut 13 oder die beiden einander gegenüber liegenden Nuten 14 so angebracht, daß sie vom äußeren Rand des Zentrierrings mindestens viermal so weit entfernt ist bzw. sind wie vom in Richtung Nut 13 bzw. Nuten 14 weisenden äußeren Rand der Weichstoffauflagen 2, 3.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Sollbruchstelle in einer Dichtungsanordnung für flache Flanschverbindungen, wobei die Dichtungsanordnung einen vorzugsweise metallischen und vorzugsweise durch Prägen und/oder Stanzen bearbeiteten kreisringförmigen Grundkörper aufweist, der beidseitig kreisringförmig umlaufende Weichstoffauflagen, vorzugsweise aus Graphit oder PTFE, aufweist und femer einen nicht mit Weichstoffauflagen versehenen Zentrierring bildet, wird mittels Laserstrahls und/oder mittels Stanzens im Bereich des Zentrierrings ein in Umfangsrichtung verlaufender schmaler Schlitz hergestellt, der an mindestens zwei Stellen, vorzugsweise an vier um jeweils 90° gegeneinander versetzten Stellen, durch in radialer Richtung verlaufende schmale Sollbruchstege unterbrochen ist. Auch dieses weitere erfindungsgemäße Verfahren kann in besonders vorteilhafter Weise für Dichtungsanordnungen mit sehr dünnem Grundkörper angewendet werden, so z.B. bei Dichtungsanordnungen mit einem Grundkörper, der aus einem Blech besteht, welches eine Stärke hat von mindestens 0,1 mm, aber weniger als 1,5 mm, vorzugsweise weniger als 0,8 mm. Besonders bevorzugte derartige Dichtungsanordnungen haben im ursprünglichen Zustand vor dem Einbau nur eine Dicke von insgesamt weniger als 2,2 mm, vorzugsweise sogar weniger als 1 ,7 mm, und sind daher für den Einbau in schmale Flanschblattspalte von unter 5 mm Breite und sogar von nur 2 mm Breite hervorragend geeignet.

Fig. 6 zeigt in Draufsicht ein Ausführungsbeispiel einer mit diesem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten geprägten Dichtungsanordnung für schmale Flanschblattspalten. In den metallischen Grundkörper 1 wurde im Bereich des außerhalb der Weichstoffauflagen 2 befindlichen Zentrierrings mittels Laserstrahlschneidens ein in Umfangsnchtung verlaufender schmaler Schlitz 15 eingebracht, der bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel an vier um jeweils 90° gegeneinander versetzten Stellen durch in radialer Richtung verlaufende schmale Sollbruchstege 16 unterbrochen ist.

Anstelle von vier Sollbruchstegen 16 können bei anderen Ausführungsbeispielen auch nur drei oder zwei Sollbruchstege 16 und bei wieder anderen Ausführungsbeispielen auch mehr als vier Sollbruchstege 16 vorgesehen sein.

Anstelle des Einbringens des Schlitzes 15 mittels Laserstrahlschneidens kann bei anderen Ausführungsbeispielen der Schlitz 15 auch durch Stanzen hergestellt werden.

Ganz generell ist es vorteilhaft, den Schlitz 15 mit den Sollbruchstegen 16 so anzuordnen, daß sich im Falle eines Bruches ein möglichst großer Teil des Zentrierrings von der Dichtungsanordnung abtrennt. Der Schlitz 15 wird daher bevorzugterweise möglichst nahe am mit den Weichstoffauflagen 2 abgedeckten Bereich der Dichtungsanordnung angebracht.

So wird bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens der Schlitz 15 so angebracht, daß er vom äußeren Rand des Zentrierrings mindestens doppelt so weit entfernt ist wie vom in Richtung Schlitz 15 weisenden äußeren Rand der Weichstoffauflagen 2. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schlitz 15 so angebracht, daß er vom äußeren Rand des Zentrierrings mindestens viermal so weit entfernt ist wie vom in Richtung Schlitz 15 weisenden äußeren Rand der Weichstoffauflagen 2.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung mit dem durch schmale Sollbruchstege 16 unterbrochenen schmalen, in Umfangsrichtung umlaufenden Schlitz 15 hat der Schlitz 15 eine Breite von 0,8 mm, und die Sollbruchstege 16 haben jeweils eine Breite von 0,4 mm. Es sind bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel vier um jeweils 90° versetzt angeordnete Sollbruchstege 16 vorhanden. Bei einem anderen, dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ansonsten gleichen Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung sind nur drei solcher Sollbruchstege 16 vorhanden, die jeweils um 120° versetzt angeordnet sind.