Ring-Joint-Dichtungen – Dichtheit über jeden Zweifel erhaben?

Rissbildung im Nutgrund (Bild: KLINGER Kempchen GmbH)

31.10.2020 Ring-Joint-Dichtungen – Dichtheit über jeden Zweifel erhaben?

Metallische Dichtungen richtig auslegen

von Torsten Bial (KLINGER Kempchen GmbH)

Dichtungen richtig auszulegen, ist eine komplexe Aufgabenstellung. Dies zeigt auch dieses Beispiel anhand von Ring-Joint-Dichtungen. Es wird ein praktikabler Weg mithilfe von Berechnungen und Bauteilversuchen aufgezeigt, der aber auch zeigt, dass Dichtungen, die über jeden Zweifel erhaben scheinen, es nicht sind.

Metallische Dichtungen sind in einer großen Vielzahl an geometrischen Formen und Werkstoffen in der Industrie bzw. in der Dichtungstechnik präsent. Es stehen ballige Profildichtungen, Runddrahtdichtungen, Linsendichtungen, Doppelkonusdichtungen und natürlich Ring-Joint-Dichtungen in unzähligen Werkstoffen und Werkstoffkombinationen zur Anwendung bereit (Bild 1). Zu den vorgenannten Dichtungsformen gesellen sich noch einige weitere Konstruktionen wie Spießkant-Dichtungen oder C-Ring-Dichtungen.

Als einen etwas entfernten Bekannten der metallischen Dichtungen darf man auch die metallummantelte Dichtung zum Kreis der metallischen Dichtungen zählen. Zwar wird bei dieser Dichtungskonstruktion ein Weichstoff in die Dichtungen eingearbeitet, jedoch ist der Dichteffekt selbst ein rein metallischer – mit allen Vor- und Nachteilen.

Nach DIN EN 1591-1 auslegen

Soll neben der Festigkeit auch die Dichtheit betrachtet werden, erfolgt die Berechnung von Flanschverbindungen sinnvollerweise nach DIN EN 1591-1 oder, erheblich aufwändiger, in Kombination mit zusätzlicher, unterstützender numerischer Simulation. An dieser Stelle sei noch einmal darauf hingewiesen, dass alle anderen derzeit gebräuchlichen Regelwerke nicht zur Abschätzung der zu erwartenden Dichtheitseigenschaften unter real auftretenden Betriebsbedingungen geeignet sind. Explizit miteingeschlossen sei hier auch die Taylor-Forge-Methode, die auf den ersten Eindruck zwar suggeriert, die Montage-, Prüf- und Designbedingungen zu betrachten, aber keineswegs dazu geeignet ist, zu bestimmen, ob ein System tatsächlich real so montiert werden kann, dass es den Dichtheitsanforderungen aller betrachteten Lastsituationen gerecht werden kann.