CH448638A - Lösbare Verbindung zweier Rohrenden - Google Patents

Description

  Lösbare Verbindung zweier     Rohrenden       Die Erfindung betrifft eine lösbare Verbindung  zweier Rohrenden, deren rohrseitige     Flanschstirnflächen          kegelstumpfförmig    geformt sind, mit einem wenigstens  zweiteiligen Spannring, dessen Ringhälften etwa kreis  bogenförmig gestaltet, an den einen Enden gelenkig mit  einander verbunden und an den anderen Enden durch  eine Spannvorrichtung gegeneinander     verspannbar    sind.  



  Für die zerstörungsfrei lösbare Verbindung von Rohr  leitungen sowie den Anschluss von Rohrleitungen an  Rezipienten, Pumpen und dergleichen sind insbesondere  für den Betrieb in Laboratorien, Versuchswerkstätten  und ähnlichem     Flanschverbindungen    erforderlich, die  eine leichte Montage und Demontage erlauben.  



  Hierzu ist eine     Flanschverbindung    vorgeschlagen  worden, bei der die beiden miteinander zu verbindenden  Rohre durch einen die beiden Rohrflansche umgreifen  den, aus einem einzigen Stück bestehenden Bügel zusam  mengehalten werden. Bei     einer    derartigen Rohrverbin  dung ist aber der     Anpressdruck    gewöhnlich nicht über  die ganze     Flanschfläche    verteilt, so dass diese Verbin  dung nur dort verwendet werden kann, wo nicht mit  grösseren Belastungen auf den angeschlossenen Rohrlei  tungen zu rechnen ist und die     durchfliessenden    Medien  nichtgasförmiger Art sind.  



  Es ist ferner bekannt, Rohrenden dadurch miteinan  der zu verbinden, dass sie mit kleinen     Flanschen    verse  hen werden, deren Rückseite als     Kegelstumpffläche    aus  gebildet ist. Über die beiden Flansche einer Verbindungs  stelle werden dann aus zwei etwa halbkreisförmigen  Teilen bestehende Spannringe mit beispielsweise gleichem  inneren Profil gelegt und zusammengespannt, wodurch  die zwischen den Flanschen liegende     Dichtung        zusam-          mengepresst    wird. Zusätzlich können nach dem Zusam  mendrücken der Dichtung die Stirnflächen der beiden  Flanschen gegeneinander oder gegen einen dazwischen  gelegten Distanzring zur Anlage kommen, wodurch die  Rohrverbindung biegesteif wird.

   Es ist dabei vorteilhaft,  die beiden Hälften der     Spannringe    am einen Ende durch  ein Gelenk oder durch eine Lasche miteinander zu ver-    binden und am anderen Ende eine Schraubverbindung  vorzusehen. Durch die Laschenverbindung ist es zwar  möglich, für die beiden     Spannringhälften    gleiche Teile zu  verwenden, wodurch eine rationellere Fertigung und  damit Kostensenkung erzielt wird. Beim Schliessen der       Flanschverbindung    und dem entsprechenden Zusammen  drücken der Dichtung gleiten aber nur die der Spann  schraube abgewandten beiden Spitzen auf den Kegel  flächen der Flanschen, und zwar auf einem Kreisbogen  um den Zapfen des Gelenkes.

   Von Nachteil ist bei dieser  Verbindung, dass sie selbstsperrend wirkt,     d.h.    nach dem  Lösen der Spannschraube sich nicht selbst wieder öffnet,  sondern beispielsweise durch Klopfen oder     Aufhebeln     mit     einem    Schraubenzieher geöffnet werden muss. Damit  geht der angestrebte Vorteil, nämlich schnelles Öffnen  und Schliessen, verloren. Ferner sind die Druckpunkte  auch bei dieser Art von     Flanschverbindungen    nicht  gleichmässig über den     Flanschkreis    verteilt, so dass bei  einseitiger Belastung oder wenn die Verbindung nicht  hinreichend fest angezogen worden ist, mit Verformungen  und daraus resultierenden     Undichtigkeiten    gerechnet  werden muss.  



  Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine       Flanschverbindung    mit mindestens zweiteiligem Spann  ring anzugeben, bei welcher die Dichtung durch An  ziehen der     Spannringteile    erfolgt und die Nachteile der  bisher bekannten Ausführungen vermieden werden.  



  Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der  mittlere Bogenteil der beiden     Spannringhälften        innen-          seitig        Mittelspannflächen    besitzt, die ein     doppelkegel-          stumpfförmiges    Profil von wenigstens angenähert der  Form des     Profiles    der beiden rohrseitigen     Flanschstirn-          flächen    bei gespanntem Zustand der Verbindung auf  weist,

   während die zu beiden Seiten der     Mittelspannflä-          chen    anschliessenden     Hilfsspannflächen    ein progressiv  erweitertes Profil aufweisen, so dass bei gespanntem Zu  stand der Verbindung nur die     Mittelspannflächen    der       Spannringhälften    an den     kegeligen        Flanschstirnflächen     anliegen.      Bei der erfindungsgemässen Rohrverbindung verteilt  sich also die Belastung gleichmässig über den ganzen  Kreis, wodurch auch eine gegebenenfalls auftretende ein  seitige Belastung nicht zu     Undichtigkeiten    führen kann.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Er  findungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:       Fig.    1 einen Schnitt durch eine Rohrverbindung,     ge-          mäss    der Schnittlinie     1-I    der     Fig.    2,       Fig.    la einen Schnitt durch diese Rohrverbindung,  gemäss der Schnittlinie     Ia-Ia    der     Fig.    2,       Fig.2    eine Draufsicht des Spannringes in geschlos  senem Zustand,       Fig.2a    eine Draufsicht des Spannringes in geschlos  senem Zustand mit näheren Angaben,

         Fig.3    eine Draufsicht eines bekannten Spannringes  mit Angabe der     Vierpunktverbindung,          Fig.    4 einen Schnitt wie     Fig.    1, wobei aber die Rohr  teile weggelassen sind und nur eine Spannhälfte darge  stellt ist,       Fig.    5 eine Draufsicht der erfindungsgemässen Spann  ringes in geöffnetem Zustand.  



  Die zu verbindenden Rohrstücke 1, 2 mit den ange  setzten Flanschen 11, 21 werden durch den     Zentrierring    3  koaxial fixiert. Der     Zentrierring    3 hat weiter die Auf  gabe, den     Rundschnurring    4 zu zentrieren, seine     Zusam-          mendrückung    zu begrenzen, die beiden Flansche 11, 21  in starren Kontakt zu einander zu bringen und es zu  ermöglichen, durch     Druckvorspannung    der     Flanschver-          bindung    Biegemomente zu übertragen. Die Spannring  hälften 5, 6 sind auf der einen Seite durch eine Lasche 7  verbunden, die mit den Zapfen 55     angelenkt    ist.

   Auf der  der Lasche gegenüberliegenden Seite befindet sich die  Klemmschraube 8 mit der Flügelmutter 9, die an einem  Auge mit dem Bolzen 56 an der     Spannringhälfte    5     ange-          lenkt    ist. Die Abdichtung erfolgt über den Rundschnur  ring 4, welcher durch den zweiteiligen Spannring 5, 6       zusammengepresst    wird. Das Innenprofil des Spannrin  ges 5, 6 ist unterteilt in die Abschnitte 51, 52, 61, 62.  Die mittleren Abschnitte 51, 61 sind die Flächenteile der       Spannring-Innenflächen,    die allein zur Anlage an die  kegelförmigen Flanschen 11, 21 kommen.

   Sie entsprechen  in ihrer Form dem Profil der Flanschen 11, 21 bei zu  sammengedrücktem     Rundschnurring    4, während die Ab  schnitte 52, 62 die zurücktretend ausgeführten Flächen  sind. Wird nun der Spannring 5 über die Flanschen 11,  21 geschoben, so schiebt sich das konisch ausgebildete  Innenprofil des Spannringes 5 über diese kegelförmigen       Flanschenteile    und wird durch Zusammenziehen weiter  auf die Flanschen aufgeschoben. Dabei ist der Kegel  winkel ss des Konus am Innenprofil des Spannringes klei  ner als der Kegelwinkel     a    des Kegelprofils an der Gegen  seite der Dichtfläche der Flanschen 11, 21.

   Der Bereich,  in dem eine Berührung zwischen der     Spannring-Innen-          fläche    und der     Flanschenrückfläche    möglich ist, ist     in          Fig.    2a durch eine leichte     Schraffur    angedeutet.  



  Beim Lösen der     Flanschverbindung    drückt nach Ab  ziehen der nicht gezeigten Spannschraube der sich aus  dehnende     Rundschnurring    4 die Rohrstücke 1, 2 aus  einander, wodurch die     Spannringelemente    ohne Schwie  rigkeiten von den Flanschen 11, 21 abrutschen. Durch  die gleichmässige Verteilung der Druckpunkte (vgl. hierzu       Fig.    3, Position 54) ergibt sich kein Festklemmen, wie  dies bei     vorbekannten    Ausführungen unvermeidlich ist.  



  In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung  bilden die Mittel- und     Hilfsspannflächen    zusammen im  nicht angezogenen aber geschlossenen freien Zustand des  Spannrings eine bis auf die Spielweite 63, 64 geschlossene         Kreisringfläche,    wobei die grosse     Ellipsenachse    in der  von der Gelenkseite zur     Verspannseite    gehenden Symme  trieachse liegt. Bei bestimmten Anwendungsgebieten hat  sich auch eine ellipsenförmige Ausbildung der Spann  flächen bewährt.  



  In einer weiteren sinnvollen Ausführungsform der  erfindungsgemässen Vorrichtung sind die     Spannringhälf-          ten    im Bereich der     Mittelspannflächen    mit bei Verspan  nung stärker nachgiebigem     Querschnittsprofil    ausgebildet  als im Bereich der     Hilfsspannflächen.     



  Es hat sich ausserdem als nützlich erwiesen,     dass    der  Kegelwinkel ss der     Spannflächenprofile    kleiner ist als der  Kegelwinkel     a    der entsprechenden     Flanschprofile,    wobei  die Differenz im Abschnitt 52 am grössten, im Abschnitt  51 am kleinsten ist.  



  Wird die erfindungsgemässe Verbindung für grössere  Durchmesser verwendet, so mag es weiter vorteilhaft  sein, das Innenprofil neben den Bereichen 51, 52 noch  in weitere Bereiche zu unterteilen, welche jeweils zwi  schen den Bereichen 51, 61 und 52, 62 liegen und deren  Innenprofil so ausgebildet ist, dass ein Übergang zwischen  den beiden erstgenannten Abschnitten gebildet wird.  



  Eine nicht gezeigte Variante besteht darin, dass der  Spannring nicht zwei- sondern drei- oder mehrteilig aus  geführt ist.  



  Die Verwendung der Vorrichtung erfordert keinen  zusätzlichen konstruktiven Aufwand und erlaubt eine  Verwendung auch im Zusammenhang mit     vorbekannten          Flanschausführungen    mit Spannring, da die wesentlich  sten Bauelemente austauschbar gestaltet sind,     d.h.,    mit  vorhandenen     Verbindungs-    und     Flanschelementen    kann  auch die Vorrichtung verwendet werden. Es ist     ausser-          dem    möglich, die Spannringe wirtschaftlich, beispiels  weise durch Druck- oder Spritzguss zu fertigen, da keine  engen Toleranzen einzuhalten sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Lösbare Verbindung zweier Rohrenden, deren rohrsei- tige Flanschstimflächen kegelstumpfförmig geformt sind, mit einem wenigstens zweiteiligen Spannring, dessen Ringhälften etwa kreisbogenförmig gestaltet, an den einen Enden gelenkig miteinander verbunden und an den anderen Enden durch eine Spannvorrichtung gegenein ander verspannbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Bogenteil der beiden Spannringhälften (5, 6) innenseitig Mittelspannflächen (51, 61) besitzt,

   die ein doppelkegelstumpfförmiges Profil von wenigstens ange nähert der Form des Profiles der beiden rohrseitigen Flanschstirnflächen (lla, 21a) bei gespanntem Zustand der Verbindung aufweist, während die zu beiden Seiten der Mittelspannflächen anschliessenden Hilfsspannflä- chen (52, 62) ein progressiv erweitertes Profil aufweisen, so dass bei gespanntem Zustand der Verbindung nur die Mittelspannflächen (51, 61) der Spannringhälften an den kegeligen Flanschstirnflächen anliegen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verbindung nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Mittelspannflächen (51, 61) sich über einen Zentriwinkelbereich von wenigstens angenähert 45 erstrecken. 2. Verbindung nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die seitlichen Enden der Hilfsspannflächen (52, 62) ein Profil besitzen, das wenigstens angenähert die gleiche Form wie das Profil der beiden rohrseitigen Flanschstimflächen (11a, 21a) bei ungespanntem Zustand der Verbindung aufweist. 3.

   Verbindung nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Mittel- und Hilfsspannflächen (51, 61 bzw. 52, 62) zusammen im nicht angezogenen, aber ge schlossenen freien Zustand der Spannringe eine bis auf die Spielbreite (63, 64) geschlossene Kreisringfläche bilden. 4.

   Verbindung nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Mittel- und Hilfsspannflächen zusam men im nicht angezogenen, aber geschlossenen freien Zu stand des Spannrings eine bis auf die Spielbreite (63, 64) geschlossene Ellipsenringfläche bilden, wobei die grosse Ellipsenachse in der von der Gelenkseite zur Verspann seite gehenden Symmetrieachse liegt. 5.

   Verbindung nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Spannringhälften im Bereich der Mit telspannflächen (51, 61) mit bei Verspannung stärker nachgiebigem Querschnittsprofil ausgebildet sind als im Bereich der Hilfsspannflächen (52, 62). 6. Verbindung nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass der Kegelwinkel ((3) der Spannflächenpro- file kleiner ist als der Kegelwinkel (a) der entsprechen den Flanschprofile. 7.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteran spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied der Kegelwinkel (a und ss) bezüglich der Hilfsspannflä- chen (52, 62) grösser ist als bezüglich der Mittelspann flächen (51, 61). B. Verbindung nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass das Innenprofil der Spannringhälften (5) zwischen den Mittel- und Hilfsspannflächen (51, 61 bzw. 52, 62) einen weiteren Bereich aufweist, welcher einen Übergang des einen Profils zum anderen bildet. 9.

   Verbindung nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Hilfsspannflächen (52, 62) Ausschnitte aus Doppel-Kegelmänteln sind, deren Basisdurchmesser grösser ist als derjenige der Mittelspannflächen (51, 61). 10. Verbindung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Hilfsspannflächen (52, 62) Aus schnitte aus Trapezgewindeflächen sind, die in axialer Richtung von den Flanschen wegführen. 11. Verbindung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Mittelspannflächen (51, 61) stär ker als die entsprechenden Flanschkegelflächen ge krümmt sind.