DE19627841A1

DE19627841A1 - Vorrichtung zum Gegeneinanderpressen von zwei Flanschen einer Rohrverbindung

Info

Publication number: DE19627841A1
Application number: DE19627841A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Fend
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-08-14
Filing date: 1996-07-10
Publication date: 1997-02-20
Also published as: JPH09105488A; US5707089A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Gegeneinanderpressen von zwei Flanschen einer Rohrver bindung, mit einer Spannkette mit Laschen und Druckstücken, die über Gelenke mit parallelen Achsen schwenkbar miteinander verbunden sind, wobei die Druckstücke je zwei Flanken zur Anlage an den Flanschen aufweisen, und mit wenigstens einer Spannvorrichtung zum Gegeneinanderziehen von zwei einander benachbarten Gelenken.

Zwischen den Flanschen der Rohrverbindung ist in der Regel eine Dichtung angeordnet.

Solche Vorrichtungen, in welchen zwei konische Flansche durch eine Spannkette umschlossen und durch Zusammenziehen dieser Kette mittels eines geeigneten, zum schnellen Öffnen und Schließen eingerichteten Verschlus ses axial gegeneinandergepreßt werden können, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die Vorrichtungen können eine dichte Verbindung gewährleisten, die je nach Auslegung auch für Metalldichtungen geeignet ist oder auch große Überdrücke aushalten kann.

Die Spannketten der bekannten Vorrichtungen weisen jedoch alle bedeutende Nachteile auf.

Außerdem dienen alle diese Vorrichtungen nur zum Zusammenziehen zweier konischer Flansche. Sie sind daher nur bei Neuinstallationen ohne großen Mehraufwand brauch bar. Es gibt viele Fälle, in denen es erwünscht wäre, auch einen vorhandenen Flansch, der zylindrisch ausgebildet ist, das heißt, eine ebene Außenseite aufweist, durch eine Schnellspannvorrichtung mit einem konischen Flansch zusammenzuziehen, z. B. um einen an einer Apparatur angeschweißten Flansch mit einem Blindflansch zu versehen, der schnell und ohne viele Schrauben zu lösen abgenommen werden kann.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, dieses Problem zu lösen und eine Vorrichtung der eingangs erwähn ten Art zur Verfügung zu stellen, welche leicht und billig ist und trotzdem eine einwandfreie und sichere Funktion ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine erste der Flanken jedes Druckstücks zu einer zu den Achsen der Gelenke senkrechten Ebene g in einem ersten Winkel geneigt ist, daß die zweite der Flanken jedes Druckstücks mit einer zu den Achsen der Gelenke senkrechten Ebene einen zweiten Winkel bildet, der kleiner ist als der erste Winkel, und daß die Spannvorrichtung so angeordnet ist, daß die von ihr auf die beiden einander benachbarten Gelenke ausgeübten Zugkräfte auf der von den zweiten Flanken abgekehrten Seite einer Ebene verlaufen, die zu den Achsen der Gelenke senkrecht steht und durch den näher bei der zweiten Flanke liegenden Rand der ersten Flanke jedes Druckstücks geht.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Vorteile bisheriger Spannketten verbunden mit dem Vorteil auch einseitig konische Flansche an bestehende zylindri sche Flansche anbringen zu können. Dies bei entsprechender Auslegung auch zusammen mit Metalldichtungen.

Dies ermöglicht viele neue Anwendungen, ohne teure und viel Platz benötigende Adapterstücke dazwischen zuschalten und ohne eine bestehende Anlage abändern zu müssen, z. B. durch Abtrennen der alten und Anschweißen von neuen Flanschen.

Zusammen mit einer entsprechenden Spannvorrich tung ist auch eine besonders einfache und billige Lösung möglich, indem alle Druckstücke gleich ausgebildet und völlig gleichmäßig am Umfang des Flansches verteilt werden können. Dies ist sehr wichtig bei großen Dicht kräften (Metalldichtungen) und/oder großen Drücken und ebenso bei Vorhandensein von tiefen oder hohen Temperatu ren mit entsprechenden Temperaturänderungen oder Ausheiz vorgängen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach stehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

In diesen zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Druckstück einer erfindungsgemäßen Vorrichtung samt Flanschen und Dichtung einer Rohrverbindung,

Fig. 2 eine Form des Druckstücks mit unter schiedlichen Flankenwinkeln,

Fig. 3 eine Stirnansicht einer solchen Vorrich tung mit einer Spannvorrichtung in kleinerem Maßstab und mit zwei Bolzen pro Druckstück für die Laschenbefestigung,

Fig. 4 eine Stirnansicht einer solchen Vorrich tung mit zwei Spannvorrichtungen in kleinerem Maßstab und mit nur einem Bolzen pro Druckstück für die Laschenbefe stigung,

Fig. 5 und Fig. 6 zwei Varianten für die Befe stigung der Spannvorrichtung an den Druckstücken,

Fig. 7 in einer Ansicht von innen ein Druck stück, in welchem in einer konischen Flanke eine Auflage fläche ausgebildet ist,

Fig. 8 einen Axialschnitt durch das Druckstück von Fig. 7,

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie L1-L1 in Fig. 8,

Fig. 10 in einer Ansicht von innen ein Druck stück, in welche in konische Flanke in zwei Segmente unterteilt ist und in jedem Segment je eine Auflagefläche ausgebildet ist,

Fig. 11 einen Axialschnitt durch das Druckstück von Fig. 10 und

Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie L2-L2 in Fig. 11.

Die Fig. 1 zeigt eine Rohrverbindung mit einem konischen Flansch 1 und einem zylindrischen Flansch 2, zwischen denen eine Dichtung 3 angeordnet ist. Diese Dichtung dient auch dazu, die Flansche 1 und 2 über einen Absatz 4 gegenseitig zu zentrieren. Der Flansch 1 hat eine konische Außenfläche, an welcher eine konische Flanke 5 eines Druckstücks 7 anliegt. Der Flansch 2 hat eine ebene, kreisringförmige Seitenfläche, an welcher eine ebene, kreisringförmige Flanke 6 des Druckstücks 7 anliegt. Das Druckstück 7 ist in einer Spannkette angeordnet, bei spielsweise wie in Fig. 4 dargestellt, und in einem Ket tengelenk 8 schwenkbar gelagert. Das Kettengelenk 8 ist im Ausführungsbeispiel von einem Bolzen 9 gebildet. Auf dem Bolzen 9 sind auch Laschen 10 gelagert, die das Kettenge lenk mit einem benachbarten Kettengelenk in der Spannkette verbinden. Die Laschen 10 sind außen am Druckstück 7 angeordnet und durch Sicherungsscheiben 11 gesichert.

Das Druckstück 7 weist ferner auf mindestens einer Seite wenigstens einen nach außen gezogenen Rand 12 auf, der sich in Richtung der Breite des Druckstücks in den Bereich der Laschen 10 erstreckt und der in Zusammen wirkung mit den Laschen 10 die Schwenkbarkeit des Druck stücks 7 bezüglich der Laschen begrenzt.

Auf dem Bolzen 9 ist auch ein Element 21 einer Spannvorrichtung gelagert, welche dazu dient, zwei ein ander benachbarte Kettengelenke in der Spannkette gegen einanderzuziehen. Die Spannvorrichtung mit dem Element 21 ist einseitig auf der Seite der konischen Flanke 5 des Druckstücks angeordnet, so daß die Zugkräfte A, die von der Spannvorrichtung auf die beiden einander benachbarten Kettengelenke ausgeübt werden, zusammen mit den auf die Druckstücke 7 wirkenden Gegenkräften - einschließlich der Reibung der Druckstücke 7 auf den Flanschen 1 und 2 - kein wesentliches Drehmoment im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 1 auf die Druckstücke erzeugen. Das ist dann der Fall, wenn die Zugkräfte A in einer Ebene E1 oder in einem Abstand x außerhalb der Ebene E1 oder höchstens ganz wenig inner halb dieser Ebene verlaufen. Die Ebene E1 steht zu den Achsen der Kettengelenke senkrecht und geht durch den Rand B der konischen Flanke 5, der näher bei der anderen Flanke 6 liegt. "Außerhalb" der Ebene E1 heißt, daß die Zug kraft A auf der von der zweiten Flanke 6 abgekehrten Seite der Ebene E1 verläuft. Die beschriebene einseitige Anord nung ist notwendig, damit sich die Spannkette nicht auf der in Fig. 1 rechten Seite schräg zusammenzieht. Durch die einseitige Anordnung der Spannvorrichtung wirkt auf alle Kettenglieder ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig. 1, welches Drehmoment von den Flanken 5 und 6 aufgenommen wird.

Das in Fig. 2 dargestellte Druckstück 7 unter scheidet sich vom Druckstück gemäß Fig. 1 dadurch, daß die zweite Flanke 15 ebenfalls konisch ist. Die Flanke 15 bildet mit einer zu den Achsen der Kettengelenke senkrech ten Ebene E2 einen Winkel β. (In Fig. 1 ist dieser Winkel gleich null). Der Winkel β ist jedoch kleiner als der Winkel a zwischen der ersten Flanke 5 und der zu den Achsen der Kettengelenke senkrechten Ebene E1.

In Fig. 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Stirnansicht dargestellt, und es ist ersichtlich, wie die Druckstücke 7 mit den Kettengelenkbolzen 9 und den Laschen 10 eine Spannkette bilden. Jedes Druckstück 7 trägt in dieser Ausführungsform zwei Gelenkbolzen 9. Ebenfalls ersichtlich ist die Anordnung der Spannvorrich tung, die aus einer Mutter 20 und zwei Augschrauben 21 und 22 besteht. Die beiden Augschrauben weisen ein Rechts- und ein Linksgewinde auf, so daß durch Drehen der entspre chende Innengewinde aufweisenden Mutter 20 der Verschluß gespannt werden kann. Die beiden Augschrauben 21 und 22 sind ebenfalls auf den Gelenkbolzen 9 gelagert. Die Vor richtung enthält nur eine Spannvorrichtung am Umfang der Spannkette, und die Spannvorrichtung ersetzt zwischen zwei einander benachbarten Gelenkbolzen 9 die Laschen 10.

In Fig. 4 ist eine Vorrichtung wie in Fig. 3 dargestellt, jedoch mit zwei am Umfang angeordneten Spann vorrichtungen 20, 21, 22, um ein gleichmäßigeres Anziehen erreichen zu können. Als Variante ist hier auch die Ver wendung nur eines Bolzens 9 pro Druckstück 7 gezeigt.

In Fig. 5 ist die seitliche Anordnung der Spann vorrichtung 20, 21, 22 gezeigt. Die beiden Augschrauben 21 und 22 sind außerhalb der Laschen 10 auf den gleichen Bolzen 9 gelagert und von den Sicherungsscheiben 11 gehal ten. Die Druckstücke 7 weisen hier wie in Fig. 4 nur einen Bolzen 9 auf.

In Fig. 6 wird die gleiche Anordnung gezeigt, aber mit einer Lagerung der Augschrauben 21 und 22 in nerhalb der Laschen 10. Es ist auch zu ersehen, daß zwischen den beiden dargestellten Bolzen 9 die Laschen auf beiden Seiten durch die einseitige Spannvorrichtung 20, 21, 22 ersetzt sind.

Die Fig. 7 und 9 zeigen die Ausbildung der konischen Flanke 5 des Druckstücks 7 mit einer Auflageflä che 25, die dadurch erreicht wird, daß der Radius dieser Fläche 25 größer ist als der Außendurchmesser des koni schen Flansches 1. Dies ist zweckmäßig, um auch bei nicht genau richtiger radialer Lage des Druckstücks 7 bezüglich des Flansches 1 eine kontrollierte Auflagefläche zu erzie len.

Bei genau dem Flansch 1 angepaßten Durchmesser verhältnis der Krümmung der Flanke 5 des Druckstücks 7 würde - ohne die Auflagefläche 25 - am Anfang des Spannens der Spannkette und der Pressung der Dichtung 3 nur eine Auflage an den Enden 29 des Druckstücks 7 entstehen, wodurch der Flansch 1 beschädigt werden könnte. Diese Auflage würde erst später, bei Erreichung der theoretisch richtigen Radiuslage des Druckstücks 7, in eine Flächen pressung auf der Flanke 5 übergehen und noch später, nach Passieren dieser Radiuslage, in eine Auflage in einem mittleren Bereich der Flanke 5 übergehen.

Mit der Auflagefläche 25 wird hingegen sofort eine Auflage im mittleren Bereich der Flanke 5 erreicht, und damit auch eine kontrollierte Flächenpressung in jeder Radiuslage des Druckstücks 7.

Die Fig. 10 und 12 zeigen die Ausbildung der konischen Flanke 5 des Druckstücks 7 mit zwei Auflage flächen 26 und 27. Diese entstehen dadurch, daß das Druckstück 7 hier aus zwei Segmenten besteht, die je dem in den Fig. 7 und 9 gezeigten Druckstück entsprechen. Mit den beiden Auflageflächen 26 und 27 an jedem Druck stück 7 wird die doppelte Anzahl von Auflagestellen am Flanschumfang erzielt.

Claims

1. Vorrichtung zum Gegeneinanderpressen von zwei Flanschen (1, 2) einer Rohrverbindung, mit einer Spann kette mit Laschen (10) und Druckstücken (7), die über Gelenke (9) mit parallelen Achsen schwenkbar miteinander verbunden sind, wobei die Druckstücke (7) je zwei Flanken (5, 6; 5, 15) zur Anlage an den Flanschen (1, 2) aufwei sen, und mit wenigstens einer Spannvorrichtung (20, 21, 22) zum Gegeneinanderziehen von zwei einander benachbarten Gelenken (9), dadurch gekennzeichnet, daß eine erste der Flanken (5) jedes Druckstücks (7) zu einer zu den Achsen der Gelenke (9) senkrechten Ebene (E1) in einem ersten Winkel (a) geneigt ist, daß die zweite der Flanken (6; 15) jedes Druckstücks (7) mit einer zu den Achsen der Gelenke (9) senkrechten Ebene (E2) einen zweiten Winkel (β) bildet, der kleiner ist als der erste Winkel (α), und daß die Spannvorrichtung (20, 21, 22) so angeordnet ist, daß die von ihr auf die beiden einander benachbarten Gelenke (9) ausgeübten Zugkräfte (A) auf der von den zweiten Flanken (6; 15) abgekehrten Seite einer Ebene (E1) verlaufen, die zu den Achsen der Gelenke (9) senkrecht steht und durch den näher bei der zweiten Flanke (6; 15) liegenden Rand (B) der ersten Flanke (5) jedes Druckstücks (7) geht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Winkel (β) etwa gleich null ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Druckstücke (7) gleich sind und in der Spannkette in etwa gleichmäßigen Abständen an geordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (20, 21, 22) wie die Laschen (7) jeweils zwei einander benachbarte der Gelenke (9) miteinander verbindet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (20, 21, 22) aus zwei Augschrauben (21, 22), von denen eine ein Linksgewinde und die andere ein Rechtsgewinde trägt, und einer gemeinsamen, die beiden Gewinde aufnehmenden Mutter (20) besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke von Gelenkbolzen (9) gebildet sind und daß jedes der Druckstücke (7) jeweils einen der Gelenkbolzen (9) trägt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke von Gelenkbolzen (9) gebildet sind und daß jedes der Druckstücke (7) jeweils zwei der Gelenkbolzen (9) trägt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flanke (5) jedes Druckstücks (7) so ausgebildet ist, daß sie auch bei verschiedenen radialen Stellungen nur an einer oder zwei definierten Auflagestellen (25; 26, 27) am betreffenden Flansch (1) anliegt.