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Kompensator
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Die Erfindung betrifft einen Kompensator für eine Flanschverbindung
von Rohrleitungen oder dergleichen, deren Flansche nicht ausreichend parallel zueinander
verlaufen Um Rohrleitungen einwandfrei und dicht durch Flansche verbinden zu können,
ist eine parallele, oder doch zumindest weitgehend parallele Ausrichtung der Dichtflächen
der Flansche erforderlich. Dies ist in der Praxis jedoch sehr schwer zu erreichen,
da beim Befestigen der Flansche an den Rohrleitungen durch Schweißung Spannungen
und Verformungen auftreten, die die angestrebte Parallelität der Flansche bzw Dichtflächen
zunichte machen. Auch ist es oft nicht möglich, Rohre die bereits mit Flanschen
versehen sind, derart zu verlegen, daß Parallelität der Dichtflächen erreicht wird.
Ein Ausgleich der Ungleichmäßigkeiten des Abstandes zwischen den Dichtflächen der
Flansche durch die üblicherweise
eingefügten Dichtungen ist kaum
möglich, da die Dichtungen aus Festigkeitsgründen meist aus einem wenig elastischen
Material hergestellt sind und daher selbst bei übermäßigem gegenseitigen Verspannen
der Flansche kaum in der Lage sind, ausgleichend zu wirken. Zudem ist ein übermäßiges
Verspannen der Flansche dann nicht zulässig, wenn Anschlüsse an Maschinen oder Apparate,
wie Verdichter, Ventile, Pumpen usw. hergestellt werden müssen. Eine übermäßig starke
und/oder aus Gründen der Dichtheit ungleichmäßige Verspannung der Flansche führt
zu Belastungen der Maschinen oder Apparate, die deren Funktion beeinträchtigen können.
Da die Flansche von Maschinen oder Apparaten außerdem oft aus Gußeisen bestehen
und einstückig mit diesen Apparaten oder Maschinen hergestellt sind, verbietet sich
wegen der damit verbundenen Bruchgefahr eine übermäßige und/oder ungleichmäßige
Verspannung solcher Flansche von selbst.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kompensator
der eingangs genannten Art anzugeben, der die einwandfreie dichte Verbindung von
Flanschen selbst bei nicht parallelem Verlauf der Dichtflächen gestattet.
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Darüber hinaus soll der Kompensator bei geringer Baulänge einfach
im Aufbau, daher billig herzustellen, an die verschiedenen Ausführungsformen der
Dichtflächen anpaßbar und den betrieblichen Belastungen voll gewachsen sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kompensator gelöst,
der folgende Merkmale aufweist: a) einen zwischen die Dichtflächen der Flansche
einfügbaren Ringkörper, der mit einem steifen äußeren
Ringteil versehen
ist, b) der Ringteil weist innen zwei mit gegenseitigem axialen Abstand und quer
zur Längsachse des Ringkörpers verlaufende Ringscheiben auf, c) die Ringscheiben
sind auf den Außenseiten jeweils mit mindestens einer Ringnut für die Aufnahme einer
Dichtung, vorzugsweise einer Ringdichtung, versehen, die mit radialem Abstand zum
Ringteil verläuft, d) die Ringnuten sind von Rändern umgeben, die für die Anlage
an die Dichtflächen der zugeordneten Flansche vorgesehen sind, e) die Ringscheiben
sind nur unter der Krafteinwirkung der Spannelemente, die die Flansche miteinander
verbinden, wenigstens bereichsweise gegeneinander federnd nachgiebig, f) der äußere
Ringteil ist zur Begrenzung des axialen Federweges der Ringscheiben so dick ausgebildet,
daß sich die Flansche am Ende des Federwegs an den äußeren Ringteil anlegen.
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Zwischen die Dichtflächen der beiden Flansche wird also ein Ringkörper
eingefügt, der einen äußeren steifen Ringteil und auf der Innenseite zwei mit Abstand
verlaufende und die Durchtrittsöffnungen der Flansche freilassende Ringscheiben
aufweist, die quer zur Längsrichtung der Flanschverbindung ausgerichtet sind und
die an den Flanschen unter Einfügung von Dichtungen anliegen.
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Beim Verspannen der Flanschverbindung geben die Ringscheiben elastisch
federnd nach und gleichen einen nicht parallelen Verlauf der Dichtflächen aus. Hierbei
ist der äußere Ringteil in axialer Richtung so dick ausgebildet,
daß
die Flansche sich am Ende des zulässigen Federweges zumindest bereichsweise der
Ringscheiben an diesen Ringteil anlegen, der Ringteil dient somit als Anschlag für
die Flansche.
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Durch die elastisch federnden Ringscheiben wird somit der nicht parallele
Verlauf der Dichtflächen auf einfache Weise ausgeglichen, während die zwischen die
Ringscheiben und die Dichtflächen eingefügten Dichtungen im Zusammenwirken mit der
Federwirkung der Ringscheiben die Dichtheit der Flanschverbindung selbst bei nur
bereichsweisem Einfedern der Ringscheiben gewährleisten, wobei zur Erzielung dieser
Dichtheit keine übermäßig starke Verspannung der Flansche gegeneinander erforderlich
und daher eine Gefährdung von Bauteilen, die mit den Flanschen einstückig sind,
vermieden ist. Da der äußere Ringteil als Anschlag für die Flansche dient und somit
den Federweg der Ringscheiben begrenzt, ist deren Uberbeanspruchung ausgeschlossen
und die Dichtheit gewährleistet.
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Der Kompensator gemäß der Erfindung dient für den Ausgleich der Nichtparallelität
der Dichtflächen. Für den Ausgleich von Längenänderungen ist er nicht vorgesehen,
er kann daher mit den bekannten Axialkompensatoren nicht verglichen werden. Für
seinen Einsatz sind daher keine Rohrleitungsfestpunkte wie bei Aoaaowpensatoren
erforderlich.
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Zusammenfassend können als Vorteile des erfindungsgemäßen Kompensators
genannt werden, daß er bei hoher Montagefreundlichkeit und leichter Austauschbarkeit
dichte
Flanschverbindungen ohne übermäßige Verspannung der Flansche
selbst bei deren nicht parallelem Verlauf ermöglicht und so den Aufwand für die
Befestigung der Flansche an den Rohrleitungen verringert, daß er für Flanschverbindungen,
die unter äußerem oder unter innerem Überdruck stehen, geeignet ist, und daß er
die spannungsfreie Verbindung von Rohrleitungen oder den spannungsfreien Anschluß
einer Rohrleitung an den Anschlußflansch einer Maschine oder eines Apparates gestattet.
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Da der erfindungsgemäße Kompensator im Gegensatz zu bekannten Kompensatoren,
die für den Ausgleich von Längenänderungen dienen, als im Verhältnis zur Nennweite
der zugeordneten Flansche kurzes, ringförmiges Bauteil ausgebildet ist, kann man
ihn als Kompensatorring bezeichnen.
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In vorteilhafter Weise besitzt der äußere Ringteil eine Wand mit rechteckförmigem
Querschnitt, wodurch eine große Anschlagfläche für die Flansche gegeben ist. Um
den Ringscheiben eine für die vorgesehene Federung ausreichende Größe geben zu können,
empfiehlt es sich, daß der Ringteil einen Außendurchmesser aufweist, der ungefähr
gleich ist dem Außendurchmesser der Dichtflächen.
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In vorliegender Erfindung ist unter dem Begriff ~Dichtfläche" jener
Bereich eines Flansches zu verstehen, der die Flanschöffnung umgibt und sich in
radialer Richtung bis in die Nähe jenes Bereiches erstreckt, in dem die Bohrungen
für die Flanschverbindungsschrauben angebracht sind. In vielen Ausführungsformen
von Flanschen sind die Dichtflächen erhaben gegenüber jenem Bereich, in dem die
Bohrungen angeordnet sind.
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Eine andere empfehlenswerte Weiterbildung der Erfindung kann darin
bestehen, daß der Ringkörper im Bereich der Ringnuten eine axiale Dicke von ungefähr
1/10 bis 1/4 der Nennweite der zugeordneten Flansche aufweist. Hierdurch ist die
Verwendung des Kompensators selbst bei beengten Platzverhältnissen, insbesondere
in Rohr-Längsrichtung, ermöglicht, wobei der Wert ein Zehntel für größere Flansche,
der Wert ein Viertel für kleinere Flansche anzuwenden ist, wobei der Ubergang fließend
ist.
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Ein besonders einfacher Aufbau des Kompensators ergibt sich dann,
wenn die Ringscheiben senkrecht zur Längsachse verlaufen und einen gegenseitigen
Abstand von ungefähr 2-15mm, vorzugsweise 2-Smm, aufweisen. In besonderen Fällen,
wenn z. B. ein besonders großer Federweg erforderlich ist, empfiehlt es sich, daR
der gegenseitige Abstand der Ringscheiben, ausgehend vom äußeren Ringteil, nach
innen hin zunimmt Um den Ringscheiben die erforderliche Festigkeit bei ausreichender
Elastizität zu geben, weisen die Ringscheiben vorteilhaft eine Dicke auf, die ungefähr
1/5 bis 1/12, vorzugsweise 1/8 bis 1/10, der radialen Breite der Dichtflächen beträgt.
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Auch ist es günstig, daß die Ringscheiben jeweils zwischen dem Ringteil
und der nächsten Ringnut eine ringförmige Aussparung aufweisen. Hierdurch kann die
Elastizität beeinflußt und gleichzeitig die Möglichkeit geschaffen werden, einen
zusätzlichen Dichtring in dieser Aussparung vorzusehen, der bei äußerem Überdruck
die Dichtheit der Flanschverbindung verbessert.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann darin bestehen,
daß die Ränder der Ringnuten aus ringförmigen Vorsprüngen bestehen. Diese Vorsprünge
stehen in Kontakt mit den Dichtflächen der Flansche und tragen zur Abdichtung der
Flanschverbindung bei. Hierbei empfiehlt es sich, daß die Vorsprünge an den axialen
Enden, mit denen sie die Flansche berühren, jeweils eine umlaufende Abschrägung
aufweisen, die vom Bereich der Ringnut ausgehend radial nach außen bzw. radial nach
innen geneigt ist, wobei zwischen der Ringnut und der Abschrägung jeweils eine Ringfläche
verbleibt, die senkrecht zur Längsachse des Ringkörpers verläuft. Die axialen Enden
der Vorsprünge sind also schneidenartig ausgebildet, wodurch ihre gleichmäßige Anlage
an die Dichtflächen der Flansche gewährleistet und somit die Dichtwirkung verbessert
ist. Eine in die gleiche Richtung zielende noch günstigere Maßnahme kann gemäß einer
anderen weitergehenden Erfindung darin bestehen, daß die Vorsprünge an den axialen
Enden, im Querschnitt gesehen, ballig ausgebildet sind.
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Soll der Kompensator für eine Flanschverbindung Verwendung finden,
deren Flansche glatte Dichtleisten aufweisen, so bewährte es sich, daß die Ringnuten
einen mittleren Durchmesser aufweisen, der zwischen dem Innendurchmesser der Dichtleisten
und einem mittleren Durchmesser aus Innen- und Außendurchmesser der Dichtleisten
liegt, daß der Ringteil eine radiale Wandstärke aufweist, die ungefähr 1/3 bis 1/5
der radialen Breite der Dichtleisten beträgt, und daß die Ränder der Ringnuten die
axiale Dicke des Ringteils jeweils um den zulässigen
Federweg überragen.
Diese Ausgestaltung verbindet einfachen Aufbau mit gutem Ausgleich von nicht parallelem
Verlauf der Dichtflächen.
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Beim Einsatz des Kompensators für eine Flanschverbindung, deren Flansche
Dichtflächen mit Nuten aufweisen, empfiehlt es sich gemäß einer anderen Weiterbildung
der Erfindung, daß die Vorsprünge derart dimensioniert sind, daß sie mit radialem
Spiel bis in den Grund der Nuten eingreifen, und daß die radiale Wandstärke des
Ringteils ungefähr 1/3 bis 1/4 des radialen Abstandes zwischen der Nut und dem Außendurchmesser
der Dichtfläche beträgt.
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Besitzen dagegen die Flansche der Flanschverbindungen vorstehende
ringförmige Federn, so ist es günstig, daß die Vorsprünge sich mit den zugeordneten
Federn ungefähr decken, daß die Vorsprünge jeweils mindestens einen axial vorstehenden
Führungsrand aufweisen, der die zugeordnete Feder umgreift oder von der Feder umgriffen
ist, und daß die Wandstärke des Ringteils ungefähr 1/3 bis 1/4 des radialen Abstandes
zwischen den Federn und dem Außendurchmesser der Dichtfläche beträgt.
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Ist der Kompensator schließlich für eine Flanschverbindung vorgesehen,
deren Flansche Dichtflächen mit Nut und Feder aufweisen, dann ist es vorteilhaft,
daß die Vorsprünge der einen Ringscheibe derart dimensioniert sind, daß sie bis
in den Grund der Nut des einen Flansches eingreifen, daß die Vorsprünge der anderen
Ringscheibe sich mit der Feder des anderen Flansches decken, daß einer der Vorsprünge
einen axial vorstehenden Führungsrand aufweist, der die Feder umgreift bzw von der
Feder
umgriffen ist, und daß die Wandstärke des Ringteils ungefähr
1/3 bis 1/4 des radialen Abstandes zwischen Feder und dem Außendurchmesser der Dichtfläche
beträgt.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen
hervor.
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Hierbei zeigt: Fig. 1 einen radialen Querschnitt durch die linke Hälfte
eines Kompensators, der zwischen Flanschen mit glatter Dichtleiste angeordnet ist,
Fig. 2 einen vertikalen Axialschnitt durch eine verspannte Flanschverbindung, wobei
die Dichtflächen der Flansche glatt sind und nicht parallel zueinander verlaufen,
Fig. 3 einen Radialschnitt durch eine Ausführungsvariante des Gegenstands der Fig.
1, Fig. 4 einen Radialschnitt durch die linke Hälfte einer Flanschverbindung, deren
Flansche gegenüberstehende Nuten aufweisen, Fig. 5 einen radialen Querschnitt durch
die linke Hälfte einer Flanschverbindung, deren Flansche Dichtflächen mit gegenüberstehenden
Federn aufweisen und Fig. 6 einen Radialschnitt durch die linke Hälfte einer Flanschverbindung,
deren Flansche Dichtflächen mit Nut und Feder besitzen Gleiche Teile sind in den
einzelnen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Auch weisen in
den einzelnen Figuren wiederkehrende Teile nur soweit Bezugszeichen auf, als dies
für das Verständnis erforderlich ist.
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Fig. 1 zeigt die linke Hälfte einer Flanschverbindung im radialen
Querschnitt. Man erkennt den ersten Flansch 10 sowie den zweiten Flansch 12, deren
äußere Bereiche 14 jeweils mit Bohrungen 16 für die Aufnahme von Spannelementen
18 in Form von Verbindungsschrauben vorgesehen sind. An die Flansche 10, 12 sind
selbstverständlich Rohrleitungen, Apparate oder Maschinen angeschlossen, die in
den Figuren nicht dargestellt sind. Die Flansche 10, 12 weisen jeweils eine Dichtfläche
20 auf, welche die Durchtrittsöffnung 22 umgibt, kreisringförmig ausgebildet ist
und sich in radialer Richtung ungefähr bis zu jenem Bereich 14 erstreckt, in dem
die Bohrungen 16 angeordnet sind. In vorliegendem Ausführungsbeispiel sind die Dichtflächen
eben und vorspringend ausgebildet, es handelt sich demnach um Flansche mit glatten
Dichtleisten 24, wie sie in DIN 2526 als Form C beschrieben und gezeigt sind. Zwischen
die Dichtflächen 20 ist der Kompensator in Form des Ringkörpers 26 eingefügt, der
rotationssymmetrisch zu einer Symmetrieachse ausgebildet ist, die zugleich die Längsachse
28 der Flanschverbindung sein kann, was bei nicht parallelem Verlauf der Flansche
oder Versatz nicht zutrifft.
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Der Ringkörper 26 weist einen äußeren Ringteil 30 auf, dessen Wand,
im Querschnitt gesehen, die Form eines aufrechtstehenden Rechteckes aufweist Der
Ringteil ist starr ausgebildet und weist in radialer Richtung eine Dicke auf, die
ungefähr 1/3 bis 1/5 der radialen Breite der Dichtleiste 20 beträgt, wobei sein
Außendurchmesser ungefähr gleich dem Außendurchmesser der Dichtflächen 20 ist. An
der Innenseite des Ringteils 30 ist eine erste
32 und eine zweite
Ringscheibe 34 angeordnet, die sich in radialer Richtung und ungefähr senkrecht
zur Längsachse 28 nach innen erstrecken. Hierbei verlaufen die Ringscheiben mit
gegenseitigem gleichbleibendem Abstand, so daß zwischen ihnen eine Radialnut 36
gebildet ist, deren Grund abgerundet ist, wobei sich die Radialnut 36 etwa bis zum
Ringteil 30 erstreckt.
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Auf den Außenseiten 102 der Ringscheiben 32, 34, die den Dichtflächen
gegenüberstehen, ist jeweils eine erste Ringnut 38 bzw. eine zweite Ringnut 40 angeordnet,
in denen Dichtungen 42, vorzugsweise Ringdichtungen, vorgesehen sind. Die radialen
Breiten der Ringnuten 38, 40 betragen ungefähr 1/8 bis 1/12 der radialen Breite
einer Dichtfläche 20. Die Ringnuten 38, 40 haben einen mittleren Durchmesser Dm,
der zwischen dem Innendurchmesser Di der Dichtleisten und einem mittleren Durchmesser
aus Innendurchmesser Di und Außendurchmesser Da der Dichtleisten 24 liegt. Die Ring
nuten verlaufen demnach mit Abstand zum äußeren Ringteil 30 un-d vorzugsweise jeweils
der Nähe des inneren Randes der Ringscheiben.
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Die Ringnuten 38, 40 sind jeweils von Rändern in Form von Vorsprüngen
44, 46 bzw. 48, 50 umgeben, deren axiale Enden an den Dichtflächen 20 anliegen.
Um eine bessere Anlage der Vorsprünge an den Dichtflächen 20 und eine bessere Dichtwirkung
zu erzielen, sind die axialen Enden der Vorsprünge 44, 46, 48, 50 jeweils mit einer
umlaufenden Abschrägung 52 versehen, die jeweils vom Bereich der Ringnut ausgehend
nach außen bzw. innen geneigt ist.
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Die Absohrägung 52 ist hierbei so vorgesehen, daß jeweils zwischen
den Ringnuten 38, 40 und den Abschrä-
gungen 52 eine Ringfläche
54 verbleibt, die senkrecht zur Längsachse 28 verläuft. Dies ist sehr deutlich aus
Fig. 1 zu erkennen, auf deren Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird.
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Als Alternative zu den Abschrägungen 52 können die axialen Enden der
Vorsprünge, im Querschnitt gesehen, mit einer Abrundung versehen und demnach ballig
ausgebildet sein. Die radiale Breite der Vorsprünge 46, 48, 50, 52 beträgt ungefähr
das 0,75 bis 1925 fach der radialen Breite der Ringnuten 389 40 In die ringförmigen
Aussparungen 56, die zwischen dem Ringteil 30 und den Vorsprüngen 4#, 48 gebildet
sind, ist jeweils eine Dichtung 58, vorzugsweise eine Ringdichtung, eingelegt. Durch
diese Maßnahme wird die Dichtheit der üblicherweise mit innerem Uberdruck arbeitenden
Flanschverbindung beim Betrieb mit äußerem Uberdruck verbessert. Die Dichtung 58
ist vorzugsweise für diesen Fall vorgesehen.
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Die Vorsprünge 44, 46, 48, 50 überragen in axialer Richtung jeweils
den äußeren starren Ringteil 30, das heißt, während die Vorsprünge 44, 46, Mæ, 50
bei unverspannter Flanschverbindung an den Dichtflächen 20 anliegen, ist zwischen
dem Ringteil 30 und der Dichtfläche jeweils ein Spalt 60 vorhanden. Die axiale Weite
dieses Spaltes bzw.
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die Dimensionierung des Ringteiles 30 ist nun so gewählt, daß sich
die Dichtflächen 20 beim Durehfedern der Ringscheiben an den Ringteil anlegen und
dieser somit als Begrenzung für den Federweg der gegeneinander federnden Ringscheiben
dient Die Rast, welche die Ring-
scheiben federnd gegeneinander
drückt, rührt hierbei von den Spannelementen 18 her. Die Weite der Spalte beträgt
in den meisten Fällen 1 bis 7mm.
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Zu bemerken ist noch, daR der Ringkörper 26 symmetrisch ausgebildet
ist zur horizontalen Symmetrieebene 62. Der Ringteil 30, die Ringscheiben 32, 34,
die Ringnuten 38, 40, die Vorsprünge 44, 46, 48, 50, die Aussparungen 56, die Radialnut
36, d. h. sämtliche kreisringförmigen Teile, sind konzentrisch zueinander angeordnet.
Dies gilt für sämtliche Ausführungsbeispiele. Die Tiefe der Ringnuten beträgt ungefähr
das 1 bis 1,3-fache ihrer lichten Breite.
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Während in Fig. 1 - wie auch in den Figuren 3 bis 6 -die Ausbildung
und Zuordnung des Ringkörpers und der Flansche bei nicht gegenseitig verspannten
Flanschen, deren Dichtflächen parallel verlaufen, dargestellt ist, zeigt Fig. 2
den als Kompensator wirkenden Ringkörper 26 gemäß der Fig. 1 in seiner Arbeitsstellung,
in der er den nicht parallelen Verlauf von Dichtflächen ausgleicht.
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Wie aus dem axialen Vertikalschnitt durch eine komplette Flanschverbindung
zu ersehen ist, haben die Achsen der beiden Flansche bzw. die Achsen der daran befestigten
Rohrleitungen einen Winkelversatz °t . Dementsprechend verlaufen die üblicherweise
rechtwinklig zu den Achsen ausgerichteten Dichtflächen der Flansche nicht parallel,
so daß eine dichte Flanschverbindung kaum möglich wäre.
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Es ist daher der als Kompensator wirkende Ringkörper 26 zwischen die
Dichtflächen eingefügt. Mit Hilfe der an-
gedeuteten Spannelemente
18 werden die beiden Flansche dann soweit gegeneinander verspannt, bis ihre Dichtflächen
20 an den Vorsprüngen 44, 46, 48, 50 anliegen und zusammen mit den Dichtungen 42
die Abdichtung bewirken.
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Durch den nichtparallelen Verlauf der Dichtflächen 720 werden hierbei
die Ringscheiben 32, 34 bereichsweise federnd gegeneinander gedrückt und die Nichtparallelität
der Dichtflächen 20 ausgeglichen, wie dies auf der linken Hälfte der Fig. 2 zu erkennen
ist. Um den zulässigen Federweg der Ringseheiben, der durch Rechnung ermittelt werden
kann, nicht zu überschreiten, ist der starre Ringteil 30 vorgesehen und so dimensioniert,
daß sich die Dichtflächen 20 am Ende des zulässigen Federweges der Ringscheiben
an die axialen Stirnflächen des Ringteiles 30 bereichsweise beidseitig anlegen,
so daß eine weitere Verspannung der Flansche keine weitergehende Federung der Ringscheiben
bewirkt. Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich, bleiben hierbei die Spalte 60 zwischen
Ringteil 30 und Dichtflächen 20 infolge der Nichtparallelität der Flansche bereichsweise
erhalten. Da die Flanschverbindung gemäß Fig. 2 lediglich durch inneren Überdruck
beaufschlagt wird, kann auf die Dichtung 58, wie sie im Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 1 vorhanden ist, verzichtet werden. Dies trifft auch auf die weiteren Ausführungsbeispiele
gemäß den Fig. 3 bis 6 zu.
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Selbstverständlich müssen die Verbindungsschrauben in den zugehörigen
Bohrungen 16 der Flansche soviel Spiel haben, daß sie sich trotz des Winkelversatzes
a in die Bohrungen 16 einbringen lassen.
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Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante des Gegenstands der Fig. 1.
Währen beim Ringkörper 26 gemäß Fig. 1 die
beiden Ringscheiben
32 und 34 im unbelasteten Zustand mit etwa gleichbleibendem gegenseitigen Abstand
und ungefähr senkrecht zur Längsachse 28 verlaufen, sind die Ringscheiben 64, 66
gemäß Fig. 3 derart angeordnet und ausgebildet, daß sich ihr gegenseitiger Abstand
in Richtung zur Längsachse 28 hin vergrößert. Hierdurch sind die Spalte 60 zwischen
dem Ringkörper 26 und den Dichtflächen 20 bei nicht gegenseitig verspannten Flanschen
vergrößert. Der Querschnitt der Radialnut 68, die zwischen den beiden Ringscheiben
64, 66 gebildet ist, hat demnach ein keilförmiges Profil mit abgerundetem Grund.
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Eine Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird man dann wählen, wenn ein besonders
großer Federweg der Ringscheiben gefordert und zulässig ist. Gemäß dem Vorbild der
Fig. 3 können selbstverständlich auch die weiter unten beschriebenen Ausführungsformen
gemäß den Figuren 4 bis 6 ausgebildet sein.
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Fig. 4 zeigt eine Flanschverbindung mit Flanschen, deren Dichtflächen-
20 jeweils eine ringförmige- Nut 70 aufweisen, die Flansche sind demnach ähnlich
einer Ausführungsform, wie sie- in- DIN- 2512 als Form N gezeigt ist.
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Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind hier die Vorsprünge
72, welche jeweils die Ringnut umgeben, in Richtung der Längsachse jeweils so lang
ausgebildet und derart dimensioniert, daß sie mit radialem Spiel bis in den Grund
der Nuten 70 eingreifen. Die radiale Wandstärke des Ringteils 74 beträgt hier ungefähr
1/3 Wi-s 1/4 des radialen Abstandes zwischen der Nut 70 und dem Außendurchmesser
Da der Dichtflächen 20. Die axialen Weiten der Spalte 76, die zwischen dem Ringteil
74 und den Dichtflächen 20 vorhanden sind, s#ind durch
entsprechende
Ausbildung des Ringteils 711 so gewählt, daß sich die Dichtflächen 20 am Ende des
Federweges der Ringscheiben an den Ringteil 74 anlegen und somit den Federweg begrenzen.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante einer Flanschverbindung
mit Flanschen, deren Dichtflächen 20 jeweils eine ringförmige vorspringende Feder
aufweisen und daher ähnlich sind einer Ausführungsform, wie sie in DIN 2512 als
Form F gezeigt ist. Hier decken sich die Vorsprünge 78 mit den zugeordneten Federn
802 wobei jeweils die Vorsprünge 78, welche dem Ringteil 84 benachbart sind, einem
vorspringenden Führungsrand 82 aufweisen, der die zugeordnete Feder 80 jeweils umgreift.
Anstelle des Führungsrandes 82 oder zusätzlich zu diesem Führungsrand kann jeweils
ein Führungsrand an jenen Vorsprüngen 78 vorgesehen sein, die der Längsachse 28
benachbart sind. Dieser Fall ist in den Zeichnungen nicht dargestellt. Die radiale
Wandstärke des Ringteiles 84 beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel ungefähr
1/3 bis 1/4 des radialen Abstandes zwischen der Nut 80 und dem Außendurchmesser
Da der Dichtflächen 20. Bezüglich der axialen Weite der Spalte 86 im nichtverspannten
Zustand der Flansche gelten auch hier die weiter oben gegebenen Erläuterungen. Die
Federn 80 der beiden Flansche haben gleichen rechteckförmigen Querschnitt und gleichen
Durchmesser, entsprechendes gilt auch für die Nuten 70 im Ausführungsbeispiel gemäß
Fig 5.
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Zu bemerken ist noch, daß die Ausführungsformen der Ringkörper gemäß
den Fig. 1 bis 5 jeweils symmetrisch sind zu einer hor:zonta1en in der Radialnut
verlaufenden Symmetrieebene 62, die jeweils durch ein strichpunktierte Linie angedeutet
ist.
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Schließlich zeigt Fig. 6 eine Flanschverbindung mit Flanschen, deren
Dichtflächen 20 mit Nut und Feder ausgerüstet sind und demnach einer Ausführungsform
gleichen, die in DIN 2512 als Form F und Form N dargestellt ist. Die Vorsprünge
88, die mit der Nut 90 zusammenarbeiten, sind genauso ausgebildet und angeordnet,
wie dies im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben wurde. Die Vorsprünge 92, die mit
der Feder 94 zusammenwirken, sind dagegen so dimensioniert, wie dies im Zusammenhang
mit Fig. 5 erläutert wurde. Dies gilt auch für den Führungsrand 96. Die radiale
Dicke des Ringteils 98 beträgt hier ungefähr 1/3 bis 1/4 des radialen Abstandes
zwischen der Feder 94 und dem Aubendurchmesser Da der zugeordneten Dichtfläche 20.
Die radialen Spalte 100, die zwischen den Dichtflächen 20 und dem Ringteil 98 vorgesehen
sind, besitzen auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Größe, die im unverspannten
Zustand der Flansche jeweils dem zulässigen Federweg der Ringscheiben gleich ist.
Der Führungsrand 96 überragt den Vorsprung 92 in axialer Richtung ungefähr bis zur
Hälfte der axialen Dicke der Feder 94. Entsprechendes gilt auch für das Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 5.
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Die Ringkörper 26 werden vorteilhaft aus ringförmigen Rohlingen mit
Hilfe von Drehmaschinen hergestellt, wobei Stahl mit ausreichenden Federeigenschaften
als Ausgangsmaterial dient. Der Ringkörper kann erforderlichenfalls gehärtet sein.
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Die im Vorangegangenen dargestellten Flansche sind Kreisringflansche,
wie auch die genannten ringförmigen Nuten oder Teile jeweils kreisringförmig sind.
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Zu bemerken ist schließlich noch, daß die Ringkörper der Ausführungsbeispiele
gemäß den Figuren 3 bis 6 auf die gleiche Weise, wie es im Zusammenhang mit Fig.
2 erläutert wurde, beim gegenseitigen Verspannen der Flansche den Ausgleich von
nichtparallelem Verlauf der Dichtflächen 20 bewirken.
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Auch ist einleuchtend, daß der Ringkörper 26, der den Kompensator
bildet, sich nur im Bereich der Dichtflächen 20 erstreckt, und die Durchtrittsöffnungen
22 der Flansche in jedem Fall frei bleiben.
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Nach alledem kann über vorliegende Erfindung folgendes gesagt werden.
Um eine lösbare, dichte Flanschverbindung von Rohren oder dergleichen, deren Flansche
für eine dichte Verbindung nicht ausreichend parallel zueinander ausgerichtete Dichtflächen
20 aufweisen, zu ermöglichen, ist ein Ringkörper 26 vorgesehen, der zwischen die
Dichtflächen 20 der Flansche einfügbar ist. Der Ringkörper 26 weist zwei mit Abstand
zueinander verlaufende Ringscheiben 32, 34; 64, 66 auf, die unter Einfügung von
Dichtungen 42 an den Dichtflächen 20 anliegen. Da die Ringscheiben in axialer Richtung
gegeneinander federn können, gleichen sie beim gegenseitigen Verspannen der Flansche
ungleichmäßigen gegenseitigen Abstand der Dichtflächen 20 aus, während die Dichtungen
42 eine dichte Flanschverbindung gewährleisten
- L e e r s e i
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