DE8110570U1 - "flanschverbindung" - Google Patents
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Description
DIETRICH LEWINSKY 1
H NZ-JOACHIMHUBER
REINtR PRIETSCH
MÖNCHEN 2 1
GOTTHARDSTR. 81
REINtR PRIETSCH
MÖNCHEN 2 1
GOTTHARDSTR. 81
GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT, 8201 Schaffhausen ,
2160/PIP / 16.2.1981 / Li-bs / J
Die Erfindung betrifft eine Flanschverbindung wie sie im
Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.
Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.
Durch die DE-PS 41 OO 80 ist eine derartige Flanschverbindung
zum Verbinden von metallischen Rohren bekanntgeworden, bei welcher der Bund durch eine Eindrehung im
Rohr gebildet wird und bei welcher der innere Flanschring \ zwei oder mehrteilig ausgebildet ist. Der geteilte innere j Flanschring ermöglicht ein radiales Aufschieben auf das |
Rohr gebildet wird und bei welcher der innere Flanschring \ zwei oder mehrteilig ausgebildet ist. Der geteilte innere j Flanschring ermöglicht ein radiales Aufschieben auf das |
Rohrteil, was z.B. bei Armaturen und Fittings unerlässlich |
ist, da hier der Flanschring nicht von hinten aufgeschoben ;s
werden kann. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die !
Montage sehr umständlich ist, da der mehrteilige innere
Flanschring gehalten werden muss, bis der äussere Flansch-
Flanschring gehalten werden muss, bis der äussere Flansch-
ring darüber geschoben werden kann. Bei grösseren Flanschabmessungen
ist eine Montage von einer Person kaum durchführbar. Ausserdem besteht der Nachteil, dass die einzelnen
Teile des inneren Flanschringes bei nicht gleichmässiger
Anlage am äusseren Flanschring beim Verspannen kippen .<
Teile des inneren Flanschringes bei nicht gleichmässiger
Anlage am äusseren Flanschring beim Verspannen kippen .<
können, wodurch der Bund ungleichmässig belastet wird und
der Vorteil der kegelförmigen Auflageflächen, welche Kippmomente am Bund verhindern sollen, nicht zur Wirkung
kommen.
der Vorteil der kegelförmigen Auflageflächen, welche Kippmomente am Bund verhindern sollen, nicht zur Wirkung
kommen.
Werden die Bunde jedoch durch Biegekräfte und einseitige Krafteinleitung deformiert, so kann mit der Flanschverbindung
keine dichte Verbindung der rohrförmigen Teile erreicht werden. Insbesonders aber bei aus Kunststoff
hergestellten Teilen treten bei den bisher bekannten Flanschverbindungen leicht derartige Deformationen und
somit Brüche am Kunststoffbund oder undichte Verbindungen
auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Flanschverbindung der eingangs genannten Art, welche eine
dichte, kraftschlüssige Verbindung der rohrförmigen Teile gewährleistet und eine einfache Montage auch direkt am
Verwendungsort ohne spezielle Hilfsmittel ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im gekennzeichneten
Teil des Anspruches 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung der kegelförmigen
Auflageflächen beider Flanschringe wird erreicht, dass die Richtung der beim Verspannen der Flansche mittels Schrauben
entstehenden resultierenden Kraft innerhalb der Verbindungsstelle zwischen Rohrteil und Bund verläuft, wodurch Biegekräfte
auf den Bund so klein wie möglich gehalten werden, und diese nur durch eine auf die Mitte des Bundes wirkende
Axialkraft entstehen. Dies gewährleistet eine dichte, |
kraftschlüssige Flanschverbindung auch bei aus Kunststoff | hergestellten Teilen. Der Innendurchmesser des äusseren,
einteiligen Flanschringes ist geringfügig grosser ausgebildet, als der Aussendurchmesser des Bundes. Dies ermöglicht
ein axiales Ueberschieben des Flanschringes über den Bund. Durch den einstückigen, mit einem Schlitz und einem
oder mehreren Filmscharnieren versehenen inneren Flanschring kann dieser beim Montieren so weit aufgebogen werden,
dass er von vorn über den Bund oder in radialer Richtung über das Rohrteil geschoben werden kann.
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Nach dem Zusammenbiegen des inneren Flaschringes hält
dieser von selbst auf dem Rohrteil, wodurch die Montage wesentlich erleichtert wird. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
des Flanschringes ergeben sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6.
Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Flanschverbindung im Längsschnitt entlang der Linie I - I von Fig. 2,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II - II von Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht des inneren Flanschringes beim Aufschieben auf den rohrförmigen Teil,
Fig. 4 einen Teillängsschnitt von Fig. 1 mit dem Verlauf der wirkenden Kräfte, und
Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Anwendungsbeispiel der Flanschverbindung mit einem starren Flansch.
25
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Flanschverbindung für zwei rohrförmige Teile 1, 2 mit je einem Bund 3, 4 zwischen
denen eine Dichtung 5 angeordnet ist. Die beiden rohrförmigen Teile 1, 2 können Teil eines Fittings, einer Armatur,
einer Rohrleitung oder einer Bundbüchse sein, welche aus Kunststoff oder Metall hergestellt sind. Jeder Bund 3, 4
weist eine senkrecht oder annähernd senkrecht zum Mittelachse 26 verlaufende Anlagefläche 27 auf.
Jeder Flansch der Flanschverbindung besteht aus einem losen äusseren Flanschring 6 und einem an der Anlagefläche
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27 des Bundes 3 oder 4 anliegenden losen inneren Flanschring
7. Der innere Flanschring 7 weist eine äussere konische Umfangsfläche 8 und der äussere Flanschring 6
eine innere konische Umfangsfläche 9 auf, welche im montierten Zustand der Flanschverbindung aneinanderliegen.
Gemäss Fig. 4 ist die Lage und Neigung einer dabei entstehenden
gemeinsamen Auflagefläche iO bezüglich dem Bund 3, 4 derart festgelegt, dass die im Schnitt gesehene,
durch die Mitte der Auflagefläche 10 gehende Lotrechte 11 auf diese Fläche 10 die innere zylindrische Umfangsfläche
12 schneidet. Der innere Flanschring 7 liegt gemäss Fig. mit einer Stirnfläche 13 an der Anlagefläche 27 des jeweiligen
Bundes 3, 4 an und vorzugsweise schneidet die Lotrechte 11 die von dieser Stirnfläche 13 ausgehende
erste Hälfte der inneren zylindrischen Umfangsfläche 12.
Die Neigung der Flächen 8 und 9 bzw. 10 in Fig. 4 wird dabei so gewählt, dass die Lotrechte 11 mit einer Mittelachse
26 der Flanschverbindung ein spitzen Winkel JL von 20
30 bis 60°, - vorzugsweise 45° - bildet (Siehe Fig. 4).
Der äussere Flanschring 6 ist mit am Umfang gleichmässig verteilten Durchgangslöchern 14 für Spannschrauben 15
versehen, wobei die Spannschrauben 15 gleichzeitig in
Ausnehmungen 16 des inneren Flanschringes 7 zu liegen kommen.
Im Bereich der Durchgangslöcher 14 sind am inneren Umfang
des äusseren Flanschringes 6 Nasen 17 angeordnet, welche ebenfalls in den Ausnehmungen 16 des inneren Flanschringes
7 zu liegen kommen. Dadurch wird die umfangsmässige Lage der beiden Flanschringe 6, 7 noch vor dem Einschieben der
Spannschrauben 15 zueinander festgelegt was die Montage wesentlich erleichtert. Selbstverständlich sind auch andere
Anordnungen der Nasen und Ausnehmungen möglich.
Der innere Planschring 7 ist im Bereich einer Ausnehmung 16 mit einem durchgehenden radialen Schlitz 18 versehen
und weist am gegenüberliegenden inneren Umfang ebenfalls im Bereich einer Ausnehmung 16 eine Nute 19 auf, welche
als Filmscharnier 20 wirkende Schwachstelle bildet.
Bei grösseren Flanschabmessungen können auch mehrere derartige
Filmscharniere 20 am inneren Umfang verteilt angeordnet sein.
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Der äussere Flanschring 6 und der innere Flanschring 7 1
weisen je eine Anschlagfläche 21 bzw. 22 auf, zwischen
denen bei gegenseitiger Anlage der Flanschringe 6,7 ein
Spalt 23 vorhanden ist. Bei zu starkem Verspannen der ;
Flanschverbindung mittels den Spannschrauben 15 kommen die beiden Anschlagflächen 21, 22 zum gegenseitigen Anliegen
und bilden somit einen Anschlag zum Schutz der i Flanschverbindung vor Beschädigung, bzw. übermässiger :
Deformation„ j
. i
Zur Montage der Flanschverbindung wird zuerst der äussere I, I
Flanschring 6 über den Aussendurchmesser des Bundes 3 bzw. f ;
4 auf das rohrförmige Teil 1 bzw. 2 geschoben. Anschlies- {; ■
send wird wie aus Fig. 3 ersichtlich der innere Flansch- j
ring 7 so weit aufgebogen, dass er radial über das rohr- '·
förmige Teil 1 bzw. 2 oder axial über den Aussendurch- i
messer des Bundes 3 bzw. 4 geschoben werden kann. Dies | ·
wird durch die Biegefähigkeit des Kunststoffmaterials an ji
dem oder den Filmscharnieren 20 ermöglicht. Nachdem der ■
innere Flanschring 7 durch Zusammenbiegen zur Anlage am Aussendurchmesser des rohrförmigen Teiles 1 bzw. 2 und
mit seiner Stirnfläche 13 am Bund 3 bzw. 4 gebracht wird,
kann der äussere Flanschring 6 über den inneren Flansch- [
ring 7 geschoben werden, wobei umfangsmässig die Lage zu- f
einander durch die Ausnehmungen 16 und die Nasen 17 fest- ;:
gelegt wird (Siehe Fig. 1). I
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111 I
Die Verbindung der beiden Flansche und somit der beiden rohrförmigen Teile wird dann durch die Verspannung mittels
der Spannschrauben 15 hergestellt.
Die Spannschrauben erzeugen eine resultierende Kraft gemäss
Pfeil 24 (siehe Fig. 4) senkrecht zur gemeinsamen Auflagefläche 10 deren Wirkungslinie mit der Lotrechten
zusammenfällt. Die Wirkungslinie dieser resultierenden Kraft bzw. die Lotrechte 11 verläuft wie bereits beschrieben
innerhalb der Verbindungsstelle zwischen Rohrteil und Bund. Dabei entsteht die entsprechend Pfeil 25 wirkende
Axialkraft, welche je nach Bauart der Dichtung keine oder nur ein geringes Biegemoment und somit sehr geringe oder
keine Biege-Verformungen am Bund erzeugt. Dadurch wird auch bei aus Kunststoff hergestellten rohrförmigen Teilen
eine einwandfrei dichte und dichtbleibende Flanschverbindung erreicht.
Der innere Flanschring 7 besteht ebenfalls aus Kunststoff wie z.B. aus Poljvinylchlorid, Polyaethylen, Polypropylen,
etc.
Der äussere Flanschring 6 besteht vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff oder aus Metall ohne oder
mit einer Beschichtung aus Kunststoff. Der Metallflansch kann auch einen anderweitigen Schutz gegen Korrosion aufweisen.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, besteht auch die Möglichkeit, ein rohrförmiges Teil 1 mit einem Bund 3 mittels je einem
losen inneren und äusseren Flanschring 6a und 7a und mittels Spannschrauben 15 direkt mit einem fest an einem rohrförmigen
Teil 32 angeordneten Flansch 30 zu verbinden, wobei eine Dichtung 31 zwischen dem Bund 3 und dem Flansch
30 angeordnet ist. Der Flansch 30 ist dann Teil z.B. einer
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Armatur oder eines Maschinen-Gehäuses und kann aus Metall wie z.B. Guss bzw. Stahl oder aus Kunststoff bestehen.
Die umfangsmässige Lage z.B. eines Bedienungshandrades einer Armatur ist dann trotzdem noch durch die losen
Flanschringe 6a und 7a der einen Seite der Flanschverbindung in jeder beliebigen Stellung einstellbar.
Bei der hier dargestellten Ausführungsva.riante sind die
beiden Flanschringe 6a und 7a kunststoffgerecht ohne grössere Materialanhäufungen zur Herstellung im Spritzgussverfahren
ausgebildet.
Hierbei weist der innere Flanschring 7a umfangsmässig gleichmässig verteilt Ausnehmungen 40 auf, welche durch
Rippen 41 voneinander getrennt sind. Die innere konische Umfangsflache 9 wird teilweise durch die Rippen 41 gebildet.
Der äussere Flanschring 7a ist im Bereich der Durchgangslöcher
14 mit Augen 42 versehen, so dass auch hier trotz Vermeidung von Materialanhäufungen eine steife Ausbildung
des Flanschringes 6 erreicht wird.
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Die Planschverbindung für mit Bunden (3, 4) versehenen
rohrförmigen Teile (1, 2) aus Kunststoff weist je einen losen, über den Bund schiebbaren äusseren Flanschring (6)
und einen am Bund (3, 4) anliegenden losen inneren Flanschring (7) auf, wobei die aneinanderliegenden Umfangsflächen
(8, 9) der beiden Flanschringe (6, 7) konisch ausgebildet sind. Dies ergibt geringe Verformungen der Bunde (3, 4)
und somit eine Dichte Verbindung. Der innere aus Kunststoff bestehende Flanschring (7) ist mit einem radialen
Schlitz (18) und einer oder mehreren als Filmscharnier wirkenden Schwachstelle (20) versehen, wodurch er soweit
aufgebogen werden kann, dass er radial auf die zu verbindenden rohrförmigen Teile (1, 2) oder axial über den
Bund (3, 4) geschoben werden kann.
Fig. 1
20
20
Claims (7)
1. Flanschverbindung von mit Bunden versehenen rohrförmigen Teilen, insbesonders von aus Kunststoff bestehenden
Fittings, Armaturen, Rohren und Bundbüchsen, mit mindestens einem über den Bund schiebbaren äusseren Flanschring
und einem an einer senkrechten oder annähernd senkrechten Anlagefläche des Bundes anliegenden inneren
Flanschring, wobei die aufeinanderliegenden Umfangsflächen der beiden Flanschringe konisch ausgebildet
sind, dadurch gekennzeichnet, dass die konischen Umfangsflachen (8, 9) derart angeordnet sind, dass im
Querschnitt gesehen die durch die Mitte der konischen auch bei Verspannung gemeinsamen Anlagefläche (10)
beider Flanschringe (6, 7) gehende Lotrechte (11) auf diese Anlagefläche (10) immer die innere zylindrische
Umfangsfläche (12) des inneren Flanschringes (7) schneidet und dass der innere Flanschring (7) einteilig
ausgebildet aus Kunststoff besteht, mit einem radialen Schlitz (18) und mit mindestens einem Filmscharnier(20)
versehen ist.
2. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konischen Umfangsflächen (8, 9) unter
einem Winkel von 30 bis 60° zur Mii Flanschverbindung angeordnet sind.
einem Winkel von 30 bis 60° zur Mittelachse (26) der
3. Flanschverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der äussere und der innere Flanschring (6, 7) je eine Anschlagfläche (21, 22) aufweisen,
zwischen denen bei gegenseitiger Anlage der Flanschringe (6, 7) ein Spalt (23) vorhanden ist, wobei diese
Anschlagflächen (21, 22) einen Anschlag zum Schutz vor
übermässiger Verspannung der Flanschverbindung bilden.
4. Flanschverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere
Flanschring (6) aus einem verstärkten Kunststoff besteht.
5. Flanschverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Flanschring (6)
aus Metall besteht.
6. Flanschverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der äussere Flanschring (6) aus Metall einen Korrosionsschutz, vorzugsweise eine Beschichtung aus
Kunststoff aufweist.
7. Flanschverbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den äusseren
und inneren Flanschringen (6, 7) Nasen (17) und Ausnehmungen (16) angeordnet sind, welche durch gegenseitiges
Ineinandergreifen die umfangsmässige Lage der beiden Flanschringe (6, 7) zueinander festlegen.
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