CH643341A5

CH643341A5 - Flanschverbindung.

Info

Publication number: CH643341A5
Application number: CH271280A
Authority: CH
Inventors: Alfred Thalmann
Original assignee: Fischer Ag Georg
Priority date: 1980-04-09
Filing date: 1980-04-09
Publication date: 1984-05-30
Also published as: JPS6215584Y2; GB2073836B; US4432572A; DE8110570U1; IT8121416U1; JPS56158583U; IT8121416V0; GB2073836A

Description

Die Erfindung betrifft eine Flanschverbindung wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.

Durch die DE-PS 41 00 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 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 werden kann. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Montage sehr umständlich ist, da der mehrteilige innere Flanschring gehalten werden muss, bis der äussere Flanschring darüber geschoben werden kann. Bei grössern 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 können, wodurch der Bund ungleichmässig belastet wird und 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 grösser ausgebildet, als der Aussendurchmesser des Bundes. Dies ermöglicht ein axiales Überschieben 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.

Nach dem Zusammenbiegen des inneren Flanschringes 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.

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 Flansch der Flanschverbindung besteht aus einem losen äusseren Flanschring 6 und einem am Bund 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 10 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 zylind2

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rische Umfangsfläche 12 schneidet. Der innere Flanschring 7 liegt gemäss Fig. 1 mit einer Stirnfläche 13 am jeweiligen Bund 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 einen spitzen Winkel a von 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 Flanschring 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 eine als Filmscharnier 20 wirkende Schwachstelle bildet.

Bei grösseren Flanschabmessungen können auch mehrere derartige Filmscharniere 20 am inneren Umfang verteilt angeordnet sein. Der äussere Flanschring 6 und der innere Flanschring 7 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 Flanschverbindung vor Beschädigung, bzw. übermässiger Deformation.

Zur Montage der Flanschverbindung wird zuerst der äussere Flanschring 6 über den Aussendurchmesser des Bundes 3 bzw. 4 auf das rohrförmige Teil 1 bzw. 2 geschoben. Anschliessend wird wie aus Fig. 3 ersichtlich der innere Flanschring 7 so weit aufgebogen, dass er radial über das rohrförmige Teil 1 bzw. 2 oder axial über den Aussendurchmesser des Bundes 3 bzw. 4 geschoben werden kann. Dies wird durch die Biegefähigkeit des Kunststoffmaterials an 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 Flanschring 7 geschoben werden, wobei umfangsmässig die Lage zuein643341

ander durch die Ausnehmungen 16 und die Nasen 17 festgelegt wird. (Siehe Fig. 1.)

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 11 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 Polyvinylchlorid, Polyäthylen, 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 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 Ausführungsvariante sind die beiden Flanschringe 6a und 7a kunststoffgerecht ohne grössere Materialanhäufungen zur Herstellung im Spritzgussverfahren ausgebildet.

Hierbei weist der innere Flanschring 7a umfangsmässig gleichmässig verteilte Ausnehmungen 40 auf, welche durch Rippen 41 voneinander getrennt sind. Die innere konische Umfangsfläche 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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3 Blatt Zeichnungen

Claims

643341 PATENTANSPRÜCHE

1. Flanschverbindung von mit Bunden versehenen rohr-förmigen Teilen mit mindestens einem über den Bund schiebbaren äusseren Flanschring und einem am Bund anliegenden inneren Flanschring, wobei die aufeinanderliegenden Umfangsflächen der beiden Flanschringe konisch ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die konischen Umfangsflächen (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 Mittelachse (26) der Flanschverbindung angeordnet sind.

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 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 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.