CH673145A5

CH673145A5 -

Info

Publication number: CH673145A5
Application number: CH3669/87A
Authority: CH
Inventors: Joerg Huebener
Original assignee: Kernforschungsz Karlsruhe
Priority date: 1986-10-01
Filing date: 1987-09-23
Publication date: 1990-02-15
Also published as: GB2198799B; DE3633380C2; DE3633380A1; US4781406A; GB8722524D0; FR2604756A1; JPS63152790A; GB2198799A

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Verbinden zweier Flansche nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Flanschverbindungen für Rohre von 1 m Durchmesser und grösser und für Drücke von mindestens 80 bar. Bekannte Konstruktionen mit nur einem Spannelement sind für die Anwendung bei grossen Durchmessern und grossen Drücken durch die konstruktionsbedingten unbestimmbaren Spannkräfte ungeeignet.

Aus der DE-PS 30 48 903 ist eine Spannvorrichtung zum Verbinden zweier Flansche bekannt, bei welcher die Verspannung durch in radialer Richtung verspannte und über den Umfang verteilte Glieder bzw. Klemmstücke mit einer Innennut erfolgt, welche in geschlossenem Zustand die Ränder der Flansche übergreift und gegeneinander presst und einer mehrgliedrigen, um die Klemmstücke herumgelegenen Spannkette zum Verspannen der Klemmstücke selbst. Bei dieser Konzeption sind jedoch die Spannglieder mit der Spannkette formschlüssig verbunden, so dass zum einen in der Kette hohe Reibungskräfte entstehen und zum anderen die Klemmstücke durch ihre formschlüssige Verbindung mit der Spannkette eine sehr hohe Gleitreibung auf den Flanschoberflächen aufweisen können. Daher werden bei dieser Konzeption nur die Klemmstücke in der Nähe des Spannschlosses die gewünschte reine Radialbewegung ausfuhren können.

Ausgehend von diesem Stande der Technik hat nun die vorliegende Erfindung zur Aufgabe eine fernbedienbare Spannvorrichtung zu schaffen, welche ein Minimum an Reibung aufweist und 5 bei der sich die Klemmstücke exakt radial bewegen, ohne weitere Reibungskräfte durch Verspannung auf den Flansch auszuüben. Die Spannvorrichtung soll für Rohre mit grossem Durchmesser und hohen Drücken geeignet sein, und durch ein fernbedienbares Spannschloss sehr leicht bedient werden können. 10 Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt nun die vorliegende Erfindung bei einer Spannvorrichtung der eingangs beschriebenen Art die Merkmale vor, die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufgeführt sind. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen, die im 15 Patentanspruch 2 angegeben sind, weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen des Patentanspruches 3.

Eine solche Ausbildung der Spannvorrichtung ermöglicht es nun, dass das Klemmen und Entkoppeln der Flansche und das 20 automatische Anheben bzw. Senken der Klemmstücke in sinnvoller Abstimmung mit dem Spannen bzw. Längen der Spannkette von nur einer Spannvorrichtung aus duchzufiihren ist. Dazu kommt, dass die Spannkräfte genau definierbar sind und die gesamte Flanschverbindung fernbedienbar ist. Der besondere 25 Vorteil der Konstruktion liegt darin, dass in Folge der genau definierbaren Spannkräfte eine Überdimensionierung entfallen kann und die Bauteile in ihrer Dimension auf ein Minimum beschränkt werden können. Darüber hinaus erfordern die beiden Flansche keinerlei besondere Ansprüche auf Masshaltigkeit und Oberflä-30 chengüte.

Das Wesentliche der Erfindung ist damit, dass die Klemmstücke von der Spannkette getrennt sind und jedes Klemmstück unabhängig voneinander und von der Kette seine eigene Lage einnehmen kann.

35 Ein Ausfuhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 6 näher erläutert.

Es zeigen die

Hg. 1 und 2 die Vorderseite der Flanschkupplung im entkoppelten und im Betriebszustand (Ansicht A der Fig. 5 und 6), die 40 Fig. 3 und 4 die Rückseite der Flanschkupplung als vergrös-serter Teilausschnitt, ebenfalls im entkoppelten und im Betriebszustand (Ansicht B der Fig. 5 und 6) und die

Fig. 5 und 6 die Schnitte CD und CE in der Fig. 2.

Die durch die Spannvorrichtung miteinander zu verbinden-45 den Flansche 1 und 2 weisen unterschiedliche Konturen auf. Der eine Flansch 1 besitzt eine gerade Rückseite 20, der andere Flansch 2 eine angeschrägte Rückseite 21. Hinter dem einen Flansch 1 ist mit Abstand von der Rückseite 20 ein Haltering 3 angeschweisst, auf dessen Bund 22 mit dem Spannband 8 gehal-50 tene Kugellager 15 sitzt, mittels welchem der Spannkranz 6 auf dem Flansch 2 bzw. relativ zum Haltering 3 drehbar ist. Die Drehung wird durch Drehen der Schnecke 7 erzeugt, die in einer Verzahnung 23 eines Führungsringes 24 läuft, der seinerseits ein Teil der Lagerung für die Kugellager 15 bildet und an dem Spann-55 kränz 6 befestigt ist. Der Spannkranz 6 besteht aus einer Ringscheibe, in der sich Bewegungsschlitze 12 befinden (siehe Fig. 5 und 6).

Die angeschrägte Rückseite 21 des anderen Flansches 2 besitzt die schräge Innenkontur 25 der Klemmstücke 4, welches 60 die beiden Flansche 1 und 2 mit ihrer Innennut 26 übergreifen und bei einer Radialbewegung zusammenpressen bzw. wieder voneinander lösen. Dabei kann sich der Flansch 2 entsprechend dem Widerstandsmoment seines Rohres der Verbindung anpassen.

65 In die radial nach aussen liegende Oberfläche 27 der Klemmstücke 4 ist eine kreisbogenformige, umlaufende Aussennut, bzw. Führungsbahn 16 eingebracht, die kreisförmig um alle, die flansche 1 und 2 umgebenden Klemmstücke 4 herumläuft. Über die

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Führungsbahn 16 werden nun die Spannkräfte mittels der Spannkette 5 und ihrer Spannrollen 31 auf die Klemmstücke 4 übertragen. Dies erfolgt rein kraftschlüssig, d.h. Spannkette 5 und Klemmstücke 4 sind jeweils voneinander getrennt gehaltert bzw. gelagert. Dazu sind die Klemmstücke 4 am Haltering 3 radial beweglich mit Spiel aufgehängt, an welchem ebenfalls das feste Spannglied 13 der Spannkette 5 befestigt ist.

Die Halterung der Klemmstücke 4 am Haltering 3 erfolgt durch die feste Rolle 17 und das einstellbare Rollenpaar 18, die im unteren Bereich bzw. an einem Fortsatz 28 der Klemmstücke 4 befestigt sind und die auf beiden Seiten des Halterings 3 verlaufen. Die Radialfuhrung erfolgt duch eine weitere Führungsrolle 9, deren Achse 30 im Klemmstück 4 sitzt und die in einem radialen Führungsschlitz 11 im Haltering 3 rollt. Durch diesen Führungsschlitz 11 ragt auch der Fortsatz 28 mit dem einstellbaren Rollenpaar 18, so dass die Memmstücke 4 praktisch völlig rollengelagert über die Länge des Schlitzes 11 radial beweglich sind. Die Zahl der Schlitze 11 entspricht der Zahl der Klemmstücke 4.

Auf der Achse 30 der Führungsrolle 9 jedes Klemmstückes 4 sitzt koaxial dazu eine weitere Führungsrolle 10, die in dem bereits erwähnten Bewegungsschlitz 12 des Spannkranzes 6 läuft. Die Bewegungsschlitze 12 weisen an ihrem einen, dem betriebs-bzw. verspannten Zustand entsprechendem Ende eine Verbreiterung 29 auf, so dass die Rollen 10 in diesem Bereich relativ viel Spiel besizen und sich die Klemmstücke 4 frei von einer formschlüssigen Verbindung in ihren Lagern 17 und 18 bewegen können. Somit können die Kräfte von der Spannkette 5 verzugsfrei übertragen werden.

Die Spannkette 5 besitzt über ihren Umfang verteilte Spannrollen 31, die drehbar in den Schwenkachsen 32 der Kettenglieder sitzen. Jedem Klemmstück 4 ist jeweils mindestens eine Spannrolle zugeordnet, in den Fig. 1 und 2 sind jedoch jeweils 2 pro Klemmstück 4 dargestellt. Die Spannrollen 31 laufen in der gehärteten Führungsbahn 16, die in die Oberfläche 27 eingebracht ist. Das feste Ende der Spannkette 5 bildet das feste Spannglied 13, welches am Haltering 3 befestigt ist und eine grössere Spannrolle 33 aufweist. Das lose bzw. bewegliche Ende der Kette 5 wird durch das lose Spannglied 14 gebildet, welches ebenfalls eine grössere Spannrolle 34 aufweist. Der grössere Durchmesser entspricht dem normalen Rollendurchmesser plus etwa dem doppelten Hub des Klemmstückes 4. Ausserdem weisen die Jochs der Spannglieder 13 und 14 Führungsnuten für die Rollenachse auf, um der Hubbewegung der Klemmstücke folgen zu können. Das feste Spannglied 13 ist über eine stabile Konstruktion durch Bolzen oder Schweissen mit dem Haltering 3 und das lose Spannglied 14 zum Spannen mit dem Spannkranz 6 verbunden.

Die Klemmstücke 4 sind so ausgebildet, dass ein abnehmbares Blechgehäuse 19 aufgenommen werden kann. Das Blechgehäuse 19 soll eine unkontrollierte Bewegung der entspannten Spannkette 5 verhindern. Die Tiefe der Führungsbahn 16 und der s Abstand des Blechgehäuses 19 müssen so aufeinander abgestimmt werden, dass ein Verlassen der Führungsbahn 16 durch die Rollen der Spannkette 5 verhindert wird.

Die Funktion der neuen Spannvorrichtung ist nun wie folgt: Nach dem Aneinandersetzen der beiden Flansche 1 und 2 io werden durch Betätigen der Schnecke 7 die Klemmstücke 4 mit der Spannkette 5 abgesenkt. Die Auf- und Abwärtsbewegung wird durch den Bewegungsschlitz 12 bewirkt, während der Führungsschlitz 11 eine radiale Bewegung der Klemmstücke 4 sicherstellt. Durch die radiale Bewegung der Klemmstücke 4 sind auch 15 die Spannkräfte genau definierbar. Der Bewegungsschlitz 12 ist an seinem einen Ende so weit ausgebildet (Verbreiterung 29),

dass die Führungsrollen 10 beim Aufsetzen der Klemmstücke 4 auf die Rückseiten 20 und 21 der Flansche 1 und 2 genügend Freiraum besitzen. Ausserdem ist die Länge des Bewegungsschlit-20 zes 12 so bemessen, dass die Längung der Spannkette 5 dem Hub der Klemmstücke 4 entspricht.

Wird der Spannkranz 6 weitergedreht, so wird die Spannkette 5 durch das lose Spannglied 14 gespannt. Fertigungsungenauig-keiten der Klemmflächen des Flansches 2 und der Klemmstücke 4 25 werden mittels der Einzelaufhängung der Klemmstücke 4 kompensiert. Damit sind die Spannkräfte genau definierbar.

Soll der Flansch geöffnet werden, wird nur der Spannkranz 6 betätigt. Wie schon beschrieben, ist der Bewegungsschlitz 12 so ausgebildet, dass die Spannkette 5 erst entspannt wird, bevor die 30 kombinierte Bewegung aus Längen der Spannkette 5 und dem Anheben der Klemmstücke 4 einsetzt. Haben die Klemmstücke 4 ihre äusserste Position erreicht, kann der Gegenflansch 2 vom Hauptflansch 1 gelöst werden. Die Klemmvorrichtung selbst bleibt dabei immer ein Bestandteil des Hauptflansches 1. 35 Das Wesentliche der vorliegenden Erfindung besteht in den folgenden Merkmalen:

Die Spannkette 5 weist über den Umfang verteilte Spannrollen 31 auf, deren Achse parallel zur Mittelachse der Flansche 1,2 verläuft, die Spannrollen laufen in einer kreisbogenförmigen Aus-40 sennut bzw. Führungsbahn 16, die in die radial nach aussen liegenden Oberflächen der Klemmstücke 4 eingebracht ist, wobei jedes Klemmstück 4 mindestens eine Spannrolle 31 zugeordnet ist, die Spannkette 5 weist eine Spannvorrichtung auf, mittels derer ihre Spannglieder 13 und 14 zum Spannen und Entspannen 45 der Kette 5 gegeneinander bewegbar sind.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

673 145 PATENTANSPRÜCHE

1. Spannvorrichtung zum Verbinden zweier Flansche durch in radialer Richtung verspannte und über den Umfang verteilte Glieder bzw. Klemmstücke mit einer Innennut, welche in geschlossenem Zustand die Ränder der Flansche übergreift und gegeneinander presst, und einer mehrgliedrigen, um die Klemmstücke herum gelegenen Spannkette zum Verspannen der Klemmstücke, dadurch gekennzeichnet, dass Spannkette (5) und Klemmstücke (4) lediglich kraftschlüssig miteinander gekoppelt und jeweils voneinander getrennt gehaltert bzw. gelagert sind.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) Die Spannkette (5) weist über den Umfang verteilte Spannrollen (31) auf, deren Achsen (32) parallel zur Mittelachse (35) der Flansche (1,2) verläuft.

b) Die Spannrollen laufen in einer kreisbogenformigen Aus-sennut bzw. Führungsbahn (16), die in die radial nach aussen liegenden Oberflächen (27) der Klemmstücke (4) eingebracht ist, wobei jedem Klemmstück (4) mindestens eine Spannrolle (31) zugeordnet ist.

c) Die Spannkette weist eine Spannvorrichtung auf, mittels derer ihre Spannglieder (13, 14) zum Spannen und Entspannen der Kette gegeneinander bewegbar sind.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale:

d) Die Klemmstücke (4) sind an ihrer einen Seite radial verschieblich mittels einer Führungs- (9) und mehreren Lagerrollen (17,18) an einem Haltering (3) gelagert, der fest an dem einen Flansch (1) befestigt ist.

e) Auf den Führungsrollen (9) sitzen weitere Führungsrollen (10), die in kulissenartigen Schlitzen (12) mit Erweiterungen (29) gleiten, die in einen relativ zum Haltering (3) drehbaren Spannkranz (6) eingebracht sind und welche die Klemmstücke (4) radial bewegen.

f) Zwischen Halterring (3) und Spannkranz (6) ist ein Schnek-kengetriebe (7) als Spannvorrichtung geschaltet, mittels welchem der Spannkranz (6) gegen den Haltering (3) verdrehbar ist.

g) Am Spannkranz (6) ist das lose Spannglied (14) am Halte-ring (3) jedoch das feste Spannglied (13) der Spannkette (5) befestigt.