DE10128700A1

DE10128700A1 - Klemmring zum axialen Verbinden von zylindrischen Bauteilen

Info

Publication number: DE10128700A1
Application number: DE10128700A
Authority: DE
Inventors: Michael Behling; Matthias Nolting
Original assignee: Berstorff GmbH
Current assignee: KraussMaffei Berstorff GmbH
Priority date: 2001-06-07
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2003-01-09
Also published as: WO2002098628A2; WO2002098628A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Klemmring zum axialen Verbinden von zylindrischen Bauteilen, die an ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten ringförmige Flansche aufweisen, bestehend aus zwei oder mehreren durch Spannschrauben (2) verbindbaren Klemmringsegmenten (1), die jeweils an ihren Innenumfang eine die beiden gegenüberliegenden Flansche radial übergreifende Nut (5) aufweisen. Dabei ist vorgesehen, dass die Klemmringsegmente (1) jeweils mindestens eine radial vom Innenumfang ausgehende, die Nut (5) unterbrechende, Ausnehmung (6) aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Klemmring zum axialen Verbinden von zylindrischen Bauteilen, die an ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten ringförmige Flansche aufweisen, bestehend aus zwei oder mehr durch Spannschrauben verbindbaren Klemmringsegmenten, die jeweils an ihrem Innenumfang eine die beiden gegenüberliegenden Flansche radial übergreifende Nut aufweisen.
Derartige Klemmringe dienen beispielsweise zum Verbinden von Flanschrohren. Sie werden aber auch eingesetzt zum axialen Verbinden von anderen Bauteilen, und zwar beispielsweise von zylindrischen Gehäusen von Schneckenextrudern.
Hierbei können je nach Anforderung an die Extrudereigenschaften zwei oder mehr Gehäuseteile, die an ihren jeweiligen Enden radiale Flansche aufweisen, axial hintereinander angeordnet und durch entsprechende Klemmringe miteinander verbunden werden. Zwischen den Flanschen an den Enden der Gehäuse können dabei auch noch ringförmige Flansche vorgesehen sein.
Da in den Extrudem mit sehr hohen Drucken gearbeitet wird, wirken auf die Flanschverbindungen und damit die Klemmringe erhebliche Kräfte ein.
Bekannt sind zweigeteilte Klemmringe, deren Klemmringsegmente radial abstehende Flanschansätze aufweisen, so dass durch Spannschrauben ein Zusammenziehen der Klemmringsegmente und damit ein Anpressen an die Flanschenden der Gehäuse möglich ist.
Beim Zusammenziehen und Anpressen der Klemmringsegmente kann es über den Umfang dieser zu Verformungen des Klemmringes mit undefinierten Anlagen an den Flanschen kommen:
Damit ergeben sich unterschiedliche Klemmkräfte über den Umfang gesehen, die unter Umständen zu Undichtigkeiten an der Flanschverbindung bei hohen Drucken führen können.
Um die Klemmkräfte und damit die Anlage des Klemmringes an den Flanschen zu verbessern, sind aus einzelnen Segmenten, die in Art einer Gliederkette gelenkig miteinander verbunden sind, bestehende Klemmringe bekannt. Das Zusammenziehen und Anpressen an die Flanschverbindung erfolgt auch hierbei über Spannschrauben. Durch die Aufteilung des Klemmringes in eine Mehrzahl von einzelnen, gelenkig miteinander verbundenen Segmenten wird erreicht, dass jedes dieser Segmente beim Zusammenziehen des Klemmringes eine definierte Anlage an der Flanschverbindung erhält.
Aufgrund der hohen aufzunehmenden Drucke sind diese gegliederten Klemmringe sehr aufwendig in der Herstellung und insbesondere sehr kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Klemmringes, der einerseits einen wesentlich vereinfachteren Aufbau aufweist und andererseits kostengünstiger herzustellen ist.
Gelöst wird diese Aufgabe - bei einem Klemmring der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art - erfindungsgemäß dadurch, dass die Klemmringsegmente jeweils mindestens eine radial vom Innenumfang ausgehende, die Nut unterbrechende, Ausnehmung aufweisen.
Vorzugsweise sind je Klemmringsegment zwei oder mehr derartige Ausnehmungen im Abstand über den Innenumfang des Klemmringes verteilt vorgesehen. Die Ausnehmungen können in der Form und ihrer Lage von Fall zu Fall unterschiedlich sein.
Durch diese Ausgestaltung des Klemmringes wird erreicht, dass sich der Klemmring im Prinzip wie ein aus einzelnen Segmenten zusammengesetzter Ring verhält. Die vom Innenumfang ausgehenden Ausnehmungen bewirken eine gewisse radiale Schwächung des Klemmringes in diesen Bereichen, so dass sich beim Zusammenziehen und Anpressen des Klemmringes an die Flanschverbindung für die einzelnen Teilbereiche definierte Anlage ergeben, die insgesamt zu eine Vergleichmäßigung der aufgebrachten Spannkraft führen.
Während bei bekannten, aus Klemmringsegmenten bestehenden Klemmringen, ein großer Teil der durch die Spannschrauben eingebrachten Vorspannkräfte zur Verformung des Klemmringen notwendig ist, werden diese bei der erfindungsgemäßen Lösung zum überwiegenden Teil für die Aufbringung der die eigentliche Verspannung bewirkenden Axialkräfte genutzt.
Um eine Überbelastung des durch die Ausnehmungen radial in diesen Bereichen geschwächten Klemmringes beim Anziehen der Spannschrauben zu vermeiden, soll die Festigkeit der minimalsten Querschnittsfläche der Klemmringsegmente im Bereich der Ausnehmungen immer höher sein als die der Querschnittsfläche der Spannschraube, so dass bei einem zu starken Anziehen der Spannschrauben diese eine Sollbruchstelle bilden.
Zur Verbesserung der Anlage des Klemmringes an den Flanschen verlaufen die Wände der Nut- im Querschnitt des Klemmringes gesehen - konisch zum Außenumfang hin und erzeugen somit beim Anziehen der Spannschrauben die gwünschte axiale Vorspannkraft.
Die Ausnehmungen selbst weisen - von der axialen Stirnseite des Klemmringes her gesehen - beispielsweise eine U-Form auf.
Die Klemmringsegmente weisen im Bereich ihrer miteinander verbindbaren Enden jeweils zum Außenumfang offene tangential verlaufende Ausnehmungen auf, in denen durch die Stirnseiten der aneinander liegenden Klemmringsegmente hindurchgehende Bohrungen zur Aufnahme der Spannschrauben vorgesehen sind.
Durch diese Ausgestaltung werden die Vorspannkräfte beim Anziehen der Spannschrauben direkt in die Klemmringsegmente eingeleitet.
Zur Verbesserung der Angriffsmöglichkeit eines Werkzeuges an der Spannschraube ragt die Spannschraubenmutter über den Außenumfang des Klemmringes hervor.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn der Spannschraubenkopf winkelbeweglich an der Bohrung des Klemmringes gelagert ist. Die kann beispielsweise durch entsprechend leicht konisch ausgebildete Auflageflächen am Spannringkopf und der Bohrung oder auch durch geeignete Zwischenscheiben erreicht werden.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles und einer vereinfachten Prinzipzeichnung erläutert werden.
Der perspektivisch dargestellt Klemmring besteht aus den Klemmringsegmenten 1. Diese weisen an ihren einanderzugekehrten Stirnseiten Bohrungen 9 auf und Ausnehmungen 8 am Außenumfang. Durch die Bohrungen 8 sind die Spannschrauben 2 geführt, die eine Spannschraubenmutter 3 und einen Spannschraubenkopf 4 aufweisen. Durch Anziehen der Spannschrauben werden die Klemmringsegmente aneinander gezogen und legen sich damit radial an einer nicht dargestellten Flanschverbindung an. Hierbei umgreift die am Innenumfang vorgesehene Nut 5 die entsprechenden aneinanderstoßenden Flansch an den zu verbindenden Bauteilen, z. B. den Gehäuseteilen eines Extruders. Vom Innenumfang ausgehend sind über den Innenumfang verteilt vier koaxial verlaufende Ausnehmungen 6 vorgesehen, die sich in radialer Richtung erstrecken, die Nut 5 unterbrechen, und zu einer Materialschwächung des Klemmringes in diesen Bereichen führen. Die Form der Ausnehmungen kann - wie dargestellt - u-förmig sein. Die Wände der Nut sind konisch ausgebildet, d. h. der Durchmesser der Nut vermindert sich in Richtung auf den Außendurchmesser.

Claims

1. Klemmring zum axialen Verbinden von zylindrischen Bauteilen, die an ihren einander gegenüberliegenden Stirnseiten ringförmige Flansche aufweisen, bestehend aus zwei oder mehr durch Spannschrauben (2) verbindbaren Klemmringsegmenten (1), die jeweils an ihrem Innenumfang eine die beiden gegenüberliegenden Flansche radial übergreifende Nut (5) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmringsegmente (1) jeweils mindestens eine radial vom Innenumfang ausgehende, die Nut (5) unterbrechende, Ausnehmung (6) aufweisen.

2. Klemmring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmringsegmente (1) im Bereich ihrer miteinander verbindbaren Enden (7) jeweils zum Außenumfang offene tangential verlaufende Ausnehmungen (8) aufweisen, in denen durch die Stirnseiten der aneinander liegenden Klemmringsegmente (1) hindurchgehende Bohrungen (9) zur Aufnahme der Spannschrauben (2) vorgesehen sind.

3. Klemmring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Festigkeit der minimalsten Querschnittsfläche der Klemmringsegmente (1) im Bereich der Ausnehmung (6) höher ist als die der Querschnittsfläche der Spannschraube (2).

4. Klemmring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände (10) der Nut (5) - im Querschnitt des Klemmringes gesehen - konisch zum Außenumfang hin verlaufen.

5. Klemmring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je Klemmringsegment (1) zwei im gleichen Abstand über den Innenumfang verteilte Ausnehmungen (6) vorgesehen sind.

6. Klemmring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (6) - von der axialen Stirnseite des Klemmringes gesehen - eine U-Form aufweisen.

7. Klemmring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannschraubenmutter (3) über den Außenumfang des Klemmringes hervorragt.

8. Klemmring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannschraubenkopf (4) winkelbeweglich an der Bohrung (9) des Klemmringes gelagert ist.