DE102005048513A1

DE102005048513A1 - Flanschanordnung zur Verbindung von Gehäusen, Rohren oder dergleichen

Info

Publication number: DE102005048513A1
Application number: DE200510048513
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dambietz; Christoph Sorowski; Manfred Meinherz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2005-10-05
Publication date: 2007-04-19
Also published as: WO2007039624A1

Abstract

Eine Flanschanordnung zur Verbindung von Gehäusen, Rohren oder dgl. in einer gasisolierten (GIS) oder luft- und gasisolierten Anlage (HIS) mit einem ersten umformbaren Flächenteil (10), das eine erste Verbindungsseite (10a) aufweist, die einen ersten Flansch (11) zur Herstellung einer Flanschverbindung mit einem zweiten Flächenteil (20) angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch ein Losflansch (11, 31) ist und das Flächenteil (10, 20) an der Verbindungsseite nach außen umgeformt ist und den Losflansch (11, 31) verbindungsseitig abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flanschanordnung zur Verbindung von Gehäusen, Rohren oder dgl. in einer gasisolierten Schaltanlage (GIS) oder hochintegrierten Schaltanlage (HIS), mit einem ersten umformbaren Flächenteil, das eine erste Verbindungsseite aufweist, an der ein erster Flansch zur Herstellung einer Flanschverbindung mit einem ersten Flanschteil angeordnet ist.

Solche Flanschverbindungen sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Für die Verbindung von Gehäusen, Druckbehältern, Ausleitungen, Verlängerungsrohren in gasisolierten oder gas- und luftisolierten (hybriden) Schaltanlagen werden an ein Flächenteil angeschweißte oder angegossene Festflansche mit oder ohne Zwischenstücken verwendet ( EP 0597147 A1 ). Für die Herstellung ist es demnach erforderlich, einen Arbeitsgang "Schweißen" oder "Gießen" vorzusehen, der die Herstellungskosten solcher Flächenteile bzw. Gehäuse, Druckbehälter, Ausleitungen, Verlängerungsrohre oder dgl. in die Höhe treibt und einen Wettbewerbsnachteil mit sich bringt.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Flanschverbindungstechnik bzw. eine Flanschanordnung für Gehäuse, Druckbehälter, Ausleitungen, Verlängerungsrohre oder dgl. in GIS- und HIS-Anlagen zu schaffen, bei der die Herstellungskosten durch Wegfall des Arbeitsganges "Schweißen" oder "Gießen" deutlich gesenkt werden können.

Die Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Flanschanordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Flansch ein Losflansch ist und das Flächenteil an der Verbindungsseite nach außen umgeformt ist und den Losflansch verbindungsseitig abstützt.

Durch die Verwendung von Losflanschen, also Flanschen, die lose auf einem Flächenteil angeordnet werden, und einer entsprechenden Umformung des Flächenteils zur Abstützung des Losflansches und zur kraftschlüssigen Verbindung von zwei Flächenteilen fällt der Arbeitsgang "Schweißen" oder "Gießen" weg. Die Losflansche werden in der Praxis zum Beispiel auf zylindrische Mantelbleche aus Stahl oder Aluminium gelegt, und zwar in der Nähe einer Verbindungsseite, und anschließend wird das Mantelrohr an den Rohrenden bzw. der Verbindungsseite nach außen umgeformt.

Mit dieser Flanschverbindungstechnik kann ein Flächenteil mit einem Losflansch auch mit einem Flächenteil mit einem Festflansch verbunden werden. Darüber hinaus kann in vorteilhafter Weise zwischen zwei Flächenteilen mit Losflanschen auch ein Dichtungselement ohne Zwischenstück oder mit Zwischenstück oder auch ein Ring mit einer integrierten Gießharzdurchführung angeordnet sein. Zwischenstücke oder Zwischenringe übertragen die Umformungen der Flächenteile. Das Zwischenstück kann fluchtend zwischen den Flanschen angeordnet sein und die Flansche in ihrer Lage zueinander stabilisieren.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Dichtungselement ein Ring ist. Dadurch kann die erfindungsgemäße Anordnung in Ausleitungen oder Verlängerungsrohren von GIS- oder HIS-Anlagen zum Einsatz kommen.

Darüber hinaus besteht ein Vorteil darin, dass das Dichtungselement in einer anderen Ausführungsform auch ein Ring mit integrierter Gießharzdurchführung ist. Dadurch kann das in der erfindungsgemäßen Anordnung zum Einsatz kommende Dichtungselement neben einer Dichtungsfunktion auch eine Durchführungsfunktion übernehmen.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass in dem ersten Flächenteil an einem umgeformten Abschnitt eine flächenparallele Sicke ausgebildet ist. Wenn auch an einem umgeformten Abschnitt des zweiten Flächenteils eine flächenparallele Sicke ausgebildet ist, die im montierten Zustand der Sicke des ersten Flächenteils gegenüberliegt und mit dieser einen Hohlraum bildet, kann das Dichtungselement in diesem angeordnet werden und optisch von außen verborgen bleiben. Das Dichtungselement wird so in den von beiden Sicken gebildeten Raum geführt. Eine vereinfachte Variante kann auch vorsehen, eine flächenparallele Sicke in nur einem der Flächenteile vorzusehen. In diesem Falle wird die Lagefixierung des Dichtungselementes von der einen Sicke gewährleistet. Das Dichtungselement kann so beispielsweise gegen eine ebene Fläche eines zweiten Flächenteiles gepresst werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden in einer Zeichnung schematisch gezeigt und näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine Teilansicht einer Flanschanordnung gemäß Erfindung zur Verbindung eines ersten Flächenteils mit Losflansch und eines zweiten Flächenteils mit Festflansch;

2 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Flanschanordnung zur Verbindung von zwei Flächenteilen mit Losflanschen und einem dazwischen angeordneten Dichtungselement mit Zwischenstück;

3 eine Teilansicht der Flanschanordnung gemäß Erfindung zur Verbindung von zwei Flächenteilen mit Losflanschen und einem dazwischen angeordneten Ring mit integrierter Gießharzdurchführung;

4 eine Teilansicht der Flanschanordnung gemäß Erfindung mit einer im umgeformten ersten Flächenteil ausgebildeten Sicke;

5 eine Teilansicht der Flächenanordnung gemäß Erfindung mit einem in Sicken zweier Flächenteile geführten Dichtungselement.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines ersten Flächenteils 10, das in der vorliegenden Ausführungsform ein zylindrisches Mantelblech eines Mantelrohres ist, das vorzugsweise zur Verwendung in einer GIS- oder HIS-Anlage bestimmt ist, d.h., gasdicht ausgebildet sein soll. An einer ersten Verbindungsseite 10a ist das erste Flächenteil 10 nach außen umgeformt und weist dort einen umgeformten Abschnitt 10b auf. Auf dem ersten Flächenteil 10, direkt angrenzend an den nach außen geformten Abschnitt 10b, ist ein Losflansch 11 aufgelegt, der seitlich an dem umgeformten Abschnitt 10b abgestützt ist. Der Losflansch 11 weist eine Durchgangsbohrung 11a auf, durch die ein Verbindungselement (nicht dargestellt), wie beispielsweise eine Verbindungsschraube, hindurchgeführt werden kann. Der umgeformte Abschnitt 10b erstreckt sich bis in die Nähe der Durchgangsbohrung 11a. In 1 ist auch ein zweites Flächenteil 20 dargestellt mit einer zweiten Verbindungsseite 20b, an der ein Festflansch 21 zum Beispiel durch einen Schweißvorgang oder einen Gießvorgang angeformt ist. Auch der Festflansch 21 weist eine Durchgangsbohrung 21a auf. Zur vorzugsweise gasdichten Verbindung der beiden Flächenteile 10, 20 wird der Festflansch mit sei ner Außenseite an die Außenseite des umgeformten Abschnitts 10b gerückt und dann ein Verbindungselement (nicht dargestellt) durch die beiden Durchgangsbohrungen 11a und 21a hindurchgeführt und festgelegt, zum Beispiel in Form einer Schraube und einer Mutter. In eine zwischen dem umgeformten Abschnitt 10b und dem Festflansch 20 gebildete Fügefläche kann zusätzlich ein Dichtelement 20a eingelegt sein. Zu dessen Aufnahme weist der Festflansch 20 eine ringförmige Nut 20c auf.

In 2 ist schematisch eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Flanschanordnung dargestellt. Das erste Flächenteil 10 entspricht dem ersten Flächenteil 10 in 1. Ein zweites Flächenteil 30 ist allerdings mit dem ersten Flächenteil 10 identisch und weist anstelle eines Festflansches 21 einen Losflansch 31 auf. Auch der Losflansch 31 hat eine Durchgangsbohrung 31a. Auch das zweite Flächenteil 30 weist an einer zweiten Verbindungsseite 30a einen umgeformten Abschnitt 30b auf, der mit dem umgeformten Abschnitt 10b identisch ist. Zwischen dem ersten umgeformten Abschnitt 10b und dem zweiten umgeformten Abschnitt 30b ist ein Dichtungselement eingefügt, das zum Beispiel ein Zwischenstück 3 in Form eines Ringes aufweist, das ebenfalls eine Durchgangsbohrung 3a aufweist, die mit den Durchgangsbohrungen 11a und 31a fluchtet.

Die umgeformten Abschnitte 10b, 30b liegen zwischen dem ersten Losflansch 11 und dem Zwischenstück 3 bzw. zwischen dem Zwischenstück 3 und dem zweiten Losflansch 31. Mit Hilfe beispielsweise einer Schraubverbindung werden die Losflansche 11, 31 gegen die jeweiligen umgeformten Abschnitte 10b und 30b und somit gegen das Zwischenstück 3 gezogen, so dass eine vorzugsweise gasdichte Verbindung entsteht. Zur Gewährleistung einer Gasdichtheit sind an dem Zwischenstück 3 den umge formten Abschnitten 10b, 30b zugewandte ringförmig umlaufende Nuten 3b, 3c angeordnet, in welche zusätzliche Dichtelemente einfügbar sind.

In 3 ist eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Flanschanordnung dargestellt. Das erste Flächenteil 10 und das zweite Flächenteil 30 sind identisch mit den entsprechenden Flächenteilen in 2. Anstelle des Dichtungselementes in 2 ist zwischen dem ersten umgeformten Abschnitt 10b und dem zweiten umgeformten Abschnitt 30b ein Ring mit integrierter Gießharzdurchführung 4 angeordnet, der ebenfalls eine Durchgangsbohrung 4a aufweist, um zwischen den Losflanschen 11 und 31, zum Beispiel mittels Verschraubung, eine vorzugsweise gasdichte Verbindung herzustellen. Die Gießharzdurchführung dient der isolierten Halterung eines elektrischen Leiters im Innern der Flächenteile.

In 4 ist eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Flanschanordnung dargestellt. Das erste Flächenteil 10 weist an der ersten Verbindungsseite 10a einen umgeformten Abschnitt 10b auf, der parallel zur Hauptfläche, im vorliegenden Fall konzentrisch zum Mantelrohr, eine zurückspringende Vertiefung (Sicke; Kehlung) 10c aufweist. An diese Verbindungsseite 10a kann im Grunde eine beliebiges zweites Flächenteil 20, 30 angeordnet und über die Durchgangsbohrungen 11a, 21a bzw. 31a verschraubt oder in anderer Weise vorzugsweise gasdicht festgelegt werden. Die Sicke 10 kann bei einem Verspannen entsprechend verformt werden, so dass eine gasdichte Verbindung entsteht. Vorzugsweise sollte die Verformung elastisch ausgebildet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, in die den umgeformten Abschnitt stabilisierende Sicke ein elastisches Dichtungselement einzubringen.

In 5 ist schematisch noch eine Variante der erfindungsgemäßen Flanschanordnung dargestellt. Das erste Flächenteil 10 entspricht dem ersten Flächenteil 10 aus 4 und weist ebenfalls die Sicke 10c in dem umgeformten Abschnitt 10b auf. Ein zweites Flächenteil 50 ist mit dem ersten Flächenteil 10 identisch und weist ebenfalls eine Sicke 50c in einem umgeformten Abschnitt 50b auf, die der Sicke 10c im umgeformten Abschnitt 10b gegenüberliegt. Dadurch entsteht ein in etwa kreisringförmiger Hohlraum zwischen zwei aneinander angrenzenden Losflanschen 11; 51, in den ein ringförmiges Dichtungselement 5 eingefügt ist und eine gasdichte Verbindung herstellt. Mit einem solchen ringförmigen Dichtungselement 5 kann auf ein Zwischenstück 3, wie dies in 2 dargestellt ist, verzichtet werden.

Je nach Bauart können an den Flächenteilen Zuganker (nicht dargestellt) ausgebildet bzw. angeordnet sein, um Druckkräfte aufzunehmen, wenn dies notwendig ist. Eine solche Notwendigkeit könnte zum Beispiel bestehen, wenn die beschriebenen Flächenteile Rohre oder Behältnisse umschließen, die für eine Druckbefüllung vorgesehen sind, wie z.B. in einer GIS- oder HIS-Anlage.

Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Flanschanordnung umfasst die Schritte:

– Auflegen eines Losflansches auf ein erstes Flächenteil in der Nähe einer Verbindungsseite;
– Umformen der Verbindungsseite.

Claims

Flanschanordnung zur Verbindung von Gehäusen, Rohren oder dgl. in einer gasisolierten oder gas- und luftisolierten Schaltanlage, mit einem ersten umformbaren Flächenteil (10), das eine erste Verbindungsseite (10a) aufweist, an der ein erster Flansch (11) zur Herstellung einer Flanschverbindung mit einem zweiten Flächenteil (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (11; 31) ein Losflansch ist und das erste Flächenteil (10) an der ersten Verbindungsseite (10a) nach außen umgeformt ist und den Losflansch (11; 31) verbindungsseitig abstützt.
Flanschanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten umformbaren Flächenteil (10) und einem zweiten umformbaren Flächenteil (20; 30; 50) ein Dichtungselement (2) angeordnet ist.
Flanschanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement ein Zwischenstück (3) zur fluchtenden Anordnung zwischen den Flanschen (11; 21; 31) des ersten Flächenteils (10) und des zweiten Flächenteils (20; 30; 50) aufweist.
Flanschanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement ein Ring ist.
Flanschanordnung nach einen der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement ein Ring mit integrierter Gießharzdurchführung (4) ist.
Flanschanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Flächenteil (10) an einem umgeformten Abschnitt (10b) eine flächenparallele Sicke (10c) ausgebildet ist.
Flanschanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem umgeformten Abschnitt (50b) des zweiten Flächenteils (50) eine flächenparallele Sicke (50c) ausgebildet ist.
Flanschanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (5) in dem durch die sich gegenüberliegenden Sicken (10c, 50c) des ersten Flächenteils (10) und des zweiten Flächenteils (50) gebildeten Hohlraum angeordnet ist.