-
Die
Erfindung betrifft einen Schraubverbindung mit einem ersten Bauteil
und einem zweiten Bauteil, die mittels mehrerer, im wesentlichen
parallel verlaufender Schrauben gegeneinander gespannt sind.
-
Bei
einer derartigen Schraubverbindung kann es sich insbesondere um
einen Flanschverbindung zur Bildung eines Rohrleitungsstoßes handeln, von
dem im Folgenden beispielhaft ausgegangen wird. Jedoch ist die Erfindung
darauf nicht beschränkt und
kann auch bei anderen Schraubverbindungen Anwendung finden.
-
Es
ist seit langem bekannt, eine Rohrleitung, beispielsweise eine Gasleitung,
aus mehreren Rohrleitungsabschnitten zusammenzusetzen und an den Verbindungsstellen
eine Flanschverbindung auszubilden. Zu diesem Zweck weisen die beiden
zu verbindenden Rohrleitungsabschnitte an ihren einander zugewandten
Enden jeweils einen sich im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung
der Rohrleitung erstreckenden Flansch auf. Die Flansche besitzen mehrere über den
Umfang der Rohrleitung verteilte Bohrungen, in die jeweils eine
Schraube eingesteckt werden kann. Zur Bildung der Flanschverbindung werden
die Flansche üblicherweise
unter Zwischenschaltung einer Dichtung aufeinandergelegt und durch
mehrere Schrauben, die die Bohrungen durchdringen, gegeneinander
gespannt.
-
Der
Vorteil einer geschraubten Flanschverbindung liegt insbesondere
darin, das die Verbindung im Bedarfsfall in einfacher Weise gelöst werden kann,
falls beispielsweise ein Rohrleitungsabschnitt ausgewechselt werden
soll. Jedoch ist bei einer geschraubten Flanschverbindung die Gefahr
gegeben, dass unberechtigte Dritte die Flanschverbindung manipulieren
und auseinanderschrauben können,
womit insbesondere bei einer Gasleitung eine sehr hohe Unfallgefahr
verbunden ist.
-
Eine
Schraube üblicher
Ausgestaltung besitzt einen sechseckförmigen Kopf, an dem ein komplementär ausgebildeter
Gabelschlüssel
angesetzt werden kann, und/oder auf der Oberseite ihres Kopfes eine
lineare oder kreuzförmig
ausgebildete Eingriffsnut, in die ein Benutzer ein komplementär ausgebildetes
Ende eines Schraubenziehers einsetzen und durch dessen Drehung auf
die Schraube ein Drehmoment aufbringen kann. Bei Verwendung entsprechender
Schrauben in einer Flanschverbindung ist es jedem Dritten in einfacher
Weise möglich,
die Schrauben herauszudrehen und die Verbindung zu lösen.
-
Um
das Lösen
der Schrauben zu erschweren, ist es bekannt, für die Flanschverbindung spezielle
Schrauben zu verwenden, deren Kopf derartig geformte Eingriffsnuten
oder -ausnehmungen besitzt, in die ein handelsüblicher Schraubenzieher nicht
eingreifen kann. Um die Schraube herauszudrehen, bedarf es eines
speziell geformten Werkzeugs, das einem außenstehenden Dritten üblicherweise
nicht zur Verfügung
steht.
-
Unabhängig von
der Ausgestaltung des Schraubenkopfes lässt sich eine Schraube jedoch auch
mit Hilfe einer Zange lösen,
die auf der Außenseite
des Kopfes der Schraube angesetzt und gedreht wird.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zur Grunde, eine Schraubverbindung der
genannten Art zu schaffen, bei der das Lösen der Schrauben durch unberechtigte
Dritte verhindert oder zumindest erschwert ist.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer
Schraubverbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Dabei ist vorgesehen, dass zumindest einigen der Schrauben ein gemeinsames
Sicherungselement zugeordnet ist, das eine Bodenplatte, die von
den Schrauben durchdrungen und zwischen Köpfen der Schrauben und dem
zugeordneten Bauteil festgeklemmt ist, und zumindest eine Sicherungsschürze aufweist,
die den Kopf zumindest einer der Schrauben zumindest über den
Teilbereich seines Umfangs umgibt.
-
Die
Sicherungsschürze
verhindert, dass die von ihr umgebene Schraube durch Ansetzen einer Zange
an der Mantelfläche
des Kopfes der Schraube gelöst
werden kann. Der Abstand zwischen der Außenoberfläche des Kopfes der Schraube
und der Sicherungsschürze
sollte dabei so gering sein, dass in den zwischen diesen beiden
Bauteilen gebildeten Ringspalt keine Zange eingeführt werden
kann. Vorzugsweise liegt der genannte Abstand im Bereich von 1mm
bis 5mm.
-
Da
die Bodenplatte des Sicherungselementes von mehreren Schrauben der
Schraubverbindung durchdrungen ist, ist die Bodenplatte und somit
das Sicherungselement drehfest gehalten. Dies bringt den Vorteil
mit sich, dass auch dann kein Drehmoment auf den Kopf der gesicherten
Schraube aufgebracht werden kann, wenn versucht wird, die Sicherungsschürze zu verformen
und mittels einer Zange von außen
gegen die Mantelfläche
des Kopfes der Schraube anzulegen.
-
In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das
Sicherungselement für
zumindest zwei der Schrauben eine Sicherungsschürze aufweist. Wenn zumindest
zwei Schrauben der Schraubverbindung im erfindungsgemäßen Sinne gesichert
sind, ist in den meisten Fällen
sichergestellt, dass die Schraubverbindung tragfähig bleibt, auch wenn alle
weiteren Schrauben der Schraubverbindung von einem unberechtigte
Dritten gelöst
sein sollten.
-
Um
zuverlässig
auszuschließen,
dass ein Dritter den Kopf der gesicherten Schraube mit einer Zange
erfassen kann, sollte die Sicherungsschürze sich vorzugsweise zumindest
bis nahe der Oberseite des Kopfes der Schraube und insbesondere über diesen
hinaus erstrecken, so dass der Kopf vollständig innerhalb des von der
Sicherungsschürze
begrenzten Raumes angeordnet ist.
-
In
einer möglichen
Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Sicherungsschürze den
Kopf der Schraube vollständig
umgibt. In der Praxis hat es sich jedoch gezeigt, dass eine ausreichende
Sicherung der Schraube bereits dann gegeben ist, wenn sich die Sicherungsschürze nur über einen
Teilbereich des Umfangs des Kopfes erstreckt. In bevorzugter Ausgestaltung
der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sicherungsschürze den
Kopf der Schraube über
einen Umfangsbe reich von ≥ 180° und insbesondere
von ca. 180° bis
200° umgibt.
-
Wenn
die Schraubverbindung in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung
eine Flanschverbindung zur Bildung eines Rohrleitungsstoßes ist,
die einen ersten Rohrleitungsabschnitt, der einen ersten Flansch
aufweist, und einen zweiten Rohrleitungsabschnitt umfasst, der einen
zweiten Flansch aufweist, sind die die Flansche gegeneinander spannenden Schrauben
vorzugsweise gleichmäßig über den
Umfang der Rohrleitungsabschnitte bzw. der Flanschverbindung verteilt.
Um die Dichtheit der Flanschverbindung aufrecht zu erhalten, sollten
zumindest zwei diametral gegenüberliegende
Schrauben der Flanschverbindung jeweils mit einer Sicherungsschürze im erfindungsgemäßen Sinne
gesichert sein. Die Bodenplatte erstreckt sich dabei über mehr
als den halben Umfang der Flanschverbindung und ist dabei von mehr
als der Hälfte
aller Schrauben der Flanschverbindung durchdrungen.
-
Um
unberechtigten Dritten das Lösen
der Schrauben zu erschweren, sollten die am Kopf der Schraube ausgebildeten
Eingriffsnuten oder -ausnehmungen so ausgebildet sein, dass man
zum Lösen
der Schrauben ein spezielles Werkzeug benötigt. In bevorzugter Ausgestaltung
der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest die von der Sicherungsschürze umgebenen
Schrauben einen im wesentlichen kreiszylindrischen Kopf aufweisen,
auf dessen Mantel- oder Umfangsfläche mehrere Eingriffsausnehmungen
für den
Eingriff eines Werkzeugs ausgebildet sind. Die Eingriffsausnehmungen
sind vorzugsweise als sich in Längsrichtung
der Schraube erstreckende Längsnuten
ausgebildet, die auf der Oberseite der Schraube münden und
in die von der Oberseite der Schraube jeweils ein Vorsprung oder
Finger eines Werkzeugs eingeführt
wird.
-
Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:
-
1 einen
Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Schraubverbindung (Schnitt
I-I in 2),
-
2 die
Aufsicht II der Schraubverbindung gemäß 1,
-
3 eine
Aufsicht auf ein Sicherungselement,
-
4 den
Schnitt IV – IV
in 3,
-
5 eine
teilweise geschnitten dargestellte Seitenansicht einer Schraube
und
-
6 die
Aufsicht VI gemäß 5
-
Die 1 und 2 zeigen
eine Schraubverbindung in Form einer Flanschverbindung 10 zur Verbindung
eines ersten Rohrleitungsabschnitts 11 mit einem zweiten
Rohrleitungsabschnitts 12. Der erste Rohrleitungsabschnitt 11 besitzt
an seinem Ende einen im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung
des Rohrleitungsabschnitts 11 verlaufenden Flansch 11a,
der vier über
den Umfang gleichmäßig verteilte
Durchgangsbohrungen 16 aufweist.
-
Entsprechend
besitzt der zweite Rohrleitungsabschnitt 12 an seinem Ende
einen im wesentlichen senkrecht zur Längserstreckung verlaufenden Flansch 12a,
der ebenfalls vier gleichmäßig über den Umfang
verteilte Durchgangsbohrungen 17 aufweist, die mit einem
Innengewinde 17a ausgebildet sind. Die beiden Flansche 11a und 12a können unter
Zwischenschaltung einer Dichtung 13 aufeinander gelegt
und durch Schrauben 18, 22 gegeneinander gespannt
werden, so dass die Innenräume 14 und 15 der
Rohrleitungsabschnitte 11 und 12 dicht miteinander
verbunden sind.
-
Das
Verspannen der beiden Flansche 11a und 12a wird
in her Das Verspannen der beiden Flansche 11a und 12a wird
in herkömmlicher
Weise dadurch erreicht, dass die Durchgangsbohrungen 16 bzw. 17 miteinander
in Fluchtung gebracht und dann jeweils eine Schraube 18 bzw. 22 eingesetzt
wird. Die Schraube 18 bzw. 22 durchdringt den
Flansch 11a des ersten Rohrleitungsabschnitts 11 an
der Durchgangsbohrung 16 mit geringem Spiel und wird dann mit
dem Innengewinde 17a der Durchgangsbohrung 17 des
Flanschs 12a des zweiten Rohrleitungsabschnitts 12 verschraubt,
bis über
einen Kopf 18a bzw. 22a der Schraube 18 bzw. 22 die
gewünschte
Spannkraft aufgebracht wird.
-
Statt
die Schrauben 18 bzw. 22 direkt über das
Innengewinde 17a der Durchgangsbohrung 17 mit
dem Flansch 12a des zweiten Rohrleitungsabschnitts 12 zu
verschrauben, kann alternativ auch vorgesehen sein, dass die Schrauben
durch den Flansch 12a hindurchgesteckt und mit ihrem dann hervorstehenden
Ende mittels einer Mutter verschraubt sind, für die dann vorzugsweise spezielle Sicherungsmaßnahmen
vorgesehen sein sollten, wie sie auch im folgenden beschrieben werden.
-
Wie
insbesondere 2 zeigt, werden bei der Flanschverbindung
zwei unterschiedliche Schraubenarten verwendet, die sich lediglich
in der Ausgestaltung ihres Kopfes unterscheiden. Von den vier Schrauben
der Flanschverbindung sind zwei diametral gegenüberliegende Schrauben als herkömmliche
Sechskant-Schrauben, d.h. mit einem zylindrischen Kopf mit Sechseck-Querschnitt
ausgestaltet, während
die beiden anderen, ebenfalls diametral gegenüberliegenden Schrauben einen
Kopf mit einem kreiszylindrischen Querschnitt besitzen. Eine entsprechende
Schraube 18 mit kreiszylindrischem Kopf 18a ist
in den 5 und 6 dargestellt. Sie besitzt einen üblichen
Schaft 18b mit einem Außengewinde 18c und
dem kreiszylindrischen Kopf 18a. Auf der Mantelfläche des
Kop fes 18a sind drei sich in Längsrichtung der Schraube 18 erstreckende
Nuten 19 ausgebildet, die gleichmäßig über den Umfang des Kopfes 18a verteilt
sind und auf der Oberseite des Kopfes 18a münden. Wie 6 zeigt,
besitzen die Nuten 19 einem im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt.
Es ist somit möglich,
in die Nuten 19 von der Oberseite des Kopfes 18a stab-
oder fingerförmige
Abschnitte eines Werkzeugs einzuführen und somit auf den Kopf 18a ein
Drehmoment aufzubringen.
-
Zusätzlich zu
der speziellen Ausgestaltung des Kopfes 18a der Schrauben 18 ist
ein gemeinsames Sicherungselement 20 vorgesehen, wie es
in den 3 und 4 dargestellt ist. Das Sicherungselement 20 besitzt
eine C-förmige
Bodenplatte, in der drei Durchgangsbohrungen 21 ausgebildet
sind, die hinsichtlich ihrer Größe und Anordnung
den Durchgangsbohrungen 16 des Flansches 11a bzw.
den Durchgangsbohrungen 17 des Flansches 12a entsprechen.
Die Bodenplatte 20 ist so ausgebildet, dass sie auf die
Oberseite des Flansches 11a aufgelegt werden kann und dann über etwas
mehr als 180° um
den Rohrleitungsabschnitt 11 umläuft, wie es in 2 dargestellt
ist. Im Bereich ihrer Enden besitzt das Sicherungselement 20 jeweils
eine Sicherungsschürze 20b,
die einstückig
an die Bodenplatte 20a angeformt ist und sich im wesentlichen
senkrecht zu dieser erstreckt. Wie insbesondere 3 zeigt,
beginnt jede Sicherungsschürze 20b etwa
im Viertelpunkt der Länge
der Bodenplatte 20a und besitzt zunächst eine zum Ende der Bodenplatte 20b zunehmende
Höhe, bis
ihre Höhe
etwa der Dicke des Kopfes 18a der Schraube 18 entspricht,
und umläuft dann
mit geringem Abstand die jeweils endseitige Durchgangsbohrung 21,
so dass diese über
einen Umfang von ≥ 180° von der
Sicherungsschürze 20b umgeben
ist. Die Bodenplatte 20a und die Sicherungsschürzen 20b bestehen
vorzugsweise aus seinem sehr widerstandsfähigem Material, insbesondere
Stahl.
-
Wie 1 zeigt,
erstreckt sich die Sicherungsschürze 20b bis
zur Oberseite des Kopfes 18a der Schraube 18,
so dass die Schraube 18 nicht nach oben über die
Sicherungsschürze 20b hinausragt.
-
Im
montierten Zustand des Sicherungselementes 20, wie an den 1 und 2 dargestellt ist,
liegt das Sicherungselement 20 mit seiner Bodenplatte 20a auf
der Oberseite des Flansches 11a des Rohrleitungselementes 11 auf
und ist an seinen Durchgangsbohrungen 21 von drei Schrauben 18 bzw. 22 durchdrungen,
und zwischen den Köpfen
der Schrauben und der Oberseite des Flansches 11a eingespannt.
Auf diese Weise ist das Sicherungselement 20 drehfest gehalten.
Die Köpfe 18a der Schrauben 18 sind
in diesem Zustand von jeweils der zugeordneten Sicherungsschürze 20b umgeben,
so dass sich nur mittels eines speziellen Werkzeugs, das in die
Längsnuten 19 des
Kopfes 18a der Schraube 18 eingreift, ein Drehmoment
auf die Schraube 18 aufbringen lässt.