DE102020113431A1 - Flanschanordnung, Rohrleitungssystem und Schraubenmutter - Google Patents

Flanschanordnung, Rohrleitungssystem und Schraubenmutter Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flanschanordnung mit einem unteren Flansch (2a) und einem darüber angeordneten Gegenelement, welche durch Schraubmittel (4) gegeneinander verspannt sind, wobei sich die Schraubmittel (4) entlang einer Längsrichtung durch Schraubenlöcher (5) des unteren Flansches (2a) erstrecken und jeweils durch eine Schraubenmutter (6) gegen eine Unterseite des unteren Flansches (2a) abstützt sind und wobei ein zwischen dem unteren Flansch (2a) und dem Gegenelement gebildeter radialer Abstandsspalt (7) sich von einem Rand des unteren Flanschen (2a) bis zu den Schraublöchern (5) erstreckt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schraubenmuttern (6) jeweils an einer der Unterseite des unteren Flansches (2a) zugewandten Anlageseite zumindest eine radiale Nut (8) aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Flanschanordnung mit einem unteren Flansch und einem darüber angeordneten Gegenelement, welche durch Schraubmittel gegeneinander verspannt sind, wobei sich die Schraubmittel entlang einer Längsrichtung durch Schraubenlöcher des unteren Flansches erstrecken und jeweils durch eine Schraubenmutter gegen eine Unterseite des unteren Flansches abgestützt sind und wobei ein zwischen dem unteren Flansch und dem Gegenelement gebildeter radialer Abstandsspalt sich von einem Rand des unteren Flansches bis zu den Schraubenlöchern erstreckt.
  • Als Gegenelement ist üblicherweise ein oberer Flansch vorgesehen, sodass dann eine herkömmliche Flanschverbindung vorliegt. Als oberes Element können jedoch auch Geräteanschlüsse oder dergleichen vorgesehen sein.
  • Im Rahmen der Erfindung ist die Flanschanordnung insbesondere für eine horizontale Anordnung des unteren Flansches vorgesehen, sodass dann auch der zwischen dem Gegenelement, also beispielsweise einem oberen Flansch, und dem unteren Flansch gebildete radiale Spalt horizontal bis zu den Schraubenlöchern verläuft, welche dann entlang der Längsrichtung der Schraubmittel in vertikaler Richtung verlaufen. Bei den Schraubmitteln kann es sich ohne Einschränkung um Kopfschrauben, Schraubenbolzen mit Dehnschaft, Gewindebolzen, Stehbolzen oder auch Stiftschrauben handeln. Den verschiedenen Ausführungen ist jedoch gemein, dass die Abstützung gegen die Unterseite des unteren Flansches durch die Schraubenmuttern erfolgt.
  • Der radiale Abstandsspalt zwischen dem unteren Flansch und dem Gegenelement ist bei einer üblichen Bauform beispielsweise auf die Anordnung eines Dichtrings zurückzuführen, der dann durch die Schraubmittel an Dichtflächen des unteren Flansches sowie des Gegenelementes angeordnet und durch die Schraubmittel gespannt ist.
  • Im Außenbereich oder in feuchten Umgebungen kann Wasser insbesondere in Form von Regenwasser oder Kondensat bzw. feuchte Luft durch den radialen Abstandsspalt eintreten und sich um die Schraubmittel herum in den Schraublöchern sammeln, die dann bei einer herkömmlichen Flanschanordnung nach unten durch die Schraubenmuttern oder auch eine Unterlegscheiben verschlossen sind. Bei einer solchen Ansammlung von Wasser besteht an den Schraubmitteln eine stark erhöhte Korrosionsneigung, selbst wenn diese in einem gewissen Maße korrosionsbeständig sind.
  • In diesem Zusammenhang sind aus der Praxis Unterlegscheiben bekannt, die an beiden Seiten jeweils versetzt zwei Nuten oder vier Nuten aufweisen. Durch die Nuten kann bei einer waagerechten Ausrichtung des unteren Flansches Wasser aus den Schraublöchern abgeführt werden. Da mittels der Unterlegscheiben im Vergleich zu der Auflagefläche der Schrauben in Richtung des Flansches eine größere Abstützfläche bereitgestellt wird und die Unterlegscheiben einen deutlich größeren Durchmesser haben als die zugeordneten Schraubenmuttern, kann die durch die Nuten resultierende Materialschwächung hingenommen werden.
  • Um die Unterlegscheiben nicht zu stark zu schwächen, sind die Nuten an beiden Seiten der Unterlegscheiben um den Umfang versetzt angeordnet. Entsprechende Unterlegscheiben werden von der Möller-Metalldichtungen GmbH unter der Bezeichnung MMD-W-CP vertrieben (siehe Datenblatt „Unterlegscheiben für Schraubverbindungen an Flanschen, Armaturen und Druckbehältern“, Stand 08.08.2019 Rev. 02 der Möller-Metalldichtungen GmbH - www.moeller-md.de). Die Funktion der Schraubmittel in ihrer Zusammenwirkung mit den Schraubmuttern wird durch die Unterlegscheibe nicht beeinträchtigt. Durch die auf beiden Seiten vorgesehenen und zueinander versetzten Nuten weisen die Unterlegscheiben gerade auch bei geringen Durchmessern eine große Dicke auf, wobei dann ein zusätzlicher Platzbedarf resultiert und entsprechend lange Schraubmittel einzusetzen sind.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flanschanordnung anzugeben, die sich bei einer horizontalen Ausrichtung des unteren Flansches auch in feuchten Umgebungen durch gute Funktionseigenschaften, eine einfache Handhabung sowie kompakte Abmessungen auszeichnet. Des Weiteren sollen auch ein Rohrleitungssystem sowie eine Schraubenmuttern angegeben werden.
  • Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe sind eine Flanschanordnung gemäß Patentanspruch 1, ein Rohrleitungssystem gemäß Patentanspruch 17 sowie eine Schraubenmutter für die Flanschanordnung gemäß Patentanspruch 18.
  • Ausgehend von dem gattungsgemäßen Stand der Technik ist vorgesehen, dass die Schraubenmuttern jeweils an einer der Unterseite des unteren Flansches zugewandten Anlageseite zumindest eine radiale Nut aufweisen.
  • Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass bei einer horizontalen Anordnung des unteren Flansches eine Entwässerung direkt mit der Schraubenmutter ohne eine zusätzliche Unterlegscheibe möglich ist, sodass sich ein geringerer Bauraum und insgesamt weniger Teile ergeben.
  • Anstelle einer ausgehend von dem Stand der Technik grundsätzlich möglichen Abdichtung des radialen Spaltes oder der Anbringung von Nuten lediglich auf einer Seite der Unterlegscheiben mit einer damit verbundenen geringeren Bauhöhe können die üblicherweise in ihrer Bauform durch Normen grundsätzlich festgelegten Schraubenmuttern so modifiziert werden, dass bei einer geeigneten Anordnung und Dimensionierung der Nuten einerseits die Anforderungen an die Schraubenmutter selbst noch erfüllt werden und andererseits eine ausreichende Entwässerung erzielt wird.
  • Dabei ist zu beachten, dass durch die zumindest eine radiale Nut die zur Verfügung stehende Anlagefläche an der Anlageseite der Schraubenmutter reduziert ist. Des Weiteren resultiert auch eine mechanische Schwächung durch die Nuten, wobei je nach Bauform auch das Innengewinde der Schraubenmuttern durch die zumindest eine Nut beeinträchtigt sein kann.
  • Des Weiteren ist zu beachten, dass bei einer zu kleinen Ausgestaltung der radialen Nut insbesondere aufgrund der Oberflächenspannung des Wassers sowie aufgrund von Kapillareffekten eine ausreichende Entwässerung nicht gegeben ist.
  • Orientierende Versuche haben im Rahmen der Erfindung jedoch gezeigt, dass bei üblichen Größen von Flanschanordnungen die radiale Nut überraschenderweise so ausgeführt werden kann, dass einerseits eine ausreichende Entwässerung möglich ist, wobei andererseits auch die mechanischen Anforderungen erfüllt werden, selbst wenn gegebenenfalls gegenüber einer genormten Bauform der Schraubenmutter eine Modifikation durch das Einbringen der Nuten resultiert.
  • Hinsichtlich der Entwässerungsleistung ist einerseits der Querschnitt der zumindest einen Nut relevant. So ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Tiefe der zumindest einen Nut zwischen 2,5 mm und 8 mm, insbesondere zwischen 3,5 mm und 7 mm beträgt. Selbstverständlich kann bei einer größeren Schraubenmutter ohne eine übermäßige Beeinträchtigung der Festigkeit eine größere bzw. tiefere Nut vorgesehen sein.
  • Bei einer größeren Dimensionierung der Schraubenmutter und somit üblicherweise auch der gesamten Flanschanordnung ist üblicherweise auch mit größeren Spalten, einer größeren Ansammlung von Wasser und gegebenenfalls auch größeren Schmutzpartikeln zu rechnen, die dann ebenfalls durch die Nuten in einem gewissen Maße abgeführt werden können. In dem genannten Parameterbereich wird also für kleine Durchmesser der Schraubenmuttern eher ein geringerer Wert und für große Schraubenmuttern eher ein größerer Wert ausgewählt. Allein aufgrund des Fließverhaltens von Wasser besteht bei einer zu kleinen Nut jedoch die Gefahr, dass überhaupt keine ausreichende Entwässerung aufgrund der Oberflächenspannung und Kapillarwirkung von Wasser resultiert.
  • Um die Tiefe der Nut auch mit der Größe der Schraubenmutter in Bezug zu setzen, kann die Tiefe der Nut auch mit der Gewindesteigung verglichen werden, welche gemäß älteren Veröffentlichungen auch als Ganghöhe bezeichnet ist. So beträgt die Tiefe der Nut im Rahmen der Erfindung insbesondere zwischen dem 1,4-fachen und 2,4-fachen der Gewindesteigung bei üblichen Maßen der Schraubenmutter.
  • Die Breite der zumindest einen Nut liegt vorzugsweise zwischen 2,5 mm und 8 mm, insbesondere zwischen 3,5 mm und 7 mm. Auch hier gelten die zuvor angeführten Kriterien hinsichtlich der Größe der Schraubenmuttern. Die Tiefe der zumindest einen Nut kann dabei gleich oder in etwa gleich zu der Breite der Nut sein.
  • Hinsichtlich der Tiefe der Nut ist auch zu beachten, dass zumindest eine Nut üblicherweise auch bis zu den Gewindegängen an der Innenseite der Schraubenmutter reicht, sodass dadurch auch die effektive Länge der nutzbaren Gewindegänge aufgrund einer resultierenden Schwächung reduziert sein kann. Auch vor diesem Hintergrund soll die zumindest eine Nut der Schraubenmutter sorgfältig dimensioniert sein.
  • Durch die Breite der zumindest einen Nut ist an der Anlageseite die Auflagefläche reduziert. Bei üblichen Größen von Schraubenmuttern konnte aber in orientierenden Berechnungen nachgewiesen werden, dass auch bei üblichen Sicherheitszuschlägen eine nötige Tragkraft noch gegeben ist.
  • Durch die in die Schraubenmuttern an der Anlageseite eingebrachten Nuten ist die Schraubenmutter auch geometrisch und/oder in ihrem Gefüge geschwächt. Es versteht sich, dass an den Nuten Kanten, Ecken oder dergleichen zu vermeiden sind, an denen Kraftspitzen auftreten können.
  • Vor diesem Hintergrund ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die zumindest eine radiale Nut jeder Schraubenmutter eine U-Form mit einem bogenförmigen Nutgrund und geraden Seiten aufweist. Der Nutgrund kann insbesondere von einem Radius gebildet sein, wobei der Nutgrund dann besonders bevorzugt insgesamt einen Halbkreis bildet.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Schraubenmutter zwei an der Anlageseite einander radial gegenüberliegende Nuten aufweist, die folglich zueinander um 180° versetzt sind. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass die Schraubenmutter lediglich eine Nut oder auch mehr als zwei Nuten, beispielsweise vier Nuten mit einer Teilung von 90° untereinander aufweist.
  • Für die gewünschte Entwässerungsfunktion ist nicht nur die zuvor beschriebene Form und Größe der zumindest einen Nut relevant. Auch in Richtung der zu entwässernden Schraubenlöcher sollen keine Engstellen vorhanden sein.
  • Vor diesem Hintergrund ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass an der Anlageseite der Schraubenmutter ausgehend von einer Stirnfläche zwischen den Schraubenmuttern und den jeweils zugeordneten Schraubmitteln ein Ringspalt gebildet ist, der entlang der Längsrichtung eine Ringspalthöhe und in radialer Richtung eine Ringspaltbreite aufweist, wobei die Ringspalthöhe zwischen dem 0,8- und zweifachen, insbesondere zwischen dem 0,9- und 1 ,5-fachen der Ringspaltbreite beträgt.
  • Einfache Sechskantmuttern als Schraubenmuttern, die beispielsweise durch die Norm DIN EN ISO 4032 beschrieben sind, weisen an ihren Stirnseiten eine Senkung mit einem Winkel von beispielsweise etwa 30° auf. Die Senkung bildet dann einen Ringspalt aus, der relativ flach ist und den zuvor beschriebenen Kriterien nicht genügt.
  • Um einen ausreichend großen Ringspalt zu schaffen, können dann solche Schraubmuttern mit einer steileren kegeligen Senkung, einem konvexen Radius oder einer einfachen zylindrischen Einfräsung versehen werden. So kann der Ringspalt insbesondere eine Form ausgewählt aus der Gruppe Dreieck, Rechteck und Kreissegment, insbesondere Viertelkreis aufweisen.
  • Des Weiteren sind aus der Praxis Sechskantmuttern als Schraubenmuttern bekannt, welche bereits ohne eine weitere Modifikation die zuvor beschriebenen Kriterien für die bevorzugte Ausbildung eines Ringspaltes aufweisen. So sind Sechskantmuttern für den Schrauben der Form NF gemäß DIN 2510-5 mit einem zylinderförmigen Zentrierabschnitt versehen, der an seiner Außenseite zylindrisch ist, sich über eine Länge von beispielsweise 2 bis 3 mm erstreckt und an seiner Innenseite eine kegelige Senkung mit einem steileren Winkel von 55° in Bezug auf die Stirnfläche aufweist. Durch die Senkung wird bei dieser Art von Schraubenmuttern ein dreieckiger Ringspalt mit einer ausreichenden Höhe gebildet, wobei dann die zunächst eine radiale Nut an diesem Ringspalt endet und durch den Ringspalt im ausreichenden Maße zugänglich ist, um Wasser abzuführen.
  • Die Breite des Ringspalts kann beispielsweise zwischen 1 mm und 3 mm betragen.
  • Durch den Ringspalt wird an der Anlageseite die für eine Abstützung grundsätzlich zur Verfügung stehende Fläche reduziert. Allerdings ist ohnehin in den Schraublöchern zu den darin geführten Schraubmitteln üblicherweise ein gewisses Spiel vorhanden. So kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Differenz eines maximalen Ringspaltradiuses an der Stirnfläche zu einem Innendurchmesser der Schraublöcher weniger als +/- 2 mm, insbesondere weniger als +/- 1 mm beträgt.
  • Hinsichtlich der Ausführung der Schraubenmutter sind im Rahmen der Erfindung auch Sonderformen wie beispielsweise Spannmuttern möglich.
  • Ein Innengewinde der Schraubenmuttern steht mit dem jeweils zugeordneten Schraubmittel gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung über typischerweise 5 bis 7 Gewindegänge in Eingriff.
  • Wie bereits eingangs erläutert, können die Schraubmittel ohne Einschränkung als Kopfschraube, Schraubenbolzen mit Dehnschaft, Gewindebolzen, Stehbolzen oder auch Stiftschraube ausgeführt sein.
  • Das Schraubmittel kann auch einen Dehnschaft aufweisen, wobei geeignete Schraubbolzen mit dem Schaft durch DIN 2510-3 normiert sind.
  • Die Flanschverbindung kann unterschiedlich ausgeführt und dimensioniert sein. Bei metrischen Gewinden liegen typische Größen der Schraubmuttern im Bereich von M16 bis M30, wobei die Erfindung keineswegs auf diesen Bereich beschränkt ist.
  • Wie bereits eingangs beschrieben, ist das Gegenelement gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung von einem oberen Flansch gebildet.
  • Zwischen dem unteren Flansch und dem Gegenelement, also insbesondere im oberen Flansch ist, gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein Dichtungsring angeordnet, sodass dann durch das Verspannen des Dichtungsringes üblicherweise in einem Krafthauptschluss der Abstandsspalt resultiert.
  • Die Schraubenmuttern und die Schraubmittel sind zweckmäßigerweise aus dem gleichen Werkstoff gebildet. Dies bezieht sich insbesondere auf die Klassifizierung des Werkstoffes nach dem Nummernsystem gemäß EN 10027.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch ein Rohrleitungssystem mit zwei entlang einer vertikalen Richtung verlaufenden Rohrleitungsabschnitten, welche durch eine Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 verbunden ist.
  • Die Flanschanordnung umfasst dann einen oberen Flansch und einen unteren Flansch, die horizontal ausgerichtet sind. Entsprechend verläuft auch ein radialer Abstandsspalt zwischen dem oberen Flansch und dem unteren Flansch in horizontaler Richtung.
  • Bezüglich der weiteren Merkmale des Rohrleitungssystems wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
  • Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Schraubenmutter für die zuvor beschriebene Flanschverbindung. Die Schraubenmutter ist demnach durch zumindest eine radiale Nut an einer für die Anlage an einem Flansch vorgesehenen Anlageseite gekennzeichnet.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
    • 1 Ein Rohrleitungssystem mit einer Flanschanordnung,
    • 2 eine Schraubenmutter der Flanschanordnung gemäß der 2 in einem Teilschnitt,
    • 3 eine perspektivische Ansicht einer Schraubenmutter gemäß der 2,
    • 4 eine alternative Ausgestaltung einer Flanschanordnung.
  • Die 1 zeigt ein Rohrleitungssystem mit zwei entlang einer vertikalen Richtung z verlaufenden Rohrleitungsabschnitten 1a, 1b, die durch eine Flanschanordnung verbunden sind.
  • Die Flanschanordnung umfasst einen unteren Flansch 2a und einen oberen Flansch 2b, wobei die beiden Flansche 2a, 2b horizontal angeordnet sind.
  • Zwischen den Flanschen 2a, 2b ist des Weiteren ein Dichtring 3 schematisch dargestellt, welche in einem Krafthauptschluss angeordnet ist. Um den Umfang der Flansche zur 2a, 2b sind in üblicher Weise Schraubmittel 4 angeordnet, welche die beiden Flansche 2a, 2b miteinander verspannen und somit auch der Dichtring 3 dichtend geklemmt wird.
  • Die Schraubmittel 4 erstrecken sich entlang einer entlang der vertikalen Richtung z verlaufenden Längsrichtung durch Schraubenlöcher 5 des unteren Flansches 2a, wobei die Schraubmittel 4 jeweils durch eine Schraubenmutter 6 gegen eine Unterseite des unteren Flansches 2a abgestützt sind.
  • Die Schraubmittel 4 sind in dem Ausführungsbeispiel als Schrauben mit einem Schraubenkopf und einem Gewindeschaft dargestellt. Geeignet sind beispielsweise auch Schraubbolzen, die dann auch an dem oberen Flansch 2b mit einer Mutter versehen, d. h. abgestützt sind. Insbesondere kann es sich auch um ein Schraubmittel 4 mit einem Dehnschaft handeln, wozu exemplarisch auf DIN 2510-3 verwiesen wird.
  • Zwischen dem unteren Flansch 2a und dem oberen Flansch 2b verbleibt ein radialer Abstandsspalt 7 durch den beispielsweise Regenwasser oder auch Schwitzwasser eintreten kann. Exemplarisch sind hierzu in der 1 Regentropfen dargestellt.
  • Aufgrund des radialen Abstandsspaltes 7 kann das Wasser auch in den Bereich der Schraubenlöcher 5 des unteren Flansches 2a gelangen, wobei sich dann das Wasser dort ohne einen Abfluss sammeln würde und zu erheblichen Korrosion führen kann, selbst wenn die Schraubmittel 4 in einem gewissen Maße korrosionsgehemmt bzw. korrosionsfest sind.
  • Um eine Ansammlung von Wasser zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schraubenmuttern 6 jeweils an einer der Unterseite des unteren Flansches 2a zugewandten Anlageseite zumindest eine radiale Nut 8 aufweisen.
  • Wie sich auch aus den weiteren Figuren ergibt, weist die Schraubenmutter 6 in den dargestellten Ausführungsbeispiel exemplarisch zwei einander gegenüberliegende radiale Nuten 8 auf, die also um 180° zueinander versetzt sind.
  • Das Ablaufen von Wasser ist in der 1 dargestellt.
  • Überraschenderweise kann auch bei an sich genormten Schrauben eine Modifikation durch die Ausbildung der Nuten 8 vorgenommen werden, ohne dass diese in ihrer Funktionalität zu stark beeinträchtigt sind. Gemäß orientierenden Berechnungen ist die Festigkeit ausreichend, um auch bei hochbelasteten Verbindungen eine Fixierung zu ermöglichen.
  • In diesem Zusammenhang ist die Dimensionierung der Nuten 8 von besonderer Bedeutung. Einerseits müssen die Nuten 8 groß genug sein, um zuverlässig das Abführen von Wasser und gegebenenfalls von Verunreinigungen zu ermöglichen. Andererseits soll die Schraubenmutter 6 nicht übermäßig geschwächt sein.
  • Die 1 zeigt in diesem Zusammenhang eine Ausgestaltung der Schraubenmutter 6 mit einem zylinderförmigen Zentrierabschnitt 9, der zusammen mit einer Vertiefung 10 an der Unterseite des unteren Flansches 2a um die Schraubenlöcher 5 eine Zentrierung ermöglicht.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schraubenmutter als Sechskantmutter für den Schrauben der Form NF gemäß DIN 2510-5 gefertigt.
  • Der Zentrierabschnitt 9 ist an seiner Außenseite in etwa zylinderförmig gebildet und weist bei üblichen metrischen Durchmessern von M12 bis M64 eine Höhe von 2 mm bzw. 3 mm auf.
  • Die Schraubenmutter 6 ist an beiden Seiten mit einer Senkung versehen, wobei hier jedoch ein unterschiedlicher Winkel vorgesehen ist. An der mit dem Zentrierabschnitt 9 versehene Anlageseite ist die Senkung vergleichsweise steil und bildet mit der Stirnfläche einen Winkel von 55°, während an der gegenüberliegenden Seite bezüglich der Horizontalen lediglich eine leichte, für übliche Norm-Mutter vorgesehene Senkung mit einem Winkel von 30° vorhanden ist.
  • Durch die vergleichsweise steile Senkung an der Anlageseite wird in Bezug auf die 1 an der Anlageseite der Schraubenmutter 6 ausgehend von der Stirnfläche zwischen der Schraubenmutter 6 und dem jeweils zugeordneten Schraubmittel 4 ein Ringspalt 11 gebildet, der entlang der Längsrichtung eine Ringspalthöhe hR und in radialer Richtung eine Ringspaltbreite bR aufweist, wobei die Ringspalthöhe hR vorzugsweise zwischen dem 0,8- und 2-fachen, insbesondere zwischen dem 0,9- und 1 ,5-fachen die Ringspaltbreite bR beträgt. Bei dem zuvor genannten Winkel von 55° ergibt sich beispielsweise ein Verhältnis von etwa 1,4.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die Ringspalthöhe hR in etwa auch der Höhe des Zentrierabschnittes 9.
  • Der maximale Ringspaltradius entspricht vorzugsweise etwa dem Innendurchmesser der Schraublöcher 5, wobei die Differenz üblicherweise kleiner als +/- 2 mm und insbesondere kleiner als +/- 1 mm ist.
  • Die Tiefe der zumindest einen Nut 8 liegt typischerweise zwischen 2,5 mm und 8 mm, insbesondere zwischen 3,5 mm und 7 mm. Die gleichen Parameter sind auch für die Breite der zumindest einen Nut 8 vorgesehen.
  • Wie insbesondere der 3 zu entnehmen ist, weist die radiale Nut 8 eine U-Form mit einem bogenförmigen Nutgrund auf, der von einem Halbkreis gebildet ist.
  • Den 1 bis 3 wurde in Bezug auf eine bevorzugt Ausgestaltung eine Schraubmutter 6 dargestellt, welche einen Zentrierabschnitt 9 aufweist und insbesondere gemäß DIN 2510-5 gefertigt ist, wobei dann ausgehend von einer solchen genormten Bauweise zusätzlich zumindest eine radiale Nut 8 vorgesehen ist.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Bauform der Schraubenmutter 6 beschränkt. In diesem Zusammenhang zeigt die 4 exemplarisch einen Ausschnitt einer Flanschverbindung für eine alternative Ausgestaltung der Erfindung, wobei eine herkömmliche Sechskantmutter eingesetzt wird, die in ihrem grundlegenden Aufbau beispielsweise durch die DIN EN ISO 4032 festgelegt ist. Um dort jedoch für das zuverlässige Ableiten von Wasser einen ausreichend großen Ringspalt 11 bilden zu können, ist die Schraubenmutter 6 mit einer zylindrischen Einfräsung versehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Norm DIN EN ISO 4032 [0027]
    • DIN 2510-3 [0049]
    • DIN 2510-5 [0066]
    • DIN EN ISO 4032 [0067]

Claims (18)

  1. Flanschanordnung mit einem unteren Flansch (2a) und einem darüber angeordneten Gegenelement, welche durch Schraubmittel (4) gegeneinander verspannt sind, wobei sich die Schraubmittel (4) entlang einer Längsrichtung durch Schraubenlöcher (5) des unteren Flansches (2a) erstrecken und jeweils durch eine Schraubenmutter (6) gegen eine Unterseite des unteren Flansches (2a) abstützt sind und wobei ein zwischen dem unteren Flansch (2a) und dem Gegenelement gebildeter radialer Abstandsspalt (7) sich von einem Rand des unteren Flanschen (2a) bis zu den Schraublöchern (5) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenmuttern (6) jeweils an einer der Unterseite des unteren Flansches (2a) zugewandten Anlageseite zumindest eine radiale Nut (8) aufweisen.
  2. Flanschanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anlageseite der Schraubenmuttern (6) ausgehend von einer Stirnfläche zwischen den Schraubenmuttern (6) und den jeweils zugeordneten Schraubmitteln (4) ein Ringspalt (11) gebildet ist, der entlang der Längsrichtung eine Ringspalthöhe (hR) und in radialer Richtung eine Ringspaltbreite (bR) aufweist, wobei die Ringspalthöhe (hR) zwischen dem 0,8- und 2-fachen, insbesondere zwischen dem 0,9- und 1,5-fachen der Ringspaltbreite (bR) beträgt.
  3. Flanschanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalte (11) eine Form ausgewählt aus der Gruppe Dreieck, Rechteck und Kreissegment aufweist.
  4. Flanschanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringspalthöhe (hR) dem 0,7- bis 1,5-fachen einer Gewindesteigung eines Gewindes der Schraubenmutter (6) entspricht.
  5. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz eines maximalen Ringspaltradius an der Stirnfläche zu einem Innendurchmesser der Schraubenlöcher (5) weniger als +/- 2 mm, insbesondere weniger als +/- 1 mm beträgt.
  6. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenmutter (6) zwei an der Anlageseite einander radial gegenüberliegende Nuten (8) aufweist.
  7. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine radiale Nut (8) eine U-Form mit einem bogenförmigen Nutgrund und geraden Seiten aufweist.
  8. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der zumindest einen Nut (8) zwischen 2,5 mm und 8 mm beträgt.
  9. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Nut (8) eine Breite zwischen 2,5 mm und 8 mm, insbesondere zwischen 3,5 mm und 7 mm aufweist.
  10. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innengewinde der Schraubenmuttern (6) mit dem jeweils zugeordneten Schraubmittel (4) über 5 bis 7 Gewindegänge in Eingriff stehen.
  11. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Schraubenmuttern (6) an der Anlageseite einen an der Außenseite zylinderförmigen Zentrierabschnitt (9) aufweist.
  12. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenmuttern (6) eine Form NF gemäß DIN 2510-5 aufweisen.
  13. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubmittel (4) einen Dehnschaft aufweisen.
  14. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem unteren Flansch (2a) und dem Gegenelement ein Dichtungsring (3) angeordnet ist.
  15. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenelement von einem oberen Flansch (2a) gebildet ist.
  16. Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenmuttern (6) und die Schraubmittel (4) aus dem gleichen Werkstoff gebildet sind.
  17. Rohrleitungssystem mit zwei entlang einer vertikalen Richtung verlaufenden Rohrleitungsabschnitten (1a, 1b), welche durch eine Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 verbunden sind.
  18. Schraubenmutter für eine Flanschanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch zumindest eine radiale Nut (8) an einer für die Anlage an einem Flansch (2b) vorgesehen Anlageseite.
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20006750U1 (de) 2000-04-12 2000-06-29 August Friedberg GmbH, 45884 Gelsenkirchen Flanschsystem mit Korrosionsschutz

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DIN 2510-3
DIN 2510-5
DIN EN ISO 4032
Norm DIN EN ISO 4032

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