DE1286356B

DE1286356B - Flanschverbindung

Info

Publication number: DE1286356B
Application number: DE1965G0042832
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard; Schmidt
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1965-02-12
Filing date: 1965-02-12
Publication date: 1969-01-02

Description

Die Erfindung betrifft eine Flanschverbindung für Hochdruckrohre und/oder -behälter, bei der die Flanschteile mehrere über ihren Umfang verlaufende Nuten aufweisen, in die mit den Nuten korrespondierende Zähne von unter Vorspannung stehenden Verbindungselementen hineingreifen.
Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art ist der radiale Abstand aller Zähne zur Rohrachse gleich, so daß sich die pro Nut bzw. Gewinderille übertragbaren Kräfte nur schwer beherrschen lassen.
Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß der radiale Abstand der Zähne zur Rohrachse mit wachsender Entfernung von der Flanschtrennfuge zunimmt, wobei die Resultierende der Zahnkräfte mit der Mittelachse des Verbindungselements wenigstens annähernd zusammenfällt.
Außerdem ist es zweckmäßig, daß sich der Querschnitt des Verbindungselementes mit zunehmendem Abstand von der Flanschtrennfuge im Sinne einer unter Spannung über die Länge des Verbindungselementes gleichbleibenden Dehnung des Verbindungselementes von Zahn zu Zahn um etwa den gleichen Querschnittsbetrag verringert.
Um von einer Spanneinrichtung leicht gefaßt werden zu können, weisen die Spannelemente an ihrer Rückseite Haltevorrichtungen, z. B. Aussparungen auf, in die die Spanneinrichtung mit Greifklauen zum Vorspannen der Spannelemente hineingreifen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand von Zeichnungen erläutert: F i g. 1 zeigt eine Flanschverbindung zwischen zwei Hochdruckrohren 1 und 2, die mit Verbindungselementen 3 zusammengespannt sind. Im Bereich der Verbindungsteile weisen die Rohre über ihren Umfang verlaufende Nuten 4 auf, in die mit den Nuten 4 korrespondierende Zähne 5 am Verbindungselement 3 hineingreifen. Mit zunehmendem Abstand von der Flanschtrennfuge 6 sind die Zähne 5 am Verbindungselement 3 immer weiter von der Rohrachse radial nach außen versetzt, so daß die Resultierende der etwa gleich großen Zahnkräfte mit der Mittelachse des Verbindungselementes zusammenfällt und dieses allein durch Zugkräfte ohne Biegung beansprucht wird. Gleichzeitig verjüngt sich der Querschnitt des Verbindungselementes 3 nach den Enden hin von Zahn zu Zahn, damit das Verbindungselement zwischen den Zähnen 5 jeweils um den gleichen Betrag gedehnt ist, wodurch das Material des Verbindungselementes gleichmäßig beansprucht wird und auch die auf jeden Zahn wirkende Kraft stets gleich ist. Lediglich in ihrem unmittelbaren Endbereich muß der Querschnitt der Verbindungselemente wegen der dort auftretenden Biegespannung etwas stärker ausgebildet sein.
Um den Betrag, um den sich das Verbindungselement zwischen zwei Zähnen dehnen soll, müssen die Zähne 5 am Verbindungselement 3 näher beieinander angeordnet sein als die Nuten am Flansch.
Zähne am Verbindungselement und Nuten am Flansch müssen also unterschiedliche Teilung aufweisen. Da die Verbindungselemente aus Werkstoff wesentlich höherer Festigkeit und Streckgrenze bestehen als die Flansche, ist es günstig, die Zähne 5 an den Verbindungselementen 3 relativ spitz und dünn auszubilden und nur entsprechend enge Nuten 4 am Flansch anzubringen (F i g. 2), so daß die Vorsprünge 7 zwischen den Nuten 4 an den aus weniger festem Werkstoff bestehenden Flanschen stabilere Form erhalten.
Die Verbindungselemente können auf verschiedene Weise montiert werden. Man kann das Verbindungselement beispielsweise erhitzen und heiß auf den Flansch aufschieben, wobei sich nach dem Abkühlen die nötige Spannkraft einstellt. Man kann die Verbindungselemente zum Aufschieben auf den Flansch aber auch mechanisch mit einer Spanneinrichtung auseinanderspannen. Zu diesem Zweck weisen die Verbindungselemente an der Außenseite eine weitere Verzahnung mit vorzugsweise feinen Aufnahmenuten 8 auf, in die die Finger 9 von Spannbacken 10 eine Spannvorrichtung eingreifen können. Die Außenverzahnung ist dabei so ausgebildet, daß mit ihr auch Kräfte senkrecht zur Achse des Verbindungselementes 3 übertragen werden können. Damit wird verhindert, daß sich das Verbindungselement beim Spannen verbiegt.
Eine Spanneinrichtung für das Verbindungselement 3 zeigt F i g. 3. Sie besteht aus einem Tragkörper 11, an dem die Spannbacken 10 mit Parallel-Lenkern 12 angelenkt sind. Durch einen zwischen den Spannbacken 10 angeordneten Hydraulikzylinder 13 können die Spannbacken auseinandergepreßt werden.
Die Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung sind jedoch nicht auf das beschriebene Beispiel beschränkt. Ist beispielsweise das Innere eines Behälters nach dem Aufeinandersetzen der Flansche durch irgendwelche Öffnungen zugänglich, so können auch auf der Flanschinnenseite Verbindungselemente, eventuell aus korrosionsbeständigem Material, angebracht werden; der Flansch bleibt dabei frei von jeglicher Biegebeanspruchung. Das Anbringen und Entfernen der Verbindungselemente wird hierbei vor allem dadurch erleichtert, daß sich die beschriebenen Spannvorrichtungen ohne Schwierigkeiten auch für Fernbedienung einrichten lassen, was gerade in der Reaktortechnik sehr vorteilhaft ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Flanschverbindung für Hochdruckrohre und/oder -behälter, bei der die Flanschteile mehrere über ihren Umfang verlaufende Nuten aufweisen, in die mit den Nuten korrespondierende Zähne von unter Vorspannung stehenden Verbindungselementen hineingreifen, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der radiale Abstand der Zähne (5) zur Rohrachse mit wachsender Entfernung von der Flanschtrennfuge (6) zunimmt, wobei die Resultierende der Zahnkräfte mit der Mittelachse des Verbindungselements (3) wenigstens annähernd zusammenfällt.
2. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt des Verbindungselementes mit zunehmendem Abstand von der Flanschtrennfuge (6) im Sinne einer unter Spannung über die Länge des Verbindungselementes (3) gleichbleibenden Dehnung des Verbindungselementes (3) von Zahn zu Zahn um etwa den gleichen Querschnittsbetrag verringert.
3. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (3) für deren Montage an der dem Flansch (1, 2) abgewandten Seite Aufnahmenuten (8) für die Finger (9) einer Spanneinrichtung (10 bis 13) aufweisen, wobei deren Spannbacken (10) der Außenform der Verbindungselemente (3) nachgebildet sind und die Aufnahmenuten (8) am Verbindungselement (3) zum Festhalten der Finger (9) eine Vertiefung besitzen.