-
Die
Erfindung betrifft eine Flanschkupplung für Saug- und Druckleitungen,
insbesondere für
Feststoffe und/oder Feststoffgemische, die Flüssigkeit enthalten, umfassend
zumindest ein erstes und ein zweites Flanschteil und einen Spannring.
-
Die
Verwendung von Flanschkupplungen mit korrespondierenden Spannringen
ist aus dem Stand der Technik bekannt, wobei derartige Flanschkupplungen
unter anderem für
Gase, Flüssigkeiten
und Feststoffe verwendet werden. Der hierbei erforderliche Dichtungsgrad
ist von dem zu transportierenden Medium abhängig. Für Gase und Flüssigkeiten
werden hohe Dichtungsanforderungen an die Flanschkupplungen gestellt,
um Verluste durch austretende Gase oder Flüssigkeiten zu vermeiden, damit
beispielweise keine Umweltbelastungen eintreten, während Feststoffe
eher geringe Anforderungen an die Flanschkupplungen stellen.
-
Die
hierbei verwendeten Flanschteile sind zueinander kompatibel und
können
mit Flanschkragen oder Flanschkragenausnehmungen ausgestattet sein,
um eine vollflächige
Anlage der Kupplungsteile zu garantieren.
-
Im
vorliegenden Fall ist jedoch der Transport von Feststoffen, dass
heißt
Sand, Kieselsteine, Schlacke oder dergleichen vorgesehen. Bei den
hier verwendeten Materialien kommt es nicht so sehr auf die Dichtigkeit
an, sondern es muss lediglich verhindert werden, das Staubpartikel
seitlich aus den Flanschbereichen austreten und zu einer Umweltbelastung
führen,
wobei die Flanschkupplungen bisher nur für Saugleitungen geeignet sind
und somit die Einsatzmöglichkeiten
einschränken.
Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass in diesem speziellen
Fall auf Dichtungen verzichtet wird.
-
Zur
Reduzierung einer möglichen
Umweltbelastung durch auftretende Staubentwicklung liegt der vorliegenden
Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Flanschkupplung aufzuzeigen,
welche sowohl bei Saug- und Druckrohren zu einer erhöhten Dichtigkeit
für Feststoffe
führt.
-
Erfindungsgemäß ist zur
Lösung
der Aufgabe vorgesehen, dass beide Flanschteile zumindest eine Aufnahmenut
in der Stirnfläche
für einen
Dichtungsring aufweisen, wobei die Aufnahmenuten symmetrisch und
deckungskonform angeordnet sind. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Zur
Erhöhung
der Dichtigkeit beim Transport von Feststoffen wird für die erfindungsgemäßen Flanschkupplungen
zumindest eine Aufnahmenut in beide gegenüber liegenden Stirnflächen eingearbeitet,
welche zur Aufnahme eines Dichtungsrings vorgesehen sind. Die Aufnahmenuten
sind hierbei zueinander symmetrisch und deckungskonform angeordnet,
sodass nach dem Verspannen der Flanschkupplung die beiden Dichtungsringe
unmittelbar aufeinander zu liegen kommen. Unter Berücksichtigung der
gewählten
Nutgröße wird
hierbei ein Kompressionsdruck erzielt, und zwar mit Hilfe der auf
die Flanschteile durch den Spannring erzeugten Haltekraft, der dazu
führt,
dass beide Dichtungsringe sehr stark komprimiert werden und die
Aufnahmenut nahezu vollständig
ausfüllen,
aber insoweit aus der Planfläche
hervorstehen, dass eine Dichtwirkung erzielbar ist.
-
Der
besondere Vorteil dieser Anordnung von Dichtungen besteht darin,
dass beide Dichtungsringe bei der Kompression unmittelbar aufeinander
liegen und somit unter Verwendung der nachgiebigen Dichtungsmaterialien
der Innenraum der Saug- und Druckleitungen vollständig abgedichtet
ist und somit Umweltbelastungen durch Feinstaub vermieden werden
können.
-
Die
hierbei gewählten
Aufnahmenuten besitzen vorzugsweise einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt,
in dem jeweils ein O-Ring zu liegen kommt. Die Tiefe des Querschnittes
wurde so gewählt,
dass der O-Ring nur geringfügig
aus der Planfläche
des Flanschteiles hervorsteht und somit ein nur geringes Spaltmaß bei der
Komprimierung entsteht, wobei gegenüber dem herkömmlichen
Stand der Technik ein Dichtungselement zwischen den Planflächen angeordnet
ist und somit die Abdichtung der Flanschkupplungen wesentlich erhöht. Diese Vorgehensweise
ist von Vorteil, da am Markt bereits verschiedene Flanschkupplungen
im Einsatz sind und die Kompatibilität zu diesen bestehenden Systemen
aufrecht erhalten werden soll. Somit besteht die Möglichkeit,
die neuen Flanschkupplungen, welche in der Regel mit entsprechenden
Schläuche
verbunden sind, direkt und unmittelbar mit bestehenden Schläuchen ohne
Dichtungselemente miteinander zu verbinden, wobei durch die Form
der Aufnahmenut und deren Tiefe das Aufeinanderliegen von Flanschteilen
möglich
ist, die nur auf einer Seite eine Dichtung aufweisen oder beidseitig
mit Dichtungselementen ausgestattet sind. In beiden Fällen wird
eine ausreichende Abdichtung erzielt. Somit können sowohl alte als auch neue
Flanschkupplungssysteme miteinander unproblematisch kombiniert und
miteinander verbunden werden, ohne dass weitere Teile, wie beispielweise
die Spannringe, ausgetauscht werden müssen. Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform
besteht darüber
hinaus die Möglichkeit
Gemische aus Feststoffen und Flüssigkeiten
zu transportieren.
-
Üblicherweise
werden die hierbei verwendeten Schläuche in einer vorgegebenen
Länge,
beispielweise 5 m, angeboten und können entsprechend der benötigten Länge beliebig
miteinander über
die Flanschkupplungen mit weiteren Schlauchkomponenten verbunden
werden. Zur Verbindung der Flanschteile ist hierbei ein Spannring
vorgesehen, welcher zwei gegenläufige
Konusflächen
auf der Innenseite aufweist, die unmittelbar an den Konusflächen der
Flanschteile zu liegen kommen und während der Verspannung einen
Anpressdruck auf die Stirnflächen
ausüben,
der sich auf die Dichtungselemente überträgt, um diese zu komprimieren.
Vorzugsweise werden ebene Anschlussflächen an den Flanschkupplungen
verwendet, um eine Kompatibilität
aufrecht zu erhalten und eine Aufnahme des Schlauches mit Neuverlegung
zu vermeiden. In gezielten Einsatzfällen werden aber die Flanschflächen mit
korrespondierenden angeformten Flanschringen und Flanschringausnehmungen
verwendet, sodass immer nur die jeweiligen Gegenstücke an einer Kupplungsstelle
zum Einsatz kommen.
-
Die
hierbei verwendeten Aufnahmenuten können nicht nur zur Aufnahme
eines O-Rings, sondern ebenso zur Aufnahme einer Flachdichtung mit Nutenansatz
ausgebildet sein. Die hierbei vorgesehenen Flachdichtungen weisen
einseitig einen Nutenansatz auf, der korrespondierend zu den schwalbenschwanzförmigen Querschnitten
der Aufnahmenuten ausgebildet ist und somit in diese eingedrückt werden
kann. Hierbei ist gleichzeitig sichergestellt, dass die verwendeten
Flachdichtungen sicher in der Planfläche des Flanschteils gehalten
werden. Sowohl bei der Verwendung von Flachdichtungen als auch von
O-Ringen wird darauf geachtet, dass die Aufnahmenuten in ihren jeweiligen
Durchmessern so ausgebildet sind, dass die jeweils gegenüber liegenden
Aufnahmenuten nach dem Zusammenbau deckungskonform aufeinander liegen.
Demzufolge liegen auch die verwendeten Dichtungen deckungskonform
nach dem Zusammenbau der Flanschteile aufeinander, unabhängig davon,
ob es sich um Flachdichtungen oder O-Ringe handelt. Die Aufnahmenuten
sind in der Art so ausgebildet, dass nur ein einzelner Dichtungsring,
beispielweise ein O-Ring oder eine Flachdichtung in beiden gegenüber liegenden Aufnahmenuten
einliegt und nach der Montage komprimiert wird, wobei die Nuten
eine entsprechende Tiefe aufweisen, die eine Kompression des Dichtungsrings
gewährleistet.
Die hierbei vorgesehenen Flanschflächen der korrespondierenden
Flanschteile sind eben ausgebildet oder können mit einem korrespondierenden
einstückig
angeformten Flanschring und einer hierzu korrespondierenden Flanschringausnehmung
versehen sein, sodass während
der Montage ein Verrutschen der Flanschteile gegeneinander verhindert
werden kann. Zum Verspannen weisen die vorgesehenen Flanschteile
jeweils einen Flanschkragen auf, welcher in einem Spannring zu liegen
kommt. Mit dem Anziehen des Spannrings wird hierbei der Kompressionsdruck
für die
Dichtungselemente über
die Planflächen
und das Zusammendrücken
der beiden Planflächen
erzeugt.
-
Um
die entsprechende Kraft aufzubringen, sind die Flanschkragen konisch
ausgebildet und weisen eine Dicke auf, die an die konische Nut des Spannringes
angepasst ist.
-
Die
verwendeten Flanschteile können
beispielweise aus einer Flansch-Tülle mit oder ohne Schuppenprofil,
einem Rohrbogen, einem Reduzierstück oder einem Metallstutzen
bestehen, welche als Anschraub- oder Anschweißflanschteile ausgebildet sind.
Vorzugsweise werden hierbei die anschweißbaren Flanschteile mit Fahrzeugteilen,
Behältern
oder dergleichen verbunden, damit die hierzu korrespondierenden
Schläuche
an diese angeschlossen werden können
und mit Hilfe des Spannringes zu einer Abdichtung führen, die
für den
vorgesehenen Fall ausreichend ist.
-
In
besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Flansch-Tüllen
zum Aufschieben eines Gummis- oder Kunststoffschlauches, beispielsweise
eines Polyethylenschlauches, verwendet werden, wobei die Schlauchenden
aufgeweitet sein können,
sodass auf der Innseite ein glatter Übergang zwischen der Flansch-Tülle und dem Innenschlauchdurchmesser
entsteht. Hierdurch wird sichergestellt, dass die zu transportierenden
Feststoffe ohne Verringerung des Querschnittes transportiert werden
und eine Beschädigung
der Schläuche vermieden
wird. Alternativ können
die Flansch-Tüllen in
den Schlauch einvulkanisiert werden, um ein besonders hohe Verbindungssicherheit
zu erzilen.
-
In
weiterer bevorzugter Ausführung
bestehen die Flanschteile aus einer Flanschscheibe, welche beispielweise
an eine Flansch-Tülle
oder vergleichbare Flanschelemente anschweißbar ist. Die Flanschscheibe
selbst weist wiederum eine korrespondierende Nut zur Aufnahme eines
Dichtungselementes auf, welches korrespondierend und deckungskonform
zu den weiteren Teilen einer solchen Flanschkupplung ausgebildet
ist. Vorzugsweise werden O-Ringe eingesetzt, jedoch können auch
Flachdichtungen, welche mit einem entsprechenden Ansatz in der jeweiligen
schwalbenschwanzförmigen Nut
eingeklemmt ist, zum Einsatz kommen. Durch den Ansatz der Flachdichtung
kann diese in der planen Oberfläche
in die Nut eingedrückt
werden, womit gleichzeitig sichergestellt ist, dass die Dichtungselemente
nicht verloren gehen und jeweils zwei Flanschteile beim Zusammenfügen zweier
Schläuche
immer ein Dichtungselement aufweisen, welches nach erfolgter Komprimierung
eine ausreichende Abdichtung des Schlauchinnenraums gewährleistet.
-
Der
besondere Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass
die vorgesehenen technischen Schläuche nicht nur zum Saugen eingesetzt werden
können,
sondern mit Hilfe der vorhandenen Dichtungen, sei es durch O-Ringe
oder Flachdichtungen, eine Druckleitung aufgebaut werden kann, um die
zu transportierenden Feststoffe in beide Richtungen zu transportieren,
das heißt
zum Saugen und Drücken.
-
Die
Erfindung wird im Nachfolgenden anhand der Figuren nochmals erläutert.
-
Es
zeigt
-
1 in
drei teilweise geschnittenen Ansichten eine einzelne Flansch-Tülle, die in ihrer Stirnfläche mit
einer erfindungsgemäßen Nut
ausgestattet ist,
-
2 einen
Spannring, wie er zum Spannen zweier Flanschteile verwendet wird,
-
3 eine
Verbindung zweier Schlauchenden, wobei in diesem Fall nur die Flansch-Tüllen mit einem
Spannring dargestellt sind und
-
4 die
Anordnung gemäß 3 in
einer perspektivischen aufgeschnittenen Variante.
-
1 zeigt
in drei teilweise geschnittenen Ansichten eine Flansch-Tülle 1,
wie sie für
die Flanschkupplung für
Saug- und Druckleitungen zum Einsatz kommt. Die Flansch-Tülle 1 weist
einenends einen Flanschkragen 2 auf, der in der Stirnfläche 3 eine
eingearbeitete Nut 4, im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Schwalbenschwanznut,
aufweist. Die Flansch-Tülle 1 ist
zu beiden Seiten offen und besitzt eine Durchgangsbohrung 5,
die zum Materialtransport vorgesehen ist. Auf der Außenfläche 6 ist
eine schuppenförmige
Struktur 7 angeordnet, welche verhindern soll, dass ein
aufgeschobener Schlauch infolge der auftretenden Eigenbewegung und
infolge der auftretenden Saug- und Druckkräfte von der Flansch-Tü11e 1 wieder
abrutschen kann. In einer vergrößerten Darstellung
ist der Flanschkragen 2 nochmals mit der schwalbenschwanzförmigen Nut 4 dargestellt,
wobei erkennbar ist, dass der Flanschkragen 2 eine seitliche
Abschrägung 8 aufweist,
die zusammen mit einer weiteren anliegenden Flansch-Tülle oder
Flanschscheibe mit korrespondierender Ausgestaltung zu einer Trapezform
führt,
sodass mit Hilfe eines in 2 dargestellten
Spannringes eine Verspannung der beiden Flansch-Tüllen 1 beziehungsweise
Flanschteile erfolgen kann.
-
2 zeigt
in mehreren Ansichten einen Spannring 10, wie er beispielweise
zur Verbindung zweier Flansch-Tüllen
eingesetzt wird. Der Spannring 10 besteht aus einem ersten 11 und
einem zweiten Ringsegment 12, welche in einem Drehpunkt 13 verschwenkbar über eine
Drehachse gelagert sind. Das zweite Ringsegment 12 weist
zusätzlich
am gegenüber
liegenden Ende des Drehpunktes 13 einen Verschlusshaken 14 auf,
der beispielweise von einem Bügel 15 umgriffen
wird, wobei der Bügel 15 mit Hilfe
eines Spannhebels 16 in Richtung auf den Drehpunkt 17 des
Spannhebels 16 gezogen werden kann. Die hierbei erzielte
Federkraft wird durch den Bügel 15,
welcher zu beiden Seiten eine Öse 18 aufweist,
erzeugt, wobei beim Spannen mit Hilfe des Spannhebels 16 beide
Ringsegmente 11, 12 aufeinander zu bewegt werden,
sodass ein Druck auf die Dichtflächen
der Flanschteile erzielbar ist. Die Ringsegmente 11, 12 weisen
auf ihrer Innenseite jeweils eine Konusfläche 19, 20 auf,
die unmittelbar an der Konusfläche
der Flanschteile zu liegen kommt, sodass die auftretenden Kräfte beim
Spannen des Spannringes unmittelbar über die Konusflächen 19, 20 und
die des Flanschkragens der Flansch-Tülle auf die Stirnflächen übertragen
werden und zu einer Komprimierung der Dichtungselemente führt. Der hierbei
verwendete Spannring zeigt ein Ausführungsbeispiel, es sind jedoch
verschiedene Varianten denkbar, insbesondere in der Ausgestaltung
des Spannhebels, während
demgegenüber
die Ringsegmente 11, 12 nahezu identisch bei allen
Ausführungsvarianten
vorhanden sind, damit diese unmittelbar an den Flanschkragen in
der vorgesehenen Art und Weise anliegen können.
-
3 zeigt
eine vollständige
Flanschkupplung 30, bestehend aus einem Spannring 10,
wie er aus 2 bekannt ist, und zwei Flansch-Tüllen 1, wie
sie aus 1 bekannt sind. Die beiden Flansch-Tüllen 1 liegen
unter Verwendung eines nicht erkennbaren Dichtungsringes mit ihren
Planflächen
unmittelbar aufeinander, wobei der erforderliche Anpressdruck mit
Hilfe des Spannringes 10 über die Konusflächen erzeugt
wird, sodass eine Komprimierung der vorhandenen Dichtungselemente
erfolgt. Durch diese Maßnahme
ist sichergestellt, dass die Flanschkupplungen für Saug- und Druckleitungen eingesetzt
werden können,
um Feststoffe ohne Umweltbelastungen zu transportieren. Aus dieser
Darstellung wird zudem deutlich, dass der Spannhebel 16 des
Spannringes 10 in der geschlossenen Position arretiert
und beispielweise durch einen nicht dargestellten Klappsplint gesichert
werden kann. Zu diesem Zweck befindet sich seitlich an dem Spannhebel 16 und
dem Ringsegment 11 eine angeformte Befestigungslasche 21, 22.
-
4 zeigt
die aus 3 bekannte Flanschkupplung in
einer aufgeschnittenen Darstellungsweise, wobei wiederum zwei Flansch-Tüllen 1 verwendet
werden, obwohl die erfindungsgemäße Ausführung nicht
auf die Verwendung ausschließlich
mit Flansch-Tüllen 1 beschränkt ist.
Der Spannring 10 liegt außen mit den beiden Ringsegmenten 11, 12 an den
Flansch-Tüllen 1 an,
wobei die inneren Konusflächen 19, 20 der
Ringsegmente 11, 12 unmittelbar auf der Konusfläche 8 des
Flanschkragens zu liegen kommt, sodass beim Schließen des
Spannringes 10 mit Hilfe des Spannhebels 16 der
entstehende Druck über
die Konusflächen
auf die Planfläche 3 des Flanschkragens 2 und
damit auf die in den Nuten 4 einliegenden Dichtungselemente 31 übertragen
wird. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass die Nuten 4 im
gezeigten Ausführungsbeispiel
nicht nur schwalbenschwanzförmig
ausgebildet sind, sondern auch, dass die Nuten 4 zueinander
symmetrisch und deckungskonform angeordnet sind, sodass die verwendeten
Dichtungselemente 31 unmittelbar aufeinander zu liegen
kommen, sofern in jeder Flanschfläche eine Nut und eine Dichtung
an der ebenen Flanschfläche des
korrespondierenden Spannringes 10 vorgesehen ist.
-
- 1
- Flansch-Tülle
- 2
- Flanschkragen
- 3
- Stirnfläche/Flanschfläche
- 4
- Nut
- 5
- Durchgangsbohrung
- 6
- Außenfläche
- 7
- Struktur
- 8
- Abschrägung
- 10
- Spannring
- 11
- Ringsegment
- 12
- Ringsegment
- 13
- Drehpunkt
- 14
- Verschlusshaken
- 15
- Bügel
- 16
- Spannhebel
- 17
- Drehpunkt
- 18
- Öse
- 19
- Konusfläche
- 20
- Konusfläche
- 30
- Flanschkupplung
- 31
- Dichtungselement