DE2544387C3

DE2544387C3 - Verbindung für Rohrleitungs- und Apparateteile

Info

Publication number: DE2544387C3
Application number: DE19752544387
Authority: DE
Inventors: Dieter 4422 Ahaus Brütsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Acg Armaturen and Apparatebau 4422 Ahaus D GmbH
Priority date: 1975-10-03
Filing date: 1975-10-03
Publication date: 1982-02-18
Also published as: CH616734A5; FR2326650B3; DE2544387B2; JPS5244420A; DE2544387A1; BE846937A; GB1559283A; DD126281A5; FR2326650A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung für Rohrleitungs- und Apparateteile nach Patent 22 46 183, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und beispielsweise aus der DE-OS 22 46 183 bekannt ist.

Nach der DE-OS 22 46 183 wird von einem Verbindungsflansch nach dem DE-GM 67 50 621 ausgegangen. Bei diesem Verbindungsflansch liegt der Beilagering an einer angerundeten Kehlfläche an, deren Krümmung in die Konusfläche übergeht. Der Beilagering liegt dabei zwischen der äußeren Flanschkante und dem Ansatz des Konus an. Es gibt dabei somit für den Beilagering keine definierte Stelle, sondern lediglich einen definierten Bereich für seine Anlage am Flansch. Hierbei reichen die Gleichgewichtsbedingungen aber nicht aus, um bei Einwirkung der Anpreßkraft des Schellenringes auf den Beilagering eindeutig definierte Anpreßverhältnisse zu schaffen. In dem beschriebenen Bereich besteht daher eine statische Unbestimmtheit, so daß sich die Anpreßkräfte unterschiedlich über den Umfang des Flansches verteilen und entsprechende Nachteile gegeben sind.

Um die genannte statische Unbestimmtheit zu beheben, sieht die DE-OS 22 46 183 vor, daß sich an den kegelstumpfförmigen Abschnitt ein weiterer kegelstumpfförmiger Abschnitt anschließt, der gegen die Rohrlängsachse einen großen Konuswinkel derart aufweist, daß der Beilagering in angepreßtem Zustand mit seinem Querschnittsumfang an den Konusflanken beider Abschnitte anliegt Auf diese Weise werden zwei Berührungspunkte für den Beilagering belastende Anpreßkraft in zwei definierten Richtungen auf den Flansch zur Einwirkung gebracht wobei eine Richtungskomponente radial und die andere Richtungskomponente axial verläuft Dank dieser Anordnung werden die beim vorher bekannt gewesenen Stand der Technik bestehenden Schwierigkeiten weitgehend behoben.
Nach der GB-PS 9 50 487 ist bei einer Verbindung mit nur einem kegelstumpfförmigen Abschnitt, der gegen die Rohrlängsachse einen Konuswinkel von etwa 45° aufweist ein Schellenring mit zwei eine etwa rechtwinklige Innenschulter bildenden Innenflächenabschnitten bekannt, deren einer senkrecht und deren anderer parallel zur Schellenringachse verläuft Der zur Schellenringachse etwa senkrechte Innenflächenabschnitt liegt am ganzen Umfang am Beilagering an, während der andere Innenflächenabschnitt nur stellenweise am Beilagering anliegt. Hierdurch werden die Anpreßkräfte des Schellenringes statisch ungleichmäßig verteilt über den Beilagering an infolge der Herstellungstoleranzen unterschiedlichen Stellen und somit auch statisch unbestimmt zur Einwirkung auf den ke »elstumpfförmigen Abschnitt gebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in weiterer Verbesserung des einleitend genannten Hauptpatentes sämtliche statische Unbestimmtheiten an der Krafteinwirkungsstelle auf den Beilagering als Folge unvermeidlicher Herstellungstoleranzen bei der Fertigung der Schellenringe zu vermeiden.

Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die für die Anlage am Beilagering vorgesehene Innenfläche des Schellenringes unter einem spitzen Winkel zur Achse des Schellenringes verläuft und für einen punktförmigen Angriff am Querschnittsumfang des Beilageringes ausgebildet ist

Eine auf diese Weise gestaltete Verbindung legt nicht nur die Wirkungslinien der auf den Flansch übertragenen Kräfte eindeutig fest, sondern beseitigt zugleich sämtliche statische Unbestimmtheiten an der Krafteinwirkungsstelle auf den Beilagering als Folge unvermeidlicher Herstellungstoleranzen bei der Fertigung der Schellenringe. Die Schellenringe werden nämlich üblicherweise im Bereich ihrer Innenfläche mit einer

so Krümmung versehen, die der Krümmung des Querschnittes des Beilageringes gleich ist. Da sich aber eine vollständige Übereinstimmung der beiden Flächenkrümmungen nicht herstellen läßt, unterliegt die wirkliche Krafteinwirkungsrichtung demgemäßen Schwankungen. Derartige Schwankungen können aber nach dem Vorschlag der jetzigen Erfindung nicht mehr auftreten, weil am Querschnittsumfang des Beilageringes drei genau definierte Kraftübertragungsstellen bestehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Innenfläche des Schellenringes kalottenförmig ausgeführt und besitzt einen Krümmungsmittelpunkt, der durch den Schnittpunkt der Rohrleitungs- bzw. Apparatelängsachse mit der verlängerten Verbindungslinie zwischen dem Krümmungsmittelpunkt des Querschnittes des Beilageringes und dessen Angriffsstelle an der Innenfläche des Schellenringes gegeben ist.
Ein derartig kalottenförmig gestalteter Schellenring

hat den Vorteil, daß sich beim ungleichmäßigen Festspannen des Schellenringes oder bei gerade in der Praxis oft unvermeidlichem kleinem Neigungswinkel zwischen den Längsachsen der miteinander zu verbindenden Rohrleitungs- bzw. Apparateteile ein vollständiger Kraftausgleich ergibt Die Angriffsstelle der Anpreßkraft am Querschnittsumfang des Beilageringes bleibt hierbei immer die gleiche.

Bei der erfindungsgemäßen Verbindung können als Ausführungsformen für den Flansch bzw. für den Beilagering diejenigen zugrundegelegt werden, wie sie in den Fig. 1 bis 4 der DE-OS 22 46 183 dargestellt sind. Auch kann der Schellenring in seinem äußeren Bereich einschließlich der öffnungen für Verbindungsschrauben die in den genannten Darstellungen wiedergegebenen Formen aufweisen.

Zur Veianschaulichung der Ausgestaltung der Innenfläche des Schellenringes wird auf die sich auf zwei Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform mit kegelstumpfförmiger Innenfläche des Schellenringes, während

Fig.2 eine Ausführungsform mit kalottenförmiger Ausführung der Innenfläche des Schellenringes darstellt.

Beide Zeichnungen zeigen das zylindrische Ende 1 eines Rohrleitungsteils. Es kommt zunächst zu einem rohrseitigen kegelstumpfförmig erweiterten Abschnitt 2, dessen Neigungswinkel gegen die Rohrachse 4 verhältnismäßig klein ist.

Daraufhin folgt ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 5, dessen Neigungswinkel gegen die Rohrachse 4 verhältnismäßig groß ist Nach einem zylindrischen Zwischenabschnitt folgen die kugelzonenförmigen Dichtflächen 7, die indes auch durch Planflächen oder aber durch komplementäre Dichtflächen ersetzt sein können.

Weiterhin erkennt man in beiden Darstellungen den mit kreisrundem Querschnitt ausgeführten Beilagering 8, für den wesentlich ist, daß er an den kegelstumpfförmigen Flächen 2 und 5 anliegt Außerdem liegt am jeweiligen Querschnittsumfang des Beilageringes 8 der Schellenring 9 bzw. 9' an.

Bei der Ausführungsform üi Fig. 1 hat der Schellenrlng 9 eine in Gestalt eines Kegelstumpfes ausgeführte Innenfläche 15, die punktförmig an der Stelle 16 am Beilagering 8 anliegt Auf diese Weise wird die durch drei Punkte stabilisierte Kraftverteilung erreicht Weiterhin erkennt man eine obere Randzone 17 sowie eine untere Randzone 18. Diese beiden Randzonen sind in Richtung auf den Beilagering 8 gekrümmt und wirken als Fangflächen für letzteren.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform ist die Innenfläche des Schellenringes 9' als kalottenförmiger Abschnitt 19 gestaltet Maßgeblich für den Krümmungsmittelpunkt dieser Kalottenfläche ist der Schnittpunkt 20 zwischen der Rohrlängsachse 4 und der Verlängerung der Verbindungslinie zwischen dem Krümmungsmittelpunkt 21 des Beilageringes 8 sowie dessen Angriffsstelle 22 an der Innenfläche des Schellenringes. Wenn der Schellenring 9 nun schwach verkantet befestigt wird oder wenn sich die Rohrlängsachse 4 mit geringer Neigung auf das anzuschließende Apparateteil einstellt, führt die vorgeschlagene Kalottenform dazu, daß die Angriffsstelle 22 immer an der gleichen Stelle des Querschnittumfanges des Beilageringes 8 erhalten bleibt.

Für beide Ausführungsformen muß beachtet werden, daß der Innendurchmesser des Schellenringes 9 bzw. 9' um ein geringes Maß, welches mit 23 bezeichnet ist, größer ist als der Außendurchmesser des Flansches.

Die Spannmittel für den Schellenring sind zeichnungsgemäß nicht dargestellt. Die gemäß der DE-OS 22 46 183 dargestellte Ausführungsform, für welche Verbindungsschrauben vorgesehen sind, können als ein Ausführungsbeispiel der Spannmittel gelten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verbindung für Rohrleitungs- und Apparateteile, die endseitig einen Flansch aufweisen, der einen sich in Richtung auf seine Stirnfläche vergrößernden, konischen Außendurchmesser derart aufweist, daß für einen Bereich ein kegelstumpfförmiger Abschnitt mit kleinem Konuswinkel vorgesehen ist, an den sich eine der Stirnfläche gegenüberliegende Bundfläche für die Auflage eines Beilageringes von im wesentlichen rundem Querschnitt anschließt und der Beilagering über den Flanschaußendurchmesser dehnbar sowie mittels eines festspannbaren Schellenriiiges von geringfügig über dem Flanschaußendurchmesser liegenden Innendurchmesser angepreßt ist, wobei sich an den kegelstumpfförmigen Abschnitt ein weiterer kegelstumpfförmiger Abschnitt anschließt, der gegen die Rohrlängsachse einen großen Konuswinkel derart aufweist, daß der Beilagering in angepreßtem Zustand mit seinem Querschnittsumfang an den Konusflanken beider Abschnitte anliegt, nach Patent 22 46 183, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Anlage am Beilagering (8) vorgesehene Innenfläche des Schellenringes (9 bzw. 9') unter einem spitzen Winkel zur Achse des Schellenringes (9 bzw. 9') verläuft und für einen punktförmigen Angriff am Querschnittsumfang des Beilageringes (8) ausgebildet ist

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Schellejiringes (9) kegelstumpfförmig gestaltet ist.

3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Schellenringes (9') kartenförmig ausgeführt ist und einen Krümmungsmittelpunkt (20) besitzt, der durch den Schnittpunkt der Rohrleitungs- bzw. Apparatelängsachse (4) mit der verlängerten Verbindungslinie zwischen dem Krümmungsmittelpunkt (21) des Beilageringes (8) und dessen Angnffsstelle (22) an der Innenfläche des Schellenringes (9') gegeben ist