DE2602480C3 - Armierter loser Flansch - Google Patents

Description

des fertigen Flansches bleibt gering, so daß der Flansch bei der Montage von Flanschverbindungen leicht und bequem gehandhabt werden kann. Gegenüber einem Flansch mit dickem Scheibenrücken der ummantelten Metallscheibe wird beim erfindungsgemäQen Flansch mit radialen Rippen auf dünnem Scheibenrücken der Metallscheibe zwar eine größere Kunststoffmenge benötigt Trotz des höheren Kilogramm-Preises für Kunststoff wird jedoch wegen des hohen spezifischen Gewichtes von Metall eine Kostenersparnis an Material für die Herstellung des erfindungsgemäßen Flansches erzielt; die gegenüber einer Armierungseinlage mit vergrößerter Dicke des Scheibenrückens eingesparte Menge an Metall ist teurer als die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Metallscheibe aufzuwendende Mehrmenge an Kunststoff. Mit der erfindungsgemäßen Verwendung eines glasfaserverstärkten Kunststoffs für die korrosionsbeständige Ummantelung der ringörmigen Metallscheibe wird die Gefahr eines Fließens der Ummantelung bei höherem Druck der Unterlegscheiben der Flanschschrauben auf die Ummantelung vermieden. Die Glasfnserverstärkung der Kunststoffummanteiung und die radialen Rippen der Metallscheibe führen im Zusammenwirken dazu, daß sowohl hohe Kräfte von den Flanschschrauben auf den Flansch ausgeübt werden können als auch der Flansch den durch Schraubenkräfte hervorgerufenen hohen Siegebeanspruchungen standhält, so daß mit dem erfindungsgemäßen Flansch die Anwendung von hohen Spannkräften möglich wird, die erforderlich sind, vornehmlich bei größeren Rohrnennwerten, um eine einwandfreie, zuverlässige und dauerhafte Dichtheit der Flanschverbindung sicherzustellen.

Von besonderem Vorteil ist, wenn jedes Schraubenloch der ringförmigen Metallscheibe zwischen zwei radialen Rippen liegt, die nahe neben dem Schraubenloch angeordnet sind. Bei Ausbildung der ringförmigen Metallscheibe mit einem I-förmigen Querschnitt werden vorzugsweise auf beiden Seiten der Metallscheibe zwei radiale Rippen nahe neben jedem Schraubenloch angeordnet Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß die Unterlegscheiben der Flanschschrauben die nahe neben den Schraubenlöchern liegenden radialen Rippen überragen, so daß die radialen Rippen im Dru^kbereich der Unterlegscheiben liegen und die Übertragung der Druckkräfte auf die Metallscheibe verbessert wird. Ferner bilden hierbei die beiden nahe neben einem Schraubenloch angeordneten radialen Rippen zusammen mit d^pn Schenkeln des Querschnittsprofils der Metallscheibe eine Einkammerung des von der Unterlegscheibe überdeckten und beaufschlagten Materials der Ummantelung, wodurch eine zusätzliche Sicherheit gegen eine Fließgefahr erreicht wird.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 den Flansch in der Ansicht

F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in F i g. 1.

F i g. 3 einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels,

Fi g. 4 einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels.

Der Flansch 1 besteht aus einer armierenden ringförmigen Metallscheibe 2 und einer korrosionsbeständigen Ummantelung 3 der Metallscheibe 2. Metallscheibe 2 und Ummantelung 3 besitzen mehrere Schraubenlöcher 4 für Flanschschrauben. Die Metallscheibe 2 kann zum Beispiel aus Stahl, Grauguß oder einem Nichteisenmetall, wie zum Beispitl Aluminium.

bestehen. Die Ummantelung 3 besteht aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, der zum Beispiel ein Thermoplast oder ein Duroplast sein kann. Die Glasfaserverstärkung der Ummantelung 3 verleiht der Ummantelung eine hohe Druckbelastbarkeit und

ίο verhindert die Gefahr eines Fließens der Ummantelung an den Stellen, an denen die Unterlegscheiben von Flanschschrauben auf die Ummantelung drücken. Dadurch wird hinsichtlich der Ummantelung der Metallscheibe die Möglichkeit und die Voraussetzung geschaffen, daß beim Verbinden zweier Flansche, zwischen denen die gegeneinander zu pressenden Dichtflächen zweier Rohrenden liegen, solche hohen Spannkräfte mit den Flanschschrauben auf die Flanschen ausgeübt werden können, die für die Gewährleistung einer Dichtheit der Flanschverbindung erforderlich sind und verlangt werden. Um der Metallscheibe 2, die aus Gewichts- und Kostenerspar-isgründen einen im Vergleich zur Fianschdicke dünnen Scheibenrücken 5 besitzt, die erforderliche Biegesteifigkeit zu verleihen, damit die Metallscheibe die durch die Glasfaserverstärkung der Ummantelung 3 ermöglichten hohen Spannkräfte aufnehmen und den dadurch hervorgerufenen hohen Biegebeanspruchungen der Metallscheibe standhalten kann, ist die Metallscheibe 2 beim Ausführungs-

i» beispiel der Fig.2 zwischen ihrem inneren und ihrem äußeren Umfangsrand mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet und mit radialen Rippen 6 versehen, die an den Schenkeln 7 des U-Profils ansetzen und zwischen den Schraubenlöchern 4 liegen. Vorteilhafterweise liegt, wie Fig. 1 erkennen läßt, jedes Schraubenloch 4 zwischen zwei radialen Rippen 6, die nahe neben dem Schraubenloch 4 angeordnet sind. Bei dieser Anordnung der radialen Rippen 6 können die Unterlegscheiben der Flanschschrauben die Rippen

ίο überragen und die Spannkräfte auf die im Druckbereich der Unterlgscheiben liegenden radialen Rippen übertragen und wird das von der Unterlegscheibe überdeckte Ma¹ .rial der Ummantelung 3 von den beiden Rippen 6 und den angrenzenden Abschnitten der Profilschenkel 7 kammerartig eingeschlossen, wodurch eine zusätzliche Sicherheit gegen eine Fließgefahr des Materials der Ummantelung geschaffen wird. Beim Ajsführungsbeispiel der F i g. 3 ist die Metallscheibe 2 mit einem T-förmigen Querschnitt ausgebildet und auf beiden Scheibenseiten mit radialen Rippen 6 versehen. Die F i g. 4 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform, bei der die Metallscheibe 2 mit einem I-förmigen Querschnitt ausgebildet ist und am inneren und äußeren Umfangsrand nach beiden Scheibenseiten vorstehendt

Profilscbenkel 7 aufweist und in Verbindung damit auf beiden Scheibenseiten an den Profilschenkeln 7 ansetzende radiale Rippen 6 besitzt. Diese A usführur.gsform hat den zusätzlichen Vorteil, daß bei einer Anordnung der radialen Rippen entsprechend der

mi F i g. 1 nahe neben den Schraubenlöchern 4 auf beiden Scheibenseiten ei.ic Einkammerung des von den Unterlegscheiben auf Druck beanspruchten Materials der Ummantelung zur Unterbindung einer Fließgefahr bewirkt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Armierter loser Flansch aus Kunststoff zum Verbinden von Rohrenden, der eine von dem Kunststoff ummantelte ringförmige Metallscheibe als versteifende Einlage besitzt, v.'obei durch die Metallscheibe und die Kunststoffummantelung Schniubenlöcher für Flanschschrauben hindurchführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallscheibe (2) zwischen ihrem inneren und äußeren Umfangsrand einen U-förmigen, T-förmigen oder I-förmigen Querschnitt aufweist und an den !Schenkeln (7) des Querschnittsprofils ansetzende radiale Rippen (6) zwischen den Schraubenlöcheni (4) besitzt und daß die Ummantelung (31) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff besteht

2.Flansch nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schraubenloch (4) zwischen zwei radialen Rippen (6) liegt, die nahe neben dem Sehr.iubenloch angeordnet sind, vorzugsweise auf beiden Seitrn der einen I-förmigen Querschnitt aufweisenden ringförmigen Metallscheibe (2).

Die E "findung betrifft einen armierten losen Flansch aus Kunststoff zum Verbinden ven Rohrenden, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und beispielsweise aus dem DE-GM 19 91 824 bekannt ist

Kunststoff-Flansche der vorgenannten bekannten Art tind für Flanschverbindungen wichtig, bei denen es auf eine Korrosionsbeständigkeit der Flansche ankommt, und werden beispielsweise ',n der ι "<emischen Industrie benötigt. Es hat sich jedoch ir der Praxis herausgestellt, daß diese bekannten Kunststoff-F uische nicht den Anforderungen an die Steifigkeit genügen und unter Dauerbelastung durch die in der Rohrleitung herrschenden Drücke sov/ie die mittels der Flanschschrauben aufgebrachten Spannkräfte eine einwandfreie Dichtheit der Flanschverbindung nicht gewährleisten. Die bei den bekannten Flanschen zur Armierung des Kunststoffs angewendete ringförmige Metallscheibe ist durch die notwendigerweise vorzusehenden Schraubenlöcher erheblich geschwächt und trotz des winklig gebördelten Scheibenrandes am äußeren Umfang der Metallscirieibe nicht steif genug, um die geforderten Biegekräfte aufnehmen zu können. Dieses Problem tritt um so stärker auf, je größer die Rohrnennweite wird, da auch der Durchmesser des Lochkreises, auf dem die Schraubenlöcher der Flansche liegen, größer wird und die Spannkraft, mit der zur Erzielung einer Dichtheit der Flanschverbindung die Flansche gegen den in der Rohrleitung herrschenden Innendruck mittels der Flanschenschrauben gegeneinander gepreßt werden müssen, mit dem Quadrat der Rohrnennweite wuchst. Der Durchmesser der Flansche, die zur Aufnahme der Rohrenden dienenden Flanschbohrungen und die Löcher für die Flanschschrauben sind für die jeweiligen Rohrnennweiten genormt. Es wäre daher nur möglich, die Dicke der bisherigen bekannten Metallscheibe:, und mit der Ummantelung die Dicke des Flansches, zu Vergrößern. Dadurch würde jedoch die Metallsdheibe insbesondere bei großen Flanschen zu schwer, wenn die Metallscheibe in den Kunststoff eingespritzt werden soll und dazu von Hand die Metallscheibe in die Sprit2:form eingelegt und der fertig gespritzte Flansch au« der Spritzform herausgenommen werden muß. Eine Ver*

größerung der Dicke der bekannten armierenden Metallscheiben würde den Flansch auch für die Montage der Flanschverbindung zu schwer und zu unhandlich machen. Außerdem würden auch längere und daher teurere Flanschschrauben erforderlich werden. Weiterhin haftet auch den bekannten Kunststoff-Flanschen mit einer von dem Kunststoff ummantelten ringförmigen Metallscheibe der Nachteil an, daß an den Stellen der Kunststoffummantelung, an denen die Unterlegscheiben der Flanschschrauben geg°n den Flansch drücken, ein Fließen des Kunststoffs der Ummantelung unter dem Druck der aufgebrachten Spannkräfte eintritt Dies hat bei den bekannten Kunststoff-Flanschen zur Folge und auch in der Praxis zu Beanstandungen geführt, daß aufgrund des Nachgebens der Kunststoffummantelung die für die Flanschverbindung geforderten Spannkräfte allmählich nachlassen und eine kritische Grenze unterschreiten. Dadurch entsteht die große Gefahr von Undichtheiten der Flanschverbindung, die beispielsweise bei chemischen Flüssigkeiten oder bei erdverlegten Rohrleitungen, deren Flanschverbindungen unzugänglich und nicht kontrollierbar sind, besonders folgenschwer ist Die bekannten Kunststoff-Flansche sind in der Praxis beispielsweise auch für solche Rohrleitungen bzw. Flanschverbindungen abgelehnt worden, bei denen erhöhte Temperaturen vorkommen, die das nachteilige Nachgeben der Kunststoffummantelung der ringförmigen Metallscheibe verstärken. Auch aufgrund dieser bei den bekannten Kunststoff-Flanschen auftretenden Fließerscheinung an der Kunststoffummantelung der Metallscheibe und der dadurch bedingten geringen Druckbelastbarkeit der Flansche waren der Einsatzmöglichkeit der bislang in der Praxis bekannten und angewendeten Kunststoff-Flansche enge Grenzen gesetzt und konnten keine größeren die Flansche zusammenhaltenden Spannkräfte angewendet werden, als es mit der erwähnten unvorteilhaften und unwirtschaftlichen Vergrößerung der Dicke der Metallscheibe zwecks Erhöhung ihrer Biegesteifigkeit an sich möglich gewesen wäre.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Flansch der eingangs genannten Art zu schaffen, der ohne eine nachteilige Erhöhung der Flanschdicke und des Flanschgewichtes eine bedeutend größere Biegesteifigkeit aufweist als die bekannten Kunststoff-Flansche und der auch den den bekannten Flanschen anhaftenden Mangel des Fließens und Nachgebens der Kunststoffummantelung der Metallscheibe beseitigt, so daß die vergrößerte Biegesteifigkeit zur Geltung kommen kann und der Flansch wesentlich größere Spannkräfte der Flanschschrauben aufzunehmen vermag als die bekannten Kunststoff-Flansche.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Durch die radialen Rippen, die beim T-förmigen und I-förmigen Querschnitt vorzugsweise auf beiden Seiten der Metallscheibe angeordnet sind, erhält die Metallscheibe eine sehr große Steifigkeit und Stabilität gegen die von den Flanschschrauben erzeugten Biegekräfte. Die für die Rippen aufzuwendende Metallmenge liegt weit unter dem Mehraufwand an Metall, der erforderlich wäre, um die bei den bekannten Kunststoffbau sehen bisher angewendete Metallscheibe durch eine Vergrößerung der Dicke des Scheibenrückens biegesteifer zu machen, Die Metallscheibe des erfindungsgemäßen Flansches bleibt daher leicht und bei der Herstellung des Flansches handlich. Auch das Gewicht