DE2623142B2 - Befestigungsflansch zum Befestigen eines Gummischlauches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Befestigungsflansch zur zugfesten Befestigung eines mit einer Druckträgerbewehrung versehenen Gummischlauches an einem feststehenden Anschlußflansch mittels Schraubenbolzen, mit in die Gummimasse des Schlauchflansches einvulkanisierten, als Vorlegring und Hinterlegring ausgebildeten Verstärkungsringen, zwischen denen die am Schlauchende zumindest zum Teil radial nach außen geführte Druckträgerbewehrung angeordnet ist

Derartige nach dem Stande der Technik (DE-PS 23 25 879) bekannte in das Gummimaterial des Schlauches integrierte Befestigungsflansche sind in den Abmessungen einem normalen Rohrflansch nachgebildet. Dabei treten Schwierigkeiten auf, weil die Wandung eines Gummischlauches oft erheblich dicker als eine normale Rohrwandung aus Stahl ist, so daß für die Anordnung der Schrauben insbesondere im Bereich der Rückseite nicht genügend Raum verbleibt Verhältnismäßig starke Wandungen des Gummischlauches sind insbesondere erforderlich, wenn der Schlauch durch abrasives Fördergut einem starken Verschleiß ausgesetzt ist oder mit hohen Drücken beaufschlagt wird. Bei derartigen dickwandigen Schläuchen mit integriertem Flansch ist es nicht ohne weiteres möglich, den Radius des Flansches und den Durchmesser des Lochkreises entsprechend zu vergrößern, weil dann ein Anschluß an ein Rohr gleichen Innendurchmessers mit einem nach DIN genormten oder vorgegebenen Anschlußflansch nicht mehr möglich ist. Weiterhin ist an den bekannten verstärkten Gummiflanschen nachteilig, daß die Druckträgerbewehrung durch die Bohrungen im Flansch geschwächt wird, so daß die einwandfreie Einleitung der den Schlauch belastenden Kräfte in den integrierten Flansch beeinträchtigt wird.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, den Befestigungsflansch der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß trotz der großen Wandstärke des Gummischlauches eine problemlose Anpassung an Abmessungen eine genormten oder vorgegebenen Rohrflansches ermöglicht wird. Weiterhin soll die Einleitung der den Schlauch belastenden Kräfte in den Befestigungsflansch verbessert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem Befestigungsflansch der eingangs genannten Art vor, daß die Schraubenbolzen am Vorlegring befestigt sind und nur an der in Richtung auf den Anschlußflansch weisenden Seite aus der Stirnfläche des Befestigungsflansches herausragen und daß auf der vom Anschlußflansch abgewandten Seite des Schlauchflansches Klemmelemente vorgesehen sind, die von außen auf den Hinterlegring und/oder die Wand des Gummischlauches Klemmkräfte ausüben, die axial in Richtung auf den Vorlegring und/oder radial in Richtung auf einen zylindrischen Fortsatz des Vorlegringes wirken.

Der Befestigungsflansch gemäß der Erfindung hat zunächst den Vorteil, daß der Lochkreis im Flansch entfällt. Bei Anordnung der Schraubenbolzen am Vorlegring braucht auf die durch die relativ große

Wandstärke des Gummischlauches verursachten beengten Platzverhältnisse im Bereich der Rückseite des Flansches keine Rücksicht genommen zu werden. Die Schwächung der Druckträgerbewehrung durch die Bohrungen des Lochkranzes entfallt völlig. Besonders vorteilhaft wirkt sich noch aus, daß im Bereich der Rückseite des Flansches geeignete Klemmelemente angeordnet werden können, die in axialer und/oder radialer Richtung KJemmkräfte ausüben, durch welche die Krafteinleitung vom Schlauch in den Flansch im Zusammenwirken mit den entsprechend ausgebildeten Verstärkungsringen erheblich verbessert wird. Bei den nach dem Stande der Technik bekannten Befestigungsflanschen ist die Anordnung solcher Klemmelemente dadurch vereitelt worden, daß der Raum an der Rückseite des Flansches für das Durchstecken der Schraubenbolzen freibleiben mußte. Der Befestigungsflansch gemäß der Erfindung ist also den nach dem Stande der Technik bekannten Befestigungsflanschen in jeder Hinsicht überlegen.

Gemäß einer ersten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung sind die Klemmelemente als Doppelkeilschelle mit zwei ringförmigen Keilelementen ausgebildet, von denen eines im Bereich des zylindrischen Fortsatzes des Vorlegringes um den Gummischlauch gespannt ist und eine nach oben weisende, in Richtung auf den Hinterlegring geneigte Keilfläche aufweist, auf der mit einer entsprechenden Gegenkeilfläche das andere ringförmige Keilelement aufliegt, derart, daß es beim Verspannen eine horizontale Klemmkraft auf den Hinterlegring ausübt. Eine :.olche Doppelkeilschelle ist einfach und robust im Aufbau und vermag außerordentlich große radiale Klemmkräfte zu erzeugen, durch die die Druckträgerbewehrung gegen den zylindrischen Fortsatz des Vorlegringes festgeklemmt wird. Außerdem kann eine solche Doppelkeilschelle eine beträchtliche horizontale Kraftkomponente erzeugen, die eine Klemmkraft zwischen dem Hinterlegring und dem Vorlegring bewirkt. Diese horizontale Kraftkomponente erhält ihr Widerlager durch die Reibungskräfte, die durch die radial gerichteten Klemmkräfte erzeugt werden.

Gemäß einer alternativen, besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Hinterlegring und die ihm gegenüberliegende Oberfläche des Vorleg- -*3 ringes konisch ausgebildet sind und der Hinterlegring von einer mehrteiligen, radial verschiebbaren Kegelprofilschelle hinterfaßt wird. Eine solche Kegelprofilschelle vermag insbesondere in axialer Richtung starke Klemmkräfte auszuüben, so daß die sich radial erstreckenden Teile der Druckträgerbewehrung fest zwischen dem sich radial erstreckenden Teil des Vorlegringes und dem Hinterlegring eingeklemmt werden.

Die Kegelprofilschelle ist zweckmäßig über einen radial nach innen ragenden Vorsprung an der dem Hinterlegring abgewandten Stirnseite des Vorlegringes abgestützt. Das hat zur Folge, daß die Klemmkräfte direkt in die beiden gegeneinander anzupressenden Teile, und zwar den Vorlegring einerseits und den <'■ Hinterlegring andererseits, eingeleitet werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Hinterlegring an beiden Enden sich in axialer Richtung erstreckende zylindrische Ansätze auf, von denen der eine sich um den äußeren Umfang des ■ > Vorlegringes und der andere sich um den zylindrischen Ansatz des Vorlegringe? erstreckt, wobei die den konisch ausgebildeten Mittelteil des Hinterlegringes gegenüberliegende Fläche des Vorlegringes konisch ausgebildet ist und etwa parallel zum Mittelteil des Hinterlegringes verläuft und um die zylindrischen Ansätze des Hinterlegringes Bandschellen gelegt sind. Bei dieser Ausführungsform erführt die Druckträgerbewehrung zwischen dem Hinterlegring und dem Vorlegring eine zweimalige Umlenkung und wird auf diese Weise besonders gut arretiert Gegebenenfalls kann bei diesem Ausführungsbeispiel der Hinterlegring sehr dünn ausgeführt werden oder gegebenenfalls sogar gänzlich wegfallen.

Die am Vorlegring befestigten Schraubenbolzen sind zweckmäßig jeweils in Bohrungen des Vorlegringes eingesteckt und an ihren vom Anschlußflansch abgewandten Enden mit flachen Rundköpfen versehen, mit denen sie den Rand der jeweiligen Bohrung hinterfassen, wobei im Hinterlegring den Rundköpfen gegenüberliegende flache Vertiefungen vorgesehen sind, deren Volumen etwa dem Volumen der Rundköpfe entspricht Hierdurch werden Zwängungen des Gummimaterials und der Druckträgerbewehrung durch die Rundköpfe der Schraubenbolzen vermieden. Dennoch erfährt die Druckträgerbewehrung durch die hierdurch verursachte zusätzliche Umlenkung eine zusätzliche Arretierung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch einen Befestigungsflansch gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform,

Fig.2 einen teilweisen Schnitt durch einen Befestigungsflansch gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform,

Fig.3 eine alternative Ausführungsform der Kegelmantelschelle.

Fig.4 einen teilweisen Schnitt durch einen Befestjgungsflansch der Erfindung in einer dritten Ausführungsform und

Fig.5 die Befestigung eines Schraubenbolzens am Vorlegring

zeigen.

Das in Fig. 1 dargestellte Ende des Gummischlauches weist eine Innengummischicht 1, eine Druckträgerbewehrung 2 und eine Außengummischicht 3 auf. Im Flanschbereich ist die Druckträgerbewehrung 2 radial nach außen geführt und erstreckt sich zwischen einen Vorlegring 4 und einen Hinterlegring 5, die beide als Flanschverstärkung dienen und in die Gummimasse einvulkanisieri sind. Der Vorlegring 5 weist einen ringscheibenförmigen Abschnitt 4a und einen sich daran anschließenden zylindrischen Fortsatz 4b auf, der in Richtung auf den Gummischlauch weist. Der Hinterlegring 5 dagegen ist ringscheibenförmig ausgebildet und verläuft parallel zum ringscheibenförmigen Abschnitt 4a des Vorlegrings 4. Auf der Rückseite des Befestigungsflansches ist um den Gummischlauch herum eine Doppelkeilschelle angeordnet, die aus zwei ringförmigen Keilelementen 6 und 7 besteht. Das Keilelement 6 übt bei entsprechender Verspannung in radialer Richtung nach innen gerichtete Klemmkräfte auf das Schlauchende aus, durch die die Druckträgerbewehrung 2 zwischen diesem Keilelement 6 und dem zylindrischen Fortsatz 4b des Vorlegringes 4 eingeklemmt wird. Auf der nach oben weisenden Keilfläche des Keilelementes 6 liegt das ebenfalls ringförmige Keilelement 7 mit einer entsprechenden Gegenkeilfläche auf. Bei Verspannung dieses Keilelementes 7 verschiebt sich dieses auf der Gegenkeilfläche des Keilelementes 6 in axialer Rieh-

tung und übt Klemmkräfte auf den Hinterlegring 5 aus. Durch diese Klemmkräfte wird die Druckträgerbewehrung 2 zwischen dem Vorlegring 4 und dem Hinterlegring 5 eingeklemmt. An dem ringscheibenförmigen Abschnitt 4a des Vorlegringes 4 sind Schraubenbolzen 8 befestigt, die aus der Stirnfläche des Befestigungsflansches herausragen. Diese Schraubenbolzen 8 sind in die Schraubenlöcher eines Anschlußflansches 9 einsteckbar, der als normaler Rohrflansch ausgebildet ist. Auf die Schraubenbolzen 8 sind Muttern aufschraubbar, die den Anschlußflansch 9 gegen eine an der Stirnseite des Befestigungsflansches angeordnete Dichtgummischicht 10 anpressen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 entspricht weitgehend dem Ausführungsbeisniel gemäß Fi g. 1, so daß für die einander entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet werden können. Hier ist im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 der Hinterlegring 5 geteilt und konisch ausgebildet und die dem Hinterlegring 5 zugewandte Oberfläche des ringscheibenförmigen Abschnittes 4a des Vorlegringes 4 ebenfalls konisch ausgebildet, derart, daß beide Flächen etwa parallel verlaufen. Zur Erzeugung von Klemmkräften zwischen dem Vorlegring 4 und dem Hinterlegring 5 wird hier eine mehrteilige Kegelprofilschelle 11 verwendet, die mit einem konischen Teil an dem konischen Hinterlegring 5 anliegt und mit einem nach innen vorstehenden Vorsprung an der Stirnseite des Vorlegringes 4 abgestützt ist. Die Teile der Kegelprofilschelle 11 können in radialer Richtung derart verschoben werden, daß auf den konischen Hinterlegring 5, starke, in axialer Richtung gerichtete Klemmkräfte ausgeübt werden, die ihr Widerlager am Vorlegring 4 finden. Dabei wirkt ein Teil der von der Kegelprofilschelle 11 ausgeübten Klemmkräfte auch in radialer Richtung.

Alternativ kann der nach innen vorstehende Vorsprung der Kegelprofilschelle 11 auch an dem dem Befestigungsflansch gegenüberliegenden Anschlußflansch 9 abgestützt werden (siehe Fig.3), so daß die Schraubenbolzen weitgehend entlastet werden.

Beim in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hinterlegring 5 in seinem Mittelteil 5a konisch ausgebildet und weist zylindrische Fortsätze 5b und 5c auf, die sich mit Abstand um den äußeren Umfang des Vorlegrings 4 bzw. dessen zylindrischen Ansatz 4a erstrecken. Die dem Mittelteil Sa des Hinterlegringes 5 gegenüberliegende Fläche des Vorlegringes 4 ist

ίο ebenfalls konisch ausgebildet und verläuft etwa parallel zum konischen Mittelteil 5a des Hinterlegringes 5. Um die zylindrischen Ansätze 5£>und 5c des Hinterlegringes 5 sind Bandschellen 12 und 13 gelegt, die radial nach innen gerichtete Kräfte auf die zylindrischen Ansätze 5b und 5c des Hinterlegringes 5 ausüben. Durch diese Kräfte wird eine starke Klemmwirkung auf die zwischen dem Vorlegring 4 und dem Hinterlegring 5 angeordnete Druckträgerbewehrung 2 ausgeübt, welche bei diesem Ausführungsbeispiel in besonders vorteilhafter Weise zweimal in ihrem Verlauf umgelenkt wird, so daß sich eine sehr gute Arretierung ergibt. Bei dieser Ausführungsform kann gegebenenfalls auch der Mittelteil 5a des Hinterlegringes entfallen.

In Fig. 5 ist eine zweckmäßige Befestigung der Schraubenbolzen 8 am Vorlegring 4 veranschaulicht. Dort ist der Vorlegring 4 mit Bohrungen versehen, in die die Schraubenbolzen 8 eingesteckt sind. An dem auf den Schlauch weisenden Ende sind die Schraubenbolzen 8 mit einem flachen Rundkopf 8a versehen, der jeweils den Rand der Bohrung im Vorlegring 4 hinterfaßt. Der Hinterlegring 5 weist gegenüber dem Rundkopf 8a eine flache Vertiefung auf, deren Volumen etwa dem Volumen des Rundkopfes entspricht Hierdurch werden Zwängungen des Gummimaterials und der Druckträgerbewehrung 2 durch den Rundkopf 8a des Schraubenbolzens 8 vermieden. Dennoch erfährt die Druckträgerbewehrung 2 durch die hierdurch verursachte zusätzliche Umlenkung eine zusätzliche Arretierung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 Patentansprüche: 10 15

1. Befestigungsflansch zur zugfesten Befestigung eines mit einer Druckträgerbewehrung versehenen Gummischlauches an einem feststehenden Anschlußflansch mittels Schraubenbolzen, mit in die Gummimasse des Schlauchflansches einvulkanisierten, als Vorlegring und Hinterlegring ausgebildeten Verstärkungsringen, zwischen denen die am Schlauchende zumindest zum Teil radial nach außen geführte Druckträgerbewehrung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenbolzen (8) am Vorlegring (4) befestigt sind und nur an der in Richtung auf den Anschlußflansch weisenden Seite aus der Stirnfläche des Befestigungsflansches herausragen und daß auf der vom Anschlußflansch abgewandten Seite des Schlauchflaisches Klemmelemente (6, 7; 11; 12, 13) vorgesehen sind, die von außen auf den Hinterlegrrng (5) und/oder die Wand des Gummischlauches Klemmkräfte ausüben, die axial in Richtung auf den Vorlegring (4) und/oder radial in Richtung auf einen zylindrischen Fortsatz (4b) des Vorlegringes (4) wirken.

2. Befestigungsflansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente als Doppelkeilschelle mit zwei ringförmigen Keilelementen (6,7) ausgebildet sind, von denen eines (6) im Bereich des zylindrischen Fortsatzes (4b) des Vorlegringes (4) um den Gummischlauch gespannt ist und eine nach außen weisende, in Richtung auf den Hinterlegring (5) geneigte Keilfläche aufweist, auf der mit einer entsprechenden Gegenkeilfläche das andere ringförmige Keilelement (7) aufliegt, derart, daß es beim Verspannen eine horizontale Klemmkraft auf den Hinterlegring (5) ausübt.

3. Befestigungsflansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterlegring (5) und die ihm gegenüberliegende Oberfläche des Vorlegringes

(4) konisch ausgebildet sind und der Hinterlegring (5) von einer mehrteiligen, radial verschiebbaren Kegelprofilschelle (11) hinterfaßt wird.

4. Befestigungsflansch nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelprofilschelle (11) über einen radial nach innen ragenden Vorsprung in der dem Hinterlegring (5) abgewandten Stirnseite des Vorlegringes (4) abgestützt ist.

5. Befestigungsflansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterlegring (5) an beiden Enden sich in axialer Richtung erstreckende zylindrische Ansätze (5b, 5c)aufweist, von denen der eine (5b) sich um den äußeren Umfang des Vorlegringes (4) und der andere (Sc^ sich um den zylindrischen Ansatz (4b) des Vorlegringes (4) erstreckt, daß die dem konisch ausgebildeten Mittelteil (Sandes Hinterlegringes (5) gegenüberliegende Fläche des Vorlegringes (4) konisch ausgebildet ist und etwa parallel zum Mittelteil (5a) des Hinterlegringes (5) verläuft und daß um die zylindrischen Ansätze (5b, 5c) des Hinterlegringes ^wl

(5) Bandschellen (12,13) gelegt sind.

6. Befestigungsflansch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am Vorlegring (4) befestigten Schraubenbolzen (8) jeweils in Bohrungen des Vorlegringes (4) einge- ■" steckt sind und an ihren vom Anschlußflansch abgewandten Ende mit flachen Rundköpfen (&a) versehen sind, mit denen sie den Rand der jeweiligen Bohrung am Vorlegring (4) hinterfassen, wobei im Hinterlegring (5) den Rundköpfen (Sa)gegenüberliegende flache Vertiefungen vorgesehen sind, deren Volumen etwa dem Volumen der Rundköpfe (8a) entspricht.