DE3527483A1

DE3527483A1 - Verbindung fuer rohr mit angeschweisstem flansch

Info

Publication number: DE3527483A1
Application number: DE19853527483
Authority: DE
Inventors: Terence Chesterfield Derbyshire Bateman; William Walter Ilkeston Derbyshire Stevens
Original assignee: Stanton and Staveley Ltd
Current assignee: Saint Gobain PAM UK Ltd
Priority date: 1984-08-10
Filing date: 1985-07-31
Publication date: 1986-02-20
Also published as: GB8519811D0; US4678211A; GB2163507A; GB2163507B

Description

STANTON AND STAVELEY LIMITED,

Stanton-by-Dale, Ilkeston, Derbyshire, England, Großbritannien

Verbindung für Rohr mit angeschweißtem Flansch.

Die Erfindung betrifft eiserne Rohre mit angeschweißtem Flansch derjenigen Art, bei der ein eisener ringförmiger Flansch, über den das Rohr an einem benachbarten Rohr befestigt wird, durch Schweißen um den äußeren Umfang des Rohres nahe an dessen einem Ende befestigt wird, und insbesondere betrifft die Erfindung Verbindungen, die solche Rohre benutzen, bei denen der Flansch nahe einem Zapfen bzw. glatten Ende des Rohres angeordnet ist, welches dazu bestimmt ist, in die Muffe eines axial gegenüberliegenden Rohres eingeführt zu werden (üblicherweise unter Zwischenlegung eines ringförmigen Dichtgliedes zwischen den Zapfen und die Muffe), wobei bei einer solchen Anordnung der Flansch mittels Befestigungsgliedern mit einem Muffenflansch verbindbar ist, der hinter oder auf der Muffe angeordnet ist, um es so zu ermöglichen, daß die Verbindung verriegelt werden kann.

Es wird darauf hingewiesen, daß das Wort "Rohr", wie es im vorliegenden Zusammenhang benutzt wird, jedwedes rohrähnliche Glied umfaßt, wie beispielsweise Rohr, Röhre oder Schlauch, und hohle Rohranschlüsse zur Verwendung in Rohranlagen, wie beispielsweise Winkelstücke oder T-Stücke.

In einer bestimmten Ausgestaltung kann der Flansch auf dem Zapfen(der Zapfenflansch) einen radial inneren Abschnitt umfassen, der sich zum Ende des Rohres hin erstreckt. Bei einer solchen Anordnung kann der Flansch am Rohr am Zehen des innneren, sich zum Ende des Rohres erstreckenden Abschnittes und an derjenigen Seite hiervon angeschweißt werden, die dem Ende des Rohres zugewandt ist.

Ein Problem solcher Verbindungen hängt mit dem Erfordernis zusammen,

daß der Muffenflansch einen geringeren inneren Durchmesser haben sollte als der Außendurchmesser der Muffe des zugeordneten Rohrs, so daß die Muffe des einen Rohrs mittels Befestigungsgliedern, die den Muffenflansch mit dem Zapfenflansch verbinden, fest über dem Zapfen des anderen Rohrs gehalten wird.

Ein Muffenflansch wird üblicherweise an ein Rohr angepaßt, indem es vom Zapfen des Rohres über das Rohr zum Muffenende geführt wird. In einigen Fällen jedoch ist dies nicht möglich, beispielsweise, wenn das Rohr ein T-Verbindungsstück mit einem Muffenrohrmaul ist.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine einfache und wirksame Spannschloß-Verbindung zu schaffen, welche die vorgenannten Probleme überwindet.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verbindung vorgesehen, die mit einem Rohr mit angeschweißtem Flansch ausgebildet ist, wobei das glatte Ende bzw. der Zapfen des einen Rohres, der mit einem hieran angeschweißten Zapfenflansch versehen ist, in einer Muffe des anderen Rohres angeordnet ist, welche eine Muffenflanschanordnung aufweist, die hierum angeordnet ist, wobei der Zapfenflansch und die Muffenflanschanordnung mittels Haltegliedern verbunden sind, die hierzwischen angeordnet sind, wobei die Muffenflanschanordnung eine zusammengesetzte Struktur darstellt, welche am Muffenende des Rohres zusam- mengefügt werden kann, um die Muffe zu umschließen und mit dieser in Eingriff zu kommen und beim Gebrauch auf diese einzuwirken.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kupplungsanordnung für eine Verbindung zwischen Muffenrohren vorgesehen, mit einem Zapfenflansch, der um den Zapfen des einen Rohres herum angeschweißt ist, mit einer Muffenflanschanordnung, die um die Muffe eines zweiten Rohres herum angeordnet ist, welches mit dem ersten Rohr verbunden ist, wobei der Zapfenflansch und die Muffenflanschanordnung mittels Haltegliedern, die hierzwischen verbindbar sind, verbunden werden können, wobei die Muffenflanschanordnung eine zusammengesetzte Struktur darstellt, welche an der Muffe zusammengesetzt werden kann, um die Muffe zu umgeben und mit ihr in Eingriff zu kommen und in der Verbindungsstellung auf sie einzuwirken.

Die Muffenflanschanordnung kann die Form einer Vielzahl von untereinander verbundenen Gliedern aufweisen, die um die Muffe herum in Eingriff kommen und mittels Haltegliedern am Zapfenflansch befestigt sind.

In alternativer Weise kann die Muffenflanschanordnung in der Form eines kontinuierlichen Ringes mit größerem Durchmesser als die Muffe ausgebildet sein, und eine Vielzahl von Schuhen aufweisen, von denen eine jede mit dem Zapfenflansch verbindbar ist und die um den Ring herum beabstandet sind und zwischen dem Ring und der Muffe so angeordnet sind, daß sie, wenn sie mit dem Zapfenflansch verbunden sind, gegen das Muffenrohr drücken.

Die Schuhe können mit länglichen Abschnitten versehen sein, die so ausgebildet sein können, daß sie mit dem Zapfenflansch direkt in Eingriff stehen, so daß sie zumindest teilweise die Halteeinrichtung zwischen dem Zapfenflansch und der Muffenflanschanordnung darstellen.

Die Muffenflanschanordnung kann wiederum ein in Abschnitte, bei spielsweise in zwei Hälften geteiltes Flanschglied aufweisen, und nach seiner Anordnung um die Muffe herum zusammengefügt werden, beispielsweise mittels Bolzen, die durch Schultern der Flanschgliedabschnitte hindurchgehen und mittel Muttern gehalten werden.

Die Rohre und Flanschanordnungen können beispielsweise aus dehnbarem Gußeisen oder Stahl sein.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teiles einer Form einer Verbindung zwischen zwei Rohren in Einklang mit der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Endansicht des Muffenringes der Verbindung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils einer

zweiten Form einer Verbindung zwischen zwei Rohren in Einklang mit der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 Ansichten von Teilen der Verbindung gemäß Fig. 3, und 5

Fig. 6 Ansicht einer Variation eines Teils der Verbindung gemäß Fig.3,

Fig. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils einer dritten Form einer Verbindung zwischen zwei Rohren in Einklang mit der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 8 zwei Variationen von Teilen einer Verbindung gemäß Fig. 7. und 9

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ist ersichtlich, daß die Verbindung zwei dehnbare Gußeisenrohre 1 und 2 umfaßt, die eine Muffenrohrverbindung, nämlich einen Zapfen bzw. einen glatten Endbereich und eine Muffe 4 beinhalten, sowie ein elastisches Dichtglied 5, welches in der zwischen Zapfen 3 und Muffe 4 vorhandenen Lücke angeordnet ist, um ein Leck des Rohres an dieser Verbindung zu verhindern.

Ein dehnbarer Zapfenflansch 6 aus Gußeisen ist am Rohr 1 neben dessen Zapfen 3 befestigt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weist der radiale innere Abschnitt des Flansches eine Erweiterung 7 auf, die zum Ende des Zapfens 3 hin gerichtet ist, und der Flansch ist bei 8 am Rohr an der Seite der Zehe 9 der Erweiterung angeschweißt. Eine Vielzahl von Verstärkungsrippen 10 sind an einer Seite des Flansches 6 um diesen herum angeordnet und weisen zum Zapfen hin.

Eine Muffenflanschanordnung 11 ist um die Muffe des Rohres herum in solcher Weise angeordnet, daß sie im Gebrauch ein festes ringförmiges Glied darstellt. Die Flanschanordnung ist ein achteckiger, dehnbarer Gußeisenring 12 von kreisförmigem Querschnitt (wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist), dessen innerer Durchmesser größer ist als die Muffe, so daß er vor dem Gebrauch über die Muffe geführt werden kann. An jedem der Winkelbereiche 22 des Achteckes 12 ist ein biegsamer bzw. spannbarer Gußeisenschuh 13 zwischen dem Ring 12 und

der Muffe 4 angeordnet. Ein jeder Schuh weist eine radial nach außen gerichtete rückwärtige Schulter 18 auf sowie eine radial nach innen gerichtete Ferse 30.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Anzahl der Seiten des Ringes und daher die Anzahl der verwendeten Schuhe abhängt vom Außendurchmesser der jeweiligen Rohre.

Die Schuhe 13 und der Ring 12 der Flanschanordnung 11 sind so geformt, daß eine axiale Bewegung möglich ist, um eine vernünftige Deflektion der Verbindung zu ermöglichen.

Ein jeder Schuh 13 weist einen langgestreckten Abschnitt 31 auf, der sich bei zusammengebauter Verbindung bis jenseits des Zapfenflansches 6 und radial außerhalb desselben erstreckt. Der langgestreckte Abschnitt 31 eines jeden Schuhs weist einen sich nach innen erstreckenden Schuhflansch 32 auf, der sich hinter den, Zapfenflansch erstreckt, wobei der SchuRiflansch 32 eine nach innen gerichtete Lippe 33 aufweist, welche im Gebrauchte¹!ne ringförmige Vertiefung 34 um den Zapfenflansch 6 herum eingreift. Ein jeder Schuhflansch 32 ist mittels Bolzen 35 und Muttern 36, die durch geeignete Bohrungen 37» 38 in den Flanschen verlaufen, in der korrekten Position gegen den Zapfenflansch gehalten.

Beim Zusammenbau der Anordnung wird der Ring 12 über die Muffe 4 geschoben. Die erforderlichen acht Schuhe werden dann unter.dem Ring angeordnet, jeweils einer bei je einem Winkel 22, und die Anordnung von Schuhen 13, Bolzen 16 und Ring 2 wird dann in eine Position gezogen, in der die Fersen 30 der Schuhe 13 mit der äußeren geneigten Oberfläche der Muffe 4 in Eingriff kommen und die Lippen 33 der Schuhflansche 32 in die Vertiefung 34 des Zapfenflansches 6 eingreift, wodurch der Zapfenflansch und die Muffenflanschanordnung zusammengehalten werden, und wobei aufgrund des Ringes 12, der die Fersen 30 der Schuhe hinter der Muffe hält, die Verbindung fest zusammengehalten wird. Anschließend werden die Muttern und Bolzen 35 bzw. 36 angezogen, um die Schuhe am Zapfenflansch sicher zu halten. Das Halten des Ringes auf den Schuhen wird durch die Schultern 18 unterstützt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4 und 5 der Zeichnung ist ersieht-, lieh, daß die Verbindung 2 dehnbare bzw. nachgiebige Gußeisenrohre 41 und 42 umfaßt, die ein glattes Ende bzw. einen Zapfen 43 und eine Muffe 44 sowie ein elastisches Dichtglied 45 beinhalten, welches im ringförmigen Zwischenraum zwischen Zapfen 43 und Muffe 44 angeordnet ist, um einen Leckverlust des Rohres an der Verbindung zu verhindern.

Ein geschmeidiger bzw. dehnbarer gußeisener Zapfenflansch 46 ist am Rohr 41 neben dessen Zapfen 43 befestigt. Der radial innere Abschnitt 47 des Flansches ist zum Zapfen 43 hin gekrümmt und der Flansch ist bei 48 am Rohr festgeschweißt, und zwar an derjenigen Seite des Zehens 49 dieses gekrümmten Bereichs, welche zum Zapfen 43 hinweist. Eine Vielzahl von Verstärkungsrippen 50 sind um den Flansch 6 herum an der dem Zapfen zugewandten Seite angeordnet.

Eine Muffenflanschanordnung 51 ist um die Muffe des Rohres herum in einer solchen Weise angeordnet, daß sie beim Gebrauch ein festes ringförmiges Glied darstellt. Wie in Fig. 4 ersichtlich, ist die Flanschanordnung ein polygonaler (in der Darstellung oktagonaler) geschmeidiger Gußeisenring 52 von kreisförmigem Querschnitt mit einer Innenabmessung, die größer ist als die Muffe, so daß er vor dem Gebrauch über die Muffe geschoben werden kann. An jedem der Winkel des Oktagons ist ein geschmeidiger gußeisener Schuh 53 zwischen dem Ring 52 und der Muffe 44 angeordnet. Ein jeder Schuh weist bei 54 eine öffnung auf, um den Kopf 55 eines Bolzens 56 aufzunehmen, der durch den Zapfenflansch 46 hindurch an einer Mutter 57 befestigt ist. Ein jeder Schuh weist eine radial nach außen gerichtete rückwärtige Schulter 58 auf.

Die Schuhe 53 und der Ring 52 der Flanschanordnung 51 sind so geformt, daß sie eine axiale Bewegung ermöglichen, um diese Weise eine vernünftige Deflektion der Verbindung zu ermöglichen.

Beim Zusammenbau dieser Anordnung wird der Ring 52 über die Muffe 54 geschoben. Die erforderlichen acht Schuhe werden dann unter dem Ring 52 angeordnet, jeweils einer an einem jeden Winkel 62, wobei die Schuhe bereits mit sich hiervon wegerstreckenden Bolzen 56 versehen sind, und die Anordnung aus Schuhen 53, Bolzen 56 und Ring 52 wird

dann in eine Position gezogen, in der die Fersen der Schuhe 53 mit der äußeren geneigten Oberfläche der Muffe 44 in Eingriff kommen. Der Zapfenflansch 46 und die Schuhe 53 werden dann miteinander verbunden, indem Muttern 57 auf die Bolzen 56 aufgeschraubt werden, nachdem die Bolzen durch Bohrungen 59 im Zapfenflansch hindurchgeführt worden sind. Das Halten des Ringes auf den Schuhen wird von den Schultern 58 unterstützt.

Die Anordnung gemäß Fig. 6 ist ähnlich derjenigen gemäß Fig. 3, 4 und

5 mit der Ausnahme, daß ein Ring 60 von kreisförmiger Gestalt verwendet wird, und daß entsprechende Schuhe 61 von bogenförmiger Gestalt hierunter angeordnet sind. Wiederum sind (wohl nicht dargestellt) Bolzen innerhalb der Schuhe angeordnet und stehen von öffnungen hierin vor, um mit dem Zapfenflansch in Eingriff zu kommen.

Die Anordnungen gemäß Fig. 7, 8 und 9 sind im allgemeinen ähnlich denjenigen der anderen Figuren mit der Ausnahme, daß in diesem Fall der Muffenflansch aus einer Vielzahl von Gelenkgliedern 65 gebildet ist, wobei die mit dem Zapfenflansch 46 verbundenen Bolzen 56 als Gliederschwenkstifte wirken. Wie aus Fig. 7 und 8 erkennbar, kann der Muffenflansch einen gleichförmigen inneren und äußeren kreisförmigen Durchmesser haben, oder er kann, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist, mit sich radial nach außen erstreckenden Vorsprüngen 63 im Bereich der Bohrungen 64 für die Bolzen 56 zur besonderen Verstärkung der An-

Ordnung versehen sein.

Aufgrund der dargestellten Erfindung erhält man eine Verbindung für Rohre mit geschweißten Zapfenflanschen, bei der der Muffenflansch leicht um das Muffenrohr herum plaziert werden kann, ohne die Stärke oder die Leistung der hergestellten Verbindung zu beeinträchtigen.

Es ist anzumerken, daß beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 die üblichen Erfordernisse für Hochleistungsstahl-Spannverschlüsse, die den Zapfenflansch und die Muffenflanschanordnung verbinden, vermieden werden. Der letztgenannte Aspekt vermindert die Kosten der Verbindung und reduziert Korrosionsprobleme, insbesondere bei Rohren, die für die Verwendung unter der Erde bestimmt sind. Zusätzlich kann aufgrund der Verwendung eines Schuhes nach Art des Ausführungsbei-

mm spiels gemäß Fig. 1 und 2 anstelle des bislang vorgeschlagenen Spannschlosses der Zapfenflansch kleiner sein und daher können die meridional en Biegespannungen in der Bohrung des Zapfenrohres beträchtlich reduziert werden. 5 Die Anordnung gemäß Fig. 3, 4, 5 und 6 weist eine beträchtliche axiale Einstellbarkeit auf, während die Anordnung gemäß Fig. 7, 8 und insbesondere dann besonders zweckmäßig ist, wenn nur zwei oder drei Bindeglieder bzw. Halter verwendet werden sollen, wie beispielsweise bei kleinen Rohren bzw. kleinen Verbindungen.

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Claims

BROSE + PARTNER European Patent Attorneys - Mandatair-es fen Brevtsts Curopje.is -zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt D-8023 München-Pullach, Wier,6rStr£»ße2; TeIeTGn(O 63)793 30 77;Telfex5212147brosd; Cables: «Patentibus-München K>!RLABROSEtl981 Dipl.Hng. D.IC4RLBROSE DipHng., Dipl.-Wirtsch.-Ing. MIOWELRESCH Dipl.-Phys. STANTON AND STAVELEY LIMITED, Stanton-by-Dale, Ilkeston, Derbyshire, England, Großbritannien Ihre Zeichen: Your ref: £9te: 30, Juli 1985 Re/pr PATENTANSPRÜCHE

1. Mit einem Rohr mit angeschweißtem Flansch ausgebildete Verbindung, wobei ein glattes Ende bzw. ein Zapfen an einem Rohr mit einem hieran angeschweißten Zapfenflansch in einer Muffe eines weiteren Rohres angeordnet ist, um die herum eine Muffenflanschanordnung angeordnet ist, wobei der Zapfenflansch und die Muffenflanschanordnung über Halteglieder, die hierzwischen verbunden sind, miteinander verbunden sind, wobei die Muffenflanschanordnung eine zusammengesetzte Struktur darstellt, die am Muffenende des Rohres zusammengefügt werden kann, um im Gebrauch die Muffe zu umgeben und mit ihr in Eingriff zu gelangen und auf die Muffe einzuwirken.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffenflanschanordnung einen kontinuierlichen Ring von größerem Durchmesser als die Muffe umfaßt sowie eine Vielzahl von Schuhen, von denen eine jede mit dem Zapfenflansch verbindbar ist, wobei die Schuhe um den Ring herum beabstandet angeordnet sind und zwischen dem Ring und der Muffe angeordnet sind, um gegen die Muffe zu drücken, wenn sie mit dem Zapfenflansch verbunden sind.

Fernmündliche Vpreinbarunnßn

3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuhe mit langgestreckten Abschnitten versehen sind, die so ausgebildet sein können, daß sie mit dem Zapfenflansch direkt in Eingriff kommen, so daß sie zumindest teilweise die Halteglieder zwischen dem Zapfenflansch und der Muffenflanschanordnung darstellen.

4. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder Muttern und Bolzen umfassen, die in geeigneten Bohrungen in den Schuhen und im Zapfenflansch angeordnet sind.

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5. Verbindung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeder Schuh an seinem dem Zapfenflansch abgewandten Ende mit einer radial nach außen gerichteten Schulter ausgebildet ist, welche die äußerste Endposition für den Ring darstellt, sowie mit einer radial nach innen gerichteten Ferse zur Anlage bzw. zum Andruck auf die Muffe.

6. Verbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeich-, net, daß der kontinuierliche Ring eine polygonale Konfiguration darstellt, wobei an einem jeden Eck des Polygons ein Schuh angeordnet ist.

7. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffenflanschanordnung die Form einer Vielzahl von untereinander gelenkig verbundenen Gliedern aufweist, welche auf die Muffe einwirken und über Halteglieder mit dem Zapfenflansch verbunden sind.

8. Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteglieder Muttern und Bolzen umfassen, die in geeigneten Bohrungen in der Muffenflanschanordnung und im Zapfenflansch angeordnet sind.

9. Kupplungsanordnung für eine Verbindung zwischen Rohren mit Muffenverbindung mit einem Zapfenflansch, der um den Zapfen des einen Rohres herum angeschweißt ist, mit einer Muffenflanschanordnung, die um die Muffe eines mit dem ersten Rohr zusammengefügten zweiten Rohres herum angeordnet ist, wobei der Zapfenflansch und die Muffenflanschanordnung mittels Halteglieder, die hierzwischen verbindbar sind, verbun-„ den werden können, wobei die Muffenflanschanordnung eine zusammenge-

setzte Struktur ist, die an der Muffe zusammengebaut werden kann, um die Muffe im verbundenen Zustand zu umgeben und mit ihr in Eingriff zu kommen und auf sie einzuwirken.

10. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffenflanschanordnung einen durchgehenden Ring von größerem Durchmesser als die Muffe, um die herum er angeordnet werden soll, umfaßt, sowie eine Vielzahl von Schuhen, von denen ein jeder mit dem Zapfenflansch verbindbar ist und die um den Ring herum beabstandet angeordnet sind und zwischen dem Ring und der Muffe angeordnet sind, so daß sie im Gebrauch, wenn sie mit dem Zapfenflansch verbunden sind, gegen die Muffe drücken.

11. Kupplungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffenflanschanordnung die Form einer Vielzahl von miteinander gelenkig verbundenen Gliedern aufweist, die um die Muffe herum mit dieser in Eingriff stehen und über Halteglieder mit dem Zapfenflansch verbindbar sind.