DE3704142A1 - Kunststoffrohrteil fuer eine flanschverbindung mit einem weiteren rohrteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffrohrteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und bezieht sich fer­ ner auf eine Flanschverbindung zwischen zwei Rohrteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.

Bei der Flanschverbindung von Kunststoffrohrteilen mit einer Armatur, einem Fitting od. dgl. weiteren Rohrteil mittels Spannschrauben entsteht insbesondere dann, wenn das weitere Rohrteil aus Metall besteht, das Problem, daß die Außendurchmesser und der Lochkreis der Schrau­ bendurchgangslöcher der Flanschteile des Kunststoffrohrs einerseits und des Metallrohrs andererseits zwar, wie es zur Herstellung der Schraubverbindung erforderlich ist, übereinstimmen, der Innendurchmesser des Kunststoffrohr­ teils jedoch kleiner als der Innendurchmesser des ange­ schlossenen Metallrohrteils ist. Dies ist nicht zuletzt durch die unterschiedlichen Herstellungstechniken und Wanddicken der Kunststoffrohrteile einerseits und der Metallrohrteile, wie Armaturen, andererseits bedingt. Durch diesen Durchmesserunterschied an der Verbindungs­ stelle zwischen den beiden zusammengeflanschten Rohrtei­ len entsteht hier eine unerwünschte Stufe im Strömungs­ kanal, die für Stauungen oder dem Fließverhalten des Fördermediums abträgliche Verwirbelungen ursächlich sein kann. Außerdem wird aber durch die nur in einem äußeren Ringbereich erfolgende stirnseitige Anlage des Metall­ rohrteils an der Stirnseite des Kunststoffrohrteils beim Anziehen der Spannschrauben leicht ein Kippmoment in die Verbindung mit der Tendenz einer Spaltbildung in der stirnseitigen Berührungsebene des Metallrohrteils mit dem Kunststoffrohrteil bzw. einem zwischengelegten Dich­ tungsring eingetragen. Hieraus resultieren Undichtig­ keiten im Rohrsystem.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zur Her­ stellung einer Flanschverbindung mit einem weiteren, insbesondere aus Metall bestehenden Rohrteil geeignetes Kunststoffrohrteil zu schaffen, das eine erhöhte Leck­ sicherheit im Bereich der Verbindungsfuge der zusammen­ geflanschten Rohrteile gewährleistet und bei dem ferner Unterschiede im Innendurchmesser der Rohrteile in ihrem Verbindungsbereich weitgehend vermieden sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung in erster Linie durch eine Ausgestaltung des Kunststoffrohrteils ent­ sprechend dem Patentanspruch 1 gelöst. Weitere wesent­ liche Merkmale des erfindungsgemäßen Kunststoffrohrteils bzw. der mit diesem hergestellten Flanschverbindung er­ geben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten Kunststoffrohrteil die rückseitige Anlagefläche des Ringbundes zur Mittelachse des Kunststoffrohrteils in einem spitzen Winkel geneigt ist und das Flanschteil von einem Druckring mit einer entsprechend geneigten Gegen­ anlagefläche gebildet ist, wird beim Herstellen der Flanschverbindung durch Anziehen der Spannschrauben eine resultierende Kraft erzeugt, die senkrecht zu der An­ lagefläche und Gegenanlagefläche von Ringbund und Druck­ ring und dementsprechend schräg zum Rohrinneren hin ge­ richtet ist. Die sich daraus ergebende Axialkraft ist im wesentlichen parallel zur Mittelachse der zusammenge­ flanschten Rohrteile gerichtet, so daß Kippmomente, die die Dichtigkeit der Rohrverbindung beeinträchtigen könnten, im Bereich der Stoßfuge zwischen den beiden zusammengeflanschten Rohrteilen weitgehend vermieden sind. Es ist dabei die Möglichkeit gegeben, durch ent­ sprechend starkes Anziehen der Spannschrauben und ent­ sprechendes Zusammendrücken eines stirnseitigen Dich­ tungsrings zwischen den Rohrteilen die Sicherheit gegen­ über Undichtigkeiten beträchtlich zu erhöhen. Durch die Verlegung der Durchgangslöcher für die Spannschrauben in den Ringbund des Kunststoffrohrteils ist in Verein mit dem Druckring eine Anpassung an den Lochkreis- und Flanschaußendurchmesser eines im wesentlichen innen­ durchmessergleichen Metallrohrteils, z.B. einer Armatur, möglich, so daß unerwünschte Stufen im Rohrkanal im Ver­ bindungsbereich der zusammengeflanschten Rohrteile ver­ mieden werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, in deren einziger Figur eine Flanschverbindung nach der Erfindung zwischen einem erfindungsgemäßen Kunststoff­ rohrteil und einem Metallrohrteil in einem halben Axial­ schnitt veranschaulicht ist.

Die aus der Zeichnung ersichtliche Flanschverbindung ist zwischen einem als Ganzes mit 1 bezeichneten Kunststoff­ rohrteil und einem als Ganzes mit 2 bezeichneten Metall­ rohrteil, z.B. einer Rohrleitungsarmatur, vorgenommen. Sowohl das Rohrteil 1 als auch das Rohrteil 2 sind in der Zeichnung nur mit ihren im Bereich der Flanschver­ bindung aneinandergrenzenden Endbereichen dargestellt.

Das Kunststoffrohrteil 1 ist mit einem endseitigen Ring­ bund 3 versehen, der mit dem Kunststoffrohrteil 1 eine Einheit bildet. Dabei kann der Ringbund 3 einstückig mit der Rohrwand des Kunststoffrohrteils 1 hergestellt sein, oder er wird in Form einer Bundbuchse auf den Außen­ umfang des Rohrteils 1 aufgeschweißt oder aufgeklebt.

Die vordere Stirnfläche 4 des Ringbundes 3 verläuft bün­ dig mit der vorderen Stirnfläche des Rohrteils 1 senk­ recht zu dessen Mittelachse 5. Die rückseitige Ring­ fläche 6 des Ringbundes 3 ist jedoch zur Mittelachse 5 in einem spitzen Winkel geneigt, der 30° bis 60°, vor­ zugsweise 45°, beträgt. Die geneigte Ringfläche 6 bildet eine Anlagefläche für einen als Flanschteil auf das Rohrteil 1 aufsetzbaren Druckring 7.

Der Druckring 7 besteht vorzugsweise aus einem gegenüber dem des Kunststoffrohrteils 1 härteren Material, insbe­ sondere aus Metall und weist eine entsprechend der Anla­ gefläche 6 des Ringbundes 3 ausgerichtete Gegenanlage­ fläche 8 auf. Im in der Zeichnung dargestellten, auf das Kunststoffrohrteil 1 aufgesetzten Zustand ist der Druck­ ring 7 mit seiner inneren Umfangsfläche auf der äußeren Umfangsfläche des Kunststoffrohrteils 1 abgestützt, während er mit seiner Gegenanlagefläche 8 an der Anlage­ fläche 6 des Ringbundes 3 anliegt. Dabei verlaufen der Außenumfang des Ringbundes 3 und der Außenumfang des Druckringes 7 in derselben Umfangsebene.

Jeweils auf einem Lochkreis sind der Ringbund 3 und der Druckring 7 mit miteinander fluchtenden Durchgangs­ löchern für eine entsprechende Anzahl von Spannschrauben 9 mit zugehörigen Muttern 10 versehen. Die Spannschrau­ ben 9 durchgreifen mit ihrem Schaft einerseits den Druckring 7 und den Ringbund 3 des Kunststoffrohrteils 1 und andererseits einen Losflansch 11 des Rohrteils 2, an dem sie jeweils mit der Spannmutter 10 festgelegt sind.

Der Losflansch 11 besitzt eine an sich bekannte Ausfüh­ rung mit zur Mittelachse 5′ des Metallrohrteils 2 senk­ rechten stirnseitigen Begrenzungsflächen und weist seinerseits auf einem Lochkreis angeordnete Schrauben­ durchgangslöcher auf, die zur Aufnahme der Spannschrau­ ben 9 mit den Durchgangslöchern des Ringbundes 3 und des Druckringes 7 fluchten. Dabei bildet die vordere Stirn­ seite 12 des Losflansches 11 eine Gegegenanlagefläche für eine rückseitige Anlagefläche 13 eines endseitigen Ringbundes 14 des Metallrohrteils 2. Sowohl die Anlage­ fläche 13 als auch die dieser gegenüberliegende vordere Stirnfläche sind senkrecht zur Mittelachse 5′ des Metallrohrteils 2 ausgerichtet. Zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen des Kunststoffrohrteils 1 und des Metallrohrteils 2 ist mittels der Spannschrau­ ben 9 ein Dichtungsring 15 eingespannt.

Anstelle des Losflansches 11 kann das Metallrohrteil 2, sofern es aus einem Gußkörper besteht, auch mit einem angegossenen Flansch versehen sein, wobei der Ringbund 14 entfällt und von dem Flansch eingenommen wird. In jedem Fall verlaufen der Lochkreis- und der Außenumfang des Metallrohrflansches in der gleichen Umfangsebene wie die des Ringbundes 3 und des Druckringes 7 des Kunst­ stoffrohrs 1.

Beim Anziehen der Spannschrauben 9 wird eine resultie­ rende Kraft erzeugt, die entsprechend einer auf der An­ lagefläche 6 des Ringbundes 3 bzw. der Gegenanlagefläche 8 des Druckringes 7 errichteten mittleren Lotrechten ausgerichtet ist, die die innere Umfangsfläche 16 des Kunststoffrohrteils 1 schneidet. Die dabei hervorgerufe­ ne Axialkraft parallel zur Mittelachse 5, 5′ der Rohr­ verbindung bewirkt ein gleichmäßiges vollflächiges Gegeneinanderpressen der einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Rohrteile 1 und 2 und ein entsprechen­ des Zusammenpressen des Dichtungsrings 15 ohne die Ge­ fahr eines Kippmomentes.

Auf diese Weise kann eine hochbelastbare Flanschverbin­ dung mit einem hohen Maß an Lecksicherheit der zusammen­ geflanschten Rohrteile geschaffen werden, wobei zugleich die innere Umfangsfläche 16, ggf. mit einer geringfü­ gigen endseitigen Angleichung, mit der inneren Umfangs­ fläche 17 des Metallrohrteils 2 zur Vermeidung einer Stufenbildung im Übergangsbereich fluchten kann.

Des weiteren ist durch die niedrigbauende und damit raumsparende Gestaltung dieser Verbindung bzw. Verbin­ dungen in einem Rohrleitungsstrang eine Wiederverlegung dieses Gesamtstranges, ohne Demontage der einzelnen Rohrteile, an anderer Stelle möglich, ohne die Dichtig­ keit der Verbindung bzw. dieser Verbindungen zu beein­ trächtigen.

Claims (9)

1. Kunststoffrohrteil mit einem endseitigen Ringbund für eine Flanschverbindung mit einer Armatur, einem Fitting od. dgl. weiteren Rohrteil mittels Spannschrauben, wobei die rückseitige Ringfläche des Ringbundes eine Anlage­ fläche für ein auf das Rohrteil aufsetzbares Flanschteil mit einer entsprechend der Anlagefläche des Ringbundes ausgerichteten Gegenanlagefläche bildet, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die rückseitige Anlagefläche (6) des Ring­ bundes (3) zur Mittelachse (5) des Kunststoffrohrteils (1) in einem spitzen Winkel geneigt ist, das Flanschteil von einem Druckring (7) mit einer entsprechend geneigten Gegenanlagefläche (8) gebildet ist und der Druckring (7) und der Ringbund (3) mit auf ihrem Umfang verteilten, miteinander fluchtenden Durchgangslöchern für die Spann­ schrauben (9) versehen sind.

2. Kunststoffrohrteil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Druckring (7) aus Metall besteht.

3. Kunststoffrohrteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (7) mit seiner inneren Umfangsfläche im auf das Kunststoffrohrteil (1) aufge­ setzten Zustand auf dessen äußerer Umfangsfläche und auf der Anlagefläche (6) des Ringbundes (3) abgestützt ist.

4. Kunststoffrohrteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang des Ringbun­ des (3) und der Außenumfang des Druckringes (7) in dessen auf das Rohrteil (1) aufgesetztem Zustand in der­ selben Umfangsebene verlaufen.

5. Kunststoffrohrteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbund (3) mit dem Kunststoffrohrteil (1) eine Einheit bildet.

6. Kunststoffrohrteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der An­ lagefläche (6) des Ringbundes (3) und der Gegenanlage­ fläche (8) des Druckringes (7) übereinstimmend 30° bis 60°, vorzugsweise 45°, beträgt.

7. Kunststoffrohrteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Anlagefläche (6) des Ringbundes (3) bzw. der Gegenanlagefläche (8) des Druckringes (7) gefällte Lotrechte die innere Um­ fangsfläche (16) des Kunststoffrohrteils (1) schneidet.

8. Flanschverbindung zwischen zwei Rohrteilen mit je einem Flanschteil, die durch Spannschrauben miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Rohrteil von einem Kunststoffrohrteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und das andere Rohrteil von einer Armatur, einem Fitting od. dgl. Rohrteil (2) aus Metall gebildet ist, dessen Flanschteil in an sich bekannter Weise von einem endseitigen Flansch (11) mit zur Mittel­ achse (5′) des Metallrohrteils (2) senkrechten stirnsei­ tigen Begrenzungsflächen in einer mit den Schrauben­ durchgangslöchern von Ringbund (3) und Druckring (7) des Kunststoffrohrteils (1) fluchtenden Ausrichtung seiner Schraubendurchgangslöcher gebildet ist.

9. Flanschverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Metallrohrteil (2) seinerseits einen endseitigen Ringbund (14) mit einer rückseitigen Anlage­ fläche (13) für den von einem Losflansch (11) gebildeten Flansch aufweist, wobei die Anlagefläche (13) des Ring­ bundes (14) und die Gegenanlagefläche (12) des Losflan­ sches (11) jeweils eine zur Mittelachse (5′) des Metall­ rohrteils (2) senkrechte Ausrichtung besitzen.