DE3838889A1 - Verbindungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei in der Hochvakuumtechnik bekannten Flanschver­ bindungen dieser Art können zwei gegeneinander gerichtete Flansche, zwischen denen ein Dichtring ge­ lagert ist, über einen Spannring lösbar verbunden werden. Der Spannring besitzt dazu einen Schraubver­ schluß mit einer Gewindemutter, die beim Festschrauben gegen einen Kopfteil des Spannrings drückt. Zwischen der Verschlußmutter und dem Spannringkopfteil kann eine Unterleg- bzw. Ausgleichsscheibe vorgesehen sein. Bei fehlender Unterlegscheibe reibt die plane Stirn­ fläche der Gewindemutter beim Festschrauben unmittel­ bar an der geraden Anlagefläche des Spannringkopf­ teils, wodurch Beschädigungen auftreten können, die die Wiederverwendbarkeit des Spannrings beein­ trächtigen bzw. ausschließen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Gewindemutter beim Fest­ schrauben aufgrund der Reibdrehung in Richtung zur Außenseite des Spannringkopfteils sich verlagert, so daß der Spannringverschluß unzulänglich ist und die Gefahr eines unbeabsichtigten Abgleitens und Lösens der Gewindemutter vom Spannringkopfteil insbesondere bei Vibrations- und/oder Schwingungsbe­ anspruchungen besteht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorbe­ schriebenen Nachteile zu vermeiden und eine Ver­ bindungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbe­ griffs des Anspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß mit einfachen Mitteln unter Einsparung der Aus­ gleichsscheibe ein reibungsarm leichtgängiges Ver­ schließen und ein gegen unbeabsichtigtes Lösen ge­ sicherter Verschluß erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind den Merkmalen der Unteransprüche, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu ent­ nehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Rohrverbindung in Vorderansicht,

Fig. 2 die Rohrverbindung gemäß Fig. 1 in Seitenan­ sicht,

Fig. 3 die Rohrverbindung gemäß Fig. 1 in einer anderen Seitenansicht und

Fig. 4 die Rohrverbindung gemäß Fig. 1 in Draufsicht.

Die in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Verbindungseinrichtung 1 weist einen Spannring 2 auf, der zwei mit Rohransätzen versehene Flansche 3, 4 über­ greift, zwischen denen eine hier nicht dargestellte Dichtung vorgesehen sein kann. Die Verbindungsein­ richtung 1 kann insbesondere in der Hochvakuumtechnik an Rohrleitungssystemen und zugehörigen Komponenten, wie Vakuumpumpen, Filtern, Abscheidern, Ventilen und dergleichen vorgesehen werden. Weitere bevorzugte An­ wendungsgebiete sind verfahrenstechnische Anlagen mit gasförmigen und flüssigen Medien, beispielsweise in der Biotechnik, Pharmazie, Chemie und dergleichen.

Der Spannring 2 kann zwei etwa halbkreisförmige Schalen 5, 6 aufweisen, die vorzugsweise über ein doppelgelenkiges Scharnier 7 verbunden sein können. Das Scharnier 7 kann eine Gelenklasche 8 aufweisen, die mittels Zapfen 9 an den unteren Enden der Schalen 5, 6 angelenkt und in Schlitzen weitgehend verdeckt ge­ lagert sein kann.

An den dem Scharnier 7 gegenüberliegenden oberen Enden des Spannrings 2 kann ein schnell lösbarer Verschluß 10 vorgesehen sein, der eine an einem Kopfteil 11 der Schale 5 um einen Achsbolzen 12 schwenkbar angelenkte Augenschraube 13 aufweisen kann. Außerdem gehört zu dem Verschluß 10 eine Gewindemutter 14, die für eine manuelle Betätigung zweckmäßig einen flügelförmigen Betätigungsteil 15 besitzt, der zwei einander dia­ metral gegenüberliegende Griffansätze 16 aufweist. Die Griffansätze 16 befinden sich an einem Zylinder­ teil 17, der sich in Richtung gegen den Kopfteil 18 der Spannringschale 6 erstreckt.

An dem dem Kopfteil 18 zugewandten Ende des Zylinder­ teils 17 ist ein nach außen gewölbter, also konvexer Andrückteil 19 ausgebildet, der in der dargestellten Verschlußstellung des Spannrings 2, wobei die Ver­ schlußschraube 13 in eine von parallelen Schenkeln 20 der Kopfteile 11, 18 begrenzte Aussparung 21 einge­ schwenkt ist, in eine Aufnahme 22 eingreift und in dieser gelagert ist. Die als Widerlager für die Gewindemutter 14 dienende Aufnahme 22 für den Andrückteil 19 ist entsprechend nach innen gewölbt, also konkav ausge­ bildet.

Die Innenwölbung der Aufnahme 22 und die Außen­ wölbung des Andrückteils 19 können in bevorzugter Aus­ führung etwa halbkugelförmig gestaltet sein, wobei die Innenwölbung der Aufnahme 22 und die Außenwölbung des Andrückteils 19 zweckmäßig den gleichen Radius haben können. Darüber hinaus kann es auch günstig sein, den konvexen Andrückteil 19 der Gewindemutter 14 nicht halbkugelförmig, sondern etwa in Form eines kreisringförmigen Wulstes auszubilden, so daß der Andrückwulst 19 in der Aufnahme 22 kreislinienförmig zur Anlage gelangt. Beim vorliegenden Ausführungsbei­ spiel ist die Aufnahme 22 an den die Aussparung 21 be­ grenzenden Kopfteilschenkeln 20 vorgesehen, und zwar so, daß an jedem Schenkel 20 je ein etwa viertelkugel­ förmiger Aufnahmeteil 22 a ausgebildet ist. Die viertelkugelförmigen konvexen Aufnahmeteile 22 a be­ finden sich somit an gegenüberliegenden Außeneckbe­ reichen der Schenkel 20 und sind durch die Aussparung 21 getrennt. Für eine rationelle Herstellung kann es günstig sein, die Spannringschalen 5, 7 bezüglich einer Teilungsebene spiegelsymmetrisch zu gestalten. Deshalb ist der Kopfteil 11 der linken Halbschale vor­ zugsweise genauso ausgebildet wie der andere Schalen­ kopfteil 18. Das heißt, daß der Kopfteil 11 an der der Gewindemutter gegenüberliegenden Außenseite ebenfalls eine konkave Verschlußaufnahme 22 bzw. Aufnahmeteile 22 a an den Eckbereichen der Schenkel 20 aufweist, so daß die Verschlußschraube 13 wahlweise auch am Kopf­ teil 18 der Spannringschale 6 schwenkbar angelenkt werden kann. In diesem Falle greift der Andrückteil 19 der Flügelmutter 14 in die Verschlußaufnahme 22 des Kopfteils 11 ein.

Das in der Flügelmutter 14 ausgebildete Innengewinde 23, mit dem die Flügelmutter 14 auf dem Verschlußschrau­ bengewinde leichtgängig drehbar gelagert ist, ist bevorzugt ausschließlich im Bereich des Zylinderteils 17 ausgebildet. Im Bereich des konvexen Andrückteils 19 kann sich ein gewindefreier Bohrungsteil 24 be­ finden, in den beim Aufschrauben der Flügelmutter 14 auf die Augenschraube 13 deren freies Ende selbst­ zentrierend eingeführt werden kann. Im hinteren Teil der Flügelmutter 14, also im Bereich des sich an den Zylinderteil 17 anschließenden Betätigungsteils 15, kann eine als Bohrung ausgebildete Ausnehmung 25 vorgesehen sein, die koaxial zum Innengewinde 23 liegt und sich von diesem bis zu der dem Andrückteil 19 gegenüber­ liegenden Planfläche 26 des Betätigungsteils 15 er­ streckt, die hier eine Öffnung 27 aufweist. Der Durchmesser der Ausnehmung 25 kann zweckmäßig erheb­ lich größer sein als der Durchmesser des Innengewindes 23.

Die Gewindemutter 14 kann gemäß dem dargestellten Aus­ führungsbeispiel vorteilhaft so gestaltet sein, daß die axiale Länge des Zylinderteils 17 ungefähr gleich oder größer als der Betätigungsteil 15 in axialer Richtung ist, wodurch eine behinderungsfreie Mani­ pulation möglich ist. Der Zylinderteil 17 kann im Durchmesser größer, vorzugweise etwa doppelt so groß wie die Breite der Aussparung 21 zwischen den Schenkeln 20 ausgelegt sein, so daß genügend Material für den Andrückteil 19 und für die Verschlußauf­ nahme 22 zur Verfügung steht. Vorzugsweise kann die Breite des Betätigungsteils 15 genauso groß sein wie der Durchmesser des Zylinderteils 17, so daß keine Abstufungen bzw. Vor- oder Rücksprünge gegeben sind. Insbesondere der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß der Betätigungsteil 15 an den einander diametral gegen­ überliegenden freien Enden der Griffansätze 16 je einen Teilkreisbogen 28 aufweist. Der Durchmesser zwischen den Teilkreisbogen 28 und damit der Abstand zwischen den freien Enden der Flügelansätze 16 kann vorzugs­ weise doppelt so groß sein wie der Durchmesser des Zylinderteils 17, wobei der Radius der Teilkreisbogen 28 ungefähr gleich der Breite des Betätigungsteils 15 sein kann. Außerdem können die Griffansätze 16 in bevorzugter Ausgestaltung je eine Schrägfläche 29 auf­ weisen, die sich vom Zylinderteil 17 in Richtung zu den freien Enden bzw. den Teilkreisbogen 28 erstreckt, so daß die Griffansätze 16 an den freien Enden schmaler sind als im Fußbereich am Zylinderteil 17. Die Flügelmutter 17 der als Massenartikel zu be­ zeichnenden Spannring-Verschlußeinrichtung ist somit kleinbauend kompakt und formschön gestaltet und er­ möglicht eine optimale manuelle Betätigung über die auf die beim Verschließvorgang aufzubringenden Be­ tätigungskräfte abgestimmten Flügelansätze 16.

Ein Vorteil der Verbindungseinrichtung 1 besteht darin, daß beim Schließvorgang nach dem Einschwenken der Verschlußschraube 13 der konvexe Andrückteil 19 der Flügelmutter 14 sofort in die konkave Aufnahme 22 eingreift und gegen Abgleiten vom Spannringkopfteil 18 während des Festschraubens der Flügelmutter 14 gesichert ist. Durch die gerundete kugel- bzw. linien­ förmige Anlage des gewölbten Andrückteils 19 in dem muldenförmigen Aufnahmewiderlager 22 ist die Ver­ schlußreibung äußerst gering, so daß ohne zusätzliche Ausgleichsscheibe oder dergleichen ein leichtgängiges Verschließen möglich ist. Dabei verbleibt der konvexe Andrückleil 19 stets in der konkaven Aufnahme 22, so daß auch in der Verschlußendstellung eine sichere Arretierung der Verschlußmutter 14 gewährleistet und ein unbeabsichtigtes Lösen durch Schwingungen, Vibrationen und dergleichen vermieden ist.

Claims (16)

1. Einrichtung zum Verbinden zweier Flansche (3, 4), insbesondere Kleinflansch-Rohrverbindung für Kompo­ nenten der Hochvakuumtechnik, mit einem Spannring (2) und einem Verschluß (10), der eine gegen einen Kopf­ teil (11, 18) des Spannrings (2) andrückbare Gewinde­ mutter (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Spannringkopfteil (11, 18) eine nach innen gewölbte (konkav) Aufnahme (22) ausgebildet ist und an der Gewindemutter (14) ein nach außen gewölbter (konvex), in die Aufnahme (22) eingreifender Andrückteil (19) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach vorstehendem Anspruch, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Innenwölbung der Aufnahme (22) und die Außenwölbung des Andrückteils (19) annähernd halbkugelförmig sind.

3. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Innenwölbung der Aufnahme (22) und der Radius der Außenwölbung des Andrückteils (19) an­ nähernd gleich sind.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der konvexe Andrückteil (19) der Gewindemutter (14) in Form eines kreisringförmigen Wulstes ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Aufnahme (22) an zwei eine Aussparung (21) für eine die Gewindemutter (14) tragende Verschluß­ schraube (13) begrenzenden Schenkeln (20) des Spann­ ringkopfteils (11, 18) vorgesehen und bevorzugt aus zwei etwa viertelkugelförmigen Teilen (22 a) gebildet ist.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußschraube (13) an einem zweiten Spannringkopf­ teil (11) schwenkbar gelagert ist, an dem eine zweite konkave Aufnahme (22) ausgebildet und der bezüglich einer Spannringteilungsebene zum ersten Kopfteil (18) spiegelsymmetrisch ist.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der konvexe Andrückteil (19) der Gewindemutter (14) an einem Zylinderteil (17) ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem konvexen Andrückteil (19) der Gewindemutter (14) gegenüberliegenden Seite des Zylinderteils (17) ein Betätigungsteil (15) vorgesehen ist, der zwei den Zylinderteil (17) diametral überragende Griffansätze (16) aufweist.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Griffansätze (16) ausgehend vom Zylinderteil (17) zu den freien Enden hin von einer Schrägfläche (29) der­ art begrenzt sind, daß sie an den freien Enden schmaler sind als im Bereich des Zylinderteils (17).

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsteil (15) an der dem konvexen Andrückteil (19) gegenüberliegenden Seite eine plane Fläche (26) aufweist.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den konvexen Andrückteil (19) tragende Zylinderteil (17) der Gewindemutter (14) im Durchmesser etwa doppelt so groß ist wie die Breite der Aussparung (21) zwischen den Schenkeln (20) des Spannringkopf­ teils (11, 18).

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Betätigungsteils (15) gleich dem Durch­ messer des Zylinderteils (17) der Gewindemutter (14) ist.

13. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den einander diametral gegenüber­ liegenden Enden der Griffansätze (16) des Betätigungs­ teils (15) etwa doppelt so groß oder größer ist als der Durchmesser des Zylinderteils (17) der Gewinde­ mutter (14).

14. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Griffansätze (16) des Betätigungs­ teils (15) einen Teilkreisbogen (28) aufweisen, dessen Radius etwa gleich der Breite des Betätigungsteils (15) ist.

15. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Zylinderteils (17) der Gewindemutter (14) ungefähr gleich oder größer als die des Be­ tätigungsteils (15) ist.

16. Einrichtung nach einem oder mehreren der vor­ stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (23) im Zylinderteil (17) eine gewindefreie Einführbohrung (24) im Andrückteil (19) ausge­ bildet sind und daß im Betätigungsteil (15) koaxial zum Innengewinde (23) eine bevorzugt bohrungs­ förmige Ausnehmung (25) mit einer Öffnung (27) an der Planfläche (26) vorgesehen ist.