DE4108894A1 - Losflanschverbindung zum direkten oder nachtraeglichen einbau bei vorhandenen bundbuchsen im rohrleitungs-, behaelter- und apparatebau aus kunststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eines der meistverwendeten Ver­ bindungselemente im Rohrleitungs- Apparate- und Behälter­ bau sowie Anschluß von Pumpen und Ventilen.

Besonders aus Korrosionsschutzgründen werden heute in zunehmendem Maße Kunststofflansche eingesetzt, die aus thermoplastischen oder duroplastischen Materialien be­ stehen und oft eine Glasfaserverstärkung haben.

Da Kunststoffflansche eine wesentlich geringere Festig­ keit als Stahl besitzen, aber wegen der Kompatibilität den Stahlflanschen entsprechen und auch mit Stahl­ schrauben verbunden werden, zeigen die Flansche unter Vorspannung eine relativ hohe Deformation. Sie werden von innen nach außen gewölbt.

Das Problem liegt darin, daß der Flansch vor der Be­ festigung der Bundbuchse auf das Rohr geschoben werden muß, weil sein Innendurchmesser kleiner sein muß als der Außendurchmesser der Bundbuchse.

Für das Problem typische Flanschverbindungen zeigen Fig. 1 und 2.

Bricht nun der Flansch durch Überlastung der Verbindung oder falsches Anziehen der Schraube, so muß die Bund­ buchse auf der Seite des beschädigten oder gebrochenen Flansches abgetrennt werden, um einen neuen Flansch ein­ bauen zu können.

Je nach Ort und Lage der Flanschverbindung kann dieses sehr aufwendig, zum Teil sogar unmöglich sein, weil die Bundbuchsen überwiegend aufgeschweißt oder aufgeklebt werden müssen.

Ein weiteres Problem ist beim Versagen der Dichtung einer Flanschverbindung, daß das Medium unkontrolliert aus­ treten kann, was besonders bei Druckleitungen eine große Gefahr darstellt.

Flachdichtungen sind hier besonders gefährlich, weil sie zwischen den Bundbuchsen herausgedrückt werden und dann eine große Leckage freigeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst sichere und in ihrer Anwendung einfache Lösung zu fin­ den, um die spezifischen negativen Eigenschaften der Kunststofflansche durch eine Gestaltsänderung zu ver­ meiden und somit die Sicherheit gegen Vorsagen einer Flanschverbindung zu verbessern und gleichzeitig die gewonnenen Vorteile zu nutzen, um nachträglich neue Losflansche zu montieren, wobei alle Norm- und Sonder­ ausführungen erfaßt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der Flansch außen auf einem Stützring abstützt und damit die zum Versagen führende Wölbung und auftretende Risse am Innendurchmesser verhindert.

Gleichzeitig erlaubt es der Stützring durch eine zusätz­ liche Zentrierung, einzelne Flanschsegmente zu verwenden.

Dadurch wird es möglich, jede beliebige Flanschverbindung mit mindestens einem Losflansch ohne Abtrennen der vor­ handenen Bundbuchsen mit neuen Flanschen gleicher Art zu reparieren.

Durch den Stützring wird gleichzeitig die Wölbung des Flansches verhindert, wobei die Zentrierung für eine gleichmäßige Auflage der Flanschsegmente sorgt. Gleich­ zeitig verhindert der geschlossene Stütz- oder Stütz- und Zentrierring ein unkontrolliertes Aus­ treten des Fördermediums und ist geeignet, um eine Lecksonde im tiefsten Punkt einzubauen.

Der Zentrierring für die Flanschdichtung kann gleich­ zeitig verhindern, daß die Flachdichtung zwischen den Dichtflächen der Bundbuchsen herausgepreßt wird.

Die Schraubenvorspannkraft wirkt jetzt gleichmäßig auf den Bund und den Stützring, wodurch wesentlich höhere Anzugsmomente erreicht werden.

Die Ausführung des Stütz- und Zentrierringes ermög­ licht es außerdem, die üblichen Flansche ohne Sonder­ abmessungen zu verwenden.

Somit ist eine Reparatur der schadhaften Flanschver­ bindung mit den normalen Werkzeugen an praktisch jedem Ort möglich.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Fol­ genden durch Zeichnungen dargestellt und beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 3 Losflanschverbindung mit Stützring,

Fig. 4 180° Flanschsegment mit Stützring,

Fig. 5 Festflansch mit Losflansch und Stützring,

Fig. 6 Zentrierring für Losflansch mit Stützring im Schnitt,

Fig. 7 Losflansch mit Stütz- und Zentrierring im Schnitt,

Fig. 8 Stütz- und Zentrierring für normale Losflansche,

Fig. 9 Stütz- und Zentrierring mit integrierter Zentrierung für Bundbuchsendichtung im Schnitt,

Fig. 10 Aufsicht auf Stütz- und Zentrierring,

Fig. 11 Aufsicht auf geteilten Flansch mit Stütz- und Zentrierring.

Fig. 3 zeigt den Losflansch 1, 2 mit angeformtem Stütz­ ring, der vor dem Verkleben oder Verschweißen der Bund­ buchsen 3 und 4 auf die Rohrenden 6, 6a geschoben wird. Nach dem Einlegen der Dichtung 5 werden mit den Bolzen 7 und Muttern 8 mit Scheiben 9 die beiden Flansche gegen die Auflage an den Bundbuchsen gezogen. Während des An­ ziehens der Bolzen mit einem Drehmomentschlüssel wird die Dichtung 5 deformiert und die Flansche stützen sich außen über den Stützring gegenseitig ab.

Die Vorspannung der Schrauben verteilt sich also zum einen auf den Stützring, zum anderen auf die Bundbuchse. Es entsteht somit ein Kraftfluß wie bei einer Pratze. Der Flansch kann nicht mehr wölben.

Fig. 4 zeigt ein 180°-Segment des Flansches, der nun die Möglichkeit eröffnet, bei bereits vorhandenen Bund­ buchsen eine Losflanschverbindung herzustellen. Da durch das Spiel zwischen Flanschinnendurchmesser und Bundbuchse und die Teilung des Flansches in Segmente keine sichere Montage möglich ist, werden die Flansch­ segmente 11 durch den Zentrierring 10 positioniert und gegen Abrutschen von den Bunden gesichert.

Bei Verwendung von ungeteilten Flanschen kann diese Zentrierung im Bereich des Stützringes 12 durch Form­ schluß (z. B. Nut und Feder) erreicht werden.

Das Verfahren zeigt, daß die Montage der Flanschver­ bindung in üblicher Form erfolgt.

In Fig. 5 ist die Kombination von Festflansch 13 mit Losflansch 14 gezeigt. Diese Variante liegt häufig beim Anschluß von Behältern und Armaturen vor.

Auch hier erlaubt der Zentrierring 10 eine nachträgliche Montage durch Flanschsegmente 11. Die Höhe des Stütz­ bereiches 12 wird stets so gewählt, daß unter Vorspannung die Auflage der Flansche auf den Bundbuchsen den gleichen Abstand hat wie die Stützhöhe.

Fig. 6 zeigt den Zentrierring 10 im Schnitt. Die innen umlaufende Nase 10a verhindert durch eine entsprechende Abschrägung der Flansche 1, 2 im Stützbereich 12, daß der Zentrierring bei senkrechtem Einbau abrutschen kann. Der Innendurchmesser des Zentrierringes 10 entspricht dem Außendurchmesser der Flansche 1, 2 oder der Segmente 11.

Fig. 7 zeigt das Verfahren mit einem eigenen Stütz- und Zentrierring 15, der die Losflansche 16, 17 in der vorher beschriebenen Art zentriert, abstützt und den nach­ träglichen Einbau durch geteilte Flansche ermöglicht.

In Fig. 11 zeigt eine Aufsicht die Ausführung dieser Variante. Die Bundbuchse 25 ist mit Rohr 24 fest ver­ bunden. Die Flanschsegmente 28, 29 liegen innen auf dem Bund der Bundbuchse 22 und außen auf dem Stützring 21. Die Teilung 23 ist mitten im Lochbereich 26. Der Zen­ trierring 20 umschließt fast die 180°-Segmente 28, 29. Der Gegenflansch hätte die Teilung 23 um 180° versetzt. Die Teilung der Flansche sollte immer mitten im Loch­ bereich sein. Die Anzahl der Segmente kann bei einem 4-Loch-Flansch auch 90° sein oder 45° bei einem 8-Loch-Flansch.

Grundsätzlich kann die Aufgabenstellung und das Ver­ fahren fast immer mit 180°-Segmenten ausgeführt werden.

Die Montage gegen einen Festflansch ist auch hier mög­ lich, wenn der Stütz- und Zentrierring 15 bei der Linie 15b geteilt wird.

Durch eine entsprechene Wahl der Abmessungen des Zen­ trierringes 15 ist so der Einsatz des Verfahrens bei allen Flanschabmessungen mit mindestens einer Bund­ buchse möglich.

In Fig. 8 zeigt der Schnitt des Stütz- und Zentrier­ ringes die Anbringung einer Lecksonde bei 15a. Aller­ dings ist dieses Verfahren nur dann wirkungsvoll, wenn die Verbindung horizontal liegt.

Generell verhindert aber der Stütz- und Zentrierring, daß bei Versagen der Dichtung das Medium unkon­ trolliert austreten kann und stellt somit ein Sicher­ heitselement dar.

In Fig. 9 ist die Ausführung des Stütz- und Zentrier­ ringes mit der Zentrierung 16a für die Flachdichtung im Schnitt dargestellt.

Die Aufsicht in Fig. 10 zeigt den Zentrierring 17 mit Stützring 18 und Zentrierung 16a mit Löchern für die Bolzen.

Claims (12)

1. Losflanschverbindung zum direkten oder nachträglichen Einbau bei vorhandenen Bundbuchsen im Rohrleitungs-, Behälter- und Apparatebau aus Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche mit einem Stützring versehen sind oder ein Stütz- und Zentrierring zur Aufnahme der Flansche oder Flanschsegmente dient und nachträglich montiert werden kann.

2. Losflanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring Bestand­ teil des Flansches oder der Flanschsegmente ist, wobei die Höhe des Stützringes auf die Dicke der Bunde mit Dichtung abgestimmt ist.

3. Losflanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stütz- und Zentrier­ ring aus beliebigem druckfestem Material hergestellt werden kann.

4. Losflanschverbindung nach Anspruch 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Flansch mit Stützring ein Zentrierring umschließt, der durch einen Absatz nach der Montage fixiert ist.

5. Losflanschverbindung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß nach Aufbringen der Vor­ spannung der Flansch oder die Flanschsegmente plan zueinander stehen und 90° zur Rohrachse.

6. Losflanschverbindung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Zentrierung bündig den Losflansch umschließt und die Auflage am Stützring kleiner ist als der Abstand der Flanschlöcher nach außen. Die Höhe des Stützringes entspricht der Dicke beider Bundbuchsen mit Dichtung im vorgespannten Zustand.

7. Losflanschverbindung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß durch einfache Distanz­ ringe und Durchmesservariation der Einsatz bei jeder beliebigen Losflanschverbindung möglich ist.

8. Losflanschverbindung nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dem geschlossenen Stützbereich eine Lecksonde einbauen läßt.

9. Losflanschverbindung nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß kein unkontrolliertes Austreten des Fördermediums bei Versagen oder Un­ dichtigkeit der Verbindung eintritt.

10. Losflanschverbindung nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stütz- und Zentrier­ ring auch nur aus einer Hälfte bestehen kann, wenn bereits ein Festflansch oder ein Flansch mit Stützring vorhanden ist.

11. Losflanschverbindung nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stütz- und Zentrier­ ring mit Aussparungen und Löchern versehen sein kann, um optisch die Dichtung und Schraube zu kontrollieren.

12. Losflanschverbindung nach Anspruch 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stütz- und Zentrier­ ring zusätzlich mit einer Zentrierung für die Dichtung versehen ist, die gleichzeitig zur leichteren Mon­ tage Löcher für die Bolzen hat.