DE4140814A1 - Verbindung - Google Patents

Description

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

Verbindungen dieser Art weisen zwei Flansche mit je einer Ringnut, einem Dichtring und einem die Flansche verbindenden Spannmittel auf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß mit einfachen Mitteln eine kostengünstige Herstellung, leichte Montage und zuverlässige Abdichtung gegen Überdruck und Hochvakuum erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteran­ sprüche gekennzeichnet.

Weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Rohrverbindung in Seitenansicht und

Fig. 2 einen Teil der Verbindung gemäß Fig. 1 in vergrößerter Schnittdarstellung.

Die in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Rohrverbindung 1 weist zwei Flansche 2, 3 auf, die je einen Rohransatz 4, 5 besitzen. Die Rohransätze 4, 5 können an ein weiterführendes Rohr oder einen Behälter oder dergleichen angeschweißt werden. Zwischen den Flanschen 2, 3 ist ein Dichtring 6 vorgesehen, der in einem rechteckförmigen, vorzugs­ weise etwa quadratischen Ringkanal 7 gelagert ist. Die Flansche 2, 3 sind von einem Spannring 8 umschlossen, der die Flansche 2, 3 in axialer Richtung gegeneinanderdrückt, wobei der Dichtring 6 entsprechend verformt wird.

Der Spannring 8 kann vorzugsweise zwei Halbschalen 9, 10 besitzen, die bevorzugt über ein Doppelgelenk 11 verbunden sein können. Das Doppelgelenk 11 kann aus einer oder mehreren Gelenklaschen 12 bestehen, die in Schlitzen der Halbschalen 9, 10 weitgehend verdeckt gelagert und mittels Bolzen 13 an den unteren Enden der Halbschalen 9, 10 gelenkig befestigt sein können. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die Gelenklaschen 12 nicht in Schlitzen verdeckt zu lagern, sondern an den gegenüberliegenden Außenseiten der unteren Halbschalenenden anzuordnen, wobei die Bolzen 13 zweckmäßig als Nietbolzen ausgebildet sein können. Außerdem kann es zweckmäßig sein, statt des Doppelgelenkes 11 eine eingelenkige Scharnierverbindung vorzusehen, wobei die unteren Enden der Halbschalen 9, 10 über einen einzigen Bolzen 13 miteinander verbunden werden können, so daß keine Gelenklasche 12 erforderlich ist.

Die dem Gelenk 11 gegenüberliegenden oberen Enden der Halbschalen 9, 10 können je einen Kopfteil 14, 15 aufweisen, die über einen Verschluß 16 kuppelbar sind. Der Verschluß 16 kann eine an dem Kopfteil 14 über einen Gelenkbolzen 17 schwenkbar angelenkte Augenschraube 18 und eine Flügelmutter 19 besitzen, die auf ein Gewinde der Augenschraube 18 aufgeschraubt ist. Die Flügelmutter 19 drückt beim Festdrehen gegen den Kopfteil 15 der Halbschale 10. Die dabei auftretende Reibung kann durch eine Scheibe 20 ausgeglichen werden. Um den Verschluß 16 gegen ein unbeabsichtigtes Aufschwenken zu sichern, kann es günstig sein, in dem Kopf 15 eine vorzugsweise muldenförmige Ausnehmung vorzusehen, in die ein annähernd halbkugelförmiger Teil der Scheibe 20 oder der Flügelmutter 19 eingreift, so daß der Verschluß 16 nur dann aufgeschwenkt werden kann, wenn die Flügelmutter 19 so weit gelöst beziehungs­ weise zurückgedreht wird, daß der halbkugelförmige Teil nicht mehr in die Kopfteilmulde eingreift. Beim Festdrehen der Flügelmutter 19 können die Halbschalen 9, 10 fest gegeneinander verspannt werden. Bei zurückgedrehter Flügelmutter 19 kann die Augenschraube hochgeschwenkt werden, so daß die Halbschalen 9, 10 um das Doppelgelenk 11 ausein­ andergeschwenkt und die Rohrverbindung 1 schnell demontiert werden können.

Für Anwendungen in der chemischen oder pharmazeuti­ schen Industrie oder dergleichen kann es zweckmäßig sein, die medienberührten Flansche 2, 3 aus einem rost- und vorzugsweise säurebeständigen Material, insbesondere Edelstahl herzustellen. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die Flansche 2, 3 aus einem geeigneten Kunststoff zu bilden. Der Spannring 8 kann ebenfalls aus einem rost- und/oder säurebeständigen Material hergestellt sein und vorzugsweise aus Edelstahl oder Kunststoff bestehen.

In den Halbschalen 9, 10 des Spannrings 8 kann eine Nut 21 ausgebildet sein, die einen etwa V- förmigen Querschnitt aufweisen kann. Die V-Nut 21 kann von einer Grundwand 22 und zwei seitlichen Schrägwänden 23 begrenzt sein. Die von dem Spannring 8 umschlossenen Flansche 2, 3 befinden sich innerhalb der V-Nut 21, wobei die Schrägwände 23 gegen je eine entsprechend geneigte Schrägfläche 24 der Flansche 2, 3 wirken. Da die Halbschalen 9, 10 des Spannrings 8 annähernd den gesamten Umfang der Flansche 2, 3 umschließen, ist eine formschlüssig sichere Verbindung gegeben.

Die Flansche 2, 3 besitzen je einen Steg 25 mit einer Dichtseite 26, die einander zugewandt sind und in der dargestellten Verschlußstellung der Rohrverbindung 1 dicht aneinanderliegen (Fig. 2). Außerdem besitzt jeder der beiden Flansche 2, 3 einen Vorsprung 27 mit Dichtflächen 28. Die Vorsprünge 27 bilden mit den Rohransätzen 4, 5 der Flansche 2, 3 innen eine einen Durchgang 29 begrenzende Ebene. Die Dichtflächen 28 der beiden Vorsprünge 27 sind ebenfalls einander zugewandt und liegen in der dargestellten Verschlußstellung spaltfrei dicht aneinander, wobei die Flansche 2, 3 über den Dichtring 6 koaxial so zentriert sind, daß in der Flansch-Stoßebene kein radialer Versatz, sondern ein glatter Durchgang gegeben ist. Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, können die Dichtseiten 26 der Stege 25 und die Dichtflächen 28 der Vorsprünge 27 zweckmäßig in ein und der­ selben Ebene liegen.

Der etwa quadratische Ringkanal 7 kann aus in den Flanschen 2, 3 ausgebildeten Ringnuten 30 gebildet sein, die von je einem der Stege 25 und einem der Vorsprünge 27 mitbegrenzt sind, so daß der Dichtring 6 an seiner der Rohrverbindungsachse 31 zugewandten Innenseite von den Vorsprüngen 27 untergriffen ist, während die Stege 25 den Dichtring 6 an seinem äußeren Umfang übergreifen. Die Ringnuten 30 der Flansche 2, 3 weisen in axialer Richtung vorteilhaft die gleiche Tiefe auf. Ebenso können die Ringnuten 30 in radialer Richtung der Flansche zweckmäßig die gleiche Breite besitzen, wobei die Breite der Ringnuten 30 vorzugsweise etwa gleich der Breite des Dichtrings 6 sein kann, so daß eine spielfreie Zentrierung der Rohrverbindung gewährleistet ist. In bevorzugter Ausführung können die Flansche 2, 3 bezüglich der Stoßebene spiegelsymmetrisch sein, so daß keine unter­ schiedlichen Flansche verwendet werden müssen. Darüber hinaus kann es günstig sein, die Stege 25 und Vorsprünge 27 so auszubilden, daß die Dichtseiten 26 und Dichtflächen 28 in einer Mittenebene des Dichtrings 6 aneinanderstoßen.

Der Dichtring 6 kann bevorzugt aus einem Metall, wie Indium, Aluminium, Kupfer oder dergleichen, hergestellt sein oder aus einem Elastomer bestehen, insbesondere NBR, EPDM, PTFE, Silikonkautschuk und dergleichen. Die Fig. 2 zeigt deutlich, daß der Dichtring 6 einen etwa rechteckförmigen Grundteil 32 besitzt, der in der rechteck­ förmigen Ringnut 30 des Flansches 2 formschlüssig und spielfrei gelagert ist und am Nutgrund 33 dicht anliegt. An der dem Grundteil 32 gegenüberliegenden Seite des Dichtrings 6 ist ein vorzugsweise gerundeter Dichtungsteil ausgebildet, der in die rechteckförmige Ringnut 30 des gegenüberliegenden Flansches eingreift und dessen Rundung 34 am Nutgrund 33 dicht anliegt. Die Dicke des Dichtrings 6 ist in axialer Richtung vorteilhaft so bemessen, daß sie vor der Montage der Rohrverbindung 1 größer ist als die Tiefe beider Ringnuten 30. Dadurch ist gewährleistet, daß die Dichtung 6 beim Zusammenbau der Rohrverbindung 1 so weit zusammengedrückt wird, daß sowohl der Grundteil 32 als auch die Rundung 34 am jeweiligen Nutgrund 33 der Ringnuten 30 unter Vorspannung dicht anliegen. Der Radius der Rundung 34 kann vorteilhaft so gestaltet sein, daß er etwa der halben Breite des Dichtrings 6 entspricht, so daß die Rundung 34 im nicht zusammengepreßten Zustand etwa halbkreisförmig ist. In der zusammengepreßten Verschluß­ position (Fig. 2) ist die Rundung 34 derart verformt, daß eine flächige Anlage am Nutgrund 33 des Flansches 3 gegeben ist. Im Querschnitt kann der Dichtring 6 so bemessen sein, daß die Dicke in axialer Richtung etwa gleich der Breite in radialer Richtung ist. Außerdem kann es günstig sein, den Dichtring 6 so auszubilden, daß der Grundteil 32 in axialer Richtung größer beziehungs­ weise länger ist als die Rundung 34, so daß letztere sich ausschließlich in der Nähe des Nutgrundes 33 des Flansches 3 befindet. Dadurch wird erreicht, daß die Dichtseiten 26 und Dichtflächen 28 der Flansche 2, 3 im Bereich des rechteckförmigen Grundteils 32 liegen, wodurch sichergestellt ist, daß gemäß der Darstellung in Fig. 2 die Stoßflächenebene der Flansche 2,3 sowohl nach innen als auch nach außen hin einwandfrei abgedichtet sind. Im Falle eines Überdrucks im Durchgang 29 kann der Dichtring 6 gegen die Stoßebene der Stege 25 gepreßt werden, so daß zwischen den aneinanderliegenden Dichtseiten 26 kein Medium entweichen kann. Befindet sich dagegen im Durchgang 29 ein Unterdruck beziehungsweise Hochvakuum, kann der Dichtring 6 gegen die Stoßebene der Vorsprünge 27 gepreßt werden, so daß zwischen den Dichtflächen 28 der Vorsprünge 27 kein Medium von außen beziehungsweise vom Ringkanal 7 her in den Durchgang 29 eindringen kann.

Beim Montieren der erfindungsgemäßen Rohrverbindung 1 kann zunächst der Dichtring 6 mit seinem rechteckförmigen Grundteil 32 in die entsprechend rechteckförmig ausgebildete Ringnut 30 des einen Flansches 2 eingesetzt werden, wo sie aufgrund der vorbeschriebenen Ausgestaltung herausfall­ sicher gehalten wird, so daß der Dichtring 6 auch bei geneigter Achse 31 sicher an ihrem Platz verbleibt. Für einen sicheren Halt des Dichtrings 6 kann es auch günstig sein, sowohl die Ringnut 30 in den Flanschen 2, 3 als auch den Grundteil 32 des Dichtring 6 in Richtung zum Nutgrund 33 hin zu verbreitern und im Querschnitt bevorzugt schwalbenschwanzförmig auszubilden. Dann wird der andere Flansch 3 dagegengesetzt, wobei dieser über die beim Eingreifen in die Ringnut 30 als Einführhilfe wirkende Rundung 34 zwangszentriert wird. Sobald der Flansch 3 so weit über die Rundung 34 geschoben wurde, daß der Steg 25 und der Vorsprung 27 den sich anschließenden Dichtringgrundteil 32 über- beziehungsweise untergreifen, ist der Flansch 3 gegenüber dem Flansch 2 bereits exakt koaxial ausgerichtet, so daß kein radialer Versatz besteht. Sodann werden die Halbschalen 9, 10 des Spannrings 8 um die Flansche 2, 3 herumgelegt und der Verschluß 16 wird durch Einschwenken der Augenschraube 18 und Festdrehen der Flügelmutter 19 geschlossen. Dabei gleiten die Schrägwände 23 des Spannrings 8 auf den Schrägflächen 24 der Flansche 2, 3, wobei letztere so weit zusammengedrückt werden, bis die planen und vorzugsweise feinstgedrehten, geschliffenen und/oder polierten Dichtflächen 28 und Dichtseiten 26 zusammenstoßen. Dabei ist ein weitgehend spaltfreier glatter und totraumfreier Durchgang 29 für das Medium im Bereich der Verbindung gewährleistet.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Dichtring 6 sowohl nach außen als auch nach innen gegen das Medium im Durchgang 29 völlig abgeschirmt ist. Der Dichtring 6 ist somit ringsum gekammert. Im Durchgang 29 befindliche aggressive und/oder abrasive Medien werden durch die dicht aneinanderliegenden Vorsprünge 27 vom Dichtring 6 ferngehalten, so daß eine lange Standzeit und oftmalige Wiederverwendbarkeit des Dichtrings 6 gewährleistet ist. Bei hochvakuumtechnischen Anwendungen können praktisch keine Ausgasungen des Dichtrings 6 oder anderweitige Verunreinigungen in den Durchgang 29 gelangen, die das Hochvakuum beeinträchtigen könnten. Die erfindungsgemäße Rohrverbindung 1 kann leichtgängig und ohne Spezialwerkzeug schnell montiert und demontiert werden. Aufgrund der kompakten Bauform der Rohrverbindung 1 kann diese auch bei beengten Raumverhältnissen und dicht nebeneinander verlaufenden Rohrsystemen problemlos eingesetzt werden. Außerdem ist die erfindungsgemäße Rohrverbindung 1 auch bei extremen Wechselbeanspruchungen, wie Druck, Temperatur, Schwingung und Pulsation, einwandfrei dicht, so daß insgesamt eine kostengünstig herstellbare und schnell lösbare dichte Verbindung gegeben ist. Die Rohrverbindung 1 ist molchbar und sterilisierbar und kann bevorzugt in der Lebensmittelindustrie sowie in der Chemischen und Pharmazeutischen Industrie eingesetzt werden, wobei empfindliche oder aggressive oder hochreine Medien zur Verarbeitung gelangen können.

Claims (13)

1. Verbindung mit zwei Flanschen (2, 3), einem Dichtring (6), je einer in den Flanschen (2, 3) ausgebildeten Ringnut (30) und einem die Flansche (2, 3) verbindenden Spannmittel (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnuten (30) in beiden Flanschen (2, 3) etwa rechteckförmig oder in Richtung zum Nutgrund (33) erweitert ausgebildet sind und daß der Dichtring (6) einen etwa rechteckförmigen oder sich verbreitern­ den Grundteil (32) aufweist, der in der Ringnut (30) des einen Flansches (2) gehalten ist und einen gerundeten oder sich verjüngenden Dichtungsteil aufweist, der in die Ringnut (30) des anderen Flansches (3) eingreift und dessen Rundung (34) an dem im wesentlichen planflächigen Nutgrund (33) anliegt.

2. Verbindung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Rundung (34) etwa der halben Breite des Dichtrings (6) in radialer Richtung entspricht.

3. Verbindung nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Dichtrings (6) in axialer Richtung etwa gleich der Breite in radialer Richtung ist.

4. Verbindung nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (6) aus einem bevorzugt temperaturbeständi­ gen Elastomer oder einem Metall besteht.

5. Verbindung nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (6) von zwei an den Flanschen (2, 3) ausgebildeten Vorsprüngen (27) untergriffen ist, die die Ringnut (30) und einen Durchgang (29) der Flansche (2, 3) mitbegrenzen und mit einander zugewandten Dichtflächen (28) spaltfrei dicht aneinanderliegen.

6. Verbindung nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (6) am Außenumfang von zwei Stegen (25) der Flansche (2, 3) übergriffen ist, die mit einander zugewandten Dichtseiten (26) aneinanderliegen.

7. Verbindung nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (28) der Vorsprünge (27) und die Dichtseiten (26) der Stege (25) in einer gemeinsamen Ebene liegen.

8. Verbindung nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der ,Ringnut (30) des einen Flansches (2) gleich der Tiefe der Ringnut (30) des anderen Flansches (3) ist.

9. Verbindung nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Ringnuten (30) in radialer Richtung der Flansche (2, 3) gleich ist und etwa gleich der Breite des Dichtrings (6) ist.

10. Verbindung nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (28) der Vorsprünge (27) und die Dichtseiten (26) der Stege (25) der Flansche (2, 3) in einer Mittenebene des Dichtrings (6) aneinander­ stoßen.

11. Verbindung nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (2, 3) bezüglich der Stoßebene spiegel­ symmetrisch sind und je eine in Richtung zum Flansch­ umfang geneigte Schrägfläche (24) aufweisen.

12. Verbindung nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannmittel ein die Flansche (2, 3) übergreifender Spannring (8) ist, der eine V-förmige Nut (21) mit zwei Schrägwänden (23) aufweist, die gegen die Schrägflächen (24) der Flansche (2, 3) andrückbar sind.

13. Verbindung nach einem oder mehreren der vorstehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (2, 3) aus einem rost- und/oder säurebeständi­ gen Metall oder Kunststoff bestehen.