DE4214747A1

DE4214747A1 - Flanschverbindung und Verfahren zu dessen Montage

Info

Publication number: DE4214747A1
Application number: DE19924214747
Authority: DE
Inventors: Guenter Lenk; Thomas Lenk
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1992-05-04
Filing date: 1992-05-04
Publication date: 1993-11-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Flanschverbindung aus zwei Außenflan schen mit einer zwischen diesen liegenden Dichtung.

Flanschverbindungen von großen und schweren Bauteilen können nur mit Kränen und/oder Kettenzügen voneinander gelöst und auch wieder mon tiert werden. Dabei tritt das folgende Problem auf. Das heutige, as bestfreie, zwischen den Flanschen einliegende Dichtungsmaterial ist stoß- und scherempfindlich. Schon bei geringer Beanspruchung bricht es. Bei Verschiebungen der Flansche gegeneinander rauht die Oberflä che des Dichtungsmaterials auf, so daß die Dichtwirkung abnimmt. Die bei der Montage von schweren Bauteilen nie auszuschließenden Stoß kräfte auf die Dichtung beschädigen das Material. Auch Linsen-, Kup fer- und armierte Graphit-Dichtungen sind davon nicht ausgenommen.

Die Erfinder haben sich daher die Aufgabe gestellt, eine Flanschver bindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine Montage ohne eine Beschädigung der zwischen den Flanschen einliegenden Dich tung gestattet. Wie oben ausgeführt wurde, soll diese Flanschverbin dung insbesondere für die Verbindung von großen und schweren Bautei len geeignet sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der eingangs genannten Flanschverbindung dadurch gelöst, daß mindestens einer der beiden Flansche mindestens eine Gewindebohrung aufweist, in die je eine Kraftschraube zum Abstützen des Gegenflansches eindrehbar ist.

Die Erfindung ist auf alle Vor- bzw. Aufschweißflansche von klein sten bis zu den größten Durchmessern und bis zu den Flanschverbin dungen an chemischen Kolonnen, Wärmeaustauschern, Kontaktkesseln, Reaktoren und anderen Behältern anwendbar. Die Gewindebohrungen kön nen vorzugsweise schon bei der Herstellung der Flansche oder auch nachträglich angebracht werden. In letzterem Fall sind natürlich die Sicherheitsbestimmungen zu beachten, da durch die zusätzliche Boh rung der Flansch geschwächt wird.

Die oben genannten Probleme bei der Montage von Flanschverbindungen lassen sich erfindungsgemäß wie folgt lösen. Bevor das den Gegen flansch aufweisende Bauteil aufgesetzt wird, dreht man die Kraft schrauben in die Gewindebohrungen des Flansches ein, so daß die von oben oder von der Seite ankommende Last sich mit dem Gegenflansch auf die Kraftschrauben abstützt. Mit durch die Schraublöcher der Flansche gesteckten Führungsdorne lassen sich jetzt die beiden Flan sche zueinander exakt ausrichten, ohne daß die zwischen diesen ange ordnete Dichtung beschädigt wird. Die Dichtung läßt sich außerdem auch jetzt noch in die richtige Position bringen. Mach dem Ausrich ten von Dichtung und Flanschen ist ein allmähliches Ablassen des Gegenflansches auf die Dichtung durch das Herausdrehen der Kraft schrauben möglich.

Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf Flanschverbindungen zwischen senkrecht übereinanderliegenden Bauteilen beschränkt. Sie ist eben falls auf seitlich miteinander verbundene Bauteile anwendbar. In diesem Fall tritt bei einem Neubau von Anlagen und Rohrleitungen das Problem der empfindlichen Dichtung nicht in derart hohem Maße wie bei Reparaturen oder einem Austausch von Bauteilen in schon vorhan denen Anlagen auf. Denn Rohrnetze und Anlagen stehen im allgemeinen unter Spannung, insbesondere unter Druck. Daher bewegen sich bei einem Austausch von Rohren, Behältern und Armaturen die Anschluß flansche aufeinander zu oder, in selteneren Fällen voneinander weg. Auch in diesen Fällen der seitlich miteinander verbundenen Flansche ist die Erfindung vorteilhaft einsetzbar. So werden die Gegenflan sche bei unter Druck stehenden Rohrnetzen durch Herausdrehen der Kraftschrauben gleichmäßig in Richtung auf den Flansch und die Dich tung des einzubauenden Teils zu bewegt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Verminderung von Gefahren beim Arbeiten an unter Spannung, nämlich Zug oder Druck, stehenden Rohrleitungen, z. B. beim Säubern der Dichtflächen.

Die Erfindung ist jedoch nicht nur in den Fällen von senkrecht über einanderliegenden oder seitlichen Flanschverbindungen, sondern für sämtliche Flanschverbindungen in jeglicher Lage vorteilhaft einsetz bar.

Werden die Gewindebohrungen schon in den für Rohrleitungen vorge sehenen Flanschen vom Flanschhersteller eingebracht, ist es vorteil haft, wenn beim anschließenden Anschweißen der Flansche an die Rohr enden die Gewindebohrungen gegenüberliegender Flansche gegeneinander versetzt angeordnet werden, z. B. bei je einer Gewindebohrung in beiden Flanschen um 180° versetzt.

Werden die Gewindebohrungen nicht nur in einem der beiden gegenüber liegenden Flansche, sondern in beide eingebracht, verdoppelt sich zwar die Anzahl der Kraftschrauben, aber die Herstellungskosten sind geringer und es können kleinere und schwächere Kraftschrauben einge setzt werden.

Die Zahl der zusätzlich anzubringenden Gewindebohrungen richtet sich in weiteren Ausführungsformen der Erfindung nach dem Durchmesser der Flansche. So wird vorgeschlagen, daß bei Flanschen mit einem Durch messer bis 200 mm nur eine Gewindebohrung ausreicht. Bei Flanschen mit einem Durchmesser von 200 bis 800 mm sollen dagegen drei Gewin debohrungen vorgesehen sein. Bei Flanschen für Behälter und im Appa ratebau mit einem Durchmesser von 800 mm und mehr werden dagegen mindestens 4 Gewindebohrungen in nur einem Flansch der Flanschver bindung vorgeschlagen. Flanschverbindungen für Armaturen, Regelven tile und sonstige aus der Rohrleitung nach außen ragende Bauteile haben vorzugsweise mindestens 3 Gewindebohrungen, um die Kippgefahr zu verringern.

Insbesondere, wenn größere Kräfte auf die Flanschverbindung einwir ken, z. B. bei Bauteilen mit über 300 oder 400 kg Gewicht, ist es vorteilhaft, daß die Abstützfläche der Kraftschraube von einer ge genüber dem Schraubenschaft drehbaren und auf der Stirnfläche des Schraubenschafts anliegenden Scheibe gebildet wird. Derartige Schrauben sind an sich bekannt, werden aber in der erfindungsgemäßen Flanschverbindung besonders vorteilhaft eingesetzt. Die genannte Scheibe liegt dann fest an der Fläche des Gegenflanschs an und glei tet, z. B. auf einer Teflonscheibe, gegenüber der Stirnfläche des Schraubenschafts der Kraftschraube. Zur besseren Anlage dieser Scheibe an der Fläche des Gegenflansches wird außerdem vorgeschla gen, daß die Abstützfläche der Scheibe aufgerauht und/oder geriffelt ist.

Die Erfindung ist, wie schon oben gesagt worden ist, auch auf Vor schweißflansche im Apparatebau anwendbar. Diese Flansche sind in Abhängigkeit vom Nenndruck bis zu 80 mm und mehr dick. Um das Schneiden eines unnötig langen Gewindes zu vermeiden, wird vorge schlagen, die Gewindebohrung vor dem Gewindeschneiden bis auf eine für den Zweck ausreichende Dicke, z. B. entsprechend der Höhe der Schraubenmutter der Verbindungsschraube, frei zu bohren und das Ge winde nur in den nicht freigebohrten Teil der Bohrung zu schneiden.

Neben der genannten Flanschverbindung umfaßt die Erfindung auch ein Verfahren zum Montieren dieser Flanschverbindung, die aus zwei Au ßenflanschen und einer zwischen diesen liegenden Dichtung besteht. In dem erfindungsgemäßen Verfahren dreht man je eine Kraftschraube in mindestens eine an dem einen Flansch vorgesehene Gewindebohrung ein, so daß sie über die Bohrung hinausragt, legt die Dichtung ein, läßt den Gegenflansch sich auf das Ende bzw. die Enden der Kraft schraube(n) abstützen, richtet die Flansche zueinander aus, dreht die Kraftschraube(n) wieder aus dem Flansch heraus, so daß beide Flansche zur Anlage aneinander gebracht werden und verschraubt schließlich die Flansche oder verbindet sie auf andere, an sich be kannte Weise lösbar miteinander. Das erfindungsgemäße Verfahren um faßt auch die Möglichkeit, Kraftschrauben in beiden gegenüberliegen den Flanschen vorzusehen.

Zum besseren Justieren wird dabei vorgeschlagen, daß man während oder nach dem Abstützen des Gegenflanschs auf die Enden der Kraft schraube(n) die Lage des Gegenflanschs mit durch die sich entspre chenden Schraublöcher gesteckten Führungsdornen justiert, bevor die Flansche zur Anlage aneinander gebracht werden. Die Justierung mit den Führungsdornen ist zwar an sich bekannt, aber erweist sich ins besondere in Verbindung mit der Abstützung des Gegenflanschs über die Kraftschrauben als besonders vorteilhaft.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird anhand von 2 Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch die erfindungsgemäße Flanschverbin dung während der Montage und

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Flansch der erfindungsgemäßen Ver bindung mit eingelegter Dichtung und Gewindebohrung.

In Fig. 1 ist eine Flanschverbindung während der Montage darge stellt. Flansch 1 und Gegenflansch 2 sind miteinander zu verbinden, wobei die zwischen beiden Flanschen einliegende Dichtung 3 nicht beschädigt werden soll. Die Lage der Dichtung 3 geht besonders deut lich aus Fig. 2 hervor.

Erfindungsgemäß ist vor dem Zusammenbringen der beiden Flansche 1 und 2 eine Kraftschraube 4 in eine passende Gewindebohrung 5 des Flansches 1 so weit hineingedreht worden, daß das Schraubenende über die Bohrung und die Dicke der Dichtung 3 hinausragt. Im vorliegenden Fall handelt es sich um eine aus zwei Teilstücken zusammengesetzte Schraube 4, deren Ende von einer gegenüber dem Schraubenschaft dreh baren Scheibe 6 gebildet ist. Die Scheibe 6 und der Schraubenschaft gleiten auf einer Teflonscheibe 11 gegeneinander, wenn die Kraft schraube 4 zum Absenken des Gegenflansches 2 aus der Gewindebohrung 5 herausgedreht wird.

Vor dem Absenken des Gegenflansches 2 auf die Dichtung 3 werden die Flansche gegeneinander ausgerichtet. Dazu können, wie an sich be kannt ist, Führungsdorne 7 verwendet werden, die in die einander entsprechenden Schraubenlöcher 8 für die Flanschschrauben 9 einge steckt werden. Mach der exakten Ausrichtung der beiden Flansche ge geneinander werden dann die Flanschschrauben 9 in die Schraubenlö cher 8 eingesteckt und die Muttern 10 aufgeschraubt. Durch langsames Herausdrehen der Kraftschraube 4 bzw. der Kraftschrauben 4 senkt man nun das Bauteil mit dem Gegenflansch 2 auf die Dichtung 3 bzw. den Flansch 1 langsam herab und kann dann in üblicher Weise die Flansch schraube 9 festziehen. Die Kraftschrauben 4 können dann völlig her aus gedreht werden.

Die erfindungsgemäße Flanschverbindung eignet sich nicht nur für Flanschverbindungen von Rohren, sondern auch zur Verbindung von Be hältern mit ihren Deckeln, zur Verbindung von Armaturen, z. B. Schiebern, Ventilen, Hähnen usw., in Rohrleitungen und viele andere, über Flansche verbindbare Bauteile.

Bezugszeichenliste

1 Flansch
2 Gegenflansch
3 Dichtung
4 Kraftschraube
5 Gewindebohrung
6 Scheibe
7 Führungsdorn
8 Schraubenlöcher
9 Flanschschrauben
10 Mutter
11 Teflonscheibe

Claims

1. Flanschverbindung aus zwei Außenflanschen (1, 2) mit einer zwi schen diesen liegenden Dichtung (3), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der beiden Flansche (1, 2) mindestens eine Gewindebohrung (5) aufweist, in die je eine Kraftschraube (4) zum Abstützen des Gegenflansches (2) eindrehbar ist.

2. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Flanschen mit einem Durchmesser bis 200 mm nur eine Ge windebohrung vorgesehen ist.

3. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Flanschen mit einem Durchmesser von 200 bis 800 mm drei Gewindebohrungen vorgesehen sind.

4. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Flanschen mit einem Durchmesser von 800 mm und mehr min destens 4 Gewindebohrungen in nur einem Flansch der Flanschver bindung vorgesehen sind.

5. Flanschverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützfläche der Kraftschraube (4) von einer gegenüber dem Schraubenschaft drehbaren und auf der Stirnfläche des Schraubenschafts anliegenden Scheibe (6) gebildet wird.

6. Flanschverbindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützfläche der Scheibe (6) aufgerauht und/oder geriffelt ist.

7. Verfahren zum Montieren einer Flanschverbindung, die aus zwei Außenflanschen und einer zwischen diesen liegenden Dichtung (3) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) je eine Kraftschraube (4) in mindestens eine an dem einen Flansch (1) vorgesehene Gewindebohrung (5) eindreht, so daß sie über die Bohrung (5) hinausragt,
b) die Dichtung (3) einlegt,
c) den Gegenflansch (2) sich auf das Ende bzw. die Enden der Kraftschraube(n) (4) abstützen läßt,
d) die Flansche (1, 2) zueinander ausrichtet,
e) die Kraftschraube(n) (4) wieder aus dem Flansch (1) heraus dreht, so daß beide Flansche (1, 2) zur Anlage aneinander gebracht werden und
f) schließlich die Flansche (1, 2) verschraubt oder auf andere, an sich bekannte Weise lösbar miteinander verbindet.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man während oder nach dem Abstützen des Gegenflanschs (2) auf die Enden der Kraftschraube(n) die Lage des Gegenflanschs mit durch die sich entsprechenden Schraublöcher (8) gesteckten Führungsdornen (7) justiert, bevor die Flansche (1, 2) zur Anla ge aneinander gebracht werden.