DE7601814U1

DE7601814U1 - REINFORCED FLANGE

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Publication number: DE7601814U1
Application number: DE7601814U
Authority: DE
Original assignee: STUEBBE ARMATUREN KG 4973 VLOTHO
Current assignee: STUEBBE ARMATUREN KG 4973 VLOTHO
Priority date: 1976-01-23
Filing date: 1976-01-23
Publication date: 1976-05-26

Description

Sruboe Armaturen KE in ViothoSruboe fittings KE in Viotho

Armierter FlanschReinforced flange

t>ie Erfindung betrifft einen armierten Flansch aus Kunststoff zum Verbinden von Rohrenden, der eine von dem Kunststoff ummantelte - 5 ringförmige Metallscheibe als versteifende Einlage besitzt, wobei durch die Metallscheibe und die Kunststoffummantelung Schraubenlöcher für Flanschschrauben hindurchführen.The invention relates to a reinforced plastic flange Connection of pipe ends, which has a plastic-coated - 5 ring-shaped metal disc as a stiffening insert, whereby screw holes through the metal washer and the plastic coating pass through for flange screws.

Kunststoff-Flansche der vorgenannten, beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1.991.824 bekannten Art sind für Flanschverbindungen wichtig, bei denen es auf eine Korrosionsbeständig- ^: keit der Flanschen ankommt, und werden beispielsweise in derPlastic flanges of the aforementioned, known for example from German Utility Model 1,991,824 kind are important for flange connections, which are on a resist ^corrosion: ness of the flanges arrives, and, for example, in the

chemischen Industrie benötigt. Es hat sich jedoch in der Praxis herausgestellt, daß diese bekannten Kunststoff-Flansche nicht den Anforderungen an die Steifigkeit genügen und unter Dauerbelasturig durch die in der Rohrleitung herrschenden Drücke sowie die mittels der Flanschenschrauben aufgebrachten Spannkräfte eine einwandfreie Dichtheit der Flanschverbindung nicht gewährleisten. Die bei den bekannten Flanschen zur Armierung des Kunststoffs angewendete ringförmige Metallscheibe ist durch die notwendigerweise vorzusehenden •20 Schraubenlöcher erheblich geschwächt und trotz des winklig ; gebördelten Scheibenrandes am äußeren Umfang der ^etallscheibe ^: nicht steif genug, um die geforderten Biegekräfte aufnehmen zu < können. Dieses Problem tritt umso stärker auf, je größer die Rohr- ^! nennweite wird, da auch der Durchmesser des Lochkreises, auf dem :25 die Schraubenlöcher der Flanschen liegen, größer wird und diechemical industry. However, it has been found in practice that these known plastic flanges do not meet the requirements for rigidity and do not guarantee perfect tightness of the flange connection under constant stress due to the pressures prevailing in the pipeline and the clamping forces applied by means of the flange screws. The ring-shaped metal washer used in the known flanges to reinforce the plastic is considerably weakened by the necessary 20 screw holes and, despite the fact, is angled; Flanged edge of the disc on the outer circumference of the metal disc ^: not stiff enough to be able to absorb the required bending forces. This problem occurs all the more, the larger the pipe ^! The nominal width becomes larger, since the diameter of the bolt circle on which: 25 the screw holes of the flanges are located increases and the

— ρ — 3798
7.1.1976 /Ga - ρ - 3798
7.1.1976 / Ga

Spannkraft, mit der zur Erzielung einer Dichtheit der Flanschverbindung die Flanschen gegen den in der Rohrleitung herrschenden Innendruck mittels der Flanschschrauben gegeneinander gepresst werden müssen, mit dem Quadrat der Rohrnennweite wächst. Der Durchmesser der Flanschen, die zur Aufnahme aer Rohrenden dienenden ^: Flanschbohrungen und die Löcher für die Flanschschrauben sind für die jeweiligen Rohrnennweiten genormt. Es wäre daher nur möglich, die Dicke der bisherigen bekannten Metallscheibe, und mit der Ummantelung die Dicke des Flansches, zu vergrößern. Dadurch würde jedoch die Metallscheibe insbesondere bei großen Flanschen zuClamping force with which the flanges must be pressed against the internal pressure in the pipeline by means of the flange screws to achieve a tightness of the flange connection increases with the square of the nominal pipe diameter. The diameter of the flanges used to accommodate the pipe ends ^: flange holes and the holes for the flange screws are standardized for the respective nominal pipe widths. It would therefore only be possible to increase the thickness of the previously known metal disk and, with the casing, the thickness of the flange. However, this would cause the metal disk to close, especially in the case of large flanges

schwer, wenn die Metallscheibe in den Kunststoff eingespritzt werder soll und dazu von Hand die Metallscheibe in die Spritzform eingelegt und der fertig gespritzte Flansch aus der Spritzform heraus- : genommen werden muß. Eine Vergrößerung der Dicke der bekannten armierenden Metallscheiben würde den Flansch auch für die Montage der Flanschverbindung zu schwer und zu unhandlich machen. Außerdem würden auch längere und daher teurere Flanschschrauben erforderlich werden. Weiterhin haftet auch den bekannten Kunststoff—Flanschen mit einer von dem Kunststoff ummantelten ringförmigen Metallscheibe •20 der Nachteil an, daß an den Stellen der Kunststoffummantelung, an denen die Unterlegscheiben der Flanschschrauben gegen den Flansch drücken, ein Fließen des Kunststoffs der Ummantelung unter dem Druck dsr aufgebrachten Spannkräfte eintritt. Dies hat bei den bekannten Kunststoff-Flanschen zur Folge und auch in der Praxis zu Beanstandungen geführt, daß aufgrund des Nachgebens der Kunststoffummantelung die für die Flanschverbindung geforderten Spannkräfte allmählich nachlassen und eine kritische Grenze unterschreiten. Dadurch entsteht die große Gefahr von Undichthexten der Flansch—difficult when the metal disc is injected into the plastic and to do this by hand inserting the metal disc into the injection mold and the finished injection-molded flange must be removed from the injection mold. An increase in the thickness of the known reinforcing metal disks would also make the flange too heavy and unwieldy for the assembly of the flange connection. Besides that longer and therefore more expensive flange bolts would also be required will. The well-known plastic flanges also adhere with an annular metal disk encased in plastic • 20 has the disadvantage that at the points of the plastic encasement where the washers of the flange bolts press against the flange, causing the plastic of the casing to flow under the Pressure of the applied clamping forces occurs. This has with the known plastic flanges result and also in practice Complaints led that due to the yielding of the plastic coating the clamping forces required for the flange connection gradually decrease and fall below a critical limit. This creates the great risk of leaking the flange—

verbindung, die beispielsweise bei chemischen Flüssigkeiten oder ; bei erdverlegten Rohrleitungen, deren Flanschverbindungen unzugäng- • lieh und nicht kontrollierbar sind, besonders folgenschwer ist.compound that is used, for example, in chemical liquids or; with underground pipelines, the flange connections of which are inaccessible • borrowed and not controllable, is particularly serious.

Die bekannten Kunststoff-Flanschen sind in der Praxis beispielsweise auch für solche Rohrleitungen bzw. Flanschverbindungen abgelehnt worden, bei denen erhöhte Temperaturen vorkommen, die das : nachteilige Nachgeben der Kunststoffummantelung der ringförmigen Metallscheibe verstärken. Auch aufgrund dieser bei den bekannten Kunststoff-Flanschen auftretenden Fließerscheinung an der Kunststoffummantelung der Metallscheibe und der dadurch bedingtenThe known plastic flanges are for example in practice has also been rejected for pipelines or flange connections at which elevated temperatures occur that: reinforce disadvantageous yielding of the plastic coating of the annular metal disc. Also because of this with the well-known Plastic flanges flow phenomenon occurring on the plastic coating the metal disc and the resulting

geringen Druckbelastbarkeit der Flanschen waren der Einsatzmöglichkeit der bislang in der Praxis bekannten und angewendeten Kunststoff— Flanschen engs Grenzen gesetzt und konnten keine größeren die Flanschen zusammenhaltenden Spannkräfte angewendet werden, als ή5 es mit der erwähnten unvorteilhaften und unwirtschaftlichen Vergrößerung der Dicke der Mefellscheibe zwecks Erhöhung ihrer Biegesteifigkeit an sich möglich gewesen wäre. '=Low compressive strength of the flanges were possible applications the plastic known and used so far in practice— Flanges were very limited and could not be larger the clamping forces holding the flanges together are applied, as ή5 it with the disadvantageous and uneconomical enlargement mentioned the thickness of the Mefell washer in order to increase its flexural strength would have been possible in itself. '=

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einen Flansch der eingangs genannten Art zu schaffen, der ohne eine nachteilige :The invention has therefore set itself the task of creating a flange of the type mentioned, which without a disadvantageous:

:20 Erhöhung der Flanschdicke und des Flanschgewichtes eine bedeutend: 20 Increase in flange thickness and weight significantly

größere Biegesteifigkeit aufweist als die bekannten Kunststoff-has greater flexural rigidity than the known plastic

j Flanschen und der auch den den bekannten Flanschen anhaftenden ■■ j flanges and those also adhering to the known flanges ■■

\ Mangel des Fließens und Nachgebens der Kunststoffummantelung der \ Lack of flowing and yielding of the plastic coating of the

■ Metallscheibe beseitigt, so daß die vergrößerte Biegesteifigkeit ' ■ Removed metal washer so that the increased flexural rigidity '

Ϊ25 zur Geltung kommen kann und der Flansch wesentlich größere Spann- ·Ϊ25 can come into its own and the flange has a significantly larger clamping

kräfte der Flanschschrauben aufzunehmen vermag als die bekanntenforces of the flange screws is able to absorb than the known

j Kunststoff—Flanschen. :j Plastic flanges. :

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in erster Linie dadurch gelöst, daß die Metallscheibe zwischen ihrem inneren und ihrem äußeren Umfangsrand einen U-f-örmigen, T-förmigen oder I-förmigen Querschnitt aufweist und an den Schenkeln des Querschnittsprofils ansetzende radiale Rippen zwischen den Schraubenlöchern besitzt und daß die Ummantelung der Metallscheibe aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff besteht. Durch die radialen Rippen, die beim T-förmigen und I-förmigen Querschnitt vorzugsweise auf beiden Seiten der Metallscheibe angeordnet sind, erhält die Metallscheibe eine sehr große Steifigkeit und Stabilität gegen die von den Flanschschrauben erzeugten Biagakräfte. Die für die Rippen aufzuwendende Metall— « menge liegt weit unter dem Mehraufwand an Metall, der erforderlich : wäre, un> die bsi den bekannten Kunststoff—Flanschen bisher angewendete Metallscheibe durch eine Vergrößerung der Dicke des Scheibenrückens biegesteifer zu machen. Die Metallscheibe des erfindungsgemäßen Flansches bleibt daher leicht und bei der Herstellung des Flansches handlich. Auch das Gewicht des fertigen Flansches bleibt gering, so daß der Flansch bei der wsntsge von '· Flanschverbindungen leicht und bequem gehandhabt werden kann. "20 Gegenüber einem Flansch mit dickem Scheibenrücken der ummantelten : Metallscheibe wird beim erfindungsgemäßsn Flansch mit radialen ι Rippen auf dünnem Scheibenrücken der Metallscheibe zwar eine : größere Kunststoffmenge benötigt. Trotz des höheren Kilogramm— Preises für Kunststoff wird jedoch wegen des hohen spezifischen ^: According to the invention, this object is primarily achieved in that the metal disk has a Uf-shaped, T-shaped or I-shaped cross section between its inner and outer peripheral edge and has radial ribs between the screw holes attached to the legs of the cross-sectional profile and that the Sheathing of the metal disc consists of a glass fiber reinforced plastic. The radial ribs, which in the case of the T-shaped and I-shaped cross-sections are preferably arranged on both sides of the metal disk, give the metal disk a very high degree of rigidity and stability against the forceps generated by the flange bolts. The amount of metal to be used for the ribs is far below the additional amount of metal that would be required to make the metal disk previously used with the known plastic flanges more rigid by increasing the thickness of the disk back. The metal disk of the flange according to the invention therefore remains light and easy to handle when producing the flange. Also, the weight of the finished flange remains low, so that the flange can be handled easily in the wsntsge of '· flange and comfortable. Compared to a flange with a thick disk back of the encased metal disk, the flange according to the invention with radial ribs on the thin disk back of the metal disk requires a larger amount of plastic. Despite the higher kilogram price for plastic, however, because of the high specific ^:

Gewichtes von Metall eine Kostenersparnis an Material für dieWeight of metal a cost saving in material for the

] Herstellung des BrfindungsgeraäBen Flansches erzielt; die gegenüber T einer Araierungseinlage mit vergrößerter Dicke des Scheibenrückens] Production of the BrfindungsgeraäBen flange achieved; the opposite T an aration insert with increased thickness of the back of the disc

eingesparte Menge an Metall ist teurer als die im Zusammenhang niit ■amount of metal saved is more expensive than that related niit ■

If! 7601814 2005.76If! 7601814 2005.76

der erfindungsgemäßen Ausbildung der Metallscheibe aufzuwendende Mehrmenge an Kunststoff. Mit der erfindungsgemäßen Verwendung eines glasfaserverstärkten Kunststoffs für die korrosionsbeständige Ummantelung der ringförmigen Metallscheibe wird die Gefahr eines Fließens der Ummantelung bei höherem Druck der Unterlegscheiben der Flanschschrauben auf die Ummantelung vermieoen. Die Glasfaser- ■ verstärkung der Kunststoffummantelung und die radialen Rippen der Metallscheibe führen im Zusammenwirken dazu, daß sowohl hohe Kräfte von den Flanschschrauben auf den Flansch ausgeübt werden können als auch der Flansch den durch die Schraubenkräfte hervorgerufenen hohen Biegebeanspruchungen standhält, so daß mit dem erfindungsgemäßen Flansch die Anwendung von hohen Spannkräften möglich wird, die erforderlich sind, vornehmlich bei größeren Rohrnennweiten, um eine einwandfreie, zuverlässige und dauerhafte Dichtheit der Flanschverbindung sicherzustellen.the inventive training of the metal disc to be expended Excess amount of plastic. With the use according to the invention a glass fiber reinforced plastic for corrosion-resistant Sheathing of the annular metal washer reduces the risk of the sheathing flowing at higher pressure of the washers the flange screws on the casing. The fiber ■ reinforcement of the plastic casing and the radial ribs of the Metal washers work together to the fact that both high forces are exerted on the flange by the flange screws can as well as the flange caused by the screw forces withstands high bending loads, so that the use of high clamping forces with the flange according to the invention becomes possible, which are necessary, especially with larger pipe sizes, in order to ensure a flawless, reliable and permanent Ensure tightness of the flange connection.

Von besonderem Vorteil ist, wenn jedes Schraubenloch der ringförmigen Metallscheibe zwischen zwei radialen Rippen liegt, die nahe neben dem Schraubenloch angeordnet sind. Bei Ausbildung der ringförmigen Metallscheibe mit einem I—förraigen QuerschnittIt is particularly advantageous if each screw hole is the annular Metal washer lies between two radial ribs that are located close to the screw hole. During training the annular metal disc with an I-shaped cross-section

[ 20 werden vorzugsweise auf beiden Seiten der Metallscheibe zwei radiale Rippen nahe neben jedem Schraubenloch angeordnet. Disss Ausbildung hat den Vorteil, daß die Unterlegscheiben der Flanschschrauben die nahe neben den Schraubenlochern liegenden radialen Rippen überragen, so daß die radialen Rippen im Druckbereich der Unterlegscheiben liegen und die Übertragung der Druckkräfte auf die Metallscheibe verbessert wird. Ferner bilden hierbei die : beiden nahe neben einem Schraubenloch angeordneten radialen Rippen _: [ 20] Two radial ribs are preferably placed on either side of the metal washer close to each screw hole. This design has the advantage that the washers of the flange screws protrude beyond the radial ribs located close to the screw holes, so that the radial ribs are in the pressure area of the washers and the transmission of the pressure forces to the metal washer is improved. The two radial ribs arranged close to a screw hole also form _:

7601814 2i.05.767601814 2i.05.76

- fa -- fa -

zusammen rait den Schenkeln des Querschnittsprafils Qer Metall— scheibe eine Einkammerung des von der Unterlegscheibe überdeckten und beaufschlagten Materials der Ummantelung, wodurch eine zusätzliche Sicherheit gegen eine FlieBgefahr erreicht wird.together rait the legs of the cross-sectional profile Qer Metall- washer a chamber of the sheath material covered and acted upon by the washer, creating an additional Security against a risk of escaping is achieved.

In der Zeichnung sind verschiedene AusführungsbeispieDe der Erfindung dargestellt, und zwar zeigen Fig. 1 den Flansch in der Ansicht;In the drawing, various exemplary embodiments are shown Invention shown, namely Fig. 1 shows the flange in a view;

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linis II—II in Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt eines anderen Ausführungsbeispiels; Fig. 4 einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels.FIG. 2 shows a cross section along the line II-II in FIG. 1; FIG. Fig. 3 is a cross section of another embodiment; 4 shows a cross section of a further embodiment.

Der Flansch 1 besteht aus einer armierenden ringförmigen Metallscheibe 2 un^d einer korrosionsbeständigen Ummantelung 3 der Metallscheibe 2. Metallscheibe 2 und Ummantelung 3 besitzen mehrere Schraubenlöcher 4 für Flanschschrauben. Die Metallscheibe kann zum Beispiel aus Stahl, Grauguß oder einem Nichteisenmetall,The flange 1 consists of a reinforcing ring-shaped metal disk 2 and a corrosion-resistant casing 3 of the Metal washer 2. Metal washer 2 and casing 3 have several screw holes 4 for flange screws. The metal disk can, for example, be made of steel, gray cast iron or a non-ferrous metal,

wie zum Beispiel Aluminium, bestehen. Die Ummantelung 3 besteht aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, der zum Beispiel ein Thermoplast oder ein Duroplast sein kann. Die Glasfa&erverstärkung der Ummantelung 3 verleiht der Ummantelung eine hohe Druckbelastbarkeit und verhindert die Gefahr eines Fliefcens der Ummantelung an den Stellen, an denen die Unterlegscheiben von Flanschschrauben auf die Ummantelung drücken. Dadurch wird hinsichtlich der Ummantelung der Metallscheibe die Möglichkeit und J die Voraussetzung geschaffen, daß beim Verbinden zweier Flanschen, S 25 zwischen denen die gegeneinander zu pressenden Dichtflächensuch as aluminum. The sheath 3 consists of a glass fiber reinforced plastic, which can be a thermoplastic or a thermosetting plastic, for example. The glass fiber reinforcement the casing 3 gives the casing a high compressive strength and avoids the risk of the sheath flooding where the washers are from Press the flange screws onto the casing. As a result, the possibility of and with regard to the sheathing of the metal disk J created the prerequisite that when connecting two flanges, S 25 between which the sealing surfaces to be pressed against one another

zweier Rohrenden liegen, solche hohen Spannkräfte mit den Flansch-two pipe ends lie, such high clamping forces with the flange

schrauben auf die Flanschen ausgeübt werden können, die für die Gewährleistung einer Dichtheit der Flanschverbindung erforderlich sind und verlangt werden. Una der Metallscheibe 2, die aus Gewichts— und Kostenersparnisgründen einen im Vergleich zur Flanschdicke dünnen Scheibenrücken 5 besitzt, die erforderliche Biegesteifigkeit zu verleihen, damit die Metallscheibe die durch die Glasfaserverstärkung der Ummantelung 3 ermöglichten hohen Spannkräfte aufnehmen und den dadurch hervorgerufenen hohen Biegebeanspruchungen der Metallscheibe standhalten kann, ist die Metallscheibe 2 beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zwischen ihrem inneren und ihrem äußeren Umfangsrand mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet und mit radialen Rippen 6 versehen, die an den Schenkeln 7 des U-Profils ansetzen und zwischen den Schraubenlöchern 4 liegen. Vorteilhafterweise liegt, wie Fig. 1 erkennen läßt, jedes Schraubenloch 4 zwischen zwei radialen Rippen 6, die nahe neben dem Schraubenloch 4 angeordnet sind. Bei dieser Anordnung der radialen Rippen 6 können die Unterlegscheiben der Flanschschrauben die Rippen überragen und die Spannkräfte auf die im Durckbereich der Unterlegscheiben liegenden radialen Rippen übertragen und wird das von der Unterlegscheibe überdeckte Material: der Ummantelung 3 von den beiden Rippen 6 und den angrenzenden Abschnitten der Profilschenkel 7 kammerartig eingeschlossen, wodurch eine zusätzliche Sicherheit gegen eine Fließgefahr des Materials der Ummantelung geschaffen wird. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist die Metallscheibe 2 mit einem T-förmigen Querschnitt ausgebildet und auf beiden Scheibenseiten mit radialen Rippen 6 versehen. Die Fig. 4 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsform, bei der die Metallscheibe 2 mit einem I—förmigen Querschnitt screws can be exerted on the flanges, which are necessary for ensuring a tightness of the flange connection are and are required. Una the metal disc 2, which for reasons of weight and cost savings compared to Flange thickness thin disc back 5 has to give the necessary flexural strength so that the metal disc through the glass fiber reinforcement of the sheathing 3 made it possible to absorb high tension forces and the resulting high Can withstand bending stresses of the metal disk, the metal disk 2 in the embodiment of FIG. 2 is between their inner and outer peripheral edges with a U-shaped Cross-section formed and provided with radial ribs 6, which attach to the legs 7 of the U-profile and between the Screw holes 4. Advantageously, as shown in FIG. 1, each screw hole 4 lies between two radial ones Ribs 6 arranged close to the screw hole 4. With this arrangement of the radial ribs 6, the washers of the flange screws protrude beyond the ribs and the clamping forces on the radial ribs in the pressure area of the washers and the material covered by the washer is transferred: the casing 3 from the two ribs 6 and the adjacent ones Sections of the profile legs 7 enclosed like a chamber, which provides additional security against a risk of flow Material of the sheath is created. In the embodiment of FIG. 3, the metal disk 2 has a T-shaped cross section formed and provided with radial ribs 6 on both sides of the disk. 4 shows a particularly preferred embodiment in which the metal disk 2 has an I-shaped cross section

ausgebildet ist und am inneren und äußeren Umfangsrand nach beiden Scheibenseiten vorstehende Profilschenkel 7 aufweist und in Verbindung damit auf beiden Scheibenseiten an den Profilschenkeln 7 ansetzende radiale Rippen 6 besitzt. Diese AusfOhrungsform hat den zusätzlichen Vorteil, daß bei einer Anordnung der radialen Rippen entsprechend der Fig. 1 nahe neben den Schraubenlöchern 4 auf beiden Scheibenseiten eine Einkammerung des von den Unterlegscheiben auf Druck beanspruchten Materials dar Ummantelung zur Unterbindung einer Fließgefahr bewirkt werden kann.is formed and on the inner and outer peripheral edge after both Has profile legs 7 protruding on the sides of the pane and, in connection therewith, on both sides of the pane on the profile legs 7 has attached radial ribs 6. This embodiment has the additional advantage that when the radial ribs are arranged According to FIG. 1, close to the screw holes 4 on both sides of the washer, a chamber of the washers on pressure-stressed material for the sheathing Prevention of a flow hazard can be effected.

7601814 2ton767601814 2ton76

Claims

S c h. u t z claims j.

1. Reinforced plastic flange for connecting pipe ends,

Eg a ring-shaped metal disc encased in plastic as a stiffening insert, with screw holes for flange screws through the metal washer and the plastic coating " pass through, characterized in that the metal disc (2) between its inner and outer peripheral edge a U-shaped, - Has a T-shaped or I-shaped cross-section and radial ribs (6) attached to the legs (7) of the cross-sectional profile between the screw holes (4) and that the casing (3) consists of a glass fiber reinforced plastic.

2. Flange according to claim 1, characterized in that each

Screw hole (4) lies between two radial ribs (6) which are arranged close to the screw hole, preferably on both sides of the I-shaped cross-section having an annular metal disc (2).

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