DE971868C

DE971868C - Selbstdichtende Flanschverbindung

Info

Publication number: DE971868C
Application number: DEK15385A
Authority: DE
Inventors: Max Dr-Ing Kufner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-09-05
Filing date: 1952-09-05
Publication date: 1959-04-09

Description

Die Erfindung betrifft eine Flansch- oder Blindflanschverbindung, insbesondere für hohe und/oder wechselnde Druck- oder Temperaturbeanspruchungen.

Es ist bekannt, daß bei hohem Innendruck in einer Rohrleitung die Flanschschrauben, die als Spannelemente der miteinander zu verbindenden Flansche dienen, durch die große axiale Zugkraft eine elastische und unter Umständen auch eine bleibende Dehnung erfahren. Durch hohe Temperatur wird außerdem die Festigkeit der Schrauben herabgesetzt. Ihre Dehnung im Betriebszustand ist dann um so größer. Auf diese Weise wird die beim Anziehen der Spannelemente erzeugte Vorspannung, mit der die Flansche zum Zweck einer wirksamen Dichtung zusammengepreßt werden müssen, im Betriebszustand abgebaut, wodurch die Verbindungsstelle undicht werden kann.

Durch die Erfindung wird ein Undichtwerden dadurch verhindert, daß die Flansche in an sich bekannter Weise elastisch sind und nur an ihrem Außenrand oder in dessen Nähe mit ihren Stirnseiten in an sich bekannter Weise dichtend aufeinandergepreßt sind und daß das Anpressen der Flansche durch an sich bekannte starre Spannelemente erfolgt, und zwar auf einem Durchmesser, der geringer ist als der Durchmesser, auf dem die Flansche dichtend aufeinanderliegen, wobei die

809 765/34

Spannelemente die kreisringförmigen Flächen, auf denen die Flansche dichtend aufeinanderliegen, von außen her übergreifen.

Die gleichzeitige Anwendung dieser Maßnahmen bewirkt, daß das durch die Spannelemente auf die Flanschteller ausgeübte Biegemoment die Flansche elastisch verwölbt und die elastische Rückstellkraft die Außenränder der Flansche auch dann noch dichtend aufeinanderpreßt, wenn die Spannelemente im Betrieb durch hohen Druck und/oder hohe Temperatur eine Längung erfahren.

Es sind zwar bereits Flanschverbindungen bekannt, bei denen zwischen die Flansche dünne Dichtelemente eingelegt sind, die außerhalb des Durchmessers, an dem die Spannelemente angreifen, miteinander verschweißt werden. Diese Ausführung ist jedoch von dem vorgeschlagenen Weg zur Vermeidung von Undichtheit insofern verschieden, als die Verschweißung nur eine zusätzliche Sicherung darstellt, die aber nicht in der Lage ist, eine Anpressung der Flansche an der Dichtungsstelle bei betriebsmäßiger Längung der Spannelemente aufrechtzuerhalten.

Das erfindungsgemäße Prinzip kann in vorteilhafter Weise dadurch verwirklicht werden, daß die Spannelemente in an sich bekannter Weise an einem geeignet ausgebildeten Absatz der Rohrwand angreifen und eine dem Verwendungszweck angepaßte Dichtung am Außenrand des Flansches angeordnet ist. Der Absatz stellt dabei eine Querschnittsverstärkung der Übergangsstelle vom Flanschteller zum Rohr dar.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar Abb. ι eine Flanschverbindung mit Schraubbolzen als Spannelemente,

Abb. 2 eine der Abb. 1 entsprechende Ausführungsform mit einer abgeänderten Ausbildung des Dichtelementes,

Abb. 2 a und 2 b weitere Ausführungsmöglichkeiten von Dichtelementen für die Flanschverbindung nach Abb. 2;

Abb. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Flanschverbindung;

Abb. 4 stellt eine Flanschverbindung nach der Erfindung mit Dichtschweißung dar.

In Abb. ι sind mit 1 die Absätze an den Rohren 2 bezeichnet; die Flansche 4 sind über ein Dichtungselement 3 gegeneinander abgestützt und gleichzeitig abgedichtet. Zur Verbindung der Flansche dienen die an den Absätzen 1 anliegenden Losflansche 6, die durch eine ausreichende Anzahl kräftiger Flanschschrauben 5 miteinander verbunden sind. Die Flansche 4 gehen ununterbrochen von der Rohrwand bis zum Dichtungselement 3 durch, die Anpreßkräfte greifen aber bei 1 an, so daß bei wachsendem Druck oder steigender Temperatur trotz Längung der Schrauben 5 die Dichtungsstelle bei 3 nicht aufgeweitet, sondern im Gegenteil wegen der elastischen Aufweitung des Rohres, der teilweisen Behinderung dieser Aufweitung an der Stelle des Flanschansatzes und der daraus resultierenden Winkeldrehung der Flanschteller die Dichtungskraft mit anwachsendem Innendruck oder steigender Temperatur erhöht wird, wenn die Spannelemente starrer sind als die Flanschteller.

Gemäß Abb. 2 ist die Dichtung 3 derart ausgebildet, daß sie sich über die ganze Flanschfläche erstreckt, so daß die Innenflächen der zu verbindenden Rohre glatt ineinander übergehen und eine Störung der Strömung vermieden wird. Auch hier erfolgt die Abdichtung und Abstützung der beiden Flansche an ihrem Außenrand, denn dort ist die Dichtung 3 besonders druckfest (vgl. zum Beispiel Abschnitt 7 in Abb. 2 b), während der übrige Teil 8 der Dichtung nur eine nachgiebige Füllung darstellt und dazu dient, einen glatten Übergang der Rohrinnenflächen zu schaffen und dadurch Wirbelbildung im strömenden Medium oder Korrosion an der Übergangsstelle zu verhindern.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 ist die Verbindung mittels Schraubbolzen nach Abb. 1 und 2 durch zwei verwölbungssteife Schraubringe 6 ersetzt.

Abb. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die beiden Flansche 4 an ihrem Außenrand miteinander dicht verschweißt sind, wobei sich die Flansche wieder an dieser Abdichtungsstelle gegeneinander abstützen und durch die an den Absätzen 1 der Rohre 2 angreifenden Losflansche 6 aufeinandergepreßt werden.

Für besonders hohe Beanspruchungen kann das Aufeinanderpressen der sich an ihrem Außenrand gegeneinander stützenden Flansche 4 in an sich bekannter Weise durch mehrere auf dem Umfang der Flansche gleichmäßig verteilte biegesteife Spannelemente in der Form von Spannbacken oder Klammern erfolgen. Die einzelnen Spannbacken können auch durch rotationssymmetrische Hülsen von ähnlicher Querschnittsform ersetzt werden, die in gleicher Weise durch Schrauben gegeneinandergezogen sind und sich an ihrem Außenrand gegeneinander abstützen. In beiden Fällen sind die Schrauben nur auf Zug beansprucht.

Das erfindungsgemäße Prinzip ist in verschiedenen Ausführungen an Flanschen erläutert. Es ist in entsprechender Weise für Blindflansche, Behälterdeckel usf. anwendbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Flansch- oder Blindflanschverbindung, insbesondere für hohe und/oder wechselnde Druck- oder Temperaturbeanspruchungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (4) in an sich bekannter Weise elastisch sind und nur an ihrem Außenrand oder in dessen Nähe mit ihren Stirnseiten in an sich bekannter Weise dichtend aufeinandergepreßt sind und daß das Anpressen der Flansche (4) durch an sich bekannte, starre Spannelemente (6) erfolgt, und zwar auf einem Durchmesser, der geringer ist als der Durchmesser, auf dem die Flansche (4) 1*5 dichtend aufeinanderliegen, wobei die Spann-

elemente (6) die kreisringförmigen Flächen, auf denen die Flansche dichtend aufeinanderliegen, von außen her übergreifen.
2. Flansch- oder Blindflanschverbindung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (6) an einem Absatz (i) an der Wand des Rohres (2) angreifen, wobei der Absatz (1) eine Querschnittsverstärkung der Übergangsstelle vom Flanschteller zum Rohr darstellt
3. Flansch- oder Blindflanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine Dichtung (3) unter elastischer und/oder plastischer Verformung zwischen die tragenden Stirnflächen der Flansche (4) gelegt ist, wobei der an der Abstützstelle der Flansche liegende Ringteil (7) wesentlich druckfester ist als die Füllung (8).

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1 437 728, ι 446 551, 1492377, ι 498 511, 1509253; USA.-Patentschrift Nr. 2422009;

Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 9. Auflage, Bd. I, S. 618/619;

VDI-Richtlinien »Gestaltung und Anwendung von Gummiteilen«, Düsseldorf 1941, S. 16, Bild85; Normblatt DIN 2695, September 1944.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 809 765/34 4.59