DE3804498A1 - Verfahren zum fuegen von flanschen mit glatter dichtleiste und fuer die durchfuehrung des verfahrens geeignete mittel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zum Fügen von Flanschen mit glatter Dichtleiste unter Zwischenschaltung einer mit der Außenkante der Dichtleiste abschließenden Flachdichtung zu einer Flanschverbindung, wobei die Flachdichtung in einen zwischen den Flanschen gebildeten Spalt eingesetzt und an der Dichtleiste ausge­ richtet wird, und wobei eine Mehrzahl von Schrauben durch gleich­ mäßig am Umfang der Flansche angeordnete Bohrungen mit Ausgleichs­ spiel hindurchgeführt und mit Muttern zu Schraubverbindungen ver­ einigt werden. Gegenstand der Erfindung sind fernerhin Mittel zur Durchführung des Verfahrens.

Im Rahmen der aus firmeninternem Stand der Technik bekannten Maß­ nahmen wird die in den Spalt zwischen den Flanschen eingesetzte Flachdichtung mit Hilfe von Lehren justiert, die von außen in den Spalt eingeführt werden. Die durch die Bohrungen der Flansche hin­ durchgeführten Schrauben sind als Anschlagelemente ungeeignet, da sie in den Bohrungen erhebliches Spiel aufweisen. Dies gilt in besonderem Maße dann, wenn zur Herstellung einer stark belasteten Flanschver­ bindung Dehnschrauben verwendet werden. Das Spiel der Schrauben in den Bohrungen, der Abstand zwischen der Außenkante der Dichtleiste und den Bohrungen sowie nicht zuletzt Maßungenauigkeit addieren sich zu einem Versatz, der zehn Millimeter und mehr betragen kann und für eine einwandfreie Abdichtung nicht mehr tolerierbar ist. Im Ergebnis sind die bekannten Maßnahmen zum Herstellen einer Flanschverbindung sehr zeitaufwendig, und es ist darüber hinaus nicht sichergestellt, daß die Flachdichtung deckungsgleich mit der Dichtleiste zwischen den Flanschen eingespannt wird.

Um die Flachdichtung zu positionieren und zu justieren, ist es bekannt (GB 2 83 605), mit besonderen Schrauben zu arbeiten, die mit enger Passung, praktisch ohne Ausgleichsspiel, in ihre Bohrung eingesetzt werden und an denen die Flachdichtung anliegt. Das verlangt Spezial­ schrauben und ist wenig praktikabel, weil ein Versatz zwischen den Flanschen und Bohrungen in den Flanschen nicht mehr zulässig ist, wenn anders die Schrauben nicht mehr in die Bohrung beider Flansche passen. Das erschwert das Verlegen von Rohrleitungen und hat in die Praxis kaum Eingang gefunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem die Flachdichtung schnell und ohne einen die Dichtungswirkung beeinträchtigenden Versatz an der Dichtleiste der Flansche positioniert, d. h. justiert werden kann, obgleich nach wie vor mit Schrauben gearbeitet wird, die mit Ausgleichsspiel in ihrer Bohrung angeordnet sind. Eine weitere Aufgabe besteht darin, Mittel zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Zur Lösung der Aufgabe lehrt die Erfindung in verfahrensmäßiger Hin­ sicht, daß in zumindest zwei versetzt angeordneten Bohrungen Justier­ bolzen mit engem Radialspiel so weit eingeführt werden, bis der zwischen den Flanschen gebildete Spalt überbrückt ist, daß die Flachdichtung anschließend in den Spalt eingesetzt und an die Justierbolzen angelegt wird, daß die Flansche danach zumindest zwei Schraubverbindungen gegeneinander verspannt werden und die Justierbolzen schließlich ent­ fernt sowie durch Schraubverbindungen ersetzt werden. - Die zu einer Flanschverbindung zu fügende Flansche haben in der Praxis stets einen kleinen Versatz gegeneinander, so daß die Bohrungen der Flansche nicht exakt fluchten. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß nichtsdestoweniger als Anschlagelemente für die Flachdichtung Justier­ bolzen geeignet sind, wenn sie mit engem Radialspiel nur in einem Flansch geführt werden und so weit eingeschoben werden, daß der zwischen den Flanschen gebildete Spalt überbrückt ist. Einfache Justierbolzen werden so zu einer funktionell wertvollen Hilfsvorrichtung. Das enge Radialspiel gibt den Justierbolzen ausreichenden Halt, so daß sie ohne besondere Absicherungsmaßnahmen als Widerlager für die Flachdichtung geeignet sind. Beim Zusammenschrauben der Flansche werden die Justierbolzen unter die Wirkung des Gegenflansches in der Bohrung verschoben. Insofern beeinträchtigen die Justierbolzen den Fügevorgang in keiner Weise. Ein Verkanten und Verklemmen der Justierbolzen in den Bohrungen ist ausgeschlossen. lnsofern kann auch mit einer großen Zahl von Justierbolzen gearbeitet werden. Vorzugs­ weise werden zumindest drei Justierbolzen auf einem Kreisbogensegment angeordnet, das einen Winkel von 80 bis 180 Grad umspannt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Flachdichtungen auch aktiv positionierend eingerichtet werden. Dazu lehrt die Erfindung, daß mit Justierbolzen gearbeitet wird, die eine Abflachung oder ein exzentrisches Teilstück aufweisen, und daß die Flachdichtung durch Verdrehen dieser Justierbolzen eingerichtet wird.

In konstruktiver Hinsicht ist die Erfindung gekennzeichnet durch einen Justierbolzen mit zylindrischem Bolzenschaft und Bolzenkopf, wobei der Durchmesser des Bolzenschaftes gegenüber der zugeordneten Bohrung des Flansches ein kleines radialspielgebendes Untermaß aufweist sowie die Länge des Bolzenschaftes zumindest um das Maß des zum Einsetzen einer Flachdichtung erforderlichen Spaltes größer als die Dicke des Flansches, und wobei der Bolzenkopf eine schaftseitige Anschlagfläche aufweist. Erfindungsgemäß ist das Radialspiel zwischen Bolzenschaft und zugeordneter Bohrung des Flansches so eingerichtet, daß der Justierbolzen bei Auftreten des üblichen Versatzes zwischen den Flanschen nur in einem Flansch geführt ist und die freie Stirnfläche des Bolzenschaftes am Gegenflansch abgestützt ist. Es hat sich als zweck­ mäßig erwiesen, den Bolzenschaft so einzurichten, daß der Durchmesser des Bolzenschaftes gegenüber der Bohrung des Flansches ein Untermaß von maximal 1 Millimeter aufweist. Die Länge des Bolzenschaftes sollte das 1,5 bis 2-fache der Dicke des Flansches betragen. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Justierbolzen aus Kunststoff, vorzugsweise Polyäthylen oder Polypropylen gefertigt ist, und der Bolzenkopf in Form eines Handgriffs ausgebildet ist. Aufgrund des engen Radialspiels des Bolzenschaftes in der Bohrung ist ein Verrutschen des Justierbolzens beim Einsetzen und Handhaben der Flachdichtung praktisch ausgeschlossen. Unter beson­ deren Umständen, insbesondere an schlecht zugänglichen Flanschver­ bindungen, können zusätzliche Sicherungsmaßnahmen zweckmäßig sein. ln diesem Fall lehrt die Erfindung, daß am Bolzenschaft zumindest ein aufspreizbares Haftelement angeordnet ist, das unter elastischer Vor­ spannung an der Wand der Bohrung anliegt. Als Haftelement sind feder­ elastische oder auch gummielastische Elemente geeignet. Sie sind an sich bekannt (Richter u.a. "Bauelemente der Feinmechanik" Berlin 1959, S. 311). Es versteht sich, daß die Vorspannung so eingerichtet ist, daß zwar Reibungskräfte wirksam werden, welche die Fixierung des Justierbolzens in der Bohrung verbessern, daß die Spannkraft aber andererseits so eingerichtet ist, daß das Fügen der Flansche zu einer Flanschverbindung nicht beeinträchtigt wird. Um die Flachdichtung aktiv positionieren zu können, lehrt die Erfindung, daß der Bolzenschaft im Bereich des Kontaktes mit der Flachdichtung und bis zu seinem Ende hin ein exzentrisches Teilstück aufweist. Hier erfolgt die aktive Positionierung durch ein Verdrehen der Justierbolzen. Man kann auch den Bolzenschaft im Bereich des Kontaktes mit der Flachdichtung mit einer Abflachung versehen, die sich bis zu seinem Ende hin erstreckt.

Die erreichten Vorteile der Erfindung sind vor allem darin zu sehen, daß das Fügen von Flanschen wesentlich schneller durchführbar ist als im Rahmen der bekannten Maßnahmen und daß gleichzeitig gewähr­ leistet ist, daß die eingesetzte Flachdichtung deckungsgleich mit den Dichtleisten zwischen den Flanschen eingespannt wird. Die Vorteile kommen vor allem zum Tragen beim Fügen von Flanschen mit großem Durchmesser, insbesondere bei Flanschen mit Nennweiten von mehr als 500 Millimetern. Fernerhin erleichtert das erfindungsgemäße Verfahren das Fügen von Flanschen unter beengten Raumverhältnissen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Flanschverbindung, die nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren gefügt wird,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3, 4, 5 und 6 Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In der Fig. 1 erkennt man zunächst Flansche 1 a, 1 b mit glatten Dicht­ leisten 2 und einer Mehrzahl am Umfang gleichmäßig angeordneter Bohrungen 3. Durch einen Teil der Bohrungen 3 sind Schrauben 4 hin­ durchgeführt und mit Muttern 5 zu Schraubverbindungen vereinigt, die in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel jedoch nicht fest­ gezogen sind. Man erkennt aus Fig. 1, daß die Schrauben 4 als Dehn­ schrauben ausgebildet sind und ein großes radiales Spiel in den Bohrungen 3 aufweisen. Das Spiel beträgt etwa 8 bis 10 Millimeter be­ zogen auf den Durchmesser. In dem zwischen den Flanschen 1 a, 1 b gebildeten Spalt ist eine Flachdichtung 6 eingesetzt. Sie liegt an drei Justierbolzen 7 an, von denen jedoch nur zwei sichtbar sind. Die Justierbolzen 7 sind auf einem Kreisbogensegment angeordnet, das einen Winkel von 80 bis 180 Grad umspannt. Wie aus der vergleichen­ den Betrachtung der Fig. 1 und 2 ersichtlich, werden die Justierbolzen 7 in die Bohrungen 3 mit engem Radialspiel so weit eingeführt, bis der zwischen den Flanschen 1 a, 1 b gebildete Spalt überbrückt ist. Die Justierbolzen 7 sind somit nur in einem Flansch 1 a gehalten und lie­ gen aufgrund des in der Praxis immer vorhandenen geringen Versatzes der Flansche an dem komplementären Flansch 1 b stirnseitig an. Die Justierbolzen 7 bilden ein Widerlager für die Flachdichtung 6, die auf diese Weise exakt positioniert wird. Die Flanschverbindung wird nun hergestellt, indem die Flansche 1 a, 1 b durch zumindest zwei Schraub­ verbindungen gegeneinander verspannt werden. Anschließend werden die Justierbolzen 7 entfernt sowie durch Schraubverbindungen ersetzt. Da die Justierbolzen 7 in den Bohrungen 3 mit engem Radialspiel ver­ schiebbar gehalten sind, ist ein Verkanten der Justierbolzen 7 beim Anziehen der Schraubverbindung und damit einhergehendem Zusammen­ ziehen der Flansche ausgeschlossen.

Die Justierbolzen 7 weisen einen zylindrischen Bolzenschaft 8 sowie einen Bolzenkopf 9 auf, der mit einer schaftseitigen Anschlagfläche 10 ausgebildet ist und im Ausführungsbeispiel in Form eines Handgriffs ausgestaltet ist. Der Durchmesser d des Bolzenschaftes 8 weist gegen­ über der zugeordneten Bohrung 3 des Flansches 1 a, 1 b ein kleines radialspielgebendes Untermaß auf, das maximal 1 Millimeter beträgt. Die Länge 1 des Bolzenschaftes ist zumindest um das Maß des zum Ein­ setzen einer Flachdichtung 6 erforderlichen Spaltes s größer als die Dicke b des Flansches. Vorzugsweise trägt die Länge 1 des Bolzen­ schaftes 8 etwa das 1,5 bis 2-fache der Dicke b des Flansches 1 a. Vorzugsweise ist der Justierbolzen 7 aus Kunststoff, insbesondere Polyäthylen oder Polypropylen, gefertigt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Justierbolzens 7, die da­ durch gekennzeichnet ist, daß am Bolzenschaft 8 zumindest ein auf­ spreizbares Haftelement 11 angeordnet ist, das unter elastischer Vor­ spannung an der Wand der Bohrung 3 anliegt. Es mag sich dabei um ein federelastisches oder auch um ein gummielastisches Haftelement 11, z. B. um einen O-Ring, handeln. Die Vorspannung ist so eingerichtet, daß die Reibungskraft des Justierbolzens 7 in der Bohrung 3 ver­ größert ist, andererseits aber das Fügen der Flansche 1 a, 1 b nicht beeinträchtigt wird.

Die Fig. 4 und 5 zeigen in der Seitenansicht und im Schnitt einen Justierbolzen 7, der ein exzentrisches Teilstück 8 a aufweist und durch Verdrehen eine aktive Positionierung der Flachdichtung 6 zuläßt. In der Fig. 6 erkennt man einen Justierbolzen 7 mit Abflachung 8 b, an der die Flachdichtung 6 zur Anlage gebracht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann gleichermaßen angewendet wer­ den zum Fügen von Flanschverbindungen, bei denen vorgesehen ist, daß der Außendurchmesser der Dichtung sich aus der Differenz von Lochkreisdurchmesser und Schraubenlochdurchmesser ergibt, als auch bei Dichtungsabmessungen, die sich aus der Differenz von Lochkreis­ durchmesser und Schraubendurchmesser ergeben.

Claims (10)

1. Verfahren zum Fügen von Flanschen mit glatter Dichtleiste unter Zwischenschaltung einer mit der Außenkante der Dichtleiste abschließen­ den Flachdichtung zu einer Flanschverbindung, wobei die Flachdichtung in einen zwischen den Flanschen gebildeten Spalt eingesetzt und an der Dichtleiste ausgerichtet wird, und wobei eine Mehrzahl von Schrauben durch gleichmäßig am Umfang der Flansche angeordnete Bohrungen mit Ausgleichsspiel hindurchgeführt und mit Muttern zu Schraubverbindungen vereinigt werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in zumindest zwei versetzt angeordneten Bohrungen Justierbolzen für die Flachdichtung mit engem Radialspiel als Hilfsvor­ richtung so weit eingeführt werden, bis der zwischen den Flanschen gebildete Spalt überbrückt ist, daß die Flachdichtung anschließend in den Spalt eingesetzt und an die Justierbolzen angelegt wird, daß die Flansche danach durch zumindest zwei Schraubverbindungen gegen­ einander verspannt werden und die Justierbolzen schließlich entfernt sowie durch Schraubverbindungen ersetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest drei Justierbolzen auf einem Kreisbogensegment angeordnet werden, das einen Winkel von 80 bis 180 Grad umspannt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit Justierbolzen gearbeitet wird, die eine Abflachung oder ein exzentrisches Teilstück aufweisen, und daß die Flachdichtung durch Verdrehen dieser Justierbolzen eingerichtet wird.

4. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gekennzeichnet durch einen Justierbolzen (7) mit zylindrischem Bolzenschaft (8) und mit Bolzenkopf (9), wobei der Durchmesser (d) des Bolzenschaftes (8) gegenüber der zugeordneten Bohrung (3) des Flansches (1 a) ein kleines radialspielgebendes Untermaß aufweist sowie die Länge (1) des Bolzenschaftes (8) zumindest um das Maß des zum Einsetzen einer Flachdichtung (6) erforderlichen Spaltes (s) größer ist als die Dicke (b) des Flansches (1 a), und wobei der Bolzenkopf (8) eine schaftseitige Anschlagfläche (10) aufweist.

5. Mittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch­ messer (d) des Bolzenschaftes (8) gegenüber der Bohrung (3) des Flansches (1 a) ein Untermaß von maximal 1 mm aufweist.

6. Mittel nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (1) des Bolzenschaftes (8) das 1,5 bis 2-fache der Dicke (b) des Flansches (1 a) beträgt.

7. Mittel nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Justierbolzen (7) aus Kunststoff, vorzugsweise Polyäthylen oder Polypropylen, gefertigt und der Bolzenkopf (8) in Form eines Handgriffs ausgebildet ist.

8. Mittel nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Bolzenschaft (8) zumindest ein aufspreizbares Haftelement (11) angeordnet ist, das unter elastischer Vorspannung an der Wand der zugeordneten Bohrung (3) anliegt.

9. Mittel nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzenschaft (8) im Bereich des Kontaktes mit der Flach­ dichtung (6) und bis zu seinem Ende ein exzentrisches Teilstück (8 a) aufweist.

10. Mittel nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzenschaft (8) im Bereich des Kontaktes mit der Flach­ dichtung (6) und bis zu seinem Ende hin eine Abflachung (8 b) auf­ weist.