DE2002077A1 - Process for the production of a pipe flange and pipe flange produced according to this process - Google Patents
Process for the production of a pipe flange and pipe flange produced according to this processInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrflansches, der ein ringförmiges Außenteil und eine in die Bohrung des Außenteils eingesetzte Flanschenbuchse aufweist, deren Flansch gegen die Außenseite des ringförmigen Außenteils anliegt. Die Erfindung betrifft weiterhin einen nach diesem Verfahren hergestellten Rohrflansch. Es handelt sich dabei im wesentlichen um Rohrflansche, die eine kreisringförmige Auskleidung aus korrosionsfestem Material wie Titan oder korrosionsfestem Stahl haben, wobei ein ringförmiges Außenteil des Flansches aus billigerem Material, wie z.B. Gußeisen, hergestellt ist.The invention relates to a method for producing a pipe flange which has an annular outer part and a flange bushing inserted into the bore of the outer part, the flange of which rests against the outside of the annular outer part. The invention also relates to a pipe flange produced by this method. These are essentially pipe flanges which have an annular lining made of corrosion-resistant material such as titanium or corrosion-resistant steel, with an annular outer part of the flange being made of cheaper material such as cast iron.
In der britischen Patentschrift Nr. 859 677 ist ein derartiger Rohrflansch und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rohrflansches beschrieben; dieses bekannte Verfahren besteht darin, das korrosionsbeständige Material zur Bildung der ringförmigen Auskleidung im Schleudergußverfahren innerhalb der Bohrung einer Platte oder Scheibe aufzutragen.British patent specification No. 859 677 describes such a pipe flange and a method for making such a pipe flange; this known method consists in applying the corrosion-resistant material for forming the annular lining by centrifugal casting within the bore of a plate or disc.
Im Gebrauch werden die Rohrflansche an die Enden von Rohren und dergleichen angeschlossen, wobei Mittel vorgesehen sind, um Rohrflansche durch Verschrauben oder auf andere Weise aneinander zu befestigen, um benachbarte Rohre einer längeren Rohrleitung miteinander zu verbinden.In use, the pipe flanges are connected to the ends of pipes and the like, with means being provided for screwing or otherwise securing pipe flanges together to interconnect adjacent pipes of a longer pipeline.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Herstellung derartiger Rohrflansche zu vereinfachen.The invention is based on the object of simplifying the method for producing such pipe flanges.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren zur Herstellung eines Rohrflansches, der ein ringförmiges Außenteil und eine in die Bohrung des Außenteils eingesetzte Flanschenbuchse aufweist, deren Flansch gegen die Außenseite des ringförmigen Außenteils anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschenbuchse aus platten- oder streifenförmigem, korrosionsbeständigem Material hergestellt wird, und daß die Buchse in die Bohrung des ringförmigen Außenteils eingesetzt und dann deformiert wird, um in mechanischen Eingriff mit dem ringförmigen Außenteil zu kommen und gegen Axialbewegungen relativ zum Außenteil gesichert zu werden.To solve this problem, the method for producing a pipe flange which has an annular outer part and a flange bushing inserted into the bore of the outer part, the flange of which rests against the outside of the annular outer part, is characterized in that the flange bushing is made of plate-shaped or strip-shaped, corrosion-resistant Material is made, and that the bushing is inserted into the bore of the annular outer part and then deformed in order to come into mechanical engagement with the annular outer part and to be secured against axial movements relative to the outer part.
Es sind viele korrosionsbeständige Materialien in Platten- oder Streifenform vorhanden, z.B. Komplexlegierungen auf Nickelbasis, Monelmetall, Titan, korrosionsfester Stahl und Legierungen auf Kupferbasis. Indem die Auskleidung erfindungsgemäß aus platten- oder streifenförmigem Material hergestellt wird, lassen sich Auskleidungsmaterialien einsetzen, welche sich bisher nach den bekannten Schmelz-, Schmiede- oder Gußverfahren nicht verarbeiten ließen.Many corrosion-resistant materials are available in sheet or strip form, such as nickel-based complex alloys, monel metal, titanium, stainless steel, and copper-based alloys. Since the lining is produced according to the invention from plate-shaped or strip-shaped material, lining materials can be used which previously could not be processed using the known melting, forging or casting processes.
Die Erfindung betrifft auch einen Rohrflansch, der ein ringförmiges Außenteil und eine in die Bohrung des Außenteils eingesetzte Flanschenbuchse aufweist, deren Flansch gegen die Außenseite des ringförmigen Außenteils anliegt. Erfindungsgemäß ist ein derartiger Rohrflansch dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschenbuchse aus platten- oder streifenförmigem, korrosionsbeständigem Material hergestellt ist, und daß die Buchse in die Bohrung des ringförmigen Außenteils eingesetzt und durch anschließende Verformung in mechanischen Eingriff mit dem ringförmigen Außenteil gebracht ist, um die Buchse gegen Axialbewegungen relativ zum Außenteil zu sichern.The invention also relates to a pipe flange which has an annular outer part and a flange bushing inserted into the bore of the outer part, the flange of which against the outside of the annular outer part is applied. According to the invention, such a pipe flange is characterized in that the flange bushing is made of plate or strip-shaped, corrosion-resistant material, and that the bushing is inserted into the bore of the annular outer part and, by subsequent deformation, is brought into mechanical engagement with the annular outer part, around the bushing secure against axial movements relative to the outer part.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung in beispielhafter Weise beschrieben.The invention is described below by way of example with reference to the accompanying drawing.
Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt eines Rohrflansches, Fig. 2, 3 und 4 Querschnitte der verschiedenen Zwischenstufen bei der Herstellung eines der Bauteile des Rohrflansches, Fig. 5 einen Querschnitt, welcher eine Stufe beim Zusammenbau einer anderen Form eines Rohrflansches wiedergibt, Fig. 6 einen Querschnitt der in Fig. 5 dargestellten Anordnung nach dem endgültigen Zusammenbau und Fig. 7 einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform eines Rohrflansches.1 shows a cross section of a pipe flange, FIGS. 2, 3 and 4 show cross sections of the various intermediate stages in the production of one of the components of the pipe flange, FIG. 5 shows a cross section which shows a stage in the assembly of another form of a pipe flange, 6 shows a cross section of the arrangement shown in FIG. 5 after final assembly; and FIG. 7 shows a cross section of another embodiment of a pipe flange.
Der in Fig. 1 dargestellte Rohrflansch hat ein äußeres ringförmiges Teil 10 aus Gußeisen, Stahl oder einem synthetischen Kunststoffmaterial; das Teil 10 ist mit mehreren im Winkelabstand voneinander liegenden durchgehenden Öffnungen zur Aufnahme von Befestigungsbolzen versehen, mit denen das Teil 10 an das entsprechende Teil eines ähnlichen Flansches angeschlossen werden kann.The pipe flange shown in Figure 1 has an outer annular member 10 made of cast iron, steel or a synthetic plastics material; the part 10 is provided with a plurality of angularly spaced through openings for receiving fastening bolts with which the part 10 can be connected to the corresponding part of a similar flange.
Das Teil 10 ist mit einer zentralen Bohrung 11 versehen, wobei die Bohrung an einem Ende in eine umlaufende Ausnehmung übergeht, die eine ringförmige Stützfläche 12 bildet.The part 10 is provided with a central bore 11, the bore merging at one end into a circumferential recess which forms an annular support surface 12.
In die Bohrung 11 des Teiles 10 ist eine Flanschenbuchse 13 eingesetzt, die einen ersten Flansch 14 aufweist, welcher in die Ausnehmung eingesetzt ist, wobei eine Fläche dieses Flansches 14 gegen die Stützfläche 12 zur Anlage kommt, während der andere Flansch 15 der Buchse 13 gegen die gegenüberliegende Stützfläche 16 des Teils 10 anliegt. Die Buchse 13 besteht aus einem korrosionsbeständigen Material, etwa aus einer Komplexlegierung auf Nickelbasis, Titan, einem korrosionsfesten Stahl oder einer Legierung auf Kupferbasis.A flange bushing 13 is inserted into the bore 11 of the part 10 and has a first flange 14 which is inserted into the recess, one surface of this flange 14 coming into contact with the support surface 12, while the other flange 15 against the bushing 13 the opposite support surface 16 of the part 10 rests. The bushing 13 consists of a corrosion-resistant material, for example a complex alloy based on nickel, titanium, a corrosion-resistant steel or a copper-based alloy.
Die Flanschenbuchse 13 ist durch Pressen aus platten- oder streifenförmigem Material hergestellt. Bei der Herstellung der Buchse 13 wird das platten- oder streifenförmige Material in einer ersten Stufe durch Pressen in eine zylinderhutförmige Gestalt verformt, so, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, wobei der zylinderhutförmige Preßling einen zylindrischen Abschnitt 16, einen Flansch 17 und einen Boden 18 aufweist. Der Boden 18 wird dann durch Schneiden oder Stoßen entfernt, so daß man den in Fig. 3 wiedergegebenen Formling erhält. Die den zylindrischen Abschnitt 16 mit dem Flansch 17 aufweisende Flanschenbuchse wird dann in die Bohrung des ringförmigen Außenteils 10 eingesetzt, so daß der Flansch 17 in einer Ausnehmung liegt, die sich an einer Seite des Außenteils 10 befindet, so, wie es bei dem Flansch 14 in Fig. 1 der Fall ist. Der freie Endabschnitt 19 des Zylinderabschnitts 16 wird dann gegen die entgegengesetzte Fläche
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gedrückt oder gepreßt, so daß die auf diese Weise deformierte Buchse dann die in Fig. 4 wiedergegebene Form hat.The flange bushing 13 is produced by pressing from plate or strip-shaped material. In the manufacture of the bush 13, the plate or strip-shaped material is deformed in a first stage by pressing into a top hat-shaped shape, as shown in FIG Has bottom 18. The bottom 18 is then removed by cutting or poking, so that the molding shown in FIG. 3 is obtained. The flange bushing having the cylindrical section 16 with the flange 17 is then inserted into the bore of the annular outer part 10 so that the flange 17 lies in a recess which is located on one side of the outer part 10, as is the case with the flange 14 in Fig. 1 is the case. The free end portion 19 of the cylinder portion 16 is then against the opposite surface
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pressed or pressed so that the bushing deformed in this way then has the shape shown in FIG.
Die Buchse kann so gestaltet und angeordnet sein, daß sie relativ zum Außenteil 10 frei rotieren kann, oder die
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kann alternativ so getroffen sein, daß dieThe socket can be designed and arranged so that it can rotate freely relative to the outer part 10, or the
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can alternatively be made so that the
Buchse relativ zum Außenteil 10 um einen Winkel von 90° rotieren kann, wobei Anschläge vorgesehen sind, welche das Ausmaß der Rotation der Buchse relativ zum Außenteil begrenzen. Gemäß einer anderen abgewandelten Form kann die Buchse so gestaltet und eingesetzt sein, daß sie gegenüber dem Außenteil unverdrehbar ist.Socket can rotate relative to the outer part 10 by an angle of 90 °, stops are provided which limit the extent of rotation of the socket relative to the outer part. According to another modified form, the socket can be designed and used in such a way that it cannot rotate with respect to the outer part.
Wie oben bereits zum Ausdruck gebracht worden ist, vereinfacht diese Herstellungsmethode der Rohrflanschauskleidung, welche eine im Preßverfahren gebildete Flanschenbuchse umfaßt, bei gleichzeitiger Kostenverringerung die Produktion des Rohrflansches, wobei die Möglichkeit gegeben ist, mehr und andere korrosionsbeständige Stoffe zu verwenden, als es bisher der Fall war.As has already been expressed above, this production method of the pipe flange lining, which comprises a flange bushing formed in the pressing process, simplifies the production of the pipe flange while reducing costs, with the possibility of using more and different corrosion-resistant materials than has been the case up to now was.
Die in den Fig. 5 und 6 abgebildete Rohrflanschanordnung enthält ein festes ringförmiges Außenteil 20, das aus Gußeisen oder einem ähnlichen, verhältnismäßig billigen Material besteht, und eine Auskleidung 21 aus korrosionsbeständigem Material, wie z. B. Flußstahl. Die Bohrung des Außenteils 20 geht an einer Seite dieses Teils in eine die Bohrung umgebende Ausnehmung 22 über, wobei die umlaufende Außenwand 23 der Ausnehmung 22 hinterschnitten ist, so, wie es in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Die Auskleidung 21 hat die Form einer Flanschenbuchse, die in ähnlicher Weise wie oben beschrieben hergestellt sein kann, wobei die Buchse einen Zylinderabschnitt 24 und einen Flansch 25 aufweist, der eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Form hat, wobei der Flansch 25 relativ zur Achse der Buchse 24 so geneigt ist, daß, wenn die Peripherie des Flansches 25 gegen den Boden der Ausnehmung 23 anliegt, die Verbindungslinie 26 zwischen dem Flansch und dem Zylinderabschnitt 24 im Abstand von dem Boden der Ausnehmung liegt, so, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.The pipe flange assembly shown in Figs. 5 and 6 includes a rigid annular outer member 20 made of cast iron or similar, relatively inexpensive material, and a liner 21 of corrosion-resistant material, such as. B. mild steel. The bore of the outer part 20 merges on one side of this part into a recess 22 surrounding the bore, the circumferential outer wall 23 of the recess 22 being undercut, as shown in FIGS. 5 and 6. The liner 21 is in the form of a flanged bushing, which can be made in a similar manner as described above, the bushing having a cylindrical portion 24 and a flange 25 having a substantially frustoconical shape, the flange 25 relative to the axis of the bushing 24 is inclined so that when the periphery of the flange 25 abuts the bottom of the recess 23, the connecting line 26 between the flange and the cylinder portion 24 is spaced from the bottom of the recess, as shown in FIG.
Wenn gegen die Buchse eine nach unten gerichtete Druckkraft ausgeübt wird, beispielsweise mittels eines Preßwerkzeuges, das nach unten bewegt wird, so daß es zuerst gegen die Verbindungslinie 26 zur Anlage kommt, wird der Flansch 25 verformt, so daß sich seine Gestalt verändert, derart, daß der verformte Flansch 27 sich, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, senkrecht zur Achse der Bohrung des Zylinderabschnitts 24 erstreckt. Der äußere periphere Teil des verformten Flansches 27 befindet sich dann in der Hinter- bzw. Unterschneidung, welche in der Umfangswandung 23 um die Ausnehmung 22 herumläuft, wobei ein derartiger Eingriff des äußeren peripheren Teils des Flansches in der Hinterschneidung dazu dient, die Buchse gegen eine Bewegung relativ zum Außenteil 20 des Flansches in Richtung der Achse der Bohrung des Zylinderabschnitts 24 der Buchse 21 zu verriegeln.If a downward pressure force is exerted against the bushing, for example by means of a pressing tool which is moved downward so that it first comes to rest against the connecting line 26, the flange 25 is deformed so that its shape changes, in such a way that that the deformed flange 27, as shown in FIG. 6, extends perpendicular to the axis of the bore of the cylinder section 24. The outer peripheral part of the deformed flange 27 is then located in the undercut, which runs in the peripheral wall 23 around the recess 22, such engagement of the outer peripheral part of the flange in the undercut serves to the bushing against a Movement relative to the outer part 20 of the flange in the direction of the axis of the bore of the cylinder portion 24 of the sleeve 21 to lock.
Falls es erwünscht ist, kann die Innenwand der Bohrung des ringförmigen Außenteils 20 gerieft oder geriffelt sein, so daß das Material des Zylinderabschnitts 24 im Verriegelungs- oder Klemmeingriff mit der Riffelung oder gerieften Fläche treten kann, wenn der Flansch 25 aus der in Fig. 5 gezeigten Form in der in Fig. 6 gezeigten Form verformt wird. Das Vorhandensein einer derartigen Riefung oder Riffelung verriegelt die durch die Flanschenbuchse gebildete Auskleidung gegen Rotation relativ zum Außenteil 20 des Rohrflansches.If so desired, the inner wall of the bore of the annular outer member 20 can be fluted or fluted so that the material of the cylinder portion 24 can come into locking or clamping engagement with the fluting or fluted surface when the flange 25 is out of the position shown in FIG The shape shown in FIG. 6 is deformed into the shape shown in FIG. The presence of such a corrugation or corrugation locks the liner formed by the flange socket against rotation relative to the outer part 20 of the pipe flange.
Der in Fig. 7 abgebildete Rohrflansch besteht aus einer Auskleidung 37 aus korrosionsfestem Stahl oder irgendeinem anderen geeigneten korrosionsbeständigem Material und einem festen ringförmigen Außenteil 38, das wiederum aus einem verhältnismäßig billigen Material, wie z. B. Gußeisen oder dergleichen, besteht.The pipe flange shown in Fig. 7 consists of a liner 37 made of stainless steel or any other suitable corrosion-resistant material and a solid annular outer member 38, which in turn is made of a relatively inexpensive material, such as. B. cast iron or the like.
Die Auskleidung 37 wird durch eine Flanschenbuchse gebildet, die einen Flansch 39 und einen im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 40 enthält. Der Abschnitt 40 wird beispielsweise, bezugnehmend auf die in Fig. 7 gestrichelt wiedergegebene Form, im Preßverfahren hergestellt, wobei der Abschnitt 40 in dieser Ausgangsform einen konstanten Außendurchmesser hat, während der Innendurchmesser sich gleichmäßig von dem dem Flansch 39 zugekehrten Ende zum gegenüberliegenden Ende verringert.The liner 37 is formed by a flange bushing which includes a flange 39 and a substantially cylindrical portion 40. The section 40 is, for example, referring to the shape shown in dashed lines in Fig. 7, produced in the pressing process, the section 40 in this initial form has a constant outer diameter, while the inner diameter decreases evenly from the end facing the flange 39 to the opposite end.
Das ringförmige Außenteil 38 ist an einer Seite mit einer Ausnehmung versehen, welche um die Bohrung des ringförmigen Außenteils herumläuft, und der Durchmesser der Bohrung des ringförmigen Außenteils vergrößert sich von dem der Ausnehmung benachbarten Ende zum gegenüberliegenden Ende der Bohrung in gleichmäßigem Umfang, wobei die Durchmesserzunahme der Bohrung in der gleichen Größenordnung liegt wie die Innendurchmesserabnahme des Abschnitts 40 der Buchse in ihrer Ausgangsform.The annular outer part 38 is provided on one side with a recess which runs around the bore of the annular outer part, and the diameter of the bore of the annular outer part increases from the end adjacent to the recess to the opposite end of the bore at a uniform rate, with the increase in diameter of the bore is of the same order of magnitude as the decrease in the inner diameter of the section 40 of the socket in its original form.
Zum Zusammenbau der Flanschkonstruktion von Fig. 7 wird die Auskleidung 37 in das Außenteil 38 eingeschoben, wobei der Flansch 39 in der an einer Seite des Teils 38 gebildeten Ausnehmung liegt, und anschließend wird der Abschnitt 40 der Auskleidung radial nach außen aufgeweitet, so daß der Abschnitt 40 die in Fig. 7 in vollen Linien wiedergegebene Gestalt annimmt. Eine derartige Formveränderung des Abschnitts 40 führt zu einer Auskleidung mit einem gleichförmigen Innendurchmesser und einem sich stetig verändernden Außendurchmesser. Die Verformung des Abschnitts 40 dient dazu, daß die Auskleidung 37 fest gegenüber einer Bewegung relativ zum Außenteil 38 in Richtung der Bohrungsachse des Außenteils 38 verriegelt wird. Die Wand der Bohrung des Außenteils 38 kann zusätzlich gerieft oder in anderer Weise geriffelt sein, wodurch bei der radial nach außen gerichteten Verformung des AbschnittsTo assemble the flange structure of Fig. 7, the liner 37 is slid into the outer part 38 with the flange 39 in the recess formed on one side of the part 38, and then the portion 40 of the liner is expanded radially outward so that the Section 40 assumes the shape shown in FIG. 7 in full lines. Such a change in the shape of the section 40 leads to a lining with a uniform inner diameter and a continuously changing outer diameter. The deformation of the section 40 serves to lock the lining 37 firmly against a movement relative to the outer part 38 in the direction of the bore axis of the outer part 38. The wall of the bore of the outer part 38 can additionally be grooved or fluted in some other way, as a result of which in the radially outwardly directed deformation of the section
40 der Eingriff zwischen dem Abschnitt 40 und der gerieften oder in anderer Weise geriffelten Wand der Bohrung eine Verriegelung der Auskleidung 37 gegen eine Rotationsbewegung derselben relativ zum Außenteil 38 erhalten wird.40 the engagement between the section 40 and the fluted or otherwise fluted wall of the bore a locking of the liner 37 against a rotational movement of the same relative to the outer part 38 is obtained.
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