Flansch
Ein Flansch ist eine ringförmige Scheibe, mit deren Hilfe Rohrleitungen miteinander verbunden werden. In der Regel ist dieser Ring fest am Ende eines Rohres angebracht. Die beiden Rohre werden mittels Schrauben, die durch Bohrungen in den aneinander liegenden Flanschen gesteckt werden, und Muttern verbunden.
Wenn ein Rohr am Ende verdickt ist, kann ein solcher dahinter befindlicher Ring an der Stirnfläche der Verdickung anschlagen und die Schraubenkräfte auf das Rohr übertragen. Dann handelt es sich um einen losen Flansch.
Anstatt Rohren können auch Wellen fluchtend miteinander verbunden werden. Eine solche Wellenverbindung ist eine Flansch-Kupplung. Auch andere in Maschinen und Bauwerken meistens lösbar miteinander verbundene Teile können aneinander geflanscht werden.
Ein in einen Ring eingebautes Lager (Gleit- oder Wälzlager) wird als Flansch-Lager bezeichnet. Es wird über die Bohrungen im Ring am Maschinengestell oder an der Wand eines Lagergehäuses befestigt.
Flanschverbindungen sind zerstörungsfrei lösbar.
Etymologie
Das Wort flansch[en] ist spätmittelhochdeutschen Ursprungs und bedeutet „[aus einer Fläche] herausragen“. Rohrleitungsflansche ragen radial von Rohrleitungen weg. Es erklärt auch, dass Handwerker etwas an eine Wand anflanschen können, und ebenso warum die Gurte, die den oberen und unteren Abschluss eines H-Stahlbauprofils (Doppel-T-Träger) bilden, ebenfalls Flansche (vgl. engl. flange) genannt werden.[1][2]
Beispiele von Flanschverbindungen
- Verbindung von Rohren,
- Lagerdeckel zur Fixierung von Lagern in den zugehörigen Gehäusen und auf den zugehörigen Wellen.
- Verbindung von Motoren und Getrieben,
- Befestigung von Rotorblättern an Windkraftanlagen,
- Verbindung von Stahltürmen aus mehreren Segmenten.
Flansche als genormte Verbindungselemente für Rohre
Verbindung zweier Rohre mit scheibenförmigen Flanschen; Flansche an Rohre angeschweißt; Flachdichtung zwischen den Flanschen
loser Flansch hinter verdicktem Rohrende
Die Verwendung von Flanschen ist eine Methode, Rohrabschnitte lösbar und dicht miteinander zu verbinden. In der Regel wird eine Flachdichtung zwischen die Flansche (beides gelocht), die mit Schrauben und Muttern aufeinander gepresst werden, eingefügt. In Deutschland wird häufig eine Dichtung nach DIN 2690 (EN 1514-1) genutzt. Die Flansche sind meistens an die Rohrenden angeschweißte Scheiben. Sie gehören zu den Rohrleitungsteilen (Fittings).
An Armaturen und Messgeräten sind häufig Flansche angegossen. Flansche für Rohrleitungen sind nach Nenndruck bezeichnet und durch die Reihe EN 1092 genormt:[3]
- EN 1092-1 Stahlflansche
- EN 1092-2 Gusseisenflansche
- EN 1092-3 Flansche aus Kupferlegierungen
- EN 1092-4 Flansche aus Aluminiumlegierungen
Flansche werden aus allen geeigneten und gängigen rostfreien und Kohlenstoffstahl-Sorten, wie zum Beispiel 1.4541, 1.4571, F316L, F304L, WStE355, TStE355, LF2, 16Mo3, C22.8, P250GH, S235JRG2, RSt37-2 hergestellt. Ein Flansch wird zum Beispiel nach den entsprechenden Normen DIN, EN, ANSI, GOST, JIS sowie weiteren internationalen Normen und Standards oder auch nach Kundenzeichnung auftragsbezogen gefertigt.[3]
Gerade im Bereich der Losflansche (DIN 2641/2642/EN1092-1 Typ 02), der Glatten Flansche (DIN 2573/2576/EN1092-1 Typ 01) und der Blindflansche (DIN 2527/EN1092-1 Typ 05) sind Kostenreduzierungen erzielbar, wenn statt der Standard-Blattstärke eine reduzierte – aber den Anforderungen genügende – Blattstärke eingesetzt wird.[3]
Flanscharten
Es gibt verschiedene Flanschtypen, die in unterschiedlichen Anwendungsbereichen eingesetzt werden. So können Flansche zum Beispiel an das Rohr geschweißt oder geschraubt werden.[4] Einige Flanschtypen haben ein besseres Stabilitätsverhalten (geringe Blattverformung bei hohen Schraubenkräften), um besondere Dichtheitsanforderungen zu erfüllen.
| Bezeichnung | Beschreibung | Bezeichnung nach EN | Bezeichnung nach alter DIN |
|---|---|---|---|
| Vorschweißflansche | Flansche mit einem Ansatz zum Anschweißen, beispielsweise an ein Rohr. Sie werden durch Schmieden aus einem Stahlrohling vorgeformt und anschließend durch Drehen und Bohren fertiggestellt. Größere Flansche werden auch aus Formstählen zu Ringen gebogen und dann verschweißt. Dieser Flanschtyp ist konstruktiv besonders stabil und wird auch bei hohen Drücken eingesetzt. | Typ 11 | DIN2627-DIN2638 |
| Überschieb-Schweißflansche mit Ansatz | Diese werden auf das Rohr geschoben und dann mit dem Rohr verschweißt. Im ANSI-Bereich werden sie auch Slip-On-Flansche genannt. | Typ 12 | |
| Glatte Flansche | Diese werden auf das Rohr geschoben und dann mit dem Rohr verschweißt. Sie werden meist aus einem Blech hergestellt. Größere Flansche werden aus Flachstahl zu Ringen gebogen und dann verschweißt. | Typ 01 | DIN2573, DIN2576, |
| Blindflansche | Blindflansche sind ohne Mittelbohrung und werden zum Verschließen verwendet z. B. von zusätzlichen Stutzen an Druckbehältern oder von Rohrleitungsenden. | Typ 05 | DIN2527 |
| Gewindeflansche | Diese Bauart hat statt eines Ansatzes zum Schweißen ein Innengewinde, in welches das Rohr eingeschraubt wird. | Typ 13 | DIN2566 |
| Lose Flansche | Diese Bauart wird nur lose auf das Rohr aufgeschoben. Die eigentliche Befestigung auf dem Rohr übernimmt der dann anzuschweißende Vorschweißring oder Vorschweißbund TYP 04. Sie werden auch verwendet für angeformte Bördel TYP 02. Diese Bauart wird angewendet, wenn die Stellung des Lochkreises des Gegenflansches erst bei der Endmontage definiert werden kann. | DIN2641, DIN2642, DIN2565, | |
| Blockflansche | Diese Bauart besteht aus einem geschmiedeten oder einem gegossenen Block. Die zugehörigen Schraubenlöcher haben ein Innengewinde. Derartige Flansche werden vor allem an Druckbehältern als Rohrstutzen geschweißt sowie zur Befestigung von Schaugläsern genutzt. | ||
| Apparateflansche | Sie haben die gleiche Funktion wie normale Flansche, werden aber vorzugsweise an Kesseln, Druckbehältern und Ähnlichem eingesetzt. Sie können daher andere Abmessungen der Flanschblattdicke haben, z. B. bei Gussgehäusen. | ||
| SAE-Flansche | SAE-Flansche werden in der Ölhydraulik in verschiedenen Ausführungen eingesetzt. Diese Flanscharmaturen sind auch als CAT-Flansche bekannt, da sie von Caterpillar in den USA entwickelt wurden. SAE-Flansche werden in die Druckstufen 3000, 6000 und 9000 PSI unterteilt. Ein Beispiel für SAE-Flansche ist der F37-Flansch. | ||
| Vakuumflansche | Vakuumflansche dienen der lösbaren Verbindung von Vakuumgefäßen. Es gibt sie als Kleinflansche, Klammerflansche und CF-Flansche. | ||
| Übergangsflansch Pressfittings GD | Die Bauform dieser Flansch ermöglicht einen Übergang von einem Pressfittings-System GD zum Flanschsystem. Meistens sind diese gegossen und haben eine M-Kontour. |
Abmessungsbereiche
Eine kleine Auswahl möglicher Abmessungsbereiche. Größere Abmessungen sind selbstverständlich auch möglich.
| Flanschtyp | Abmessungsbereich |
|---|---|
| Blindflansche | DN10 – DN2500 ½” – 24″ |
| Gewindeflansche mit Ansatz | DN15 – DN150 ½” – 24″ |
| Flansche glatt | DN10 – DN2500 |
| Vorschweißflansche | DN10 – DN2500 |
| lose Flansche, glatte Bunde | DN10 – DN2500 |
| lose Flansche, Vorschweißbunde | DN10 – DN2500 |
| Schweißflansche mit Ansatz | Beispiel DN15 – DN2500 |
| Lap Joint Flanges | ½” – 24″ |
| Socket Welding Flanges | ½” – 3″ |
Normen
Die Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung der bisherigen DIN-Normen für Flansche und den Flanschtypen in der derzeit gültigen DIN EN 1092-1:2013-04. Hiermit wurden verschiedene Flanschnormen (zum Teil je Nenndruck eine Norm) in einer Norm zusammengefasst.
| bisherige Norm | Beschreibung | Flanschtyp nach der DIN EN 1092-1 |
|---|---|---|
| DIN2527 PN6 – PN100 | Blindflansche | Typ 05 |
| DIN2566 PN10 – PN16 | Gewindeflansche mit Ansatz | Typ 13 |
| DIN2627-DIN2638 | Vorschweißflansche | Typ 11 |
| DIN2641; DIN2642 | Lose Flansche, Vorschweißbördel, glatte Bunde | Typ 02,33,32 |
| DIN2655; DIN2656 | Lose Flansche, glatte Bunde | Typ 02,33,32 |
| DIN2673 | Lose Flansche mit Vorschweißbund | Typ 04,34 |
| DIN86029; DIN86030 | Schweißflansche mit Ansatz (zurückgezogen!) | |
| EN1092-1/01 | Glatter Flansch zum Schweißen, PN2,5 – PN100 | Typ 01 |
| EN1092-1/02 | Loser Flansch für Typen 32-37, PN2,5 – PN40 | Typ 02 |
| EN1092-1/05 | Blindflansch, PN2,5 – PN100 | Typ 05 |
| ISO 7005-1 | Flansche aus Metall – Stahlflansche, Verweis auf EN1092-1! | |
| ISO 7005-2 | Flansche aus Metall – Gußeisenflansche, PN2,5 – PN50 | |
| ISO 7005-3 | Flansche aus Metall – Kupferlegierungen und Verbundmaterialien, PN2,5 – PN50 |
Geflanschte Verbindung einer Pipeline
Blindflansch am Ende einer Rohrleitung
Schlaucharmatur SAE 100R15, Nennweite 32, 6000 PSI
Beispiele von Flanschverbindungen
Flanscharmatur, hergestellt von Unternehmen wie Starfit, Swiss Fittings, END-Armaturen, ermöglicht eine direkte Installation an eine Flanschverbindung. Art von Flanscharmaturen sind wie folgt:
- Einteiliger Kompakt Kugelhahn Flanschanschluss
- 2-teiliger Flanschkugelhahn PN 40
- 3 Wege Flanschkugelhahn L-Bohrung
Herstellung und Handel
Flanschen werden geschmiedet, gegossen, geschnitten, oder gewalzt. Übergangsflansche (Pressfittings Übergangsflansch GDPRESS) werden mit einem einer M-Kontur Muffe verschweißt. Gewindeflansche erhalten das Gewinde durch eine Drehmaschine, häufig nach der Gewindenorm ISO7-1 oder ISO228. Alle Flanschen nach der EN 10921 Norm erhalten eine Chargennummer, damit jede Flansche zur Schmelze zurückführbar ist. Der Großteil der Flanschen werden in China und in Indien produziert.[5]
Weblinks
Einzelnachweise
- Duden | Flansch | Rechtschreibung, Bedeutung, Definition, Herkunft. Abgerufen am 31. März 2017.
- Günther Holzmann, Heinz Meyer, Georg Schumpich: Technische Mechanik: Teil 3: Festigkeitslehre. 7. Auflage. S. 178–180, 81.
- Patent EP2857646B1: Abgasanlage für Dieselfahrzeuge. Angemeldet am 9. September 2014, veröffentlicht am 22. November 2017, Anmelder: Deutz AG, Erfinder: Manfred Pister, Jörn Ohmann.
- Swiss Fittings AG, Christoper Cancio: Flanschtypen. In: www.swiss-fittings.com. Swiss Fittings, 5. August 2020, abgerufen am 29. November 2020 (deutsch).
- EU: Flanges of stainless steel (excl. cast products). In: European Customsportal. EU, abgerufen am 18. Juni 2021 (englisch).