Flansch

Scheibe, mit deren Hilfe Rohrleitungen miteinander verbunden werden

Ein Flansch ist eine rechtwinklig abstehende Kante, die zur Verbindung von zwei Bauteilen dient, die bündig aneinanderstoßen. Der häufigste Anwendungsfall sind Rohre und andere stabförmige Bauteile, deren Enden mit Flanschringen verbunden werden.

Flanschverbindung in einer Rohrleitung mit sichtbar geschweißten Flanschringen
Flansch-Kupplung einer Welle im Schiffbau mit ausgerundeter (ausgeschliffener) Schweißnaht

Das Ende von Rohrleitungselemente mit Festflansch wird mit dem Flanschring verschweißt. Lose Flansche werden über das Rohr geschoben und stützen sich an einem Anschlag am Rohrende ab (z. B. ein Bördelrand oder ein angeschweißter Bundkragen). Flanschringe werden in der Regel nach einem festgelegten Schema mit Bohrungen versehen, so dass zwei aneinanderliegende Flansche mit Schrauben und Muttern verbunden werden können.

Auch Wellen werden fluchtend mit Flanschen verbunden. Eine solche Wellenverbindung ist eine Flansch-Kupplung.

Ein Flansch-Lager (Gleit- oder Wälzlager) wird in ein Lagergehäuse mit Flanschring eingesetzt und über die Bohrungen im Ring am Maschinengestell befestigt.

Flanschverbindungen sind zerstörungsfrei lösbar.

Etymologie Bearbeiten

Das Wort flansch[en] ist spätmittelhochdeutschen Ursprungs und bedeutet „[aus einer Fläche] herausragen“. Rohrleitungsflansche ragen beispielsweise radial von Rohrleitungen weg. So erklärt sich auch, dass Handwerker etwas an eine Wand „anflanschen“, und warum die Gurte, die den oberen und unteren Abschluss von Stahlbauprofilen (Doppel-T-Träger) bilden, ebenfalls Flansche (vgl. engl. flange) genannt werden.[1][2]

Beispiele von Flanschverbindungen Bearbeiten

  • 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 Bearbeiten

 
Lose Flanschringe auf einer Werkbank

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. Hierzu wird häufig eine Dichtung nach EN 1514-1 genutzt, in Deutschland als DIN EN 1514 veröffentlicht (früher DIN 2690). 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 hergestellt. Ein Flansch wird zum Beispiel nach internationalen und nationalen Normen oder auch nach Kundenzeichnung auftragsbezogen gefertigt.[3]

Gerade im Bereich der Losflansche (EN 1092-1 Typ 02), der Glatten Flansche EN 1092-1 Typ 01 und der Blindflansche (EN 1092-1 Typ 05) sind Kostenreduzierungen erzielbar, wenn statt der Standard-Blattstärke eine reduzierte – aber den Anforderungen genügende – Blattstärke eingesetzt wird.[3]

Flanscharten Bearbeiten

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 DIN 2627-DIN 2638
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 DIN 2573, DIN 2576
Blindflansche Blindflansche sind ohne Mittelbohrung und werden zum Verschließen verwendet z. B. von zusätzlichen Stutzen an Druckbehältern oder von Rohrleitungsenden. Typ 05 DIN 2527
Gewindeflansche Diese Bauart hat statt eines Ansatzes zum Schweißen ein Innengewinde, in welches das Rohr eingeschraubt wird. Typ 13 DIN 2566
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. DIN 2641, DIN 2642, DIN 2565
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 Übergang beispielsweise zu einem Pressfittings-System

An das Rohr angeformte (schmale) Flansche werden auch als Bundkragen bezeichnet.

Abmessungsbereiche Bearbeiten

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 Bearbeiten

Die Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung der bisherigen DIN-Normen für Flansche und den Flanschtypen in der derzeit gültigen EN 1092-1:2018. Hiermit wurden verschiedene Flanschnormen (zum Teil je Nenndruck eine Norm) in einer Norm zusammengefasst.

bisherige Norm Beschreibung Flanschtyp nach der EN 1092-1
DIN 2527 PN6 – PN100 Blindflansche Typ 05
DIN 2566 PN10 – PN16 Gewindeflansche mit Ansatz Typ 13
DIN 2627-DIN 2638 Vorschweißflansche Typ 11
DIN 2641; DIN 2642 Lose Flansche, Vorschweißbördel, glatte Bunde Typ 02,33,32
DIN 2655; DIN 2656 Lose Flansche, glatte Bunde Typ 02,33,32
DIN 2673 Lose Flansche mit Vorschweißbund Typ 04,34
DIN 86029; DIN 86030 Schweißflansche mit Ansatz (zurückgezogen!)
EN 1092-1/01 Glatter Flansch zum Schweißen, PN2,5 – PN100 Typ 01
EN 1092-1/02 Loser Flansch für Typen 32-37, PN2,5 – PN40 Typ 02
EN 1092-1/05 Blindflansch, PN2,5 – PN100 Typ 05
ISO 7005-1 Flansche aus Metall – Stahlflansche, Verweis auf EN 1092-1!
ISO 7005-2 Flansche aus Metall – Gußeisenflansche, PN2,5 – PN50
ISO 7005-3 Flansche aus Metall – Kupferlegierungen und Verbundmaterialien, PN2,5 – PN50

Herstellung und Handel Bearbeiten

Flansche werden geschmiedet, gegossen, geschnitten, oder gewalzt. Gewindeflansche werden häufig nach Gewindenorm ISO 7-1 oder ISO 228 gefertigt. Alle Flansche nach der EN 1092-1 erhalten eine Chargennummer, damit das Bauteil zum Hersteller zurückführbar ist.

Häufig wird das 3.1-Abnahmeprüfzeugnis gemäß EN 10204 HFF gefordert, welches die Übereinstimmung mit der Bestellung bestätigt und spezifische Prüfungsergebnisse enthält, die zum einzelnen Flansch rückverfolgbar sind.

Spezialisierte Händler von Flanschen mit einem Umsatz von über 5 Mio. Euro in Deutschland, Österreich und der Schweiz:

  • Ewald Waffenschmidt GmbH
  • Hage Fittings und Flanschen (Aalberts industries & Hersteller)
  • Euroflansch GmbH
  • RFF Rohr Flansch Fittings
  • Buhlmann Stahlhandel
  • EuroBrücke
  • Wilhelm Maass GmbH (Hersteller)

Flanschen aus nicht rostfreiem Stahl auf dem europäischen Markt werden überwiegend in China und Indien hergestellt. Die Tarifnummer dieser Flansche lautet 73072100. Aktuell werden in der Europäischen Union keine Anti-Dumping-Zölle für Flansche aus nicht rostfreiem Stahl erhoben.[5] Für Flansche aus Kohlenstoffstahl (C-Stahl) aus China gilt ein Anti-Dumping-Zollsatz von 58,6 %.[6]

Weblinks Bearbeiten

Commons: Flansche – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Duden | Flansch | Rechtschreibung, Bedeutung, Definition, Herkunft. Abgerufen am 31. März 2017.
  2. Günther Holzmann, Heinz Meyer, Georg Schumpich: Technische Mechanik: Teil 3: Festigkeitslehre. 7. Auflage. S. 178–180, 81.
  3. a b c Patent EP2857646B1: Abgasanlage für Dieselfahrzeuge. Angemeldet am 9. September 2014, veröffentlicht am 22. November 2017, Anmelder: Deutz AG, Erfinder: Manfred Pister, Jörn Ohmann.
  4. Swiss Fittings AG, Christoper Cancio: Flanschtypen. In: www.swiss-fittings.com. Swiss Fittings, 5. August 2020, abgerufen am 29. November 2020 (deutsch).
  5. HS Code 73072100 - Rohrflansche, nichtrostendem, Stahl. Abgerufen am 30. August 2023.
  6. Antidumping – Rohrformstücke aus Eisen mit Ursprung in China | EU Customs & Trade News | EU | Antidumping, Antisubvention. Abgerufen am 30. August 2023 (deutsch).