CH191911A - Elastische Verbindung zwischen Teilen, die sich gegenseitig verschieben können, insbesondere zwischen Rohren. - Google Patents

Description

      Elastische    Verbindung zwischen Teilen, die sich     gegenseitig    verschieben können,  insbesondere     zwischen    Rohren.    Jeder Teil, der wechselnden Temperatu  ren ausgesetzt ist,     ändert    je     nach,der    Grösse  seiner     Wärmeausdehnungszahl    mehr oder  weniger die Abmessungen. Insbesondere bei  metallenen Rohrleitungen für heisse Gase oder  Dämpfe finden bei hohen     Betriebstemperatu-          ren    beträchtliche Längenänderungen, die oft  mehrere Zentimeter     betragen    können, statt.

    Wären solche starren Leitungen fest an     ver-          schiedenen    Punkten gelagert, so würden die       Wärmeausdehnungen    zu     unzulässigen    Bean  spruchungen,der Leitungen oder     Widerlager     führen. Es müssen daher leicht dehnbare,  elastische Zwischenglieder an passenden Stel  len eingefügt werden, welche es     den    an diese  Zwischenglieder angeschlossenen Teilen ge  statten, sich ohne Schaden möglichst     frei    aus  zudehnen.  



  Solche     Zwischenglieder,    beispielsweise für  Rohrleitungen, wurden bisher     meist    als balg  ähnliche     Dehnungsausgleicher    mit     einer    oder  mehreren Wellen ausgebildet.

   Derartige,         sogenannte        "Wellrohrkompensatoren"    oder       "Wellrohrbälge"    eignen sich     jedoch    nicht für  höhere Gas-, Dampf- oder Wasserdrücke,  weshalb Ausgleicher     dieser    Art für hohe  Drücke (20. bis<B>30</B>     at    und darüber) im Han  del nur schwer erhältlich und teuer ,sind:

   Der       Innendruck    wirkt nämlich bei nicht be  sonders entlasteten Bauarten auf die     Wan-          dungender    Wellenteile und ,da solche Wellen  bälge     immer    mehr oder weniger     grosse    radiale  Flächen     aufweisen,    die zudem fast eben sind,  so erleiden die Bälge bei hohem     Innendruck     starke Formveränderungen.

   Die Folge davon  ist, dass die Wände     übermässig    beansprucht  werden, wobei vor allem an den Kuppen der  Wellenkämme ein grosses     Biegungsmoment     entsteht, welches den Baustoff     übermässig        be-          anGprueht.    Es ist aus,     diesem        Grunde        .daher     schon vorgeschlagen worden, jene Stellen  durch entsprechende Formgebung zu ver  stärken.

       Dadurch    wird jedoch die Bauart     ver-          wickelter    sowie     verteuert    und zudem die      Elastizität in recht     unverwünschter    Weise  verringert.

   Damit die Verformung solcher  wellenförmiger Bälge bei hohem Innendruck  nicht zu gross wird, ist man .gezwungen, die  Wandstärke     entsprechend    zu verdicken, was  jedoch zur Folge hat, dass die     Biegungsbean-          spruehungen    in den Wandungen     unerwünscht     gross und die Dehnbarkeit der einzelnen  Welle des Balges bedeutend     verringert    wird,  so dass für eine vorgeschriebene Gesamt  dehnung mehr Wellen     verwendet    werden       müssen    und infolge der geringeren Elasti  zität auch die     Fixpunktreaktionen    grösser  werden.

   Dadurch wird das     Dehnungsaus-          Bleichstück    für hohe Drücke sehr teuer und  beansprucht viel Platz. Gleiche Verhältnisse  ergeben sich auch bei den dem Wellenbalg       verwandten    Formen mit mehr oder weniger  ebenen oder in sich gewellten radialen       Flächen.     



  Um die     besprochenen,    erheblichen Nach  teile zu vermeiden, welche den     bekannten     elastischen Verbindungen     zwischen    gegen  seitig verschiebbaren Teilen, insbesondere  Rohren, die hohem Innendruck ausgesetzt  sind, anhaften, ist gemäss vorliegender Erfin  dung das elastische Verbindungsglied als       dünnwandiger,    in seiner Längsrichtung auf  geschnittener, hohlzylindrischer Ringkörper  ausgebildet. Dabei ist die Verbindung zwi  schen dem Ringkörper und den durch ihn  miteinander     verbundenen    Teilen an den Rän  dern der Mantelöffnung des Ringkörpers her  gestellt.

   Bei einer solchen     elastischen    Verbin  dung können auch für hohe     Drücke    die  Wandstärken klein gehalten werden, so dass  die Elastizität selbst bei solchen Drücken er  halten bleibt. Bei Verbindungen zwischen  zwei mehr oder weniger koaxial angeordne  ten     Röhren    ergibt sich er Vorteil,     -dass    bei  einer     Relativverschiebung    der Rohre in       achsialer    Richtung infolge der dünnen Wand  des Ringkörpers der Widerstand des letzte  ren relativ klein     ist,    was     erwünscht    ist,

   da  sich dann kleine     Widerlagerbeanspruchungen     ergeben und die zusätzlichen     Biegungsspan-          nungen    im     elastischen    Glied sehr gering sind.  Die zylindrische Ringform     eignet    sich somit    vor allem für     hochbeanspruchte    Dehnungs  ausgleicher, also für Fälle, wo hohe Drücke  und     Temperaturen    in Frage kommen.

   Infolge  der :dünnen Ringwand lässt sich diese beim  Führen von heissen Gasen, Dämpfen oder  Flüssigkeiten in der Leitung von aussen leicht  kühlen, so dass das     :elastische,    Verbindungs  glied relativ kalt bleibt und der Baustoff  desselben keine schädliche     Festigkeitseinbusse     erleidet.  



  Die zylindrische     Ringkörperform    bietet  auch     herstellungstechnisch        bedeutende    Vor  teile. Das Ringrohr     kann    z. B. aus     dünnem     Metallblech, also leicht und billig     hergestellt     werden, da z. B. keine     Sonderwerkzeuge    be  nötigt     werden,    wie es der Fall ist, wenn die  bisher benutzten Sonderformen herzustellen  sind.  



  Auf der beiliegenden     Zeichnung    sind     ver-          sohiedene        Ausführungsbeispiele    des     Erfin-          dungsgegenstandes,    veranschaulicht, und zwar  zeigt:       Fig.    1. in Ansieht eine Rohrleitung mit  einer elastischen Verbindung nach der Erfin  dung, wobei auch zwei     Fixpunkte    zum Ab  stützen .dieser     Leitung        gezeigt    sind;       Fig.    2, 3, 4     und    5 zeigen in grösserem  Massstab und in einem axialen Längsschnitt  weitere     Ausführungsformen.     



  In den Figuren bezeichnen 1 und 2 zwei  benachbarte, mehr oder weniger     gleichaxige     Rohre, die     gegenseitig    verschiebbar sein  sollen und     einem    Innendruck ausgesetzt sind.  3 bezeichnet einen diese Rohre 1, 2 verbin  denden zylindrischen Ringkörper von kreis  förmigem     Querschnitt.    Der     Körper    3 ist in  allen Ausführungsbeispielen dünnwandig und  in Längsrichtung des, Ringes     aufgeschnitten;     dessen Verbindung mit den Rohren 1, 2     bezw.     mit den mit     letzteren    fest verbundenen Tei  len erfolgt jeweils an den Rändern der Man  telöffnung dieses Ringkörpers.

   Bei der in       Fig.    1 gezeigten     Ausführungsform,    wo 4 und  5 zwei Fixpunkte     zur    Aufnahme der Kräfte  bezeichnen, die ,sich zufolge der Ausdehnung  und des     Innendruckeae    auf die Rohre 1, 2 er  geben, sind     letztere    :durch ringförmige  Schweissnähte 6     bezw.    7 mit dem     Ringkörper         3 verbunden.

   Ein     kreiszylindrisches        Verbin-          ;lungsglied    von der Art des     gezeichneten          Pingkörp-ers    3     bietet    den     Vorteil,        da3    auch       hei    höchsten Beanspruchungen keine     wesent-          liehen    Formveränderungen des elastischen  Querschnittes auftreten.

   Der dünne, zylin  drische Ringkörper 3     bleibt    somit auch bei  hohem Innendruck     als    ,solcher     praktisch    er  halten, und weil also keine     wesentlichen     Wandverbiegungen auftreten, verhält er sich  wie eine Membrane, d. h. er     bietet    keinen  merklichen     Biegungswiderstand.    Es treten in  der Wandung im wesentlichen nur     Zugs-          beanspruchungen    auf.  



  Beider in     Fig.    2     gezeigten    Ausführungs  form     sind,die        elastisch    miteinander zu ver  bindenden     Endstücke    8, 9 der     Rohre    1, 2       wulstartig    ausgebildet. Jeder Wulst ist mit  dem benachbarten Ende des Ringkörpers 3,  der an seinem radial     innersten    Teil     auf-          geschnitten    ist, durch zwei ringförmige  Schweissnähte 10, 12     bezw.    11, 13 verbunden.

    Damit .die Strömung durch den zwischen den  Rohrendstücken 8, 9 vorhandenen Spalt mög  lichst wenig .gestört wird, ist in die     Leitung     ein an Teil 8 befestigtes     Überbrückungsistück     1.4 eingebaut, so dass der Hohlraum des     Ring-          lzörpers    3 nur über einen engen,     ringförmigen          Spalt    15 mit dem Innern der Rohrleitung  verbunden ist. Die Endstücke 8, 9 sind mit  den Rohren 1, 2 durch eine Schweissnaht 16       bezw.    17 verbunden.  



  Bei der in     Fig.    3     gezeigten        Ausführungs-          form    weisen .die     Rohrendstücke    18, 19 einen       winkelförmigen        Querschnitt    auf.     Das    End  stück 18     ist    bei 20 mit dem Rohr 1 und bei  21 mit ,dem Ringkörper 3 verschweisst, wäh  rend das Endstück 19 bei 22 mit dem Rohr  2 und bei 23 mit dem     Ringkörper    verschweisst  ist.  



  Die     Ausführung    nach     Fig.    4 unterschei  det sich grundsätzlich dadurch von den vor  hergehenden, dass der Ringkörper an seinem       radial    äussersten Teil     aufgeschnitten    ist und  der     Leitungsdruck    auf den Aussenumfang       des    Ringkörpers 3 einwirkt,     dessen    Hohlraum  mit der Atmosphäre in Verbindung steht,  während er bei den vorgeschriebenen Beispie-         len    unter dem Druck des in den     Rohren     strömenden Mediums steht.  



       Fig.    5 zeigt schliesslich eine     Ausfüh-          rungsform,    bei welcher die     Verbindung    zwi  schen den Rohren 1, 2 und .den um deren  Enden     gekrempelten    Enden des     elastischen          Ringkörpers    3 zum Teil durch     Schrauben    24  und zum Teil durch ringförmige :

  Schweiss  nähte 25     erfolgt.    In     diesem    Falle erfahren  die     Befestigungsschrauben    24     insofern        eine     Entlastung,     als    ein Teil der     Kräfte,    die     ,sonst     von diesen Schrauben     aufgenommen    werden       müssten,    von den gegen die     Innenwandung     der Rohre 1, 2 anliegenden     Umkrempelungen     des Ringkörpers 3     unmittelbar    auf diese  Rohre übertragen werden.  



  Als Teile, die sich durch eine     elastische     Verbindung .der beschriebenen     Art    verbinden  lassen, kommen ausser Rohren beispielsweise  in Betracht: Behälter, Gehäuse,     bezw.    all  gemein Teile, .die zwei verschiedenen     Raum-          begrenzungskonstruktionen    angehören.  



  Für die     Anwendung    der Erfindung     ,spielt     es keine     Rolle    wie das Medium beschaffen       ist,    welches in     dem    zu verbindenden Teilen       enthalten        ist;        es    kann sowohl ein Gas als  auch eine     Flüssigkeit    sein. ,

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elastische Verbindung zwischen Teilen, die sich gegenseitig verschieben können, insbesondere zwischen Rohren, welche hohem Innendruck ausgesetzt sind, dadurch gekenn zeichnet, dass das elastische Verbindungsglied als dünnwandiger, in seiner Längsrichtung aufgeschnittener, hohlzylindrischer Ringkör per ausgebildet ist und die Verbindung zwi schen dem Ringkörper und den durch ihn miteinander verbundenen Teilen an ,den Rän dern,der Mantelöffnung :

   des Ringkörpers her- g e4ellt isst. UNTERANSPRÜCHE 1. Elastische Verbindung nach Patentan- ,spruch, zwischen im wesentlichen ,gleich- agig angeordneten Rohren, dadurch ge kennzeichnet,

   dass die einander benach- harten Endstücke der Rohre wulstartig ausgebildet sind und der elastische Ring körper an diese Wülste geschweisst ist. 9. Elastische Verbindung nach Patentan spruch, zwischen im wesentlichen gleich- axig angeordneten Rohren, dadurch ge kennzeichnet., dass die Mantelöffnungs- ränder des elastischen Ringkörpers um die benachbarten Rohrenden umgekrem pelt und an diesen befestigt sind.

   Elastische Verbindung nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper an seinem radial innern Teil aufgeschnitten und so an den durch den Ringkörper miteinander verbundenen Tei- len befestigt ist, dass in dem Hohlraum des Ringkörpers .der in diesen Teilen vor handene Druck herrscht. 4.

   Elastische Verbindung nach Patenttan- ,spruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper an seinem radial äussern Teil aufgeschnitten und so an den durch den Ringkörper miteinander verbundenen Teilen befestigt ist, dass in dem Hohl raum des Ringkörpers der Druck der Umgebung herrscht.