CH238723A - Gelenkige Rohrverbindung, bei welcher die Zugkräfte durch ein kardanisches Gelenk übertragen werden. - Google Patents

Description

  Gelenkige Rohrverbindung, bei welcher die Zugkräfte durch ein     kardanisches     Gelenk übertragen werden.    Die     Erfindung    bezieht sich auf eine ge  lenkige Rohrverbindung, bei welcher die     Zug-          Izräfte    .durch     ein        liardanischesi    Gelenk über  tragen     werden.    Bei bekannten gelenkigen       Rohrverbindungen    mit     k.ardanischem    Gelenk  erfährt der     Zwischenring    des Gelenkes die  grösste     Beanspruchung    und gibt oft Anlass zu  Störungen.

   Der     Grund'hiefür        ist    darin zu  suchen,     dass    der Ring infolge seiner Form  und der gegenseitigen Anordnung der Gelenk  punkte eine ungünstige     Überlagerung    von  Biege- und     Torsionsspannungen    erfährt. Es       entstehen    nicht nur schädliche Deformationen  des Ringes, sondern     die    Gelenke können sich  auch verklemmen. Ausserdem wird das beweg  liche     Rohrelement    infolge der bei der Defor  mation des Ringes entstehenden     Streckung          unzulässig    stark     beansprucht.     



  Die Nachteile     ,der    beschriebenen     bekannten     Ausführungen können durch die Erfindung  vermieden werden. Sie     besteht    darin, dass der  Zwischenring     des        kardanischen        Gelenkes    als  Kastenträger     ausgebildet    ist.

   Es     gelingt    da-    -durch -     insbesondere    für     Leitungen    mit     grö-          sserem.    Querschnitt     und    höheren Drücken   den Ring so auszubilden,     .däss    er die im Be  trieb sieh     ergebende    Überlagerung von Biege  und     Torsionsbelastung    ohne Schaden     aufneh-          men    kann.  



  Der     Zwischenring    kann dadurch als     Ka-          stenträger    ausgebildet     sein,    dass zu beiden       Seiten    eines zylindrischen     Mantels    je ein     kege-          li:ger    Mantel     angesehloseen    ,ist, an welchem       weiter    je ein den Ring zu einem     gasten        ergIn-          zender    weiterer Mantel befestigt ist.

   Hierbei  wird zweckmässig     dieWandstärke:des    zylindri  schen Mantels .grösser als, die Wandstärke des       kegeligen    Mantels gewählt. An     zylindrischen     Mantel des     Zwischenringes        kann    im Bereich       dIer    Lager für die     kardanischen    Zapfen ein       Mantelstück    grösserem     Wandstärke    befestigt       sein.     



  Der     Zwischenring    kann     mittels    der     kar-          danischen        Zapfen    an     trichterförmig        ,sich        auf-          weiten &     n     Ansätzen    der Rohre     angelenkts@ein.     Es empfiehlt sich, die     Verbindung    der trich-           terförmigen    Ansätze mit den Rohren durch       Flan3chen    zu verstärken.

   Auch die     triehter-          förmigen    Ansätze können als     Kastenträger          ausgebildet    sein. Wenn die trichterförmigen  Ansätze mit     wellenförmigen    Rändern ver  sehen     .sind,    können die     kardanischen    Zapfen  in einer Ebene angeordnet werden. Es emp  fiehlt sich, den trichterförmigen Ansatz durch  Rippen zu verstärken.  



  Zweckmässig werden     die    Rohre mittels  eines     Faltenbalges    miteinander verbunden,  dessen Falten in den vorm     Zwischenring    gebil  deten Kasten hineinragen. Die Falten des       Balges    können einen einer gleichmässigen Be  anspruchung     entsprechend    gekrümmten     Quer-          schnitt        aufweisen.    Um eine geringere Ausla  dung der     Rohrverbindung    zu sichern, emp  fiehlt es sich, den Rohrquerschnitt im Bereich  des     Faltenbalges    zu verengen. Innerhalb des       Faltenbalges    kann ein Rohr zur Führung der  Gase angeordnet sein,.

   Besonders im letzteren  Fall empfiehlt es sich, den Faltenbalg minde  stens an einem Ende an der Aussenseite des  einen Rohres zu     befestigen.     



  Auf der Zeichnung ist in den     Fig.    1-6 je  ein     Ausführungsbeispiel    des Erfindungs  gegenstandes dargestellt.     F'ig.    7 und 8 zeigen  je eine Einzelheit des     Ausführungsbeispiels     nach     Fig.    6. In allen     Figuren    sind für gleiche  Teile gleiche Bezugsziffern     verwendet.     



  Die Rohre 1     und    2     (Fig.    1-5) sind zur  Übertragung der Zugkräfte durch den Zwi  schenring 3 eines     kardanischen    Gelenkes     mit-          ,einander    verbunden. Die Achse des Rohres 1  gegenüber d er Achse des Rohres 2 kann nach  jeder Richtung innerhalb eines Kegelmantels       geneigt    werden. Am Rohr 1 und am Rohr 2  ist je ein trichterförmig sich     aufweitender     Ansatz 6     bezw.    7 befestigt, der aus einem       kegelib    n Mantel 4 und einem zylindrischen       Mantel    5 besteht.  



  Die     trichterförmigen    Ansätze 6 und 7 hal  ten an     gegenüberliegenden    Stellen je ein Paar  Gelenkzapfen. Die     Verbindungslinien    10 und'  11 der Zapfenpaare stehen senkrecht zueinan  der, Die Zapfen 8     (Fig.    1-5) sind in den       Lagern    12 und die Zapfen 9     (Fig.    1) in den       Lagern    13 des Zwischenringes drehbar .e-    lagert.

   Die Zapfen besitzen in diesen Lagern  geringes Spiel, so     dass    sie mindestens bei klei  nen     Auslenkungen    der Rohrachsen     gegenein-          ander    auf ihrer Lagerfläche abrollen     und    des  halb die Reibungskräfte vermindern werden  und eine zu starke Abnutzung verhütet     wird.     



       Zwischen    den Rohren 1 und 2     befindet     sich ein Faltenbalg 14, welcher zum Beispiel  durch Löten oder Schweissen zu beiden Seiten  mit je einem Rohr verbunden ist.  



  Der Zwischenring 3 des     kardanischen    Ge  lenkes ist .als Kastenträger ausgebildet. Zu       beiden    Seiten des zylindrischen Mantels 15  des Zwischenringes ist je ein     kegeliger    Mantel  16 angeschlossen. Am     kegeligen    Mantel 16 ist       seinerseits    wieder ein weiterer Mantel 17 be  festigt, welcher zusammen mit den Kegel  mänteln und dem     Zylindermantel    den Zwi  schenring zu einem Kasten ergänzt.

   Aus       Festigkeitsgründen    ist die Wandstärke des       zylindrischen    Mantels 15 und des     Mantels    17  grösser gewählt als: die     Wandstärke    des     kege-          ligen    Mantels 16. Der Kasten ist nicht voll  ständig geschlossen, er     besitzt    vielmehr im  Innern eine ringförmige     Offnung,    durch  welche die Falten des Faltenbalges 18 in den       Kastenraum    hineinragen.

   Im Bereich der     La-          ger    der     kardanischen    Zapfen 8 und 9 ist ein       Mantelstuck    (12) grösserer Wandstärke am       zylindrischen        14Tantel    15 befestigt, welches als  Lagerstück für die Zapfen dient.  



  Bei der Rohrverbindung nach     Fig.    1 ist  der     kardanisehe        Zwischenring    3 durch die  Mantelstücke 15, 16     und    1.7 gebildet. Die     kar-          danischen    Zapfen 9 sind an den die     triehter-          förmi,gen    Ansätze 6 und- 7 verstärkenden       Mantelstiieken    19     d'lirch        S,chweissung    befestigt.  



  Das     Ausführungsbeispiel    nach     Fig.    2       unterscheidet    sich vom     Ausführungsbeispiel     nach     Fig.    1 dadurch, dass die     kardanischen     Zapfen 8 und, 9     nicht    angeschweisst, sondern  in das Mantelstück 19 eingeschraubt sind, so  dass sie bei Bedarf wieder gelöst werden kön  nen.     Weiber    ist der Strömungsquerschnitt     im     Bereich des     Faltenbalges    18 im Vergleich zum       Querschnitt    der Rohre 1 ,und 2 verengt.

   Durch  die     Verengerung    wird eine Verminderung des           Aussendurchmessers    :der Rohrverbindung er  möglicht.  



  Beim Zwischenring nach     Fig.    3 ist jeder  der     kegeligen        Mäntel    16 des     Zwischenringes    3  durch eine     Ringplatte    20 mit dem     zugehörigen          zylindrischen        Mantel    17 verbunden.

   Der ring  förmige Kasten besitzt somit zu beiden Seiten  zwei     vollständig        geschlossene        Kastenteile,     welche den Kastenträger wesentlich verstär  ken.     Verstärkungen;    in Form der Ringe 21  sind ferner an     dien        trichterförmigen    Ansätzen  6 und 7 angebracht. Ausserdem .ist im Bereich  der     Verbindung,der        trichterförmigen    Ansätze  mit den Rohren 1 und 2 je ein     Flansch    22  vorgesehen, welcher bei der     Zugbeanspru-          ehung    ein     Aufweiten    der Rohrleitung ver  hütet.

   Schliesslich ist im Innern :des     Falten-          balges    14 ein Rohrstück 23     .angebracht,        wel-          ehes    eine     Wirbelausbildung    in der Strömung       verhütet.     



       Bei    der Rohrverbindung nach     Fig.    4 ist  der     Rohrquerschnitt    im     Bereich    des Falten  baIges     -verengt.    Dementsprechend sind die       Mäntel    17 nicht     zylindrisch,        ,sondern        kegelig          ausgebildet,    wodurch     d.er    als,     Kastenträger          ausgebildete        kardanisehe    Zwischenring 3 we  sentlich verstärkt wird.

   Ausserdem     sind    auch  die     kegeligen        Mäntel    4 der trichterförmigen  Ansätze 6 und 7 je mit einem Kastenträger  24 verbunden. Durch die     Kastenträger    24  wird gleichzeitig auch die     Befestigung    der  Gelenkzapfen 8 und 9 verstärkt. An den     Ver-          stärkungsfl.ans.ch    22 schliesst :ein Gegenflansch  25 an.

   Die Flanschen sind     aaussehliesslich     durch Sehrauben     miteinander    verbunden, so       dass    das     kardanische        Rohrverbindungsstück     von     -den    Rohrstücken 1 und 2 getrennt wer  den kann. Diese Ausführung     bietet    besonders  bei     Überholungsarbenten    Vorteil, da eine     be-          sichä:digte    Rob     trverbindung    in     kurzer    Zeit er  setzt     werden    kann.  



  Das Ausführungsbeispiel nach     F'i:g.    5  zeigt einen ganz     besonders        verstärkten        Zwi-          schenring    3, bei welchem nicht nur :der Mantel  17     kegelig        ausgebildet    ist,     sondern    auch mit  dem Mantel 16 :durch den Ring 20 zu     einem          geschlossenen        Teilkasten    ergänzt wird.

   Die  Befestigung der     kardanischen        Gelenkzarpfen       ist nicht durch ein einfaches Mantelstück ver  stärkt, :sondern     dureh    einen vollständigen       Ring    26,     welcher        gleichzeitig    den     trichter-          förmigen    Ansatz verstärkt.

   Der Faltenbalg  14 ist auf der     Seite    des     Rohres:    1 aussen am  Rohr befestigt, so dass die Wand des Rohres  1 flach in die Wand des Rohrstückes 23 über  gehen kann.     Strömungseinsehnürungen    in  folge     Wirbelbildung    werden dadurch prak  tisch verhindert.  



  Die in     Fig.    6     gezeigte    Rohrverbindung  weist trichterförmige     Ansätze    auf, deren zy  lindrischer Mantel 5 derart mit wellenförmi  gen     Rändern    27     versehen:    ist,     dass    .die     kardani-          ,se-hen    Zapfen 8 und 9 in einer Ebene 28 an  geordnet werden können. Der     trichterförmige          Ansatz    6 ist durch einen dreieckigen gasten  29     (Fig.    6 und 7) und der Ansatz 7 durch  einen viereckigen Kasten 30     (Fig.    6 und 8)  verstärkt.

   Von den     Kasten    29     bezw.    30 aus  gehend sind zur     Verstärkung    dreieckige Rip  pen 31 mit den zylindrischen Mänteln 5     ver-          bur@den.            Zweckmässig    werden die einzelnen in  Frage kommenden Teile     d'er    Rohrverbindung       durch        -S:chweissung    miteinander befestigt. Ein  zelne Teile könnten aber auch zum Beispiel  durch     Nietung    :oder     Sehraubung    miteinander  verbunden sein.

   Schliesslich könnten     einzelne          Teile    der     Rohrverbindung    auch als     Guss-          stüeke,    zum Beispiel aus     Stahlguss,    hergestellt.       sein,    An Stelle     udes        Valtenbalges        könnte    auch  eine mit Stopfbüchsen ausgebildete     kugelige     Verbindung     verwendet    werden.  



  Die Falten des     Paltenbalbes,    besitzen vor  teilhaft     eineneiner    gleichmässigen Beanspru  chung entsprechend gekrümmten     Querschnitt.          Diese        Querschnittsform    kann     zum    Beispiel       empirisch        ,dafurch        ermittelt    werden,     d'ass    ein  Faltenbalg durch hydraulische Pressung bis  zur Streckgrenze     beansiprueht    wird.

   Die hier  bei sich     ausbildende        Form    entspricht einer  gleichmässigen Beanspruchung, weil das Flie  ssen an allen Stellen ungefähr bei gleicher       Spannung    erfolgt. Die Faltenbälge können  aus einzelnen     gepressten    Teilen durch     Zus:am-          mens:chweissen    hergestellt :sein.           Entsteht    in der Rohrleitung     ein        LTnter-          druck,    so     ulerden    die durch das     kardanische     Gelenk zu     übertrabenden    Zugkräfte negativ.

    Es sind also dann Druckkräfte zu übertragen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Gelenkige Rohrverbindung, bei -,veleher die Zugkräfte durch ein kardanisches Gelenk übertragen werden, dadurch gekennzeichnet., dass der Zwischenring des kardanischen CTe- lenkes als Kastenträger ausgebildet ist.

   UN TERANSPRt CHE 1. Gelenkige Rohrverbindung nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zii beiden Seiten eines zylindrischen ]Hantel, des Zwischenringes je ein. hegeliger :Hantel an gesch.lossen ist, an welchen je ein den Ring zu einem Kasten ergänzender Mantel be festigt ist. 2.

   Gelenkige Rohrverbindung nach Unter anspruch 1, dad'urch gekennzeichnet, d.ass die Wandstärke des zylindrischen Mantels grö sser ist als die Wandstärke der kegeligen Mäntel. 3.

   Gelenkige Rohrverbindung nach Pa tentanspruch, dadurch zehennzeichnet, dass am zylindrischen Mantel des Zwischenrin..ges im Bereich der Lager für die kardanisehen Zapfen ein Mantelstück grösserer Wandstärke befestigt ist. 4. Gelenkige Rohrverbindung nach Ptl- tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring mittels der karda.nischen Zapfen an trichterförmig sich aufweitenden Ansätzen der Rohre angelenkt ist. 5.

   Gelenkige Rohrverbindung nach Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Uerbindun- der trichterförmigen Ansätze mit den Rohren durch Flanschen verstärkt ist. 6. Gelenkige Rohrverbindung nach Unter anspruelr 4, dadurch geken,nzeielinet, dass die triehterförrnigen Ansätze als Kastenträger ausgebildet sind.

   7. Gelenkige Rohrverbindung nach Unter- ansprucli 4, dadurch gekennzeichnet, dass die trielitcrförmigen Ansitze mit wellenförmigen Rändern versehen und die kardanisehen Zap fen in einer Ebene ang-eorcl,net sind.

   B. Clelerikige Rohrverbindung nach. Unter- arisprncli 4, dadurch gekennzeichnet, dass die triehterfö rmigen Ansätze durch Rippen ver stärkt sind. 9. CTelenkige Rohrverbindung nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre mittels eines Faltenbalges mitein ander verbunden ,sind, dessen Falten in den vom Zwischenring gebildeten Kasten hinein ragen.

   <B>10.</B> Gelenkige Rohrverbindung nach Unter- ansprueli 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Falten des Balges einen einer gleicbmässigen B,anslrr-uehiing entsprechend gekrümmten Querschizitt aufweisen. 11. Gelenkige Rohrverbindung nach Unter- a.nspriieh 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrquerschnitt;

   im Bereich des Faltenbalges verengt; ist. 1 22. Gelenkige Rohrverbindung nach Unter- anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Faltenbalges ein Rohr zur Füh- rung der Gase angeordnet ist.

   13. Gelenkige Rohrverbindu-ng nach Unter anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, dass fiter Faltenbalg mindestens am einen Ende an der Aussenseite des betreffenden Rohres 4- festigt ist.