Vorrichtung zur Längenbegrenzung eines Federrohres, insbesondere für Dehnungsausgleicher. Wenn ein Federrohr über seine Elastizi- tätsgrenze hinaus gedehnt wird, so nehmen seine Falten bleibende Deformationen an, das heisst, das Federrohr geht nach der Druck entlastung nicht mehr in seine ursprünglich Form zurück. In den meisten Fällen bedingt eine Deformation des Faltenprofils auch eine Verminderung der Elastizität des Federrohres. Um eine solche schädliche Deformation der Falten bzw. ein Dehnen des Federrohres über seine Elastizitätsgrenze zu vermeiden, sind verschiedene Vorrichtungen zur Längenbe grenzung des Federrohres gebräuchlich, bei welchen die Längenbegrenzung z. B. durch Gehäuse, Führungsstangen und Rohre erfolgt.
Bei Federkörpern von relativ kleinem Durchmesser sind zu diesem Zweck auch schon Draht- oder Bandumflechtungen angewendet worden, wie solche für Metall- und Gummi schläuche üblich sind. Solche Draht- oder Bandgeflechte werden auf Klöppelmaschinen hergestellt, wobei Schläuche direkt auf der Maschine umflochten werden. Federrohre, wie sie z. B. zum Bau von Dehnungsausgleichern verwendet werden, haben dagegen stets nur eine kurze Länge, so dass ein direktes Um flechten auf einer Klöppelmaschine praktisch nicht in Frage kommt.
Da das übliche Dia gonalgeflecht sich durch axiales Zusammen stossen im Durchmesser erweitern und durch axiales Ziehen im Durchmesser reduzieren lässt, so können derartige Geflechte vorerst auf einem längeren Gegenstand, z. B. einem Rohr oder einem Metallschlauch von annähernd dem gleichen Durchmesser wie das Federrohr geflochten werden, um dann von diesem ab gestreift und auf-das Federrohr geschoben zu werden. Um ein Aufgehen des Geflechtes an den Enden beim Abschneiden zu verhindern, müssen die Enden vor dem Abschneiden abge bunden werden. Die Befestigung der vielen Draht- bzw. Bandenden beim normalen Dia gonal geflecht ist umständlich und zeitraubend.
Bei allen auf Klöppelmaschinen hergestellten Geflechten werden die sich kreuzenden Drähte bzw. Bänder miteinander verschränkt, das heisst, der Draht oder das Band wird z. B. über den zu kreuzenden Draht gelegt und unter dem nächsten zu kreuzenden Draht durchgezogen. Dadurch erhält das Geflecht wohl eine grosse Formbeständigkeit gegen un erwünschtes Verschieben der Drähte oder Bänder, aber anderseits wird durch dieses Verschränken das Geflecht versteift und die Reibung der Drähte bzw. Bänder gegeneinander beim Biegen des Schlauches oder Federrohres stark erhöht. Die Drähte und Bänder brechen daher. häufig vorzei tig im Gebrauch bzw. werden durchge scheuert.
An Stelle von Drähten und -Metall-, bändern können auf der Drahtklöppelmaschine auch Drahtseile geflochten werden, doch sind die vielen Enden der Drahtseilumflechtung noch umständlicher und schwieriger mit den Anschlüssen zu verbinden. Sodann vermögen. die im Handel erhältlichen Klöppelmaschinen den Anforderungen, wie sie speziell an Feder rohre für Rohrdehnungsausgleicher gestellt werden, nicht zu genügen, weil sie die Herstel lung genügend grosser Geflechte nicht gestat ten. Man hat sich deshalb bei grösseren Schlauchdurchmessern, z.
B. bei Getreide- förderschläuchen, bereits damit beholfen, dass man Geflechte aus Hanf- oder Drahtseilen von Hand herstellte. Dabei werden die einzelnen Seile aber stets ebenfalls miteinander ver schränkt oder gar wie bei einem Zaungeflecht umwunden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Längenbegrenzung eines Federrohres ist ins besondere für Dehnungsausgleicher in Rohr leitungen bestimmt. Solche Rohrleitungen ha ben im neuzeitlichen Leitungsbau nicht selten Lichtweiten von 600 bis 1000 mm und mehr, und es wird mit immer höheren Drücken und Temperaturen gearbeitet. Dies bedingt ent sprechend grosse Dehnungsausgleicher von grosser Betriebssicherheit.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist um das Federrohr gelegte, sich kreuzende Seil stränge auf, welche ohne Verschränkung über lagert und an zwei Befestigungsflanschen ab gestützt sind. Eine solche Vorrichtung kann bei Federrohren für sehr hohe Drücke und sehr grosse Durchmesser angewendet werden. Gegenüber den bekannten Metallumflechtun- gen wird bei dieser Vorrichtung erreicht, dass eine viel geringere Reibung der verschiedenen Seilstränge unter sich vorhanden ist, weil die Seilstränge hier ohne Verschränkung über lagert sind.
Zweckmässig können alle Seilstränge durch ein einziges Drahtseil gebildet sein, das durch Löcher der Befestigungsflansche hindurchge zogen ist und dessen Enden am einen End- flansch festgelegt sind. Dadurch ist ver mieden, dass eine grosse Anzahl von Strang enden mit den Befestigungsflanschen verbun den werden müssen.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstan des dargestellt. Fig. 1 zeigt ein Federrohr mit Vorrich- znng zur Längenbegrenzung zur Hälfte im Längsschnitt und zur Hälfte in Ansicht.
Fig. 2 zeigt einen gleichen Längsschnitt wie Fig. 1, wobei das Federrohr mit End- flanschen und Klemmringen versehen ist.
Fig. 3 ist eine Endansicht zu Fig. 1 in kleinerem Massstab.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstel lung, und Fig. 5. zeigt einen Dehnungsausgleicher mit zwei eingebauten Federrohren, die mit einer Vorrichtung zur Längenbegrenzung ver sehen sind.
In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Federrohr, auf dessen Enden Befestigungsflansche 2, 3 auf gesetzt sind, welche Löcher 4 besitzen, durch welche ein um das Federrohr gelegtes Draht seil 5 hindurchgezogen ist. Vor dem Einziehen des Drahtseils 5 werden die beiden Befesti gungsflansche 2, 3 durch zwei oder mehr Ge windebolzen 6 und Distanzrohre 7 starr mit einander verbunden, um ein zu starkes Zusam menziehen des Federrohres 1 beim Einziehen des Drahtseils 5 und ein Verdrehen der beiden Flansche 2, 3 zueinander zu vermeiden. Die Länge der Distanzrohre 7 wird etwas kurzer gewählt als die freie aktive Länge des Federrohres 1, damit das Federrohr beim Festschrauben der Gewindebolzen 6 etwas zu sammengepresst wird.
Es wird nun eines der Enden des Draht seils 5 in einem der beiden Befestigungsflan sche 2, 3 fest verankert. Dies kann auf ver schiedene Weise erfolgen, z. B. durch Verkei len oder mittels Klemmschraube oder durch Durchschlaufen des Drahtseilendes durch ver schiedene Löcher des betreffenden Flansches oder durch Überwickeln des Drahtseilendes. Man kann auch das Drahtseilende nur provi sorisch festhalten, z. B. mittels einer Klemme.
Nachdem das eine Ende des Drahtseils 5 in der beschriebenen Weise mit dem einen Be festigungsflansch 2 verbunden ist, wird das andere Ende des Drahtseils so durch ein Loch 4 des andern Befestigungsflansches 3 hin durchgezogen, dass sich das Drahtseil schrau- benlinienförmig mit einem Steigungswinkel von annähernd 45" nm das Federrohr 1 legt. Dann wird das Drahtseil durch das nächste innere Loch des Flansches 3 gezogen und in der aus der Abwicklung der Fig. 4 ersicht lichen Weise durch ein benachbartes Loch 4 des ersten Flansches 2 gezogen.
Auf diese Weise wird das Drahtseil zuerst durch sämt liche Löcher der innern Lochkreise der beiden Flansche 2, 3 und anschliessend durch alle Löcher der äussern Lochkreise hindurchge zogen, wobei in letzterem Fall jedoch die Seil stränge schraubenlinienförmig mit entgegen gesetzter Steigung von 40 bis 45 verlaufen. Es entstehen auf diese Weise, wie aus der un tern Hälfte der Fig. 1 deutlich ersichtlich ist, um das Federrohr 1 gelegte, sich kreuzende Seilstränge, welche im Gegensatz zu einer Ver flechtung ohne Verschränkung überlagert sind.
Nach Beendigung des Hindurchziehens des Drahtseils 5 durch alle Löcher der beiden Flansche 2, 3 wird das andere Ende des Draht seils 5 in gleicher Weise wie das erste Ende am Flansch 2 fest verankert. Wenn das erste Ende nur provisorisch festgehalten wurde, so kann dasselbe und das zweite Ende so ver- schlauft werden, wie in Fig. 3 angegeben ist. Wenn das Drahtseil 5 auf diese Weise um das Federrohr 1 gewunden und an den Flanschen 2, 3 abgestützt ist, so werden die Gewinde bolzen 6 gelöst und zusammen mit den Distanz rohren 7 von den Befestigungsflanschen weg genommen. Es ist. nun kein Verdrehen der Be festigungsflansche mehr möglich.
Darauf wer den die Endflansche 8, 9 auf die zylindrischen Enden des Federrohres 1 aufgesetzt und diese Enden konisch ausgeweitet, worauf das Füh rungsrohr 10 und die Klemmringe 11, 12 ein geschoben werden. Die Endflansche könnten auch auf andere Weise, z. B. durch Bördeln, Löten, Schweissen oder Einwalzen mit den Enden des Federrohres verbunden sein.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bilden die Befestigungsflansche 2, 3 mit den Endflan- schen 8, 9 einen ringförmigen Hohlraum 13, in welchem der Übergang des Drahtseils von einem Loch 4 zum andern stattfindet, so dass diese Übergänge beim fertigen Federrohr ge schützt und verdeckt liegen. Fig. 5 veranschaulicht einen Dehnungs- ausgleicher zwischen zwei Rohrleitungen 14, 1.5. Dieser Dehnungsausgleicher weist zwei Federrohrkörper 16, 17 auf, welche in der an Hand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Weise mit einer Vorrichtung zur Längenbegrenzung versehen sind.
Diese Federrohrkörper 16, 17 sind durch ein Zwischenstück 18 miteinander verbunden und einerends über einen Rohr bogen 19 mit der Leitung 14 und andernends über Rohrbögen 20, 21, ein Rohrstück 22 und einen Rohrbogen 23 mit der Leitung 15 ver bunden. Dieser Dehnungsausgleicher gestattet, wie die in punktierten und strichpunktierten Linien angedeuteten Endlagen zeigen, eine sehr grosse Verschiebung der Rohrleitungen, und er kann für sehr grosse Drücke gebaut werden.
Das Drahtseil kann bei der in Fig. 1 bis 4 beschriebenen Vorrichtung mit einer vielfachen Sicherheit ausgeführt werden. Wird bei einer solchen Vorrichtung das Federrohr axial zusammengestossen, so he ben sieh die Seilstränge vom Federrohr ab. Wird dagegen das Federrohr unter Innendruck nur auf Biegung beansprucht, wie dies beim Dehnungsausgleich nach Fig. 5 der Fall ist, so bleiben die Draht seilstränge am Federrohr angeschmiegt. Im merhin werden die Stränge an der innern Seite des Federrohrbogens leicht gelockert, was das leichte Verschieben der einzelnen Seil stränge aufeinander begünstigt.
Trotzdem die einzelnen Seilstränge sich an den Kreuzungsstellen nicht verschränken, wie dies bei den normalen Geflechten der Fall ist, besteht hier keine Neigung dazu, dass sieh tlie Seilstränge beim Biegen des Federrohres un gleichmässig verschieben. Es ist dies darauf zurückzuführen, dass die Länge des Feder rohres nur ungefähr seinem Aussendurchmes ser entspricht, so dass jeder Seilstrang das Federrohr ziemlich genau auf der Hälfte seines Umfanges umgibt, wenn er schrauben- linienförmig mit einem Steigungswinkel von 45 verläuft.
Für lange Federrohre wäre diese Herstellungsweise nicht geeignet, indem sich hierbei die einzelnen Seilstränge beim Biegen unregelmässig verschieben würden und dann ihren Zweck nicht mehr voll erfüllen könnten. Werden dagegen im vorliegenden Falle, wo es sich stets um relativ kurze Gebrauchslängen handelt, die Seilstränge beispielsweise absicht lich am unbelasteten Federrohr umregelmässig verschoben, so zeigt es sich, dass beim Biegen des Federrohres unter Innendruck die Seil stränge sofort von sich aus wieder die richtige regelmässige Lage einnehmen.
Die beschriebene Vorrichtung zur Längen begrenzung der Federrohre ergibt somit zu sammengefasst bei Rohrdehnungsausgleichern die folgenden Vorteile Die Vorrichtung kann für einbeschränkt grosse Federrohrdurchmesser hergestellt wer den.
Sie kann mit mehrfacher Sicherheit für praktisch alle vorkommenden Betriebsdrücke und Temperaturen gebaut werden.
Die Herstellung der Vorrichtung erfordert keinerlei kostspielige Spezialmaschinen.
Die Abstütztmg des Drahtseils an den Be festigungsflanschen kann auf einfache und sichere Weise erfolgen.
Es ist nur ein einziges Drahtseil für alle Seilstränge erforderlich. An den Kreuzungsstellen besteht geringe Reibung und Scheuerwirkung beim Biegen des Federrohres.
Die Konstruktion ist einfach und billig.
Device for limiting the length of a spring tube, in particular for expansion compensators. If a spring tube is stretched beyond its elasticity limit, its folds take on permanent deformations, which means that the spring tube does not return to its original shape after the pressure has been relieved. In most cases, a deformation of the fold profile also causes a reduction in the elasticity of the spring tube. In order to avoid such a harmful deformation of the folds or stretching of the spring tube beyond its elastic limit, various devices for Längenbe limit of the spring tube are common, in which the length limitation z. B. takes place through housing, guide rods and pipes.
In the case of spring bodies of relatively small diameter, wire or band braidings have also been used for this purpose, as are usual for metal and rubber hoses. Such wire or ribbon braids are made on lace machines, with hoses being braided directly on the machine. Spring tubes as they are, for. B. used to build expansion compensators, however, always have only a short length, so that a direct order braid on a lace machine is practically out of the question.
Since the usual diagonal braid can be expanded by axial collision in diameter and can be reduced in diameter by axial pulling, such braids can initially be on a longer object, such. B. a tube or a metal hose of approximately the same diameter as the spring tube are braided, in order then to be stripped from this and pushed onto the spring tube. In order to prevent the braid from opening at the ends when cutting, the ends must be tied up before cutting. Fastening the many wire or ribbon ends in normal diagonal braiding is laborious and time-consuming.
In all braids made on lace machines, the intersecting wires or bands are interlaced, that is, the wire or band is z. B. placed over the wire to be crossed and pulled through under the next wire to be crossed. This gives the braid a high degree of dimensional stability against unwanted displacement of the wires or bands, but on the other hand, this entanglement stiffens the braid and greatly increases the friction of the wires or bands against each other when the hose or spring tube is bent. As a result, the wires and tapes break. often prematurely in use or are chafed through.
Instead of wires and metal bands, wire ropes can also be braided on the wire bobbin lace machine, but the many ends of the wire rope braiding are even more laborious and difficult to connect to the connections. Then be able to. the commercially available lace-making machines meet the requirements as they are specifically made on spring tubes for pipe expansion compensators, because they do not allow the produc- tion of sufficiently large braids th. You therefore have to deal with larger hose diameters, eg.
For example, in the case of grain conveying hoses, this can already be helped by making braids from hemp or wire ropes by hand. The individual ropes are always interlocked with one another or even wrapped around as with a braided fence.
The inventive device for limiting the length of a spring tube is intended in particular for expansion compensators in pipelines. In modern pipeline construction, it is not uncommon for such pipelines to have clearances of 600 to 1000 mm and more, and working with ever higher pressures and temperatures. This requires correspondingly large expansion compensators of great operational reliability.
The inventive device has placed around the spring tube, intersecting rope strands, which are superimposed without entanglement and are supported on two mounting flanges from. Such a device can be used in spring tubes for very high pressures and very large diameters. Compared to the known metal braiding, this device achieves that there is much less friction between the various cable strands, because the cable strands are superimposed here without entanglement.
All of the cable strands can expediently be formed by a single wire cable that is pulled through holes in the fastening flanges and the ends of which are fixed to one end flange. This avoids the need for a large number of string ends to be connected to the mounting flanges.
In the accompanying drawing, an embodiment of the subject invention is shown. 1 shows a spring tube with a device for limiting the length, half in longitudinal section and half in view.
FIG. 2 shows the same longitudinal section as FIG. 1, the spring tube being provided with end flanges and clamping rings.
Fig. 3 is an end view of Fig. 1 on a smaller scale.
Fig. 4 shows a schematic presen- tation, and Fig. 5. shows an expansion compensator with two built-in spring tubes, which are provided with a device for length limitation ver.
In Fig. 1, 1 denotes a spring tube, on the ends of which mounting flanges 2, 3 are set, which have holes 4 through which a wire rope 5 placed around the spring tube is pulled. Before pulling in the wire rope 5, the two fastening flanges 2, 3 are rigidly connected to each other by two or more Ge threaded bolts 6 and spacer tubes 7 to prevent the spring tube 1 from pulling together too much when pulling in the wire rope 5 and twisting the two flanges 2 , 3 to avoid each other. The length of the spacer tubes 7 is chosen to be somewhat shorter than the free active length of the spring tube 1 so that the spring tube is somewhat compressed when the threaded bolt 6 is screwed tight.
One of the ends of the wire rope 5 is now firmly anchored in one of the two fixing flanges 2, 3. This can be done in various ways, e.g. B. len by Verkei or by means of a clamping screw or by looping the wire rope end through ver different holes of the flange in question or by wrapping the wire rope end. You can also hold the end of the wire only provisionally, z. B. by means of a clamp.
After one end of the wire rope 5 has been connected to the one fastening flange 2 in the manner described, the other end of the wire rope is pulled through a hole 4 in the other fastening flange 3 in such a way that the wire rope extends helically with a pitch angle of approximately 45 "nm the spring tube 1. Then the wire rope is pulled through the next inner hole of the flange 3 and pulled through an adjacent hole 4 of the first flange 2 in the manner shown in the development of FIG.
In this way, the wire rope is first pulled through all the holes of the inner bolt circles of the two flanges 2, 3 and then through all the holes of the outer bolt circles, but in the latter case the rope strands run helically with an opposite pitch of 40 to 45. In this way, as can be clearly seen from the un tern half of FIG. 1, around the spring tube 1, intersecting cable strands are laid, which, in contrast to an interlacing, are superimposed without entanglement.
After completion of the pulling of the wire rope 5 through all the holes of the two flanges 2, 3, the other end of the wire rope 5 is firmly anchored to the flange 2 in the same way as the first end. If the first end has only been temporarily held, the same and the second end can be looped as indicated in FIG. 3. When the wire rope 5 is wound in this way around the spring tube 1 and supported on the flanges 2, 3, the threaded bolts 6 are loosened and together with the spacer tubes 7 taken away from the mounting flanges. It is. Turning the fastening flanges is no longer possible.
Then who the end flanges 8, 9 placed on the cylindrical ends of the spring tube 1 and these ends flared, whereupon the Füh approximately tube 10 and the clamping rings 11, 12 are pushed. The end flanges could also be used in other ways, e.g. B. be connected to the ends of the spring tube by flanging, soldering, welding or rolling.
As can be seen from Fig. 2, the fastening flanges 2, 3 with the end flanges 8, 9 form an annular cavity 13 in which the transition of the wire rope from one hole 4 to the other takes place, so that these transitions in the finished spring tube protect ge and lie face down. 5 illustrates an expansion compensator between two pipelines 14, 1.5. This expansion compensator has two spring tube bodies 16, 17 which are provided with a device for length limitation in the manner described with reference to FIGS. 1 to 4.
This spring tube body 16, 17 are connected to one another by an intermediate piece 18 and at one end a pipe bend 19 with the line 14 and at the other end via pipe bends 20, 21, a pipe section 22 and a pipe bend 23 with the line 15 a related party. This expansion compensator allows, as the end positions indicated in dotted and dash-dotted lines show, a very large displacement of the pipelines, and it can be built for very high pressures.
In the device described in FIGS. 1 to 4, the wire rope can be carried out with multiple safety. If the spring tube is axially collided in such a device, then he ben see the cable strands from the spring tube. If, on the other hand, the spring tube is only subjected to bending under internal pressure, as is the case with the expansion compensation according to FIG. 5, the wire strands remain clinged to the spring tube. After all, the strands are slightly loosened on the inside of the spring tube arch, which favors the easy shifting of the individual rope strands on each other.
In spite of the fact that the individual rope strands do not interlace at the crossing points, as is the case with normal braids, there is no tendency here for the rope strands to shift unevenly when the spring tube is bent. This is due to the fact that the length of the spring tube only roughly corresponds to its outer diameter, so that each cable strand surrounds the spring tube almost exactly on half of its circumference when it runs helically with a pitch angle of 45 °.
This manufacturing method would not be suitable for long spring tubes, as the individual cable strands would shift irregularly during bending and could then no longer fully fulfill their purpose. If, on the other hand, in the present case, where the length of use is always relatively short, the strands of rope are, for example, intentionally shifted regularly on the unloaded spring tube, it turns out that when the spring tube is bent under internal pressure, the rope strands immediately become the correct regular one again Take position.
The described device for limiting the length of the spring tubes thus results in the following advantages in the case of tube expansion compensators. The device can be manufactured for a limited spring tube diameter.
It can be built with multiple security for practically all occurring operating pressures and temperatures.
The manufacture of the device does not require any expensive special machines.
The support of the wire rope on the fastening flanges can be done in a simple and safe manner.
Only a single wire rope is required for all rope strands. At the crossing points there is little friction and abrasion when bending the spring tube.
The construction is simple and cheap.